電子書包對學生學習體驗學習成績的影響

管玨琪 蘇小兵 祝智庭

摘要：為給相關用戶群體提供實證研究數據及政策決策支持，本文以電子書包在小學數學中的應用為對象，研究其對學生學習的影響。研究設計學習體驗調查問卷，樣本23n人來自上海閔行區電子書包項目的4所實驗學校、8個試點班級，其中114位學生使用電子書包兩年，116位學生從未使用過。同時獲取這些學生在三年級、四年級時的數學測驗成績，通過T檢-驗分析數學課堂中電子書包應用對小學生學習體驗及學習成績的影響。研究結果表明：使用與未使用電子書包學習的小組在數學測驗成績、學習動機、學習參與及對教師直接反饋的感知等方面均有顯著差異，但仍需要進一步的研究來優化這些研究結果。

關鍵詞：電子書包；學習體驗；學習成績；小學數學

中圖分類號：G434

文獻標識碼：A

一、引言

日新月異的信息技術逐步進入課堂教學，旨在通過課堂創新優化教與學的過程。 “一對一”模式的提出以及當前“白帶設備（BYOD）”運動的興起，基于移動設備的各類數字化學習應用已成為各國教育信息化實踐熱點，被視為推進教與學的有效途徑。在“一對一”數字化學習環境下，學生借助移動終端（如Laptops或Tahlets）可訪問網絡、數字學習資源、電子課本等，被認為是提升學生課堂個人參與的有效工具。國內類似的數字化學習實踐項目之一即是2010年前后興起的電子書包項目。電子書包是整合了電子課本閱讀器、虛擬學具，以及連通無縫學習服務的個人學習環境[1]。電子書包的三大核心功能[2-4]協同作用于21世紀課堂學習環境中連續的交互過程，以滿足學生動態學習需求。核心功能之一是交互呈現數字化教學資源，豐富課堂教學形式；二是教師可實時監控每一位學生的學習（通過課堂交互顯示設備及交互系統查看每一位學生學習進展），在一定程度上解決傳統教室大班化環境下教師難以兼顧每一位學生的問題[5]；三是提供及時反饋，使得教師能基于實時監控調整教學策略。技術的發展為學習環境的創設提供了條件，基于電子書包課堂環境的教學創新應用為變革教與學提供了可能。當前國內電子書包項目區域推進規模最大的是上海閔行區的“基于數字化環境的學習方式變革”項目，項目于2012年率先在小學（30所）、初中（7所）、高中（3所）三個學段開展試點，每所試點學校2個班級，以語文、數學、英語為主要試點學科。至2014年，實驗學校達到65所（小學仍是主要試點學段），實驗學生規模超過8000名。

學生是電子書包項目的最直接受益者，考察電子書包應用對學生的影響將為項目后續投入提供實證研究數據及政策決策支持。已有研究發現教學中有效地應用技術工具與學生學習結果有密切聯系[6]。學習結果（Learning Outcomes）可包括心理層面（Psyc，hological Outcomes，如自我效能、學習體驗等）、行為層面（Behavioral Outcomes）、效果層面（Benefit Outcomes，如學習技能、測驗成績等）。正如Fleischer對已有實證研究的文獻分析發現，與學生相關的研究聚焦于學習體驗、課堂活動和學習成績三方面[7]。具體而言，已有研究在考察Laptops或Tablers在教學中的應用時，將學習動機、學習興趣、學習參與、學習成績、技術使用等作為技術應用成效的觀測對象。例如：Sandy等通過課堂觀察分析了Tablets對學生學習興趣及學習效能的作用[8]；Bebell等通過師生問卷調查、訪談、課堂觀察、標準化測驗等方法研究了Laptops對學生學習成績、學習參與、研究技能的作用[9]；Jared等研究了課堂教學中整合Laptops對學生學習參與的影響[10]； Spektor等以七年級、九年級學生為研究對象，通過實驗組與對照組的實驗設計，研究了技術對學生學習技能、信息素養和計算機工具使用情況的影響[11]。

