基于Meta分析的平板電腦在課堂教學(xué)中的應(yīng)用效果分析

許啟玲 鄒崢嶸

《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》指出，應(yīng)在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域推進(jìn)信息技術(shù)與教學(xué)的融合，提高教師的教學(xué)水平，培養(yǎng)學(xué)生在信息化環(huán)境下的學(xué)習(xí)能力[1]。隨著現(xiàn)代科技和信息技術(shù)的發(fā)展，教學(xué)輔助工具日益多樣化，教學(xué)方式逐漸從粉筆加黑板的傳統(tǒng)教學(xué)發(fā)展為電子白板輔助的交互式教學(xué)。在多媒體和電子白板的幫助下，能夠一定程度地彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的缺陷，但這并不能滿足在課堂教學(xué)中發(fā)揮學(xué)生主體性的要求[2]。雖然平板電腦出現(xiàn)的時(shí)間很短，但是平板電腦因其具有強(qiáng)大的多媒體功能，聽、說、讀、寫和信息獲取等能力都可以在使用平板電腦的過程中得到培養(yǎng)。因此，平板電腦已經(jīng)逐漸從商業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用到教育領(lǐng)域，并產(chǎn)生了巨大的影響，基于平板電腦的課堂教學(xué)具有良好的交互性和授課方式的新穎性，使得越來越多的學(xué)校開始將平板電腦應(yīng)用到學(xué)科教學(xué)中[3,4]。

關(guān)于平板電腦在課堂教學(xué)中的應(yīng)用研究還處在不斷探索的階段。近幾年，基于平板電腦應(yīng)用于課堂教學(xué)的資源開發(fā)和教學(xué)設(shè)計(jì)方面的文獻(xiàn)數(shù)量急劇攀升，也有不少學(xué)者對(duì)平板電腦教學(xué)的實(shí)施效果展開了實(shí)證研究，就現(xiàn)有的研究成果而言，平板電腦教學(xué)的實(shí)效性存在很大的爭(zhēng)議。如葉俏[5]通過對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)和平板電腦教學(xué)在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂上的運(yùn)用效果進(jìn)行對(duì)比，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，學(xué)生的成績沒有顯著的提高；也有學(xué)者如張?zhí)锾锏热薣6]的研究表明，在課堂上使用平板電腦能夠有效地提高學(xué)生的成績；莊天寶等人[7]認(rèn)為平板電腦教學(xué)能夠提升學(xué)生的課堂參與度。針對(duì)不同的研究結(jié)果，本文擬采用薈萃分析(Meta-analysis)法，匯總國內(nèi)外公開發(fā)表的在課堂教學(xué)中運(yùn)用平板電腦的隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)(RCT)研究結(jié)果，對(duì)其進(jìn)行定量合并和綜合分析，考查平板電腦的教學(xué)效果，提供更有可信度的研究結(jié)果，并在此基礎(chǔ)上，優(yōu)化平板電腦在課堂教學(xué)中的應(yīng)用策略，為平板電腦在課堂教學(xué)中的應(yīng)用提供有益參考。

一、檢索對(duì)象與方法

1.文獻(xiàn)檢索數(shù)據(jù)庫

檢索時(shí)間從建庫[中國知網(wǎng)(CNKI)1999年、維普數(shù)據(jù)庫1989年、Web of Science1986年、Science Direct1982年]至2018年12月，對(duì)在此期間出版的期刊文獻(xiàn)進(jìn)行電子和手工檢索，并通過參考文獻(xiàn)列表檢索相關(guān)文獻(xiàn)，檢索詞包括：Tablet-teaching，Tablet Personal Computer，平板電腦教學(xué)，iPad教學(xué)，Pad教學(xué)。

2.文獻(xiàn)納入標(biāo)準(zhǔn)與排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)公開發(fā)表的中英文文獻(xiàn)；(2)研究對(duì)象為在校學(xué)生；(3)采用隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)。

排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)中英文以外的文獻(xiàn)；(2)研究對(duì)象為非在校學(xué)生；(3)未采用隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)。

3.文獻(xiàn)數(shù)據(jù)提取與質(zhì)量評(píng)價(jià)

由兩位工作者對(duì)符合標(biāo)準(zhǔn)的期刊論文中的資料進(jìn)行提取，提取的資料包括文獻(xiàn)的標(biāo)題、研究人員的姓名、發(fā)表的年份、研究參與者的數(shù)量、結(jié)局變量和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)提取的數(shù)據(jù)進(jìn)行核對(duì)整理，并對(duì)納入研究的文獻(xiàn)采用Cochrane系統(tǒng)評(píng)價(jià)手冊(cè)進(jìn)行偏倚風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[8]。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

