心理科学进展 ›› 2023, Vol. 31 ›› Issue (10): 1924-1936.doi: 10.3724/SP.J.1042.2023.01924
匡子翌1, 祝婉玲1, 成美霞1, 王福兴1(), 胡祥恩1,2()
收稿日期:
2023-04-05
出版日期:
2023-10-15
发布日期:
2023-07-25
通讯作者:
王福兴, E-mail: 基金资助:
KUANG Ziyi1, ZHU Wanling1, CHENG Meixia1, WANG Fuxing1(), HU Xiangen1,2()
Received:
2023-04-05
Online:
2023-10-15
Published:
2023-07-25
摘要:
动作化学习(learning by enacting)是一种在学习时执行与任务相关的身体动作或操作的学习方式, 而一种典型的动作化学习就是操作教学模型。综述已有研究发现, 目前有两方面的理论去解释动作化学习: 其中具身认知理论和生成学习理论支持动作化对学习的促进作用; 而认知负荷理论为动作化学习的干扰作用提供了解释。通过汇总以往实证研究得出如下结论: 在学习结果上, 动作化学习促进学习结果具有中等效应, 即动作化学习提升了学习者的保持成绩和迁移成绩。实物动作化学习与虚拟动作化学习在保持成绩与迁移成绩上没有差异。在主观体验方面, 动作化学习促进学习兴趣具有小的促进效应。实物动作化学习比虚拟动作化学习更能提高学习信心和学习兴趣, 但在认知负荷上两种动作化学习差异比较微弱。未来研究需要在优化动作化学习、确定影响因素、整合及验证理论等方面进一步探讨。
中图分类号:
匡子翌, 祝婉玲, 成美霞, 王福兴, 胡祥恩. (2023). 动作化学习的有效性及其影响机制. 心理科学进展 , 31(10), 1924-1936.
KUANG Ziyi, ZHU Wanling, CHENG Meixia, WANG Fuxing, HU Xiangen. (2023). The effectiveness of learning by enacting and its mechanisms. Advances in Psychological Science, 31(10), 1924-1936.
研究 | 样本量 | 样本学段 | 实验操纵 | 实验材料 | 主观体验 | 学习效果 |
---|---|---|---|---|---|---|
Fujimura et al., | 76 | 小学生 | 操作实物模型 vs 填空 vs 控制组 | 浓度问题 | / | T* (0.72) |
Glenberg et al., | 32 | 小学生 | 操作实物模型vs 阅读 vs控制组 | 故事阅读理解 | / | R* (0.35) |
Glenberg et al., | 28 | 小学生 | 操作实物模型vs 阅读 vs控制组 | 故事阅读理解 | / | R* (0.81), T* (0.72) |
Glenberg et al., | 25 | 小学生 | 想象操作实物模型 vs 阅读 | 故事阅读理解 | / | R* (1.47), T* (0.69) |
Marley et al., | 45 | 小学生 | 操作实物模型 vs 观察操作实物模型vs 自由学习 | 故事听觉理解 | / | R* |
Marley & Szabo, | 76 | 小学生 | 操作实物模型 vs 观看图片 | 故事听觉理解 | / | R* (1.01) |
Marley et al., | 45 | 小学生 | 操作实物模型 vs 观察操作实物模型 vs 观看图片 | 故事阅读理解 | / | R* |
Marley et al., | 40 | 小学生 | 操作实物模型vs 阅读 | 故事阅读理解 | / | R* |
Marley et al., | 78 | 小学生 | 操作实物模型 vs阅读 | 故事阅读理解 | / | R* (0.78) |
Glenberg et al., | 53 | 小学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 vs 阅读 | 故事阅读理解 | / | R* (0.33) |
Stull et al., | 64 | 大学生 | 操作实物模型 vs 部分操作模型 vs 无模型 | 化学分子结构式 | / | T* (0.56) |
Stull et al., | 59 | 大学生 | 操作实物模型 vs 部分操作模型 vs 无模型 | 化学分子结构式 | / | T* (0.53) |
Preece et al., | 64 | 大学生 | 操作实物模型 vs操作虚拟模型 vs 无模型 | 马蹄解剖结构 | C* | R* |
Kontra et al., | 42 | 大学生 | 操作实物模型 vs 观察操作实物模型 | 角动量知识 | / | T* (0.72) |
Kontra et al., | 34 | 大学生 | 操作实物模型 vs 观察操作实物模型 | 角动量知识 | / | T* (0.84) |
Stieff et al., | 415 | 大学生 | 操作实物模型 vs 观察操作实物模型 vs 无模型 | 化学分子结构式 | / | T* (0.60) |
Stull & Hegarty, | 105 | 大学生 | 操作实物模型 vs操作虚拟模型 vs 无模型 | 化学分子结构式 | / | T* (2.88) |
Stull & Hegarty, | 104 | 大学生 | 操作实物模型 vs操作虚拟模型 vs 无模型 | 化学分子结构式 | / | T* (0.47) |
Stull et al., | 61 | 大学生 | 观察操作+操作实物模型 vs 观察操作实物模型 | 化学分子结构式 | CL (0.30), LI (0.23) | R (0.04), T* (0.47) |
Stull et al., | 81 | 大学生 | 观察操作+操作实物模型 vs 观察操作实物模型 | 化学分子结构式 | / | R (0.36), T* (0.66) |
Jee & Anggoro, | 54 | 小学生 | 操作实物模型 vs 无模型 vs 关联支架 vs 无关联支架 | 昼夜更替知识 | / | T* (0.52) |
Zhang, | 97 | 小学生 | 提供答案+操作实物模型 vs 提供答案+操作实物模型vs 无答案+无模型 | 能量知识 | / | T (0.18) |
Casselman et al., | 64 | 大学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 vs 仅文本教学 vs 无教学 | 化学分子结构式 | / | T* (0.68) |
