劉威童 喬偉峰

（清華大學 教育研究院，北京 100084）

引言

在過去的十年里，在線學習已經(jīng)成為教育體系的重要組成部分。通過突破時空限制，在線學習為社會公眾提供了高質(zhì)量的教育資源，不僅得到了眾多學習者的青睞和教育實踐者的廣泛應用，而且為教育資源均等化提供了前所未有的機會[1][2]。2019年底爆發(fā)的新冠肺炎疫情，推動了基于互聯(lián)網(wǎng)的同步在線教育快速發(fā)展，使在線教學更廣泛地融入大學教學體系，并對塑造高等教育的新形態(tài)產(chǎn)生了深遠影響。

在線同步學習通常被視為師生“面對面”實時互動的在線學習模式[3]。在線同步學習效果如何改善，將成為后疫情時代大學教學質(zhì)量保障方面亟待解決的問題。以往的國內(nèi)外研究多關(guān)注在線異步學習或混合式學習，而針對在線同步學習的系統(tǒng)性探究相對較少[4]?；诖耍狙芯恳暂斎搿^程—結(jié)果（Input-Process-Outcome，IPO）框架為基礎，構(gòu)建了分析在線同步學習效果影響機制的結(jié)構(gòu)方程模型，并基于文獻研究和問卷調(diào)查，重點回答以下問題：①在線同步學習中，學生的學習效果主要受哪些因素的影響？②這些因素是如何影響學習效果的？

一 在線同步學習效果影響機制的IPO框架

IPO框架泛指那些通過一定的過程（Process），將輸入（Input）轉(zhuǎn)化為結(jié)果（Outcome）的運行體系。由于IPO框架的突出特點是結(jié)果導向，與教學管理中的成果導向教育（Outcome-Based Education，OBE）理念取向一致，因此IPO框架亦被研究者應用于教育場景中。例如，Garris等[5]提出了游戲式教學的IPO模型，詳細闡述了學習者學習過程的運作模式：輸入是指教材內(nèi)容與游戲特性，過程是指學習者評判、行為及反饋，結(jié)果即為學習效果；雖然游戲式教學與在線同步學習的學習形式存在差異，但就學習的本質(zhì)而言，兩者具有相似性，即在外部環(huán)境支持下通過學習共同體的交流互動以實現(xiàn)學習效果的過程。IPO框架將學習的“輸入”、“過程”和“效果”進行線性關(guān)聯(lián)，在回應“教學和學習”問題時具有一定的解釋力，有助于更好地探索學習效果的影響機制[6][7]。

在參考以往研究成果的基礎上，本研究提出了在線同步學習情境中的IPO框架，用來探索學習效果的影響機制。

1 輸入層：外部學習環(huán)境和自主學習能力構(gòu)成在線同步學習的輸入要素

在線同步學習既受外部環(huán)境因素也受內(nèi)部學生個體因素的影響：一方面，在線同步學習主要基于視頻會議系統(tǒng)或其它支持實時教學的工具，因而技術(shù)設備、網(wǎng)絡條件等成為必備的外部學習環(huán)境，其通暢性是在線同步學習順利開展的前提。另一方面，學習者的自主學習能力對在線同步學習也有重要影響。自主學習是指學習者自己確定學習目標，并對目標與情境引導和約束下的個體認知、動機、行為進行監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制的過程。有研究認為，自主學習能力強的學習者更能在學習環(huán)境中調(diào)節(jié)和監(jiān)控他們的學習過程[8][9]。在以技術(shù)為支撐的在線同步學習中，學習者的社會臨場感被極大地削減，學習界面更有誘惑力，同時學習者也更容易分散注意力，故自主學習能力發(fā)揮的作用也更為重要了[10][11]。

2 過程層：學習交互行為是在線同步學習的核心過程

社會認知理論認為，個人、行為和環(huán)境是相互影響的[12]。建構(gòu)主義學習觀強調(diào)，“學習是通過對某種社會文化的參與而內(nèi)化相關(guān)知識和技能、掌握有關(guān)工具的過程，這一過程常常需要通過一個學習共同體的合作互動來完成”[13]，而教師、同伴等共同構(gòu)成了這個學習共同體。當學習者與其探索的信息發(fā)生聯(lián)結(jié)或基于學習共同體與其他學習者發(fā)生聯(lián)結(jié)時，學習者的學習過程會更為有效，同時學習共同體會促進學習者開展高階學習。學習共同體之間發(fā)生的學習交互行為是學習的核心過程，不論是在傳統(tǒng)學習環(huán)境、在線學習環(huán)境還是在線同步學習環(huán)境中，學習交互行為都會顯著影響學習質(zhì)量，如學業(yè)成績、滿意度等[14][15]。本研究參考Moore[16]提出的交互分類，即學習交互行為可分為學生與知識內(nèi)容的交互、學生之間的交互、學生與教師的交互，該分類在遠程教育、在線教育領(lǐng)域有較強解釋力。

