支持生态学课程的实地移动学习 ——一种基于网格的交互式电子书方法

支持生态学课程的实地移动学习——一种基于网格的交互式电子书方法

(A repertory grid-based interactive e-book approach to supporting in-field mobile learning activities in an ecology course)

Article  in  International Journal of Mobile Learning and Organisation · January 2016

DOI: 10.1504/IJMLO.2016.077868

一、摘要提取

研究对象：台湾一所小学两个班的52名五年级学生。实验组26名学生(14男12女)，采用基于网格的交互式电子书系统进行学习；对照组26名(16男10女)，采用传统的移动学习和交互式电子书进行学习。

研究目的：通过实验，本研究想验证以上两种方法能否对学生的学习成绩、学习动机以及认知负荷产生影响。

实验结果：研究发现，与对照组相比，采用基于网格的交互式电子书系统进行学习，该方法显著提高了学生的学习成绩，同时降低了学生的认知负荷，但对学生的学习动机无显著影响。

二、研究问题

（一）使用交互式电子书的学生与使用传统交互式电子书的学生在学习结果上有显著差异吗?

（二）使用交互式电子书的学生与使用传统交互式电子书的学生的学习动机有显著差异吗?

（三）使用互动电子书的学生与使用传统互动电子书的学生在认知负荷上有显著差异吗?

三、研究设计

（一）实验对象

同摘要研究对象。

（二）实验工具

 

图1 交互式电子书的结构与存储网格功能

（三）实验过程

 

图2 实验过程

四、研究结果

 

（一）学习成绩

  首先，采用独立t检验对学习成果的前检验进行分析。实验组前测得分均值和标准差分别为69.98和8.00，对照组分别为69.08和6.90。t检验结果(t=0.436, p=0.665>0.05)显示两组间无显著差异。因此，两组学生在学习活动之前具有相当的先验知识。

  用ANCOVA分析测试成绩，学生的考试前成绩作为协变量，考试后成绩作为因变量。表1结果发现，实验组的后测得分调整平均值为60.37，对照组为56.87。结果显示(F = 5.760, p=0.006<0.05)，两组间有显著性差异，说明该系统对实验组学生在学习鱼类及其生存环境知识方面的学习成绩有显著的正向影响。

表1 学习成果的后测ANCOVA结果

组别	N	M	S.D.	调整M	标准误差均值	F
实验组	26	60.37	5.69	60.37+0.22=60.59	1.12	5.760
对照组	26	56.87	4.77	56.87+0.21=56.98	0.94

（二）学习动机

  在学习动机方面，实验组问卷前评分的均值和标准差分别为5.35和0.30，对照组分别为5.33和0.31。t检验结果显示两组问卷前评分差异无统计学意义(t = 0.305, p=0.761>0.05)

 

    学习活动结束后，两组学生分别进行学习动机问卷调查。表2显示了ANCOVA结果。结果发现，实验组的后测得分调整平均值为5.279，对照组为5.272;两组间差异无统计学意义(F = 0.015, p=0.938>0.05)，说明该系统对实验组学生的鱼类生态学课程学习动机没有显著的正向影响。

 

 

表2 学习动机的后测ANCOVA结果

组别	N	M	S.D.	调整M	标准误差均值	F
实验组	26	5.28	0.31	5.28+0.84=6.12	0.06	0.340
对照组	26	5.27	0.30	5.27+0.73=6.00	0.06

（三）认知负荷

  对照组的均值和标准差分别为3.38和0.29，实验组的均值和标准差分别为3.03和0.38。t检验结果(t =-3.697, p=0.001<0.05)显示，两组之间存在显著性差异，如表3所示，这意味着使用传统电子书学习方法学习的学生比使用交互式存储库网格电子书学习方法学习的学生显示出明显更高的认知负荷。

表3 学习认知负荷的t检验结果

组别	N	M	S.D.	t
实验组	26	3.03	0.38	-3.697
对照组	26	3.38	0.29

四、结论与展望

（一）结论

1.学习成绩：采用基于网格的交互式电子书系统进行学习，能显著提高学生的学习成绩。

2.学习动机：使用和不使用基于网格的交互式电子书系统进行学习，学生在学习动机上无显著差异。由此推断，在移动学习过程中，两组学生都参与使用了内容和互动功能相同的互动电子书，因此他们的学习动机相当。

3.学习认知：研究发现基于网格的交互式电子书可以显著降低学生的认知负荷(认知负荷是指人们在学习过程中或执行某一特定任务时处理学习内容的认知建构方式)。从实验结果中发现，在基于网格的交互式电子书系统引导机制的帮助下，学生的认知负荷明显降低，这意味着该方法确实帮助学生在学习过程中更好地组织了所学内容。这可能是实验组学生比对照组学生表现出更好的学习成绩的原因。

（二）展望

1.局限

首先，学习活动的时间周期短，参与者数量不多，可能很难推断所提出的方法在大规模和长期应用上的效果；

此外，目前互动电子书中的学习材料是为鱼类生态学课程设计的，要将所提出的方法应用到其他课程中，需要对学习系统进行小到中等的修改，包括电子书界面和学习材料数据库。

2.展望

未来，值得进行大规模和长期的研究，深入调查这种方法的效果。同样值得尝试的是，将这种方法应用到其他形式的学习活动中，例如为其他生态学课程(如植物生态学、鸟类生态学和蝴蝶生态学)的实地考察而进行的协作学习活动或无缝翻转学习活动。