混合式同步学习的研究进展

李艳红　代晋军

【关键词】  同步学习;同步教学;远程学生;师生交互;认知负荷;学习环境;学习体验;学习效果

【中图分类号】  G434       【文献标识码】  A       【文章编号】 1009-458x（2019）4-0046-08

一、引言

随着网络传输技术的日益成熟，多媒体同步技术已经应用于人们社会和生活的方方面面，如远程医疗、远程商务视频会议和视频聊天等。在教育领域，多媒体同步技术打破了学习空间的物理限制，使不同物理空间的学生能够通过网络连接实现共同学习，从而衍生出一种新型的学习方式——混合式同步学习（blended synchronous learning）。混合式同步学习是指远程学生或班级通过富媒体的同步通信技术（如即时聊天、同步语音、视频会议系统、虚拟世界），参与本地面对面班级学习的过程（Bower， et al.，2015）。具体来说，“混合”是指教师同时使用面对面和在线教学两种形式，“同步”是指远程学生（班级）和本地学生（班级）不在同一个物理空间，但是通过多媒体同步通信技术在同一个教师的课堂上进行学习。不同于单纯的同步在线学习方式，混合式同步学习不仅具有传统面对面教学的特点，还有其他优势（Bower， et al.，2015）。比较典型的是扩大班级规模，为偏远地区的学生提供较为平等的教育机会，为远程学生提供更多社会交互、教师/同伴支持和知識分享的机会，提高远程学生的社群意识，等等。在学习需求和学习类型逐渐多样化、优质教育资源供不应求的形势下，混合式同步学习的研究逐渐受到教育研究者的关注。

麦克卢汉指出，媒介是人体的延伸，“新”媒介的出现会改变人们认识世界和理解世界的方式。多媒体同步技术就是这样的新媒介，它实际上创造了新的教育环境：面对面和在线的混合式同步教学环境。混合式同步学习会对教师和学生的心理接受和学习交互产生影响，需要教师改变教学思维和方法。同时，学生也需要改变学习方式。为了实际应用混合式同步学习的教学模式，优化混合式同步学习的教学效果，教师、教学设计者和教育研究者需要研究以下问题：混合式同步学习环境有哪些优点和缺点？阻碍混合式同步学习效果的因素有哪些？如何根据混合式同步学习的特点设计与之相适应的教学活动？目前，我国关于混合式同步学习的研究比较少。因此，有必要开展混合式同步学习的相关研究综述。这不仅有助于提高混合式同步学习的教学效果，而且可以为如何完善和深化混合式同步学习研究提供建议。

二、混合式同步学习研究文献

（一）文献来源

本研究综述的文献来源主要是2013年以来有关混合式同步学习的学术论文。检索时段为2013年1月1日至2017年11月30日;检索库为美国教育文献的摘要数据库（Education Resources Information Center）;检索词是blended synchronous learning;检索方式是title。检索到的英文论文来自期刊、会议和报告。如表1所示，自2013年以来总计有130篇关于混合式同步学习的英文研究论文。另外，根据2017年Web of Science的社会科学引文索引（Social Science Citation Index， SSCI）出版物来源索引名单（Web of Science， 2017），统计出近五年总计有45篇混合式同步学习的研究论文被SSCI引文索引。

综合分析上述SSCI索引论文，发现混合式同步学习的研究和应用涉及语言学习、信息技术、远程教育和高等教育等多个学科领域。如表2所示，发表混合式同步学习研究论文数量最多的SSCI期刊分别是Computers & Education和Interactive Learning Environments。

（二）混合式同步学习的文献概况

为了掌握混合式同步学习领域的研究进展，本研究分析了SSCI索引文献，因为这些研究比较有代表性，而且研究结果比较有说服力。另外，本研究从研究情境、研究方法和研究内容方面对混合式同步学习的所有45篇SSCI文献进行了统计分析。

