基于專長(zhǎng)的標(biāo)記與解釋對(duì)樣例學(xué)習(xí)的影響*

楊翠蓉，王理理，廖雅麗，景夢(mèng)思

(1.蘇州科技大學(xué) 教育學(xué)院，江蘇 蘇州 215009；2.忻州師范學(xué)院 心理健康中心，山西 忻州 034000；3.蘇州大學(xué) 教育學(xué)院，江蘇 蘇州 215123)

樣例(worked out example)是呈現(xiàn)專家問題解決過程供學(xué)習(xí)者觀察模仿的學(xué)習(xí)資源[1]，包括靜態(tài)樣例(文本)與示范樣例(視頻)。樣例不僅出現(xiàn)在教材中，隨著智能教育的推進(jìn)，它還被廣泛運(yùn)用于多媒體學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)課程中。有效樣例設(shè)計(jì)，如有無標(biāo)記的樣例、不同解釋類型的樣例，已成為教育心理學(xué)研究者、教育技術(shù)研究者廣泛關(guān)注與探討的對(duì)象。[2-5]樣例雖然一直強(qiáng)調(diào)應(yīng)呈現(xiàn)專家問題解決過程；但由于專家難尋的客觀原因，研究者更多的是依據(jù)一般信息加工特點(diǎn)設(shè)計(jì)樣例，因此并不是所有的樣例都能促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)?；诖?，本研究將圍繞專家問題解決特點(diǎn)設(shè)計(jì)樣例并探討其學(xué)習(xí)效果，從而推進(jìn)智能教育學(xué)習(xí)資源建設(shè)。

研究者根據(jù)注意與知覺選擇特點(diǎn)，在樣例中加入箭頭等標(biāo)記，期望引起學(xué)生對(duì)樣例標(biāo)記信息的選擇與集中，促進(jìn)樣例學(xué)習(xí)[6]，但仍存在有標(biāo)記的樣例學(xué)習(xí)效果不顯著情況。例如，張奇等用箭頭標(biāo)記樣例步驟順序，發(fā)現(xiàn)有標(biāo)記樣例僅促進(jìn)小學(xué)生復(fù)雜規(guī)則(“無括號(hào)”運(yùn)算規(guī)則)學(xué)習(xí)。[2]這可能是所標(biāo)記的樣例信息并非專家所關(guān)注的信息。如果呈現(xiàn)專家示范問題解決過程的樣例(示范樣例)，并對(duì)其問題解決過程中注意集中的對(duì)象進(jìn)行標(biāo)記，是否能促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)？雅羅茲卡(Jarodzka)等制作了一位專家根據(jù)魚部位對(duì)魚游姿進(jìn)行分類的示范樣例，并根據(jù)其注視時(shí)間特征在專家示范樣例中添加標(biāo)記(光暈/圓點(diǎn))，分別形成有標(biāo)記的示范樣例與無標(biāo)記的示范樣例，學(xué)習(xí)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：有標(biāo)記的示范樣例使學(xué)生更快注意且更準(zhǔn)確陳述測(cè)試視頻中魚游姿的相關(guān)信息，但是在魚部位與游姿關(guān)系理解上和無標(biāo)記樣例組無顯著差異。[7]凡馬倫(Van Malen)等呈現(xiàn)對(duì)角等幾何問題解決的示范樣例(專家一位)，并操縱專家眼動(dòng)線索，分別設(shè)計(jì)有標(biāo)記(專家眼動(dòng)線索)、無標(biāo)記(無專家眼動(dòng)線索)示范樣例，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：專家眼動(dòng)線索讓被試更快注意與知覺線索指向的信息，但有專家眼動(dòng)線索與無眼動(dòng)線索的示范樣例在同類問題、近遷移問題解決時(shí)間與結(jié)果上無顯著差異。[5]雅羅茲卡、凡高(Van Gog)等發(fā)現(xiàn)，根據(jù)專家知覺選擇特點(diǎn)設(shè)計(jì)的標(biāo)記并未促進(jìn)樣例學(xué)習(xí)。[7-9]這可能是已有示范樣例僅選取一位專家，存在專家選取偏差；也有可能運(yùn)用標(biāo)記策略僅僅引起學(xué)生注意問題關(guān)鍵信息，對(duì)學(xué)習(xí)結(jié)果作用有限。正如迪康寧(De Koning)等所言，標(biāo)記只促進(jìn)個(gè)體對(duì)所標(biāo)注信息的注意，并不意味能理解所標(biāo)注的信息。[10]根據(jù)有意義學(xué)習(xí)理論，理解標(biāo)記信息需要提取、運(yùn)用相關(guān)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行解釋，從而掌握標(biāo)記信息的語義。

