师生互动中组块化反馈促进长时学习迁移：行为和近红外超扫描研究.pdf

心理学报 2024,Vol.56,No.5,555576 2024中国心理学会 Acta Psychologica Sinica https:/doi.org/10.3724/SP.J.1041.2024.00555 收稿日期:2023-09-04*教育部人文社会科学研究青年项目(23YJC190043);浙江省省属高校基本科研业务费专项资金(SJWZ2024016);宁波大学教研项目(JYXM2024037)。通信作者:朱怡,E-mail:;胡谊,E-mail: 555 师生互动中组块化反馈促进长时学习迁移：行为和近红外超扫描研究*朱 怡1 胡 谊2(1宁波大学心理学系暨研究所,浙江 宁波 315211)(2华东师范大学心理与认知科学学院,上海 200062)摘 要 精细内容反馈促进深层次的学习,如迁移。但在师生互动中反馈的呈现方式如何影响长时学习迁移及其人际神经基础尚不清楚。本研究采用面对面的师生问答反馈任务,通过两个双人实验(行为学、近红外超扫描),探究反馈的组块化呈现对学习迁移的长时促进作用、认知过程及其人际神经基础。结果发现,组块化反馈促进低知识基础学生的长时迁移。组块化错误修正在反馈呈现方式和长时迁移之间起中介作用。提供与接收组块化反馈过程中,师、生在额、顶叶出现更大的脑间同步,且额叶的脑间同步预测长时迁移与组块化错误修正。上述结果从人际视角为课堂中真实发生的教学反馈的认知神经基础提供新的理解,也为提高教学反馈效果和效率提供一些实践启示。关键词 反馈,组块化,长时迁移,师生互动,近红外超扫描,脑间同步 分类号 B845;B849:G44 1 引言 教学离不开师生互动,它是发生在教师和学生之间的交互作用和相互影响(Watanabe,2013)。教学反馈是真实课堂中师生互动的一种典型方式,常由教师向学生提供关于当前表现与目标之间差距的信息,它能有效推动学生的态度与行为发展、知识与技能习得(Hattie&Timperley,2007)。知识习得可以表现为对知识的再认和迁移,后者是建立在前者基础之上的一种更深层次的学习,涉及在一种情境中获得的知识和理解在另一情境中的运用;学习迁移常作为教学目标在教学活动中广泛存在,与学生新情境问题解决能力密切相关(Prenzel&Mandl,1993)。已有研究表明,精细内容反馈促进学习迁移,比如在提供正确答案的基础上额外附加原因解释或举例说明,可以加深学习者的知识理解并促进知识在新情境中的运用(Butler et al.,2013;Finn et al.,2018;Zhu et al.,2022)。那么,在真实的师生互动中,若不改变反馈的内容,而是改变反馈的呈现方式,比如按关联进行组块化(Chunking),会如何影响学习迁移呢？除了即时的学习增益,组块化的反馈能否带来迁移的长时增益呢？教学反馈是一个双向过程,涉及教师与学生通过连续互动进行知识的动态传递,为揭示上述动态、连续、双向的教学过程中涉及的认知神经过程,研究有必要超越静态的学习材料、间断的学习过程以及基于单人的无或伪互动范式,从人际视角切入对互动双方的大脑信号进行同时的采集与分析(Tan et al.,2023)。1.1 反馈呈现方式对学习的影响 前人研究指出,保持信息内容不变,仅改变信息的呈现方式也会影响信息加工。例如,将记忆材料按组块化呈现可以促进短时和长时记忆(Gobet et al.,2001)。组块是一种元素的集合,一个组块内的元素彼此之间存在较强的关联,但与其他组块内556 心 理 学 报 第56卷 的元素关联较弱(Chase&Simon,1973)。在教与学领域,通过强调学习内容之间的关联可以帮助学习者在结构不良领域获得高级知识并促进新情境问题的解决(Spiro et al.,1991),将复杂的动作序列按组块化呈现可以改变学习者的回忆策略并促进迁移(Cohen&Sekuler,2010),将反馈信息按积极或消极分组呈现时,会影响内隐知觉类别学习(Smith et al.,2014)。值得注意的是,将反馈信息按组块化呈现时,很可能同时导致反馈时间点的改变,带来反馈延迟(Smith et al.,2014)。前人有关反馈时机影响学习的研究并未得到完全一致的结果。一部分研究者认为及时反馈能更有效地避免错误被编码进记忆中,进而 提 高语 言、程 序性 知识 和 动作 技能 的 学习(Anderson et al.,2001)。