每位教师都应该了解的 10 项教育研究

文摘   2024-07-20 18:55   马来西亚  

过去十年来,我们对学生在典型课堂中的体验的理解发生了变化。认知科学家已经揭示了学习大脑的内部运作,揭示了停顿时间和大脑休息对于学习(且常常被低估)重要性。与此同时,其他研究人员仔细研究了数百项实验研究,以确定教师可以信赖的优秀实践方案,并量化了采纳和应用这些实践所带来的好处。

以下是10项最新研究,我认为它们对教育领域具有重要意义,值得每位教师关注。

  一、高效的复习策略

Dunlosky和Carpenter的两项研究分别表明,低风险的实践测试和其他主动回忆形式的复习方法,如大脑转储、自我解释和问答环节,比被动复习策略更有效。教师应安排间歇时间的复习复习活动,以提高记忆持久性。

Dunlosky的研究深入探讨了10种有效的学习技巧,这些技巧基于认知和教育心理学的研究,旨在提升学生的学习效率。文章对每种技巧的有效性进行了评估,并根据学习条件、学生特点、材料类型和评估任务的通用性给出了建议。其中,实践测试和分散练习被认为是最有效的技巧,而总结、划重点、关键词记忆法、图像使用和重复阅读则被评为效用较低。研究结果不仅为学生提供了学习策略,也为教育工作者提供了教学方法的参考。

双方在一些领域达成了明确的共识。Dunlosky和Carpenter的都强调不计分模拟考试(low-stakes practice tests)的重要性,根据邓洛斯基的研究,模拟考试的形式可以是教师提供的不计分的多项选择题、自由回忆或简答题,也可以由学生使用“真实或虚拟的抽认卡”或“课本上的练习题”自行完成。

其他相对简单的复习形式,如头脑风暴、向自己或同学解释材料以及问答环节也很有效,但根据Carpenter的说法,有一个一般的经验法则:在处理信息时,学生必须积极地从记忆中回忆材料。需要较少努力的肤浅策略,如重读、突出显示或复制,通常效率低得多。
Carpenter和她的同事说,进行一次复习练习的教师“可以产生持续 9 个月的记忆力提高,并且多次复习练习的积极影响可以持续至少 8 年。”
应该多久复习一次材料?复习间隔较长的学生比复习间隔较近的学生表现更好——这种现象称为间隔效应。Carpenter说,虽然“没有普遍理想的间隔时间表”,但教师应该以天、周甚至月为单位来考虑。当学生已经熟悉材料时,在课程之间留出更多时间,当学生对信息的掌握较模糊时,留出较少时间。 
要点:确定课程中的基础概念,并通过全年的低风险练习测试、复习课程、头脑风暴和小组工作等活动反复编织这些概念。为获得最佳效果,请将复习活动间隔几天、几周甚至几个月。 

Dunlosky, J., Rawson, K. A., Marsh, E. J., Nathan, M. J., & Willingham, D. T. (2013). Improving Students’ Learning With Effective Learning Techniques: Promising Directions From Cognitive and Educational Psychology. Psychological Science in the Public Interest14(1), 4-58. https://doi.org/10.1177/1529100612453266

Carpenter, S.K., Pan, S.C. & Butler, A.C. The science of effective learning with spacing and retrieval practice. Nat Rev Psychol 1, 496–511 (2022). https://doi.org/10.1038/s44159-022-00089-1

 二、是选择直接教学还是探究式教学

2023年的文献综述指出,直接教学和探究式学习各有优势,应根据教学内容和学生需求灵活选择。教师可以在讲授基础知识后引导学生进行更深层次的探究。

“我们认为,”研究作者写道,“争论应该超越这种对比,因为两种方法的优点可能非常依赖于具体情况。”当教学生 H2O 中水的化学式要求他们执行“简单的操作”时,例如“如何计算 118 克水中的原子数”,直接指导可能是教师可以使用的最有效方法。但当材料更加开放或要求学生将学习应用于棘手的新情境时——“水的沸点如何随海拔高度变化?”——基于探究的学习可能是“培养深刻的概念理解”的更好方法,研究人员指出。 