如表3所示，混合式同步学习研究主要涉及五种同步环境：同步文本、即时语音、同步视频、同步虚拟教室和实时游戏。同步视频是主要的学习环境，研究影响学生第二语言（如英语、日语）学习和跨文化交流的因素，如何设计混合式同步在线学习环境，同步混合式学习环境下学生的动机、成就和需求满意度等。

根据研究方法对混合式同步学习文献进行分类：量化研究有16篇，质性研究有20篇，混合式研究有6篇。另外，有3篇关于混合式同步学习的综述研究，探究同步环境中第二语言学习的交互有效性、混合式同步学习的典型案例和同步学习的教学设计。

根据研究对象对混合式同步学习的文献进行分类：大学生是主要的研究对象，总计有32篇，占比为71.11%。另外，有6篇论文的研究对象是教师，主要是教师培训满意度的影响因素研究。关于小学生（3篇）和中学生（4篇）的混合式同步学习研究比较少，主要关注同步游戏中的学习交互和同伴辅助系统的功效等。

三、混合式同步学习研究剖析

混合式同步学习的开展涉及课程安排、技术支持和学生配合等因素，所以目前实施混合式同步学习的高校都是以学校或政府层面的政策为支撑，将远程合作教学（Angeli & Schwartz， 2016; Wang， et al.， 2017）、偏远地区同步辅助教学（Butz & Stupnisky， 2016; Rehn， et al.， 2016）、大型公开课（Bower， et al.， 2015）、同步在线教学系统（Eady， et al.， 2017; Tsuei， 2017）等形式整合到现有教育教学系统。根据常用媒介的特点，同步环境可以分为同步文本、即时语音、同步视频、同步虚拟教室和实时游戏五种类型。因为不同媒介的功能和对人体的延伸有差异，所以不同类型的同步学习环境开展的教学活动也有差异。根据同步学习环境类型的不同总结开展混合式同步学习需要解决的研究问题，有助于教师借鉴和使用相应的研究结论改进教学设计。

（一）基于同步文本环境的研究

同步文本是指教师和学生通过即时的文字信息进行交流和分享，研究内容主要有三个方面：

第一，比较同步和异步环境下学生解决问题方法的差异性（Angeli & Schwartz， 2016）、英语语法数量和类型的差异性（MacDonald， et al.， 2013; Shintani， 2016; Shintani & Aubrey， 2016）以及论坛语言和行为的差异性（Kim， 2014; Oztok， et al.， 2016）。异步学习环境下，学生更重视推理的技巧和问题解决的方法，语言风格和词汇的错误更明显，文本包含更多學术性的语言和更少社交的语言，句子更难读且更长。然而，在同步学习环境下学生会展现更多的个人知识和情绪，句子的语法错误更多，英语语法的自我纠错更成功，反思性论文的写作更好。另外，最活跃的论坛发帖者也是最积极的即时发帖者，那些经常回帖的人，不会快速浏览论坛的信息。

第二，研究不同的同步环境，如微博（Gao & Li， 2017）、微信（Wang， et al.， 2016）和即时论坛（Wu， et al.， 2014）中学生的网络社群、交互水平和讨论话题。研究表明，同步对话的参与程度不平均，而且讨论话题和参与类型多种多样;通过有效的任务设计、指导和干扰，半同步式的微信交流能够很好地提高学生的教学、社会和认知临场感;新的即时论坛者更加依赖垂直关系，且喜欢和社群中有经验和有威望的人交流。“阐明”是最经常使用的认知临场编码，特别是即时论坛的边缘成员。

第三，学习风格（Hedayati & Foomani， 2015）和协作水平（Yeh， 2014）等因素会影响学生的英语学习（Hsu， 2015）。研究表明，学习风格会影响学习者在同步环境中的任务表现，反思型和视觉型的学习者倾向于使用语法更复杂和词法更密集的句子;在低中高的协作对话、协作小组之间，在推理论文写作的流畅性和准确性方面差异显著;同步环境能更有效地提高英语从句的复杂性，控制语法动词形式的使用，避免一般语法错误。