而另一部分研究者则支持延时反馈可以减少前摄干扰,从而更有利于遗忘早先的错误并加工后续纠正性的信息(Kulhavy&Anderson,1972)。后续研究发现,延时反馈对学习的促进作用在长时间间隔(如7天后)的测验上才得以表现,包括再认、回忆和迁移(Butler et al.,2007;Mullet et al.,2014;Smith&Kimball,2010)。1.2 反馈促进学习的认知神经基础 关于反馈促进学习的可能认知机制,主要包括以下两种。第一,根据认知主义学习理论,研究者认为反馈的主要作用是修正错误,且具体、有针对性或信息丰富的反馈不仅能修正知识性错误,也可以帮助调整学习策略的使用错误(Bangert-Drowns et al.,1991;Kulhavy&Stock,1989;Narciss&Huth,2004)。第二,根据元认知主义学习理论,研究者认为反馈通过有效地标识学生当前水平与目标之间的差距,促使学生自主地投入更多的认知努力去缩小差距,进而提升学习表现(Nicol&McFarlane-Dick,2006;Sadler,1989)。当反馈提供的信息对当前表现与目标之间的差距标识地越是具体、临近或具有适当的挑战水平,更能激发学习投入与认知努力(Krijgsman et al.,2019;Song&Keller,2001)。前人研究发现反馈接收者在加工反馈信息时,大脑的额、顶区域活动增加,主要包括前扣带回皮质(anterior cingulate cortex,ACC)、背外侧前额叶皮质(dorsolateral prefrontal cortex,DLPFC)以及顶叶。ACC主要负责反馈的基础功能,如错误检测和期望违反(Cavanagh et al.,2012;Luft et al.,2013;Mars et al.,2005),而DLPFC和顶上小叶参与更为复杂的反馈加工过程,如错误修正和表现调整(Crone et al.,2008;van Duijvenvoorde et al.,2008;Zanolie et al.,2008)。研究还发现,额、顶区域的活动可以预测基于反馈的学习表现,包括配对联想记忆(Arbel et al.,2013)、动作学习效率(van der Helden et al.,2010)以及阅读和数学表现(Peters et al.,2017)等。反馈加工除了激活信息接收者的大脑,也激活信息提供者的大脑。例如,当老师提供正误判断反馈并监控学生(假被试)的联想学习表现时,老师的ACC活动与学生的错误预期相关,老师的脑岛和腹内侧前额叶的活动与学生的价值预期相关(Apps et al.,2015)。因此,为了深入了解教学反馈的呈现方式影响学习的认知神经过程,同时探究真实师生互动过程中双方的大脑活动显得尤为必要,但目前这方面的研究尚显不足。1.3 师生互动教学的人际神经基础 近年来,有关社会互动神经机制的研究视角从第三人称转向了第二人称。这类研究遵循的底层逻辑认为,以第二人称真实参与的社会互动所涉及的神经活动,本质上不同于个体从第三人称视角观察社 会 性 刺 激 引 发 的 神 经 反 应(Schilbach et al.,2013)。基 于 多 脑 同 时 扫 描 技 术(即,超 扫 描Hyperscanning)对两个或多个个体在任务过程中的大脑活动进行同时记录,为揭示真实社会互动的神经基础提供了可能(Redcay&Schilbach,2019)。研究表明,脑间同步(brain-to-brain synchrony)支持成功的人际交流,很可能是社会互动的人际神经基础(Hasson et al.,2012;Jiang et al.,2012)。虽然脑间同步的认知意义仍存在一定争议,但研究较为一致地指出脑间同步是互动参与者在行为、情绪和认知层面达成一致的关键机制,涉及行为对齐、情绪共情、社会遵从、语言理解和人际联结等,反映复杂社会互动中的动态认知神经机制(Kelsen et al.,2022;Shamay-Tsoory et al.,2019;Tan et al.,2023)。教学作为社会互动的一种方式,通常涉及师、生基于互动传递并接收动态连续的信息。单脑指标一般反映单个主体对信息的加工过程,对揭示师生互动教学的神经基础的效力有限(Tan et al.,2023),而结合超扫描技术的研究发现师生脑间同步指示有效的教与学(Bevilacqua et al.,2019;Holper et al.,2013;Nguyen et al.,2022)。