Mierdel & Bogner, | 254 | 中学生 | 制作实物模型 vs 观察实物模型 | DNA知识 | CL | T& (−0.34) |
Novak & Schwan, | 163 | 成年人 | (触摸实物模型: 有 vs 无) × (观看实物模型:有 vs 无) | 畜牧业知识 | LI (0.21) | R* |
Makransky et al., | 82 | 中学生 | (操作实物模型 vs 不操作实物模型) × (观看视频 vs 观看VR) | DNA知识 | LI (0.09) | T* (0.76) |
Zhang & van Reet, | 53 | 小学生 | (操作实物模型 vs 观察操作实物模型) × (提供答案 vs 不提供答案) | 光的知识 | / | T (0.26) |
Zacharias & Olympiou, | 115 | 大学生 | 实物+虚拟 vs 虚拟+实物 vs实物vs虚拟vs 无模型 | 温度知识 | / | T* (1.38) |
Jian, | 79 | 大学生 | (操作实物模型 vs 仅阅读) × (困难材料 vs 简单材料) | 力学知识 | / | T* (0.57) |
表1 动作化学习对学习效果的影响(效应量Cohen’s d值)
研究 | 样本量 | 样本学段 | 实验操纵 | 实验材料 | 主观体验 | 学习效果 |
---|---|---|---|---|---|---|
Fujimura et al., | 76 | 小学生 | 操作实物模型 vs 填空 vs 控制组 | 浓度问题 | / | T* (0.72) |
Glenberg et al., | 32 | 小学生 | 操作实物模型vs 阅读 vs控制组 | 故事阅读理解 | / | R* (0.35) |
Glenberg et al., | 28 | 小学生 | 操作实物模型vs 阅读 vs控制组 | 故事阅读理解 | / | R* (0.81), T* (0.72) |
Glenberg et al., | 25 | 小学生 | 想象操作实物模型 vs 阅读 | 故事阅读理解 | / | R* (1.47), T* (0.69) |
Marley et al., | 45 | 小学生 | 操作实物模型 vs 观察操作实物模型vs 自由学习 | 故事听觉理解 | / | R* |
Marley & Szabo, | 76 | 小学生 | 操作实物模型 vs 观看图片 | 故事听觉理解 | / | R* (1.01) |
Marley et al., | 45 | 小学生 | 操作实物模型 vs 观察操作实物模型 vs 观看图片 | 故事阅读理解 | / | R* |
Marley et al., | 40 | 小学生 | 操作实物模型vs 阅读 | 故事阅读理解 | / | R* |
Marley et al., | 78 | 小学生 | 操作实物模型 vs阅读 | 故事阅读理解 | / | R* (0.78) |
Glenberg et al., | 53 | 小学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 vs 阅读 | 故事阅读理解 | / | R* (0.33) |
Stull et al., | 64 | 大学生 | 操作实物模型 vs 部分操作模型 vs 无模型 | 化学分子结构式 | / | T* (0.56) |
Stull et al., | 59 | 大学生 | 操作实物模型 vs 部分操作模型 vs 无模型 | 化学分子结构式 | / | T* (0.53) |
Preece et al., | 64 | 大学生 | 操作实物模型 vs操作虚拟模型 vs 无模型 | 马蹄解剖结构 | C* | R* |
Kontra et al., | 42 | 大学生 | 操作实物模型 vs 观察操作实物模型 | 角动量知识 | / | T* (0.72) |
Kontra et al., | 34 | 大学生 | 操作实物模型 vs 观察操作实物模型 | 角动量知识 | / | T* (0.84) |
Stieff et al., | 415 | 大学生 | 操作实物模型 vs 观察操作实物模型 vs 无模型 | 化学分子结构式 | / | T* (0.60) |
Stull & Hegarty, | 105 | 大学生 | 操作实物模型 vs操作虚拟模型 vs 无模型 | 化学分子结构式 | / | T* (2.88) |
Stull & Hegarty, | 104 | 大学生 | 操作实物模型 vs操作虚拟模型 vs 无模型 | 化学分子结构式 | / | T* (0.47) |
Stull et al., | 61 | 大学生 | 观察操作+操作实物模型 vs 观察操作实物模型 | 化学分子结构式 | CL (0.30), LI (0.23) | R (0.04), T* (0.47) |
Stull et al., | 81 | 大学生 | 观察操作+操作实物模型 vs 观察操作实物模型 | 化学分子结构式 | / | R (0.36), T* (0.66) |
Jee & Anggoro, | 54 | 小学生 | 操作实物模型 vs 无模型 vs 关联支架 vs 无关联支架 | 昼夜更替知识 | / | T* (0.52) |
Zhang, | 97 | 小学生 | 提供答案+操作实物模型 vs 提供答案+操作实物模型vs 无答案+无模型 | 能量知识 | / | T (0.18) |
Casselman et al., | 64 | 大学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 vs 仅文本教学 vs 无教学 | 化学分子结构式 | / | T* (0.68) |
Mierdel & Bogner, | 254 | 中学生 | 制作实物模型 vs 观察实物模型 | DNA知识 | CL | T& (−0.34) |
Novak & Schwan, | 163 | 成年人 | (触摸实物模型: 有 vs 无) × (观看实物模型:有 vs 无) | 畜牧业知识 | LI (0.21) | R* |
Makransky et al., | 82 | 中学生 | (操作实物模型 vs 不操作实物模型) × (观看视频 vs 观看VR) | DNA知识 | LI (0.09) | T* (0.76) |
