校外科學學習環(huán)境中的興趣建模：系統(tǒng)性文獻綜述

華 靜 肖樂琪 吳碧宇 陳 斌 王 璨 譯

摘 要：校外科學學習環(huán)境豐富了許多國家的課堂教學。已有大量研究探討了校外學習環(huán)境所帶來的影響，尤其是校外學習環(huán)境促進興趣養(yǎng)成的能力。由于這些研究中運用了不同的興趣理論，迄今為止，還沒有關于該研究領域的綜述。因此，本文在全面系統(tǒng)回顧國際文獻的基礎上，詳細分析了興趣理論在校外學習環(huán)境研究中的應用。此外，本文還得出了關于在校外科學學習環(huán)境中促進情境興趣和個體興趣提升的推論，結果清晰表明，情境興趣通過這類學習環(huán)境得以促進提升。結合不同興趣理論所提出的影響因素，本文構建了校外學習環(huán)境中的學生興趣模型，該模型可用于指導校外學習環(huán)境的開發(fā)和進一步完善。

關鍵詞：校外實驗室；興趣理論；拓展項目

中圖分類號：G511 文獻標識碼：A 文章編號：1004-8502（2024）04-0107-22

譯者簡介：華靜，華東理工大學外語學院副教授；肖樂琪，華東理工大學外語學院碩士研究生；吳碧宇，上海外國語大學賢達經(jīng)濟人文學院外語學院教授； 陳斌，金華開放大學講師；王璨，上海理工大學外語學院碩士研究生。

一、引言

自然科學和工程科學為許多重要的社會問題提供了解決方案。社會的可持續(xù)發(fā)展需要在這些領域教育和培養(yǎng)下一代。校外學習環(huán)境（Out-of-school learning environments， OLEs）對于培養(yǎng)學生對科學、技術、工程和數(shù)學（science， technology， engineering， and mathematics， STEM）的興趣具有重要意義，興趣反過來又促使學生發(fā)現(xiàn)技術和科學領域的活動，并找到合適的職業(yè)路徑[1]。定義和區(qū)分“興趣”這一核心概念的組成部分，首先要理解其基本術語。興趣通常“源于個體與其環(huán)境的互動”[2]。作為一個動機變量，興趣包括情感和認知[3]，其特征為對特定主題、對象或事件（重新）參與的狀態(tài)。已有研究區(qū)分了興趣體驗的心理狀態(tài)和興趣的性格傾向因素[3][4]。作為一種性格傾向的興趣，通常被稱為個體興趣（individual interest， inI）或個人興趣（personal interest）[2]，它包括個人重新參與某些主題的主觀傾向[2]。相比之下，興趣體驗是一種當前的心理狀態(tài)，其特征是愉悅和專注等感受。對某個主題感興趣的人可以完全沉浸于這個主題，即所謂的心流[5]。興趣體驗包括情境興趣（situational interest， SI）和實際（個體）興趣（actualised inI）[2]。這兩種興趣形式的起因有所不同，學習對象或學習環(huán)境的吸引力激發(fā)情境興趣[3][6]，而實際（個體）興趣是由個人已經(jīng)存在的內在興趣所引起的[7]。興趣體驗通常持續(xù)時間較短[3][6][8][9]。由于很難確定興趣的起因，所以“興趣體驗”一詞用于描述所有瞬間產生的興趣[10][11]。作為替代，“當前興趣”（current interest）或“實際興趣”（actual interest）也用于描述興趣的心理狀態(tài)，尤其是用于描述情境興趣[12][13]。除了區(qū)分興趣體驗和個體興趣外，翰格勒（H?u?ler）和霍夫曼（Hoffmann）[14]還區(qū)分了客體興趣和學科興趣。客體興趣指對具體物體的普遍興趣，例如對物理物質的興趣。學科興趣指對學校學科的興趣，如對物理學的興趣[15]。一般興趣是個體興趣的一種形式，而學科興趣是個體興趣和情境興趣的結合[15]。

大量研究證明興趣對學習非常重要。對于有挑戰(zhàn)性的閱讀任務，如果學生對閱讀主題有更大的興趣，則可以緩解學習中的一些負面影響，并且在完成任務的過程中能夠獲得更持久的快樂，更容易堅持不懈[16]。此外，關于文本學習的研究表明，在無指導的自我學習中，對主題的興趣與其成功之間存在正相關關系[17]。對校外學習活動而言，興趣也有助于知識增長[18]。因此，學生興趣是評估STEM領域校外學習機會的關鍵特征。迄今為止，已有大量研究圍繞該主題展開，但其所用興趣理論各有不同（如研究中運用到理論）。福特斯（Fortus）[19]指出，許多關于興趣的研究缺乏對該術語的明確定義。此外，尚無關于校外學習環(huán)境中的興趣相關理論的綜述。因此，我們對現(xiàn)有文獻進行了系統(tǒng)回顧，并重點關注以下研究問題。問題1：哪些理論用于探索STEM學科相關的實際校外學習環(huán)境中的興趣？問題2：與STEM學科相關的實際校外學習環(huán)境對興趣理論的組成成分有什么影響，以及這些興趣理論的組成成分之間存在什么關系？