如果對(duì)樣例中的標(biāo)記信息進(jìn)行解釋，是否促進(jìn)樣例學(xué)習(xí)？杜雪嬌等選取代數(shù)知識(shí)完全平方和、平方差，設(shè)計(jì)比較“解釋法”樣例與“解釋-標(biāo)記法”樣例的學(xué)習(xí)效果。樣例是用已學(xué)的運(yùn)算規(guī)則解釋所涉的新運(yùn)算規(guī)則，用紅色箭頭對(duì)每個(gè)樣例步驟與下一步驟的轉(zhuǎn)換關(guān)系進(jìn)行標(biāo)記，研究發(fā)現(xiàn)“解釋-標(biāo)記法”樣例僅在“平方差”運(yùn)算規(guī)則的近遷移結(jié)果上顯著高于“解釋法”樣例。[3]張奇等選取分?jǐn)?shù)乘除法運(yùn)算規(guī)則，同樣設(shè)計(jì)“解釋法”樣例與“解釋-標(biāo)記法”樣例，研究發(fā)現(xiàn)“解釋-標(biāo)記法”樣例的遠(yuǎn)遷移學(xué)習(xí)結(jié)果顯著高于“解釋法”樣例與普通樣例，但標(biāo)記過多時(shí)“解釋-標(biāo)記法”樣例學(xué)習(xí)效果顯著降低。[11]凡高等探討標(biāo)記與解釋對(duì)示范樣例學(xué)習(xí)的影響，發(fā)現(xiàn)標(biāo)記增加學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷，不利于示范樣例學(xué)習(xí)；解釋也增加學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷，它與標(biāo)記共同作用，使有標(biāo)記有解釋的示范樣例學(xué)習(xí)效果顯著低于無標(biāo)記有解釋的示范樣例。[9]上述研究均是根據(jù)一般信息加工特點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)記及相應(yīng)解釋，因此有必要根據(jù)專家問題解決過程中的注意特點(diǎn)與知識(shí)提取特點(diǎn)設(shè)計(jì)樣例標(biāo)記與解釋。

專長(zhǎng)研究為學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)提供必要依據(jù)，應(yīng)關(guān)注專家問題解決特點(diǎn)。[12]加斯瑪(Jaarsma)等研究者運(yùn)用眼動(dòng)與出聲思維技術(shù)發(fā)現(xiàn)：專家醫(yī)生在X光片診斷過程中會(huì)提取更精細(xì)的知識(shí)圖式，更關(guān)注片子關(guān)鍵區(qū)域，通過比較知識(shí)圖式與關(guān)鍵信息提出診斷結(jié)果；新手醫(yī)生僅根據(jù)患者情況評(píng)論X光片信息，較少有診斷結(jié)果。[13]其他研究者同樣發(fā)現(xiàn)，生物、物理等領(lǐng)域?qū)＜覇栴}解決成功的關(guān)鍵是運(yùn)用領(lǐng)域知識(shí)去選擇、理解與加工問題。[14-15]上述靜態(tài)樣例并不是基于專家問題解決特征設(shè)計(jì)樣例中的標(biāo)記、解釋；示范樣例研究雖基于專長(zhǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)記，但僅選取一位專家的問題解決過程，存在專家選取偏差可能，不能反映專家問題解決的共性特征?？赡茉搶＜易⒁獾男畔?標(biāo)記)并不是樣例中的關(guān)鍵信息，或未能提取適宜領(lǐng)域知識(shí)對(duì)標(biāo)記信息進(jìn)行解釋，因而已有研究發(fā)現(xiàn)有標(biāo)記的樣例以及有標(biāo)記有解釋的樣例未必促進(jìn)樣例學(xué)習(xí)。專長(zhǎng)是領(lǐng)域?qū)＜冶憩F(xiàn)出的不同于新手的領(lǐng)域知識(shí)與能力，有必要選取多位專家，總結(jié)他們領(lǐng)域問題解決的特點(diǎn)，如注意、知覺與整合、知識(shí)提取等，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)樣例的解釋與標(biāo)記，以探討標(biāo)記、解釋是分別促進(jìn)樣例學(xué)習(xí)，還是同時(shí)運(yùn)用才能促進(jìn)樣例學(xué)習(xí)。另外，已有研究未探討這些策略是否影響樣例學(xué)習(xí)的持續(xù)性。據(jù)此，本研究擬先進(jìn)行問題解決的專長(zhǎng)研究(實(shí)驗(yàn)1)，總結(jié)專家學(xué)生問題解決過程中的注意、信息整合與知識(shí)提取，并以此設(shè)計(jì)樣例標(biāo)記與解釋，探討樣例學(xué)習(xí)效果及持續(xù)性(實(shí)驗(yàn)2)。我們假設(shè)：(1)問題解決時(shí)，專家學(xué)生對(duì)問題關(guān)鍵信息注意、領(lǐng)域知識(shí)提取顯著高于新手學(xué)生；(2)樣例學(xué)習(xí)過程、樣例即時(shí)與學(xué)習(xí)持續(xù)性存在解釋與標(biāo)記主效應(yīng)及交互作用。