在此背景下，本研究以閔行區電子書包項目主要試點學段小學為例，分析數學課堂中使用電子書包對學生學習體驗與學習成績的影響。 二、研究問題 結合電子書包在課堂教學應用的三個核心功能（交互呈現數字化教學資源、監控學生學習進展、提供及時反饋），筆者前期研究通過多元回歸分析構建“電子書包一學習參與模型”（如圖1所示），分析了電子書包在小學數學學習過程中發揮的教學交互作用[12]。該模型涉及要素包括學習參與、對教師反饋的感知、學習動機、計算機自我效能、電子書包技術應用體驗等。本研究將這些要素歸為學習體驗層面，分析電子書包應用對這些方面的影響；同時考察對學生學習成績的影響，以數學測驗成績為分析對象

注：1.***表示p<0.001，**表示p<0.01，*表示p<0.05；2.這里學習結果指學生的學習成績。

f一）學習參與

個性化、自我管理和積極參與是有效學習的關鍵。積極參與學習將影響學生的知識獲取，因此將其作為觀測對象之一。1：1移動技術創設的課堂是交互和參與式的[13]。相對于傳統課堂中的學習，電子書包環境下學生通過移動終端這一學習載體、數字化學習資源等，提升了課堂的教學交互。而信息技術的交互作用一直被視為促進學生學習參與的影響因素之一，尤其在數學課堂中[14]。多項研究顯示Laptops的應用對學生學習參與有積極的促進作用。

（二）對教師反饋的感知

將學生對教師反饋的感知作為觀測對象出于兩方面的考慮：一方面，反饋是課堂學習的重要組成部分。課堂教學過程中，教師通過多樣化的教學策略讓學生參與學習過程。而促進學生參與學習的一個有效策略即是為學生提供反饋[5]。反饋是學習發展和提高的關鍵機制[16]；反饋通過直接或間接的調節作用為學生提供個性化學習指導，讓學生參與學習。當個別學生資源對于全班學生有價值時；當不同學生對知識有所體悟，并產生個性化和創造性的見解時；當課堂中學生有說不明道不清或者無法準確表達的情況時，教師都需要做出及時、有效的反饋[17]。Guthrie指出當學生的錯誤回答得到及時反饋時能顯著提升學生的學習[18]。反饋通過識別學生錯誤概念等給出有效信息，幫助學生確認、增加、轉變甚至重構自己的知識，以形成新的技能。尤其是對教師高度依賴的小學生，反饋成為重要的教學策略之一。另一方面，優化反饋是電子書包在數學課堂應用的核心功能之一。技術的應用，尤其是電子書包環境幫助教師了解每一位學生的課堂參與情況，以便為每一位學生提供有針對性的個人反饋。Kucirkova等的研究顯示，課堂中應用Tablets有著特殊的調節作用，能夠為學生提供反饋，以指導自身學習[19]。如數學課中的課堂練習，學生能即時獲取有關答題結果的反饋。反饋包括教師向個體提供的反饋，即直接反饋，以及教師向同伴提供的反饋，即班級反饋，此時個體亦能從班級反饋中獲益。

（三）學習動機

技術的應用在優化反饋，促進學習參與的同時，同樣被認為能增進學生的學習動機。學習動機是推動學生學習的一種內在動力，被認為是學生學習參與、學業成就的一個重要預測因素[20]。近期研究顯示，技術在優化學生課堂學習動機方面具有重要作用。如Laptops因有助于師生交互，被認為能夠促進學習動機與學習參與。Dundar等的研究也發現課堂中技術的使用能增加學生的學習動機[21]。因此，將學習動機也作為本研究的分析對象。

（四）計算機自我效能

Laptops、Tablets等移動終端在課堂教學中的應用旨在優化教與學，以上文獻內容也強調了其潛在優勢。但新技術的應用會因此給學生學習體驗帶來新的障礙，即計算機使用技能與較低的使用計算機的能力感知。自我效能是社會學習理論的一個重要概念，是個人對完成某一任務能力的主觀評判。白班杜拉1977年提出以來，自我效能這一概念擴展到其他不同的領域，如計算機白我效能。計算機白我效能是指個體對自己使用計算機能力的一種判斷[22]。計算機自我效能對個體使用計算機的學習效果有重要影響，自我效能高的個體更能使用計算機滿足自我學習需求。本研究中將其作為電子書包對學生技術應用影響的觀測對象之一。