二、理論背景和研究現(xiàn)狀

為了描述用于探索STEM學科相關的實際校外學習環(huán)境中的興趣的理論，以及校外學習環(huán)境對興趣理論組成成分的影響，特對本文獻研究的重要方面作以下說明。

海蒂（Hidi）和倫寧格（Renninger）[3]提出了興趣發(fā)展四階段模型（4PM）。第一階段，情境興趣被學習環(huán)境中的元素觸發(fā)（“吸引”），如小組合作、謎題或使用計算機[6]，這一階段不涉及個體興趣。第二階段，學習內容或學習條件的某些方面（如意義或個人投入）可以通過“保持”效應來維持情境興趣，這對形成持久的興趣至關重要[6][20]。然而，情境興趣往往會隨著時間推移而減弱，并且可能在某個學習情境結束時消失[8]。第三階段，情境興趣趨于穩(wěn)定，導致個體興趣的出現(xiàn)，且影響學習者的性格。這種情況出現(xiàn)在個體體驗到（個人）意義和積極情緒時，個體會產生對感興趣的對象進一步接觸和了解的愿望[3]。興趣成功內化則進入第四階段，即個體興趣。自我決定理論（self-determination theory， SDT）[21][22]中概述的基本心理需求和人—客體興趣理論（person-object theory of interest， POI）[8][23]中提到的部分而非全部的因素，對興趣發(fā)展四階段模型非常重要。但是，這些并不是影響興趣發(fā)展四階段模型的全部因素[3]。

人—客體興趣理論旨在對興趣進行描述和分類[8]。該理論指出，興趣產生于人與物之間的關系。這個客體可以是一個真實的物體，也可以是抽象的主題或觀點[23]。理論上，個人知識體系中的任何領域都可以成為情境興趣或個體興趣的對象物體[23]。一個人可能并不擁有單一的、孤立的興趣，而是擁有一種個人興趣模式，例如，以學校課程的內容和活動為特征的個人興趣模式[23]。情境興趣和個體興趣都包含情感相關成分、價值相關成分和認知相關成分。情感相關成分描述了由感興趣的物體所引發(fā)的情緒，價值相關成分則描述了該物體對個人情感上的獨特意義[9][24]，認知相關成分的特點是個體對增長知識的渴望[4]。

另一個與興趣相關的理論是德西（Deci）和瑞安（Ryan）提出的自我決定理論（SDT）[21][22]。該理論側重于動機。根據(jù)自我決定理論，行為動機可以分為內在動機和外在動機，且行為動機通常取決于三種基本心理需求得到滿足的程度，即能力、自主與歸屬。與人—客體興趣理論類似，自我決定理論將興趣定義為“人與活動之間的相互作用”[25]。這些活動符合個體的愿望和偏好，并以具有最佳的挑戰(zhàn)性和新穎性為特征[25]。自我決定理論對定義興趣具有重要意義，因為情境興趣可理解為內在動機的一個方面[26]。此外，自我決定理論可以解釋興趣的產生與動態(tài)變化，因此，在設計激發(fā)興趣的活動時，自我決定理論非常重要[27]。

（情境）期望—價值理論[（situated） expectancy - value theory， （S）EVT]認為期望和價值都會影響行為表現(xiàn)[28][29]。主觀任務價值可分為“興趣或內在價值、成就價值、效用價值和相對成本”[29]。內在價值指個體的主觀興趣，與自我決定理論中的內在動機的結構相似[28]。與海蒂和倫寧格[3]提出的興趣發(fā)展模型一致，期望—價值理論認為，兒童可能會形成（相當穩(wěn)定的）主觀任務價值的層次結構[29]。據(jù)推測，從不同維度比較各類活動，對發(fā)展興趣模式非常重要[29]。由于各任務價值的每個組成成分的影響因人、時間和任務而異，因此各組成部分之間的相互作用仍未明確[29]。盡管如此，仍有研究探討了這些組成部分之間的相關性[30]。基于這些研究，以及對興趣相關的選擇和行為表現(xiàn)的側重，期望—價值理論有助于深入研究興趣。

總而言之，不同的興趣理論通常用于區(qū)分不同的興趣形式，或僅指特定的興趣形式。例如，在興趣發(fā)展四階段模型中，有觸發(fā)的情境興趣、維持的情境興趣、新出現(xiàn)的個體興趣和充分發(fā)展的個體興趣；在人—客體興趣理論中，有情感相關成分、價值相關成分和認知相關成分。本文將這些不同的興趣形式和興趣組成部分統(tǒng)稱為“興趣成分”。此外，不同的變量可以影響興趣的形式，其中一些變量源于特定的興趣理論，例如，人—客體興趣理論中學習環(huán)境的趣味性，或自我決定理論中的自主、能力和歸屬，而其他變量則更為普遍，如年齡和性別。本文中的“影響因素”指獨立于理論而影響興趣成分的因素。有些校外學習環(huán)境的影響因素已經(jīng)明確[31]。一個是外部因素，如對親手操作具有積極影響的校外學習環(huán)境的教學結構[32][33]、積極參與/實踐工作[34][35]，以及創(chuàng)造性的教學方式等[36]。另一個是個人因素，如性別和年齡[37][38]，以及情緒，如快樂、成就感、成就價值、能力信念、效用價值、成本、憤怒和無聊等[30]。