在真实的课堂上,教师可以灵活地在不同模式之间切换:他们可能会讲 20 分钟的课,然后要求学生研究相关现象并提出假设。或者,通过直接指导建立坚实的知识基础后,他们可能会继续进行项目或研究论文,要求学生在某个领域内生成自己的知识。 

研究人员快速浏览了数十篇关于该主题的评论,在现实环境中发现了同样的动态:课程和学生不断变化的需求意味着“教师不必始终局限于一种模式,可以灵活地决定针对每个概念和情况的教学方法。”他们略带疲惫地指出,将每种方法的元素结合起来“在设计现实、全面的实际课堂干预时似乎是不可避免的。”

要点:将直接教学(如讲座、演示和密切指导的练习)与促进更深层次理解和转移的探究式方法(如开放式问题、自主研究和项目)相结合。保持灵活性,让学生的需求和学习目标指导您的决策。

Ton de Jong, Ard W. Lazonder, Clark A. Chinn, Frank Fischer, Janice Gobert, Cindy E. Hmelo-Silver, Ken R. Koedinger, Joseph S. Krajcik, Eleni A. Kyza, Marcia C. Linn, Margus Pedaste, Katharina Scheiter, Zacharias C. Zacharia, Let's talk evidence – The case for combining inquiry-based and direct instruction, Educational Research Review, Volume 39, 2023, 100536, ISSN 1747-938X, https://doi.org/10.1016/j.edurev.2023.100536.

 三、通识阅读和大概念教学

近年来,越来越多的与“通识科学”相关的研究成果发表,它们强调在课堂上嵌入主题、将新材料与先前学习联系起来、以及建立丰富的背景知识基础以便学生在接触新想法时能够运用这些知识的重要性。

在哈佛大学牵头的一项2023 年研究中,研究人员将传统的阅读教学方法(培养识别主要思想或引用文本证据等技能)与“知识丰富”的方法进行了比较,后者要求学生熟悉某个主题,以便建立“在遇到新但相关的主题时可以访问和部署的通用模式”。例如,如果要学习动物如何生存,他们会从“具体案例”开始,比如生活在北极的北极熊,这有助于他们理解更难但相关的概念,如适应性和生态系统。与同龄人相比,采用背景知识方法的学生在后来的科学相关阅读理解测试中得分高出 18%。

基于同样内容丰富的方法,弗吉尼亚大学研究人员在 2023 年领导的另一项研究发现,阅读成绩提高了 16 个百分点——如果在全国范围内实施,美国学生在国际阅读测试中的排名将从第 15 位跃升至第 5 位

开始新课程时,要加强联系:让学生复习介绍新信息的视频或阅读材料,然后让他们识别新词汇和概念,并积极将它们与先前的学习联系起来。例如,2013 年,研究人员发现,当六年级学生创建概念图来连接相关想法时,他们的阅读理解分数会大幅提高。

要点:在规划全年时,确定几个统一的主题,然后“问问自己,‘我们如何才能围绕连贯的模式整合教学?’”哈佛背景知识研究的负责人 James Kim 和 Mary Burkhauser建议道。通过提供易于理解、熟悉的切入点的活动来开启新单元,并让学生努力将他们与他们全年探索的“大概念”联系起来。

Kim, J. S., Burkhauser, M. A., Relyea, J. E., Gilbert, J. B., Scherer, E., Fitzgerald, J., Mosher, D., & McIntyre, J. (2023). A longitudinal randomized trial of a sustained content literacy intervention from first to second grade: Transfer effects on students’ reading comprehension. Journal of Educational Psychology, 115(1), 73–98. https://doi.org/10.1037/edu0000751

Grissmer, David, Thomas White, Richard Buddin, Mark Berends, Daniel Willingham, Jamie DeCoster, Chelsea Duran, Chris Hulleman, William Murrah, and Tanya Evans. (). A Kindergarten Lottery Evaluation of Core Knowledge Charter Schools: Should Building General Knowledge Have a Central Role in Educational and Social Science Research and Policy?. (EdWorkingPaper: 23-755). Retrieved from Annenberg Institute at Brown University: https://doi.org/10.26300/nsbq-hb21

