虚拟现实技术能提高学习成效吗？——基于46个有效样本的实验与准实验元分析

文章采用元分析方法,首先通过文献检索,得到46个有关"虚拟现实技术"、"学习成效"的有效样本。随后,文章用漏斗图验证了样本的有效性,用森林图呈现了虚拟现实技术对学习成效的整体影响,发现:整体而言,虚拟现实技术对学习成效具有中上等影响;同时,文章将学段、学科、教学时长、教学方法、教学场所和虚拟现实技术类型设为调节变量,用效应值检验了调节变量的调节效应。最后,文章基于元分析结果,提出了虚拟现实技术的教学应用建议,以期为推动虚拟现实技术与教学的融合、提高学习者的学习成效提供参考。     

多媒体学习中视觉情绪设计对学习效果的影响——基于31项实验与准实验研究的元分析

随着信息技术的发展,多媒体与网络化教学成为现代教育的主流。多媒体教学中学习材料的情绪因素受到研究者越来越多的关注。国内外学者已开展了大量实验与准实验研究,探索在使用颜色、形状、拟人化等多种视觉元素设计的学习材料中,视觉情绪因素对学习者学习效果的影响,结论尚存争议。研究采用元分析方法,对二十年来国内外有关视觉情绪设计影响学习效果的31篇文献进行梳理与分析,并进一步从学习材料呈现步调、学习者学段和实验时长三个调节变量的影响维度进行深入探讨。研究发现:整体而言,视觉情绪设计能够促进反映学习者学习效果的保持成绩、理解成绩和迁移成绩的提高;不同呈现步调、学习者学段和实验时长对学习者学习效果的调节作用组间差异不显著。研究得到的启示:多媒体学习材料中使用饱和、高亮暖色、图片及拟人化设计,对于多媒体学习认知过程和学习效果有益。最后,在深入阅读文献的基础上,指出多媒体学习情绪设计研究中存在的问题及进一步研究的方向。     

元认知教学对学生学业表现的影响研究——基于20年实验研究和准实验研究的元分析

在以素养为导向的教育改革背景下，元认知教学是培养学生“学会学习”能力的重要教学方法。本研究采用元分析方法，对国内外37篇实验或准实验的研究进行元分析，以探究元认知教学对学生学习学业表现的影响。结果显示，元认知教学显著正向影响学生的学业表现。调节效应分析表明，教学策略、学段和学科对元认知教学和学生学业表现关系的调节效应显著，学生能力和教学时间的调节效应不显著。根据元分析结果，元认知教学策略能显著提高学生的学业表现，在未来的研究中要考虑策略、学段和学科对元认知教学效果的影响。     

多媒体学习中表征认知负荷的眼动指标研究

通过眼动设备进行认知负荷的测量已成为认知负荷测量的重要方法 ,尽管相当多的研究依赖眼动仪输出的测量数据进行认知负荷表征,但究竟哪些眼动数据能够准确表征学习者认知负荷状态并没有明确的指标。研究采用循证研究的元分析方法,对62篇国内外实验研究文献进行量化分析,系统检验认知负荷对眼动各项指标的影响,探究可以表征多媒体学习中认知负荷状态的眼动指标。研究发现：（1）纳入研究的总效应值为0.547(k=318),表明整体上眼动指标受认知负荷影响较大;（2）将不同测量指标作为调节变量分析,发现瞳孔直径等15项具有较大效应值的眼动指标能够较好地表征学习者的认知负荷状态;（3）在其他调节变量分析中,发现低于60Hz的采样率更适用于多媒体学习中认知负荷的测量,而知识性质和认知负荷来源不存在调节效应。     

教学视频中的教师手势起作用了吗?——基于2000-2021年40篇实验和准实验研究的元分析

教师手势作为教学视频中教师社会交互的重要方式,其在提高学习效果、有效引导注意和降低认知负荷上是否具有稳健性,目前大量实证研究的结论并不一致。为此运用元分析方法,分别探讨了教师手势的不同类型、视频知识类型、先验知识水平、视频时长等对学习者学习效果、注意引导和认知负荷的影响机制及其边界条件,结果表明:(1)教学视频中加入教师手势能显著提高学习者的保持测验成绩(g=0.511)和对兴趣区的注视时间(g=0.373);然而,教师手势对学习者的迁移测验成绩(g=0.168)和认知负荷(g=-0.075)的影响不显著。(2)在保持测验成绩上,教学视频中教师手势的效果受到手势类型、学习者年龄和视频时长的调节作用,具体而言,混合手势、指示性手势、描述性手势的促进作用显著大于节拍性手势;随着视频时长的增加,教师手势对保持测验成绩的促进效果呈上升趋势;随着学习者年龄的增加,教师手势对保持测验成绩的促进效果呈下降趋势。而视频的知识类型、学习者的先验知识水平在教师手势对保持测验成绩上的调节作用不显著;在迁移测验成绩、注视时间和认知负荷上,也未发现存在显著的调节作用。因此,教师在进行教学视频设计时,应综合考虑学习者年龄和视频时长等因素,主动使用不同类型的教师手势,以提升视频教学的质量。     

