數(shù)字工具支持的教學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果有何影響？＊
——來自137項實驗與準(zhǔn)實驗的元分析證據(jù)

雷 浩 李 雪

（華東師范大學(xué)課程與教學(xué)研究所，上海 200062）

隨著教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的加快，數(shù)字工具與課堂教學(xué)的融合已愈加深入，以往研究證明了數(shù)字工具對教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)都產(chǎn)生了重要影響。其中，學(xué)習(xí)結(jié)果被視為理解這種影響的重要變量，不僅是因為學(xué)習(xí)結(jié)果能夠預(yù)測和衡量學(xué)校實施數(shù)字工具教學(xué)的成果，更重要的是學(xué)習(xí)結(jié)果是反映學(xué)生數(shù)字化學(xué)習(xí)過程的重要標(biāo)尺。

一、數(shù)字工具支持的教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的文獻(xiàn)分析

（一）數(shù)字工具支持的教學(xué)

數(shù)字工具本質(zhì)上是技術(shù)賦能教育的產(chǎn)物，通常是指可以通過計算機(jī)、移動設(shè)備及其他數(shù)字設(shè)備來使用的教學(xué)軟件、程序、應(yīng)用、協(xié)作和共享資源平臺，主要以交互、電子和計算機(jī)技術(shù)為特征，涉及文本、圖像、音頻和視頻等數(shù)字材料的處理（Oikonomou & Patsala，2021）。簡而言之，數(shù)字工具是依托移動或計算機(jī)等硬件設(shè)備而存在的軟件資源。Nattland和Kerres（2009）結(jié)合不同教學(xué)設(shè)計及其環(huán)境需求將教育中常用的數(shù)字工具歸納為：練習(xí)與實踐程序、輔導(dǎo)系統(tǒng)、智能輔導(dǎo)系統(tǒng)、模擬和超媒體五類。

練習(xí)與實踐程序能提供不同形式的糾錯反饋以滿足個性化的練習(xí)需求。相較之下，輔導(dǎo)系統(tǒng)不僅擁有糾錯反饋的功能，還能給予對應(yīng)的輔導(dǎo)和評價指令并依學(xué)習(xí)進(jìn)度更新（Soe，Kok & Chang，2000），此類工具以計算機(jī)/移動輔助教學(xué)系統(tǒng)、自動評價系統(tǒng)為代表，一般具體表現(xiàn)為交互式教學(xué)軟件、移動學(xué)習(xí)應(yīng)用程序。Lou等（2001）從計算機(jī)技術(shù)的角度將練習(xí)與實踐程序和輔導(dǎo)系統(tǒng)概括為“教程”，因此在本研究中這兩類工具將被統(tǒng)稱為數(shù)字教程。

智能輔導(dǎo)系統(tǒng)融合了人工智能模型，其最鮮明的特點是自適應(yīng)，電子書包、個人數(shù)字助理都屬于該類型的數(shù)字工具。該工具不僅可以通過自動捕捉學(xué)生的學(xué)習(xí)偏好和知識水平來分析個體需求，并據(jù)此呈現(xiàn)合適的學(xué)習(xí)資源，而且能對學(xué)生的策略使用、學(xué)習(xí)動機(jī)和學(xué)習(xí)參與進(jìn)行診斷以幫助學(xué)習(xí)者適應(yīng)任務(wù)難度（Xu et al.，2019）。課堂教學(xué)中使用的交互式智能板是該技術(shù)的載體之一。

模擬應(yīng)用程序是由計算機(jī)程序生成現(xiàn)實世界及其過程的動態(tài)模型（Smetana & Bell，2012），常見的模擬技術(shù)是虛擬現(xiàn)實，具體到教學(xué)應(yīng)用中有虛擬實驗室、虛擬博物館等，動態(tài)數(shù)學(xué)軟件、幾何畫板等也屬于模擬技術(shù)的應(yīng)用。它將現(xiàn)實世界數(shù)字化，不僅增加了教學(xué)過程的交互性和真實性，而且使學(xué)習(xí)中的抽象概念更為具體化，減少了學(xué)生的認(rèn)知負(fù)擔(dān)（De Jong & Van Joolingen，1998）。

