互动即时反馈方式对合作学习的影响研究

刘昕 刘博伟 洪澄瑜

摘   要：利用技术促进课堂互动已成为当下的一种教学趋势，学生的合作学习体验和效果也受到教育界的广泛关注。文章尝试在课程中利用互动即时反馈方式，探究不同方式下学生的学习动机与学习投入度。依据自我效能感前测的数据，将学生随机分派至举手互动组、使用Plickers的互动组、基于CloudClassRoom（CCR）的互动组，随后基于合作学习理念开展教学活动。实践表明，Plickers组较其他两组能够显著提升学生的学习动机与学习投入度。同时，该研究还发现不同的互动即时反馈方式对学生同伴互评评语类型也产生一定影响。

关键词：互动即时反馈;Plickers;合作学习;学习动机;学习投入度

中图分类号：G434 文献标志码：B 文章编号：1673-8454（2021）12-0016-07

一、引言

新世纪以来，随着知识大爆炸，社会对于培养学生应具备的核心素养提出了更高的要求。思辨能力作为创新思维的一部分，成为各阶段素质教育考察的主要内容之一，也影响着学生在实际课堂教学中的体验。思辨能力指的是对于问题和现象进行思考、辨析和说服解释的能力。在以班级授课为主的中小学阶段，学生在课堂上参与课程问答，可以被看作是他们参与课堂思辨的重要表现，也是高效开展课堂合作学习和课堂互动的重要途径[1]。

新技术的不断革新，为更高效的课堂互动提供了新的解决方式。《国家教育事业发展“十三五”规划》中明确指出，要全力推动信息技术与教育教学深度融合。互动即时反馈技术是当前解决班级授课中高效互动采用较多的方法之一。本研究以小学《信息技术》课程中的“中华传统建筑篇”为例，该课程基于合作学习理念进行设计并开展教学活动。基于对学生课堂互动行为及体验的实证研究结果，探讨高效利用互动即时反馈技术的方式，为一线教师有效开展课堂互动提供了借鉴方法和案例参考。

二、文献综述

1.互动即时反馈及其支持的课堂互动

互动即时反馈指的是教师利用技术或非技术手段，针对师生在课堂中的互动问答活动（如提问、讨论、质询等）经由处理，即时将结果反馈给学生的过程[2]。随着信息技术的不断发展，上个世纪末，基于通信技术传递并经由中央处理系统处理的互动即时反馈系统（Interactive Response System，IRS）率先应用于美国、日本及我国台湾地区的大学课堂[3]。因其成本高，早期互动方式单一，因而主要应用于大型活动或讲座中。

由于互联网技术的不断发展，加之便携式处理工具的普及化，使得互动即时反馈系统已经扩展为集展示、数据的记录与处理以及师生和生生互动的高效课堂辅助工具[4]。由此，市面上开发的各类相关应用也呈现多元化发展，如CloudClassRoom（CCR）、Plickers、Flashcard、Clicker和Learning Catalytics等。

课堂互动是“课堂”这一复杂系统良好、高效运行不可或缺的重要环节，指的是课堂中教师个体与学生个体、教师个体与学生群体、学生个体（群体）与学生个体（群体）间的一种教学组织形式。传统课堂中的互动方式，一般是由教师为核心开展的，与学生个体或学生群体之间进行的互动[2]。由于是以教师为核心开展的互动，因而对于教师本身的要求就會较高。有研究者认为，传统互动会不可避免地将“互动”变成了“控制”，展现出一种主导与从属的课堂互动氛围[5]。

近年来，许多研究都在讨论如何将互动即时反馈系统更好地应用于课堂互动中[6-8]。多项研究表明，将互动即时反馈系统应用于大学课程中，可以显著增强学生的参与度和到课率、维持学生的注意力[6][7]。有国内学者认为，互动即时反馈系统的加入可以更好地加强授课过程中的认知冲突，促进学生高阶思维的发展[8]。何克抗教授认为集成在在线教育平台上的互动即时反馈系统在教学上具有以下三点优势：①可以更好地实施“因材施教”;②能够使学生从“被动学习”转向“主动学习”;③为教师科研以及教学工作的形成性评价提供有效的数据支持[9]。