3 結(jié)果層：“知識—能力—態(tài)度”學習效果評價作為結(jié)果

學習效果評價對診斷課程質(zhì)量、優(yōu)化教學策略、促進教學改進具有重要作用。大學的學習效果評價采用哪些維度，與教學理念有密切關(guān)系。例如，清華大學確立了價值塑造、能力培養(yǎng)、知識傳授“三位一體”的教育理念[17]，此理念可轉(zhuǎn)化為學習效果評價的維度，不僅適用于傳統(tǒng)課堂，也適用于在線課堂。結(jié)合前期研究成果，本研究從學習效果層面對“三位一體”的育人理念進行了操作性定義：知識傳授包括低階認知和高階認知的建構(gòu)水平，能力培養(yǎng)側(cè)重解決問題能力和批判性思考能力等，價值塑造主要考察學生對價值觀相關(guān)問題的態(tài)度，例如世界觀、價值觀和學術(shù)觀。

二 研究設計

1 假設模型

本研究將IPO框架與在線同步學習情境相結(jié)合，構(gòu)建了基于IPO框架的在線同步學習影響機制假設模型（下文簡稱“假設模型”），如圖1所示。其中，技術(shù)設備、網(wǎng)絡條件等構(gòu)成了在線同步學習的外部學習環(huán)境，這是順利開展在線同步學習、進行在線互動之不可或缺的條件，對在線同步學習的過程和結(jié)果都會產(chǎn)生影響?；诖耍狙芯刻岢黾僭OH1：外部學習環(huán)境對交互行為有顯著正向影響；假設H2：外部學習環(huán)境對學習效果有顯著正向影響?？紤]到自主學習能力對在線同步學習效果的總效應顯著，且主要體現(xiàn)為以交互體驗為中介的間接效應[18]，而較高的自主學習能力通常意味著更積極的交互行為和更好的學習效果。因此，本研究提出假設H3：自主學習能力對交互行為有顯著正向影響；假設H4：自主學習能力對學習效果有顯著正向影響。

圖1 在線同步學習效果影響機制的假設模型

此外，交互行為對于學習和建構(gòu)新知具有重要的意義。交互行為可以促進學習者的認知投入，也是促進實現(xiàn)教學目標、達成教學效果的重要手段[19]?；诖?，本研究提出假設H5：交互行為對學習效果有顯著正向影響。

2 調(diào)查工具

為探索在線同步學習效果的影響機制，課題組研制了“疫情防控期間清華大學學生在線學習調(diào)查問卷”。本研究主要從外部學習環(huán)境、自主學習能力、交互行為和學習效果等四個維度對問卷中的29個題項進行分析，其中的外部學習環(huán)境維度主要考察學生對技術(shù)設備和網(wǎng)絡條件的體驗，另外三個維度采用李克特五點量表計分法，通過問卷自評的形式考察。經(jīng)計算，問卷中各維度的可信度Cronbach’s α值介于0.711～0.901之間，有效度KMO值介于0.736～0.903之間，說明調(diào)查問卷的信效度比較可靠，如表1所示。[25]

表1 在線學習調(diào)查工具

本研究采用分層隨機抽樣的方法，從參加清華大學2019～2020學年春季學期課程的學生（大一至大四、碩一、博一）中隨機抽取一半的樣本發(fā)放調(diào)查問卷，樣本數(shù)據(jù)包括6375名本科生、2136名碩士生和1309名博士生。問卷發(fā)放平臺為“荷塘雨課堂”，同時提供中、英文兩個版本。經(jīng)過一周的問卷數(shù)據(jù)收集，本研究共收到6080份有效問卷，其中本科生、碩士生和博士生的有效問卷分別占比60.89%、19.44%和17.37%2注：年級選項為空的問卷數(shù)量占2.30%。。

本研究采用SPSS 22.0軟件和AMOS 20.0軟件，計算每個變量的標準化數(shù)據(jù)。其中，輸入層的外部學習環(huán)境和自主學習能力為自變量，過程層的交互行為為中介變量，結(jié)果層的學習效果為因變量。之后，本研究采用結(jié)構(gòu)方程模型（Structural Equation Modeling，SEM）對問卷數(shù)據(jù)進行分析，驗證研究假設、修正模型、計算效應值。

三 研究結(jié)果

1 假設模型檢驗

結(jié)構(gòu)方程模型檢驗關(guān)注參數(shù)檢驗和擬合度兩個方面的指標：①參數(shù)檢驗是估計參數(shù)的顯著性檢驗，本研究主要考慮臨界比率C.R.值是否大于2和p值是否小于0.05；②擬合度是模型的擬合程度，本研究主要參考卡方自由度比（CMIN/DF）、擬合優(yōu)度指數(shù)（GFI）、均方根殘差（RMR）、近似誤差均方根（RMSEA）、規(guī)準擬合指數(shù)（NFI）和比較擬合指數(shù)（CFI）等指標。

