科学上学:为国家学校补助计划寻求科学的基础

他被一个5岁的女孩了。在州立大学新York-Stony小溪,罗伯特Siegler进行了一个标准的实验,但较低的期望,他可以复制皮亚杰的研究。他把水从一个玻璃倒进一个更高,更薄玻璃和问这个小女孩的水量已经改变了。她说,是的,现在有更多的水。

他重复了这个过程,问他的顾问罗伯特·Liebert同样的问题。Liebert回答正确,当然,解释了为什么没有改变量。

Siegler又问小女孩,但她忠于她的回答,所以Liebert重复他的反应”在一个较低的声音和大约10分贝。”女孩Siegler又问。”我惊讶的是,她重复她最初的回答和推理。我再次回到Liebert,但即使这样她坚持她的信仰。这就是连接我:任何知识认为可以激励一个小孩挑战大,实施成人是值得严肃调查。”

美国政府现在看来吸引,把钱花在自己的好奇心是通过资助研究,寻求建立一个科学未来的国家教育体系的基础。今天,Siegler八三个APS的家伙之一(除了一个心理学家)的科学家正在进行为期三年的研究项目在第一波美国教育部的认知和学生学习补助计划。另外两个是APS过去总统罗伯特·比约克在加州大学的洛杉矶,和哈罗德Pashler加州大学圣地亚哥。

程序是一个偶然的交集的政治意愿和科学准备。比约克指出,“有机会升级教育来自广泛的进步在过去的几十年里理解的认知过程,是学习的基础。基本现在对学习和记忆的研究提供了一个改善的基础教育实践,潜在的方式革命。”

他们的项目简单扩展描述(见下图):

• Siegler卡内基梅隆大学和他的同事们正在测试幼儿园学生确定学习的困难解决科学问题源于误解之间的区别“生活”和“无生命的,”和第二,第三和四年级学生是否困难数学问题源于基本的误解整数关系。研究人员半岛体育官方网址入口之前发现的基础上建立的假设,例如,“多数美国第四到六年级画一个错误类比十进制分数和整数和得出结论,小数总是比少的号码。”
• 在加州大学洛杉矶分校,比约克与Marcia Linn合作,教育心理学家和大学伯克利分校的研究员,看向她的网络科学课程的初中和高中学生比约克称之为“理想的困难”将导致保存更长时间的学习。他的“困难”包括间距而不是集结研究会话;交叉练习单独的主题;不同材料的呈现方式;减少反馈,并使用测试作为学习活动。早期的研究显示这种策略的好处”不仅提高现行教育实践的担忧,”比约克说,“但也显示不直观的方式来提高指令。”
• Pashler的团队,建立在uc san Diego,正在学习保留两个大学生在实验室和在互联网上更多元化的人口。他们测量研究会话之间多少时间流逝产生最好的结果;测量“过度学习”能最有效地最大化多少记得是什么之后,探索新的方法来预测和减少遗忘。他们希望这些策略确定是否为简单的死记硬背也可以工作,其他工作学习任务。

这三个有一个共同点是满足新强调循证方法改善美国教育。

“绝大多数的教育研究还没有相关措施的学习结果,更少的随机分配治疗,“Pashler说。“想象一下,如果没有临床试验医学研究。新英格兰医学杂志》将印刷调查水蛭医生喜欢的类型。现在有一个真正的两党合作推动促进以证据为基础的方法在教育、医学、和社会政策一般。”

Siegler表示,他“非常鼓舞由布什政府对科学的支持声音研究对儿童的学习。我认为融资环境更有利于发展心理学家感兴趣的学习比在很长一段时间。

“过去,许多发展心理学家认为,有很好的理由,绝大多数的教育部资助不是目的。当前政府已经表示,无论是言行,加强科学合理的研究对儿童学习的兴趣。这个领域确实是成熟增加努力应用发展心理学技术教育相关问题。”

一个因素引发的新努力把科学学习到美国的教室是发展心理学的转变从“思考”“学习。在他的拨款提案”Siegler解释道:

“有一段时间,学习是发展心理学的中心话题。然而,随着皮亚杰理论的兴起,重点从学习转移到思考。这一转变帮助创造一个充满活力的认知发展领域,但它也有一个成本。它使发展关注差异不同年龄的孩子而不是过程,导致认知发展。不过,这种情况正在改变。研究学习是现在更丰富的理解告诉你孩子带来他们学习过程。”

