2023 年 10 项最重要的教育研究


刚刚过去的2023年是不平凡的一年。

全球各级各类学校青少年心理健康问题的激增让研究人员急于寻找答案,而人工智能的突然崛起对学术行为准则构成了新的威胁,

岁末年初,回顾和盘点一整年教育研究的最重要成果,倒是非常有价值有意思的一件事情。

每年岁末,edutopia 都会盘点一年中最重要的教育研究。

https://www.edutopia.org/article/10-most-significant-education-studies-2023

2023年12月7日,寺田佑树(Youki Terada)与斯蒂芬·梅里尔(Stephen Merrill)在与数百项有价值的研究进行斗争之后,他们将2023年一年里发表的最重要的教育研究减少到每一位教育工作者都不应该错过的 10 项,这10项研究内容广泛,从人工智能可以(和不能)做什么,到大脑同步的神经科学。

1. 人工智能可能会大幅缩短教育工作者的规划时间

1950年,图灵发表了那篇名垂青史的论文,《计算机器与智能》,讨论了“机器能否拥有智能?”的问题,并提出了“图灵测试”。如果有人认为图灵测试还没有定论,那么,最近出现了更多证据,而且越来越难以区分谁在测试谁。

北卡罗来纳大学的研究人员首先训练软件识别重要信息,然后设置了一个“深度神经”人工智能模型QUADL,来编写大学水平的解剖学和生理学教科书。人工智能模型QUADL进行盘点,以它的方式进行思考,然后尽职尽责地制作了 2,191 个与学习标准相关的测试问题,教师小组认为,这些问题“在与学习目标的相关性方面与人类生成的问题相当”。

值得注意的是,教师们还表示他们会考虑在课程中采用机器生成的问题。

过去这一年,涌现出了许许多多全新的人工智能工具,如Diffit、Curipod 和 MagicSchool.ai 等,大幅缩短教育工作者的规划时间。

https://doi.org/10.1007/978-3-031-36272-9_1

2. 更好的测验的迷人指南

在教育中,使用测试作为学习工具的价值,而不仅仅是评估。

这一点,自留地君是非常认同的。我们团队陈泽璇副教授的博士学位论文研究,核心思想之一就是把同伴互评,视为一种深度学习的方式。

尽管学生并不喜欢考试,但测试可以作为最强大的学习工具之一。测试具有多种属性,这些属性会影响其作为学习工具的功效。例如,测试可以有高风险和低风险(即,考试在学生成绩中所占的比例)、频率不同、涵盖不同范围的课程内容(例如,累积考试与非累积考试)、以多种形式出现(例如,多项选择与简答题),并且发生在呈现要学习的内容之前或之后。

在一篇综述文章中,Dillon H. Murphy, Jeri L. Little & Elizabeth L. Bjork 讨论了这些不同的测试设计方法如何影响测试增强学习的能力,以及它们作为学习工具(而不仅仅是评估手段)的使用如何有利于长期学习。三位作者建议教师使用频繁的、低风险的累积考试和各种不同的测试形式(例如提示回忆、多项选择和对/错),并在学习之前和呈现目标之后给学生进行考试。他们认为,当设计得当并消除恐惧时,测试和测验可以极大地提高“长期保留并为未来访问创建更强大的检索路线”。

Murphy, D.H., Little, J.L. & Bjork, E.L. The Value of Using Tests in Education as Tools for Learning—Not Just for Assessment. Educ Psychol Rev 35, 89 (2023). https://doi.org/10.1007/s10648-023-09808-3

3. 教师的语气如何改变课堂文化

Silke Paulmann & Netta Weinstein的一项研究发现,青少年和青春期前的孩子会听老师以温暖、中性或控制语气发出的指令,例如“我在等人们安静下来”或“是时候收拾一下你所有的物品了”。

虽然效果出乎意料,但权威的语气常常给人一种对抗性的感觉,削弱了学生的能力感,并阻止他们向老师吐露心声。

另一方面,温暖、支持性的语气营造了一个课堂环境,加强了多个社会和学术维度的学习,如归属感、自主性和课堂乐趣。

Paulmann, S., & Weinstein, N. (2023). Teachers’ motivational prosody: A pre-registered experimental test of children’s reactions to tone of voice used by teachers. British Journal of Educational Psychology, 93, 437–452. https://doi.org/10.1111/bjep.12567

4. 一起被激活的大脑连接在一起

人类的学习大部分是通过与其他人的互动进行的,但人们对这一过程如何反映在学生和教师的大脑中却知之甚少。

2021 年,寺田佑树(Youki Terada)与斯蒂芬·梅里尔(Stephen Merrill)报告称,随着学生在计算机科学课程中取得进展,学习材料留下了反映其他学生、教师和该领域专家大脑活动的神经指纹。