（二）基于即时语音环境的研究

基于即时语音环境的研究有四项，主要研究英语口语的学习效果。AbuSeileek和Qatawneh（2013）研究同步和异步口语讨论对于问题类型和策略的影响，研究表明异步学习者比同步学习者产生更多与对话功能相关的问题和策略;异步学习方式会鼓励学习者提问那些需要更多例子、分类和对比等回答细节的问题，同步学习方式比较支持那些可以清晰和不模糊回答的问题。Kim（2014）研究在线同步和面对面的口语交互会如何影响学习者在语言学习上的合作以及如何解决交流问题，研究表明在线同步形式会影响学习者如何产生语言，参与语言形式，解决语言困难。相较于在线同步形式，使用协作过程来构建话语在面对面交互中更普遍，并且会影响学习者参与活动和产生语言。Cunningham（2016）采用混合式研究的方法，研究学习者与专家的交互效果和聚焦式教学对学习者语言能力发展的影响，研究发现为第二语言的性质提供了新的见解，证实了语用学在远程教学中的应用。Loewen和Isbell（2017）澄清了英语发音在学生交互中的作用和对任务特征的影响，研究表明教师在关注音节特征方面做得很好，但这会干扰学生的理解，特别是在同步交互的交流情景中。

（三）基于同步视频环境的研究

基于同步视频环境的研究总共有19个，可以分为五类：

第一，基于社群探究框架（社会临场、教学临场、认知临场）理论，如何提高同步教学的效果。Rockinson-Szapkiw等（2016）研究在同步和异步学习环境下认知临场、教学临场、社会临场和感知学习的因素是否影响学生的学习，研究表明这些因素可以预测55.6%的学生成绩。Szeto和Cheng（2016）利用案例研究的方法，研究“在线+面对面”的混合式同步学习环境中教师和学生的学习互动。研究表明，在线和面对面学生具有不同的社会临场体验，学生和教师需要考虑情感适应。尽管大量的组间交互表明学生偏好面对面同伴交互，但是很多学生认为使用同步学习模式可以打破在线和面对面教学的固有方式，因为混合式交互可以丰富学习体验。Szeto（2015）研究发现，相较于社会和认知临场，学生的预期学习结果更多地依赖于教学临场，教师起主导作用。Rehn等（2016）得出关于教学临场感的四个重要发现：①教师的自信和经验会提高教学临场感;②兼顾在线和面对面的教学，对营造教学临场感有影响;③教师的非言语亲密行为有助于提高学生的教学临场感;④学生的学习喜好和感知的教学临场感有关系。

第二，在交互式同步第二语言学习环境下学生的语言学习和跨文化交流能力。同步视频技术能够将社会建构主义方法论应用到外语学习中，使用视频同步的语言合作伙伴交流程序，给不同母语的学生学习彼此的语言提供了有益的工具，如发音差异（Parlak & Ziegler， 2017）和听说能力（Kato， et al.， 2016）。Jung等（2017）研究发现，在线讨论中学生对语言和文化问题的关注程度是影响他们对同步视频学习积极态度的重要因素。Zwaard和Bannink（2016）研究在交互式同步第二语言学习环境下的意义协商，研究发现：忽视基于数字化任务的语言环境下的意义协商会导致学生对任务绩效、任务结果和任务评价的误解，还会使他们忽视实证和理论的结果对于交互假设和第二语言习得的作用。Butz和Askim-Lovseth（2015）研究同步混合式工商管理硕士课程中学生的交流能力，研究结果表明：在进行面对面评价时美国学生比国际学生显示出更高的交流能力分值，然而在同步在线评价中情况正好相反。

