CAREER: Statistical Power Analysis and Optimal Sample Size Planning for Longitudinal Studies in STEM Education

职业:STEM 教育纵向研究的统计功效分析和最佳样本量规划

基本信息

  • 批准号:
    2339353
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 124.89万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2024
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2024-08-01 至 2029-07-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

STEM education programs often utilize a longitudinal design to evaluate multiple treatment effects of interests, including the effect at a particular time, the average effect over time, and the change of the effect over time. A critical consideration when designing longitudinal studies is a power analysis that outlines the sample sizes needed to ensure a high probability of detecting important effects of interest. However, there are no guidelines or tutorials to help applied researchers conduct such power analyses. In addition, researchers usually plan their longitudinal studies under budget constraints and there is a lack of literature providing methods of calculating optimal sample sizes under such constraints. The purpose of this project is to develop a comprehensive statistical framework, software tools, illustrative examples, and training materials for the optimal design of longitudinal studies in STEM education. Specifically, the statistical theory, tools, and training developed by this work will be broadly applicable to longitudinal designs for STEM education programs, and other social programs in health science, psychology, and public policy. This project contributes to STEM education by estimating design parameters for outcomes commonly used in STEM education and illustrating design and analysis methods using data from prior longitudinal studies of STEM education programs.This project is designed to achieve four integrated research and education goals. First, the investigator will develop a statistical framework to guide the power analysis and optimal sample size planning for longitudinal experimental and quasi-experimental studies in STEM education using all currently available methods, and then compare their results to help researchers select the most appropriate design and analytic methods for their longitudinal studies. Next, the project will develop empirical estimates of the design parameters using data from ongoing and prior longitudinal studies with outcomes commonly used in STEM education. The research will execute the formulas in two new tools (i.e., PowerUpR-Growth and an R Shiny App) and develop accompanying software documentation. Finally, this project will develop illustrative examples, training materials, and workshops on the design and analysis of longitudinal STEM education programs. The statistical framework and tools have the potential to provide a more practical and flexible way to identify more efficient longitudinal designs and assist researchers in evaluating the long-term effects of their STEM education programs. The guidelines, examples, training materials, and workshops will be made publicly and freely accessible to diverse and broad groups of students, researchers, and practitioners across STEM education areas and disciplines. This is a Faculty Early Career Development Program project responsive to a National Science Foundation-wide activity that offers the most prestigious awards in support of early-career faculty who have the potential to serve as academic role models in research and education. This project is supported by NSF's EDU Core Research (ECR) program. The ECR program emphasizes fundamental STEM education research that generates foundational knowledge in the field. Investments are made in critical areas that are essential, broad and enduring: STEM learning and STEM learning environments, broadening participation in STEM, and STEM workforce development.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.
STEM教育项目经常采用纵向设计来评估兴趣的多种治疗效果,包括特定时间的效果、随时间的平均效果以及效果随时间的变化。设计纵向研究时的一个关键考虑因素是功效分析,它概述了确保高概率检测到感兴趣的重要效应所需的样本量。然而,没有指南或教程来帮助应用研究人员进行此类功效分析。此外,研究人员通常在预算限制下计划纵向研究,并且缺乏文献提供在这种限制下计算最佳样本量的方法。该项目的目的是开发一个全面的统计框架、软件工具、说明性示例和培训材料,用于 STEM 教育纵向研究的优化设计。具体来说,这项工作开发的统计理论、工具和培训将广泛适用于 STEM 教育项目以及健康科学、心理学和公共政策领域的其他社会项目的纵向设计。该项目通过估计 STEM 教育中常用结果的设计参数,并使用先前 STEM 教育项目纵向研究的数据说明设计和分析方法,为 STEM 教育做出贡献。该项目旨在实现四个综合研究和教育目标。 首先,研究者将开发一个统计框架,指导使用所有现有方法对 STEM 教育中的纵向实验和准实验研究进行功效分析和最佳样本量规划,然后比较其结果,以帮助研究人员选择最合适的设计和方案。纵向研究的分析方法。接下来,该项目将利用正在进行的和先前的纵向研究的数据以及 STEM 教育中常用的结果,对设计参数进行实证估计。 该研究将在两个新工具(即 PowerUpR-Growth 和 R Shiny 应用程序)中执行公式并开发随附的软件文档。 最后,该项目将开发关于纵向 STEM 教育计划的设计和分析的说明性示例、培训材料和研讨会。统计框架和工具有可能提供一种更实用、更灵活的方法来确定更有效的纵向设计,并帮助研究人员评估其 STEM 教育计划的长期效果。这些指南、示例、培训材料和研讨会将向 STEM 教育领域和学科的各种广泛的学生、研究人员和从业者群体免费公开开放。 这是一个教师早期职业发展计划项目,响应国家科学基金会范围内的活动,提供最负盛名的奖项,以支持有潜力成为研究和教育学术榜样的早期职业教师。该项目得到了 NSF 的 EDU 核心研究 (ECR) 计划的支持。 ECR 项目强调基础 STEM 教育研究,产生该领域的基础知识。投资针对重要、广泛和持久的关键领域:STEM 学习和 STEM 学习环境、扩大 STEM 参与以及 STEM 劳动力发展。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力评估进行评估,被认为值得支持。优点和更广泛的影响审查标准。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

