中小学生平板电脑使用与学习效果的关系

许红叶

摘 要： 研究采用元分析方法，通过对国内外关于IPAD使用对学生学习效果影响的20个随机对照和准实验进行了量化分析。发现IPAD使用对学习效果具有促进作用（d=0.3，P=0.000 5）但在学科、学段、区域等调节变量方面存在差异，并提出未来教育教学改革更应关注IPAD整体应用效果、多学科适应性和多学段适切性等方面，以此为IPAD在教育教学中的应用提供理论依据。

关键词： IPAD; Tablet P; 随机对照实验; 学习作用; 元分析

中图分类号： TP 311      文献标志码： A

Abstract： The component analysis method was used in this paper. 20 examples were selected to analyze the learning effects by using Ipad through domestic and foreign papers. It was found that the use has a promoting learning effect （d=0.39， P=0.000 5）. But in the area of discipline， study section， such as regulating， there were differences. This paper put forward the future education teaching reform which should focus on the overall application effect， the multidisciplinary adaptability and aptness learn section， etc. The application in the education teaching should provide the theory basis.

Key words： IPAD; for the reform tablet P; which randomized controlled trials; learning function; meta-analysis

0 引言

2010年起，IPAD因其便捷、易操作等特点，成为课堂教学实现协作学习和自主学习的数字化学习工具，倍受国内外师生的亲睐，荷兰的Steve Jobs School模型、澳大利亚的IPAD for learning和美国实施的The Largest IPADs Program等项目便无疑体现了IPAD魅力所在，但IPAD等媒体技术在教育教学实践效果如何？是否是学生学习的最佳选择？等问题也成为人们选择IPAD等媒体的实践追问。

1 文献综述

IPAD从“大众热捧”到“适度选择”无疑说明了大众对IPAD作用及效果的实践反思，究其原因，IPAD对学生学习是否有效果是家长、教师和学生对包括IPAD在内的数字媒体的理性选择的标准，从对有关IPAD的教育教学应用的文献梳理，IPAD的使用与学生学习效果之间的关系主要表现在：具有显著促进作用和不存在显著影响，而这种结果也导致大众特别是家长及教师对IPAD选择的茫然。

有研究表明IPAD对学生学习效果具有显著的促进作用。Houghton Mifflin Harcourt的Andrew Jaciw等[1]主持的《HMH Fuse： Algebra》项目以IPAD上使用HMH Fuse的课程与使用包含相同内容的传统文本的课程的关系为主题，对加利福尼亚州的Long Beach Unified School District、Riverside Unified School District、Fresno Unified School District和San Francisco Unified School District等4个学区的6所学校的625名七年级和八年级学生进行了对照实验，发现在Riverside区域使用IPAD的实验组学生代数成绩明显比对照组学生提高了9个百分点（p=0.023），Alajmi等[2]探讨了社会课教学中使用IPAD学习获得心理和表现技能的有效性，将48名科威特八年级的学生分成实验组和对照组，发现：实验组和控制组的后测成绩在技能表现上存在显著差异，Hui Yong Tay等[3]依托P21C2项目选取57名初中一年级学生（Secondary 1 cohort）和37名初中三年学生（Sec 3 cohort）实施IPAD干预实验发现，使用IPAD的不论哪个年级的学生比未使用IPAD的学生的平时成绩均都要好。在国内，李敏[4]以七年级新生为研究对象，发现：传统教学成绩且一直都低于IPAD实验班的成绩。左娜[5]立足音乐课堂，选取高中高一年级的5和6两个平行班作为实验班和对照班，发现：实验班学生的《亚细亚民间风情》实践活动相关知识点的测试成绩水平显著高于对照班学生的测试成绩水平，此后，许多IPAD教学应用的相关研究也支持这一论点[6-14]。

不过，也有部分研究认为IPAD对学生学习效果没有显著的作用，吕云震[15]提出IPAD无法显著提高学生成绩开始，Andrew Jaciw等在对Long Beach Unified School District、Fresno Unified School District和San Francisco Unified School District区域测试中却发现IPAD的实验组与对照组的学生代数成绩并不像Riverside Unified School District区域一样，学生的代数成绩并没有因使用IPAD前后有明显差异，Sheppard等[16]观察了43名6年级学生在使用IPAD进行阅读干预后的其知识、理解和分析分数的百分比变化，发现只有低水平组在分析中显示出正增长，而其他两个能力组在知识和理解力方面前后没有表现出改善，Culén等[17]發现：两位老师都认为学生的学习效果不如他们通常使用传统教学方法所获得的效果;Dhir等[18]调查了在教室和实验室使用IPAD的教学益处：平板电脑（IPAD）可以激励学习者，但对学习的实际影响的研究是有限的，与此保持一致的还有[19]。