上述理論研究興趣的側重點各不相同。人—客體興趣理論旨在構建興趣的概念，以改進教學實踐[7]。此理論已被應用于教學研究中基于文本的興趣研究[39]。人—客體興趣理論中興趣的情感特征包含自我決定理論中的基本需求[7]。相反，興趣發(fā)展四階段模型更關注興趣發(fā)展的動態(tài)過程，涵蓋了人—客體興趣理論的很多方面，但它并不包括興趣包含價值相關和情感相關效價這一論點[3]。期望—價值理論和自我決定理論都是有關學習的動機理論[25][29]，兩者都認為某些情感是行為者的結果或目標[3][28][40]。在自我決定理論中，動機源于基本心理需求得到滿足[40]；在期望—價值理論中，動機是某種期望和價值觀的結果[28]。上述理論都曾被用于評估校外學習環(huán)境中的興趣，尤其是人—客體興趣理論和興趣發(fā)展四階段模型區(qū)分了情境興趣和個體興趣的形式，興趣發(fā)展四階段模型研究了興趣的發(fā)展，因此這些理論對本文的研究很重要。期望—價值理論和自我決定理論尤為重要，因為其研究了影響興趣（發(fā)展）的因素。

上述理論對研究校外學習環(huán)境具有非常重要的意義。校外學習環(huán)境是特定的學習環(huán)境，并且存在多種類型[31]。為了在多樣的學習環(huán)境中確定研究重點，本文對校外學習環(huán)境進行了范圍限定，即為K-12學生群體提供的、明確規(guī)定時長最多一天的校外學習活動，因為活動時長可能對一些興趣組成部分造成影響[41]。與常規(guī)學校教學相比，一次性活動的優(yōu)勢在于，將測得的興趣發(fā)展因素歸因于干預措施的能力更強。此類校外活動通常由大學、科學中心、博物館等機構舉辦[1]，通常涉及興趣提升方面[42]。一般來講，學校學科或工程領域的某些特定主題是通過動手實踐活動來展開教學[1]。許多課外學習環(huán)境側重STEM課程，旨在增加STEM課程的學生數(shù)量，吸引更多的女性和少數(shù)族裔從事工程職業(yè)[43]。因此，這些機構主要關注如何提高學生對STEM相關課程和職業(yè)的興趣[44]。

截至目前，現(xiàn)有對于校外學習環(huán)境和學生興趣之間的關系的研究各有側重。以往的研究綜述或是側重于特定地區(qū)（如德國）[44][45]，或是缺乏對學校背景[46]或興趣的關注[47]。萊瓦爾特（Lewalter）等人[48]對校外時間活動的興趣進行了元分析，考慮了不同的興趣研究方法，但并未詳細闡述以往研究中所運用的興趣理論。最近，內爾-阿斯力別克夫（Neher-Asylbekov）和瓦格納（Wagner）[31]發(fā)表了一篇關于校外學習環(huán)境研究的系統(tǒng)文獻綜述，著重提及了幾個影響興趣的因素。內爾-阿斯力別克夫和瓦格納批評指出，這些研究中所使用的興趣理論缺乏比較，且興趣的概念需進一步明確。因此，還未有以校外學習環(huán)境中使用的興趣理論為研究對象，回顧國際上校外學習環(huán)境研究的系統(tǒng)、全面的綜述文章，也未有任何文章研究校外學習環(huán)境對學生興趣的影響。

本研究旨在填補現(xiàn)有研究的空白，通過系統(tǒng)回顧校外學習環(huán)境中的興趣理論，了解有關校外學習環(huán)境中的興趣理論的研究現(xiàn)狀，探究校外學習環(huán)境對學生興趣的影響，以及不同興趣成分之間的關系。

三、研究方法

本綜述依據(jù)《系統(tǒng)綜述和元分析優(yōu)先報告的條目》（Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses，PRISMA指南）進行[49]。基于PRISMA指南所列的條目，本研究程序如下。