由于功能磁共振的时间分辨率和扫描空间对任务类型的限制,目前较少应用于真实教学互动研究进行同时的数据采集。脑电和近红外成像(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)更容易实现在师生互动过程中对双方的大第5期 朱 怡 等:师生互动中组块化反馈促进长时学习迁移：行为和近红外超扫描研究 557 脑活动进行同时采集;相比于脑电,fNIRS的空间分辨率更高且对动作伪迹的容忍度更大(Lloyd-Fox et al.,2010),所以更适用于研究真实情境中的教学。基于fNIRS超扫描技术的研究发现,师生互动教学时额叶或颞顶区域的脑间同步可以指示有效的教学策略,如支架式和高频互动式(Pan et al.,2018,2020;Zheng et al.,2018),并预测学生的学习表现,如声乐演唱(Pan et al.,2018)、数学表现(Liu et al.,2019;Zheng et al.,2018)和概念性知识的再认与迁移(Pan et al.,2020;Zhu et al.,2022)等。在基于精细内容反馈的师生互动教学时,顶叶的师生脑间同步反映学生对概念性知识的深层次理解并预测学生的知识迁移(Zhu et al.,2022)。此外,师生脑间同步还可以提供学生知识理解的进程性信息,如达成理解的时间点和师生时间差模式等(Liu et al.,2019;Zheng et al.,2018;Zhu et al.,2022),进而增加对真实课堂教学动态连续性的理解。但前人研究大多关注脑间同步与即时学习增益之间的关联,鲜有考察脑间同步是否对长时的学习表现仍有预测作用。1.4 当前研究 本研究采用一项基于师生问答反馈的概念教学任务(Zhu et al.,2022),依次开展两个实验。实验1为双人行为学实验,旨在考察反馈的内容不变,仅通过改变呈现方式(组块化),能否进一步促进深层学习(迁移)及其长时促进作用,并探究其认知过程。依据前人反馈信息组块化和学习材料组块化研究,将组块化反馈设定为同时呈现两个关联性概念的答案和举例(Cohen&Sekuler,2010;Gobet et al.,2001;Smith et al.,2014;Spiro et al.,1991)。因为fNIRS的空间分辨率更高、且对动作伪迹的容忍度更大(Lloyd-Fox et al.,2010),更适用于研究动态连续的多人教学活动,所以在实验2增加fNIRS超扫描技术同时采集教师与学生的大脑活动,旨在进一步探查师生互动中反馈的组块化呈现影响学生长时学习迁移的神经基础。在实验1中,学生学习心理学概念,并从教师处接收组块(两个有关联的概念)或单独(一个概念)的精细内容反馈(正确答案和举例)。考虑到原有的知识经验背景是影响知识理解及迁移的重要影响因素之一(Gick&Holyoak,1987),且接受反馈前学生先验知识水平会影响反馈的有效性(Fyfe et al.,2012;Krause et al.,2009),所以通过设置学习导入阶段来操纵学生接收反馈前的知识基础,以此考察知识基础的可能影响。实验1采用完全被试间设计,反馈呈现(组块 vs.单独)知识基础(高 vs.低)。在学习结束后,从知识的再认和迁移两个维度测量学生的学习表现,并要求学生报告认知努力。为了进一步探究组块化反馈的长时增益,参照前人研究设置了7天后的第二次知识测试(Butler et al.,2007;Smith&Kimball,2010)。此外,用学习前、后测试中对应题目由错误转变为正确的组数量化组块化错误修正。实验1的假设如下：(1)新手或基础较差的学生更可能受益于旨在提供更多支持的反馈(Paas et al.,2003;Sweller et al.,1998),而更有经验或知识基础较好的学生对于更多支持的反馈信息依赖更小(Renkl&Atkinson,2003;Sweller et al.,1998);精细内容反馈可以促进知识迁移(Butler et al.,2013;Finn et al.,2018;Zhu et al.,2022);将学习内容按组块化呈现相比于单独呈现可以为概念辨别提供更多支持与机会(Chase&Simon,1973;Spiro et al.,1991),所以预期当学生知识基础较低时,按组块化呈现的精细内容反馈,能更有效地支持学习并表现为促进知识迁移;(2)由于组块化的信息有利于长时记忆(Gobet et al.,2001),且因组块化呈现而导致的反馈延迟也更可能带来学习的延迟保持效应(Kulhavy&Anderson,1972),所以预期组块化反馈也能促进长时的学习表现,特别是7天后的知识迁移;(3)基于反馈促进学习的可能认知机制(Bangert-Drowns et al.,1991;Nicol&McFarlane-Dick,2006),预期反馈呈现方式通过组块化错误修正或认知努力影响长时的知识迁移。