他们写道:“未能掌握材料的学生表现出异常的神经特征;他们正在漂流。” 但在后来的测试中表现良好的学生的大脑模式与其他表现最好的学生以及老师和专家的大脑模式非常一致。有趣的是,即使是抽象的概念——那些缺乏任何物理属性的概念——似乎也会在学生的头脑中引发类似的心理表征,证明了人类交流和知识共享背后的非凡的认知灵活性。 

2023 年的一项使用脑电图 (EEG) 的研究在很大程度上证实了这些发现。研究人员发现,同伴之间以及学生和老师之间更强的“大脑同步性”可以预测后续测试中更好的学业表现,无论是立即测试还是一周后的测试。 

总之,这些研究强调了学术专业知识和直接指导的重要性,但也暗示了同伴学习和社会性学习的潜移默化的力量。

Davidesco, I., Laurent, E., Valk, H., West, T., Milne, C., Poeppel, D., & Dikker, S. (2023). The Temporal Dynamics of Brain-to-Brain Synchrony Between Students and Teachers Predict Learning Outcomes. Psychological Science, 34(5), 633-643. https://doi.org/10.1177/09567976231163872

5. 总而言之,数学图画书很有效

常言道,一幅图画胜过千言万语。但是,看数学绘本真的能倍增学习效果吗? 

2023 年对 16 项研究进行的审查得出的结论是,像Are We There Yet, Daddy? 以及Sir Cumference and the Dragon of Pi 这样的数学书籍,提高了学生的数学参与度和态度;加强了孩子们对图表或物理模型等数学表征的掌握;并提高了点数到 20、理解位数和计算直径等任务的性能。

尤其是在幼儿时期,数学图画书创造了奇迹——一项研究发现,年轻学生“倾向于预测和猜测接下来会发生什么,从而提高参与度,激发理解问题的兴趣,以及寻找解决方案的好奇心”——但是就连中学生似乎也对数学朗读着迷。 

重要的是,数学图画书并不能取代程序流畅性或数学练习。

作者指出,通常情况下,教师将数学单元与图画书放在一起,引入数学概念“以便为[学生]即将到来的练习和活动做好准备”,或者在课程结束时用它们来复习材料。

Zhang, Q., Sun, J., & Yeung, W.-Y. (2023). Effects of using picture books in mathematics teaching and learning: A systematic literature review from 2000–2022. Review of Education, 11, e3383.https://doi.org/10.1002/rev3.3383

6. 提高学生写作水平,减少反馈(并将责任放在孩子身上)

学生写作很难取得进展。几个小时的仔细阅读,然后添加数十个有启发性的页边笔记,可能会占用老师整个周末的时间,但不能保证学生知道如何有效地利用反馈。事实上,一项新的研究表明,如果没有指导,修改往往是肤浅的——例如,学生可能会纠正拼写错误和语法错误,或者对一些想法进行粗略的调整,但也就仅限于此。

一个有前途且节省时间的替代方案是部署评价量规、提供指导文本和其他澄清性写作指南。

在这项研究中,高中生根据论文的清晰度、复杂性和彻底性进行评分,然后被分成几组来测试各种复习策略的有效性。查阅了阐述优秀论文要素的评分标准(例如清晰的中心论点、对主张的支持以及连贯的整体结构)的学生,他们的表现提高了半个等级(字母等级),而阅读导师文本的孩子的分数提高了三分之一个等级。

新的研究表明,评价量规和导师文本是可重复使用的,“提高教师对时间的有效利用”,并“增强自我反馈”,从而可以培养出更好、更自信的作家。

Lipnevich, A. A., Panadero, E., & Calistro, T. (2023). Unraveling the effects of rubrics and exemplars on student writing performance. Journal of Experimental Psychology: Applied, 29(1), 136–148. https://doi.org/10.1037/xap0000434

7. 关于青少年心理健康危机的新理论

数十年来,青少年心理健康问题不断增加,包括抑郁症、“持续的绝望感”和吸毒成瘾,家长、教师和医疗专业人士都在为这一令人担忧的现象而苦恼。 

根本原因仍然难以捉摸——手机和社交媒体是主要嫌疑人——但2023 年的一项庞大研究提供了另一种越来越受关注的解释:在仔细研究调查、数据集和文化文物后,研究人员推测主要原因是“为儿童和青少年提供玩耍、漫步和从事其他独立于成人直接监督和控制的活动的机会”“几十年来的大幅度减少”。 

对有关育儿的历史文章、书籍和建议专栏的学术评论描绘了一个幼儿“独自步行或骑自行车上学”的时代,并通过有意义的家务和工作为他们的“家庭福祉”和“社区生活”做出了贡献。如果这一切都让人觉得有点神秘,那么,过去 50 年收集的数据揭示了一种相关性:家长坦白承认,他们的孩子在户外独立玩耍的次数比他们少,而且步行、骑自行车或乘公共汽车上学,独自或被允许独自穿过繁忙的道路的孩子数量显著下降。

