小学短期、真实、跨学科STEM体验中的计算思维

【摘要】：能够激发学生好奇心的STEM（科学、技术、工程和数学）体验在激发科学兴趣、培养科学参与感以及吸引学生追求STEM职业方面具有独特的作用。本文介绍了一种为小学生设计的独特跨学科STEM体验，旨在教学生编写计算机代码，以测试动物园中灵长类动物的智力，并通过与真实猴子的互动来测试他们编写的代码。在一项涉及3至6年级学生的初步研究中，我们发现，在这个短期的沉浸式STEM体验过程中，学生能够获得“硬技能”——计算思维能力，且在准确性和问题解决能力方面有了显著的提高。此外，学生对动物科学、计算机和机器人技术的兴趣在这次体验后保持稳定，甚至有所增加，展示了该项目将技术技能与真实科学探索相结合的能力。教师反馈突出显示了该体验对批判性思维和领导力的积极影响。此研究强调了自由形式、真实的跨学科STEM体验在同时培养计算技能和激发科学兴趣方面的潜力。

关键词：K12、跨学科学习、编程、动物行为、非正式学习、计算思维、沉浸式体验、STEM兴趣

在美国，STEM（科学、技术、工程和数学）学位的完成率相对较低，计算机科学的完成率尤其低（Nite等人，2020年）。然而，计算机科学技能在许多职业领域中的价值日益增加，包括社会科学和生命科学领域，这促使了将计算机科学教育融入传统STEM学科的教育倡议（National Research Council，2009年）。将计算技能融入STEM教育是K-12教育者相对较新的概念，也是当前教育研究的重点（Li等人，2020年；Yang等人，2021年）。

教育者、研究人员和政策制定者的一个核心问题是，如何帮助学生跟上二十一世纪科学的技术要求，同时保持对STEM（科学、技术、工程和数学）的高度兴趣（Gardner等人，2022年；LePendu等人，2020年；National Science Board，2010年；Next Generation Science Standards，2013年；Nite等人，2020年）。教育界已确定的一个关键技能是计算思维。计算思维是指使用一组规则或程序进行系统化的解决问题的方法（Wing，2006年）。它是通过逻辑的、逐步的解决方案来思考复杂问题的能力，这些解决方案是算法化的，并且具有普遍适用性。教育者普遍认为，计算思维对于在广泛的学术学科中取得成功至关重要，尤其是在STEM学科中，因此相关的教育干预必须尽早进入课程体系，最好是在小学阶段（例如，Resnick等人，2009年；Yang等人，2021年）。然而，目前尚未达成一致意见，关于如何将计算思维最佳地融入小学课程中。

教育者的第二个关注点是，学生对STEM（科学、技术、工程和数学）学科的兴趣丧失，因为他们认为课堂上学习的科学知识是抽象的，与现实世界脱节，因此感到无聊（Braund & Reiss，2006年）。学校有时会通过课外实地考察来补充课堂课程，但这些活动（如参观实验室、温室或博物馆）有时缺乏做科学的关键要素——即创造力、解决问题的能力和发现力（Stocklmayer等人，2010年）。为了解决这个问题，教育界呼吁提供更多的非官方、非正式的、动手实践的和沉浸式的教育机会，这些机会可以补充正式的STEM教学，并让学生走出课堂，参与到实际的科学研究中（Gardner等人，2022年；National Research Council，2010年，2015年；Yang等人，2021年）。

非正式和真实的STEM活动，挑战学生在真实的研究环境中使用科学工具，在STEM教育中占据着重要位置，它们的作用是激发学生兴趣、激活学生的主动性，并增强学生对现实世界科学的理解（例如，Braund & Reiss，2006年；Gardner等人，2022年；Hurst等人，2019年）。研究表明，早期的真实科学研究体验能够激发并维持学生对科学的兴趣（Habig & Gupta，2021年），并促进学生对科学的迷恋（Bonnette等人，2019年）。这些体验在发展初期尤为重要，因为早期的非正式STEM体验与更高和更持久的STEM成就相关联（Hurst等人，2019年）。

