測試效應在不同難度條件下的研究

丁 凱

（福建師范大學心理學系，福建福州350007）

1 前言

目前國內(nèi)外一批教育學與心理學的研究者，一直在致力于探索教育實踐中的不同因素對學生學習效率以及效果的影響，近些年來，他們在結(jié)合教育實踐的基礎上重新審視一些經(jīng)典的認知科學原理，以期更好地促進實驗室的研究與真實教育情境之間的結(jié)合[1]。在教育學中，測試或者說測驗是檢驗學生對已學知識的掌握程度，是衡量學生不同的學習程度的一個重要的指標。而隨著心理科學特別是認知科學的不斷發(fā)展，有研究者發(fā)現(xiàn)，在學習活動中適當?shù)摹⒂心康牡丶尤霚y驗，可以幫助學生鞏固所學的知識甚至提高學習效果，這給了廣大教育研究者和教育工作者一個新的啟示：是否能夠研究一種新的基于學習和測試的有機結(jié)合的教育模式，最大限度發(fā)揮學生的學習潛能和學習效率呢？

帶著問題筆者探究了測試效應的概念和基本研究范式以及前人的研究成果。測試效應（Testing effect）比較通用的一個概念就是指學習某一內(nèi)容時，進行測試比額外學習能更好地提高后來對它的記憶保持水平，即便在測試無反饋時也是如此[2]。也就是說，測試能夠促進后續(xù)階段中回憶已學過的知識。最常見的測試效應的基本研究范式是：學習材料→一次或多次初始測試（initial test）→衡量被試記憶保持程度的最終測試（finaltest），而控制組就是和實驗組等長時間并且次數(shù)相等的對學習材料的學習，即SSS（S指study）和STT（T指test）[1]。有了這一基本范式，那么研究者就可以通過修改基本范式，探討不同條件下的測試效應了，例如學習材料的改變：無關(guān)詞對、聯(lián)想詞對、散文等；還有開始和結(jié)束測試形式的變化：再認、自由回憶、線索回憶等。Tulving（1967）率先用他的經(jīng)典研究證明了學習不僅僅只發(fā)生在編碼階段，測試本身就是一種學習[3]。但是Tulving的實驗條件下實驗組和控制組在最終測試上的成績幾乎是等同的，也就是說，一次測試幾乎相當于一次學習。之后Roediger等人證明了測試能夠促進和強化個體長時記憶的編碼和提取[4]。之后研究者對配對聯(lián)想學習任務以及自由回憶等其他的回憶形式的測試效應進行了研究，從不同的角度驗證了測試效應[2]。

然而在實際的教學活動中，學習材料的難度不可能是一致的，前人的實驗都是基于某一難度或者沒有考慮難度的條件下的測試效應。那么學習材料難度的不同對測驗效應究竟有沒有影響呢？如果有，哪種難度的學習材料最適合用測試學習呢？筆者認為，如果材料過于簡單，編碼階段不需要太多的努力，這就導致重學組第二次的重復學習沒有了優(yōu)勢，短時記憶上的差異就沒那么明顯了，長時記憶（延時測試）下也因為材料的簡單導致重學組在一周后也能有較高的擊中率；而在學習材料難度比較高的條件下，也會同樣出現(xiàn)交互作用不明顯的情況，原因是重學組就算經(jīng)過重學，也不能很好地進行編碼，導致測試組和重學組的回憶成績都很低，沒有顯著差異。

本實驗的目的是：一、驗證測試效應的存在；二、驗證材料難度的不同會影響測試效應的表現(xiàn)。研究假設是：在中等難度的學習材料下，測試的優(yōu)勢發(fā)揮得最明顯。

2 方法

2.1 被試

隨機選取福建師范大學60名研究生（4組），視力矯正或正常，此前未參加過類似的實驗。

2.2 實驗設計和材料

實驗采用3（材料難度：高聯(lián)想詞對、中聯(lián)想詞對、低聯(lián)想詞對）×2（組別：重學組、測試組）×2（測試間隔：3分鐘后、三天后）的混合設計。其中材料難度是組內(nèi)變量，另外兩個是組間變量，所以有四組被試，每組15人。學習過程變量中的SSS（S代表Study）指的是學習后再重復學習該學習材料兩次，STT（T代表Test）指的是學習后連續(xù)兩次測試該實驗材料。

