計算機說明文 [基于計算機的插圖工具對科學(xué)說明文的意義建構(gòu)的影響]

1、計算機說明文計算機說明文 基于計算機的插圖工具對科學(xué)說明文的意義建基于計算機的插圖工具對科學(xué)說明文的意義建構(gòu)的影響構(gòu)的影響 摘要通過 48 名 13 歲被試之間的對比實驗，考察插圖類型是否影響能力高低兩種被試建構(gòu)有關(guān)食物鏈知識的意義。結(jié)果表明，（1）基于計算機的插圖工具下的測驗得分顯著高于預(yù)置插圖；（2）學(xué)習(xí)能力高者的測驗得分顯著高于學(xué)習(xí)能力低者；（3）插圖類型與學(xué)習(xí)能力之間不存在顯著交互作用。 關(guān)鍵詞計算機插圖工具，預(yù)置插圖，知識建構(gòu)。 分類號 g442 1 引言 在科學(xué)說明文中，插圖通常被用來揭示圖畫的關(guān)鍵部分及其之間的結(jié)構(gòu)和/或功能關(guān)系。由于插圖所展示的信息與事物的物理特征相似，人們相信

2、，插圖對自然科學(xué)的學(xué)習(xí)具有積極的作用1。但有些研究表明，插圖不能促進學(xué)習(xí)2。這些相互矛盾的結(jié)果可能提示我們，學(xué)習(xí)者的能力、插圖的難度以及文本的復(fù)雜度等條件之間的相互作用可能影響了插圖的效果3。更為重要的是，學(xué)習(xí)者通常不會自然而然地有策略性地利用插圖來幫助自己理解文本4。學(xué)習(xí)者的深度加工是需要鼓勵與指導(dǎo)的，而且，似乎只有當(dāng)學(xué)習(xí)者自愿使用適當(dāng)策略生成一個可以觀察的產(chǎn)品時，他們的學(xué)習(xí)才能得到促進。例如，學(xué)習(xí)者在閱讀有關(guān)方位的材料時，所學(xué)材料在重要時刻指示他們畫出自己的地圖5。但是，在紙筆畫圖過程中，學(xué)習(xí)者的畫圖過程是單向的，不能得到即時反饋來改正可能產(chǎn)生的錯誤，因此最終可能生成了一個錯誤的產(chǎn)品。這意

3、味著，這種紙筆畫圖措施似乎不能確保學(xué)習(xí)者正確完成他們的操作任務(wù)。 基于計算機的插圖工具可望克服這一不足之處。基于計算機的插圖工具是一種特定的應(yīng)用于科學(xué)說明文中的插圖工具，它們?yōu)閷W(xué)習(xí)者提供一種環(huán)境或載體，促使他們深刻思考所學(xué)的材料，建構(gòu)其意義6，并將某一事物內(nèi)部各要素之間的動態(tài)結(jié)構(gòu)或功能關(guān)系可視化，生成可以觀察的產(chǎn)品7。由于計算機學(xué)習(xí)程序具有豐富視覺刺激、交互性、開放性、動態(tài)性以及即時反饋等潛力，可促進學(xué)習(xí)者的記憶、理解和問題解決能力8，學(xué)習(xí)者利用基于計算機的插圖工具，根據(jù)自己對文本的理解，在即時獲得計算機的反饋和提示下，交互性地完成自己的整個插圖9。因此，本研究假設(shè)，基于計算機的插圖工具可促進

4、學(xué)習(xí)者建構(gòu)文本的意義、并反思自己的理解，從而有助于提高學(xué)習(xí)者的記憶、理解和應(yīng)用水平。 2 研究方法 2.1 被試 48 名英國曼徹斯特一所中學(xué)的八年級（13 歲）中學(xué)生。 2.2 實驗設(shè)計 采用 2（插圖類型）2（學(xué)習(xí)能力）被試間因子實驗設(shè)計。第一個自變量為插圖類型，分計算機模擬的預(yù)置插圖（簡稱預(yù)置插圖）和基于計算機的插圖工具（簡稱插圖工具）兩個水平。前者指在計算機上呈現(xiàn)文本，并配上一幅事先畫好的插圖，后者指在計算機上呈現(xiàn)文本，但只配上一幅不完整的插圖，圖中缺省部位有待學(xué)習(xí)者根據(jù)對文本的理解進展而逐漸填充，學(xué)習(xí)者可以將安放在插圖外圍的插圖成分拖放在相應(yīng)的缺省部位，計算機對學(xué)習(xí)者的每一次填充操作