真实的STEM活动还向学生展示了现代科学的真实跨学科性质。当社会科学和生命科学的科学家进行真实研究时，他们不仅自己提出研究问题，还使用计算方法，如计算机编程、数据可视化和统计分析。然而，尽管现代科学要求整合STEM技能和知识，STEM技能通常在小学、初中和高中阶段作为独立的学科进行教学（例如，生物学、计算机科学和统计学）。通常，大学是学生第一次被要求应用跨学科技能，而这一过渡对他们来说是困难的（例如，Ryder等人，1999年）。然而，要求跨学科学习的沉浸式和基于探究的活动在中学和高中环境中日益重要，且越来越多地被引入小学（NGSS Lead States，2013年）。许多具有创造力的教育工作者和科学家正在为小学、初中和高中学生创造新的沉浸式STEM体验（例如，Aloisio等人，2018年；Barros-Smith等人，2012年；Buxton，2006年；Habig & Gupta，2021年；Habig等人，2020年；Miller等人，2011年；Ward等人，2012年；Weiss & Chi，2019年）。

将非官方和非正式科学研究体验融入小学教育的一个障碍是，关于这些类型的体验是否能够促进技能获取的数据较少（Gardner等人，2022年）。基于证据的关于K-6计算机科学非正式教育成果的研究刚刚开始成为一个新兴领域（Gardner等人，2022年）。对非正式计算机科学体验对小学生学习成果影响的定量评估尤其罕见（Gardner等人，2022年；NRC，2010年；2015年）。因此，教育者和研究人员很难确定哪种课外STEM体验是富有成效的。此外，目前关于课外科学体验与正式知识（如计算思维）获取之间的联系的数据仍然很少。这一空白减少了我们对于课外科学体验能够促进“硬技能”成长的确定性，而这些硬技能正是教育者必须教授的，同时也能激发学生对科学的好奇心和兴趣。

我们提出的概念验证问题如下：在一个短期的真实STEM体验中，是否有可能让学生在学习艰难的“硬技能”——计算思维的同时，保持他们对科学的兴趣？我们描述了来自一个真实的跨学科心理学、进化生物学和计算机科学研究体验的初步数据，研究对象为3至6年级的学生。

我们的STEM教育项目旨在建立动物研究与计算机编程之间的桥梁。通过利用学生对动物，特别是“魅力巨型动物”的强烈兴趣，我们希望激发学生对编程的兴趣。编程对男生有较大的吸引力，但在女生和少数族裔学生中的吸引力相对较小（Cheryan等人，2017年；Master等人，2016年；Master等人，2021年）。由于所有性别和少数族裔群体对动物科学的兴趣、归属感和自我效能感都很高，动物科学可以为这些学生提供一个通向计算机科学的桥梁（例如，Baram-Tsabari等人，2006年；Mueller等人，2018年）。此外，由于“动物”是所有学生，无论背景如何，普遍的科学兴趣，这个以动物为主题的编程项目可以作为一个引人入胜的体验，激发每个人对科学的好奇心。通过使用真实的动物科学作为杠杆，来发展科学中的“硬技能”的这一设计，能够更广泛地应用于科学和技术课程中，吸引更多不同背景的学生参与STEM教育，从小学开始。

在我们的基于项目的课程中，3至6年级的小学生使用块状编程语言Scratch（麻省理工学院媒体实验室）设计计算机代码，以测试在纽约罗切斯特Seneca公园动物园训练使用触摸屏计算机执行认知任务的灵长类动物的智力。