（一）選文標準

為全面了解相關文獻和研究中使用的最先進的方法，同時確保結果的高度可比性，本綜述只納入了科學合理的文章。因此，首先必須明確選文標準。如引言所述，本研究納入了使用各種形式的“興趣”定義構念的研究。為了深入研究相關文獻，排除了其他構念（如自我概念）。同時，如果相關的概念或理論沒有對興趣展開研究，也被排除，如動機或自我決定理論[50][51]。由于各學科有特定的教學方法，為確保必要的分析深度和可比性，本綜述只納入STEM相關的研究。此外，為了探究STEM領域校外學習環(huán)境的多樣性，本研究納入了所有具有實驗成分的、與學生相關的校外學習環(huán)境研究，例如學生實驗室、研究中心、實踐博物館或科學中心等，活動為K-12學生的班級或小組活動，舉辦時間不超過一天。為避免偏倚，所有形式的英文科學研究都納入研究范圍，并且檢索不受發(fā)表年份的限制。

（二）檢索策略

本研究在教育資源信息中心（Education Resources Information Center， ERIC）、Scopus、谷歌學術（Google Scholar）、科學引文索引數(shù)據(jù)庫（Web of Science）和EBSCOhost數(shù)據(jù)庫中搜索了文獻。選擇上述數(shù)據(jù)庫，一方面是因為這些數(shù)據(jù)庫專門做教育研究和信息或同行評議的文獻；另一方面考慮其數(shù)據(jù)庫特別全面。檢索表達式是根據(jù)引言中提供的信息和上述資格標準確定的，它由與“校外學習環(huán)境”“學校背景”和“興趣”相關的短語組成（見表1）。將各類別與“AND”函數(shù)連接，并將這些類別中的組件與“OR”函數(shù)連接。為了排除不合適條目，檢索表達式設置非常精準，見表1。由于“食品（FOOD）”和“醫(yī)學（MEDICINE）”在谷歌學術搜索中點擊次數(shù)較多，因此，為進一步提高該數(shù)據(jù)的精準度，特排除了這兩個詞。

文獻檢索于2021年10月18日進行，共檢索到1657篇文章。然后根據(jù)PRISMA選擇策略[49]（見圖1）對這些文章進行篩選。去除重復項后，對檢索出的1573篇文章的標題和摘要進行了兩次獨立評審，以確定其是否符合標準。為確保文獻評審的獨立性，這項工作由一名合格的研究助理和一名博士生共同完成。兩位評審員之間的信度為95.5%，因此可以認為結果不受兩位評審員的影響。如果評審員通過標題和摘要無法做出明確判斷，或兩位評審員意見不一致，則兩人會閱讀全文再次評判。結合兩位評審員都認為可能相關的文章，共閱讀和檢查了135篇論文，以確定其內容是否符合標準。最終排除了以下幾類文章：不包含與研究目的相關的發(fā)現(xiàn)；關于所使用的興趣概念或所描述的研究信息不足；未針對K-12學生；評估的是多日活動或非STEM主題的課程。此外，還排除了一篇元分析文章，因為該文章相較其他文章缺乏可比性且存在部分重復[48]。

最終有30項研究被納入本系統(tǒng)綜述（見表2）。這些研究的主要特征已匯總至電子表格中，以便進一步分析和分類。此外，對所有文章進行分析，以確定該文章使用了何種興趣理論。研究中明確提及名稱的理論及可歸類的理論均已做記錄。

四、研究結果

在納入的30項研究中，有27項研究涉及興趣體驗的各個方面，其中有15項研究側重于情境興趣，側重實際興趣和當前興趣的研究各1項。16項研究涉及性格興趣領域，其中5項關于個體興趣。研究集中在德國的原因可能是由于某些課外學習場所（“學生實驗室”）多年來一直由位于德國的興趣代表協(xié)會組織[52]。

下文將首先討論校外學習環(huán)境中應用的興趣理論（問題1）。然后，將研究獲得的結果與參與的學生的興趣相關聯(lián)。之后，介紹有關興趣成分之間關系的研究成果（問題2）。

（一）應用的興趣理論

本文引言中所述理論在研究中的應用方式各不相同。

有9（+2）項研究直接（+間接）引用了人—客體興趣理論，9（+3）項研究引用了自我決定理論，4項引用了期望—價值理論，7（+3）項引用了興趣發(fā)展四階段模型。9項研究使用了多種理論，其中人—客體興趣理論、自我決定理論和興趣發(fā)展四階段模型經(jīng)常被應用。7項研究沒有對所應用的興趣理論給出定義。沒有發(fā)現(xiàn)特定年份或特定國家使用特定理論的應用模式。

當一篇文章中引用多種理論時，各理論都被并列提及，并沒有深入研究各理論在內容上的聯(lián)系[30][53][54]。通常，這些研究只介紹各理論間的共性，如情境興趣和個體興趣的區(qū)別[32][55][56]。格洛溫斯基（Glowinski）和貝魯布（Bayrhuber）[55]、施特雷勒（Streller）[57]和貝拉內克-克瑙爾（Beranek-Knauer）[58]等人都提到基本心理需求與興趣發(fā)展的相關性。所納入的文章均未綜合應用四種興趣理論。

針對問題1，可以說四種興趣理論都已用來探究校外學習環(huán)境中的興趣。

（二）校外學習環(huán)境對學生興趣的影響

盡管所有被納入的研究都涉及興趣，但只有部分研究概述了校外學習環(huán)境中的興趣水平或興趣發(fā)展。下文逐一討論所運用到的興趣理論：興趣發(fā)展四階段模型、人—客體興趣理論、自我決定理論、期望—價值理論、多種理論的運用或未提及的特定理論。

