电子书包对学生学习体验学习成绩的影响

管珏琪 苏小兵 祝智庭

摘要：为给相关用户群体提供实证研究数据及政策决策支持，本文以电子书包在小学数学中的应用为对象，研究其对学生学习的影响。研究设计学习体验调查问卷，样本23n人来自上海闵行区电子书包项目的4所实验学校、8个试点班级，其中114位学生使用电子书包两年，116位学生从未使用过。同时获取这些学生在三年级、四年级时的数学测验成绩，通过T检-验分析数学课堂中电子书包应用对小学生学习体验及学习成绩的影响。研究结果表明：使用与未使用电子书包学习的小组在数学测验成绩、学习动机、学习参与及对教师直接反馈的感知等方面均有显著差异，但仍需要进一步的研究来优化这些研究结果。

关键词：电子书包；学习体验；学习成绩；小学数学

中图分类号：G434

文献标识码：A

一、引言

日新月异的信息技术逐步进入课堂教学，旨在通过课堂创新优化教与学的过程。 “一对一”模式的提出以及当前“白带设备（BYOD）”运动的兴起，基于移动设备的各类数字化学习应用已成为各国教育信息化实践热点，被视为推进教与学的有效途径。在“一对一”数字化学习环境下，学生借助移动终端（如Laptops或Tahlets）可访问网络、数字学习资源、电子课本等，被认为是提升学生课堂个人参与的有效工具。国内类似的数字化学习实践项目之一即是2010年前后兴起的电子书包项目。电子书包是整合了电子课本阅读器、虚拟学具，以及连通无缝学习服务的个人学习环境[1]。电子书包的三大核心功能[2-4]协同作用于21世纪课堂学习环境中连续的交互过程，以满足学生动态学习需求。核心功能之一是交互呈现数字化教学资源，丰富课堂教学形式；二是教师可实时监控每一位学生的学习（通过课堂交互显示设备及交互系统查看每一位学生学习进展），在一定程度上解决传统教室大班化环境下教师难以兼顾每一位学生的问题[5]；三是提供及时反馈，使得教师能基于实时监控调整教学策略。技术的发展为学习环境的创设提供了条件，基于电子书包课堂环境的教学创新应用为变革教与学提供了可能。当前国内电子书包项目区域推进规模最大的是上海闵行区的“基于数字化环境的学习方式变革”项目，项目于2012年率先在小学（30所）、初中（7所）、高中（3所）三个学段开展试点，每所试点学校2个班级，以语文、数学、英语为主要试点学科。至2014年，实验学校达到65所（小学仍是主要试点学段），实验学生规模超过8000名。

学生是电子书包项目的最直接受益者，考察电子书包应用对学生的影响将为项目后续投入提供实证研究数据及政策决策支持。已有研究发现教学中有效地应用技术工具与学生学习结果有密切联系[6]。学习结果（Learning Outcomes）可包括心理层面（Psyc，hological Outcomes，如自我效能、学习体验等）、行为层面（Behavioral Outcomes）、效果层面（Benefit Outcomes，如学习技能、测验成绩等）。正如Fleischer对已有实证研究的文献分析发现，与学生相关的研究聚焦于学习体验、课堂活动和学习成绩三方面[7]。具体而言，已有研究在考察Laptops或Tablers在教学中的应用时，将学习动机、学习兴趣、学习参与、学习成绩、技术使用等作为技术应用成效的观测对象。例如：Sandy等通过课堂观察分析了Tablets对学生学习兴趣及学习效能的作用[8]；Bebell等通过师生问卷调查、访谈、课堂观察、标准化测验等方法研究了Laptops对学生学习成绩、学习参与、研究技能的作用[9]；Jared等研究了课堂教学中整合Laptops对学生学习参与的影响[10]； Spektor等以七年级、九年级学生为研究对象，通过实验组与对照组的实验设计，研究了技术对学生学习技能、信息素养和计算机工具使用情况的影响[11]。

在此背景下，本研究以闵行区电子书包项目主要试点学段小学为例，分析数学课堂中使用电子书包对学生学习体验与学习成绩的影响。 二、研究问题 结合电子书包在课堂教学应用的三个核心功能（交互呈现数字化教学资源、监控学生学习进展、提供及时反馈），笔者前期研究通过多元回归分析构建“电子书包一学习参与模型”（如图1所示），分析了电子书包在小学数学学习过程中发挥的教学交互作用[12]。该模型涉及要素包括学习参与、对教师反馈的感知、学习动机、计算机自我效能、电子书包技术应用体验等。本研究将这些要素归为学习体验层面，分析电子书包应用对这些方面的影响；同时考察对学生学习成绩的影响，以数学测验成绩为分析对象

