基於GenAI輔助的STEM設計式學習對學生學習成績和元認知的影響研究

Abstract

STEM教育是培养创新人才的重要路径，设计式学习（DBL）为工程导向的STEM教学提供了实践方式。然而，DBL学习过程中对“反思”等关键认知机制的支持仍显不足。为此，研究构建GenAI辅助的STEM设计式学习模式，以40名高一学生为对象开展单组准实验研究。结果显示，学生后测成绩与元认知分数均显著高于前测（p<0.01）；访谈发现学生在人机协同中保持理性判断，小组合作强化了表达意愿与学习自信。研究表明，GenAI辅助的DBL模式有效弥补了传统教学中反思指导不足的问题，实现了学习成绩与元认知的双重提升。未来可增设对照组、拓展任务类型以深化验证。