一項基于興趣發(fā)展四階段模型的定性研究發(fā)現(xiàn)，參與的學生由于干預措施而產生了情境興趣[33]。基于興趣發(fā)展四階段模型的定量研究中也發(fā)現(xiàn)了較高水平的興趣：瓦伊尼卡寧（Vainikainen）等人發(fā)現(xiàn)，學生反饋的情境興趣略高于對學校數(shù)學的興趣[59]。此外，古圖亞（Gutual）發(fā)現(xiàn)，對于所考察的興趣因素，即“堅持”“內容”“價值”“提問”“知識”和“自我效能”，在前測和后測中發(fā)生了顯著變化（plt;0.01），具有中等效應量（0.418≤d≤0.745）[60]。

有2項研究運用了人—客體興趣理論，并考察了參觀校外學習環(huán)境之前和之后的不同時間測得的興趣水平。在豪斯曼（Hausamann）描述的一項研究中，將參與者分為3組。對比后測和跟蹤測試的結果表明，實際興趣的價值取向成分沒有變化，而認知成分（附帶一份中期問卷）在所有小組中都有所下降，情感成分在3組中有2組都有所下降；但豪斯曼沒有提到這些變化的顯著程度[13]。該研究的作者得出結論：校外學習環(huán)境對性格興趣可能有積極影響。另一方面，瓦格納和施密特巴赫（Schmiedebach）比較了學生在參觀校外學習環(huán)境前后對生物學的興趣，發(fā)現(xiàn)存在顯著變化。盡管時間和小組之間沒有顯著的交互作用，但時間和小組存在顯著的主效應[F（1， 119）=0.064，p=0.801，部分η2=0.001；F（1， 119）=14.258，plt;0.001，partial η2=0.1071；F（1， 119）=18.372，plt;0.001，partial η2=0.134][38]。

僅基于自我決定理論這一種理論的興趣研究數(shù)據(jù)較少。只有1項研究提到，在參與實驗室或演示實驗中，“興趣/愉悅”類別的數(shù)值高于平均值[M（實驗室）=5.54，SD=1.52 / M（演示）=5.67，SD=1.17；使用的7點李克特量表的理論平均值=4.0][61]。

基于期望—價值理論，布德克（Budke）等人采用前測、后測和跟蹤測試設計來檢測興趣。時間因素存在主效應[F（1.65， 555.88）=345.08， plt;0.01]；在個體比較中，前測和后測階段參與者的學科興趣沒有顯著差異，但前測和跟蹤測試階段參與者的學科興趣顯著下降。在客體興趣方面，時間因素存在整體效應[F（1.93， 649.75）=30.89，plt;0.01]，前測和后測階段的客體興趣顯著下降，而后測和跟蹤測試階段之間沒有顯著差異。相比之下，兩個實驗組在干預后的當前興趣都有顯著提高。然而，干預2個月后，兩組的量表得分與基線值相比無顯著差異[12]。

一些研究運用了多種興趣理論。因此，這里呈現(xiàn)的結果是根據(jù)研究設計進行排序的。在沒有對照組的定性研究中檢測到，學生由于干預措施而產生了情境興趣[32][54]。在定量研究中，有一項研究沒有涉及對照組：格洛溫斯基和貝魯布發(fā)現(xiàn)，對實驗的興趣（M=3.2，SD=0.51）、對研究和應用環(huán)境的興趣（M=2.8，SD=0.58）以及對真實學習環(huán)境的興趣三者的平均值（M=3.0，SD=0.54）高于量表的中數(shù)（2.5）[55]。在伊茨克-格魯利希（Itzek-Greulich）等人的研究中，學生被分為4組：其中3組參加學校或學生研究中心的干預，1組作為對照組。3個干預組學生的情境興趣顯著高于對照組（plt;0.01），3個干預組之間沒有顯著差異。在性格興趣方面，無論是前測、后測還是跟蹤測試中，組內和組間均未發(fā)現(xiàn)顯著差異[34]。

