参与当地文化流动学习活动的学生认知负荷和学习成绩调查

参与当地文化流动学习活动的学生认知负荷和学习成绩调查

一、摘要

移动设备和无线通信技术的进步对学习活动的设计有很大的影响。 新技术对学习的影响也已被广泛讨论。 在这项研究中，我们尝试将现场研究整合到数字移动学习模型中，并使用物理和虚拟资源构建一个移动学习环境。 这项研究的调查重点在于这种移动学习模型对学生的认知负荷和学习成绩的影响。  51名六年级学生参加了该研究，无论是实验组还是对照组。 通过前测，后测以及认知负荷问卷调查，研究发现，接受混合移动学习指导的学生比从人类指导学习的学生具有更好的学习成绩和更少的认知负荷。 因此，本研究的结论是，混合移动学习模式对当地文化学习中的小学生具有积极影响。

关键字： 认知负荷 当地文化课程； 学习成绩

二、研究背景

Brown，Collins和Duguid（1989）认为，如果将学习与真实的情境隔离开，则构造知识的作用可能会受到限制。 因此，对于学习者来说，在现实世界中体验要学习的概念很重要。 研究人员还指出，在真实的环境中（在教室内或教室外）跟随并观察教师的行为时，学习者可以很好地模拟教师的行为。

   此外，这种方法提供了完整的上下文，这有助于学习者提高学习兴趣以及发展新的经验，知识和技能。

   移动和无线通信技术的进步对学习活动的设计概念产生了重大影响。 具有高度便携性的手持式设备在户外活动（例如生态观测）和室内活动（例如博物馆参观）中都发挥了重要作用。 移动学习将数字资源与真实的学习环境整合在一起。 这样的学习环境不仅使学生能够在真实的环境中学习，而且还在正确的位置和正确的时间为他们提供了来自数字世界的支持。 近年来，越来越多的学者将移动学习的概念应用于各种学科的学习活动设计中。

三、研究对象

 研究对象为台南市某小学六年级两个班的学生。 一个包含26名学生的班级被分配为实验组，而其他有30名学生的班级是对照组。 学习活动在台南市圣牧寺进行，学习内容为社会科学课程的“地方文化”单元。 对照组的学生由人类导师指导，实验组的学生在收到有关移动技术操作的指令后，由移动技术引导。 在实验之前，这两组学生收到了一份“当地文化”前测试和一份关于“对基于旅游的当地文化学习的态度”和“当地文化认同”的问卷。参加学习活动后，学生收到了一份后测试和同样的问卷。

 

 

研究结构图

场景是圣牧寺外围，包含三个主要地点，即吴王宫、圣玛祖宫和佛宫。 规划的教学内容有寺庙的八个特征，比如阿斯通雕刻的狮子”和“石头雕刻的龙的柱子”，每一个特征都有自己的意义或历史。    

 另外，在移动技术的引导下在寺庙学习时，实验组的学生需要通过考试才能进入下一个学习目标。 为了在每个学习领域平等地分配学生，引导他们根据预先设计的学习路径了解不同的学习目标。 无论他们从哪个地点出发，每个学生都必须完成八个部分的学习任务。 对照组的学生由一名导游引导学习，他从第一个到第二个阶段进行巡回学习八部分。 在解释了每个学习目标的结构特征和文化历史之后，人类导游进行了一个测验，学生可以在其中获奖，同时学生可以通过这个测验来复习内容。

四、研究工具

为了评价学生的认知负荷，在Sweller等人提出的“认知负荷评价表”的基础上，开发了一种“基于旅游的地方文化学习认知负荷评价表。 评价表由四个问题组成，包括智力努力和智力负荷方面。 每个问题的答案用七点标度表示，其中“7”代表高一致性（即高认知负荷)，“1”代表高不一致(即低认知负荷）。

此外，学习态度的评估形式起源于米什拉和熊猫（2007）开发的评估形式，旨在研究将新技术引入学习环境是否会影响学生的学习态度。在本研究中，移动技术(PDA)是探索学生在当地文化旅游课程中学习态度的主要关注点。评估表格由33个与四个不同方面有关的问题组成。在当地文化学习的过程中，第一个方面，外部表现，有九个问题；第二个方面，学习对当地文化的兴趣，有七个问题；第三个方面，关于当地文化学习价值的观点，有十一个问题；最后一个方面，关于保护当地文化特征和当地身份的观点，有六个问题。 每个问题的答案用五点量表表示，其中“5”代表高度一致（即积极的学习态度)，“1”代表高度分歧(即消极的学习态度）

关于地方文化认同的评价形式，本研究参考了Salleh和Dhindsa（2009）的文化学习环境问卷。 地方文化认同分为三个部分，包括保护自然/人类环境、参与感和归属感。 关于保护自然人类环境，Udaya Sekhar（2003年）提到，印度在当地公民管理保护区的支持下，使用各种保护方法保护濒危动物。 在参与感方面，积极的态度当地公民的参与使环境得到保护。 此外，永续经营的理念给野生动物保护和当地旅游带来了积极的影响。 因此，为了保护自然的人类环境，地方文化教育应该始终保持下去。 关于归属感，Yuen（2005）发现，新加坡人认同自己的生活环境，因此有归属感。 研究发现，人们越认同自己的环境，他们的归属感就越高。 因此，地方认同离不开对环境的归属感。