一、實(shí)驗(yàn)1：“負(fù)強(qiáng)化與負(fù)懲罰”問題解決的專家學(xué)生-新手學(xué)生比較

本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用眼動(dòng)技術(shù)與出聲思維技術(shù)描述專家學(xué)生與新手學(xué)生問題解決過程差異，并為實(shí)驗(yàn)2樣例的標(biāo)記與解釋設(shè)計(jì)提供實(shí)證依據(jù)。

1.被試

專家學(xué)生有良好的知識(shí)儲(chǔ)備和經(jīng)驗(yàn)積累，具備問題解決圖式與策略；新手學(xué)生基本了解知識(shí)，但問題解決經(jīng)驗(yàn)缺乏。[14，16]據(jù)此，在蘇州兩所高校中選取25名專家學(xué)生(女23名)，均為心理學(xué)或準(zhǔn)心理學(xué)碩士研究生；選取25名音樂專業(yè)三年級(jí)學(xué)生為新手學(xué)生(女19名)。實(shí)驗(yàn)前對(duì)被試進(jìn)行先驗(yàn)知識(shí)測(cè)試，獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)專家學(xué)生先驗(yàn)知識(shí)測(cè)試成績(jī)顯著高于新手學(xué)生[M專家學(xué)生=20.67，SD專家學(xué)生=6.78；M新手學(xué)生=6.20，SD新手學(xué)生=4.31；t(48)=9.87,p<0.001，d=0.467]，表明被試選取符合要求。所有被試均自愿參加實(shí)驗(yàn)且從未參加過眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)，他們的視力正常或矯正后的視力正常。

2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用單因素組間設(shè)計(jì)，自變量為不同專長(zhǎng)學(xué)生(專家/新手)，因變量為注視時(shí)間、注視次數(shù)、眼跳次數(shù)、出聲思維數(shù)據(jù)與問題解決正確率等。注視次數(shù)與注視時(shí)間分別反映個(gè)體對(duì)相關(guān)信息的注意次數(shù)與注意、加工時(shí)間，眼跳次數(shù)則反映信息間的整合加工。[17]實(shí)驗(yàn)選取這三個(gè)指標(biāo)以反映被試問題解決時(shí)的信息加工特點(diǎn)。

3.實(shí)驗(yàn)儀器與材料

專長(zhǎng)研究范式要求難度高的研究任務(wù)，通過征詢教育心理學(xué)專家意見，最終選取知識(shí)點(diǎn)“負(fù)強(qiáng)化與負(fù)懲罰”作為本實(shí)驗(yàn)任務(wù)。實(shí)驗(yàn)材料由研究者與教育心理學(xué)專家共同討論編制。先驗(yàn)知識(shí)測(cè)試包括3個(gè)名詞解釋，每個(gè)名詞解釋10分。答案涉及1個(gè)知識(shí)點(diǎn)得2分；涉及2個(gè)知識(shí)點(diǎn)且表述恰當(dāng)?shù)?分，表述清晰得6分；涉及3個(gè)知識(shí)點(diǎn)且表述恰當(dāng)?shù)?分，表述清晰得10分。測(cè)試在A4紙上呈現(xiàn)，四號(hào)宋體，黑色。

實(shí)驗(yàn)采用Eyelink 1000Plus收集眼動(dòng)數(shù)據(jù)，采樣率是1000Hz，被試機(jī)屏幕刷新率是60Hz，分辨率為1280×1024，主試機(jī)與被試機(jī)通過網(wǎng)線(TCP/IP)實(shí)現(xiàn)信號(hào)溝通共享。選取負(fù)強(qiáng)化與負(fù)懲罰各兩題，題目既有問題解決所需信息，還有干擾信息。每題內(nèi)容不一樣，但在題目字?jǐn)?shù)、題目與備選答案排列格式上完全一致。實(shí)驗(yàn)材料在1024×768像素的電腦屏幕上呈現(xiàn)，字號(hào)30×30像素，1.05°，黑色，宋體。