學習材料的確立[5]：高聯(lián)想詞對為低難度組，中聯(lián)想詞對為中等難度組，低聯(lián)想詞對為高難度組，首先在《現(xiàn)代漢語頻率詞典》中找出所用的詞語60個，滿足以下條件：1.詞語出現(xiàn)頻率在0.0050-0.0080之間。2.所有的詞都是雙字具體詞。3.在情感緯度上盡量保持中性。然后根據(jù)《現(xiàn)代同義反義詞典》找出相應的同義詞和反義詞或無關(guān)詞進行匹配，結(jié)合成60個詞對，三個難度各有20對，再隨機抽取40名被試對這60組詞對進行難度5級評定（1為非常簡單，5為非常困難）；統(tǒng)計出每個詞對評分的平均分，然后進行差異檢驗，選出差異顯著的不同難度的詞對各10對。程序使用Eprime1.1編制，使用SPSS13.0進行分析。

2.3 研究程序

實驗包含三個階段：學習階段、重學或者測試階段、最終測試階段。學習階段：依據(jù)電腦提示屏幕隨機呈現(xiàn)完30個實驗詞對，每組呈現(xiàn)5秒；重學或測試階段：重學組繼續(xù)重復學習30個詞對，每組依然呈現(xiàn)5秒，重復兩遍；測試組依據(jù)屏幕上出現(xiàn)的前段詞，在規(guī)定時間內(nèi)寫出后段詞對（書桌-？），時間為5秒，這個過程也重復2遍；最終測試階段：延時測試組（三天后）在三天之后填一張線索回憶表，任務是對30個詞對進行線索回憶，表格只呈現(xiàn)30個詞對的前半部分，需要被試在3分鐘內(nèi)回憶并寫出后半部分；即時測試組的被試實驗完后看一個3分鐘短片后在3分鐘內(nèi)填寫線索回憶表。計分方式：回憶正確得1分，回憶錯誤或者沒有回憶出來不得分。

3 數(shù)據(jù)處理和結(jié)果分析

3.1 難度差異的檢驗

對實驗材料三種不同的難度進行單因素重復測量方差分析。球形檢驗統(tǒng)計量W=0.912（p>0.05），差異不顯著，即各組間的方差矩陣接近相等，因此可接受單因素方差分析的結(jié)果。

重復測量方差分析結(jié)果表明：三種實驗材料難度中至少有兩種材料之間的難度差異顯著（F=599.117，p<0.01）；而且兩兩之間的簡單效應差異都顯著：容易和中等難度間差異顯著（t=16.591，p<0.01）；中等和困難差異顯著（t=22.377，p<0.01）；易和難這兩種難度差異顯著（t=28.609，p<0.01）。

3.2 對數(shù)據(jù)的描述性統(tǒng)計

在不同的實驗材料難度下，被試用不同的學習方式和在不同的測試間隔下對沒有再次進行學習的詞對的線索回憶成績描述統(tǒng)計見表1。

表1 組別、時間間隔、難度3種條件下最終回憶成績的描述統(tǒng)計表

3.3 因素間交互作用的分析

三因素的主效應和交互作用分析（表2），除了組別的主效應不顯著以外(F=1.279，p>0.05)，測試間隔、材料難度的主效應都極其顯著（F=66.294，p<0.01；F=89.325，p<0.01），組間交互作用顯著（F=21.149，p<0.01），材料難度與組別（F=7.676，p<0.01），材料難度與測試間隔的交互作用均非常顯著（F=6.703，p<0.01），組別、材料難度和測試間隔三因素交互作用極其顯著（F=10.366，p<0.01）。說明即時測試組在遺忘率上要顯著低于延時測試組，并且隨著難度的加大，即時測試組的回憶率與延時測試組的回憶率差異越明顯，證明了“測試效應”的存在。