为避免课堂由“互动”变为“控制”，在设计互动题目时，对于选择题和判断题的编制方面，应注重“选项”不宜过多，以2～5个为宜。同时，题干内容应简短易读，承接课堂内容，视具体安排调节内容难易程度。在整体的安排上，应尽可能促进学生的认知冲突及课堂中观点的表达和对立[10]。

2.合作学习及其课堂应用

合作学习（Cooperative Learning）源自20世纪70年代的美国，指的是学生在进行教学活动的过程中，以小组为单位开展的学习行为。由于其强调以学生为中心的策略，并能够促进学生的组织能力、表达能力和学习能力等，因而迅速获得教育学界的认可和关注，成为当代主流的教学理论与策略，并在世界范围内被广泛使用[11]。较之于独立学习，合作学习中学生完成共同的任务，明确责任分工且互助学习，提倡学生为团体的利益一起在完成任务的过程中实现目标与理想。中小学阶段的学生对于世界充满好奇，表达欲望强，因而更喜欢通过这样的方式参与课堂互动[12]。

相关研究表明，将合作学习应用于课堂，学生在认知维度和非认知维度都能有所提升。多数研究支持其在非认知维度对学生的提升更大[13]。评价是合作学习中的重要要素，学生在进行合作学习的过程中，不断在组内进行着观点间的互评，这有助于找到组内存在的问题，并提供尽可能多的修改措施[14][15]。同时，在不断评价过程中，能够提升学生的元认知能力。研究认为，在进行良好的合作学习中，参与者能够更包容其他的观点，尊重和体谅他人的贡献[16]。

在小组人数方面，通过对小组内角色的研究，研究支持合作学习的小组人数应控制在4～6人为宜。分组原则遵循异质分组，其更有利于学生学习的开展[17]。对于实践类的课程，合作学习过程中开放式的讨论促进了模仿、演示等行为的发生，因而其更适宜应对具体课程内容展开合作学习设计。适宜的促进机制，例如奖励、比拼、展示等，有助于学生形成团体合作意识，在提升竞争意识的同时，更好地推进合作学习的开展[18]。

三、研究方法

1.研究设计与步骤

研究采用准实验研究法，选取某小学五年级三个班共72名学生，平均年龄为10.2岁，其中男生40人，女生32人。由于学生既往的学习成绩、动机均与自我效能感之间存在一定的正相关关系，因此实验前对所有学生进行自我效能感的前测，依据得分将学生随机分配到实验组1班（使用Plickers的互动组）、实验组2班（基于CCR的互动组）和对照组班（传统的举手互动组），三个组别在自我效能感（F=.264，P=.769>.05）方面并无显著性差异。

本节课共有两个课时，实验课上，三个班需在教学中通过小组合作完成问题的回答与竞赛，除互动即时反馈方式的不同外并无其他区别。其中，在分组合作学习的过程中，学生按照每4人一组进行活动，分组保持组间同质、组内异质的原则进行随机分配。在教学内容习得之后，学生还要合作完成一份演示文稿的作品，并上台展示和讲解本组作品以及对其他组作品进行评价。评价需给出分数（满分10分）并在打分后对于扣分原因给予解释。实验后，所有学生除了对学习动机与学习投入的问卷进行填写外，还需要完成一份与演示文稿基础知识与操作相关的测试题。具体研究步骤如图1所示。

2.研究工具

（1）自我效能感问卷

问卷改编自Eachus[19]等学者编制的自我效能感问卷。问卷采用李克特5级量表，共22题，从计算机使用和操作自我效能以及《信息技术》课程学习行为与能力两个部分对自我效能感进行测量。问卷信度（克朗巴哈α系数）为.817。