学习共同体对学习效果的影响 ——基于35项实验和准实验研究的元分析

本研究采用元分析方法,梳理分析近十年国内外学习共同体对学习效果影响的35项实验和准实验研究.结果表明:1)学习共同体对学习效果的整体平均效应值经调整后为0.352;2)学习共同体对认知及非认知学习效果均有中等程度的正向促进作用,其中对非认知层面的整体作用效果优于认知层面;3)学习共同体对学习效果的作用受调节变量的影响,学习模式、测量工具、测量方式对学习效果的调节作用组间差异显著;4)控制程度、共同体容量、教学周期、学段、课程类型、学习者类型对学习效果的调节作用组间差异不显著.最后,本研究结合元分析结果,为学习共同体的有效设计和实施提出建议.     

教育软件对学习效果的影响--基于38项实验和准实验的元分析

随着教育信息化的不断推进,教育软件在学与教过程中的应用也越来越广泛。为考察教育软件对学习效果的影响,采用元分析研究方法,对十多年来国内外有关教育软件对学习效果影响的38项研究进行梳理、分析和评价。研究发现教育软件对学习效果的综合效应值为0.996,表明教育软件的应用对学生学习有积极的促进作用,提高了学生的学习效果。具体来说,教育软件的应用对学生认知方面的学业成绩、问题解决能力、认知能力和自我调节能力有显著的正向影响,对非认知方面的学习态度、学习兴趣有显著的正向影响。但教育软件的学习效果促进作用受到学段、学科、知识类型等调节变量的影响。基于研究结果,就增强教育软件对学业成就的促进效应,以及提高在小学阶段、英语教学、游戏化教学中的促进作用进行了思考。     

网络学习环境下学习者认知负荷的研究进展及启示

网络化学习已经成为一种新的学习方式,网络学习环境下学习者认知负荷是影响学习成效的重要原因之一,网络学习环境下学习者认知负荷的研究已经取得一些进展,主要集中于网络学习环境下影响学习者认知负荷的因素研究、网络学习环境下减轻学习者认知负荷的策略研究、网络学习环境下学习者认知负荷的测量研究和基于认知负荷理论的网络学习资源的设计研究等四个方面。通过对已有研究成果的梳理,以期对网络化教与学带来些许启示。     

远程学习者认知负荷水平的调控策略研究

认知负荷是表示处理具体任务时加在学习者认知系统上的负荷结构,它反映的是学习任务与学习者在交互的过程中,学习者应具备的"心理能量"水平.技术的更新加剧了知识的膨胀,这使得远程学习者的认知负荷总量与工作记忆容量存在一定的偏差.本文在认知负荷理论的指导下,根据远程学习者的认知负荷特点,从外在认知负荷、内在认知负荷及相关认知负荷三个方面对远程学习者认知负荷的调控策略进行研究,目的是使学习者的认知负荷处于适当的水平,保证远程学习者的学习质量.     

数字化转型下教育虚拟环境对学习效果的影响——基于97篇中英文文献的元分析

数字技术与教育的深度融合，助推教育的数字化转型，并驱动基于虚拟现实（Virtual Reality,VR）、增强现实（Augmented Reality,AR）、混合现实（Mixed Reality,MR）技术的教育虚拟环境的构建。为此，文章基于97篇相关的中英文文献，采用元分析方法探讨了教育虚拟环境对学习效果的影响，结果显示：教育虚拟环境对学习效果具有中等程度的正向影响；教育虚拟环境对不同技术类型、不同学段、不同学科、不同实验周期学习效果的影响均不存在显著差异，但影响程度有所不同；其中，基于VR技术构建的虚拟环境对学习效果的提升作用最明显，且虚拟环境对中职/高职/专科学段、自然科学学科、1天～1月实验周期的学习效果影响最大。基于此，文章提出改善虚拟环境应用于教育教学的建议，以期为开展教育虚拟环境下的教学设计、提高学习者的学习成效提供参考。     