第三，如何设计、实施同步教学。同步教学有能力为远程学生和课堂学生提供同等的学习体验，但这种教学方式也有一定的挑战，教师和学生必须有意识地应对挑战，适应新的学习环境和学习过程。王其云等（Wong， et al.， 2017）总结出六条提高同步教学效果的建议：①某些活动（如演示和小组讨论）必须重新设计以便于远程学生参与;②同伴关系的战略可以融入学习环境中以促进远程学生和教师之间的交流;③教师必须对远程学生和本地学生给予等价的关注;④必须确保清晰的视频通信，远程学生最好使用语音和教师交流，因为教师很难在教学过程中阅读远程学生的文本;⑤学习环境必须易于使用，远程学生必须提前接受培训以减少可能的技术困难;⑥教室应该至少有两个摄像头和两个麦克风，一个摄像头聚焦教师，另一个摄像头捕捉整个教室的活动。同样，一个麦克风记录教师的授课声音，另一个麦克风捕捉教室中学生的声音。另外，研究还发现以学习者为中心的同步学习环境有助于提高学生的聚合性、投入度和满意度（Mayer， et al.， 2017），而且投入度和自主动机之间存在显著正相关（Giesbers， et al.， 2014）。远程学生比面对面学生具有较低的同伴关联感（Butz & Stupnisky， 2016），教师需要提供“脚手架”来维持远程学生的同伴关系。同时，同伴关联感、技术影响、教师影响和课程结构会影响同步混合式学习效果。这意味着教师如果要提高学生的学习成绩应着重考虑基于这些因素采取干预措施。

第四，如何提高职前教师基于同步在线平台的教学能力。技术本身会阻碍教师教学，但是通过高质量的技术培训可以弥补教师的技术能力缺陷（Yates， 2014）。Kannan和Narayanan（2015）采用结构方程模型研究混合式同步教师培训工作坊中哪些因素会影响教师的教学满意度。结果表明：技术的有效性是影响满意度的主要因素，使用的行为意愿、感知有用性、教师教学的有效性和外部动机是次要因素。另外，教学的有效性会影响教师感知技术有用性及使用意愿。Eady等（2017）发现EPEC条件层次模型（Ease of use， 易用性; Psychologically safe environment， 安全心理环境; E-learning self-efficacy， 线上学习自我效能; Competence， 能力）可以提高职前教师在同步在线平台中的教学能力，另外还需要考虑教师支持的有效性和工具的适当性。Jones和Gallen（2016）研究同行观察教学能否促使教师使用同步教学的手段帮助学生学习，通过结构化电话访谈发现同行观察教学比仅仅接受教学反馈更有效，会使教师对教学实践进行更深入的反思。

第五，如何进行跨文化和艺术培养的研究。信息技术和同步软件的成熟使大学教师能够扩大学生的学习机会，医学院越来越强调培养学生在全球社会中获得民主公民教育。Folse等（2015）通过护士课程的跨国项目案例研究发现跨国项目是培养护士学生文化能力的创新形式。Pike（2017）研究同步在线钢琴教学的可行性。在面授和钢琴学相关软件的辅助下，远程钢琴教学的效果较好，学生们表现出了对音乐学习的热情和理解。同时，音乐实习生可以锻炼教学技巧，还可以展现对课程内容和远程教学技术的理解。因此，为偏远地区人群提供钢琴课程是可行的。这不仅有助于推广音乐教育，而且通过远程服务学习项目对学生进行培训可以为音乐实习生提供有意义的经验。

（四）基于同步虚拟教室环境的研究

基于同步虚拟教室环境的研究有三项，分别研究共生性对话在同步虚拟教室中的角色，扩展的技术接受模型如何预测学生同步学习的接受性，影响学生在同步虚拟教室中学习的可能因素。共生性对话是一种结构化的话语方式，用于鼓励师生共同探讨并构建适合的解决方案，以解决课堂中出现的问题。Bondi等（2016）研究共生性对话是否能促进学生的课堂连接，研究表明它能够提高学生的动机和参与度。在改变责任的过程中，生成性对话是必不可少的，学生在学习中扮演更积极的角色且互相支持。Kang和Shin（2015）采用结构方程模型研究扩展的技术接受模型如何预测同步学习的接受性和各因素间的相互关系，结果表明自我效能、主观规范和系统的接受性对学生的同步学习有影响，而课程内容则没有影响。另外，感知易用性對学生的意愿行为有影响，感知有用性则无。Warden等（2013）使用行动研究法在九年的时间里在许多大班中开展迭代行动研究，系统地研究成功应用同步环境学习的影响因素。研究表明，同步教学的困难不是技术，而是学生的行为及其和系统功能的交互过程。