该项目使用了“灵长类动物门户”展览——一个由Jessica Cantlon博士（卡内基梅隆大学）、Caroline DeLong博士（罗切斯特理工学院）以及纽约罗切斯特Seneca公园动物园共同设计的动物认知展览（见图1）。“灵长类动物门户”是一个动物园展览，公众可以观看橄榄狒狒解决以触摸屏计算机呈现的计算机化任务。科学家们作为机构动物护理与使用委员会（IACUC）批准的研究项目的一部分，进行这些猴子的认知研究。这些猴子被训练触摸计算机屏幕上的图像，完成正确任务后会自动发放谷物颗粒作为奖励。猴子被训练玩耍的任务包括多种类型的配对游戏（例如，将一张花的图片与另一张花的图片配对，或将几何图形与另一个相似的图形配对），以及像“沃尔多在哪儿？”这样的寻找类游戏。

我们与公立和私立学校的教师合作，这些教师正在设计一个关于块状编程的模块，共同开发一个任务，让学生为猴子编写认知“游戏”——然后，学生们来到动物园观看猴子玩他们编写的游戏。我们指导学生设计的游戏包括一些简单的设计，例如图片配对任务或目标检测任务，这些都是猴子已经擅长解决的任务。

图1 Seneca公园动物园的“灵长类动物门户”展览。DeLong博士与助理研究员Jessica Wegman和Katie Becker讨论灵长类动物研究（左图），而一只橄榄狒狒（右图）则使用触摸屏界面执行认知任务。

在项目开始时，我们向教师提供哈佛Scratch课程的入门模块，以介绍学生完成任务所需的核心编程概念（Brennan等人，2014年）。我们还通过展示之前为“灵长类动物门户”编写代码的学生示例代码，帮助教师了解如何教授这些内容。教师根据学生现有的编程水平决定如何实施入门内容。通常，纽约州的3至6年级学生已经有一些使用块状编程软件的经验，如Bee Bots和其他地面机器人、Alice、Lightbot、Snap、Code.org、Scratch和Scratch Jr。针对小学学生的视觉块状编程是《下一代科学标准》（NGSS，2013年）和纽约州计算机科学与数字流畅度学习标准（NYSDE，2020年）的一部分。在开始我们的项目之前，教师通常会进行一到三节Scratch课程，帮助学生熟悉其基本语法。对Scratch基础的介绍足以编写一个简单的游戏。

我们的基于项目的课程安排在三到五节45分钟的课堂课时以及一次动物园的实地考察中进行。科学家们将项目的理念介绍给学生，作为一个为动物园的猴子设计学习游戏的机会，这些游戏测试猴子的思维方式，并且对它们有益。教师们还会介绍Scratch软件的基础知识，并确保学生具备先修知识。“灵长类动物门户”的科学家们将进行一次初步的引导课和第二次科学讲座。引导课是一个跨学科的课堂，内容涉及动物认知、进化、数据、编程，并且有一个与我们的研究团队的问答环节。讲座包括一些动态活动，如“你和猴子一样聪明吗？”，学生们通过反复试验，尝试发现猴子擅长解决的任务的规则。在引导课期间，我们团队的科学家向学生们解释我们如何利用计算机编程作为工具来进行实验并分析动物数据。科学家们展示了动物做认知任务的视频，学生们被要求思考动物需要“知道”什么才能解决这些游戏。学生们还会看到之前的学生为猴子编写的代码示例，并通过一个动物准确度数据图进行讲解，要求学生们解读斜率（比较三只猴子的斜率，报告哪只猴子学习得最快）和数据密度（比较三只猴子的散点图，报告哪只猴子最努力工作，即有最多数据）。最后，我们的团队是一个全女性团队，我们强调这一点，以展示女性也可以是科学家。图2展示了项目引导课的一部分内容。引导课的时长从60分钟到180分钟不等。在第二节课堂课上，科学家们向学生们介绍关于科学和与科学相关的职业的信息，帮助他们将我们项目的内容与对未来的思考联系起来。