注：1.***表示p<0.001，**表示p<0.01，*表示p<0.05；2.这里学习结果指学生的学习成绩。

f一）学习参与

个性化、自我管理和积极参与是有效学习的关键。积极参与学习将影响学生的知识获取，因此将其作为观测对象之一。1：1移动技术创设的课堂是交互和参与式的[13]。相对于传统课堂中的学习，电子書包环境下学生通过移动终端这一学习载体、数字化学习资源等，提升了课堂的教学交互。而信息技术的交互作用一直被视为促进学生学习参与的影响因素之一，尤其在数学课堂中[14]。多项研究显示Laptops的应用对学生学习参与有积极的促进作用。

（二）对教师反馈的感知

将学生对教师反馈的感知作为观测对象出于两方面的考虑：一方面，反馈是课堂学习的重要组成部分。课堂教学过程中，教师通过多样化的教学策略让学生参与学习过程。而促进学生参与学习的一个有效策略即是为学生提供反馈[5]。反馈是学习发展和提高的关键机制[16]；反馈通过直接或间接的调节作用为学生提供个性化学习指导，让学生参与学习。当个别学生资源对于全班学生有价值时；当不同学生对知识有所体悟，并产生个性化和创造性的见解时；当课堂中学生有说不明道不清或者无法准确表达的情况时，教师都需要做出及时、有效的反馈[17]。Guthrie指出当学生的错误回答得到及时反馈时能显著提升学生的学习[18]。反馈通过识别学生错误概念等给出有效信息，帮助学生确认、增加、转变甚至重构自己的知识，以形成新的技能。尤其是对教师高度依赖的小学生，反馈成为重要的教学策略之一。另一方面，优化反馈是电子书包在数学课堂应用的核心功能之一。技术的应用，尤其是电子书包环境帮助教师了解每一位学生的课堂参与情况，以便为每一位学生提供有针对性的个人反馈。Kucirkova等的研究显示，课堂中应用Tablets有着特殊的调节作用，能够为学生提供反馈，以指导自身学习[19]。如数学课中的课堂练习，学生能即时获取有关答题结果的反馈。反馈包括教师向个体提供的反馈，即直接反馈，以及教师向同伴提供的反馈，即班级反馈，此时个体亦能从班级反馈中获益。

（三）学习动机

技术的应用在优化反馈，促进学习参与的同时，同样被认为能增进学生的学习动机。学习动机是推动学生学习的一种内在动力，被认为是学生学习参与、学业成就的一个重要预测因素[20]。近期研究显示，技术在优化学生课堂学习动机方面具有重要作用。如Laptops因有助于师生交互，被认为能够促进学习动机与学习参与。Dundar等的研究也发现课堂中技术的使用能增加学生的学习动机[21]。因此，将学习动机也作为本研究的分析对象。

（四）计算机自我效能

Laptops、Tablets等移動终端在课堂教学中的应用旨在优化教与学，以上文献内容也强调了其潜在优势。但新技术的应用会因此给学生学习体验带来新的障碍，即计算机使用技能与较低的使用计算机的能力感知。自我效能是社会学习理论的一个重要概念，是个人对完成某一任务能力的主观评判。白班杜拉1977年提出以来，自我效能这一概念扩展到其他不同的领域，如计算机白我效能。计算机白我效能是指个体对自己使用计算机能力的一种判断[22]。计算机自我效能对个体使用计算机的学习效果有重要影响，自我效能高的个体更能使用计算机满足自我学习需求。本研究中将其作为电子书包对学生技术应用影响的观测对象之一。

基于以上分析，本研究以小学数学应用为例，围绕学习体验和学习成绩两方面提出如下研究假设，如图2所示。

Hl：使用电子书包学习后，学生的数学测验成绩要高于未使用的学生；

H2：使用电子书包学习后，学生表现出更强的学习动机；

H3a：使用电子书包学习后，学生对直接反馈具有更好的感知体验；

H3b：使用电子书包学习后，学生对间接反馈具有更好的感知体验；

H4：使用电子书包学习后，学生对学习参与具有更好的感知体验；

H5：使用电子书包学习后，学生的计算机白我效能要高于未使用的学生；

H6：使用电子书包学习后，学生对技术应用的感知体验要好于未使用的学生。

三、研究设计与实施

（一）研究工具

本研究面向使用与未使用电子书包学习的两组学生，设计了《学习体验调查问卷》。根据里克特量表五级原理设定，分为“十分不同意”至“十分同意”五级。结合研究问题，聚焦数学学科，问卷内容包含25个题项（如表1所示），具体内容包括：