在实验2中,增加fNIRS超扫描技术同时记录教师与学生在互动过程中的大脑活动。此外,为了排除反馈呈现方式与反馈时间点之间可能存在的混淆,新增假组块(两个关联较小的概念)反馈组。实验2的假设如下：(1)相比于非组块反馈(包括假组块和单独反馈),组块化反馈更有利于学生的长时迁移表现;(2)反馈呈现方式通过组块化错误修正或认知努力影响长时知识迁移;(3)人类加工反馈信息激活接收者和提供者的额、顶脑区(Apps et al.,2015;Crone et al.,2008;Luft et al.,2013)、加工组块信息依赖DLPFC和后顶叶皮层(Alamia et al.,2016;Bor et al.,2003;Jin et al.,2020;Pammi et al.,2012);真实的教学互动引发双方在额叶和颞顶区域的同步性脑活动(Tan et al.,2023;Zhu et al.,2022),所以预期在师生互动中组块化反馈引发更大的师生脑间同步,且出现在与反馈加工和组块加工均有关的558 心 理 学 报 第56卷 额、顶区域;(4)由于组块化语言信息的加工更依赖于额叶(Grodzinsky&Santi,2008;Jin et al.,2020)且额叶的活动与长时的记忆或学习表现有关(Sakai&Passingham,2003;Squire et al.,1993);师生额叶的脑间同步可以指示有效的教学策略(Pan et al.,2018,2020),而组块化呈现教学内容是一种更有效的教学策略(Cohen&Sekuler,2010;Spiro et al.,1991),故而预期组块反馈过程中额叶上的师生脑间同步与学生的长时迁移表现正相关;(5)由于社会互动引发 的 脑间 同步 反 映互 动双 方 在认 知上 的 对齐(Shamay-Tsoory et al.,2019)且出现在支持相互理解的心智化网络,包括额叶(Kelsen et al.,2022),而错误修正可以反映学生的理解向教师的理解靠拢并达成一致,所以预期额叶上的脑间同步可能与组块化错误修正正相关。2 实验1：双人行为学实验 2.1 被试 参考既往师生互动研究,每个条件安排2024组师生,效应量达0.200.25(Liu et al.,2019;Pan et al.,2020;Zheng et al.,2018;Zhu et al.,2022)。使用G*Power 3.1进行功效分析(Effect size=0.20,=0.05,1 =0.95)得到的计划样本量为81。实验1共招募127名华东师范大学在校学生：47名为教师角色,要求专业是心理学或社会学且至少学完一门教师教育类课程或有教学经历(年龄M=21.80岁,SD=2.12岁,18名男性);80名为学生角色,要求专业为非心理学和社会学(年龄M=20.67岁,SD=1.96岁,12名为男性),且在知识前测时匹配概念与例子的正确率不及格(4.80,ps 0.026);但第5组,即去个体化和社会促进的关联度评分(M=4.00,SD=1.00)与中等水平(即,4)不存在显著差异(p=0.839)。综合考虑,我们选定前5组概念作为实验材料,后续按上述配对情况进行概念组块化。用于教学的材料包含概念术语、定义和两个举例(详见网络版附录1)。举例是概念在现实生活中的具体表现或应用,均改编自前人研究和教科书(Finn et al.,2018;Rawson et al.,2015;Zimbardo et al.,2012)。事先招募的这组心理学被试还评定了每个概念术语的两个举例在具体的情境、场景上的相似性。评定使用7点评分,用17表示两个例子的相似性从极低到极高。这组被试对这10个概念的评分M=4.28,SD=0.88,范围从2.855.5。经韦克斯勒秩和检验,评分与中等水平(即,4)没有显著差异(p=0.447)。