一旦学生熟悉了Scratch的基本知识，他们就开始进行自由形式的编程任务。学生们作为一个小组，与教师和科学家一起决定他们将为猴子编写什么类型的游戏。然后，学生们在互动环境中编写自己的编程项目。他们自由地与同伴和教师互动，共同为猴子编写该游戏的各自版本。因此，尽管每个学生都编写自己的代码，他们仍然可以向同伴和教师寻求建议和创意。学生们可以自由选择他们编写的游戏的多个参数——他们选择图像、音效、反馈和背景。他们还可以选择自己的算法来编写成功的代码。为了编写成功的代码，存在多种脚本和技术，学生们可以决定自己的编程方法。学生们在协作课堂上工作，期间他们可以向教师和同伴寻求建议、调试代码，并展示自己的编程成果。经验丰富的计算机科学教师会监督学生的编程环节，并动态地引导学生在Scratch编程技术上做出正确的选择。学生投入编程的时间会根据他们选择的编程方法的复杂性、遇到的错误类型和数量以及他们的技能水平有所不同。然而，所有学生都在3至5节课内完成了项目的代码。整体而言，这一过程大约占用了4到8节课。

图2 Dr. Cantlon 和 Dr. DeLong 为小学生讲授的科学讲座中的示例幻灯片。讲座内容包括动物认知、科学家身份、进化、心理学、编程和数据解读。

完成编程项目后，科学家们将学生的Scratch代码转换为JavaScript，并在“灵长类动物门户”的硬件上进行调试。仅在这个转换过程中对学生的代码进行了少量修改。

一旦所有学生的脚本在硬件上正常运行，学生们将参加一次班级实地考察，前往动物园观看猴子与学生编写的游戏互动。这是一次自由形式的科学体验，科学家们向学生展示“灵长类动物门户”硬件的工作原理，将学生的代码加载到硬件上让猴子玩游戏，然后科学家和学生们动态互动，讨论猴子在游戏中的表现。学生们会就代码、硬件、动物心理学、生物学以及动物园等多个话题提问。

学生们常常对看到自己的代码在“灵长类动物门户”硬件上运行感到着迷。在学生们的参观过程中，科学家们会描述“灵长类动物门户”的硬件，包括一台能够在自动化触摸屏上呈现学生代码的计算机，以及一个为猴子自动分发谷物颗粒的机器——一种“机器人”。学生们学习如何通过猴子的触摸屏看到他们的代码，并了解到他们编写的程序正在记录猴子的触摸操作，且只有当猴子做出学生编写为“正确”的反应时，机器才会自动给猴子喂食谷物颗粒。如果学生感兴趣，还可以被邀请吃一颗猴子的谷物颗粒。因此，这个项目不仅让学生接触到编程，还让他们了解编程如何在机器和机器人硬件中得到应用。

学习目标

整个项目是一次非正式的STEM学习体验，让学生接触到真实的、跨学科的科学研究，同时提升他们的编程技能。该体验的自由形式和自由选择性旨在鼓励学生表达自己的声音，培养他们的独立性、探索精神和对科学工作的兴趣。这些学习目标通过学生和教师的自我报告调查进行评估。编程任务是一个解决问题的项目，旨在拓展学生的计算思维能力。它要求学生进行系统化的解决问题，使用Scratch语法创建一个逻辑的逐步计算机程序。这个学习目标通过计算思维测试来评估。

学习者特征

来自纽约西部三所学校的57名3至6年级学生成功完成了“灵长类动物门户”项目的编程任务，作为他们课堂内STEM学习的一部分。参与的学校包括纽约布莱顿的Allendale Columbia School、纽约希尔顿的QUEST Elementary，以及纽约费尔波特的Brooks Hill Elementary。我们收集了来自两间公立学校教室的学生数据。第一间是来自Brooks Hill Elementary的3年级教室（N=18，44%为女性；平均年龄=8.39岁），第二间是来自QUEST Elementary的混合5-6年级天才班（N=20，40%为女性，5%为非二元性别；平均年龄=10.9岁）。这两间教室都有计算机和数字素养方面的专业教育者。3年级教室在正常的学习时间内完成了该项目，5-6年级教室则在校内的课外拓展时间（REACH天才/才艺项目）完成了该项目。我们没有收集关于学生社会经济地位（SES）、种族或族裔的数据，但学校的学生群体特征如下：Brooks Hill学校25%的学生符合免费午餐资格，20%的学生为少数族裔；QUEST Elementary学校18%的学生符合免费午餐资格，13%的学生为少数族裔。