對(duì)提取的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，運(yùn)用軟件Review Manager 5.3進(jìn)行文獻(xiàn)薈萃分析，效應(yīng)指標(biāo)為95%的可信區(qū)間(CI)。

二、檢索結(jié)果

1.文獻(xiàn)檢索結(jié)果

首輪檢索分別以平板電腦教學(xué)、iPad教學(xué)和Pad教學(xué)為關(guān)鍵詞，以“主題”為檢索條件，在中國期刊全文數(shù)據(jù)庫中檢索得到中文文獻(xiàn)291篇。以Tablet-teaching為關(guān)鍵詞，在Science Direct檢索得到英文文獻(xiàn)9 962篇。通過閱讀文獻(xiàn)題目，排除不符合研究內(nèi)容的文獻(xiàn)，初步納入符合要求的文獻(xiàn)共131篇，通過閱讀文獻(xiàn)摘要，進(jìn)一步閱讀全文，根據(jù)文獻(xiàn)的納入與排除標(biāo)準(zhǔn)，最終納入文獻(xiàn)共9篇[5,6,9-15]。

2.文獻(xiàn)基本特征與質(zhì)量評(píng)價(jià)

納入研究的文獻(xiàn)以英文文獻(xiàn)為主，占整個(gè)納入文獻(xiàn)的2/3，文獻(xiàn)發(fā)表的時(shí)間段為2004—2017年，開展研究的參與人數(shù)共963名，對(duì)照組431名，實(shí)驗(yàn)組532名，結(jié)局指標(biāo)有兩項(xiàng)，分別為理論成績(Theoretical Scores)和課堂參與度(Course Participation)。根據(jù)Cochrane系統(tǒng)評(píng)價(jià)手冊(cè)，使用Meta分析軟件Review Manager 5.3對(duì)納入文獻(xiàn)分別從隨機(jī)序列的產(chǎn)生是否正確、是否應(yīng)用盲法以及從數(shù)據(jù)完整性、隱蔽分組、隨機(jī)分配和選擇性報(bào)告結(jié)局和其他偏倚七個(gè)方面進(jìn)行獨(dú)立評(píng)估，判定指標(biāo)分別以低偏倚、不清楚和高偏倚進(jìn)行作答，評(píng)價(jià)結(jié)果為B等級(jí)文獻(xiàn)5篇，C等級(jí)文獻(xiàn)4篇。納入文獻(xiàn)的基本特征和文獻(xiàn)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果見表1。

表1 納入文獻(xiàn)的基本特征和質(zhì)量評(píng)價(jià)

3.薈萃分析結(jié)果

(1)對(duì)學(xué)生理論成績的Meta分析結(jié)果

9篇文獻(xiàn)研究了平板電腦教學(xué)對(duì)學(xué)生理論成績的影響，對(duì)其進(jìn)行Meta分析的結(jié)果如圖1所示。異質(zhì)性檢驗(yàn)結(jié)果顯示：對(duì)于結(jié)局指標(biāo)為理論成績的異質(zhì)性為I2=89%＞50%，采用隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行薈萃分析，結(jié)果顯示：納入分析的9項(xiàng)研究合并效應(yīng)量為2.06，95%CI：0.75～3.37，p=0.002，平板電腦教學(xué)相較于傳統(tǒng)教學(xué)，在提高學(xué)生成績方面具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p＜0.05)。

圖1 平板電腦教學(xué)對(duì)學(xué)生理論成績的影響

(2)對(duì)學(xué)生課堂參與度的Meta分析結(jié)果

有2篇研究文獻(xiàn)[5,15]報(bào)道了平板電腦教學(xué)對(duì)學(xué)生課堂參與度的影響，Meta分析的結(jié)果如圖2所示，對(duì)這些研究進(jìn)行薈萃分析，異質(zhì)性檢驗(yàn)結(jié)果為I2=95%＞50%，因此，采用隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行分析，結(jié)果顯示：結(jié)局指標(biāo)為課堂參與度的研究的合并效應(yīng)量為2.22，95%CI：-0.92～5.36，總效應(yīng)檢驗(yàn)顯示：Z=1.39，p=0.17＞0.05，平板電腦教學(xué)對(duì)課堂參與度影響無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