“心理学研究部分源于时尚,“Siegler说,“但总是返回的持久的问题。我总是认为,发展心理学,这从本质上关注变化,不可避免地会把注意力集中在如何改变发生。”

去年国会中创建教育部教育科学研究所,取代以前的教育研究和改进办公室是负责教育研究和统计数据,并推出了CASL项目,目前由新学院。

助理教育部长格罗弗·j·拉斯”Whitehurst以前的心理学教授,儿科和心理学系主任Siegler母校SUNY-Stony小溪,首次被任命为董事。

他形容CASL科学家的目的在2002年2月的一次会议上,但也被描述未来研究所的使命:“字段(教育)仍然运行在很大程度上民间智慧的基础。它或多或少有效。毕竟,我们作为一个人类,是几千年来教育自己。“[T]帽子过程成功,只要任务需要学习很简单,只要我们愿意容忍一个精英系统最好,只有那些认知能力和最具文化支持预计在高水平学习复杂的主题。但是,我们有一个新的一天。民间智慧将不再为我们服务。我们需要一个新方法。”

“医学生物化学,农业植物遗传、教育以认知心理学和脑科学。这些基础科学要革新的实践教育在21世纪。”

CASL的主要目标,Whitehurst说,正在“从我们目前的研究文化,面向服务的需求和兴趣的其他研究人员,研究文化认为,服务从业人员的需求。半岛体育官方网址入口我们希望这次比赛完成的一件事就是那些在认知科学训练,他已经习惯了在实验室做研究,大学,方便的样本,研究努力进入学校工作或学习。我们希望你会这样做。”

比约克的合作教育研究员林是这样合作的一个例子,但比约克承认”之间的鸿沟方面的挑战基础研究和翻译教育实践是伟大的。在我看来,现在的差距是巨大的,研究站之间经常和什么样的原则指导教育实践。在某种程度上,这个差距是巨大的,因为已经有太多的基础研究进展在过去几十年。”

还有其他原因,挑战是巨大的,比约克,是谁主持小组选择今年的CASL的受让人。

“缩小差距需要一定程度的研究人员和教育工作者之间的合作与交流和善意,因为各种各样的原因,已经不存在,有时一直积极抵制,”他说。半岛体育官方网址入口“有很多归咎于双方缺乏沟通和合作。这个问题的部分原因是科学社会学,在那里,工作在这个特定的基础研究与教育实践之间的差距往往是没有奖励的大学学位设置基础研究本身。”

另一个障碍是“主流社会态度”,阻碍了应用良好的教育科学,他说。“在我看来,在我们的社会有一个戏剧性的over-tendency和升值性能的差异归因于个人之间天生能力的区别,野生under-appreciation的力量练习,经验,和我们所有人学习的基本能力。

“我们都配备了这种非凡的能力”的学习,但成绩不好的学生早期数学测试中,例如,将决定这不是“自己的事情”,度过余生,变成了一个自我实现的预言。“民族、家庭决定的事情是他们不擅长这还是好的。“这几乎消除了这种不寻常的能力,我们必须学会在各种各样的领域。如果你能改变人们理解潜在的文化只有学习,我认为这将是一个了不起的贡献,将大大改变事情的个人教育我们给自己和更广泛的教育实践。”

一些纯粹是后勤障碍:课堂学生外出实地考察或生病在家实验当天工作计划,并确保所涉及的文件权限和知情同意。

“即使,从某种程度上说,很难想象研究更多的关键和国家的重要性,”比约克说,“每个人都意识到在学校实际干预措施的困难。如果你要做大量实验研究使用学校的学生好,你得通过大量的合作。

“就我个人来讲,多年来一直对我来说有点威慑力。学校必须非常,非常小心,他们的许可程序可以非常复杂。还没有为心理学家从这个角度来说很有吸引力。你失去控制很多很多的事情,所以人们会把对工作在有限的实验室,在那里他们可以控制一切。”

的秘密,他说,是与一个教育研究者已经批准和联系,像瀑布。“她知道处理公立学校,所以沼泽我所知道的只是没有比较,”比约克说。

一样谨慎校本纠葛的基本研究人员可能半岛体育官方网址入口,教育者和教育研究人员怀疑实验室科学家,。

“一方面,他们积极参与基础研究的努力,”比约克说,“但另一方面,他们倾向于认为一辈子做基础研究的人天真对教室的现实。这是真理的。我认为在这种协作是一个负担,laboratory-bound类型有一个盲目乐观的人的不完整的教育过程的现实的观点。基本研究员喜欢我不能说看这个可怕的差距,看他们不知道什么,他们可以应用。”