数据类型

我们从38名学生（3至6年级；平均年龄=9.7岁，标准差=1.45）处收集了项目前后的数据。这些学生来自纽约罗切斯特附近的两所公立学校：QUEST Elementary和Brooks Hill Elementary。收集的数据包括：(A) 由Everyday Computing的教育研究人员设计的定量计算思维评估（Gane等人，2021年），(B) 定量STEM兴趣调查，(C) 关于学生学习和享受的调查。我们还收集了(D) 定性教师经验数据，记录了教师在项目期间对学生的观察，以及教师对项目的兴趣和享受程度。

A.计算思维评估

为了衡量学生获得具体计算技能的情况，我们使用了由Everyday Computing的研究人员设计的计算思维评估（Gane等人，2021年）。这是一份简短的纸笔测试，旨在测试儿童在学习编程过程中获得的关键逻辑和计算技能。该测试有早期、中期和晚期版本，旨在与儿童随着时间推移获得的编程技能相匹配。如图3所示，我们使用了早期和中期评估版本。该测试提供了丰富的资源，用于执行测试和评分学生的回答，包括示例回答。大部分题目都以正确或错误的方式直接评分。该测试已经在一项大规模研究中进行了验证，研究对象为3至4年级的学生（N=144），尽管该测试仍在学校中进行测试。

图3 计算思维测试的示例问题，包括由Everyday Computing的研究人员设计的测试前问题（左）和测试后问题（右）（Gane等人，2021年）。

B.STEM兴趣调查

我们对学生的STEM兴趣进行了项目前后调查，内容包括学生对科学主题的兴趣，这些主题既涵盖了我们项目的目标（如动物、计算机、机器人、机器），也包括十个适合该年龄段的其他主题（如太空、大脑、化学、环境、恐龙、植物、医学与健康、火箭、岩石与矿物、天气），以及选择“无”的选项。我们还提供了一个选项，让学生书写他们感兴趣的科学主题。调查的说明是：“选择5个你最想深入了解的主题。”问卷还包括一些关于学生职业目标、自我效能感以及对科学整体兴趣的问题，这些问题基于以前的研究设计（Cook等人，2012年；Eccles等人，1993年；Jacobs等人，2002年；Master等人，2016年；Simpkins等人，2006年）。

C.学生项目体验调查

在项目结束时，学生完成了关于他们项目体验的第二次调查。他们被问到了以下问题：“你喜欢学习关于动物思维和狒狒的知识吗？圈选是/否”，“告诉我你学到了什么”，“你喜欢学习关于计算机编程的知识吗？圈选一个：是/否”，以及“你学到的最酷的东西是什么？”学生还有机会描述他们不喜欢的部分，问题是：“明年我们和新的一批孩子一起做这个项目时，我们应该做哪些不同的改进？”

D.教师项目体验调查

在项目结束时，教师完成了一份开放式调查，表达他们对该项目的看法。问卷包括以下问题，例如：“你喜欢这个单元吗？从你的角度来看，这个过程是怎样的？”以及“你的学生有积极的体验吗？他们中有些人是否特别出色？学习编程的挑战对那些有困难的学生是否也有积极作用？”

前测数据的收集在学生开始灵长类动物编程任务的前一节课中进行，后测数据则是在学生完成编程任务后的课堂上收集的（前测与后测之间大约有4周的间隔）。所有数据均在一个月内收集完成，因此前测和后测在时间上与项目任务的实施较为接近。所有学生都完成了STEM兴趣和项目体验的前测与后测调查，此外，QUEST Elementary的学生还完成了计算思维的前测与后测。