用肯德尔W系数计算这组被试的评分者一致性系数,数值为0.43(p 0.001),说明这组被试在评分上具有显著的一致性。之后,由实验者事先选定分别用于反馈和迁移测量的例子,且对于所有被试固定不变。2.3 实验流程 实验任务分两次进行,间隔约4天(图1)。第一次任务在实验室或通过会议软件线上进行,第二次任务在实验室进行。在第一次任务时,教师被试进行教学内容和流程的标准化培训(约30分钟)。结束后,教师被试将纸质版教学材料带走继续学习并背诵概念对应的定义和举例。第二次任务开始前,实验者会要求教师被试回忆教学流程并随机抽查两个术语的定义和举例,在他们正确作答后,方可开 第5期 朱 怡 等:师生互动中组块化反馈促进长时学习迁移：行为和近红外超扫描研究 559 图1 实验1任务与流程 始正式的教学任务。在第一次任务时,学生被试需要完成一个学习前测验(限时15分钟),用于测量他们关于这一组10个心理学概念的先验知识基础。该测验包含两部分,第一部分需要为10个定义匹配对应的术语;第二部分需要为10个例子匹配对应的术语(提供了12 个有关判断和决策的术语备选项,详见网络版附录1,测验设置参考Finn et al.,2018)。知识基础由学习前测验的正确率进行量化。在学习前测验时,学生们的正确率在反馈呈现上(组块 vs.单独,第一部分,0.55 0.20 vs.0.57 0.19,F(1,56)=0.20,p=0.659;第二部分,0.23 0.13 vs.0.27 0.15,F(1,56)=0.85,p=0.361)没有显著差异;在知识基础上没有显著差异(高 vs.低,第一部分,0.52 0.17 vs.0.60 0.21,F(1,56)=2.09,p=0.154;第二部分,0.27 0.14 vs.0.24 0.14,F(1,56)=0.66,p=0.420);上述两因素也无交互效应(第一部分,F(1,56)=1.08,p=0.304;第二部分,F(1,56)=1.27,p=0.264)。在第二次任务时,老师和学生间隔约1米面对面坐着。对于高知识基础组,任务设置导入和问答反馈两个阶段。对于低知识基础组,仅设置问答反馈阶段。在导入阶段,老师把10个概念的术语和定义连续给学生讲述两遍,讲述顺序由老师提前制定,但要求同组概念不连续呈现。在问答反馈阶段,单独反馈组共10个试次,每个试次包含3个环节,即老师提问(先说出一个概念的定义,向学生提问对应的术语是什么)、学生回答、老师反馈(提供正确的术语和定义,并附加一个举例)。概念的提问顺序也由老师提前制定,但要求不同于导入阶段(若存在的话)的顺序,且同组概念不能连续呈现。组块反馈组共5个试次,每个试次包含5个环节,即老师提问1、学生回答1,老师提问2,学生回答2,老师反馈1和2,1和2为事先配对的两个概念。组块反馈组的一个试次举例如下：老师：请问定义“当某一事件已经发生,人们倾向于高估自己预见结果的能力。”对应的心理学术语是什么？学生：后视偏差。老师：好的,我们先来看下一个问题。请问“定义当某一事件发生后,人们倾向于想象与实际相反的、可能发生但最终没有发生的结果。”对应的心理学术语是什么？学生：反事实思维。老师：这一组术语分别是后视偏差和反事实思维。后视偏差的定义是“当某一事件已经发生,人们倾向于高估自己预见结果的能力。”举个例子,有些同学会在老师公布正确答案之后,拍着大腿说,“我就知道是选这个！”而反事实思维的定义是“当某一事件发生后,人们倾向于想象与实际相反的、可能560 心 理 学 报 第56卷 发生但最终没有发生的结果。”举个例子,在奥运比赛刚刚结束,运动员领奖牌时,银牌得主往往不及铜牌得主来得快乐。银牌得主在接受采访时,他们有时候会说：“我差点就能赢了,这太糟糕了。”实 验 全 程 由 一 台 数 码 摄 像 机(HDR-XR100,Sony Corporation,Tokyo,Japan)记录。在问答反馈阶段结束后,学生被试填写一项认知负荷评价量表(Hart,2006,见网络版附录2),包括脑力、体力、时间、努力、业绩和受挫6个维度。之后,学生被试完成学习后测验(限时15 min),用于测量知识再认和迁移。在知识再认的测量中,学生被试需要为提供的10个定义匹配其对应的术语;在知识迁移的测量中,学生被试需要为提供的10个新例子匹配其对应的术语(测验设置参考Finn et al.,2018)。学习后测验与学习前测验的内容一致。