权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

Analyzing and Supporting Students' Learning Behaviors in Computational STEM Learning Environments

分析和支持学生在计算 STEM 学习环境中的学习行为

基本信息

批准号：
2017000
负责人：
Gautam Biswas
金额：
$ 74.92万
依托单位：
Vanderbilt University
依托单位国家：
美国
项目类别：
Standard Grant
财政年份：
2020
资助国家：
美国
起止时间：
2020-10-01 至 2024-09-30
项目状态：
已结题

来源：
https://www.nsf.gov/awardsearch/showAward?AWD_ID=2017000&HistoricalAwards=false
关键词：
Analyzing Supporting Students Learning Behaviors

项目摘要

Computational thinking (CT) is the foundation of modern competency in a multitude of STEM-related fields. Learning strategies influence the way a student processes information and learns, which in turn, requires the proper control and regulation of their cognitive processes. More specifically, an effective learning strategy requires students to have adequate descriptive, procedural, and conditional knowledge of the strategies they apply. This project will study the learning processes of middle school students when they are involved in learning science using a computational modeling approach. The research that will be performed will help us to better understand how to effectively integrate CT and computing into the K-12 science curricula. To examine how learning evolves, and the difficulties students face in developing and applying synergistic processes, a task-oriented framework will be developed to analyze student learning behaviors as they work on modeling and problem-solving tasks. This project will use adaptive scaffolding to synergistically teach scientific concepts with computational modeling to middle school students. Student learning behaviors will be analyzed using self-regulated learning theory. This project aims to make the following research contributions: (1) develop a framework for analyzing student learning behaviors and strategies as they are involved in their model building, model debugging, and problem solving tasks; (2) use a combination of students activity logs and eye tracking data to understand student cognitive and metacognitive processes as they work in the C2STEM environment; and (3) study the effectiveness of the adaptive scaffolding and feedback generation framework by analyzing how this helps students overcome their difficulties, and progress in their learning and problem solving tasks. An intelligent peer agent in an artificial intelligence system will be developed to achieve these goals.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.

计算思维（CT）是众多STEM相关领域现代能力的基础。学习策略影响着学生处理信息和学习的方式，这反过来又要求对他们的认知过程进行适当的控制和调节。更具体地说，有效的学习策略要求学生对他们所应用的策略有足够的描述性、程序性和条件性知识。该项目将使用计算建模方法研究中学生参与科学学习时的学习过程。将进行的研究将帮助我们更好地了解如何有效地将CT和计算融入K-12科学课程。为了研究学习如何演变，以及学生在开发和应用协同过程中面临的困难，将开发一个以任务为导向的框架来分析学生在建模和解决问题任务时的学习行为。这个项目将使用自适应脚手架协同教中学生科学概念与计算建模。学生的学习行为将使用自我调节学习理论进行分析。本研究的主要目的是：（1）建立一个分析学生在模型建立、模型调试和问题解决过程中的学习行为和策略的框架;（2）结合学生的活动日志和眼动数据，了解学生在C2 STEM环境中的认知和元认知过程;及（3）研究自适应支架及反馈生成框架的有效性，分析它如何帮助学生克服困难，并在学习和解决问题的任务中取得进展。该奖项反映了NSF的法定使命，并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估，被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量（14）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Using Collaborative Interactivity Metrics to analyze students’ Problem-Solving Behaviors during STEM+C Computational Modeling Tasks

使用协作交互指标分析学生在 STEM C 计算建模任务期间解决问题的行为

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
Learning and individual differences
影响因子：
3.6
作者：
Snyder Caitlin;Hutchins, Nicole;Cohn, Clayton;Fonteles, Joyce;Biswas, Gautam
通讯作者：
Biswas, Gautam

Coherence across conceptual and computational representations of students’ scientific models

学生科学模型的概念和计算表示的一致性

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
15th International Conference of the Learning Sciences
影响因子：
0
作者：
Hutchins, N.M.;Basu, S.;McElhaney, K.;Chiu, J.;Fick, S.;Zhang, N.;Biswas, G.
通讯作者：
Biswas, G.

A Chain-of-Thought Prompting Approach with LLMs for Evaluating Students’ Formative Assessment Responses in Science

法学硕士评估学生的思想链提示方法——科学中的形成性评估反应

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
AAAI Press
影响因子：
0
作者：
Cohn, Clayton;Hutchins, Nicole;Biswas, Gautam
通讯作者：
Biswas, Gautam

Instructor facilitation of STEM+CT discourse: engaging, prompting and guiding students’ computational modeling in physics

教师促进 STEM CT 讨论：吸引、提示和指导学生 — 物理计算建模

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
Computersupported collaborative learning
影响因子：
0
作者：
Snyder, C.
通讯作者：
Snyder, C.

Measuring and Analyzing Students’ Strategic Learning Behaviors in Open-Ended Learning Environments

测量和分析学生在开放式学习环境中的战略学习行为

DOI：
10.1007/s40593-021-00275-x
发表时间：
2021
期刊：
International Journal of Artificial Intelligence in Education
影响因子：
4.9
作者：
Zhang, Ningyu;Biswas, Gautam;Hutchins, Nicole
通讯作者：
Hutchins, Nicole

DOI：
{{ item.doi }}
发表时间：
{{ item.publish_year }}
期刊：
{{ item.journal_name }}
影响因子：
{{ item.factor }}
作者：
{{ item.authors }}
通讯作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ monograph.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ sciAawards.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ conferencePapers.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ patent.updateTime }}

Gautam Biswas其他文献

Surface instability of a thin electrolyte film undergoing coupled electroosmotic and electrophoretic flows in a microfluidic channel

微流体通道中经历电渗和电泳耦合流动的电解质薄膜的表面不稳定性

DOI：
10.1002/elps.201100306
发表时间：
2011
期刊：
ELECTROPHORESIS
影响因子：
2.9
作者：
Bahni Ray;P. D. S. Reddy;D. Bandyopadhyay;S. Joo;Ashutosh Sharma;Shizhi Qian;Gautam Biswas
通讯作者：
Gautam Biswas

Cointegration Analysis and Forecasting of the Export Function of Bangladesh Using the Error Correction Model

利用误差修正模型对孟加拉国出口函数进行协整分析与预测

DOI：
10.21203/rs.3.rs-70018/v1
发表时间：
2020
期刊：
International Journal of Academic Research in Economics and Management Sciences
影响因子：
0
作者：
K. Islam;Gautam Biswas
通讯作者：
Gautam Biswas