4.實(shí)驗(yàn)程序

實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行出聲思維技術(shù)學(xué)習(xí)，時(shí)間不限，直到被試掌握為止。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)研究者向被試陳述實(shí)驗(yàn)任務(wù)與指導(dǎo)語，隨即被試坐在離電腦屏幕中心65 cm處，頭固定在UG型托上。每題實(shí)驗(yàn)程序?yàn)椋?點(diǎn)校準(zhǔn)—呈現(xiàn)題目—記錄眼動(dòng)數(shù)據(jù)—記錄出聲思維數(shù)據(jù)。循環(huán)往復(fù)，直到四個(gè)選擇題的眼動(dòng)與出聲思維數(shù)據(jù)收集完畢。校準(zhǔn)目的旨在保證被試眼動(dòng)軌跡的精確記錄。

5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

(1)專家學(xué)生與新手學(xué)生問題解決正確率的差異

獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)表明，專家學(xué)生問題解決正確率顯著高于新手學(xué)生[M專家學(xué)生=0.86，SD專家學(xué)生=0.18，M新手學(xué)生=0.41，SD新手學(xué)生=0.27，t(48)=6.99,p<0.001,d=0.633]。

(2)專家學(xué)生與新手學(xué)生問題解決過程中的眼動(dòng)差異

第一，興趣區(qū)注視時(shí)間與次數(shù)差異(見表1)。問題解決起始于個(gè)體注意與知覺問題信息并形成問題表征。本實(shí)驗(yàn)依據(jù)教育心理學(xué)專家建議，把問題關(guān)鍵信息劃分3個(gè)興趣區(qū)(興趣區(qū)1：行為，即施予或撤消；興趣區(qū)2：刺激，即好或不好的刺激；興趣區(qū)3：結(jié)果，即期望或不期望的結(jié)果)，采集興趣區(qū)的注視時(shí)間、次數(shù)與興趣區(qū)間的眼跳次數(shù)，比較專家學(xué)生與新手學(xué)生對(duì)問題關(guān)鍵信息的注意、知覺與信息整合加工活動(dòng)。根據(jù)眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理程序，實(shí)驗(yàn)刪除注視時(shí)間大于1200ms或小于80ms的注視點(diǎn)，或通過Data Viewer預(yù)覽被試眼動(dòng)軌跡，手動(dòng)刪除眼動(dòng)軌跡中比較明顯的異常點(diǎn)，以去除眨眼、偽跡。

表1 專家學(xué)生與新手學(xué)生在問題解決興趣區(qū)的注視時(shí)間與次數(shù)

(3)專家學(xué)生與新手學(xué)生問題解決過程中出聲思維的差異

問題解決完畢，專家學(xué)生與新手學(xué)生進(jìn)行問題解決的出聲思維，并將收集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)錄成文字，根據(jù)研究問題制訂相應(yīng)編碼方案(包括問題關(guān)鍵信息、領(lǐng)域知識(shí)和其他)。請(qǐng)兩位不清楚實(shí)驗(yàn)的研究生對(duì)所有被試出聲思維數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，編碼一致性系數(shù)為0.9，編碼結(jié)果可靠。

第一，問題關(guān)鍵信息的注意、領(lǐng)域知識(shí)的提取差異(見表3)。卡方檢驗(yàn)結(jié)果表明，專家學(xué)生對(duì)問題關(guān)鍵信息注意頻次多于新手學(xué)生，但不顯著(X2=0.47,p>0.05)；比新手學(xué)生更多提取領(lǐng)域知識(shí)用于問題解決(X2=155.88,p<0.001，Φ=0.6)。這說明專家學(xué)生會(huì)根據(jù)問題關(guān)鍵信息運(yùn)用更多領(lǐng)域知識(shí)解決問題。

表3 兩類學(xué)生注意問題關(guān)鍵信息、提取領(lǐng)域知識(shí)的頻次 /N

第二，問題解決模式差異。問題解決是問題已知條件與目標(biāo)間空隙不斷縮小的系列操作，主要通過提取問題關(guān)鍵信息與相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)來實(shí)現(xiàn)。由于新手學(xué)生不能或較難提取領(lǐng)域知識(shí)，為保證結(jié)果可靠與客觀，實(shí)驗(yàn)依據(jù)出聲思維數(shù)據(jù)中的問題關(guān)鍵信息(3個(gè)興趣區(qū))出現(xiàn)順序表示問題解決步驟，分析發(fā)現(xiàn)：無論是專家學(xué)生還是新手學(xué)生，問題解決模式運(yùn)用最多的都是“結(jié)果—行為—刺激”，專家學(xué)生有56次，新手學(xué)生38次；其次是“行為—刺激—結(jié)果”模式，專家學(xué)生有16次，新手學(xué)生只有4次；另外，新手學(xué)生還有9次表現(xiàn)出“刺激—結(jié)果—行為”的無序模式。