超媒體以超文本（包括圖文、音/視頻等）的非線性組織為支持，學(xué)習(xí)者可以在該系統(tǒng)的幫助下任意鏈接到不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容或指定位置（Popescu，2008），常見的工具有數(shù)字百科全書、數(shù)字思維導(dǎo)圖等。

（二）學(xué)習(xí)結(jié)果

學(xué)習(xí)結(jié)果可分為情感和認(rèn)知兩個層面，這兩個層面分別以學(xué)習(xí)動機(jī)和學(xué)業(yè)成績?yōu)楸碚鳌訖C(jī)被定義為情緒控制系統(tǒng)中的內(nèi)在潛能，這種潛能反應(yīng)在學(xué)習(xí)中就是學(xué)習(xí)者參與學(xué)習(xí)活動的愿望（Kim，Park& Cozart，2014）。動機(jī)及與之相關(guān)的態(tài)度、興趣、自我效能感等是理解學(xué)生學(xué)習(xí)的重要心理狀態(tài)。其中，態(tài)度是隨動機(jī)狀態(tài)所引發(fā)的行為而產(chǎn)生的情感反應(yīng)（Higgins et al.，2019），興趣往往通過動機(jī)對學(xué)習(xí)產(chǎn)生影響（Hidi，Renninger & Krapp，2004），自我效能感以自我情感與能力的激勵為中介體現(xiàn)在學(xué)習(xí)動機(jī)上（Foster，2001）。因此，廣義概念的學(xué)習(xí)動機(jī)包含了學(xué)習(xí)興趣、態(tài)度、自我效能感（Lamb et al.，2018；Usher，2012）。本研究依循Lim和Kim（2003）關(guān)于在線學(xué)習(xí)的研究，使用廣義概念上的學(xué)習(xí)動機(jī)作為情感學(xué)習(xí)結(jié)果。同時，認(rèn)知學(xué)習(xí)和情感學(xué)習(xí)同樣重要。學(xué)業(yè)成績作為智力努力的量化結(jié)果，反映了學(xué)生對知識技能的理解和保留，一般通過考試或連續(xù)性評估來衡量，被認(rèn)為是評價教育質(zhì)量最明顯的指標(biāo)（Michaelowa，2001），以往研究多將其視為觀測認(rèn)知學(xué)習(xí)結(jié)果的表征。綜上所述，本研究將分別借助學(xué)習(xí)動機(jī)和學(xué)業(yè)成績兩個變量考察數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)習(xí)結(jié)果的影響。

（三）數(shù)字工具支持教學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的影響

大多研究者認(rèn)為數(shù)字工具在動態(tài)交互性、可視化功能等方面的巨大潛力能夠幫助學(xué)生增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗和學(xué)習(xí)參與，進(jìn)而對提升學(xué)習(xí)結(jié)果有所裨益（Chen，2009）。這可以從Papert的建構(gòu)主義（Constructionism）學(xué)習(xí)理論中找到依據(jù)，該理論關(guān)注到學(xué)習(xí)者在與外部文化環(huán)境的互動中主動建構(gòu)新對象，即完成一種再創(chuàng)造活動來建構(gòu)認(rèn)知（Parmaxi & Zaphiris, 2014）。此外，情境認(rèn)知理論則更直接地揭示出有意義的學(xué)習(xí)與情境及經(jīng)歷的重要聯(lián)系，從理論上解釋了數(shù)字工具可以通過提供虛擬情境幫助學(xué)習(xí)者建構(gòu)新對象，從而促進(jìn)其認(rèn)知發(fā)展（Taber，2017）。

但是，上述觀點受到了一些研究者的質(zhì)疑，他們認(rèn)為數(shù)字工具在任務(wù)指導(dǎo)和反饋功能上對現(xiàn)實學(xué)習(xí)活動的適應(yīng)性方面仍存在局限，因為并非所有數(shù)字化資源都適用于所有課程，尤其是基礎(chǔ)教育課程（Short & Uzochukwu，2018），這為改進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果增加了不確定性。同時，數(shù)字工具對學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用是基于一定條件的，如教師態(tài)度及其數(shù)字化能力的支持，因而數(shù)字工具對學(xué)習(xí)結(jié)果的積極影響未必是始終成立的（S?lj?，2010）。這一觀點也得到了相關(guān)實證研究的支持：Gegenfurtner等（2014）根據(jù)多媒體認(rèn)知學(xué)習(xí)理論指出，模擬會誘發(fā)更高的認(rèn)知負(fù)荷，尤其是在結(jié)合視覺和聽覺模式時，這種高認(rèn)知負(fù)荷并不會助益于學(xué)習(xí)動機(jī)的提升。