表2 對被試最終線索回憶成績的方差分析表

用重復測量方差分析考察實驗材料難度分別與測試間隔和組別之間的交互作用（表3和表4）得出：不同難度下的測試效應顯著。進一步分析，由表3可以看出簡單難度的主效應顯著（F=813.05，p<0.01），但是與組別和材料難度的交互作用并沒有達到顯著值，即簡單難度的學習材料過于簡單，聯(lián)想程度過高，使得無論是測試組還是重學組在學習簡單難度的詞對時，被試能夠依據(jù)經(jīng)驗的參與來提取材料所致；中等難度的主效應同樣顯著，而且與組別和測試間隔在不同水平組合下的交互作用顯著（F=8.76，p<0.01；F=7.79，p<0.01）；困難難度的主效應顯著，并且與組別、測試間隔交互作用顯著，值得注意的是，在困難難度下延時測試組的簡單效應不顯著，即困難難度下的學習材料難度值太大，導致延時組的提取困難并出現(xiàn)了地板效應，而在即時測試組顯著是因為重學組會對材料進行3次的學習，而測試組只學習了1次，因此短期記憶痕跡明顯高于測試組。

表3 測試間隔和實驗材料難度的交互作用

表4 組別與實驗材料難度的交互作用表

4 討論

4.1 關(guān)于測試效應的討論

在本次實驗中，重學組的被試學習不同難度的成對詞匯3遍，測試組的被試只學習不同難度的成對詞匯1遍，測試2遍，在時間上重學組與測試組完全一致；重復學習使得個體在學習階段表現(xiàn)優(yōu)異，而且對學習效果更為自信，而實際上從延時測試來看，其記憶效果保持得并不好;而學習后進行測試或者重復的測試使得個體在學習階段的掌握程度不如重復學習，自信程度也較低，但是卻使得個體在延時測試中的成績好于重復學習，并且使得被試較為準確地判斷了自己的掌握水平。這似乎是一種矛盾，因為我們平時覺得看似高效的學習方式實際上是低效的，而看似低效的學習方式卻從時間維度上來看并非如此[6]。雖然測試組因為在學習材料的時間上和完整度上明顯處于劣勢，即刻回憶的條件下的正確率低于重學組，但是隨著時間的推移，3天后重學組的記憶保持率要顯著低于測試組，即表現(xiàn)出了“測試效應”，這與以往的研究結(jié)果是一致的，即驗證了假設一：測試效應是存在的。

該實驗結(jié)果可以用“提取努力理論”[1]來解釋，該理論提出：是測試時的提取過程導致了測試效應。Jacoby的一系列研究探討了這一問題，他采用記憶新詞范式（memory-for-foils paradigm）考察了不同提取深度對記憶的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在大學生的被試中，與淺層加工相比，深層加工之后進行再認測試提高了隨后測試中對新單詞的再認，筆者認為測試組在學習一遍成對詞匯后，進行測試的時候?qū)嶋H上是對所學的材料進行了一次再提取，這一過程相對于被動接受刺激3遍，也就是重復學習，需要花費更多的注意資源和提取努力，因此記憶痕跡明顯要強于重復學習，另外對學習材料的主動回憶也加深了學習材料的記憶，這些都導致了更多的學習材料都進行了編碼進入了長時記憶[7][8]。

4.2 關(guān)于不同難度的學習材料對測試效應的影響的討論

對三個因素進行重復測量方差分析得出了三者交互作用顯著：即不同難度條件下被試所表現(xiàn)出來的測試效應是有顯著差異的，被試在學習簡單難度的成對詞匯時，由于材料不需要花費太多的注意資源，而且借助以往經(jīng)驗的幫助就可以回憶出所學的材料，重學組相對于測試組而言，重復學習的優(yōu)勢就不明顯了，因此測試效應并不顯著，這也與本實驗的假設相符合；而在困難難度下，延時測試無論是對于測試組和重學組都無顯著的差異，說明材料的高難度需要被試花費大量的注意資源對材料進行編碼，較高的任務難度造成了大部分的編碼失敗，因此進入長時記憶也就相對困難，所以出現(xiàn)了地板效應。只有在學習材料是中等難度條件下時，測試效應是最顯著的，因為材料的難度適中，對于測試組而言，雖然在學習成對詞匯的短時記憶保持上不如重學組，但是因為對學習材料進行了多次的回憶和提取，對學習材料進行了更深層次的加工，因此在長時記憶保持上要優(yōu)于重學組，說明在中等難度的學習材料下，對所學的知識進行測試要比同等時間的反復學習效果好，即驗證了假設二：在中等難度下，同等時間的測試相對于重復學習，優(yōu)勢最明顯。