（五）基于实时游戏环境的研究

基于实时游戏环境的研究有三项，分别研究数学同步游戏辅助系统、儿童的游戏竞争意识和认知负荷以及同步游戏中学生的辩论能力。Tsuei（2017）研究低成就感的小学生在同步数学同伴辅助系统中使用帮助工具对其学习能力和学习行为的影响。研究表明：使用帮助工具的学生在数学学习能力方面提高显著，帮助工具对低成就感儿童的学习成绩有显著影响，尤其是助教和教师要求的指示错误函数工具。另外，这些工具还可以帮助教师演示解决方案，指出错误且提供指导指令。Hwang等（2013）研究在玩有压力的竞技性在线游戏时，女孩是否比男孩具有更多竞争焦虑和外部认知负荷。研究表明：女孩的认知负荷和竞争焦虑确实比男孩更高，但是有些技术接受模型的因素相同，如感知有用性和感知易用性。因此，游戏设计者需要考虑通过延长时序竞争的时间框架来降低学生的竞争焦虑和认知负荷。Alagoz（2013）使用“魔兽世界”游戏提供一个真实的环境，研究在线同步交流中的学生辩论质量，而不影响游戏交互的实质特征。研究表明：在青少年中，辩论技巧的质量会体现在同步的魔兽世界游戏聊天中，也会体现在学生和同步、兴趣和真实性的环境变量的交互中。

四、混合式同步学习未来研究方向

剖析前述混合式同步学习研究可以发现，在不同类型的同步学习环境下研究重点虽然存在显著差异，但是研究目的都是探究如何促进混合式同步学习的教学效果。混合式同步学习使远程学生和本地学生参与到相同的实时班级中，在这个过程中教师、远程学生和本地学生都需要做出调整才能达到很好的教学效果。Kenney等（2014）总结了七个典型的同步研究案例，发现教师面临的主要问题是如何促进同步学习交流、如何降低学生的认知负荷。另外，教师需要做非常宽泛的课前准备和清晰的教学设计才能保证良好的教学效果。例如，教师需要进行课程资源的有序组织，教学过程应该清晰而明确，应该有效地将自己和本地学生的交流信息传递给远程学生，当同步技术出现故障时需要使用变通方法，需要创造集中式交互环境进行学习合作。综上所述，混合式同步学习的研究趋势主要包括三个方面：第一，如何提高同步学习环境中的学习交互，尤其是远程学生的师生交互;第二，如何完善同步学习环境，提高远程学生的学习体验;第三，如何降低远程学生的认知负荷，提高远程学生的学习效果。

（一）如何促進混合式同步学习的课堂交互

同步学习的最大优势是能较好地提高远程学生的学习体验，然而如果缺乏有效的课堂活动交互设计，那么同步学习会完全失去“同步”的优势。因此，课堂交互是教学和学习过程中至关重要的环节。在同步学习环境下，学生的注意力具有多调性。Meskill和Anthony（2014）通过对七个俄罗斯语言教师进行访谈发现在同步环境中引导和吸引学生的注意力很重要。Ziegler（2016）对1990年至2012年间第二语言同步学习环境中学生交互有效性的期刊论文和硕博论文进行研究综述，发现学习交互对学生第二语言的发展具有重要作用，学生在同步学习环境和面对面课堂中的交互效果差异不显著。

行为主义、认知主义和社会建构主义等学习理论为理解和设计同步学习的课堂交互提供了不同的视角。从行为主义者的角度来看，课堂互动被简化为建模、重复和练习，以刺激、反应和强化为手段塑造学生的正确行为。在行为主义学习模式下，课堂互动最显著的特点是运用信息技术使学生的行为处于刺激控制之下。从认知主义者的角度来看，学习者主要通过同化和顺应两个过程积极参与学习。学习者体验到的课堂互动是经过“处理”的，需要适应学习者的先前知识。课堂互动是社会建构主义理论的核心，学习者不仅通过内在的认知过程，而且通过社会交互进行学习。学生的认知发展是基于社会情境的，因此在同步学习环境中学生的知识是通过课堂互动构建的。在进行同步教学时，教师首先需要明确教学目标，然后根据不同的学习理论设计相应的课堂交互。