例如,在美国,政府调查显示1969 年 48% 的 K-8 学生步行上学,但到 2009 年只有 13%。 与此同时,冒险的游戏和无人监督的户外活动可能会“防止恐惧症的发展”,并“通过增加人们对自己能够有效处理紧急情况的信心来减少未来的焦虑”,但这些活动往往会受到人们的反对。 

最后一点至关重要,因为数十项研究表明,童年时期以及青春期的幸福感是由“自主性、能力和关联性”的内在感受驱动的——以及独立玩耍、有目的的工作以及在课堂和课堂上的重要角色。家庭是至关重要的早期实践形式。 

不管是什么原因,年幼的孩子似乎都能感觉到有些不对劲。

在 2017 年的一项研究中,幼儿园儿童在观看有趣活动的图像时,通常会看到其中包含成人游戏类别的图片,拒绝成年人在他们明确认为属于自己的领域中扮演的角色。

Youth Risk Behavior Survey: Data Summary & Trends Report 2009-2019. https://www.cdc.gov/healthyyouth/data/yrbs/pdf/YRBSDataSummaryTrendsReport2019-508.pdf

Decline in Independent Activity as a Cause of Decline in Children’s Mental Well-being: Summary of the Evidence – The Journal of Pediatrics.https://www.jpeds.com/article/S0022-3476(23)00111-7/fulltext

Shaw, B., Watson, B., Frauendienst, B., Redecker, A., Jones, T. with Hillman, M., 2013. Children’s independent mobility: a comparative study in England and Germany (1971‐2010), London: Policy Studies Institute.

Noreen C. McDonald, Austin L. Brown, Lauren M. Marchetti, Margo S. Pedroso, U.S. School Travel, 2009: An Assessment of Trends, American Journal of Preventive Medicine, Volume 41, Issue 2, 2011, Pages 146-151, ISSN 0749-3797, https://doi.org/10.1016/j.amepre.2011.04.006.

Natasha Goodhall & Cathy Atkinson (2019) How do children distinguish between ‘play’ and ‘work’? Conclusions from the literature, Early Child Development and Care, 189:10, 1695-1708, DOI: 10.1080/03004430.2017.1406484

8. 直接指导和探究式学习是相辅相成的

这是一场经常激烈但最终值得怀疑的辩论:教师应该采用直接指导,还是选择基于探究的学习? 

研究人员在2023 年的一项研究中解释说,直接教学的核心通常是“通过讲授和让教师发挥主导作用”来传达信息,该研究检查了支持这两种方法的证据。批评者通常只关注其消极品质,这是一种稻草人论点,忽视了记笔记、练习测验和课堂讨论等活动。

与此同时,探究式学习的反对者将其描述为混乱的,类似于让学生白费力气并要求他们自己发现物理定律——尽管它实际上可以解锁“深度学习过程,例如阐述、自我探索、解释和元认知策略,”

研究人员说。双方都歪曲了教师在课堂上的实际行为。研究人员指出,教学模式“通常在实践中结合起来”,而探究式学习通常得到直接指导的支持。例如,教师可能会通过回顾关键概念来开始课程,然后要求学生在不熟悉的环境中应用他们所学的内容。 

Ton de Jong, Ard W. Lazonder, Clark A. Chinn, Frank Fischer, Janice Gobert, Cindy E. Hmelo-Silver, Ken R. Koedinger, Joseph S. Krajcik, Eleni A. Kyza, Marcia C. Linn, Margus Pedaste, Katharina Scheiter, Zacharias C. Zacharia, Let’s talk evidence – The case for combining inquiry-based and direct instruction, Educational Research Review, Volume 39, 2023, 100536, ISSN 1747-938X,https://doi.org/10.1016/j.edurev.2023.100536.

9. 真正大规模的审查再次发现SEL 的价值 

在2011 年,研究人员约瑟夫·杜拉克 (Joseph Durlak) 的研究中重点关注了社会情感学习(SEL),得出的结论是, SEL 项目将学业成绩提高了 11 个百分点,令人印象深刻。
2023 年,他又回到了这个领域——与耶鲁大学领导的一个雄心勃勃的新团队合作,克里斯蒂娜·西普里亚诺(Christina Cipriano)教授也肩负着类似的使命。 

该组织刚刚发布了一项全面的荟萃分析,调查了涉及超过 50 万 K-12 学生的 424 项研究,仔细审查了学校的 SEL 项目和策略,如正念、人际交往能力、课堂管理和情商。结果:研究人员得出结论,参加此类项目的学生“学业成绩、学校氛围、学校运作、社交情感技能、态度以及亲社会和公民行为都有所改善”。 