運用多種理論的研究大多在干預前后的不同時間點測量了興趣。施特雷勒采用了前測、后測和跟蹤測試的設計，分析了一個在線門戶網(wǎng)站對準備訪問和后期鞏固訪問的影響。通過后測和跟蹤測試的比較顯示，在沒有在線門戶網(wǎng)站的對照組中，情境興趣中的情感相關成分、價值相關成分和內在成分沒有顯著差異；而在實驗組中，情境興趣的情感相關成分[t（226）=5.19， plt;0.001， r=0.33]和價值相關成分[t（225）=2.29， plt;0.05， r=0.15]顯著下降。在2個組中，所檢測的個體興趣的三個組成部分（對科學/實驗/物理職業(yè)的興趣）都沒有隨著時間的推移而發(fā)生顯著變化[57]。瑪爾特-布希（Marth-Busch）和博格納（Bogner）發(fā)現(xiàn)，在仿生學干預之前（M=2.12，SD=1.026）、之后（M=2.98，SD=0.99）和6周之后（M=2.45，SD=1.20），學生對科技的興趣發(fā)生了顯著變化。對比前測和后測之間（plt;0.001），以及前測和保留測試之間（plt;0.001），學生對科技的興趣明顯增加。然而，這一發(fā)現(xiàn)僅適用于整個實驗組，而對額外調查的子樣本則不適用。在該子樣本中，干預前、6周后（p=0.053）、12周后（p=1.00）和1年后（p=1.00）測得的興趣水平相同[62]。貝拉內克-克瑙爾等人在研究中發(fā)現(xiàn)，情境興趣發(fā)生了顯著變化。從前測到后測，觀察到情境興趣出現(xiàn)中等程度的增加（效應量=0.36），而從后測到大約2個月后的跟蹤測試中出現(xiàn)了下降[58]。斯里帕拉亞（Sripaoraya）發(fā)現(xiàn)，在參觀校外學習環(huán)境后，學生對科學的興趣顯著增加[ M（前測）=4.33，SD=0.67；M（后測）=4.39，SD=0.69，t=3.69，plt;0.001 ]。在無法明確劃分特定興趣理論的研究中，沒有對照組的研究也發(fā)現(xiàn)了較高的興趣值[56]。在涉及參觀后問卷調查的研究中，大多數(shù)學生認為，干預措施中的主題至少部分是他們個人感興趣的（N=141，95%以上同意[36]；N=244，90%以上同意[63]）。弗里利希（Fr?hlich）等人在對情境興趣的研究中指出，學生表現(xiàn)出相對較高的興趣（M=3.7，采用李克特5點量表：1=完全不感興趣，5=非常感興趣）[64]。在伊茨克-格魯利希和沃爾默（Vollmer）的研究中，學生被分為3個實驗組和1個對照組，干預措施在學校或學生研究中心進行。研究發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，3個實驗組，即只參加學校進行的干預（plt;0.001）、參加學生研究中心和學校進行的干預（plt;0.01）以及只參加學生研究中心進行的干預的實驗組（plt;0.001），在干預的理論和實踐部分的情境興趣顯著更高，3組之間沒有顯著差異[34]。

（三）興趣各組成部分之間的關系

一些研究考察了學生在參觀課外學習環(huán)境時情境興趣和個體興趣之間的關系。瓦伊尼卡寧（Vainikainen）等人基于興趣發(fā)展四階段模型發(fā)現(xiàn)，個體興趣可以預測校外學習環(huán)境中的情境興趣（β=0.28， plt;0.001）[59]。

羅爾基（R?llke）等人基于人—客體興趣理論進行了一項研究。該研究根據(jù)學生的個體興趣將學生分為3組。研究發(fā)現(xiàn)，較高的個體興趣與以下因素相關：顯著較高的情境興趣（p=0.00）、觸發(fā)的情境興趣、維持的情境興趣中的“情感”和“價值”成分以及心流水平，效應量介于中等到大（0.06≤η2≤0.15）[65]。

這些結果與基于自我決定理論的研究結果相似。這些研究發(fā)現(xiàn)，學校學習環(huán)境中的興趣可以預測在科學中心學習環(huán)境中的興趣（β=0.18， plt;0.01[66]; β=0.11， plt;0.05[18]）。

采用期望—價值理論的研究分析了興趣各形式之間的相關性。奧佐古爾（Ozogul）等人在參加工程研討會前、后和2周后對學生進行了調查，發(fā)現(xiàn)不同時間點測得的興趣之間存在相關性（皮爾遜相關系數(shù)：前測/后測：0.59，plt;0.01；前測/延遲后測：0.49，plt;0.01；后測/延遲后測：0.64，plt;0.01）[37]。此外，布德克等人指出，在前測階段，當前興趣與學科興趣（r=0.576）和客體興趣（r=0.656）之間存在相關性[12]。

采用多種理論基礎的研究也得出類似的結論。格洛溫斯基和貝魯布發(fā)現(xiàn)，在研究和應用環(huán)境（r=0.38；plt;0.001）、真實學習環(huán)境（r=0.30；p=0.001）和實驗（r=0.44，plt;0.001）中，個體興趣和情境興趣之間存在顯著相關性[55]。薩爾米等人發(fā)現(xiàn)，在學校學習生物學的興趣對在科學中心環(huán)境下學習生物學的興趣有顯著影響（β=0.19，plt;0.001）[37]。

此外，萊利奧（Lelliott）的研究無法明確歸屬于某個特定的興趣理論，該研究發(fā)現(xiàn)，在個別情況下，由課外學習經(jīng)驗觸發(fā)的情境興趣與個體興趣是一致的[67]。