基于以上分析，本研究以小學數學應用為例，圍繞學習體驗和學習成績兩方面提出如下研究假設，如圖2所示。

Hl：使用電子書包學習后，學生的數學測驗成績要高于未使用的學生；

H2：使用電子書包學習后，學生表現出更強的學習動機；

H3a：使用電子書包學習后，學生對直接反饋具有更好的感知體驗；

H3b：使用電子書包學習后，學生對間接反饋具有更好的感知體驗；

H4：使用電子書包學習后，學生對學習參與具有更好的感知體驗；

H5：使用電子書包學習后，學生的計算機白我效能要高于未使用的學生；

H6：使用電子書包學習后，學生對技術應用的感知體驗要好于未使用的學生。

三、研究設計與實施

（一）研究工具

本研究面向使用與未使用電子書包學習的兩組學生，設計了《學習體驗調查問卷》。根據里克特量表五級原理設定，分為“十分不同意”至“十分同意”五級。結合研究問題，聚焦數學學科，問卷內容包含25個題項（如表1所示），具體內容包括：

（1）計算機自我效能（Computer Self-efficacy，CSE），設計參考Knezek等編制的“計算機態度問卷”[23]；

（2）學習動機（Learning Motivation，LM），內容來自Guay等編制的“小學生動機量表”[24]，但僅涉及數學學習動機方面的內容；

（3）直接反饋（Direct Feedback，DF）和間接反饋（Indirect Feedback，IDF），通過學生對數學課堂中教師反饋的感知體驗來構建；

（4）學習參與（Learning Engagement，LE），通過學生對數學課堂參與的感知來測量；

（5）技術應用體驗（Technology Experience，TE），獲取使用電子書包學習的小組的真實體驗及未使用小組對使用技術學習的“假設”經驗。

整個問卷填答過程需要花費10分鐘。學習成績使用學生三年級、四年級數學的期末測驗成績，由學生所在學校統一提供。 （二）研究對象 本研究的調研樣本來自閔行區電子書包項目的4所實驗學校，每所學校確定五年級在瀆的2個班級，共計8個班級230人。其中4個班級的114位學生在三年級時開始參與電子書包試點項目，且連續使用兩年；另外4個班級的116位學生未使用過電子書包（如表2所示）。

問卷調研在教師和問卷設計者組織下，于2014年11月在4所小學的計算機教室由學生在線完成。填答問卷前，設計者強調了本研究的目的和參與方式；隨后學生根據自身經驗完成問卷填答。最后問卷回收率為100%，有效率為100%。在獲取問卷數據后，采用SPSS 22.0進行數據統計分析。

（三）問卷效度與信度分析

建構效度是指能夠測量出理論的特質或概念的程度。為檢驗問卷是否具備結構效度，最常用的方法是因子分析法。根據學者Kaiser觀點，如果KMO的值在0.70以上，代表題項變量間的關系是適中的；Bartlett球形檢驗達顯著時，代表母群體的相關矩陣間有共同因素存在，適合進行因子分析[25]。本研究樣本中KMO值為0.848，Bartlett球形檢驗p<0.001，表明樣本數據可以進行因子分析。通過因子分析發現，TE5在因子2的負荷量（0.269）明顯低于同層面其他因素的負荷量，且與其他層面存在相關性，因此可以將其刪除。刪除后進行第二次因子分析以探尋各因素的歸類，從因子負荷量上可以看出，DF與IDF屬于同一層面；CSEI、CSE2單獨構成一個層面。因此可將直接反饋與間接反饋合并為反饋（FB）；嘗試刪除CSl和CS2。經過調整，問卷中五個層面題項的因素負荷量在0.531-0.891之間，問卷結構效度較好。

信度是指測驗或量表工具所測得結果的穩定性及一致性。本研究采用克隆巴赫（Cronbach）a信度系數進行信度評價；一般而言，Cronbach a系數在0.7-0.8之間表示內部一致性較好，可以接受；在0.8-0.9之間表示理想，信度很高[26]。通過信度分析發現，各分量表的Cronbach a系數均在0.782-0.861之間（如表3所示），代表問卷題項內部一致性較好。

四、數據分析結果與討論

（一）數據分析結果

t檢驗用于比較兩個平均數的差異是否顯著。其中獨立樣本t檢驗適用于兩個群體樣本的差異檢驗。本研究中自變量為二分類別變量，即學生是否使用電子書包；因變量為連續變量，因而以下采用獨立樣本t檢驗來分析使用電子書包學習對學生學習體驗和學習成績的影響情況。