（2）学习动机问卷与学习投入度问卷

学习动机问卷采用李克特5级量表，共18题，从期望维度、价值维度两个方面对学生的学习动机进行测量。该问卷参考了Pintrich[20]等的学习动机策略问卷，原问卷共22题，考虑到问卷内容的适切性，研究对其中考试焦虑部分进行了删减。同时，依据五年级学生特点对内容进行了修改，并邀请专家进行修订，最终问卷信度（克朗巴哈α系数）为.778。

学习投入度问卷改编依据于Fredricks[21]等编制的学习投入量表，采用李克特5级量表，共19题，从行为投入、情感投入与认知投入三个方面进行测量。问卷信度（克朗巴哈α系数）为.90。

（3）PowerPoint测试题

為了测量学生的知识概念习得情况，由该实验小学信息技术高级教师及研究学者共同开发了一份PowerPoint测试题，共16题，学生测试成绩满分100分，问卷信度（克朗巴哈α系数）为.91，具有较好的信度。

（4）同伴互评评语编码表

在对学生互评评语进行编码时，我们参考了柏宏权等有关评语类型的编码[22]，将其分为情感、认知、元认知和无关四个维度。由于本研究在进行学生互评环节时要求学生对于扣分原因进行解释，其评价的内容有关操作型知识在认知层面的合理运用，因此我们对编码进行了改进，删去了元认知和情感两个子类别，具体编码如表1所示。共三位研究人员参与了分类过程，他们定级结果间的Kendall系数为0.85（P<0.05），表明此表具有较高的评分者间信度。

3.课程教学设计

（1）学习者分析

实验于该小学的计算机教室中开展，受试的五年级学生已在此学习了近三年的《信息技术》课程，对上课的环境以及计算机的操作均较为熟悉。但此年龄阶段的学生对于新事物存有较高的兴趣与好奇心，为了避免影响实验结果，在正式实验之前两个月，我们就本次实验中的两种互动即时反馈方式（Plickers、CCR）在课堂中进行了教学，并在课堂中提前加以使用。

（2）教学任务分析

“中华传统建筑篇”是武汉出版社出版的五年级《信息技术》课本中的第九课，主要教学内容是演示文稿中的图片调整。基本教学目标为：①能够裁剪图片以突出主题;②修饰图片与背景、主题搭配协调;③能在图片格式中使用“图片版式”功能实现图文的合理布局。学习过程中的教师提问是课堂互动的重要环节，学生需要具备独立思考能力以及团队协作能力，通过一定的互动即时反馈方式对教师作出回复。在掌握基本操作之后与同伴合作，通过在网络上搜集的资料，制作主题演示文稿，并上台进行汇报与展示。

（3）教学及关键问题设计

在合作学习模式这一理念下，研究还按照Anderson等定义的四个知识维度（事实知识、概念知识、程序性知识、元认知知识）以及Bloom的目标分类（记忆、理解、应用、分析、评价、创造）设计了以下阶段的提问[23][24]：

①基础知识学习阶段，如在PPT中对图片背景设置透明色时，选取什么样的图片最为合适？

A、 图片背景颜色单一;B、图片背景具有多种颜色

②操作技能探究阶段，如小明想要将PPT中的图片裁剪成圆形，他应该怎么做？

A、选中图片—>调整大小;B、选中图片—>裁剪—>纵横比;C、选中图片—>裁剪—>裁剪为形状

③应用创新阶段，如为了使PPT中的图片与整体的色调风格更为协调，你认为尝试哪个操作不太恰当？

A、将图片裁剪之后加上边框;B、将图片的背景替换色彩;C对图片进行校正或更改艺术效果

为了使互动答题能够更好地引起学生的认知冲突来促进学习过程中同伴的合作，问题还将以组间竞赛抢答的方式呈现。教师合理利用问题，引发学生的独立思考与合作探究，刺激学习的主动构建性，并使用相应的互动即时反馈系统对学生的回答加以收集与反馈。

（4）教学任务实施

本次教学共计三个课时，包括互动答题、合作探究、成果汇报、总结反思四个环节，具体过程设置如图2所示。

其中，在互动答题与合作探究阶段，班级内学生按照组内异质、组间同质的原则进行分组。借由教师在过程中提出的关键问题展开探究，并通过不同的途径最终完成互动（见图3），关键问题的设置目的在于通过问题的层层深入，将学生的探究过程建构为具有引导性的渐进式任务，同时在环节中又给予学生足够的探究自由度。这样既为学生探究开展提供了抓手，又在不断的小组合作与组间讨论中强化了组内合作关系。