在这次样本中，所有学生都独立完成了个人编程项目，尽管他们经常向教师和同伴寻求建议。学生的项目由教师评估其功能性，但没有被给予数字分数或字母成绩——教师和同伴通过运行代码并实时向作者提供反馈来评估代码的功能性。作者调试任何功能失效的代码直到其正常运行。所有学生在项目结束时都贡献了功能正常的代码。

学生学习成果的证据

本次试点研究的重点是探讨学生是否能够在一个相对短期、松散形式的真实科学体验中，获得计算思维技能，同时保持或增加对该项目在动物科学方面独特沉浸式体验的兴趣。首先，我们比较了5至6年级学生在计算思维评估中的前测与后测成绩（N=19）。如果学生在“灵长类动物门户”项目期间获得了计算思维技能，那么我们应该会看到他们在计算思维后测中的准确性相较于前测有所提高。学生的计算思维得分从前测到后测提高了17%。男生和女生在后测中的提升幅度相当（男生=16%；女生=18%）。对学生前测与后测得分进行的配对t检验具有统计学显著性（前测均值：45%，后测均值：62%，t(17)=3.96，p=0.001），表明学生的得分显著提高。尽管后测设计上比前测更困难（Gane等人，2021年），学生在后测中尝试了解决更多问题（平均增加：10%；t(17)=3.20，p=0.003）。图4展示了学生在前测与后测中的计算思维测试得分分布。这些数据表明，学生在“灵长类动物门户”项目期间获得了计算技能。

其次，在项目开始和结束时，我们要求学生从14个选项中选择他们最感兴趣的5个科学主题。我们测量了学生是否保持了对我们项目核心的STEM主题的兴趣。

图4 学生在计算思维测试前测和后测中的准确率分布。学生在后测中的得分显著提高，而后测相比前测是一项更难的测试。

其次，在项目的开始和结束时，我们要求学生从14个选项中选择他们最感兴趣的5个科学主题。我们测量了学生是否在获得项目中具体的计算技能的同时，保持了对项目核心STEM主题（即“动物”、“计算机”和“机器人”）的兴趣。图5展示了整个学生群体在前测（左图）和后测（右图）中各主题的兴趣排名。在“灵长类动物门户”项目之前，“太空”在学生中排名最高，其次是“动物”、“机器”、“计算机”和“大脑”。在“灵长类动物门户”项目之后，“动物”排名最高，其次是“机器人”、“机器”和“太空”。因此，在“灵长类动物门户”项目之后，学生的科学兴趣出现了轻微的变化，“动物”和“机器人”的兴趣略有增加。

图5 在前测（左）和后测（右）中，将14个主题中的某一主题评为前五大科学兴趣的学生比例。彩虹色排名反映了各主题在前测中的排名。在前测与后测之间，各类别的排名发生了变化，其中“动物”和“机器人”显著提升。

Fisher精确检验表明，学生的科学兴趣在项目前后相对稳定。图6显示，学生在学习项目中严格且具有挑战性的计算技能时，仍然保持了对“动物”、“计算机”和“机器人”的兴趣（优势比范围=1.0至2.4；所有p值>0.30）。结合学生的计算思维得分，这一结果表明，在一个短期、非正式的STEM体验中，可以在教授具有挑战性的计算机科学技术技能的同时，保持甚至增加小学学生对动物科学的兴趣。

图6 学生对“动物”和技术领域的兴趣在前测和后测之间保持稳定，并呈现出轻微增加的趋势。

最后，在提交他们的项目代码并参观了动物园展览后，3至6年级的学生及其教师完成了一份关于他们项目体验的调查。在项目开始时，学生对动物的兴趣明显高于对计算机的兴趣（图7；Fisher精确检验；N=36；优势比=0.18；p=0.05）。然而，在项目结束时，学生在学习动物与学习计算机编程的兴趣之间已无显著差异（图7；Fisher精确检验：p=1）。学生对学习动物行为和计算机编程的兴趣是相等的。此外，在前测中，与以往的研究结果一致，男生比女生更可能将“计算机”列为兴趣点（51% vs 20%）。然而，在后测中，学生在报告对学习计算机的兴趣时不存在性别差异（男生=100%；女生=94%；Fisher精确检验：p=1）。