1.對學習成績的影響

根據使用與未使用電子書包學習的兩組學生的反饋數據，獨立樣本t檢驗結果顯示學生是否使用電子書包，在其三年級、四年級的數學期末成績上均有顯著差異；使用電子書包學習的小組的成績（三年級均值為88.9，四年級均值為81.7）要高于未使用的小組（三年級均值為83.5，四年級均值為76.5），三年級與四年級時分別高出5.4分與5.2分，因此接受Hl。關于檢驗變量的基本統計特征f樣本量、均值、標準差等）及t檢驗結果（t值及其雙側Sig值決定的顯著水平）如表4所示。

注：*表示p<0 05；**表不p<0.005 7

2.對學習體驗的影響

考慮到直接反饋與間接反饋對學生有著不同的作用，因此分別檢驗兩組學生對直接反饋與間接反饋的感知體驗。如表5所示，t檢驗結果顯示，學生是否使用電子書包，在學習動機、直接反饋、學習參與變量上有顯著差異（在95%的置信區間，p值達到0.05的顯著水平）；使用電子書包學習的小組對學習動機、直接反饋、學習參與的感知體驗要好于未使用電子書包學習的小組，因此接受H2、H3a、H4。而在間接反饋、計算機自我效能、技術應用體驗方面無顯著差異（在95%的置信區間，p值未達到顯著水平），拒絕H3b、H5、H6。但根據平均值，學生對使用計算機學習的效能感，對間接反饋、技術應用的感知體驗均已較好（均值大于4.0）。

表5學生學習體驗t檢驗 注：*表示p<0.05；**表示p<0.005：

基于以上分析，研究假設驗證如圖3所示。 （二）討論 1.電子書包應用對數學成績有一定影響 使用電子書包學習一年（三年級）、兩年（四年級）后，兩組學生在數學期末成績上有顯著差異；但這一差異值并未隨著電子書包使用時間的增長而有顯著提高。事實上當前有關技術在教學中應用對學生學習成績影響方面，并未有具有說服力的證據可循；例如美國國家教育評估中心2007年公布了歷史上規模最大的一次教育技術有效性研究，研究顯示，不管教學軟件使用與否，學生在標準化考試中的成績相差無幾[27]；同時考察技術應用對學生學習成績的影響需要長期跟蹤，而現有研究缺乏對1：1數字化項目的長期影響分析[28]。再考慮到本研究中未獲取樣本班級二年級時的學科基準成績（小學二年級無統一的期末考試），因此難以確切地展現電子書包對學生學習成績的影響，下一步將在獲取樣本班級五年級期末考試成績后進行持續地檢驗分析。

2.電子書包應用帶來學生學習體驗的提升

電子書包對學生學習體驗的影響呈現出積極的一面。首先，使用電子書包學習的小組的學習動機要高于未使用電子書包的小組，這與已有研究結論一致，即技術的應用提高了學生的學習動機。電子書包提供的“學生演示”功能支持學生表達展示，“主題研討”功能支持學生合作交互，同時借助終端學生可開展自主學習、合作探究[29]，均可以讓學生獲取更高的學習積極性、學習自治權；同時較之未使用電子書包的學生，使用的學生具有較高的學習成績，相應地提高了學習動機。其次，使用的小組對直接反饋的感知體驗要好于未使用的小組。課堂教學中，了解每一位學生的學習情況并提供直接反饋是優化學習過程的重要策略。教師借助電子書包提供的監控及相伴隨的直接反饋功能讓學生獲取了更好的學習體驗，但兩組學生對間接反饋的感知體驗未表現出顯著差異。同時，使用的小組覺得能更多地參與到學習中。在教師反饋、學生與電子書包交互、較高學習動機等多方作用下，使用的小組對課堂上的學習參與也表現出更好的感知體驗。