参考前人研究在测量长时学习效果时,常会设置7天的时间间隔(如Butler et al.,2007;Smith&Kimball,2010),本实验中的学生被试在7天后被要求通过会议软件在线完成第二次学习后测验(限时15 min),内容与之前一致,以此考察反馈呈现方式对学习的长时效应。2.4 数据分析 因为每一位老师随机配对了12名学生,存在学生嵌套在老师和小组中的情况,所以下述计算如无特殊说明,均基于R软件包lme4做线性混合模型。若需多重比较校正,使用FDR方法(Benjamini&Hochberg,1995)。数据分析的思路和方法如下：(1)确证导入阶段的有或无对学生接收反馈前知识基础高或低的操纵有效;(2)确证基于反馈的师生互动(无论呈现方式和知识基础)均能增加学生的概念性知识并长时保持;(3)探究学生的知识基础和反馈的呈现方式对学习概念性知识增加的长时影响;(4)探究与(3)有关的认知过程,如促进错误修正、增加认知努力等,另基于R软件包mediation做中介分析。2.5 结果 2.5.1 接收反馈前学生知识基础的操纵检验 在问答反馈阶段的学生回答环节中,学生完整说出正确术语记2分,说出术语的关键词记1分,其他情况记0分,总分为20分,用回答的正确率量化反馈前学生的知识基础并建立线性混合模型,它的固定效应是反馈呈现(组块vs.单独)和知识基础(高vs.低),随机效应是老师的编号、性别和教学次数,以及学生的编号和性别。结果发现,知识基础的效应显著,F(1,54.98)=194.27,p 0.001：相比于知识基础低组(M=0.10,SD=0.09),知识基础高组的正确率显著更高(M=0.60,SD=0.19)。反馈呈现的效应不显著,F(1,54.19)=2.45,p=0.123。交互效应不显著,F(1,54.41)=2.28,p=0.137。这表明,导入阶段的有或无对学生接收反馈前知识基础高或低的操纵有效。2.5.2 基于反馈的师生互动促进了知识再认和迁移,且能长时保持 就学生在再认/迁移测验上的正确率分别建立线性混合模型,它的固定效应是测验时间(学习前vs.学习后即时vs.学习后7天)、反馈呈现(组块vs.单独)和知识基础(高vs.低),随机效应是老师的编号、性别和教学次数,以及学生的编号和性别。并将迁移/再认测验上的正确率分别放入模型以控制其可能存在的效应。这一步中,主要关注测验时间的效应。结果发现,再认的测验时间效应显著,F(2,133.94)=22.17,p 0.001(图2a)：相比于学习前正确率(M=0.56,SD=0.20),学习后即时正确率(M=0.95,SD=0.12,t(156)=6.35,corrected p 0.001,=0.22,SE=0.03)和学习后7天正确率(M=0.88,SD=0.15,t(151)=5.57,corrected p 0.001,=0.18,SE=0.04)都显著提高;经历7天,正确率衰退不显著(t(114)=1.65,corrected p=0.31,=0.04,SE=0.02)。迁移的测验时间效应显著,F(2,119.44)=15.15,p 0.001(图2b)：相比于学习前正确率(M=0.25,SD=0.14),学习后即时正确率(M=0.74,SD=0.25,t(141)=5.19,corrected p 0.001,=0.24,SE=0.05)和学习后7天正确率(M=0.66,SD=0.26,t(135)=4.89,corrected p 0.001,=0.21,SE=0.04)都显著提高;经历7天,正确率衰退不显著(t(107)=1.29,corrected p=0.198,=0.04,SE=0.03)。此外,在再认上,反馈呈现的主效应不显著,F(1,54.76)=0.02,p=0.890;知识基础的主效应显著,F(1,55.51)=5.52,p=0.022;所有两因素的交互效应不显著,Fs 0.292;三因素交互效应不显著,F(2,106.69)=0.96,p=0.385。在迁移上,反馈呈现的主效应不显著,F(1,61.04)=0.01,p=0.910;知识基础的主效应不显著,F(1,60.90)=2.49,p=0.120;所有两因素的交互效应不显著,Fs 0.711;三因素的交互效应边缘显著,F(2,100.38)=2.68,p=0.074。