數字化學習對學生認知發展的影響探究

黃成 陳煥東 鄭志群 馮海花

隨著計算機網絡在各類教育中的普及應用，數字化學習逐漸成為我國各類學校學生的重要學習方式。“任何人、任何時間、任何地點只要連在計算機網絡上就可進行學習”，這成為數字化學習領域的黃金定律。在此黃金定律的推動下，數字化學習在我國的教育領域取得了相當大的成果。教學活動是由教師的教和學生的學所組成的一種有目的地影響人的身心發展的活動，通過這種活動，教師有目的、有計劃、有組織地引導學生積極自覺地學習和掌握文化科學基礎知識和基本技能，促進學生多方面素質全面提高和發展。皮亞杰在其認知發展階段理論中指出，學生認知發展階段特征制約教學，教學必須適應學生的認知發展的水平，同時學生認知的發展也應作為一個教學目標，通過教學的實施促進學生認知水平的提高，以實現學生的認知發展水平在教學的實施過程中得以螺旋上升的發展。

一 數字化學習及學生認知發展的內涵

關于數字化學習的定義，目前國內還沒有一個嚴格、規范的定義，國外的E-Learning在我國被譯為數字化學習。E-Learning是指通過因特網或其他數字化內容進行學習的活動，是學習者在數字化的學習環境中利用數字化學習資源，以數字化方式進行學習的過程。數字化學習主要由數字化學習環境、數字化學習資源和數字化學習方式組成。我國學者何克抗在其《數字化學習的本質》一本中寫道，數字化學習是指利用現代信息技術手段，通過信息技術與學科課程的有效整合來實現一種全新的學習環境、能充分體現學生主體作用的學習方式，從而徹底改革傳統的教學結構和教育本質，達到培養創新型人才的目的。國內其他學者在其研究中對數字化學習的內涵都有著類似的表述，如李克東在其《數字化學習——信息技術與課程整合的核心》一文中指出，數字化學習是指學習者在數字化的學習環境中，利用數字化學習資源，以數字化方式進行學習的過程。本人認為，國內學者雖然對數字化學習有不同的表述，但其具有以下幾個共同特點：（1）注重數字化學習環境的建構。數字化學習環境是指利用計算機網絡技術將學校的主要信息資源數字化，以實現數字化的信息管理方式和溝通傳播方式，從而形成高度信息化的人才培養環境。（2）重視數字化學習資源的建設。數字化學習資源是指經過數字化處理，可以在多媒體計算機和計算機網絡環境下運行的服務學習者自主、協作、合作學習的、共享的多媒體材料。（3）重視數字化學習方式的設計，相對于典型的課堂學習方式，數字化學習方式更加關注學生的學習活動，更加關注學生在學習過程中學習內容的呈現方式、學習模式和學習活動方式的自主性、協作性和合作性。

學生認知發展是指學生的認知能力水平隨其年齡和經驗的增長而不斷發生向上變化的過程。學生的大腦成長是學生認知加工和個體心理成長的重要物質基礎，同時，學生個體的周身環境如學校的教育狀況也會影響學生認知的發展，因為認知及其發展是學生個體與外部環境相互作用下學生認知和心理變化的過程，學生的認知來源于客觀世界，個體所處的周圍環境和后天教育對學生認知的發展起著重要促進作用。認知作為學生對客觀世界的認識活動，主要包括學生對客觀世界的感覺、知覺、注意、記憶、思維和言語六個主要范疇。據相關的研究表明，學生認知發展水平特征制約著我們的教學，教學必須適應學生的認知發展的水平，同時學生認知能力的發展也應作為一個教學目標，通過教學的實施促進學生認知水平的提高，以實現學生的認知發展水平在教學的實施過程中得以螺旋上升的發展。本文本著可觀察性和可操作性為考量，主要探究數字化學習對學生的認知發展中的三個維度，即學生對知識信息感覺、知覺的認知模式、注意力、記憶力的影響。