由上述分析可知，目前關(guān)于數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)習(xí)結(jié)果的影響存在兩種不一致的意見，原因之一是單個調(diào)查被試量少。鑒于此，本研究擬使用元分析（Meta-analyais）的方法對既往相關(guān)實證研究進(jìn)行整合，該方法有利于在確保研究間一致性的基礎(chǔ)上，揭示不同研究間的差異，以便得出更科學(xué)的結(jié)論。

二、數(shù)字工具支持的教學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果作用的可能調(diào)節(jié)變量

有關(guān)數(shù)字技術(shù)的研究表明，數(shù)字工具對學(xué)習(xí)的影響可能依賴于一些潛在調(diào)節(jié)變量（Heidig & Clarebout, 2011）。鑒于此，本研究假設(shè)數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)習(xí)結(jié)果的影響會受到一個甚至更多變量的影響。

（一）人口統(tǒng)計學(xué)變量

被試的文化背景是人口統(tǒng)計學(xué)變量的重要指標(biāo)。文化心理學(xué)認(rèn)為，包括學(xué)習(xí)在內(nèi)的許多個體的行為與心理活動都受文化經(jīng)驗左右，需要結(jié)合文化語境來解釋（Heine，2010），數(shù)字化學(xué)習(xí)亦會被文化背景所影響。Hofstede（1984）將文化背景分為個人主義和集體主義兩種類型，前者的表現(xiàn)特征是重視個體利益與目標(biāo)的實現(xiàn)；后者則表現(xiàn)為個體與社會的緊密結(jié)合。既往研究表明，集體主義文化下的學(xué)生比個人主義文化下的學(xué)生更能感知到電子學(xué)習(xí)系統(tǒng)的益處，會愿意主動選擇和積極探索使用該工具，進(jìn)而獲得好的學(xué)習(xí)結(jié)果（Aparicio，Bacao & Oliveira，2016）。另外，不同文化背景下的學(xué)生往往具有契合該文化特征的學(xué)習(xí)風(fēng)格（Guild，1994），而學(xué)習(xí)風(fēng)格又是改進(jìn)學(xué)習(xí)過程與學(xué)習(xí)結(jié)果的重要因素（Moussa，2014）。因此，有必要探究文化背景對數(shù)字工具教學(xué)效果的影響。

學(xué)段作為學(xué)生受教育能力/水平的重要表征，也屬于人口統(tǒng)計學(xué)變量的重要指標(biāo)。先前一些研究指出，包括數(shù)字工具在內(nèi)的技術(shù)對小學(xué)生起到的積極作用大于中學(xué)生（Cheung & Slavin，2013b；Li &Ma，2010），理由是高年級學(xué)生不太需要計算機(jī)訓(xùn)練和輔導(dǎo)程序中提供的高度結(jié)構(gòu)化、高度反應(yīng)性的指導(dǎo)（Kulik et al.，1985）。但也有人贊成數(shù)字工具教學(xué)在高年級學(xué)生中表現(xiàn)出的積極作用優(yōu)于低年級，如Ozdemir等（2018）發(fā)現(xiàn)，相比小學(xué)生，中學(xué)生在數(shù)字化環(huán)境下所表現(xiàn)出的學(xué)習(xí)結(jié)果更好。Hillmayr等（2020）也指出，11—13年級的學(xué)生使用數(shù)字工具的學(xué)習(xí)結(jié)果略優(yōu)于5—11年級的學(xué)生。這意味著學(xué)段是否存在調(diào)節(jié)效應(yīng)尚不明確，因而本研究擬對此進(jìn)行檢驗。