在本研究中，修改了Saleh和Dhindsa（2009）提供的文化学习环境问卷(CLEQ)，以探讨在当地文化旅游课程中使用PDA是否对学生的当地文化认同有任何影响。 评价表有20个问题涉及三个方面。 第一个方面，保护自然的人类环境，有八个问题；第二个方面，参与感，有五个问题；最后一个方面，归属感，有七个问题。 每个问题的答案用五点尺度表示，其中“5”代表高度一致（即最高的地方文化认同)，“1”代表高度分歧(即最低的地方文化认同）。

学习系统和学习场景

利用无线通信技术和移动学习设备(即PDA)开发了具有指导和问答功能的移动学习系统，如图所示。 服务器的功能包括用户（学生）管理，学科材料管理，学生问题管理，档案袋管理。 它的客户与现实世界中的学生互动，例如通过PDA引导学生学习、测试和向学生提供反馈。

 

 

 

移动学习系统框架图 

五、研究结果

本研究旨在探讨学生参与混合移动学习后学习成绩、学习态度和认知负荷的变化。 像这样的工具实验前后使用了“对基于旅游的当地文化学习问卷”、“当地识别评价表”和“基于当地旅游的学习成绩测试。 此外，在实验结束后填写了“基于当地旅游学习的认知负荷评价表”和“基于当地旅游学习的满意度调查”，以了解实验组和对照组学生在学习态度、学习成绩、局部识别和认知负荷方面的差异。

1．认知负载数据分析

本研究对学生的认知负载采用了独立t检验，实验结果表明两组学生认知负荷差异显著 且对照组学生的平均认知负荷大于实验组学生。 这一发现表明，在现实环境中使用PDA学习可以显著降低认知负荷。 此外，访谈和问卷结果表明，PDA的使用提供了一个个性化的学习场景，因此允许学生按照自己的时间表学习，并反复练习。 这些可能是降低他们认知负荷的因素。 对照组的学生不使用PDA，而是由人类导师以一对多的方式引导他们学习。 在这种情况下，学生的认知负荷可能会增加，如果他们没有遵循导师的时间表。

模拟数据如下：

独立t检验数据分析

组统计

 

group

个案数

平均值

标准差

标准误差平均值

认知负载

experiment

10

76.20

13.390

4.234

control

10

72.60

15.700

4.965

 

独立样本检验

 

莱文方差等同性检验

平均值等同性 t 检验

F

显著性

t

自由度

显著性（双尾）

平均值差值

标准误差差值

差值 95% 置信区间

下限

上限

认知负载

假定等方差

.189

.669

.552

18

.588

3.600

6.525

-10.109

17.309

不假定等方差

 

 

.552

17.563

.588

3.600

6.525

-10.133

17.333

 

2．学习成绩数据分析--协方差

两组学生在旅游前后进行了一次当地文化旅游学习成绩测试。 为了了解混合移动学习是否有助于学生的学习成绩，我们对前测和后测的协变量进行了分析。 教学方法为自变量，后测学生的考试成绩为因变量，相应的前测成绩为协变量。    

模拟数据如下

 

group

N

Mean

S.D

t

Experiment

10

76.20

13.390

.552

control

10

72.60

15.700

 

 

 

主体间因子

 

值标签

个案数

group

1

experiment

10

2

control'

10

描述统计

因变量:   后测成绩  

group

平均值

标准偏差

个案数

experiment

76.50

13.713

10

control'

75.80

13.871

10

总计

76.15

13.429

20

 

 

主体间效应检验

因变量:   后测成绩  

源

III 类平方和

自由度

均方

F

显著性

修正模型

3412.046a

3

1137.349

1254.699

.000

截距

2.618

1

2.618

2.888

.109

group * 前测成绩

.111

1

.111

.123

.731

前测成绩

3408.099

1

3408.099

3759.743

.000

group

.029

1

.029

.032

.860

误差

14.504

16

.906

 

 

总计

119403.000

20

 

 

 

修正后总计

3426.550

19

 

 

 

a. R 方 = .996（调整后 R 方 = .995）

 

 

估算值

因变量:   后测成绩  

group

平均值

标准误差

95% 置信区间

下限

上限

experiment

76.352a

.301

75.714

76.991

control'

75.946a

.301

75.308

76.584

a. 按下列值对模型中出现的协变量进行求值：前测成绩 = 75.65。

 

group

N

Mean

S.D

Adjusted mean

Std.error

 

F

Experiment

10

76.50

13.713

76.352a

.301

.123

Control

10

75.80

13.871

75.946a

.301

 

 

3．学习态度数据分析--协方差

为了研究这两组在促进基于当地文化的学习后的学习态度方面是否存在差异，学生们被要求在实验前后填写学习态度的评估形式。在分析中，我们采用了协方差分析，其中教学方法是独立变量，而学习态度的评估形式的测试后分数是相关变量，相应的考试前分数是协方差系下表总结了协方差的分析。排除了测试前分数（协变量)对测试后分数(独立变量）的影响，排除了独立变量对相关变量的影响，p<0.05显示出显著的差异。这意味着考试后分数的差异来自不同的教学方法。

