一种强制性的基于贡献的协作游戏方法，以提高学生在科学博物馆的协作学习成果

摘要：

      在过去的几十年里，基于游戏的协作学习被用于促进学生在真实的学习环境中学习。虽然之前的几项研究已经报道了这种方法对学生的学习表现和动机的潜力，但不平等的参与可能会对协作学习的学习效果产生负面影响。为此，本研究开发了一种强制性的基于贡献的协作游戏方法（MCCG），以提高在学校和博物馆之间的跨领域学习活动中进行与环境问题相关的实际解决方案的能力。采用MCCG和传统的协作游戏方法（CCG）来研究个人贡献对协作学习的影响。我们评估了个人的学习成果和协作学习的结果。结果表明，基于游戏的协作支持可以支持基于能力的教育，以提高学生的能力，如解决问题和批判性思维能力。那些采用强制性贡献方法学习的学生有更好的协作学习结果。     

能力定义：

    能力包括整合和应用学习结果在特定背景下解决问题的能力以及成功地回应个人对个人成就和社会贡献的期望和社会需求的能力。能力包括满足复杂需求的能力，包括各种高水平的认知技能，如解决问题、批判性思维和协作技能。除了知识和技能外，它还包括社会心理资源，如态度、动机和价值观。

本研究评估了协作学习和个人学习结果，以通过所提出的方法调查个人贡献对协作学习的影响，并回答以下研究问题：

(1)与CCG相比，MCCG能否提高与环境知识相关的个人学习成绩？

(2)与CCG相比，MCCG能否提高理解环境问题的科学能力？

(3)与CCG相比，MCCG能否提高解决环境问题的解决问题的能力？

(4)与CCG相比，MCCG能否提高其分析环境问题的原因和影响的批判性思维能力？

(5)与CCG相比，MCCG能否提高与他人合作的集体效能？

实验设计：

学习环境和活动设计：

      在一个初中校园和一个环境教育科学博物馆进行了一个跨领域的学习活动。该活动包括三个学习阶段为期3周：激发动机、主题知识构建和在现实生活中进行行动。

       本研究采用准实验设计，将两个班级的初中八年级学生分为实验组和对照组。共有55名八年级学生参与了本研究，其中27人（男17女10人）采用MCCG方法分为实验组，28人（男15女13人）采用CCG方法分为对照组。学生们已经学习了基本的图。学习者在学校和在一个科学博物馆体验跨领域的活动。互动学习环境7.在其科学课程中的环境教育知识，他们能够独立地操纵CGBL系统。这些学生都由有3年以上科学教学经验的同一位老师指导。他们的平均年龄是13岁。

参加者：

      本研究采用准实验设计，将两个班级的初中八年级学生分为实验组和对照组。共有55名八年级学生参与本研究，其中27人（男17人，女10人）采用MCCG方法分为实验组，28人（男15人，女13人）采用CCG方法进入对照组。学习者在学校和在一个科学博物馆体验跨领域的活动。在其科学课程中的环境教育知识，他们能够独立地操纵CGBL系统。这些学生都由有3年以上科学教学经验的同一位老师指导。他们的平均年龄是13岁。

表1.评估协作学习成果的标题

能力                   得分                                                              描述

科学能力           1         能够描述所观察到的环境，并有探索和理解环境问题                               2         具有探索和理解基本的环境知识和生态学概念的能力                           3         能够解释特定环境问题的原因和影响                           4         能够用非系统的分析来解释特定环境问题的原因和影响                           5         能够系统地解释特定环境问题的原因和影响 解决问题 能力                    1        无法识别出这个问题                            2        能够识别问题和解释可能的影响的能力                            3        能够对已确定的问题进行有限细节的观察，并提出一                                         些解决方案                                   4        能够对识别出的问题进行系统的观察，并以有限的细                                         节做出合理的解决方案                            5        能够对识别的问题进行系统的深入观察，并详细做出                                         适当的解决方案 批判性思维         1        无法识别有许多重大错误的信息的可靠性 能力                    2        能够以一些最小的误差来识别信息的可靠性                            3        能够识别信息的可靠性                            4        能够识别和怀疑信息的可靠性，并进行一些反思                            5        能够识别和分析信息的可靠性和进行自我反思 集体效能            1         无法与队友合作                            2        与队友合作，完成个人任务的能力                            3        具有与队友合作和沟通的能力                            4        能够运用有效的协作策略，有效与他人有效沟通。能                               5        够运用有效的协作策略，与队友沟通，发展有效和适                                         当的人际关系

实验结果：个人的学习结果

     采用单因素协方差分析（ANCOVA）来检验这两种方法对个体学习结果的影响。在进行单向ANCOVA之前，进行方差齐性检验，以检验是否存在违反回归齐性假设。

表2.环境能力测试结果的总结

	测试前	第1次试验后		第2次试验后		第3次试验后
分组	平均数	平均数	调整后平均数	平均数	调整后平均数	平均数	调整后平均数
实验组	64.51	60.38	60.33	56.55	56.41	58.66	58.60
对照组	63.67	62.85	62.89	53.46	53.59	55.95	56.01

第一次实验后协方差分析：

第二次实验后协方差分析：

 第三次实验后协方差分析：

    如表2所示，实验组和对照组的后测之间没有显著差异（p > .05），这表明使用MCCG学习环境知识的学生与使用CCG学习的学生表现同样好。 

表3.学生项目得分的独立样本t检验和Mann-Whitney U检验结果。

	实验组（N = 10） 平均值（SD）	对照组（N = 10） 平均值（SD）	t	u
科学能力	3.067（0.472）	2.180（0.821）	2.95	0.016
解决问题的能力	3.21（0.572）	2.190（.6001）	3.936	0.002
批判性思维能力	3.06（0.529）	2.1200（0.470）	4.194	0.001
集体效能	3.06（0.087）	2.83(0.332)	2.114	0.183

科学能力：

解决问题的能力： 

 

 批判性思维能力：

 

集体效能： 

结论：

   本研究提供了一个具有不同交互机制的CGBL系统来检验不同贡献方法的学习效果。关于第一个研究问题，实验结果表明，使用MCCG和CCG学习的学生的个体学习结果没有显著差异。这一结果与我们的预期相反，即平等参与有利于协作学习，从而提高学习成绩。

关于检验协作学习结果的第二个、第三个和第四个研究问题，我们发现MCCG可以显著提高协作学习结果。用MCCG学习的学生在科学能力、解决问题的能力和批判性思维能力方面都优于另一组。先前的研究解释说，强制性贡献方法对于复杂的学习任务更有效，但对于简单的学习任务没有区别

   总之，本研究表明，与CCG相比，MCCG促进了深度协作，从而显著提高了协作学习的结果。尽管MCCG能够促进协作学习的平等参与，但仍然需要提供适当的元认知支架来提高群体内的集体效能。该结果可用于设计适当的协作支持，以促进有效的协作。

收获：

    ①准实验研究

   是指在无须随机地安排被试时，运用原始群体，在较为自然的情况下进行实验处理的研究方法。

   ②Mann-Whitney U 检验

    是与独立样本t检验相对应的方法，当正态分布、方差齐性等不能达到t检验的要求时，可以使用该检验。

问题：

①为什么本文需要同时用T.U两个检验？只用T检验不行吗？

②T检验跟U检验中的样本量 10是怎么来的？