(4)研究結(jié)果對(duì)實(shí)驗(yàn)2樣例設(shè)計(jì)的啟示

結(jié)合實(shí)驗(yàn)1的注視時(shí)間與次數(shù)、眼跳次數(shù)的數(shù)據(jù)分析結(jié)果可見，專家學(xué)生在問題關(guān)鍵信息的注意次數(shù)與時(shí)間上顯著多于新手學(xué)生，而且專家學(xué)生比新手學(xué)生更多整合問題關(guān)鍵信息，尤其是“行為”與“刺激”這兩個(gè)問題關(guān)鍵信息。關(guān)鍵是，實(shí)驗(yàn)1的出聲思維數(shù)據(jù)結(jié)果表明，專家學(xué)生比新手學(xué)生更能根據(jù)問題關(guān)鍵信息提取更多領(lǐng)域知識(shí)進(jìn)行問題解決。另外，與常規(guī)解題步驟不同，本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)專家學(xué)生更多運(yùn)用“結(jié)果—行為—刺激”解題模式。據(jù)此，本研究設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)2的樣例步驟、標(biāo)記與解釋，運(yùn)用眼動(dòng)技術(shù)探討標(biāo)記與解釋對(duì)樣例學(xué)習(xí)的影響。

二、實(shí)驗(yàn)2：標(biāo)記與解釋對(duì)新手學(xué)生基于專長(zhǎng)的樣例學(xué)習(xí)的影響

1.被試

本研究從蘇州某高校音樂、美術(shù)、社會(huì)保障專業(yè)招募120名大三學(xué)生作為新手學(xué)生，并隨機(jī)分組。在眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，兩名被試頭部移動(dòng)幅度過大，未采集到有效數(shù)據(jù)，最終得到有效被試118人，其中有標(biāo)記有解釋樣例組30人(女22人)、有標(biāo)記無解釋樣例組30人(女26人)、無標(biāo)記有解釋樣例組29人(女23人)、無標(biāo)記無解釋樣例組29人(女26人)。實(shí)驗(yàn)前所有被試完成先驗(yàn)知識(shí)測(cè)試，雙因素方差分析結(jié)果顯示，標(biāo)記無顯著主效應(yīng)[F(1，114)=0.94，p=0.334]，解釋無顯著主效應(yīng)[F(1，114)=0.39，p=0.531]，標(biāo)記與解釋無交互作用[F(1，114)=3.30，p=0.072]，表明各組被試先驗(yàn)知識(shí)無顯著差異。所有被試均自愿參加實(shí)驗(yàn)2且未參與實(shí)驗(yàn)1，他們的視力正常或矯正后的視力正常。

2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)采用2(解釋：有與無)×2(標(biāo)記：有與無)兩因素被試間設(shè)計(jì)，因變量為標(biāo)記(興趣區(qū)1)與解釋(興趣區(qū)2)的注視時(shí)間與注視次數(shù)、即時(shí)與延時(shí)測(cè)試成績(jī)。

3.實(shí)驗(yàn)儀器與材料

實(shí)驗(yàn)儀器選擇與材料制作過程同實(shí)驗(yàn)1。樣例設(shè)計(jì)方面，根據(jù)實(shí)驗(yàn)1的問題解決模式設(shè)計(jì)樣例步驟，采用紅色對(duì)樣例步驟中專家學(xué)生長(zhǎng)期注意的問題關(guān)鍵信息進(jìn)行標(biāo)記。根據(jù)專家學(xué)生會(huì)提取更多領(lǐng)域知識(shí)解決問題，在步驟右邊運(yùn)用“負(fù)強(qiáng)化或負(fù)懲罰”概念對(duì)樣例步驟進(jìn)行解釋。每組各有3個(gè)負(fù)強(qiáng)化與負(fù)懲罰樣例，共24個(gè)樣例。每組樣例的問題與步驟相同，不同之處在于樣例是否有標(biāo)記與解釋。樣例在1024×768像素的電腦屏幕上呈現(xiàn)，字號(hào)30×30像素，1.05°，黑色，宋體。測(cè)試材料設(shè)計(jì)方面，所有測(cè)試在A4紙上呈現(xiàn)，四號(hào)宋體，黑色。先驗(yàn)知識(shí)測(cè)試包括4個(gè)名詞解釋。名詞解釋1與名詞解釋2各5分，答案涉及1個(gè)知識(shí)點(diǎn)且言語表述恰當(dāng)?shù)?分；涉及2個(gè)知識(shí)點(diǎn)且表述恰當(dāng)?shù)?分，表述清晰得5分。名詞解釋3與名詞解釋4每題各10分，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)同實(shí)驗(yàn)1。即時(shí)測(cè)試與延時(shí)測(cè)試均包括2個(gè)名詞解釋(每題10分)、6個(gè)選擇題(每題5分)。即時(shí)與延時(shí)測(cè)試難度一致性系數(shù)是0.89。