可见，IPAD在教学中应用是否能够促进学生学习效果，迄今为止并没有达成一致性结论，鉴于此，本文试图回答的问题是：IPAD在教学中应用与传统的教学相比，能否因其便捷性、交互性及丰富的可视化界面能够提高学生的学习效果。

2 研究设计

2.1 研究方法与数据

采用元分析方法（meta-analysis），元分析又称荟萃分析，是一种通对具有相同主题研究的多个研究结果合并转化成一个数值估计的统计方法[20]，具有不受样本量限制、扩大样本量和评价各研究结果不一致矛盾的特点，利用 RevMan 5软件，采用标准化均数差进行不同研究数值的合并计算，最后采用Cohend[21]效应指标（0.2、0.5、0.8）进行评价。

2.2 数据来源及检索策略

研究以中国知网、万方数据为中文数据来源，以Education Research Complete （Ebsco）， ERIC （Ebsco），Web of Science （Clarivate Analytics），Scopus（Elsevier），wiley online library为外文来源，采用“IPAD”“PAD”“Tablet Pc”主题词和“learning”等自由词结合的办法检索，辅助使用年龄（6-12和13-18）和学科领域（排除工程领域）条件筛选，并采取文献追踪方法，检索设为2001-2019年10月。

2.3 文献的纳入与排除

纳入文献需符合以下标准。

（1） 研究主题。研究主要IPAD在学生学习上的应用开展的实证研究，即自变量为IPAD和因变量为学习效果。

（2） 研究类型。研究样本以随机对照实验或准实验等，所选文献的研究实验环境以课堂教学为主。

（3） 研究对象。所有研究以中小学生为实验研究对象（小學、初中与高中），学生的性别、年级不限。

（4） 评价指标。需要有至少一项学习效果评价;研究必须提供完整的统计结果数据，未提供样本量、均数或标准差，但须给出均数差或标准化均数差，或者提供95%置信区间、SE或P值;或该实验进行了T检验、F检验等;如果一项研究报告含有连续的学习效果测量，根据最终的累积测量结果来确定最终纳入效应量。

（5） 对于综述类文献、重复文献、无法获得全文或样本少于10的文献不予以纳入，如表1所示。

2.4 筛选编码

通过纳入和排除文献标准，由2名作者对文献进行筛选，当筛选中遇到分歧时采用协商讨论的办法，利用Cohens kappa 的度量计算公式（k=p0-pe1-pe）计算筛选一致性，本研究的kappa度量值为0.58，文献筛选可信度为中等。

3 过程分析与表达

3.1 发表偏倚性分析

为避免元分析中的文献不能代表本领域所有的研究总体，即出现发表偏差， 本研究采用漏斗图和Eggers 回归法来评估出版偏差，不难发现偏倚总效应的文章偏多，主要原因为数据来源大部分为硕博士论文，如图1所示。

3.2 样本间异质性检验

异质性检验采用Q和I2统计学方法，通过对整体分析检测发现样本间异质性大，（p<0.000 1和I2=94%，）出现样本异质可能的因为研究样本来源的国家不同、发表时间不同、研究学段和学科不同等，因此，本研究选择随机随机效应模型进行分析，如图2所示。

4 分析结果

4.1 IPAD元分析的效应模型选择

鉴于异质性检测的p<0.000 1和I2=94%，研究选择随机效应模型进行分析。根据Cohen提出的效应值大小的划分标准，当效应值为0.2之内时，通常认为影响较小;当效应值为0.2^0.8时，通常认为有中等影响;当效应值为大于或等于0.8时，通常认为影响较大（Cohen，1977）。由此可见，IPAD对学生学习效果具有中等程度的正向影响。

4.2 调节变量检验结果

4.2.1 不同学科对IPAD学习促进作用的差异

分析可以看到，IPAD信息技术学科的学习效果影响并不显著，可能由于有计算机特征的信息技术学科主要以笔记本电脑及PC机为主，IPAD 在不同学科中的学习作用效果，如表2所示。

各学科的最终效应值依次是语文（d=0.39，p=0.02<0.05）、数学（d=0.61，p=0.000 1）、英语（d=1.05，p=0.003）、生物（d=-0.28，p=0.000 5）、音乐（d 值均大于0.3，但异质性过高I2=94%，无法进行合并）、物理（d=0.42，p=0.02）。发现，IPAD对于语文、数学、英语的学习有一定的积极促进作用，对于生物学科有显著差异但为负影响，对于英语的学习，IPAD表现出其优越性，如学生利用IPAD进行阅读、自我英语测评等，如表3所示。