（1）计算机自我效能（Computer Self-efficacy，CSE），设计参考Knezek等编制的“计算机态度问卷”[23]；

（2）学习动机（Learning Motivation，LM），内容来自Guay等编制的“小学生动机量表”[24]，但仅涉及数学学习动机方面的内容；

（3）直接反馈（Direct Feedback，DF）和间接反馈（Indirect Feedback，IDF），通过学生对数学课堂中教师反馈的感知体验来构建；

（4）学习参与（Learning Engagement，LE），通过学生对数学课堂参与的感知来测量；

（5）技术应用体验（Technology Experience，TE），获取使用电子书包学习的小组的真实体验及未使用小组对使用技术学习的“假设”经验。

整个问卷填答过程需要花费10分钟。学习成绩使用学生三年级、四年级数学的期末测验成绩，由学生所在学校统一提供。 （二）研究对象 本研究的调研样本来自闵行区电子书包项目的4所实验学校，每所学校确定五年级在渎的2个班级，共计8个班级230人。其中4个班级的114位学生在三年级时开始参与电子书包试点项目，且连续使用两年；另外4个班级的116位学生未使用过电子书包（如表2所示）。

问卷调研在教师和问卷设计者组织下，于2014年11月在4所小学的计算机教室由学生在线完成。填答问卷前，设计者强调了本研究的目的和参与方式；随后学生根据自身经验完成问卷填答。最后问卷回收率为100%，有效率为100%。在获取问卷数据后，采用SPSS 22.0进行数据统计分析。

（三）问卷效度与信度分析

建构效度是指能够测量出理论的特质或概念的程度。为检验问卷是否具备结构效度，最常用的方法是因子分析法。根据学者Kaiser观点，如果KMO的值在0.70以上，代表题项变量间的关系是适中的；Bartlett球形检验达显著时，代表母群体的相关矩阵间有共同因素存在，适合进行因子分析[25]。本研究样本中KMO值为0.848，Bartlett球形检验p<0.001，表明样本数据可以进行因子分析。通过因子分析发现，TE5在因子2的负荷量（0.269）明显低于同层面其他因素的负荷量，且与其他层面存在相关性，因此可以将其删除。删除后进行第二次因子分析以探寻各因素的归类，从因子负荷量上可以看出，DF与IDF属于同一层面；CSEI、CSE2单独构成一个层面。因此可将直接反馈与间接反馈合并为反馈（FB）；尝试删除CSl和CS2。经过调整，问卷中五个层面题项的因素负荷量在0.531-0.891之间，问卷结构效度较好。

信度是指测验或量表工具所测得结果的稳定性及一致性。本研究采用克隆巴赫（Cronbach）a信度系数进行信度评价；一般而言，Cronbach a系数在0.7-0.8之间表示内部一致性较好，可以接受；在0.8-0.9之间表示理想，信度很高[26]。通过信度分析发现，各分量表的Cronbach a系数均在0.782-0.861之间（如表3所示），代表问卷题项内部一致性较好。

四、数据分析结果与讨论

（一）数据分析结果

t检验用于比较两个平均数的差异是否显著。其中独立样本t检验适用于两个群体样本的差异检验。本研究中自变量为二分类别变量，即学生是否使用电子书包；因变量为连续变量，因而以下采用独立样本t检验来分析使用电子书包学习对学生学习体验和学习成绩的影响情况。

1.对学习成绩的影响

根据使用与未使用电子书包学习的两组学生的反馈数据，独立样本t检验结果显示学生是否使用电子书包，在其三年级、四年级的数学期末成绩上均有显著差异；使用电子书包学习的小组的成绩（三年级均值为88.9，四年级均值为81.7）要高于未使用的小组（三年级均值为83.5，四年级均值为76.5），三年级与四年级时分别高出5.4分与5.2分，因此接受Hl。关于检验变量的基本统计特征f样本量、均值、标准差等）及t检验结果（t值及其双侧Sig值决定的显著水平）如表4所示。

注：*表示p<0 05；**表不p<0.005 7

2.對学习体验的影响

考虑到直接反馈与间接反馈对学生有着不同的作用，因此分别检验两组学生对直接反馈与间接反馈的感知体验。如表5所示，t检验结果显示，学生是否使用电子书包，在学习动机、直接反馈、学习参与变量上有显著差异（在95%的置信区间，p值达到0.05的显著水平）；使用电子书包学习的小组对学习动机、直接反馈、学习参与的感知体验要好于未使用电子书包学习的小组，因此接受H2、H3a、H4。而在间接反馈、计算机自我效能、技术应用体验方面无显著差异（在95%的置信区间，p值未达到显著水平），拒绝H3b、H5、H6。但根据平均值，学生对使用计算机学习的效能感，对间接反馈、技术应用的感知体验均已较好（均值大于4.0）。