有趣的是,SEL 仍然是初中和高中时期更好的文化和学生成绩的强大推动力,这提醒我们,建立关系、教授同理心以及让学校具有包容性和欢迎性是没有界限的。 

虽然政治家们继续在这个话题上引发争议,但实际上,只要 SEL 与更好的学术成果相关,它就得到了广泛的支持。

Thomas B. Fordham Institute 2021 年的一项调查显示,家长对标有“社会情感学习”标签的课堂教学反应消极,但当添加一个名为“社会情感和学术学习”(social-emotional & academic learning)的条款时,家长们则持积极态度,称其为“社会情感和学术学习”,扭转了局势,确保了安全。

Durlak, J.A., Weissberg, R.P., Dymnicki, A.B., Taylor, R.D. and Schellinger, K.B. (2011), The Impact of Enhancing Students’ Social and Emotional Learning: A Meta-Analysis of School-Based Universal Interventions. Child Development, 82: 405-432. https://doi.org/10.1111/j.1467-8624.2010.01564.x

Cipriano, C., Strambler, M. J., Naples, L. H., Ha, C., Kirk, M., Wood, M., Sehgal, K., Zieher, A. K., Eveleigh, A., McCarthy, M., Funaro, M., Ponnock, A., Chow, J. C., & Durlak, J. (2023). The state of evidence for social and emotional learning: A contemporary meta-analysis of universal school-based SEL interventions. Child Development, 94, 1181–1204. https://doi.org/10.1111/cdev.13968https://sel.fordhaminstitute.org/

10. 阅读教学中超越“寻找主题思想”的更多证据

在美国,在基于技能的方法和基于知识的方法之间,阅读理解教学摇摆不定。在全球其他许多地方,何尝不是这样呢?!2019 年,事情似乎达到了紧要关头:虽然阅读课程继续强调“找到主题思想”或“做出推论”等可转移技能,但是,作者 Natalie Wexler 发表了《知识差距》(The Knowledge Gap),这是对基于技能的方法的有影响力的推翻,Thomas B. Fordham Institute 在2020 年的一项大型研究也支持这一观点,指出“让孩子接触丰富的公民、历史和法律内容”,比基于技能的方法更有效地教授阅读。 

现在,两项新的高质量研究似乎为数十年来将背景知识推向阅读教学前沿的努力画上了句号。 

在哈佛大学的一项研究中,3,000 名小学生参加了为期一年的扫盲计划,重点关注社会研究和科学的“知识丰富”领域,例如,探索研究过去事件的方法,或研究动物如何进化以在不同的栖息地生存。与正常课堂上的学生相比,“知识型”读者的一般阅读理解得分高出 18%。研究人员解释说,背景知识就像一个脚手架,帮助学生“将新学习与一般模式联系起来,并将他们的知识转移到相关主题。” 

在另一项研究中,包括领先专家 David Grissmer、Daniel Willingham 和 Chris Hulleman 在内的一组研究人员研究了“核心知识”计划对科罗拉多州九所特许学校从幼儿园到六年级的 2,310 名学生的影响。研究人员计算,这种方法将阅读成绩提高了 16 个百分点,如果在全国范围内实施,美国学生在国际阅读测试中的排名可能会从第 15 位跃升到第 5 位。 

钟摆正在摆动,但研究人员警告不要过分夸大和过度解读:他们澄清说,“发展和学习中似乎存在两个独立但互补的认知过程:‘技能建设’和‘知识积累’”。

培养熟练的读者,两者都需要。

Is it Time to Drop ‘Finding the Main Idea’ and Teach Reading in a New Way? https://www.edutopia.org/article/it-time-drop-finding-main-idea-and-teach-reading-new-way/

Kim, J. S., Burkhauser, M. A., Relyea, J. E., Gilbert, J. B., Scherer, E., Fitzgerald, J., Mosher, D., & McIntyre, J. (2023). A longitudinal randomized trial of a sustained content literacy intervention from first to second grade: Transfer effects on students’ reading comprehension. Journal of Educational Psychology, 115(1), 73–98. https://doi.org/10.1037/edu0000751

Grissmer, David, Thomas White, Richard Buddin, Mark Berends, Daniel Willingham, Jamie DeCoster, Chelsea Duran, Chris Hulleman, William Murrah, and Tanya Evans. (2023). A Kindergarten Lottery Evaluation of Core Knowledge Charter Schools: Should Building General Knowledge Have a Central Role in Educational and Social Science Research and Policy?. (EdWorkingPaper: 23-755). Retrieved from Annenberg Institute at Brown University: https://doi.org/10.26300/nsbq-hb21

Photo by Walls.io on Unsplash​