關于校外學習環(huán)境中學生興趣的構成，目前相關研究仍很少。格洛溫斯基和貝魯布使用因子分析和信度分析探究情境興趣的構成，發(fā)現(xiàn)情境興趣是一個多成分結構。主要成分分別是“對實驗的興趣”“對研究和應用環(huán)境的興趣”和“對真實學習環(huán)境的興趣”，對方差的解釋率為44.3%（分別為19.7%、13.7%和10.9%）[55]。

五、討論

（一）比較不同興趣理論的結果

與校外學習環(huán)境有關的數(shù)據(jù)強調了不同興趣理論得出的結果具有可比性：學生在參觀校外學習環(huán)境時表現(xiàn)出較高的興趣水平。參觀校外學習環(huán)境的學生情境興趣值顯著高于對照組[30][34]，后測的情境興趣顯著高于前測[12][59][60]。對于興趣相關的問題，參觀校外學習環(huán)境的學生給予積極反饋的數(shù)值高于平均值[36][55][61][64]，也支持了這一觀點。

校外學習環(huán)境似乎對性格興趣并不能產生持久的積極影響[12][13][30]。但這一結果并不意外，因為興趣培養(yǎng)是一個復雜的過程[3][7]，不能指望時長不超過一天的活動在這方面產生特別大的影響。然而，個別的長期效應是有可能的[67]。為了促進對學生學習興趣的長期影響，將校外參觀與課堂活動相結合可能會有所幫助。這樣，各種興趣理論中提到的諸如意義或能力的影響因素可能會得到加強。

有幾項研究結果表明，在課外學習環(huán)境中，較高的個體興趣與校外學習環(huán)境中較高的情境興趣相關[55][59][65]。這一觀察結果與人—客體興趣理論相符合，人—客體興趣理論認為，在某特定時間激發(fā)產生的興趣可能是由預先存在的性格興趣所引起[23]。當學生參觀校外學習環(huán)境時，實際興趣中的情感成分和基于價值觀的成分似乎并不取決于對特定學科的興趣。但對數(shù)學、科學和技術感興趣的學生，其認知成分顯著高于其他學生[13]。依據(jù)人—客體興趣理論，這一發(fā)現(xiàn)表明，只有與先前興趣相匹配的學生才想深入了解校外學習環(huán)境所涉及的主題。但無論他們先前的興趣如何，所有學生在這些參觀中往往都投入同等的情感，并認識到所涉及主題的個人相關性。

人—客體興趣理論[13][38][54][55][57]、自我決定理論[18][53][55][61][66]、期望—價值理論[12][37]和興趣發(fā)展四階段模型[54][59][60]的相關研究結果表明，興趣體驗的值很高，此后的興趣模式相似，個人興趣和情境興趣之間的關系也相似。鑒于此，潛在的興趣理論在興趣的評估中似乎只起了很小的作用。

（二）構建全面的興趣模型（用于科學的校外學習環(huán)境）

基于本文所介紹的校外學習環(huán)境中興趣的研究結果，我們將結合最初闡述的興趣理論，構建基于這些學習環(huán)境的興趣模型。這一步似乎是合理的，因為運用不同理論的研究得出了大致相同的研究結果（另見文末參考文獻[48]）。提出的模型如圖2所示。

正如在理論背景部分所述，不同的興趣理論對興趣的關注點各不相同。然而，期望—價值理論中興趣的關鍵結構與自我決定理論中的內在動機結構相似[28]，情境興趣可以理解為其中一個方面[26]。反過來，情境興趣也是人—客體興趣理論和興趣發(fā)展四階段模型的一個重要因素，而這兩種理論都強調三種基本心理需求與興趣發(fā)展的相關性[3][7]。除其他差異外，這些理論的不同之處在于它們對影響興趣的因素的規(guī)定和權重有所不同，影響興趣的因素，例如興趣發(fā)展四階段模型中的“意義”和“參與”，以及自我決定理論中的“能力”“自主”和“歸屬”。

興趣發(fā)展四階段模型可作為描述興趣發(fā)展的基礎，而其他理論則側重研究影響興趣發(fā)展的重要因素。大量研究表明，情境興趣與個體興趣存在相關性。情境興趣通過校外學習環(huán)境對個體興趣產生影響似乎是例外，然而在參觀過程中，學生的個體興趣與情境興趣確實相關聯(lián)。迄今為止，在校外學習環(huán)境中，激發(fā)情境興趣對維持情境興趣的影響，以及新興個體興趣對成熟的個體興趣的影響，尚未得到充分研究。因此，圖2中所示的這些興趣成分之間的聯(lián)系只能在興趣發(fā)展四階段模型的基礎上假定存在于校外學習環(huán)境中，但無法通過實證證明。