Zhang & van Reet, | 53 | 小学生 | (操作实物模型 vs 观察操作实物模型) × (提供答案 vs 不提供答案) | 光的知识 | / | T (0.26) |
Zacharias & Olympiou, | 115 | 大学生 | 实物+虚拟 vs 虚拟+实物 vs实物vs虚拟vs 无模型 | 温度知识 | / | T* (1.38) |
Jian, | 79 | 大学生 | (操作实物模型 vs 仅阅读) × (困难材料 vs 简单材料) | 力学知识 | / | T* (0.57) |
研究 | 样本量 | 样本学段 | 实验操纵 | 实验材料 | 主观体验 | 学习效果 |
---|---|---|---|---|---|---|
Barrett et al., | 41 | 大学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 化学分子结构式 | CL& (−0.68) | T |
Cuendet et al., | 46 | 中学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 工程制图 | / | T |
Finkelstein et al., | 231 | 大学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 电路知识 | / | R&, T& |
Katsioloudis et al., | 58 | 大学生 | 操作动态实物模型 vs 操作动态虚拟模型vs 操作静态虚拟模型 | 绘制截面图 | / | T* (0.30) |
Klahr et al., | 56 | 中学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 汽车部件及工作原理 | C | T |
Lee & Chen, | 90 | 小学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 数学等价问题 | / | T& |
Manches et al., | 65 | 小学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 数字分解任务 | / | T (−0.03) |
Melcer et al., | 80 | 大学生 | (操作实物模型 vs 操作虚拟模型) × (合作学习vs单人学习) | 编程知识 | C* (0.32), LI* (0.29) | T (0.01) |
Moyer-Packenham et al., | 350 | 小学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 数学等价问题 | / | T |
Glenberg et al., | 53 | 小学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 vs 阅读文本 | 故事阅读理解 | / | R& (−0.45) |
Olympiou & Zacharia, | 70 | 大学生 | 操作实物模型+操作虚拟模型 vs操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 光的知识 | / | T (0.3) |
Preece et al., | 64 | 大学生 | 操作实物模型 vs操作虚拟模型 vs 无模型 | 马蹄解剖结构 | C* | R* |
Pyatt & Sim, | 184 | 中学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 水合物和二氧化碳知识 | / | T& (−0.82) |
Skulmowski et al., | 96 | 大学生 | (操作实物模型 vs 操作虚拟模型) × (显示模式:显示 vs点击显示) | 心脏结构 | CL& (−0.36), LI* (0.51) | R* (0.47), T = (−0.01) |
Stull et al., | 29 | 大学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 化学分子结构式 | CL (0.05) | T (−0.05) |
Stull et al., | 31 | 大学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 化学分子结构式 | CL (0.08) | T (−0.06) |
Stull & Hegarty, | 105 | 大学生 | 操作实物模型 vs操作虚拟模型 vs 无模型 | 化学分子结构式 | / | T (−0.11) |
Stull & Hegarty, | 104 | 大学生 | 操作实物模型 vs操作虚拟模型 vs 无模型 | 化学分子结构式 | / | T (0.07) |
Suh & Moyer, | 36 | 小学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 代数问题 | / | T (0.29) |
Triona & Klahr, | 92 | 小学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 力学知识 | C (0.23) | T (0.02) |
Casselman et al., | 64 | 大学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 vs 仅文本教学 vs 无教学 | 化学分子结构式 | / | T* (0.84) |
Wang & Tseng, | 208 | 小学生 | 操作实物模型+操作虚拟模型 vs操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 水的物理状态 | / | T& |
Yuan et al., | 60 | 中学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 多米诺骨牌问题 | / | T (0.01) |
Zacharia & Constantinou, | 68 | 大学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 温度知识 | / | T (0.03) |
Zacharias & Olympiou, | 115 | 大学生 | 实物+虚拟 vs 虚拟+实物 vs实物vs虚拟vs 无模型 | 温度知识 | / | T (0.01) |