Elbro, C., & Buch-Iversen, I. (2013). Activation of Background Knowledge for Inference Making: Effects on Reading Comprehension. Scientific Studies of Reading17(6), 435–452. https://doi.org/10.1080/10888438.2013.774005

 四、绘制图谱,越绘越会

近年来,认知科学家已经认可了绘画是一种有效的学习方式的观点,因为学生不仅能更深入地编码材料,还能从视觉、动觉和语义上处理信息

但孩子们不需要成为艺术家才能享受这些好处。在2022 年的一项研究中,研究人员要求学生创建简单的速写笔记,重点是“捕捉文本中描述的关系”——将关键概念与箭头、注释和其他关系标记联系起来,以创建概念地形的鸟瞰图。在完成图像并建立新的有利位置后,学生能够评估想法是如何联系在一起的,并发现他们思维中的概念差距。在后来的高阶思维测试中,创建速写笔记的五年级学生比只学习的同龄人高出 23%,研究人员将此结果归因于创建了一个“连贯的心理模型”,帮助学生“看到全局”。 

与此同时,根据2018 年的一项研究,具象绘画(例如细胞或构造边界的简单草图)可以将事实回忆率提高近两倍,但在了解某个主题中各个想法之间的广泛联系方面效果较差。研究人员解释说,在介绍适合视觉化的关键概念时,要求学生将绘画作为后续活动,因为绘画是一种有效的“记忆促进剂”,并迫使学生产生“详细的回忆,而不是更一般的熟悉感”。
结论:绘画在课堂上通常未被充分利用,但绘画提供了多种富有成效的形式。 从更详细的渲染到简单的草图、思维导图和带注释的流程图,绘画可以可靠地加深事实的回忆和理解,因为学生可以利用多种方式来重建材料。

Keith W. Thiede, Katherine L. Wright, Sara Hagenah, Julianne Wenner, Jadelyn Abbott, Angela Arechiga, Drawing to improve metacomprehension accuracy, Learning and Instruction, Volume 77, 2022, 101541, ISSN 0959-4752, https://doi.org/10.1016/j.learninstruc.2021.101541.

Ally B. A., Waring J. D., Beth E. H., McKeever J. D., Milberg W. P., Budson A. E. (2008). Aging memory for pictures: Using high-density event-related potentials to understand the effect of aging on the picture superiority effect. Neuropsychologia, 46, 679–689.

 五、劳逸结合,科学用脑

人们普遍认为,坐在电脑前的时间越多,学到的东西就越多。

但最近的研究对这一说法提出了质疑。2021 年,美国国立卫生研究院的神经科学家使用脑磁图(一种灵敏的脑部扫描技术)观察了年轻人在学习如何用非惯用手打字时的神经活动。练习结束后,研究参与者会短暂休息,然后继续学习这项技能。

在分析数据时,研究人员发现,在清醒休息期间,参与者的大脑立即开始高速重复练习过程 - 在 10 秒内将材料从处理感觉和运动技能的大脑皮层翻转到大脑的记忆中心海马体超过二十次。 

研究人员证实,在意识阈值以下,参与者在休息期间也在精神上练习技能。这一发现与2001 年的一项开创性研究相呼应,该研究追踪了学习如何穿越迷宫的老鼠身上的相同“神经重放”活动。

科学家表示,我们大大低估了学习过程中清醒休息的价值。研究指出,早期学习的成功在很大程度上取决于“在练习期间而不是练习期间发生的微小收获”,将休息时间纳入学习活动“在学习新技能方面与练习一样重要”。

结论:大脑休息不仅仅是冷静和恢复精力的方法;它们是记忆巩固的重要组成部分,甚至可能在发展新见解方面发挥作用。在计划课程时——尤其是那些涵盖新材料的课程——考虑留出休息时间,依靠简单的活动,比如让孩子听音乐、和朋友聊一两分钟或在房间里快速走一走。

https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(21)00539-8#supplementaryMaterial

Buch et al., Consolidation of human skill linked to waking hippocampo-neocortical replay, Cell Reports, June 8, 2021, DOI: 10.1016/j.celrep.2021.109193

这是我迄今为止写得最累的一篇公众号,即使有 AI 的帮助,仍然非常累,我会看效果来评估以后是否继续此种类型的内容创作。

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