基于調(diào)查問卷分析，本研究發(fā)現(xiàn)參數(shù)檢驗C.R.值和p值在假設模型的五條路徑中只有外部學習環(huán)境對學習效果的直接影響作用不顯著，這與被調(diào)查者的技術(shù)設備和網(wǎng)絡條件得到了保障的實際情況相符，故刪除該路徑。之后，本研究基于修正指數(shù)連線交互行為和學習效果的殘差對模型進行檢驗，結(jié)果顯示修正后的參數(shù)檢驗值均符合標準。假設模型修正前后的參數(shù)檢驗值如表2所示。

表2 假設模型修正前后的參數(shù)檢驗值

對修正后在線同步學習效果影響機制的結(jié)構(gòu)方程模型（下簡稱“修正后模型”）的擬合檢驗值與擬合標準值進行對比，可得到修正后模型的擬合程度。數(shù)據(jù)分析表明，除CMIN/DF外，GFI、RMR、RMSEA、NFI、CFI等指標的檢驗值均滿足評價標準，說明修正后模型具有較好的擬合度。而CMIN/DF值相對較高的原因，主要在于卡方值檢驗最適用的樣本數(shù)為100～200，而本研究的樣本量超過6000。因此考慮到樣本量，本研究中修正后模型擬合度的檢驗重點參考GFI、RMR、RMSEA、NFI、CFI等五項指標[26]，如表3所示。

表3 修正后模型的擬合檢驗值

2 影響效應分析

修正后模型如圖2所示，該模型形象地展示了在線同步學習中輸入層（外部學習環(huán)境、自主學習能力）、過程層（交互行為）和結(jié)果層（學習效果）之間的影響關(guān)系。

圖2 修正后模型的路徑圖

路徑系數(shù)可以衡量各維度影響在線學習效果的效應值，具體包括標準直接效應值、標準間接效應值和標準總效應值。修正后模型的效應值如表4所示，數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明：

表4 修正后模型的效應值

①外部學習環(huán)境對交互行為有直接的正向影響，標準直接效應值為0.052；通過交互行為的中介作用，外部學習環(huán)境對學習效果產(chǎn)生了間接的正向影響，標準間接效應值為0.046。

②自主學習能力對交互行為、學習效果均有直接的正向影響，標準直接效應值分別為0.416、0.042，可見自主學習能力主要影響交互行為；而通過交互行為的中介作用，自主學習能力對學習效果產(chǎn)生了間接的正向影響，標準間接效應值為0.372。

③交互行為除了發(fā)揮著重要的中介作用，還對學習效果有直接的正向影響，標準直接效應值為0.894。

總的來說，輸入層的外部學習環(huán)境和自主學習能力兩個維度通過交互行為的中介作用，對學習效果產(chǎn)生了正向影響。而從標準總效應值來看，各維度對學習效果的影響從強到弱依次為交互行為、自主學習能力、外部學習環(huán)境，可見交互行為是在線同步學習的關(guān)鍵影響因素。

四 結(jié)論與討論

本研究通過實證研究，探討了在線同步學習效果的影響機制，所得結(jié)論主要如下：

1 輸入層的自主學習能力發(fā)揮重要作用

以往的研究主要是基于在線異步學習情境的討論，本研究將自主學習能力作為輸入層的重要內(nèi)在因素來考察，進一步探索了在線同步學習中自主學習能力對學習效果的影響。已有研究證實了在線學習情境中自主能力和自我監(jiān)控會發(fā)揮更大、更重要的作用，并認為許多學生的自主學習能力較低是由于在線教育面臨巨大挑戰(zhàn)[27]。在本研究的在線同步學習效果影響機制中，輸入層的外部學習環(huán)境雖然對學習效果有正向影響，但是效應值相對較小。相較于外部學習環(huán)境這一外在因素，自主學習能力這一內(nèi)在因素對在線學習交互行為有更大的積極影響。結(jié)果表明，自主學習能力高的學生，在線交互更加積極、更為投入，其學習效果也更好。

2 過程層的交互行為發(fā)揮關(guān)鍵的中介作用

本研究中的過程層包括學生與內(nèi)容互動、生生互動、師生互動三種交互行為。一般認為，在線學習社群中，交互行為是學習過程和學習體驗的核心，也是學生取得良好學習成就的關(guān)鍵。因此，研究者都比較關(guān)注交互行為對學習效果的影響。有研究發(fā)現(xiàn)，三種交互行為與學習成就正相關(guān)，交互有助于知識建構(gòu)、能力提升，也為師生提供了互聯(lián)和價值分享的平臺[28]，而這些交互行為是影響學習體驗和滿意度的積極因素[29]。