性別同樣是重要的人口統(tǒng)計學(xué)變量。學(xué)生性別在既往研究中被認(rèn)為是能夠影響學(xué)生從技術(shù)中獲得成功的重要因素，關(guān)于計算機(jī)學(xué)習(xí)的研究普遍證實了男孩和女孩在使用計算機(jī)、對計算機(jī)態(tài)度和作用的認(rèn)知上存在差異（Clarina & Schultz, 1993; Shashaani, 1994）。文獻(xiàn)梳理發(fā)現(xiàn)，性別的調(diào)節(jié)效應(yīng)有三種觀點：其一，與男生相比，女生更容易通過數(shù)字工具獲得好的學(xué)習(xí)結(jié)果。如，女生利用交互式電子書學(xué)習(xí)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)結(jié)果得分高于男生（Huang, Liang & Chiu, 2013），女生在模擬程序的使用中表現(xiàn)出較高的認(rèn)知學(xué)習(xí)效應(yīng)（Vogel et al., 2006）。其二，與女生相比，男生在數(shù)字化學(xué)習(xí)中的成績表現(xiàn)更好（Abouserie,Moss & Barasi，1992），原因是男生對技術(shù)更感興趣從而引發(fā)了更強(qiáng)的學(xué)習(xí)動機(jī)（Colley & Comber,2003）。其三，數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)習(xí)結(jié)果的影響并不存在性別差異（Leonard, Davis & Sidler, 2005）。基于上述分歧，本研究期望辨明性別差異的調(diào)節(jié)作用。

（二）知識特征

如前所述，數(shù)字工具有四種類型：數(shù)字教程、智能輔導(dǎo)系統(tǒng)、模擬應(yīng)用程序和超媒體。不同類型的數(shù)字工具所負(fù)載的核心技術(shù)不同，功能也會存在差異，這種差異會間接表現(xiàn)到學(xué)習(xí)結(jié)果中。此判斷得到了Sprenger（2021）研究的支持，該研究表明，與課堂響應(yīng)系統(tǒng)、課堂交流系統(tǒng)和電子講座三種數(shù)字工具的使用效果相比，移動虛擬現(xiàn)實程序?qū)W(xué)習(xí)結(jié)果的影響較小。然而，也有研究發(fā)現(xiàn)，與其他數(shù)字工具相比，虛擬現(xiàn)實教學(xué)對學(xué)習(xí)結(jié)果的影響更顯著（Hillmayr et al.，2020）。由此看來，不同類型數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)習(xí)結(jié)果的作用需要進(jìn)一步澄清。

學(xué)科領(lǐng)域與學(xué)習(xí)結(jié)果聯(lián)系密切。通過對先前研究的分析發(fā)現(xiàn)，學(xué)科知識特點的差異性會對數(shù)字化教學(xué)效果產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用。數(shù)字工具的多樣性決定了應(yīng)用的廣泛性，其在應(yīng)用科學(xué)、人文科學(xué)、形式科學(xué)和自然科學(xué)等不同學(xué)科領(lǐng)域的課堂教學(xué)中均有涉足，論證較多的是在技術(shù)類學(xué)科中的應(yīng)用效果顯著優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)。以模擬系統(tǒng)為例，該類工具已在化學(xué)、物理、生物等多個學(xué)科中被證實能顯著提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)或成績。事實上，也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)數(shù)字工具對非技術(shù)類，尤其是語言學(xué)科學(xué)習(xí)的影響作用更明顯。如Tingir等（2017）的研究結(jié)果指出，移動數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用對學(xué)生閱讀成績的影響顯著大于對數(shù)學(xué)和科學(xué)成績的影響。Ma等（2014）對比了智能系統(tǒng)在多個學(xué)科領(lǐng)域應(yīng)用的學(xué)習(xí)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)人文社會學(xué)科中學(xué)習(xí)結(jié)果的效應(yīng)量高于其他學(xué)科。由此，本研究擬澄清學(xué)科差異的調(diào)節(jié)效應(yīng)。