5、提供即時反饋。根據(jù)以往研究結(jié)論，插圖的效果往往還受到學(xué)習(xí)能力因素的影響，因此第二個自變量為學(xué)習(xí)能力，分能力高和能力低兩種水平。根據(jù)被試在前兩年的英國標(biāo)準(zhǔn)化的學(xué)能測驗的平均成績，前 24 名被選作高能力組，后 24 名被選作低能力組。因變量為被試的學(xué)習(xí)效果，包括多項選擇題（旨在考查被試對材料的回憶、理解和應(yīng)用情況）得分以及圖片作業(yè)（根據(jù)插圖及其要素回答問題）得分兩部分。另外，程序?qū)⒂涗洷辉囋陂喿x文字與完成填圖任務(wù)的時間以及在填圖中的交互過程，以用于對實驗結(jié)果的分析與討論。 本實驗假設(shè)有二：（1）插圖工具的學(xué)習(xí)效果顯著高于預(yù)置插圖；（2）插圖類型與學(xué)習(xí)能力之間存在顯著交互作用，能力高者使用插圖工具

6、的效果更為明顯。 2.3 實驗材料 所用題材為生物說明文“食物鏈”，由 20 個句子構(gòu)成，約 300 字，文字的可讀性適中（microsoft word 97 中的 flesch-kincaid 可讀性水平為 8.0，相當(dāng)于八年級水平）。題材的選定、文本的撰寫以及插圖的選定是在 1 名生物學(xué)科專家、1 名理科教師顧問以及 4 名理科教師的指導(dǎo)和協(xié)助下，根據(jù)英國科學(xué)課教學(xué)大綱標(biāo)準(zhǔn)而完成的。所用文本及所配插圖預(yù)先在兩所非實驗學(xué)校的 6 名八年級（13 歲）學(xué)生中進行過試驗，并根據(jù)試驗結(jié)果作過適當(dāng)調(diào)整。 2.4 測試工具 學(xué)習(xí)效果測試工具由 18 個多項選擇題組成，每題 1 分，共 18 分，涉及對

7、題材的記憶、理解與應(yīng)用。回答這些測試題所需的信息存在于文字和插圖之中。值得說明的是，對于短短 300 字的文本出 18 道選擇題，幾乎窮盡了材料中的方方面面的信息、關(guān)系、推導(dǎo)和應(yīng)用，其目的是要通過客觀題的形式給被試提供一個比較廣闊的反應(yīng)空間，盡可能多地引發(fā)被試所獲得的知識，以便較為真實地反映出被試的學(xué)習(xí)程度和結(jié)果。 2.5 實驗程序 第一，兩名主試向被試介紹程序的結(jié)構(gòu)，回答被試提出的有關(guān)問題； 第二，被試學(xué)習(xí)一個與實驗程序完全同構(gòu)的演示程序，練習(xí)各種操作和交互方式； 第三，被試進入實驗程序進行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)前被告知學(xué)完后要進行測驗； 第四，被試學(xué)完后就退出學(xué)習(xí)程序進行聯(lián)機測驗，計算機記錄被試的反應(yīng)

8、。 3 結(jié)果分析與討論 3.1 學(xué)習(xí)效果的差異分析 對測驗得分進行 2（插圖類型）2（能力水平）的多元方差分析（manova），結(jié)果表明，能力水平主效應(yīng)達到顯著水平，高能力者的得分顯著高于低能力者，f（1,47）=29.71，p0.001；插圖類型主效應(yīng)也達到顯著水平，插圖工具下的得分顯著高于預(yù)置插圖，f（1,47）=4.84，p0.05。但是，能力水平和插圖類型之間不存在顯著交互作用，即無論能力高低組，插圖工具的效果都顯著高于預(yù)置插圖。 被試的測驗得分普遍偏低，即使得分最高的一組平均不足 9 分，即平均不到總分 18分的一半。這一現(xiàn)象是否意味著出現(xiàn)了所謂的地板效應(yīng)呢？這要從測驗的標(biāo)準(zhǔn)和被試的