本研究發(fā)現(xiàn)，過程層的交互行為不僅直接影響學習效果，還在學習過程中承擔了重要的中介作用。從在線同步學習結(jié)構(gòu)方程模型的路徑系數(shù)可以看出，交互行為傳遞了自主學習能力和外部學習環(huán)境對學習效果的影響。據(jù)此，在線同步學習效果的影響機制可以解釋為：無論學生的自主學習能力如何，也無論外部學習環(huán)境如何，都是學習發(fā)生的必要條件，但不是充分條件——這些因素經(jīng)由學習過程的轉(zhuǎn)化，才能對學習效果產(chǎn)生影響。在這種傳遞和轉(zhuǎn)化的過程中，良好的技術(shù)設備、網(wǎng)絡條件等僅為學生提供知識學習和交流互動的基礎條件，而自主學習能力能夠動態(tài)調(diào)節(jié)在線學習過程（調(diào)節(jié)方式包括是否積極地開展小組討論以促進知識理解、遇到困惑是否主動向教師尋求幫助等[30]），有助于學生監(jiān)控、反思自己的學習行為。在線同步學習的外部學習環(huán)境和自主學習能力作為輸入因素，要想更好地發(fā)揮作用，必須與過程層的交互行為這一中介因素進行有效整合。

3 結(jié)果層學習效果的動態(tài)改進機制

結(jié)合上述兩點結(jié)論，本研究認為：結(jié)果層的學習效果存在一種動態(tài)調(diào)節(jié)機制，在具體的在線教學實踐中，可通過改善輸入層、過程層、結(jié)果層的有效連接關(guān)系，實現(xiàn)學習效果的提升。

①輸入層的內(nèi)外因素在在線同步學習情境中扮演著不同角色。外部學習環(huán)境是順利開展在線教學的前提，是開展在線教學的第一道數(shù)字鴻溝（網(wǎng)絡接入溝）[31]。當這道鴻溝被跨越后，外在因素就不再是影響學習效果的核心因素了。對多數(shù)學生來說，由于學校已經(jīng)提供了軟硬件設施保障，故以自主學習能力為代表的內(nèi)在因素就占據(jù)了主導地位。這啟示我們：在線同步學習輸入層的關(guān)注重點，可以根據(jù)學生的實際狀態(tài)進行靈活調(diào)整。此外，開展在線課程時，教師需要在提升學生專注度、時間有效管理等方面給予更多的支持和指導。除了任課教師，學校還可以通過學生學習發(fā)展中心、心理發(fā)展中心等機構(gòu)，為學生提供診斷和提升自主學習能力的課程或培訓，并從學生長遠發(fā)展的角度培養(yǎng)元認知、時間管理和自我監(jiān)督等能力，這不僅有利于提升在線學習效果，對于終身學習也大有助益。

②過程層的交互行為意味著信息交換、知識建構(gòu)和情感交流的過程。交互行為感知良好的學生，在學習過程中傾向于更高的認知投入、行為投入和情感投入。因此，教師可以通過設計多樣的教學環(huán)節(jié)，掌控教學進度和節(jié)奏，促進學生的認知參與，提升合作學習和同輩學習的頻率與互惠度。此類交互教學“腳手架”的搭建，既是改進在線同步教學的直接途徑[32]，也是在線同步教學有別于在線異步教學的關(guān)鍵所在。

③要重視建立學習環(huán)境、自主學習能力與交互行為的連接關(guān)系。也就是說，要在教學過程中重視將輸入層的內(nèi)外因素及時接入到過程層的交互行為中。一旦外部學習環(huán)境獲得改善，就將關(guān)注點向交互行為遷移，使得外部學習環(huán)境的營造更有利于交互。此外，不應依靠學生的自主學習能力來保障學習效果，而要借助更多的、經(jīng)過了系統(tǒng)性設計的教學環(huán)節(jié)，來調(diào)動全體學生的學習參與積極性——這種調(diào)動不僅針對那些自主學習能力欠缺的學生，也針對那些自主學習能力較強的學生。

本研究的結(jié)構(gòu)方程模型全面地考察了在線同步學習中輸入層（外部學習環(huán)境和自主學習能力）、過程層（交互行為）影響學習效果的作用機制，并且揭示了過程層（交互行為）的中介作用。后續(xù)研究可以對這種作用機制進行群組對比分析，如進行不同年級、不同學科、不同性別的對比分析，以進一步探究不同群組之間學習效果作用機制的共性和差異，進而更有針對性地開展教學設計、優(yōu)化教學策略，提升在線同步學習的效果。