4.實(shí)驗(yàn)程序

每個(gè)樣例學(xué)習(xí)前均要進(jìn)行9點(diǎn)校準(zhǔn)以確保眼動(dòng)軌跡記錄精確，學(xué)習(xí)過程中眼動(dòng)儀記錄眼動(dòng)數(shù)據(jù)。樣例學(xué)習(xí)完畢后進(jìn)行即時(shí)測(cè)試，一周后進(jìn)行延時(shí)測(cè)試。

5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

(1)四組新手學(xué)生在樣例標(biāo)記區(qū)與解釋區(qū)上的注視時(shí)間與次數(shù)差異(見表4)

表4 不同樣例組新手學(xué)生在樣例標(biāo)記區(qū)與解釋區(qū)上的注視時(shí)間與次數(shù)

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行雙因素方差分析發(fā)現(xiàn)：新手學(xué)生在標(biāo)記區(qū)注視時(shí)間上，標(biāo)記主效應(yīng)不顯著[F(1，114)=1.95，p>0.05]；解釋主效應(yīng)顯著[F(1，114)=4.37，p<0.05，ηp2=0.037]，被試對(duì)有解釋樣例的標(biāo)記注視時(shí)間顯著少于無解釋樣例(M有解釋=11.99,M無解釋=16.88,p<0.05)；標(biāo)記和解釋交互作用不顯著[F(1，114)=0.001，p>0.05]。同樣，在標(biāo)記區(qū)注視次數(shù)上，被試標(biāo)記主效應(yīng)不顯著[F(1，114)=2.386，p>0.05]；解釋主效應(yīng)顯著[F(1，114)=4.972，p<0.05，ηp2=0.042]，被試對(duì)有解釋樣例的標(biāo)記注視次數(shù)顯著少于無解釋樣例(M有解釋=51.37,M無解釋=70.08,p<0.05)；標(biāo)記和解釋交互作用不顯著[F(1，114)=0.01，p>0.05]。

同時(shí)，本研究還發(fā)現(xiàn)：新手學(xué)生在解釋區(qū)注視時(shí)間上，標(biāo)記主效應(yīng)不顯著[F(1，114)=0.096,p>0.05]；解釋主效應(yīng)顯著[F(1，114)=212.75，p<0.001，ηp2=0.651]，被試對(duì)有解釋樣例的解釋注視時(shí)間顯著多于無解釋樣例(M有解釋=99.07,M無解釋=2.55,p<0.001)；標(biāo)記和解釋的交互作用不顯著[F(1，114)=0.06，p>0.05]。同樣，在解釋區(qū)注視次數(shù)上，被試標(biāo)記主效應(yīng)不顯著[F(1，114)=0.224,p=0.637]；解釋主效應(yīng)顯著[F(1，114)=241.58，p<0.001，ηp2=0.679]，被試對(duì)有解釋樣例的解釋注視次數(shù)要顯著多于無解釋組(M有解釋=395.27,M無解釋=10.54,p<0.001)；標(biāo)記和解釋的交互作用也不顯著[F(1，114)=0.005，p>0.05]。

(2)四組新手學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果差異(見表5)

表5 不同樣例組新手學(xué)生的樣例學(xué)習(xí)成績(jī)