国际教育游戏实证研究综述——基于2018—2022年的文献分析

针对教育游戏实证研究缺乏梳理和剖析的现状，本研究采用文献计量法，筛选科学引文数据库中教育技术学领域最具影响力的11本SSCI期刊，选取124篇教育游戏实证研究论文，统计分析论文的发表时间与刊物、核心作者及其所在国家或地区、关键词与突现词，了解国际教育游戏实证研究的热点；采用内容分析法，探究教育游戏应用的学科、学段和理论方法，并围绕设计开发、效果探究、因素分析、教育评估等主题，揭示国际教育游戏实证研究的发展路径。研究发现：1）在发表时间与刊物上，论文数量呈逐年递增状态，发表刊物主要为《Computers&Education》;2）在核心作者国家或地区上，有四位作者发文量在五篇及以上，中国台湾、美国、中国大陆等地发文最多；3）在学科、学段方面，学科应用主要集中在语言、数学、物理、信息技术与计算机等领域，在K-12和高等教育阶段应用最广；4）在应用理论上，多媒体学习、认知负荷、心流和四要素动机（ARCS）等理论模型使用最广；5）在使用方法上，定量研究应用最多，混合方法备受关注；6）在研究内容上，较关注设计开发、应用效果、影响因素、行为模式、教育评估等五方面。     

游戏化学习方式对学生学习效果的影响研究——基于35项实验和准实验研究的元分析北大核心CSSCI

作为一种独特的教育资源,数字化教育游戏注重心流体验和学习沉浸,在改善学生学习效果方面被寄予厚望。基于数字游戏的游戏化学习方式也一直被教育研究者高度关注,并展开了大量的研究。那么,游戏化学习方式在改善学生学习方面到底有没有作用?如果有,作用有多大?如果没有,什么原因造成的?这些问题是目前学界十分关心的问题。为此,研究利用元分析法,从总体效果、不同学段、不同知识类型、不同学科等多个方面,对国内外35项游戏化学习实验报告的结果进行了定量分析,比较客观地审视和评价了游戏化学习方式对学生学习效果的影响。分析结果显示:(1)总体来看,游戏化学习对学生学习效果具有较大程度且积极的影响;(2)游戏化学习对学生学习效果的影响不受知识类型、学段等调节变量的影响;(3)游戏化学习方式在不同学科的实验结果存在差异性。透过这些研究也可以看出,教育游戏若要真正融入学校教育生态还面临着不小的挑战,在获得支持、提供更多选择、降低制作技术门槛、研究有效的应用模式、改变攸关方的态度和认知等方面还需要做大量工作。     

虚拟现实环境中基于多维传感系统的学习投入综合模型研究

基于虚拟现实技术的学习者学习投入模型研究,是开发虚拟现实硬件及资源、进行相应教学设计的重要依据。目前,对虚拟现实环境的学习投入模型研究存在数据采集偏主观、实施采样困难、不易构建动态模型等问题,且模型分析维度单一,对特征值间的关联性分析不足。为了构建更为真实客观动态的学习投入模型,研究利用现代检测技术与虚拟现实相结合的分布式传感器系统,实现对学习者多维生理信息的实时监测,并对采集的多参数、多维度特征间的关联性进行分析。针对学习投入的情感、认知、行为三个维度,以电生理信号采样、语音特征提取、语义识别等现代计算机与模式识别技术为主要分析手段,实现对情绪类型的识别,并对唤醒度及情绪正负面程度进行量化;采用覆盖模型和约束模型,引入语音、语义及反应行为等信息以实现对认知投入和行为投入的分析。通过研究虚拟现实环境中学习者的学习投入综合模型,为深入分析虚拟现实教学策略与模式,优化虚拟现实学习环境提供了理论与实践支持。     

虚拟现实情境内临场感的结构、影响因素与特征

国外许多研究者在论证虚拟现实对学习效果的影响时,都曾把临场感作为其特征框架的重要组成部分,但因虚拟现实情境的复杂性和研究者的差异体验,导致目前既没有一个合适的评价框架来认识临场感的结构,也使得虚拟现实作为促进和发展教育的强有力工具的基本特征尚未清楚.本研究首先采用探索性因素分析法描述了虚拟现实情境的临场感结构,它包括情感涉入度、逼真度、感知响应力、控制力和注意力等五个因子;其次用学习者的背景因素和认知特征检验了临场感的差异表现和相关性,结果表明学习者的一些背景因素和认知特征是影响学习者临场感的因素;最后论述了虚拟现实情境内临场感的基本特征.本研究能为提高学习者对虚拟现实的临场感知觉能力,进而提高学习效率提供借鉴.     