圖2 平板電腦教學(xué)對(duì)課堂參與度的影響

三、結(jié)果與討論

1.平板電腦教學(xué)對(duì)學(xué)生理論成績的影響

平板電腦教學(xué)對(duì)學(xué)生理論成績影響的Meta分析表明：平板電腦在課堂教學(xué)的應(yīng)用有利于提高學(xué)生的理論成績。平板電腦作為開展教學(xué)的輔導(dǎo)工具，教師備課時(shí)能夠充分利用豐富的教學(xué)資源，了解諸多學(xué)科的前沿知識(shí)。課后，通過對(duì)一些優(yōu)質(zhì)課的觀摩，進(jìn)一步完善教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量。平板電腦作為學(xué)習(xí)工具，學(xué)生利用零散的時(shí)間二次學(xué)習(xí)，及時(shí)鞏固教師講解的內(nèi)容，提高學(xué)習(xí)效果。由此可見，平板電腦在教學(xué)過程中的有效應(yīng)用能夠幫助學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，夯實(shí)基礎(chǔ)，最終提升學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握程度。

2.平板電腦教學(xué)對(duì)課堂參與度的影響

平板電腦教學(xué)對(duì)學(xué)生課堂參與度影響的Meta分析表明：平板電腦教學(xué)對(duì)學(xué)生課堂參與度影響無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，不同的課堂類型，學(xué)生的參與度不同，對(duì)于活動(dòng)課和實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生的課堂參與度較高，講授課需要通過創(chuàng)設(shè)情境、提出問題和設(shè)置游戲活動(dòng)等方式讓學(xué)生參與課堂。將平板電腦引入課堂教學(xué)中，如果教師沒有較好的課堂管理能力，學(xué)生很容易沉浸在平板電腦的軟件應(yīng)用、沖關(guān)訓(xùn)練中，難以參與到教師所設(shè)計(jì)的教學(xué)活動(dòng)中去。Meta分析結(jié)果表明無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的原因主要是由于樣本量不足，國內(nèi)外各大期刊就課堂上使用平板電腦教學(xué)對(duì)學(xué)生課堂參與度的影響的文獻(xiàn)很少，相關(guān)Meta分析也鮮有將學(xué)生的課堂參與度作為結(jié)局指標(biāo)。

四、平板電腦在課堂教學(xué)中的應(yīng)用策略和建議

平板電腦作為一類教學(xué)輔助工具應(yīng)用于教學(xué)工作中，是一種全新的嘗試，在未來教育教學(xué)中是不可或缺的[16]。筆者就平板電腦在課堂教學(xué)中的應(yīng)用提出一些建議。

1.改變觀念 創(chuàng)新教學(xué)模式

調(diào)查表明，部分教師和家長對(duì)于將平板電腦引入課堂教學(xué)的行為是不贊同的，教師認(rèn)為在課堂教學(xué)中使用平板電腦，加重了教師的負(fù)擔(dān)，對(duì)教師軟件的運(yùn)用和課堂管理能力有了更高的要求，增加了備課時(shí)間。家長認(rèn)為電子產(chǎn)品對(duì)學(xué)生的知識(shí)、能力方面并不能起到明顯突出的作用，反而會(huì)使學(xué)生受到電子產(chǎn)品帶來的一些負(fù)面影響，如長時(shí)間觀看屏幕導(dǎo)致視力下降。其實(shí)，采取一定的措施，如與技術(shù)開發(fā)人員多溝通、限制網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)終端軟件屏蔽等，教師和家長所擔(dān)心的問題可以很好地得到解決[17]。

在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，過于注重知識(shí)的有效灌輸，學(xué)生主動(dòng)性的發(fā)揮受到限制，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，這不利于課堂教學(xué)的有效實(shí)施。教師需要積極創(chuàng)新教學(xué)模式，提高課堂教學(xué)效率[18]。以高中生物知識(shí)教學(xué)為例，高中生物教材中包含許多的抽象概念、微觀結(jié)構(gòu)以及微觀的生理過程，例如，《細(xì)胞的增殖》針對(duì)有絲分裂的具體過程，傳統(tǒng)的教學(xué)方式只會(huì)以文字形式表現(xiàn)，將具體的分裂過程片段化，然而，借助于平板電腦，教師通過控制軟件將動(dòng)植物細(xì)胞有絲分裂的模式圖以隨機(jī)的順序發(fā)放到學(xué)生端，并附有若干干擾圖，教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，學(xué)生先自行閱讀教材，通過平板電腦以小組合作學(xué)習(xí)的方式，分別對(duì)動(dòng)植物細(xì)胞的有絲分裂過程模式圖進(jìn)行排序，小組完成后立即提交展示到投影上，教師對(duì)各小組進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，對(duì)有問題的排序給予糾正。相較于將有絲分裂的過程直接講授給學(xué)生，借助于平板電腦開展游戲進(jìn)行學(xué)習(xí)的信息化教學(xué)模式更能促進(jìn)學(xué)生之間的互助合作，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，達(dá)到理想的教學(xué)效果。