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

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

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

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

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

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Wei Li其他文献

A Novel Structure of Electromagnetic Lead Screw for Wave Energy Converter
波浪能转换器电磁丝杠的一种新型结构
  • DOI:
    10.3390/en15082876
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Lixun Zhu;Chao Ma;Wei Li
  • 通讯作者:
    Wei Li
The Energy Management Strategy of Photovoltaic Energy Storage System
光伏储能系统能源管理策略
  • DOI:
    10.4028/www.scientific.net/amr.1006-1007.727
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Feng Di;Wei Li;Fu Liu;Guangjun Zhang;Guo Hui
  • 通讯作者:
    Guo Hui
A Context-Sensitive Pointer Analysis Framework for Rust and Its Application to Call Graph Construction
Rust的上下文敏感指针分析框架及其在调用图构建中的应用
The tracking accuracy of baseband DLL with AWN
AWN基带DLL的跟踪精度
Changes in blood gas values and electrolytes in the occluded artery predict outcomes after endovascular treatment in ischemic stroke.
闭塞动脉中血气值和电解质的变化可预测缺血性中风血管内治疗后的结果。

Wei Li的其他文献

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

{{ truncateString('Wei Li', 18)}}的其他基金

Collaborative Research: NeTS: Small: A Privacy-Aware Human-Centered QoE Assessment Framework for Immersive Videos
协作研究:NetS:小型:一种具有隐私意识、以人为本的沉浸式视频 QoE 评估框架
  • 批准号:
    2343619
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 124.89万
  • 项目类别:
    Standard Grant
PFI-TT: A Smart Bipolar Surgical Device for Electrosurgery
PFI-TT:用于电外科的智能双极手术设备
  • 批准号:
    2329783
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 124.89万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research:CISE-MSI:DP:CNS:Enabling On-Demand and Flexible Mobile Edge Computing with Integrated Aerial-Ground Vehicles
合作研究:CISE-MSI:DP:CNS:通过集成空地车辆实现按需且灵活的移动边缘计算
  • 批准号:
    2318662
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 124.89万
  • 项目类别:
    Standard Grant
I-Corps: Smart window that helps to ensure a healthy indoor air quality
I-Corps:智能窗户有助于确保健康的室内空气质量
  • 批准号:
    2221915
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 124.89万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CCSS: Learning-Driven Scheduling and Communications in Edge-Assisted Battery-Free Wireless Sensor Networks
CCSS:边缘辅助无电池无线传感器网络中的学习驱动的调度和通信
  • 批准号:
    2011845
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 124.89万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NPIF DTP IAA ABC (2020): UBEL
NPIF DTP IAA ABC (2020):UBEL
  • 批准号:
    ES/V502339/1
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 124.89万
  • 项目类别:
    Research Grant
Isolation and Identification of Heterogeneous Circulating Tumor Cells Using a Microchip with Hyperuniform Patterns
使用具有超均匀模式的微芯片分离和鉴定异质循环肿瘤细胞
  • 批准号:
    1935792
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 124.89万
  • 项目类别:
    Standard Grant
The AGEP Data Engineering and Science Alliance Model: Training and Resources to Advance Minority Graduate Students and Postdoctoral Researchers into Faculty Careers
AGEP 数据工程和科学联盟模型:促进少数族裔研究生和博士后研究人员进入教师职业的培训和资源
  • 批准号:
    1915995
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 124.89万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
I-Corps: On-line Monitoring of a Tissue Welding Process
I-Corps:组织焊接过程的在线监控
  • 批准号:
    1904256
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 124.89万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Intellectual Migration Dynamics Between China and the U.S.
中美之间的智力移民动态
  • 批准号:
    1660526
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 124.89万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

基于分枝过程的传播回溯问题统计推断研究
  • 批准号:
    12305040
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
高维因子模型中潜在误差序列的统计推断问题
  • 批准号:
    12301330
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
潜在威胁小行星热物理特性统计特征研究
  • 批准号:
    12303066
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于图的高维线性回归问题的统计理论与牛顿型算法
  • 批准号:
    12301420
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
去中心化分布式计算中数据异质性的非监督统计模型研究
  • 批准号:
    12301336
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Data Management & Statistical Core
数据管理
  • 批准号:
    10598377
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 124.89万
  • 项目类别:
CTSA Diversity Supplement - Vielot - Effectiveness of Recombinant Herpes Zoster Vaccine in Older U.S. Adults
CTSA 多样性补充 - Vielot - 重组带状疱疹疫苗对美国老年人的有效性
  • 批准号:
    10294412
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 124.89万
  • 项目类别:
Prognostic biomarkers for respiratory failure post hematopoietic cell transplantation
造血细胞移植后呼吸衰竭的预后生物标志物
  • 批准号:
    10688031
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 124.89万
  • 项目类别:
Prognostic biomarkers for respiratory failure post hematopoietic cell transplantation
造血细胞移植后呼吸衰竭的预后生物标志物
  • 批准号:
    10246522
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 124.89万
  • 项目类别:
1Florida Alzheimer's Disease Research Center Data Management and Statistical (DMS) Core
1佛罗里达阿尔茨海默病研究中心数据管理和统计 (DMS) 核心
  • 批准号:
    10663226
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 124.89万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了