人工智能技术对学习动机影响的元分析

人工智能+教育的推进,使得人工智能技术不断应用于教学。然而人工智能技术能否提高学生的学习动机,目前尚未得出统一的结论。文章采用元分析方法对国内外24篇文献进行量化分析,发现人工智能技术对学习动机的总效应量为0.701,有较高程度的积极影响,同时还发现调节变量如学科、学段、知识类型等对学习动机存在不同程度的影响。最后,根据研究结果进行总结并为人工智能技术更好的应用于教学提出建议。     

AR技术促进科学教育的实验研究

研究AR技术对科学教育的促进作用,有助于推动AR在教育领域的普及和应用。设计了一个以"烷烃结构"为主题的双因素两水平实验,旨在探究不同类型的学习材料(图文材料、AR材料)对不同空间能力(低、高)学习者的学习成绩、认知负荷和学习动机的影响。结果表明,AR材料可有效激发学习动机并对提升学习成绩产生显著影响,但在降低认知负荷方面并未发挥明显作用。空间能力与学习材料的交互作用促使学习成绩产生差异,低空间能力学习者更容易从AR材料中获益。实验启示,后续研究应围绕"AR学习资源的优化设计"展开,通过科学的画面设计控制认知负荷,进而充分发挥AR应用于科学教育的优势。     

媒体组合与学习步调对多媒体学习影响的眼动实验研究

多媒体学习已经成为一种发展趋势,但是关于多媒体学习是否有效的研究,并未得到一致结论。只有依据人的心理生理活动方式设计的多媒体教学信息,才可能使学习者进行有意义的学习。而目前关于多媒体学习的研究,研究者大多采用传统的问卷调查、学习后的测试等方法进行,对技术的关注超越了教育理论以及心理理论的研究,对于最能反映学习过程的学习者的视觉和听觉心理生理极少关注。本文结合Mayer的多媒体学习生成理论和认知负荷理论,利用现代眼动记录技术,从视觉心理生理的层面,揭示媒体组合与学习步调对多媒体学习者的信息加工、认知负荷和学习效果影响的基本规律,为多媒体学习的研究提供心理学依据,并为多媒体教学设计和资源开发提供有效的建议。     

桌面虚拟现实学习环境对学习投入和学习成绩的影响——基于多模态数据

虚拟现实+教育正逐渐从"概念设想"走向"落地应用",成为促进教育发展的新型技术手段.然而,与在线学习环境相比,有关虚拟现实学习环境对学习投入影响的探讨尚不深入.本研究采用实验法,利用脑波仪、眼动仪和量表等工具收集学习者学习过程中的多模态数据,分析和对比桌面虚拟现实学习环境和在线学习环境对学习投入和学习成绩的影响.研究发现:1)两种环境下的学习投入存在显著差异,桌面虚拟现实学习环境下学习者的认知投入和行为投入更高;2)两种环境下学习成绩存在显著性差异,桌面虚拟现实学习环境下陈述性知识的学习效果更好;3)桌面虚拟现实学习环境下学习投入与学习成绩之间存在显著相关关系.     

对分课堂教学效果的系统性评价——基于70项实验的元分析

对分课堂是近些年在我国兴起的一种新型授课形式。该教学模式在大中小学校都进行了不同程度的推广,但目前关于对分课堂在不同学科和年级上的教学效果尚未进行系统研究。本研究采用元分析的方法,对70项研究进行深度分析。结果发现:对分课堂与传统课堂的教学效果存在明显差异,合并效应值达到1. 61。学科、学段、干预周期和考核类型对教学效果差异有显著影响,课程类型的调节效应不显著。对分课堂对学生的学习成绩和学习态度有全面促进作用。     

桌面虚拟现实学习环境对学习投入和学习成绩的影响——基于多模态数据

虚拟现实+教育正逐渐从"概念设想"走向"落地应用",成为促进教育发展的新型技术手段.然而,与在线学习环境相比,有关虚拟现实学习环境对学习投入影响的探讨尚不深入.本研究采用实验法,利用脑波仪、眼动仪和量表等工具收集学习者学习过程中的多模态数据,分析和对比桌面虚拟现实学习环境和在线学习环境对学习投入和学习成绩的影响.研究发现:1)两种环境下的学习投入存在显著差异,桌面虚拟现实学习环境下学习者的认知投入和行为投入更高;2)两种环境下学习成绩存在显著性差异,桌面虚拟现实学习环境下陈述性知识的学习效果更好;3)桌面虚拟现实学习环境下学习投入与学习成绩之间存在显著相关关系.