（二）如何完善混合式同步学习环境的设计

学习环境对学生的学习状态既有直接影响，也有间接影响。混合式同步学习环境包含离线（本地课堂）和在线（远程课堂）两种不同的情境。只是关于面对面课堂环境或者只是关于在线课堂环境的研究较多，而缺少关于如何将这两种学习环境进行融合的研究。另外，目前有较多关于不同类型同步环境的对比研究。例如，Hung和Higgins（2016）采用实验法对比了文本和视频同步环境对学习内容的影响，研究发现基于同步文本的学习环境对学习者的语言形式影响更大，基于同步视频的学习环境对学生语言的流利和发音的提高更有效。同步环境的对比研究能够为教学实践提供有效的教学策略，帮助同步学习环境下的教师根据教学目标进行有针对性的教学设计。

学习环境不同于课堂环境，它还包含教育哲学和学习文化。因此，“本地+远程”的融合具有更深层次的含义，尤其是当学生进行跨文化交流时。所有的学习是在物理环境中进行的，具有可量化和可感知的物理特性。在设计同步学习环境时，应考虑避免学生被环境信息所淹没，将学生的视觉和听觉注意力集中，因为学生的注意力具有多调性（Meskill & Anthony， 2014）。另外，学习环境的物理特征会对学习者的情绪、认知和行为产生影响。尽管人们对环境刺激的情绪反应存在差异，但大多数学生可能会发现在缺乏课堂气氛的学习环境中学习很困难。同步学习环境的未来研究需要着重于如何维持远程班级的课堂秩序，如何营造远程班级的课堂气氛，以及如何协调本地课堂和远程课堂的教学设计。

（三）如何降低教师和学生的认知负荷

认知负荷理论认为，符合学生认知结构的教学是最好的。在混合式同步学习环境下，由于同步质量或班级规模等问题，学生可能会具有较高的认知负荷，特别是远程学生的外部认知负荷可能较高。Bower等（2015）通过混合式同步学习的案例，研究哪些设计和实施因素会影响学生的学习活动和感知的学习结果。研究发现，学习设计很重要，应该选择和应用合适的技术来满足学生的交流需求。另外，教师和学生的共同临场依赖于技术和人为的因素，尤其需要考虑教师和学生的认知负荷因素，因为教师不仅需要兼顾本地学生和远程学生，还要操作信息设备并促进本地学生和远程学生间的互动。目前有效解决教师认知负荷的策略是教师引导学生使用特定模式（如文本或音频）进行交流，或者让助教帮助监控班级的文本聊天记录。

认知负荷理论帮助教师进行教学设计，减少对学生工作记忆的要求，使他们更有效地学习。作为影响人机交互的核心设计理念，认知负荷研究越来越重要。在混合式同步学习环境中，教师、本地学生和远程学生都会受到认知负荷的不同程度影响。Rehn等（2016）发现主讲教师的自信心、教学经验和教学临场等因素会直接影响混合式同步学习的教学效果，教师需要通过增强远程学生的即时互动、课堂连接感和师生交互来提高学生的临场感知。另外，教育研究者还需要测量不同群体的认知负荷，然后通过适当的教学设计减少认知负荷。例如，帮助学习者构建图式并且成功和重复地应用，以此来实现图式构建自动化，提高工作记忆能力。认知负荷理论将认知负荷划分为三种类型：内部认知负荷、外部认知负荷和关联认知负荷。教师如果改变教学策略降低学生的外部认知负荷，可能会同时影响学生的内部认知负荷和关联认知负荷。因此，教育研究者需要研究混合式同步学习环境中如何达到认知负荷的最佳平衡，使教师的教学和学生的学习更加有效。

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