图7 学生在前测中对“动物”和“计算机”的兴趣存在显著差异，但在后测中对学习“动物”和“计算机”的兴趣表现出相等且较高的享受程度。

我们要求学生报告他们在“灵长类动物门户”项目中学到的内容。学生的回答列在表1中。回答包括关于动物科学和计算机科学的陈述，比例相对均衡。许多学生描述了他们学到的具体内容，例如，“我学到的最酷的东西是如何使用‘if then__else’块”，“我学到狒狒超级聪明，和二年级学生一样聪明”，“我学到了它们的科学名称是Papio anubis。”这些评论反映了体验的跨学科性质，并表明学生记住了项目的细节。

教师的反馈是积极的，强调了建设性的挑战和学生新获得的独立性。例如，一位三年级教师说：“这个单元让我们的学生能够进行批判性思考，从错误中学习，并扩展他们的思维。这是一次引人入胜且有收获的体验。”他们还指出：“我们的课堂中有各种不同的需求。尽管如此，每个学生都能够完成一个项目。一名真正表现出色的学生是一个有个性化教育计划（IEP）的学生。她很喜欢自己能够调整代码以满足需求。她成为了课堂中的领导者，表现令人惊叹！”类似地，一位5-6年级的教师表示：“对所有学生来说，这似乎都是富有成效的，因为他们都成功编写了一个能够运行的程序。”所有教师都迫切希望在下一个学年，带着一组新的、扩展的学生群体重返这一项目。

结果表明，从理论上讲，学生可以在获得计算硬技能的同时，受益于科学体验中的真实和沉浸式元素。因此，该项目展示了如何将“学习与实践”相结合，教会学生在科学上合理地运用知识和工具，即使是在小学阶段（Bybee，2011年）。

关于非正式、沉浸式和真实STEM体验影响的数据很少，因为在复杂的短期STEM体验中识别和实施相关评估是困难的（NRC，2010年）。我们将课程和评估的重点放在计算思维上，因为《下一代科学标准》（NGSS）将计算思维认定为一项关键的科学实践（NGSS Lead States，2013年），而美国国家科学委员会（2010年）也支持在小学教授计算思维。然而，根据国家研究委员会（2010年）的报告，在非正式学习干预后评估个人表现往往低估了干预的成功，因为很难捕捉到从体验中获得的社交、协作和问题解决的知识。这些发现表明，尽管我们观察到了测试中学生计算能力的提高，但任何评估都可能低估“灵长类动物门户”学习体验的价值和影响。实际上，学生和教师对该项目的定性评论表明，该项目影响了某些独特的学习类型，如创造力和独立性，这些是难以衡量的。

除了其技术优势外，“灵长类动物门户”项目还展示了教师、科学家、县级动物园和学生之间成功的社区教育合作。这样的合作伙伴关系为将真实的研究探究引入课堂提供了独特的机会。与学生的自然兴趣相结合的吸引人体验，即使涉及学生感到困难的要求高的STEM技能，也有可能对抗在小学后期和初中期间STEM学科热情减退的现象。先前的研究表明，当STEM内容与儿童自身的体验和兴趣之间的联系被明确指出时，这有助于促进他们的理解、信息保留和长期学习（Hurst等人，2019年；Ornstein等人，2004年；Valle & Callanan，2006年）。我们从此次试点研究中得出的结果与这些以往的研究一致，即将学生对现实世界的好奇心与具有挑战性的计算学习相结合同样可以增强他们对科学的兴趣，并培养21世纪必备的关键技能。