在成果汇报阶段，学生通过分工合作的方式完成PPT并进行展示汇报。在该环节中，我们设置了师评、自评和互评，目的在于改变以往传统的评价方式，促进学生在交流过程中对于自身知识内容的总结、反思和再运用。其中，最重要的是学生的互评环节，对于不同学生的作品进行互评，教师也能够从互评评语中看到学生对于课程核心内容的把握程度，也有助于教师在进行拓展应用的延伸前了解学生的兴趣与审美偏好。

四、研究结果与分析

1.互动即时反馈方式对学生学习动机、学习投入度的影响

学习动机数据的Wilcoxon符号秩检验的值为.508，Levene检验值为.068，数据符合正态分布与方差齐性。根据表2可知，Plickers组、CCR组和举手组的学习动机平均得分分别为4.16、3.92、3.91。单因素方差分析结果显示，三组在学习动机方面存在显著性差异（F=3.784，P=.028），Plickers更能够显著提升学生的学习动机，而CCR组和举手组之间并无显著性差异。

学习投入度数据的Wilcoxon符号秩检验的值为.478，Levene检验值为.087，数据符合正态分布与方差齐性。Plickers组、CCR组和举手组的学习投入度平均得分分别为4.23、3.97、3.91。单因素方差分析结果显示，三组在学习投入度方面存在显著性差异（F=4.717，P=.028），Plickers更能够显著提升学生的学习投入度，而CCR组和举手组之间并无显著性差异。

2.互动即时反馈方式对学生测试成绩的影响

根据表3可知，测试成绩数据的Wilcoxon符号秩检验的值为.078（>.05），数据符合正太分布，Levene检验值为.071，数据符合方差齐性。Plickers组、CCR组和举手组的测试成绩平均得分分别为59.79、52.92、57.92。单因素方差分析结果显示，三组在测试成绩方面无显著性差异（F=2.442，P=.094）。但事后分析显示，Plickers组的成绩显著优于CCR组的测试成绩。

3.同伴互评评语分析

通过编码归类，我们发现：不同组的学生在互评打分原因的撰写上存在不同，具体如图4所示。Plickers組和CCR组中，学生给出的与课程内容无关的评语较少，多为委婉的修正意见。而传统举手组中的学生给出的无关评语较多，且与课程内容有关的评论中，多为直接的修正意见。

以上质性资料支持本研究的统计分析，Plickers组和CCR组的学生对于概念的认识和应用在组内差距较小，大多数学生的评价策略都基于委婉的修正意见，与主题无关的评价内容较少。而举手组中的学生评价差距较大，评价内容与主题无关的人数较多，而有关的评价中，学生更多地采用了更为直接的评价方式。

五、结语

1.结论

研究结果显示，不同互动答题方式下的学生都会对学习产生较高的动机和投入水平。这样的结果支持了既往的研究，通过在合作学习的过程中适时地嵌入问题，以激发学生内部的认知冲突，学生在主动建构知识结构的过程中，还能够吸收到其他学生的不同观点，减少了与课堂中心无关的观点和重复观点[25][26]。同时，互动即时反馈促进了课堂的“全员参与”，竞赛答题模式刺激了学生作答，学生较平时上课更为活跃，参与欲望更强，而教师也能够快速获取学生的答题情况即时作出课堂反馈。

研究发现：Plickers组在学习动机和学习投入度方面显著好于CCR组和举手组。这可能是因为Plickers的举牌方式类似举手方式，都以实际的肢体行为和教师进行第一时间的直接交流，是学生最为习惯的互动方式，但在举手互动方式下，有学生表示“老师只听了一两个小组的结果和理由”，这样对于没有产生观点或者无法即时用语言对观点进行有效解释的小组而言，他们往往游离于互动之外。而基于Plickers的互动答题反馈方式，结果最终即时反馈在讲台上的中央显示屏上，使得每位学生都能有参与感。