3.學生已具備數字化學習實踐所需的基本技術儲備

學生計算機自我效能在統計學意義上并沒有因為電子書包的使用而有顯著提升。盡管這一點與已有研究結論不一致，但數據顯示學生對使用計算機學習的認同度已較高（均值大于4.0）。當前“數字土著”一代的學生，技術與他們的學習、生活息息相關，在學習中應用技術已成為他們具備的一項基本技能，應用電子書包開展學習時并不會產生焦慮。雖然電子書包項目的實施未顯示出學生計算機白我效能的顯著提升，但數據表明學生均已具有較好的基本技術儲備，這將為區域進一步推進電子書包的學科教學應用創設好的環境。

五、結語

由于學習情境不同，教師的教以及學生的學的方式不同，學生的不同，更有相關用戶群體的出發點不同， “從一定程度上來講，要追問什么是整體技術的影響，一般會無果而終”[30]，這從側面反映出技術應用的多樣性和效益研究的復雜性。但在特定技術環境下，我們總嘗試去考察技術應用給學生帶來的影響，并期待著對學習過程和結果正向作用。本研究通過對兩組學生數據的檢驗分析，在一定程度上展現了數學課堂中電子書包應用給學生學習體驗和數學學習成績帶來的積極作用。但研究樣本僅為小學五年級8個班級的學生，樣本量小且未覆蓋其他試點學段（如初中和高中），研究結果的一般化有待進一步驗證。同時，研究結果更多是基于學生的感知體驗反饋，為一進步發現使用電子書包學習對學生產生的影響，還需要通過更多的研究來驗證。反思本研究及已有研究，對電子書包及其他技術作用下對學生學習的影響研究有如下思考：（1）需要長期的研究觀察。技術應用對學生學習的影響，難以在短期內體現，需要在與技術相適配的教學實踐發生后，在學生的心理、行為、效果等方面逐漸顯現，而這需要長期跟蹤后的縱向評價；（2）需要定量與定性結合。學生的自我報告能夠記錄學生對電子書包的使用態度或體驗等；標準化測驗結果能夠量化電子書包應用效果，但只有通過對學生課堂活動的觀察與分析才能夠在具體情境下真實分析電子書包對學生學習的影響；（3）需要用技術支持評價。全面采集學習過程數據，實現對數據的深度挖掘與分析，才能達成對學習行為、學習能力的多元評價。參考文獻：

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作者簡介：

管玨琪：在讀博士，研究方向為學習環境設計、數字化學習評價（jqguan@dec.ecnu.edu.cn）。

Peter Riezebos：在讀博士，研究方向為信息技術教學應用（priezebos@gmail.com）。

蘇小兵：博士，副教授，研究方向為學習環境設計、數字化教學實驗、課程與教學論（xbsu@dec.ecnu.edu.cn）。

祝智庭：華東師范大學終身教授，博士生導師，研究方向為教育信息化理論、教育信息化系統架構與技術標準、網絡遠程教育、教師專業發展、技術文化等（ztzhu@dec.ecnu.edu.cn）。The Impact of e-Schoolbag on Student Learning Experience and Test Score： A Case Study on Priruary Math Lessons in Minhang District of Shanghai

Guan Jueqi'， Peter Riezebos'， Su Xiaobing2， Zhu 2hiting3（l.Department of Educational Information Technology， East China Normal University， Shanghai 200062； 2.Department of Curriculum & Instruction， East China Normal University， Shanghai 200062； 3.Shanghai Engineering Research Center of Digital Education Equipment， East China Normal University， Shanghai 200062） Abstract： Studying the impact of e-schoolbag on student learning can provide empirical research data and policy decision-making support to related groups， such as teachers， researchers and policy makers. This study sought to do a quantitative study on the use of e-schoolbag in primary math lessons. Based on literature， learning experience questionnaire was developed. The participants （N=230） are grade 5 students from eight classes of four primary schools in Minhang district of Shanghai. 114 students belonged to the group which has been learning with e-schoolbag for over two years， and 116 0fthem had learnt without it. Meanwhile their math test scores on grade 3 and grade 4 were collected in order to analyze the impact of e-schoolbag on their leanung experience and test scores by t-test analysis. The results show that there is a significant difference between the two groups on the mathematics test scores and the perceptions of leanung motivation， leanung involvement and direct feedback. Furthermore， additional empirical studies are required to optimize the results. Keywords： e-Schoolbag； Learning Experience； Test Score； Primary Mathematics

收稿日期： 2015年5月29日

責任編輯：趙興龍