三因素方差分析結(jié)果表明，解釋對(duì)樣例學(xué)習(xí)成績(jī)有主效應(yīng)[F(1,116)=24.802，p=0.000，ηp2=0.176]。有解釋的樣例學(xué)習(xí)組成績(jī)顯著高于無解釋組(M有解釋=26.94,M無解釋=22.33,p=0.001)；標(biāo)記[F(1,116)=0.586，p=0.445]與測(cè)試時(shí)間[F(1,116)=0.003，p=0.955]對(duì)樣例學(xué)習(xí)成績(jī)無主效應(yīng)。標(biāo)記與解釋有交互作用[F(1,116)=8.644，p=0.004，ηp2=0.069]，簡(jiǎn)單效應(yīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：有解釋條件下，有標(biāo)記樣例組的學(xué)習(xí)成績(jī)顯著低于無標(biāo)記組(M有標(biāo)記=24.57,M無標(biāo)記=29.31,p=0.016)；無解釋條件下，兩組學(xué)習(xí)成績(jī)無顯著差異(M有標(biāo)記=23.65,M無標(biāo)記=21.01,p=0.18)。解釋與時(shí)間有交互作用[F(1,116)=7.656，p=0.007，ηp2=0.062]，簡(jiǎn)單效應(yīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：即時(shí)測(cè)試時(shí)，有解釋樣例組的學(xué)習(xí)成績(jī)顯著高于無解釋組(M有解釋=29.25,M無解釋=20.97,p=0.000)；延時(shí)測(cè)試時(shí)，兩組無顯著差異(M有解釋=25.63,M無解釋=23.70,p=0.32)。

解釋、標(biāo)記與時(shí)間有三因素交互作用[F(1,116)=4.143，p=0.044，ηp2=0.034]。第一，無解釋條件下，時(shí)間與標(biāo)記無簡(jiǎn)單交互作用[F(1,58)=0.501，p=0.48]。有解釋條件下，時(shí)間與標(biāo)記有簡(jiǎn)單交互作用[F(1,58)=4.692，p=0.034，ηp2=0.075]，兩者簡(jiǎn)單效應(yīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：有標(biāo)記時(shí)，即時(shí)測(cè)試成績(jī)顯著高于延時(shí)測(cè)試(M即時(shí)=27.37,M延時(shí)=21.77,p=0.006)；無標(biāo)記時(shí)，兩者無顯著差異(M即時(shí)=29.13,M延時(shí)=29.48,p=0.86)。第二，無標(biāo)記條件下，時(shí)間與解釋無簡(jiǎn)單交互作用[F(1,58)=0.626，p=0.43]。有標(biāo)記條件下，時(shí)間與解釋有簡(jiǎn)單交互作用[F(1,58)=11.02，p=0.002，ηp2=0.16]，兩者簡(jiǎn)單效應(yīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：即時(shí)測(cè)試時(shí)，有解釋樣例組的學(xué)習(xí)成績(jī)要顯著高于無解釋組(M有解釋=27.36,M無解釋=21.8,p=0.009)；延時(shí)測(cè)試時(shí)，有解釋樣例組的學(xué)習(xí)成績(jī)顯著低于無解釋組(M有解釋=21.76,M無解釋=25.5,p=0.000)。第三，即時(shí)測(cè)試條件下，標(biāo)記與解釋無交互作用[F(1,116)=1.502，p=0.22]。延時(shí)測(cè)試條件下，標(biāo)記與解釋有交互作用[F(1,116)=8.644，p=0.004，ηp2=0.07]，兩者簡(jiǎn)單效應(yīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：有解釋時(shí)，有標(biāo)記樣例組的學(xué)習(xí)成績(jī)顯著低于無標(biāo)記組(M有標(biāo)記=21.77,M無標(biāo)記=29.48,p=0.005)；無解釋時(shí)，兩組學(xué)習(xí)成績(jī)無顯著差異(M有標(biāo)記=25.5,M無標(biāo)記=21.9,p=0.19)。

上述結(jié)果說明：第一，解釋顯著促進(jìn)樣例學(xué)習(xí)，尤其顯著促進(jìn)樣例的即時(shí)學(xué)習(xí)，之后促進(jìn)作用衰減，對(duì)延時(shí)學(xué)習(xí)無顯著影響；第二，標(biāo)記對(duì)樣例學(xué)習(xí)無顯著影響，它僅顯著促進(jìn)樣例即時(shí)學(xué)習(xí)；第三，有標(biāo)記有解釋不能促進(jìn)樣例學(xué)習(xí)。

三、討 論

本研究實(shí)驗(yàn)1通過眼動(dòng)與出聲思維技術(shù)揭示專家學(xué)生問題解決特征，發(fā)現(xiàn)其在問題解決過程中會(huì)提取更多領(lǐng)域知識(shí)、更多注意與整合問題關(guān)鍵信息。這與以往專長(zhǎng)研究結(jié)果類似，不僅揭示專家注意、知覺特征，顯示他們能更快速準(zhǔn)確地注意、知覺到問題的關(guān)鍵信息；而且表明專家問題解決受其領(lǐng)域知識(shí)影響，表現(xiàn)出自上而下的策略。[12-13，15]