模拟数据--协方差---前测分数是协变量

 

主体间因子

 

值标签

个案数

group

1

experiment

10

2

control'

10

 

 

描述统计

因变量:   学习态度  

group

平均值

标准偏差

个案数

experiment

78.10

13.093

10

control'

75.80

13.871

10

总计

76.95

13.181

20

 

 

主体间效应检验

因变量:   学习态度  

源

III 类平方和

自由度

均方

F

显著性

修正模型

3263.862a

3

1087.954

469.355

.000

截距

14.173

1

14.173

6.114

.025

group * 前测成绩

1.470

1

1.470

.634

.437

前测成绩

3229.964

1

3229.964

1393.441

.000

group

3.903

1

3.903

1.684

.213

误差

37.088

16

2.318

 

 

总计

121727.000

20

 

 

 

修正后总计

3300.950

19

 

 

 

a. R 方 = .989（调整后 R 方 = .987）

 

 

1. 总平均值

因变量:   学习态度  

平均值

标准误差

95% 置信区间

下限

上限

76.953a

.340

76.231

77.675

a. 按下列值对模型中出现的协变量进行求值：前测成绩 = 75.65。

 

 

 

估算值

  
 

因变量:   学习态度  

  
 

group

平均值

标准误差

95% 置信区间

  
 

下限

上限

  
 

experiment

77.960a

.481

76.939

78.981

  
 

control'

75.946a

.481

74.925

76.967

  
 

a. 按下列值对模型中出现的协变量进行求值：前测成绩 = 75.65。

  

group

N

Mean

S.D

Adjusted mean

Std.error

 

F

Experiment

10

78.10

13.093

77.960a

.481

.634

Control

10

75.80

13.871

75.946a

.481

 

 

4．地方文化认同数据分析---独立t

本研究采用当地文化识别问卷来测试学生的身份。问卷包括三个方面：保护自然人类环境、参与社区活动和归属感。测试前的内容与测试后的内容不同，两个测试之间的间隔是两周。通过测试分析了实验结果。先进行独立t检验，发现两种教学方法，学生的地方文化具有显著性差异，接着对地方文化分成三个方面进行进分析。

模拟数据如下：

 

组统计

 

group

个案数

平均值

标准差

标准误差平均值

地方文化认同

experiment

10

78.10

13.093

4.140

control

10

75.80

13.871

4.386

 

独立样本检验

 

莱文方差等同性检验

平均值等同性 t 检验

F

显著性

t

自由度

显著性（双尾）

平均值差值

标准误差差值

差值 95% 置信区间

下限

上限

地方文化认同

假定等方差

.048

.829

.381

18

.707

2.300

6.032

-10.372

14.972

不假定等方差

 

 

.381

17.940

.707

2.300

6.032

-10.375

14.975

 

Group

N

Mean

S.D

t

Experiment

10

78.10

13.093

.381 

 

Control

10

75.80

13.871

 

 

 

N

Mean

S.E

t

保护环境

10

Experiment

4.5838

.32408

 

1.355

 

10

Control

4.4326

.38884

 

参与社会活动

10

Experiment

4.4543

.38884

 

2.895*

 

10

Control

4.321

.50479

 

归属感

10

Experiment

4.467

.40934

 

1.359

 

10

Control

4.005

.52671

 

5．试验结束后满意度分析--独立t

实验结束后，两组学生被要求填写“当地文化旅游教学满意度调查”。通过满意度调查，我们可以理解学生在指导模式方面的满意学位是否存在差异。

模拟数据--独立t

 

组统计

 

group

个案数

平均值

标准差

标准误差平均值

满意度

experiment

10

77.40

13.656

4.318

control'

10

75.60

14.089

4.455

 

 

独立样本检验

 

莱文方差等同性检验

平均值等同性 t 检验

F

显著性

t

自由度

显著性（双尾）

平均值差值

标准误差差值

差值 95% 置信区间

下限

上限

满意度

假定等方差

.032

.859

.290

18

.775

1.800

6.205

-11.236

14.836

不假定等方差

 

 

.290

17.983

.775

1.800

6.205

-11.236

14.836

 

Group

N

Mean

S.D

t

Experiment

10

77.40

13.656

.290

 

Control

10

75.60

14.089

 

六、总结

本研究旨在探讨整合现实世界和数字世界资源的移动学习模型对学生认知负荷和学习成绩的影响。 本次学习活动是为某小学的地方文化课设计的，通过安排学生在圣牧寺学习和收集资料。 从实验结果中发现，使用混合移动学习模型学习的学生比使用传统方法（即由人类导师指导)学习的学生有显著的更好的成就和更低的认知负荷）。 此外，从问卷调查和访谈结果来看，学生对使用PDA学习表现出更大的兴趣和享受。 

posted @ 2021-02-24 07:59  Sunshine111112  阅读(233)  评论(0)    收藏  举报