之间的桥梁基础研究和教育实践可能充满了障碍,比约克说,但是“有一种准备。我认为教育工作者在战壕里比他们更愿意合作。[和]人们喜欢自己和其他人一直埋在我们的实验室和我们简单材料急于想做出改变。有很多互相学习,并在一定程度上,当前程序能够做到这一点,这将是不错的进展本身。”

教师判断学生学习从他们的课堂表现,用考试分数等措施。可以“出了名的差指南”,警告说罗伯特·比约克加州大学的洛杉矶,因为在课堂上表现并不表明学生将记住了。

“相反,我们可以通过教学提高保留的学到了什么理想的困难,”比约克说。可取的困难是反直觉的,“事情出现在教学或训练学习者的进步缓慢,有时心烦意乱甚至阻碍学习者,然后与更好的长期保存和传输。”

下一百万美元从美国教育部授予的认知和学生的学习计划,比约克已经与Marcia Linn的加州大学伯克利分校。他们的协作应用比约克的和他的同事们IDDEAS(教育应用科学引入理想的困难),林和她的同事们的智慧(基于网络的调查科学环境)的教学模块为中产阶级和高中学生。

建议合作伙伴认知研究、教育研究人员,教师和课堂”,共同设计并实施半岛体育官方网址入口实验在越来越复杂的教育设置。“如果成功,IDDEAS将开发基于理论的原则来指导今后的教学设计者在新的环境。”

理想的困难比约克的团队正在测试包括引入变异和不可预测性;等“语境干扰”交叉材料和添加任务的要求,分配练习随着时间的推移,减少反馈,并使用测试作为学习活动。他们正在测试在两个明智的模块:一个教授关于疟疾传播的蚊子和滴滴涕的角色,开发一种疫苗,和实行行为的解决方案;光传播的,另一个对比模型。三年来,这项研究将:

第一年:进行基准测试的高中学生选择课程和操纵各种理想的困难与加州大学洛杉矶分校的心理学导论的学生。

第二年:细化操作基于一次结果,并将它们分配给一半的高中课程选择从第一年的基线数据进行比较与控制类使用标准的明智的模块,测试的困难对大学生两个额外的地区以确定他们是否可以通用,并在拉美裔学校进行基准测试。

第三年:进一步细化操作后,进行试点项目要求一个新的群明智的项目开发人员尝试的原则;增加了预科的参与者主要是拉美裔学生的学校进行基线测试第二年。

比约克说,一个重要的特性是研究地址教育家们的一大忧虑。“创新的老师怀疑,”他说,“和正确。有时相当于骗子的行为激励大的变化,他们成为持怀疑态度。他们获得各种各样的规则检查表——他们是封面,,另一件事。他们达到一个地步说,别管我!让我教你!”

“智者模块的一个好处我们提出,我们不需要任何额外的负担教师。如果他们使用的是明智的项目光传播的工具他们不会否则,以及他们是否使用的是标准的一个或另一个我们认为会更好,从他们的角度来看并不重要。”

孩子的困难与数学和科学问题往往源于混乱fundamen-tal概念,卡内基梅隆大学的罗伯特·西格勒说。

在美国,大多数通过六年级第四相信因为整数比那些拥有更少的数字更大,相同的是对十进制分数。研究表明,儿童有这种误解少成功以后学习正确的数学程序。

研究有孩子在美国,日本,以色列还透露,大多数5 - 6岁的孩子,大约一半的7 - 8岁的认为一切都是生物,或者只动物是生物。

Siegler, APS的特许成员,和他的同事们想看看学生最初的误解整数也会影响他们的学习和基本的科学概念,以及是否针对这些误区早期可以提高学习成果。他们正在进行两个系列的实验-数学三,三个在科学——在一个429000美元的赠款在教育部的认知和学生学习的研究项目。

每个系列的第一个测试目标教学克服误解,第二个调查是否中央其他误解,误解和第三检查早期纠正误解能否提高以后的学习。

数学系列:

1. 二年级学生测试的能力,64年和64年四年级学生正确放置一个数字从0到1000的一条线。
2. 测试48 48三年级和四年级来确定他们的第一个测试能力与能力估计其他的事情——例如,它们的宽度后桌面显示一英寸是多长时间。
3. 测试40四年级,看看那些做得最好在数轴配售也学得更快解决更复杂的数学问题。

“到目前为止,我们已经进行了两次这样的提议(数学)实验,“Siegler说。“结果达到或超出了我们的预期。例如,我们发现意外强劲的和一致的数字线估计之间的关系和性能在标准化数学成就测验”。

科学系列:

1. 显示144名幼儿园儿童卡包含三个照片——一种动物,植物和工件,然后问他们,它代表的生物。后反馈纠正误解,他们将重新测试,六周后反馈是否有帮助。
2. 测试80名幼儿园儿童照片的卡片。那些制造错误将重新测试,问说拍摄项目是否可以朝着目标和原因。有些人会纠正错误的答案之后,一些他们的解释,和一些没有。他们将立即测试,一个星期后,六周后确定的影响。“学习为什么类别被定义为他们可能更重要的是加强后续的学习不仅仅是学习类别定义本身,“Siegler解释道。
3. 问60幼儿园儿童照片代表事情“高尔基”——一个微生物的术语,他们几乎不可能知道。会教一些“有机体”一词,问说这是生物,然后重新测试后反馈。别人会用“生物”代替“有机体”,和第三组将没有标签。所有将被测试在“高尔基”,第一次没有一次又一次的反馈。Siegler解释说,所有这些“学习类别标签测试是否促进泛化小说性质的生物,以及新颖的标签是否特别有效推广等推广。”

“我们怀疑很多教育的失败反映了人们忘记事情他们一旦知道,至少在某种程度上,“哈罗德Pashler说加州大学圣地亚哥。

“把这些研究经常在媒体上看到显示一个学生在地图上找不到法国,或不知道,美国从英国获得独立,而不是说,中国。我们怀疑,绝大多数的孩子至少暂时知道这些事情,后来忘记了。同样的发生在工作场所:数以百万计的工人学习使用Microsoft Excel但是,当他们真正需要使用它,他们不记得如何去做他们想要的。”

和一个500000美元的赠款从教育部的认知和学生的学习计划,Siegler和他的同事约翰Wixted和尼古拉斯在uc san Diego日志和道格拉斯Rohrer南佛罗里达大学正在研究两种教育策略,旨在提高保留:间距指令随着时间的推移和“过度学习”,研究超出了100%的点回忆。

“我们的目标是获得具体原则忘记减少最优利用学习时间,“Pashler说。“我们认为没有理由相信我们的结果必然是局限于死记硬背,我们将做一些研究,看看他们。”

“空间效应”已被广泛研究,APS的Pashler说,“但有令人沮丧的结果对教育实践的影响,“主要是因为自己“重要限制”的研究,他的团队寻求补救措施。

在实验室和在网络课程中,他们希望更多样的主题,它们是教学词汇不熟悉的语言(卢干达语和Chocktaw)尤皮克人,鲜为人知的事实和晦涩难懂的英语词汇,甚至在视觉空间的训练科目类别和教他们识别从皮肤黑色素瘤的照片,都在努力研究的影响间距指令在几天,几周,甚至几个月,过度学习。

“我们想要了解如何预测何时已经学会了足够的东西它不会被遗忘在一段时间,“Pashler说。“例如,假设你想学习一些捷克两次,和你希望记住他们明年夏天当你去布拉格。应该间隔多久?我们已经知道,10分钟可能还不够,但是一天怎么样?一个星期?一个月?这些问题没有回答。”

研究还表明,过度学习的工作,他说,“但目前还不清楚是否这是一个有效的利用时间。可能是最好的练习之后你得到正确的事情,而是等待一段时间测试。”

最后,他的团队希望制定正式的模型的关键变量如何影响保留和找到教学能否适应个体差异在学习和忘记。“我们将看的忘记了时间的两年来,基于会话的时间和测试,“Pashler说。

”同时,我们希望能够预测哪些学习是最容易忘记,基于学习期间会发生什么。旧的文献表明,当你学习一切相同的标准,如一旦做了正确的事情,你学到了什么最快最慢的是你忘记了。我们希望找出算法来弥补这一学习过程。”