基于實(shí)驗(yàn)1結(jié)果設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)2樣例，操縱標(biāo)記與解釋探討它們對(duì)樣例學(xué)習(xí)的影響。實(shí)驗(yàn)2眼動(dòng)數(shù)據(jù)表明，解釋使學(xué)生顯著增加注意樣例中解釋區(qū)的時(shí)間與次數(shù)，但標(biāo)記并未使學(xué)生顯著增加注意樣例所標(biāo)記的信息，這說明解釋顯著改變樣例學(xué)習(xí)過程。雅羅茲卡等研究發(fā)現(xiàn)，標(biāo)記讓學(xué)生顯著注意示范樣例的標(biāo)記信息。[7-8]本研究與之不同，可能是雅羅茲卡等只探討眼動(dòng)線索(標(biāo)記)對(duì)樣例學(xué)習(xí)過程的影響，并未同時(shí)探討標(biāo)記與解釋對(duì)樣例學(xué)習(xí)過程的影響。迪康寧等指出，標(biāo)記雖引起個(gè)體注意信息，但沒有理解信息。本實(shí)驗(yàn)1中專家學(xué)生與新手學(xué)生的眼動(dòng)數(shù)據(jù)顯示，他們對(duì)問題關(guān)鍵信息的注意無顯著差異，這表明新手學(xué)生能注意到關(guān)鍵信息，但由于不理解而會(huì)更多注意解釋，最終導(dǎo)致對(duì)標(biāo)記信息的注意次數(shù)與時(shí)間雖增加但不顯著，而對(duì)解釋信息的注意次數(shù)與時(shí)間顯著增加。[10]

實(shí)驗(yàn)2還發(fā)現(xiàn)，標(biāo)記對(duì)樣例學(xué)習(xí)影響不大，但解釋顯著促進(jìn)樣例學(xué)習(xí)。倫克爾(Renkl)提出樣例學(xué)習(xí)中的解釋能促進(jìn)知識(shí)不足學(xué)生的樣例學(xué)習(xí)。[18]本研究選取新手學(xué)生進(jìn)行樣例學(xué)習(xí)，解釋能彌補(bǔ)他們知識(shí)不足，幫助其理解樣例步驟，促進(jìn)樣例學(xué)習(xí)。專長(zhǎng)研究發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域知識(shí)對(duì)于問題解決的重要性[12]；實(shí)驗(yàn)2發(fā)現(xiàn)解釋顯著促進(jìn)樣例學(xué)習(xí)的即時(shí)結(jié)果，但隨著時(shí)間延續(xù)，其作用持續(xù)衰減，對(duì)樣例的延時(shí)學(xué)習(xí)結(jié)果無顯著促進(jìn)。筆者認(rèn)為，解釋策略是一種被動(dòng)加工活動(dòng)，隨著時(shí)間延續(xù)，其學(xué)習(xí)效果持續(xù)減弱；標(biāo)記僅促進(jìn)樣例即時(shí)學(xué)習(xí)結(jié)果，不能促進(jìn)樣例延時(shí)學(xué)習(xí)結(jié)果。[19]本研究選取的新手學(xué)生，由于欠缺領(lǐng)域知識(shí)，他們即使注意、知覺到關(guān)鍵信息，也不理解其意義[10]；且已有研究發(fā)現(xiàn)，標(biāo)記更多引起個(gè)體視知覺，僅有助于知覺問題解決(如X光片診斷問題等)，而不利于涉及知識(shí)應(yīng)用的問題解決[5，7-9]。有解釋有標(biāo)記的樣例無助于樣例學(xué)習(xí)，且隨著時(shí)間延續(xù)，其對(duì)樣例的延時(shí)學(xué)習(xí)會(huì)起消極作用。凡高等研究指出，示范樣例既有解釋又有標(biāo)記會(huì)增加學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷，顯著降低樣例學(xué)習(xí)效果。[9]本研究選取的新手學(xué)生，既要理解樣例關(guān)鍵信息，又要理解樣例步驟中涉及的領(lǐng)域知識(shí)。這可能會(huì)顯著增加其認(rèn)知負(fù)荷，使得有解釋有標(biāo)記的樣例雖能促進(jìn)即時(shí)學(xué)習(xí)效果，但學(xué)習(xí)效果的持續(xù)性顯著衰減。

綜上所述，專家學(xué)生成功的問題解決取決于其有更多領(lǐng)域知識(shí)，更多注意與整合問題關(guān)鍵信息；解釋顯著改變樣例學(xué)習(xí)過程，顯著促進(jìn)樣例學(xué)習(xí)但學(xué)習(xí)效果隨時(shí)間持減，有標(biāo)記有解釋對(duì)樣例學(xué)習(xí)作用有限。