已有研究表明，自主、能力和歸屬是自我決定理論的重要組成部分，與情境興趣的組成部分相關[30][31][34][53][55]，至少在能力信念方面，可以證實其與性格興趣有相關性[30]。有研究表明，期望—價值理論中諸如成就價值、效用價值和成本等因素與情境興趣相關[30][37]，盡管這一理論本身特意未對研究興趣各組成部分之間的相互作用進行界定[29]。在人—客體興趣理論中強調的與學習環(huán)境相關的因素，例如學習活動，也會影響情境興趣（有關實踐活動的研究[32][33][67]；有關積極參與的研究[35]）。此外，人—客體興趣理論能詳細分析或更精細地構建興趣結構，例如，通過區(qū)分性格個體興趣和實際個體興趣。

這一理論模型是基于上述4個興趣模型及所納入的研究提出的。該理論模型描述了興趣發(fā)展的過程，以及在校外學習環(huán)境中影響興趣發(fā)展的因素。因此，該模型有助于簡要概述興趣的重要組成成分、興趣發(fā)展的階段以及它們之間的相互關系。例如，該模型有助于研究人員創(chuàng)建新的興趣評價工具。于從業(yè)者而言，該模型強調了教育教學工作中應該考慮的重要聯(lián)系和影響因素，例如自主和歸屬因素對興趣培養(yǎng)非常重要，而反過來興趣又會影響學生的學習成績。

由于該模型基于上述所介紹的研究，因此僅適用于校外學習環(huán)境。其他學習環(huán)境與之不同，盡管如此，該模型仍可應用于其他學習環(huán)境，因為它在很大程度上是上述四種理論的綜合體，而這些理論本身并不受限于學習地點。事實上，部分原因在于，從其他學習環(huán)境的研究中形成的興趣理論，在許多方面也適用于校外學習環(huán)境。

（三）局限性和對未來研究的建議

本系統(tǒng)文獻綜述包括過去15年的30項關注校外STEM學習環(huán)境中學生興趣的國際研究。由于學習環(huán)境多種多樣，縮小搜索范圍保證了所回顧的研究之間緊密關聯(lián)。由于具有相關主題的重要研究數(shù)量有限，有些在方法論上存在缺陷的文章也在綜述之列。有105篇文章因不符合條件而被排除在外，這也證明了本次研究的復雜性。由于所納入的研究在環(huán)境、參與者方面存在差異，研究設計質量和其發(fā)表的期刊也有所不同，很難進行直接比較，因此本研究決定不進行元分析。

本綜述中所回顧的研究都運用了興趣理論，但其方式各有不同，有些研究運用了多種理論，因此很難按理論對其進行歸類。尤其是伊茨克-格魯利希等人[30]和伊茨克-格魯利希和沃爾默[34]的研究：這兩項研究（部分）使用了相同的數(shù)據(jù)集，但前者明確提到了期望—價值理論和人—客體興趣理論，而后者沒有提到任何理論。

比較這些研究的另一個障礙是興趣的結構非常復雜，且與之相關的理論也在不斷發(fā)展。許多研究沒有區(qū)分不同的興趣組成成分，因此無法發(fā)現(xiàn)它們之間的微小差異。此外，上述理論的演變可能會導致發(fā)表年份相隔甚遠的研究得出不同的結論。因此，目前很有必要對校外學習環(huán)境中的興趣成分進行更詳細的研究，特別是研究自我決定理論和（情境）期望—價值理論中的影響因素，以及觸發(fā)情境興趣與維持情境興趣之間的關系。

六、研究結論

基于興趣發(fā)展四階段模型、人—客體興趣理論、自我決定理論和期望—價值理論，本文對有關校外學習環(huán)境中的學生興趣的研究現(xiàn)狀做了結構化文獻綜述。所有理論都在研究中得到應用，并被廣泛結合起來（問題1）。無論使用哪種理論，研究發(fā)現(xiàn)這些學習環(huán)境可促進情境興趣，而長期影響如果存在，也僅發(fā)生在個別情況下（問題2）。不同理論所假設的影響因素與興趣的成分相關，并通過校外學習環(huán)境的四種興趣理論的組合模型予以說明（問題2）。該模型可供教育機構的提供者和研究人員使用，以指導校外學習環(huán)境的開發(fā)和進一步改善。

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Modelling of Interest in Out-of-school Science Learning

Environments： A Systematic Literature Review

Simone Neher-Asylbekov1， Ingo Wagner2

（1.Institute for School Pedagogy and Didactics; 2. Karlsruhe Institute of Technology， Karlsruhe， Germany）

Abstract： Out-of-school science learning environments enrich classroom education in many countries around the world. Numerous studies have been conducted on the effects of such learning environments， particularly their ability to promote interest. As different theories of interest were used in these studies， so far， no overview of this field of research exists. Therefore， based on a comprehensive and systematic international literature review， this article presents a detailed analysis of the theories of interest used to study out-of-school learning environments. In addition， inferences regarding situational and individual interest promotion in out-of-school science learning environments are derived， clearly showing that situational interest is promoted through these learning environments. Considering the influencing factors given in the different theories of interest， a model of student interest for these learning environments is then presented. This model can be used to guide the development and further improvement of out-of-school learning environments.

Keywords： Out-of-school Laboratory; Interest Theory; Outreach Programmes