教室 5 14

人类拥有惊人的学习、适应和发展能力,涵盖科技、音乐以及阅读、写作、数学、科学和第二语言等各个领域。然而,了解人类在学术课程中的学习方式尤为重要,因为这是人类独有的特征,可用于改进教育。

新技术彻底改变了我们进行学术学习的方式,并提供了前所未有的海量数据。研究人员利用这些数据,开发了技能习得的认知和统计模型,以了解不同学习者之间的异同。这项研究的成果已发表在最近的一项研究中,该研究深入探讨了学生需要多少练习才能达到精通水平、学生初始表现的差异程度,以及最令人惊讶的是,学生的学习速度竟然如此相似。

LearnLab 的目标和方法

LearnLab是一个旨在识别学术课程中学习的心理单元的组织,它利用这些见解,通过嵌入课程的随机对照实验来设计和验证改进的教学方法,并构建学习者模型,揭示不同学习者之间的显著异同。为了实现这一目标,研究人员开发了学生在学术课程中习得的心理单元的认知模型,并以此为基础重新设计了课程单元。随机分配的实地实验对比了学生对重新设计课程(实验组)和原始课程(对照组)的使用情况,结果表明,重新设计后的课程单元学习效果更佳。

认知模型用于将学习分解为离散单元或知识成分,由此产生的预测结果可用于在不同情境和不同时间点,通过学生表现数据进行检验。对多个数据集的研究支持了这一知识成分假设。

本研究的主要研究问题是:学生需要多少次练习机会才能达到80%正确率的掌握水平?学生的初始表现差异有多大?以及他们的学习速度差异有多大?研究采用统计增长模型和认知技能习得模型,对学生在评估特定技能组成部分的任务组上的表现数据进行建模,并针对学生的错误提供后续指导。


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研究人员将他们的模型应用于27个数据集,这些数据集包含1.3万条观测数据,记录了从小学到大学数学、科学和语言课程中学生与在线练习系统的互动情况。这些数据集由学生在自然的学术课程情境中使用教育技术生成,课程包含常见的教学形式,例如讲座和指定阅读材料,这些教学形式通常先于学生在教育技术中进行练习。

研究人员发现,尽管有讲课和阅读等预先提供的口头指导,学生的初始练习表现仍然一般,正确率约为65%。即使在同一门课程中,学生的初始表现也存在显著差异:后半部分学生的正确率约为55%,而前半部分学生的正确率则高达75%。

最令人惊讶的发现是,学生们的学习速度估计值惊人地相似,通常每次学习机会的准确率都会提高约0.1个对数倍数或2.5%。这一发现挑战了现有的学习理论,使其无法解释学生初始表现的显著差异与学习速度惊人规律性之间这种奇特的组合。

然而,研究人员发现,不同学生掌握典型知识点所需的学习机会存在显著差异。这表明,学生学习差异更多地源于学习机会的差异,而非学生自身学习速度的差异。

这项研究的发现挑战了现有的学习理论,这些理论无法解释学生学习速度为何在初始成绩差异显著的情况下仍表现出惊人的规律性。研究还强调了学习机会在学术环境中的重要性,因为学生需要大量的练习才能达到精通水平。学生学习速度的规律性表明,学生成绩的差异更有可能是由于学习机会的差异,而非学习能力的固有差异。这对于教育具有重要意义,强调了高质量教学和个性化学习机会的必要性,以确保所有学生都有机会获得成功。

学习机会的重要性

这项研究对现有的学习理论提出了严峻的挑战。练习和重复是学习过程中不可或缺的组成部分。学生需要大量的练习才能达到精通的水平。然而,学生学习速度惊人的规律性表明,学生成绩的差异并非源于学习能力的固有差异,而更可能是由于学习机会的差异造成的。

这对教育有着重要的意义。如果我们能够为所有学生提供同等质量和数量的学习机会,就能缩小目前存在的学业差距。这意味着要确保所有学生都能获得高质量的教学和教育技术,这些技术能够提供反馈并支持他们的学习。这也意味着要为需要额外帮助或支持的学生提供额外的资源。

这项研究也强调了个性化学习的重要性。提供个性化反馈和指导的教育技术可以帮助确保所有学生获得成功所需的学习机会。通过根据学生的个体需求定制教学,我们可以帮助确保每个学生都有机会充分发挥他们的潜力。

这项研究为学习过程提供了重要的见解。它表明,大量的练习和重复对于学习过程至关重要。然而,学生成绩的差异更有可能是由于学习机会的差异,而非学习能力的固有差异。这具有重要的教育意义,凸显了高质量教学和个性化学习机会的必要性,以确保所有学生都能充分发挥自身潜力。

在我们不断探索学习科学的过程中,务必牢记每个学生都是独一无二的。通过了解每个学生的个体需求,并为他们提供所需的学习机会,我们可以帮助确保每个学生都有机会获得成功。这不仅对学生未来的成功至关重要,也对我们整个社会的繁荣发展意义重大。通过投资教育,让每个学生都有机会充分发挥自身潜力,我们可以为所有人创造一个更加美好的未来。

你可以阅读原始研究 点击此处。

关于作者

詹宁斯罗伯特·詹宁斯 罗伯特·罗素是InnerSelf.com的联合出版人,该平台致力于赋能个人,并促进一个更加紧密联系、更加公平的世界。作为美国海军陆战队和美国陆军的退伍军人,罗伯特拥有丰富的人生阅历,从房地产和建筑行业到与妻子玛丽·T·罗素共同创建InnerSelf.com,他将这些经历融入到对生活挑战的务实而深刻的思考中。InnerSelf.com创立于1996年,旨在分享真知灼见,帮助人们为自己和地球做出明智而有意义的选择。30多年来,InnerSelf始终致力于启发人们的思考,赋予他们力量。

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