表5学生学习体验t检验 注：*表示p<0.05；**表示p<0.005：

基于以上分析，研究假设验证如图3所示。 （二）讨论 1.电子书包应用对数学成绩有一定影响 使用电子书包学习一年（三年级）、两年（四年级）后，两组学生在数学期末成绩上有显著差异；但这一差异值并未随着电子书包使用时间的增长而有显著提高。事实上当前有关技术在教学中应用对学生学习成绩影响方面，并未有具有说服力的证据可循；例如美国国家教育评估中心2007年公布了历史上规模最大的一次教育技术有效性研究，研究显示，不管教学软件使用与否，学生在标准化考试中的成绩相差无几[27]；同时考察技术应用对学生学习成绩的影响需要长期跟踪，而现有研究缺乏对1：1数字化项目的长期影响分析[28]。再考虑到本研究中未获取样本班级二年级时的学科基准成绩（小学二年级无统一的期末考试），因此难以确切地展现电子书包对学生学习成绩的影响，下一步将在获取样本班级五年级期末考试成绩后进行持续地检验分析。

2.电子书包应用带来学生学习体验的提升

电子书包对学生学习体验的影响呈现出积极的一面。首先，使用电子书包学习的小组的学习动机要高于未使用电子书包的小组，这与已有研究结论一致，即技术的应用提高了学生的学习动机。电子书包提供的“学生演示”功能支持学生表达展示，“主题研讨”功能支持学生合作交互，同时借助终端学生可开展自主学习、合作探究[29]，均可以让学生获取更高的学习积极性、学习自治权；同时较之未使用电子书包的学生，使用的学生具有较高的学习成绩，相应地提高了学习动机。其次，使用的小组对直接反馈的感知体验要好于未使用的小组。课堂教学中，了解每一位学生的学习情况并提供直接反馈是优化学习过程的重要策略。教师借助电子书包提供的监控及相伴随的直接反馈功能让学生获取了更好的学习体验，但两组学生对间接反馈的感知体验未表现出显著差异。同时，使用的小组觉得能更多地参与到学习中。在教师反馈、学生与电子书包交互、较高学习动机等多方作用下，使用的小组对课堂上的学习参与也表现出更好的感知体验。

3.学生已具备数字化学习实践所需的基本技术储备

学生计算机自我效能在统计学意义上并没有因为电子书包的使用而有显著提升。尽管这一点与已有研究结论不一致，但数据显示学生对使用计算机学习的认同度已较高（均值大于4.0）。当前“数字土著”一代的学生，技术与他们的学习、生活息息相关，在学习中应用技术已成为他们具备的一项基本技能，应用电子书包开展学习时并不会产生焦虑。虽然电子书包项目的实施未显示出学生计算机白我效能的显著提升，但数据表明学生均已具有较好的基本技术储备，这将为区域进一步推进电子书包的学科教学应用创设好的环境。

五、结语

由于学习情境不同，教师的教以及学生的学的方式不同，学生的不同，更有相关用户群体的出发点不同， “从一定程度上来讲，要追问什么是整体技术的影响，一般会无果而终”[30]，这从侧面反映出技术应用的多样性和效益研究的复杂性。但在特定技术环境下，我们总尝试去考察技术应用给学生带来的影响，并期待着对学习过程和结果正向作用。本研究通过对两组学生数据的检验分析，在一定程度上展现了数学课堂中电子书包应用给学生学习体验和数学学习成绩带来的积极作用。但研究样本仅为小学五年级8个班级的学生，样本量小且未覆盖其他试点学段（如初中和高中），研究结果的一般化有待进一步验证。同时，研究结果更多是基于学生的感知体验反馈，为一进步发现使用电子书包学习对学生产生的影响，还需要通过更多的研究来验证。反思本研究及已有研究，对电子书包及其他技术作用下对学生学习的影响研究有如下思考：（1）需要长期的研究观察。技术应用对学生学习的影响，难以在短期内体现，需要在与技术相适配的教学实践发生后，在学生的心理、行为、效果等方面逐渐显现，而这需要长期跟踪后的纵向评价；（2）需要定量与定性结合。学生的自我报告能够记录学生对电子书包的使用态度或体验等；标准化测验结果能够量化电子书包应用效果，但只有通过对学生课堂活动的观察与分析才能够在具体情境下真实分析电子书包对学生学习的影响；（3）需要用技术支持评价。全面采集学习过程数据，实现对数据的深度挖掘与分析，才能达成对学习行为、学习能力的多元评价。参考文献：

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作者简介：

管珏琪：在读博士，研究方向为学习环境设计、数字化学习评价（jqguan@dec.ecnu.edu.cn）。

Peter Riezebos：在读博士，研究方向为信息技术教学应用（priezebos@gmail.com）。

苏小兵：博士，副教授，研究方向为学习环境设计、数字化教学实验、课程与教学论（xbsu@dec.ecnu.edu.cn）。

祝智庭：华东师范大学终身教授，博士生导师，研究方向为教育信息化理论、教育信息化系统架构与技术标准、网络远程教育、教师专业发展、技术文化等（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

責任编辑：赵兴龙