關(guān)于難度對測試效應的影響，因為沒有前人研究的參考，所以在難度的確立上還有進一步討論的空間，因為難度選取的梯度過大，那么實驗結(jié)果的解釋就并不能完全說明在中等難度下的測試效果最好，可能是由于實驗材料的偏難或偏易導致了“天花板效應”或者“地板效應”。

4.3 對教育實踐的啟示

提高課堂學習效率是基礎教育改革實踐中的重要環(huán)節(jié)，2001年6月教育部頒布的《基礎教育課程綱要》指出：“教師在教學過程中應與學生積極互動、共同發(fā)展，要處理好傳授知識與培養(yǎng)能力的關(guān)系，注重培養(yǎng)學生的獨立性和自主性……創(chuàng)設能引導學生主動參與的教育環(huán)境，激發(fā)學生的學習積極性，培養(yǎng)學生掌握和運用知識的態(tài)度和能力，使每個學生都能得到充分的發(fā)展?！?/p>

測試效應的研究結(jié)果對教育實踐具有重要的啟示，在課堂上教師應采取教學與測試相結(jié)合的模式，與學生互動，設立情境和問題鼓勵學生積極參與到課堂中來，對所學的知識進行不同形式的測試，內(nèi)容可以豐富多樣。這樣不僅可以使學生對所學知識有更深的理解和記憶，并且能夠提高學生的自我效能感，增強學習的信心，培養(yǎng)學習的興趣，提高學習的主動性。

5 結(jié)論

5.1 實驗結(jié)果證實了“測試效應”

學習過程中有測試的學習方式比僅僅通過重復學習的方式去學習表現(xiàn)出了更高的回憶正確率；測試能夠增強學習的效果，學習與測試結(jié)合效果特別是在促進長時記憶效果上要好于無測試的學習。

5.2 中等難度材料背景下的學習，其“測試效應”最明顯

在學習難度適中的學習材料時，有測試的學習和無測試的學習之間的差異最明顯。學習中等難度的學習材料時，會有更顯著的測試效應，也就是說，在教育活動中，對于大部分是中等難度的學習任務時，學習與測試有機的結(jié)合能夠使學生更好地掌握所學知識，對幫助學生減輕學業(yè)負擔，增強學習自信心，提供了一種很好的高效率的學習方法。

[1]張錦坤,白學軍,楊麗嫻.國外關(guān)于測試效應的研究概述[M].心理科學進展，2008,16(4):661-670.

[2]李斌.測試效應對記憶的影響初探[D].上海：華東師范大學,2009.

[3]TULVINGE.The effectsof presentation and recall of material infree-recall learning[J].Journal of Verbal Learning and Verbal Behavior,1967,6(2):175-184.

[4]ROEDIGER H L,KARPICKE J D.Test enhanced learning:Taking memory tests improves long-term

[5]龐翠菊.認知方式、獎勵方式及材料難度對大學生學習判斷影響的實驗研究[D].鄭州：鄭州大學,2010.

[6]ROEDIGER H L,KARPICKE J D.The power of testing memory:basic research and implicationsfor educational practice[J].Perspectives on Psychological Science,2006,1(3):181-210.

[7]張錦坤,楊麗嫻.測試效應的加工分離[J].心理科學,2009,32(5):1180-1182.

[8]李宏英,張潔尉,連榕.測驗對學習促進作用的實驗研究及啟示[J].寧波大學學報,2009,31(5):32-35.