4.2.2 IPAD使用效果在不同学段的差异分析

按照效应值大小依次是高中（d=0.6，p=0.04）、初中（d=0.41，p<0.001）、小学（d=-0.47，p<0.001），可以看出，初中和高中的合并效应值都介于 0.2至0.8 之间，说明IPAD对初中生和高中生的学习促进作用都是中等层次的影响，但是IPAD在高中层面的学习作用效果要高于其他两个学段，而在小学中，电子书包在促进学习的效果却不令人满意，这可能是因为教师对小学生使用媒介的态度有关，如表4所示。

4.2.3 不同区域对IPAD学习促进作用的差异

IPAD在国内应用的合并效应值为0.23，略大于0.2，且p<0.000 1，是一个相对中等偏下的影响水平，说明IPAD在国内学生的应用过程中对学生学习的促进效果较好，需要改善的空间仍很大。而国外的合并效应值为0.92，且p=0.000 6，达到显著水平，但是影响水平很高，说明已有的研究中IPAD在国外学生的应用过程中对学生学习有一定积极的影响，国内在IPAD学习应用上相对比国外较弱，如表5所示。

5 总结

5.1 加强应用与创新融合，推进IPAD应用走出实验室进入实践

应用驱动是是教育信息化发展到一定阶段的需求，但由于基础设施、数字教育资源和信息化环境建设作为我国教育信息化1.0时代前期的主要内容，使 “应用驱动”更多偏向“技术应用”，这也成为我国教育信息化发展从“建设”到“应用”过度期的主要特征，随着多样化以“学”为主的教学模式构建，信息技术辅助的多元评价使得教育教学评价更加合理科学，对“应用驱动”的认识已从单纯 “技术应用”向“深度应用和创新融合”转变，然而，我国IPAD应用仍以满足研究实验的需要为主，虽样本量较大，但影响水平相对较低，究其原因，主要是因为更多的研究未以教学实践为基础，这也就要求研究者应立足于教学实践应用，不断探索教学中存在的问题并利用IPAD等信息技术手段予以解决。

5.2 提高教师创新能力，规避信息技术与课程融合的“偏科现象”

创新从1.0发展到3.0，创新主体（关系）已从单一的“强调企业单体内容”转向“产学研用‘共生”[22]，创新不再是仅仅满足“消费者需求”，“消费者”已演变为具有“产销者”特征的用户，用户创新也便成为创新生态系统中重要的创新源泉，可见，信息化教育实施关键在于人，在于满足不同学生的个性需求的基础上促进其全面发展，IPAD学习对学习的整体效果较为良好，但针对每个学科却差异明显，特别是IPAD对数学（d=0.61，p=0.000 1）和英语学科（d=1.05，p=0.003）的影响很好且受到研究者的关注，这也是对信息技术与课程融合“偏科现象”的反映，我国新一轮基础教育课程改革要求课程向综合化方向发展，课堂教学需要适应新时代的发展动向，打破传统单一学科的教学，加强多学科融合教学，作为信息技术手段更应该打破学科的“选择偏好”，辅助多个学科实现教学信息化。因此，学校与教师应结合学科内容适宜性选择使用IPAD，彻底打破“科課均用、节节使用”的媒体“万能论”。

5.3 坚持以学生为中心，探索IPAD对不同学段的适切性

IPAD在中学比小学阶段效果好，鉴于不同年龄阶段的学生对事物的接受能力不同，教师在选用教学媒体时必须顾及学生的生理及心理特征，2012年，余胜泉针对学生视力下降的问题开展的研究[23]发现：课堂上使用电脑不是学生视力下降的主要因素。2018年，《综合防控儿童青少年近视实施方案》出台，大众误将青少年近视原因归结为各类屏幕媒体的使用，也致使学校为了满足家长的要求，而放弃在小学阶段IPAD常态化使用的关键，因此，客观理性的看待屏幕媒体的作用已成为当今学校、家长和学生面临的主要问题，但首要需要解决的是：那个学段或某学段的那个年级可以使用IPAD或其他屏幕媒体也成为教育研究领域未来的关注点。

研究在在对已有的实验数据元分析基础上，评价了IPAD对学习的作用效果和影响，审视了当前IPAD应用于学习过程中出现的问题，但研究依然存在如研究样本量不够大、样本来源有较小偏倚以及分类还需要更细致等问题，这也将是未来深入研究IPAD应用效果的方向。

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（收稿日期： 2020.06.24）