Förbättra STEM-resultat för små barn med språkinlärningssvårigheter

I den här studien fokuserar utredarna på en delmängd av elever i riskzonen som tycker att det naturvetenskapliga språket är ett hinder för att lära sig naturvetenskap. Dessa är de nästan 3 miljoner barn i USA som har en inlärningssvårigheter som kallas specifik språkstörning (SLI). Barn med SLI uppvisar brister i talad grammatik och ordförråd och de löper 3,9 till 8,1 gånger större risk att ha läsbrist än barn i den allmänna befolkningen.

Specifikt mål #1: Att avgöra om vetenskapsrelevant språkintervention förbättrar inlärningen av naturvetenskapliga begrepp hos små barn som har SLI.

Specifikt mål #2: Att avgöra om vetenskapsrelevant språkintervention underlättar generalisering av vetenskapliga begrepp och praxis hos små barn som har SLI.

Femtiofyra 4- till 7-åringar som ännu inte börjat i 1:a klass, som är enspråkiga engelska talare och som har SLI kommer att delta. Utredarna kommer att anta en Randomized Controlled Trial-design, som slumpmässigt tilldelar deltagarna tre interventionsvillkor: vetenskap + fonologisk medvetenhetspraktik (kontrollarmen), vetenskap + ordförrådsstöd och vetenskap + grammatikstöd, följt av en kort tillbakadragningsfas där alla tre grupper får enbart naturvetenskaplig undervisning. För- och eftermätningar kommer att avslöja omfattningen av inlärning i varje tillstånd och jämförelser mellan tillstånd kommer att avslöja om grammatiken och ordförrådet stödjer förbättrad inlärning.

Hypotesen är att vetenskapens språk och lärande är integrerat relaterade. Därför kommer utredarna att använda bevisbaserade språkinterventioner för att förbättra barnens vetenskapsrelevanta språkkunskaper, med förutsägelsen att detta kommer att övergå i förändringar i tillägnandet av vetenskapliga begrepp och praktiker:

1. Barn i naturvetenskap + språkinterventionsförhållanden kommer att visa större vinster i inlärda naturvetenskapliga begrepp efter den 4 veckor långa interventionsperioden än barn i kontrollarmen.
2. Nyttan av naturvetenskap + språkinterventionerna kommer att finnas kvar efter att språkstöden har dragits in, det vill säga att barn inom naturvetenskap + språkinterventionsförhållanden kommer att visa större vinster i inlärda naturvetenskapliga begrepp under uttagsveckan än barn i kontrollarmen.
3. Barn inom naturvetenskap + språkinterventionsförhållanden kommer att visa större vinster från förtest till posttest på mått på generaliserade naturvetenskapliga koncept och praktik än barn i kontrollarmen.
4. Barn som uppvisar den största förbättringen i användningen av språkmålen kommer också att visa de största förbättringarna i undervisade begrepp, generaliserade begrepp och generaliserade praktikkunskaper.
5. Barn kommer att dra nytta av språkstöd riktade mot ordförråd såväl som de som är riktade mot grammatik, men dessa stöd kan gynna den naturvetenskapliga inlärningsprocessen på olika sätt.

Det första steget är att dokumentera att de språkstödda insatserna resulterade i förbättrade språkförmågor genom att jämföra prestanda på grammatik- och ordförråd vid posttest med pretestprestanda. Förväntningarna är betydande förändringar i ordförrådskunskapen för ordförrådsinterventionsvillkoret jämfört med de andra två villkoren, och signifikanta förändringar i användningen av komplementsatser för grammatikinterventionsvillkoret jämfört med de andra två villkoren. Nästa steg är att testa förutsägelserna förknippade med de specifika målen via en serie binomial blandade modeller. Blandade modeller är lämpliga för konstruktioner med obalanserade cellstorlekar på grund av saknade data (på grund av uteblivet svar och bortfall). Det kommer att finnas en modell för riktade naturvetenskapliga konceptresultat med tillstånd (kontrollarm, naturvetenskap + ordförråd, naturvetenskap + grammatik), språkstöd (nuvarande, tillbakadraget) och tillstånd x språkstöd som oberoende variabler (förutsägelser 1 och 2). Om dataplottning tyder på att effekter är specifika för den typ av begrepp som lärs ut (t.ex. fysik vs biologisk vetenskap), kommer vi att bygga en andra modell för att utforska skillnader relaterade till begreppstyp. Det kommer också att finnas en modell var för generaliserade begrepp och generaliserade praktikresultat med tillstånd (kontrollarm, naturvetenskap + ordförråd, naturvetenskap + grammatik) och tid (förtest och eftertest) som oberoende variabler (prediktion 3). Korrelation inom ämne kommer att redovisas med slumpmässiga ämneseffekter. Ytterligare slumpmässiga effekter kommer att bestämmas genom att välja den modell som har bäst modellpassning (lägsta AIC-värde). I var och en av de tre modellerna förväntas det vidare att mängden förbättringar i grammatik och ordförråd är moderatorer mellan resultatet och de andra faktorerna (prediktion 4). För att bedöma denna förutsägelse kommer prestationer på språktesten att inkluderas som kovariater. Förväntningen är att prestation på språksonderna efter undervisning kommer att vara en betydande prediktor för naturvetenskaplig inlärning, och att inkludering av prestation på språksonderna som en kovariat kommer att eliminera effekten av tillstånd eftersom språkprestanda kommer att vara den huvudsakliga faktorn som förutsäger naturvetenskaplig prestation. Dessa modeller möjliggör också jämförelse av effektiviteten hos de grammatik- och ordförrådsstödda villkoren (förutsägelse 5).