基于设计的短期密集STEM学习对执行功能的影响:fNIRS对落后儿童的研究

科学领域:

• 认知神经科学 认知神经科学
• 发展心理学 发展心理学
• 教育心理学教育心理学

背景情况:

• 基于设计的STEM学习被认为可以促进儿童的认知发展.
• 对STEM教育对执行职能的影响,特别是对弱势群体的影响,需要进一步研究.
• 中国的留守儿童代表了一个弱势群体,他们的认知发展可能会受益于有针对性的干预措施.

研究的目的:

• 调查基于设计的短期,密集的STEM学习计划对落后儿童执行功能的影响.
• 探索与执行功能相关的大脑激活模式的变化,使用功能近红外光谱学 (fNIRS).
• 检查Stroop任务上的行为表现,作为执行功能的衡量标准.

主要方法:

• 一个准实验性设计,涉及到中国61名4年级被遗弃的儿童.
• 随机分配到实验组 (为期两周的STEM课程) 或对照组 (为期两周的STEM阅读课程).
• 使用fNIRS测量布罗德曼区域10和46中的大脑活动的训练前和训练后评估,以及行为Stroop任务表现.

主要成果:

• 与对照组相比,实验组在干预后的布罗德曼区域10和46中显示出明显较低的大脑活化.
• 在实验组中观察到显著的组内时间效应,在特定的大脑区域的激活减少.
• 虽然Stroop任务的行为表现没有显著差异,但大脑激活模式表明执行功能的效率提高.

结论:

• 基于设计的短期STEM学习有效地增强了落后儿童的执行功能,由神经生物学变化证明.
• 这些发现表明大脑激活的补偿机制,提高效率导致相同认知任务的神经活动降低.
• 这项研究提供了生物证据,支持将基于设计的STEM学习纳入教育课程,以改善弱势儿童群体的执行功能.