9、學(xué)習(xí)過程兩個方面來看。一方面，測驗項目幾乎窮盡了材料中的方方面面的信息，其目的是給被試提供一個比較廣闊的反應(yīng)空間，而不是對被試設(shè)置學(xué)習(xí)目標(biāo)，被試不能完全達到這一標(biāo)準(zhǔn)是可想而知的。另一方面，從學(xué)習(xí)過程上看，各組被試對整篇材料的學(xué)習(xí)時間平均不到 4 分鐘，在這短短的時間之內(nèi)對學(xué)習(xí)材料的記憶、理解和應(yīng)用要達到如此高的標(biāo)準(zhǔn)是不可能的。要想進一步提高插圖的效果，還必須配以其他干預(yù)手段，如在學(xué)習(xí)之前向被試提問，促使被試帶著問題來利用插圖工具，這有待于進一步研究。值得指出的是，即使被試得分普遍偏低，但無論能力高低，插圖工具的效果都顯著優(yōu)于預(yù)置插圖，這本身說明沒有出現(xiàn)地板效應(yīng)。 對于學(xué)習(xí)能力來說，高能力被試得

10、分顯著高于低能力被試，這一結(jié)果與以前許多研究結(jié)果是一致的4。對于插圖類型來說，插圖工具組得分顯著高于預(yù)置插圖組，這說明，插圖工具比預(yù)置插圖顯著有助于被試建構(gòu)文本的意義，這證實了本研究的基本假設(shè)，但是，插圖類型與學(xué)習(xí)能力之間不存在顯著的交互作用，插圖工具對能力高者與低者具有同樣的作用，這與本研究的另一假設(shè)并不相符。插圖工具為什么比預(yù)置插圖有更好的效果呢？并且對高低學(xué)習(xí)能力者都有作用呢？對這兩個問題的回答需要分析被試的具體操作過程，包括被試對學(xué)習(xí)時間的分配以及填圖操作的嘗試頻次。 3.2 學(xué)習(xí)時間的差異分析 兩種插圖條件下被試的總學(xué)習(xí)時間不存在顯著差異，插圖工具比預(yù)置插圖下的總時間稍多一些，這是因

11、為計算機給學(xué)習(xí)者提供反饋需要一定的程序運行時間，這不屬于學(xué)習(xí)者的有效學(xué)習(xí)時間。對兩種插圖條件下被試在文本與插圖上所花學(xué)習(xí)時間的統(tǒng)計分析表明，插圖工具組比預(yù)置插圖組在插圖上所花時間顯著多，f（1,45）=87.43，p=0.001；而在文本上所花時間卻顯著少，f（1,45）=13.66，p=0.001。下面回答上述有關(guān)實驗結(jié)果的兩個問題。 插圖工具為什么比預(yù)置插圖有更好的效果呢？這可能來源于被試對材料的深度加工水平。插圖工具組的被試在文本與插圖上的時間分配比預(yù)置插圖組要合理得多。預(yù)置插圖組在插圖上的時間平均為半分鐘，而在文本上的時間幾乎是這一數(shù)值的 6 倍，這意味著，預(yù)置插圖組被試將注意力主要集

12、中在文本加工上，對文本的理解主要依賴于文本，插圖沒有發(fā)揮出預(yù)期的作用。這與已有研究的一些結(jié)果比較一致，即學(xué)習(xí)者除非受到即時鼓勵和提示，不會自然而然地有策略性地利用插圖來幫助對文本的理解4。而插圖工具組被試將時間幾乎平均分配在文本和插圖上，這意味著，從時間量上看，他們可能較好地利用了插圖來幫助他們建構(gòu)文本的意義。 插圖工具為什么對能力高者和低者都有同樣的效果呢？這可能是因為無論學(xué)習(xí)能力高低只要有策略性地利用插圖，都能產(chǎn)生良好的效果。對插圖工具組被試在填充插圖過程所作的嘗試頻次進行分析，結(jié)合對被試的訪談可知，嘗試頻次較少的被試傾向于獲得較高的得分，他們在填充圖片時可能做過精細加工和思考，將文本與圖

13、片之中的信息加以聯(lián)系與綜合，并利用這種聯(lián)系，采用適當(dāng)?shù)夭呗詠聿僮鲌D片，而嘗試頻次較多的那些被試傾向于獲得較低的得分，他們可能通過簡單的嘗試與錯誤來完成任務(wù)，沒有思考和利用文本之中的信息，只是想盡快看到插圖的完整樣子。這說明，基于計算機的插圖工具有助于策略性的學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)材料進行深度加工。 4 結(jié)論 （1）插圖工具組的測驗得分顯著高于預(yù)置插圖組。 （2）學(xué)習(xí)能力高者的測驗得分顯著高于學(xué)習(xí)能力低者。 （3）插圖類型與學(xué)習(xí)能力之間不存在顯著交互作用。 參考文獻 1 mayer r e, gallini, j k. when is an illustration worth ten thousand

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