我们先前认为基于计算机互动反馈系统的CCR会较传统学生举手互动的方式，更能够调动学生的动机并增加学生在学习过程中的投入度，但是效果并不显著。这可能是由于CCR需要在电脑上进行稍微复杂的操作，一定程度上增加了学生的认知负荷，并且CCR更强调基于设备的互动，因而对于教室空间产生了一定的物理分割，导致弱化了师生、生生之间的肢体与眼神交互。

在测试成绩方面，三组并未呈现出显著差异。由于在本研究中，三个班级的教学设计是相同的，仅有互动反馈方式存在差异。这样的结果表明，将信息技术支持的互动反馈技术融入课堂教学时，需要对不同软件的特点和使用条件进行不同针对性的设计，避免出现系统与课堂环境和使用习惯不匹配的情况，降低学生对于概念性内容的把握。同时，有部分研究者认为，课堂中创造认知冲突不一定有利于所有学生的学习。我们在测验成绩中的结果也佐证了这一观点。

研究还发现，传统的举手互动组中学生成绩之间的离散程度较高，而另外两组的离散程度较小。这表明基于激发认知冲突的提问方式对于传统教学中的学生而言，会对部分学生的学习起到反作用，这与Zohar等的研究结果相同[27]。而基于信息技术的互动即时反馈系统Plickers和CCR，能够促进这部分学生在活动中更好地受益。学生在进行互评打分时，撰写的评价是学生在品鉴他人作品时对课程内容的综合运用[28]。我们可以从质性资料中同样发现，举手组的学生评价撰写呈现两极分化的态势。部分学生不能很好地运用课程内容进行评价，评价偏离课程内容，而另一部分学生则在评价时表现激进。这样的现象佐证了量化数据中学生成绩的两极分化现象。

2.建议

基于上述发现，为了帮助一线教师更好地运用互动即时反馈方式，提高合作学习中学生的学习体验和效果，本研究提出如下建议：

（1）对于不同的互动即时反馈方式，要依据特点进行同课异构设计

在进行课程设计时，要充分考虑即将采用的课堂互动即时反馈方式，进行具有侧重性的异构设计。选择信息化的互动即时反馈方式，能够有效地提高学生的学习动机和投入度，但其目的在于让学生更加公平、自然地表达和使用。因而在终端的选择上，应在保证所需功能的条件下，尽量选择体积小且便携的设备，使学生在空间上不受限，更好地开展课堂合作和交流。此外，软件开发者和研究人员对软件的使用特点需细化标定，为课程设计者和一线教师更好地提供使用上的抓手。

（2）适当激发学生认知冲突

研究表明，基于认知冲突理论设计的问题能有效吸引学生的注意力，但也可能导致学生两极分化的现象出现。因此，应该在课堂中合理使用互动即时反馈系统，在进行互动的情况下充分考虑学生的先备知识情况，问题的内容与形式既要能够诱发认知冲突，同时也要避免给学生带来过多的认知负荷。对于可能存在的短板和误区，教师应在设计问题前进行调查，或在与学生的讨论中，对由于迷思概念而不能有效参与合作的学生进行引导。

（3）引导学生准确把握评价规范

学生为了提供反馈而必须参与的评估过程可以说是同伴评估中最重要的方面，也是合作学习的核心要素之一。教师可以通过虚构的作品内容，运用互动即时反馈的方式，利用评价有效地引导学生规范和提升自评互评能力。同时应辩证看待同伴评价的内容和互动反馈的结果，维持学生较高的动机水平和积极的情绪体验。

本研究运用准实验研究方法，探究了不同的互动即时反馈方式对于学生合作学习的成效和体验的影响，并通过分析学生互评中撰写的原因，更加深入地了解学生的学习情况。通过研究结果与课程设计，希望能对开展合作探究过程中的师生互动行为提供一定的参考依据，为进一步促进信息技术与师生互动的融合作出贡献。

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（编辑：李晓萍）