二 數字化學習對學生認知發展中的三個維度影響試驗

1 試驗的設計模式

數字化學習對學生認知影響的試驗采用試驗組對照組的后測設計方法，其基本模式如圖1：

圖1 ?數字化學習對學生認知影響的試驗設計模式

在試驗模式設計中，試驗組學生和對照組學生來自同一年級的隨機選取的兩個教學班，其中的一個教學班的全體學生做為試驗組，共64名學生。選取一門課程開展數字化學習方式，另一個教學班的全體學生做為對照組，保持傳統的課堂授課方式。

2試驗變量

試驗變量一般分為自變量、因變量和干擾變量三種，在本次試驗過程中，數字化學習方式為試驗的自變量，學生認知領域的認知模式、注意力和記憶力三個維度的變化為因變量，教學過程中的其他因素對學生認知三個維度的影響為干擾變量。為了使數字化學習對學習認知的影響具有顯著的變化，我們選擇一所信息化環境較差的學校，該學校在日常的教學中幾乎都是采用傳統的課堂教學方式。數字化學習方式對于該校試驗組學生來說是一種全新的學習方式，通過兩個月時間的數字化學習，采集學生在學習過程中因變量的數據，以此分析數字化學習對學生認知的影響。

3 試驗數據收集方法和試驗效度

數字化學習方式對學生認知領域中三個維度的影響試驗的數據收集采用觀察法、訪談法和問卷調查法。為提高試驗的效度，考慮到學生的年齡和測驗動機對試驗內在效度的影響，本試驗放在日常的教學中進行，開展時間為兩個月。在試驗過程中，采用對受試班級學生進行隨機抽取的方法，以提高試驗的外在效度。

三數字化學習對學生認知發展的分析

1 數字化學習對學生的認知模式的影響

認知模式是指學生對知識信息的感知、獲取和處理的模式，是學生在信息加工過程中表現出來的認知組織和認知功能方面持久一貫的風格。據國內外文獻的研究表明，美國心理學家Witkin提出的場獨立型和場依賴型的認知模式由于在學生日常生活、學習過程中的體現較為明顯，而且它的測試手段較為完善和成熟，所以場獨立型和場依賴型認知分類模式是研究學生認知模式的核心內容。數字化學習對學生的認知模式的影響我們采取試驗前后測試的方法，使用鑲嵌圖形測驗對學生的認知模式進行測試，測試對象為64名學生，以下數據圖為相應項目的人數相對于全體學生人數的百分比，其他兩個維度的數據處理原理類同。

圖2 開展數字化學習前學生完成鑲嵌圖形測驗數據統計圖

圖3 開展數字化學習后學生完成鑲嵌圖形測驗數據統計圖

鑲嵌圖形測驗屬于認知模式場獨立性與場依存性的測驗。這是目前研究認知模式采用較多的一種方法，令被試者在較復雜的圖形中用鉛筆勾畫出鑲嵌或隱蔽在其中的簡單的圖形。在測驗中，能排除背景因素的干擾從復雜圖形中迅速地、容易地知覺到指定的簡單圖形者為場獨立型;而完成該項任務較為困難者為場依存型。從鑲嵌圖形測驗試驗數據中可知：開展數字化學習之前能夠完成鑲嵌圖形測驗的比率為37%，開展數字化學習之后能夠完成鑲嵌圖形測驗的比率為60%，說明通過數字化的學習之后學生的獨立完成工作的能力有所提高。同時也說明數字化學習開展之前學生在解決問題時更是趨向于與環境的交互過程中解決問題，如教師指導和提示等。同時，從教師對學生的觀察中了解到學生獨立學習能力和協作學習能力都有所提高，說明開展數字化學習對學生的復合型認知的發展有所幫助，促進了學生認知模式的發展和修正。

2 數字化學習對學生的注意力的影響

注意力是將心理活動指向和集中于一定對象的能力，注意對學習認知活動具有對象選擇、保持和控制心理活動向著一定的方向和目標進行的功能。注意分為有意注意和無意注意兩種，無意注意與有意注意兩者緊密聯系而又可以相互轉化，在學生的認知學習活動中，要充分利用兩種注意的配合與互相交替，以提高學生的學習效率。在數字化學習對學生的注意力的影響的試驗中，我們采用試驗后對學生的問卷調查、對學生的訪談和教師觀察的方法考察學生在學習過程中注意力的變化。問卷調查內容包括：（1）問題1：在數字化學習過程中，你能保持較好的注意力的時間大約多長？（2）問題2：視頻教學能提高你在學習過程中的注意力嗎？（3）問題3：教學過程中帶音頻的教學資源能提高你在學習過程的的注意力嗎？（4）問題4：數字化學習過程中，哪些資源可以更加吸引你的注意力？（5）問題5：數字化學習資源的應用能否增強你的學習注意力的集中？各問題設置的選項如表1所示;經調查回收有效問卷64份，對各選項進行統計的數據表如2所示。