Zacharias et al., | 80 | 小学生 | (操作实物模型 vs 操作虚拟模型) × (错误经验 vs 正确经验) | 平衡知识 | / | T* (1.45) |
表2 实物动作化学习与虚拟动作化学习在学习成绩上的比较(效应量Cohen’s d值)
研究 | 样本量 | 样本学段 | 实验操纵 | 实验材料 | 主观体验 | 学习效果 |
---|---|---|---|---|---|---|
Barrett et al., | 41 | 大学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 化学分子结构式 | CL& (−0.68) | T |
Cuendet et al., | 46 | 中学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 工程制图 | / | T |
Finkelstein et al., | 231 | 大学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 电路知识 | / | R&, T& |
Katsioloudis et al., | 58 | 大学生 | 操作动态实物模型 vs 操作动态虚拟模型vs 操作静态虚拟模型 | 绘制截面图 | / | T* (0.30) |
Klahr et al., | 56 | 中学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 汽车部件及工作原理 | C | T |
Lee & Chen, | 90 | 小学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 数学等价问题 | / | T& |
Manches et al., | 65 | 小学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 数字分解任务 | / | T (−0.03) |
Melcer et al., | 80 | 大学生 | (操作实物模型 vs 操作虚拟模型) × (合作学习vs单人学习) | 编程知识 | C* (0.32), LI* (0.29) | T (0.01) |
Moyer-Packenham et al., | 350 | 小学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 数学等价问题 | / | T |
Glenberg et al., | 53 | 小学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 vs 阅读文本 | 故事阅读理解 | / | R& (−0.45) |
Olympiou & Zacharia, | 70 | 大学生 | 操作实物模型+操作虚拟模型 vs操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 光的知识 | / | T (0.3) |
Preece et al., | 64 | 大学生 | 操作实物模型 vs操作虚拟模型 vs 无模型 | 马蹄解剖结构 | C* | R* |
Pyatt & Sim, | 184 | 中学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 水合物和二氧化碳知识 | / | T& (−0.82) |
Skulmowski et al., | 96 | 大学生 | (操作实物模型 vs 操作虚拟模型) × (显示模式:显示 vs点击显示) | 心脏结构 | CL& (−0.36), LI* (0.51) | R* (0.47), T = (−0.01) |
Stull et al., | 29 | 大学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 化学分子结构式 | CL (0.05) | T (−0.05) |
Stull et al., | 31 | 大学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 化学分子结构式 | CL (0.08) | T (−0.06) |
Stull & Hegarty, | 105 | 大学生 | 操作实物模型 vs操作虚拟模型 vs 无模型 | 化学分子结构式 | / | T (−0.11) |
Stull & Hegarty, | 104 | 大学生 | 操作实物模型 vs操作虚拟模型 vs 无模型 | 化学分子结构式 | / | T (0.07) |
Suh & Moyer, | 36 | 小学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 代数问题 | / | T (0.29) |
Triona & Klahr, | 92 | 小学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 力学知识 | C (0.23) | T (0.02) |
Casselman et al., | 64 | 大学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 vs 仅文本教学 vs 无教学 | 化学分子结构式 | / | T* (0.84) |
Wang & Tseng, | 208 | 小学生 | 操作实物模型+操作虚拟模型 vs操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 水的物理状态 | / | T& |
Yuan et al., | 60 | 中学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 多米诺骨牌问题 | / | T (0.01) |
Zacharia & Constantinou, | 68 | 大学生 | 操作实物模型 vs 操作虚拟模型 | 温度知识 | / | T (0.03) |
Zacharias & Olympiou, | 115 | 大学生 | 实物+虚拟 vs 虚拟+实物 vs实物vs虚拟vs 无模型 | 温度知识 | / | T (0.01) |
Zacharias et al., | 80 | 小学生 | (操作实物模型 vs 操作虚拟模型) × (错误经验 vs 正确经验) | 平衡知识 | / | T* (1.45) |
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