第5期 朱 怡 等:师生互动中组块化反馈促进长时学习迁移：行为和近红外超扫描研究 561 图2 概念性知识水平 2.5.3 相比于单独呈现,组块化呈现的反馈更有利于低知识基础学生的长时迁移 为了控制个体在知识基础上的差异,并进一步探查反馈呈现方式和知识基础在不同测试时间上对学习的不同影响,后续分析均就学习后概念性知识的增加(相对于前测的正确率增量)建立线性混合模型。就即时的再认正确率增量(学习后即时学习前)建立线性混合模型,固定效应是知识基础(高vs.低)和反馈呈现(组块vs.单独),随机效应是老师的编号、性别和教学次数,以及学生的编号和性别。并将即时的迁移正确率增量一起放入模型以控制其可能存在的效应。结果发现,即时再认增量的反馈呈现效应不显著,F(1,41.49)=0.07,p=0.797;知识基础效应不显著,F(1,41.23)=1.20,p=0.279;且交互效应不显著,F(1,40.70)=0.06,p=0.804。此外,就即时的迁移正确率增量建立线性混合模型,其他设置同前,放入即时的再认正确率增量以控制其可能存在的效应。结果发现,即时迁移增量的反馈呈现效应不显著,F(1,39.84)=1.55,p=0.220;知识基础效应不显著,F(1,40.66)=0.07,p=0.786;且交互效应不显著,F(1,39.79)=0.81,p=0.372。就7天后的再认、迁移的正确率增量(学习后7天学习前)建立与前述设置相同的线性混合模型。结果发现,7天后再认增量的反馈呈现效应不显著,F(1,39.32)=0.05,p=0.827;知识基础效应不显著,F(1,40.82)=0.02,p=0.890;且交互效应不显著,F(1,40.53)=0.01,p=0.904(图3a)。7天后迁移增量的反馈呈现效应不显著,F(1,73)=1.26,p=0.266;知识基础效应不显著,F(1,73)=0.94,p=0.335;但是交互效应显著,F(1,73)=4.79,p=0.032(图3b)。简单效应分析发现,对于低基础学生,接收组块相比于单独反馈,7天后迁移增量显著更大(0.49 0.25 vs.0.31 0.24,t(34.90)=2.17,p=0.037,=0.15,SE=0.07);但对于高基础学生,两种反馈无显著差异(0.43 0.21 vs.0.49 0.21,t(37.60)=0.73,p=0.469,=0.05,SE=0.07)。在单独反馈组,高基础相比于低基础的学生在7天后迁移增量上边缘显著更大(0.49 0.21 vs.0.31 0.24,t(33.50)=1.99,p=0.054,=0.15,SE=0.07);在组块反馈组,两类学生无显著差异(0.43 0.21 vs.0.49 0.25,t(42.20)=0.82,p=0.417,=0.06,SE=0.07)。2.5.4 反馈的呈现方式通过组块化错误修正影响低知识基础学生的长时迁移 进一步,探究反馈的呈现方式影响低知识基础学生的长时迁移表现的可能认知过程,依次考察组块化错误修正和认知努力。首先,对于每一名学生而言,用学习前均错误学习后均正确的概念组数 图3 长时学习增益 562 心 理 学 报 第56卷 量化组块化错误修正。为了更严谨地验证假设,将另外三种组块化保持/转变,即学习前均错误学习后均错误、学习前均正确学习后均正确、学习前均正确学习后均错误的概念组数,也纳入后续分析之中。相比于学习前,学习后7天学生在迁移上的保持/转变的概念组数,建立线性混合模型,固定效应是保持/转变(错误正确vs 错误错误 vs 正确正确vs.正确错误)和反馈呈现(组块 vs.单独)。随机效应是老师的编号、性别和教学次数,以及学生的编号和性别;并将学习前测量2上的正确或错误的概念组数作为初始水平、学习后7天再认测量上保持/转变的概念组数一起放入模型以控制他们可能存在的效应。结果如图4a所示,保持/转变效应不显著,F(3,166)=0.77,p=0.513;反馈呈现效应不显著,F(1,166)=0.07,p=0.791;保持/转变和反馈呈现交互效应显著,F(3,166)=3.59,p=0.015。简单效应分析发现,接收组块相比于单独反馈的学生,错误正确的概念组数更多(1.62 2.49 vs.0.95 1.05,t(133)=2.47,p=0.015,=0.61,SE=0.25),错误错误的概念组数更少(0.69 0.88 vs.1.14 1.08,t(127)=2.01,p=0.047,=0.46,SE=0.23)。