表1 ?數字化學習對學生的注意力的影響的調查表

表2 數字化學習對學生的注意力的影響的調查數據表

對學生的調查結果也表明，與傳統教學相比，教學中運用數字化資源可以激發學生的興趣和提高學生的注意力集中時間。數字化學習中使用的各類多媒體資源由于采用形象生動的信息表現方式能引起學生的無意注意，通過教師的引導可以使學生的兩種注意的配合與互相交替，以提高學生對知識的注意力。此外，通過教師的觀察和對學生進行的訪談，我們發現，數字化學習由于使用視頻、音頻等多媒體教學資源，在吸引學生的注意力方面確實起著促進和提高的作用。

3 數字化學習對學生的記憶力的影響

感覺和知覺是客觀事物在人腦中的直接映象，記憶是過去經歷過的事物的印跡在人腦中的再現。據研究表明，生動、具體的形象比文字的、抽象的東西更易于記憶。在數字化學習對學生的記憶力的影響的試驗中，我們同樣采用試驗后對學生的問卷調查、對學生的訪談和教師觀察的方法考察學生在學習過程中記憶力的變化。問卷調查內容包括：（1）問題1：能使你記憶較為深刻的教學方式是什么？（2）問題2：當你遇到較為抽象的知識點時，教學中應用多媒體教學資源和傳統的授課哪種方式更能增強你的記憶？（3）問題3：哪種資源的應用可以讓你記憶得更久？（4）問題4：多媒體資源的應用和傳統授課相比對你的理解和記憶有幫助嗎？（5）問題5：利用多媒體資源進行自主學習是否能有效地促進你對知識的記憶？各問題設置的選項如表3所示;經調查回收有效問卷64分，對各選項進行統計的數據表如4所示。

表3 ?數字化學習對學生的記憶力的影響的調查表

表4數字化學習對學生的記憶力的影響的調查數據表

據文獻調研表明，教學中應用形象生動的資源、教學中教師提供識記材料、教學內容的復述和復習、參與實踐活動等都可以提高學生的記憶力。從統計數據看，數字化學習在加深學生對知識的理解和加強學生的記憶力方面都有較大的促進作用。從對學生的訪談和老師的觀察看，開展數字化學習方式可以幫助學生對知識更好的理解，從而加深學生的記憶，而且效果是比較顯著的。

4 數字化學習對學生認知影響的教師視角

從教師的訪談看，教師們都認為數字化學習能培養學生的自主學習和協作學習的能力，通過自主探究和協作會話的活動可以促進學生認知模式的發展和轉型;以多媒體的方式呈現教學材料、提供形象生動的學習資源對吸引學生注意力，加深學生記憶力等認知領域都具有較好的幫促作用。此外、教師們還一致認為數字化學習需要教師和學生具有一定的信息素養，對教師的教學投入要求較高，因此，為提高各類學校的數字化學習的質量水平，積極推進我國各類學校的教育信息化建設具有重要的意義。

總之，任何形式的教學其目的都是促進學生的學習，教學必須適應學生的認知發展的水平，同時學生認知能力的發展也應作為一個教學目標，通過教學的實施促進學生認知水平的提高，以實現學生的認知發展水平在教學的實施過程中得以螺旋上升的發展。數字化學習是目前各類學校的常見教學方式，本文探究數字化學習對學生的認知模式、注意力、記憶力等認知領域的影響，由于學生認知領域的心理變化是一種較難測量的變量，加上學生認知領域的心理行為范圍很廣，這也使我們的研究過于局限，但隨著我國教育信息化的不斷推進，如何通過數字化的學習方式促進學習認知的發展將成為我們必須要面對的問題。

參考文獻

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