2.創(chuàng)設(shè)情境 突破教學(xué)重難點(diǎn)

各學(xué)科教材中存在許多教師難以講清和學(xué)生難以理解的知識(shí)，針對(duì)這些教學(xué)重難點(diǎn)，沿用傳統(tǒng)的教學(xué)方式抽象地講解知識(shí)，學(xué)生的注意力難以集中，課堂上的學(xué)習(xí)氛圍不濃厚，課堂參與度下降，課堂會(huì)變成教師的“單人表演”。利用平板電腦將文本教材轉(zhuǎn)化為圖片、動(dòng)畫或視頻形式的動(dòng)態(tài)教材，創(chuàng)設(shè)具有教育性、生活性、趣味性的學(xué)習(xí)情境，調(diào)動(dòng)學(xué)生的求知欲，將抽象的知識(shí)可視化、直觀化和形象化。例如，在數(shù)學(xué)學(xué)科中，學(xué)習(xí)《三視圖》時(shí)，由于這節(jié)的內(nèi)容比較抽象，對(duì)學(xué)生的空間思維能力、想象能力有一定的要求，在開始授課之前，首先，展示幾幅從不同視角下的圖片剪影，讓學(xué)生結(jié)合圖片，猜想實(shí)物可能是什么，這些圖片分別從哪個(gè)視角觀察而得來的；其次，教師給出一組幾何體，動(dòng)態(tài)展示從實(shí)物到視圖的過程，帶領(lǐng)學(xué)生從不同的角度去認(rèn)識(shí)視圖，逐漸培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力。通過這種方式，使用平板電腦創(chuàng)設(shè)生動(dòng)的學(xué)習(xí)情境，直觀地展示教材內(nèi)容代替大量篇幅的文字描述，能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，更有利于學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解和教學(xué)難點(diǎn)的突破。

3.及時(shí)反饋 提供自助服務(wù)

一個(gè)班級(jí)中，學(xué)生的基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力參差不齊，在課堂教學(xué)過程中，基礎(chǔ)好的學(xué)生聽一遍就能夠掌握知識(shí)點(diǎn)，基礎(chǔ)差的學(xué)生需要反復(fù)聽才能夠理解，但為了教學(xué)進(jìn)度順利完成，教師在課堂上反復(fù)講解兩三遍是不太現(xiàn)實(shí)的。而且，當(dāng)教師考查學(xué)生對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況時(shí)，存在基礎(chǔ)差的學(xué)生不敢答、一些學(xué)生在沒有思考的情況下應(yīng)付式地跟著基礎(chǔ)好的學(xué)生作答的現(xiàn)象，也存在教師聽到作答的學(xué)生中有大多數(shù)作答正確后誤認(rèn)為學(xué)生的掌握情況良好的現(xiàn)象。

在教學(xué)中使用平板電腦就可以解決這些難題。在課前，教師把將要講授的內(nèi)容制作成學(xué)案發(fā)給學(xué)生，學(xué)生可以借助平板電腦提前做好預(yù)習(xí)，提高教學(xué)效果。在課堂上，對(duì)知識(shí)進(jìn)行及時(shí)檢測(cè)，例如，教師推送一道練習(xí)題，學(xué)生通過平板電腦提交自己的答案，教師根據(jù)學(xué)生作答統(tǒng)計(jì)正確率，更加全面地了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，并根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡和習(xí)題作答情況立即生成學(xué)習(xí)資源，如錯(cuò)題集，方便學(xué)生復(fù)習(xí)。在課后，教師將授課課件、習(xí)題資料包上傳到溝通平臺(tái)，學(xué)生可下載學(xué)習(xí)資料，基礎(chǔ)不牢固的學(xué)生可利用課后時(shí)間進(jìn)行二次學(xué)習(xí)、查漏補(bǔ)缺，基礎(chǔ)好的學(xué)生也可以夯實(shí)基礎(chǔ)，加深理解和記憶。教師還可以通過平臺(tái)開展學(xué)科講堂、拓展知識(shí)視野，包括分享學(xué)科領(lǐng)域的趣味知識(shí)，提高學(xué)科素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生興趣。

本研究存在一定的局限性，有研究表明，平板電腦教學(xué)能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，由于研究的文獻(xiàn)數(shù)量有限，未進(jìn)行差異比較。因此，后續(xù)的研究中需要大量的隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行更加全面的實(shí)證研究，對(duì)平板電腦在教學(xué)中的應(yīng)用效果進(jìn)行多層面、更深入的分析。