此外,接收组块反馈的学生,错误正确的概念组数(1.62 2.49)比错误错误的概念组数更多(0.69 0.88,t(129)=2.92,corrected p=0.025,=0.69,SE=0.24),其他两两比较的结果差异均不显著(ts 0.210)。此外,7天后迁移的学习增量与组块化错误修正呈正相关(r=0.89,R2=79.21%,p 0.001)、与组块化错误保持呈负相关(r=0.69,R2=47.61%,p 0.001)。继而考察7天后迁移测量上的组块化错误修正、保持在反馈呈现和7天后迁移的学习增量之间的中介作用,组块反馈组和单独反馈组被编码为1和0。结果发现,组块化错误修正的中介效应边缘显著,ab=0.12,bootstrap 95%CI=0.02,0.24,p=0.072;c=0.07,p=0.063(图4b);组块化错误保持的中介效应不显著,ab=0.07,bootstrap 95%CI=0.03,0.18,p=0.184;c=0.12,p=0.050。接下来,就认知努力建立线性混合模型,固定效应是反馈呈现(组块 vs.单独)。随机效应是老师的编号、性别和教学次数,以及学生的编号和性别。结果发现,反馈呈现的效应不显著(11.52 3.10 vs.12.70 5.35),F(1,18.54)=0.86,p=0.366。此外,认知努力与7天后迁移学习增量的相关不显著(r=0.13,R2=1.69%,p=0.434)。故未继续分析认知努力的中介作用。2.6 讨论 实验1的结果表明,师生互动中组块化反馈可以为先验知识较少的学生带来迁移的长时增益。具体来说,相较于单独呈现,组块化呈现的反馈并未使学生在即时的概念性知识再认和迁移上表现出差异;但在7天后,组块化反馈在学生知识迁移上才表现出更大的增益,且这种效应仅发生在接收反馈前知识基础较低的学生身上。其次,实验1发现了组块化错误修正在反馈呈现方式和长时迁移表现之间的中介作用边缘显著,但未发现认知努力的作用。这提示组块反馈对低知识基础学生的长时迁移增益可能是由于更有组织的错误修正得以长时保持,但仍有待后续实验进行更多验证。在实验1中,仍存在一些问题值得注意。首先,在学习后即时测验和7天后的测验中,题目的顺序未做改变。这可能导致长时学习表现受学生对答案的简单记忆干扰,而不足以反映知识迁移的长时保持。第二,将反馈进行组块化后,同时导致了反馈时间点的改变。在呈现组块化反馈时,信息内容在被组块化的同时也被延迟了反馈发生的时间点。但单独反馈是信息内容没有被组块化的及时反馈。所以实验1中的两种实验条件,除了存在反馈信息是否组块化的差异外,还在反馈的时间点上也存在差 图4 反馈呈现通过组块化错误修正影响低知识基础学生的长时迁移 第5期 朱 怡 等:师生互动中组块化反馈促进长时学习迁移：行为和近红外超扫描研究 563 别。前人研究发现,延时反馈对学习的促进作用,更可能出现在长时间间隔(如7天后)的学习表现上,包括长时迁移(Mullet et al.,2014)。因此,实验1的结果无法排除组块化反馈的长时迁移增益来自于纯粹的反馈延迟。为了更好地排除上述两点干扰,在实验2中对测题顺序做了随机打乱,并且引入第三个实验条件即假组块(两个关联较小的概念)反馈,即信息内容没有被组块化的延迟反馈。实验2将通过三个水平的比较,在考察实验1的结果能否重复的基础上,尝试排除“纯粹反馈延迟”的可能解释。此外,在实验2中还增加师生大脑数据的同时采集,进一步探究师生互动中反馈的呈现方式对学生长时迁移的影响及其人际神经基础。3 实验2：双人近红外超扫描实验 3.1 被试 参考既往师生互动近红外超扫描研究并使用G*Power 3.1进行功效分析(同实验1),得到的计划样本量为68。实验2共招募108名华东师范大学在校学生：40名为教师角色,要求专业是心理学或社会学且至少学完一门教师教育类课程或有过教学 经历(年龄M=22.75岁,SD=2.34岁,13名男性);68名为学生角色,要求专业为非心理学和社会学(年龄M=21.22岁,SD=2.45岁,17名男性)。将教师15名(4名男性)、13名(5名男性)、12名(4名男性)随机分入组块反馈、假组块反馈和单独反馈组。教师按同一种方式与随机分配的1至3名陌生学生分别开展一对一教学,且同一天内仅安排一次实验。据此,共组成68组师生,组块反馈23组,单独反馈23组,假组块反馈22组。所有参与者均为视力或矫正视力正常,无神经系统疾病。3.2 实验材料 在学习后即时测验和7天后的测验中,对题