（三）研究屬性

一個實驗或者準(zhǔn)實驗研究中有沒有對主試開展相應(yīng)的培訓(xùn)可能會影響實驗結(jié)果。教師的技術(shù)使用水平在很大程度上影響著學(xué)生的學(xué)習(xí) (Neiderhauser & Stoddart，2001)，但如何確保教師能有效地將技術(shù)融入課堂是一項有難度的工作。即使是在數(shù)字化發(fā)展勢如破竹的今天，仍有部分教師未看到數(shù)字技術(shù)在教學(xué)中的價值，對數(shù)字工具的使用缺乏樂觀態(tài)度（Wikan & Molster，2011）。有研究分析，這可能是因為教師缺乏學(xué)習(xí)和使用技術(shù)的時間、機(jī)會和培訓(xùn)支持（Ertmer et al.，1999），更有學(xué)者直接指出技術(shù)增強(qiáng)教學(xué)最大的限制就是缺乏教師培訓(xùn)（Egbert & Thomas，2001）。所以，本研究將考察教師使用數(shù)字工具的經(jīng)歷對數(shù)字工具支持教學(xué)效果的調(diào)節(jié)作用。

干預(yù)時長是指數(shù)字工具支持教學(xué)實施的時間長度，干預(yù)時長的調(diào)節(jié)作用在以往研究中存在三種觀點：其一，短期的數(shù)字工具支持比長時間的數(shù)字工具支持影響更大。如，Li和Ma（2010）發(fā)現(xiàn)，在計算機(jī)技術(shù)支持下學(xué)習(xí)較短時間（少于一年的干預(yù)）對學(xué)生數(shù)學(xué)成績的影響大于持續(xù)時間較長的干預(yù)（多于一年）。Chauhan（2017）發(fā)現(xiàn)，與持續(xù)1—4周或超過一個月的干預(yù)相比，不足一周的數(shù)字干預(yù)誘發(fā)了最好的學(xué)習(xí)效果。這是因為短期的干預(yù)更容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。其二，數(shù)字工具教學(xué)穩(wěn)定后，其對學(xué)習(xí)結(jié)果的影響是持續(xù)深入的，在數(shù)字工具的教學(xué)環(huán)境中應(yīng)加大技術(shù)干預(yù)力度、延長工具使用時間（Xu et al.，2019）。其三，適中的干預(yù)時長更有利于數(shù)字化學(xué)習(xí)，且8—10周的干預(yù)時間最有利于取得較好的學(xué)業(yè)成績（Higgins，Huscroft& Crawford，2019）。上述觀點提示我們，干預(yù)時長是調(diào)節(jié)數(shù)字工具支持教學(xué)效果的重要變量，但是對于干預(yù)時長的最優(yōu)范圍仍存在爭議，本研究擬對此作出回應(yīng)。

干預(yù)強(qiáng)度是指固定時間段內(nèi)干預(yù)的時長。Cheung與Slavin（2013a）以每周施加干預(yù)的時間為單位來區(qū)分不同級別的干預(yù)強(qiáng)度，他們在關(guān)于教育技術(shù)應(yīng)用于閱讀學(xué)習(xí)結(jié)果的系統(tǒng)性述評中，將每周75分鐘作為劃分高強(qiáng)度和低強(qiáng)度的界限。后來，二人又進(jìn)一步將干預(yù)強(qiáng)度根據(jù)一周持續(xù)時間劃分為三個強(qiáng)度水平：低強(qiáng)度（每周低于30分鐘）、中等強(qiáng)度（每周30—75分鐘）和高強(qiáng)度（每周75分鐘以上）（Cheung & Slavin，2013b）。干預(yù)強(qiáng)度的調(diào)節(jié)效應(yīng)在以往文獻(xiàn)中存在三種觀點：其一，高強(qiáng)度的干預(yù)有利于優(yōu)化學(xué)習(xí)結(jié)果。如Cheung與Slavin（2013a）的研究顯示，高強(qiáng)度的技術(shù)更能助益困難學(xué)生提升閱讀水平。其二，中等強(qiáng)度的干預(yù)更容易促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)（Cheung & Slavin，2013b）。其三，干預(yù)強(qiáng)度不影響數(shù)字工具支持的學(xué)習(xí)效果，如Xu 等（2019）發(fā)現(xiàn)輔導(dǎo)系統(tǒng)在不同強(qiáng)度下對學(xué)生閱讀學(xué)習(xí)結(jié)果的影響并不顯著。鑒于上述結(jié)果的分歧，本研究將檢驗干預(yù)強(qiáng)度的調(diào)節(jié)作用。

文獻(xiàn)出版時間可能會調(diào)節(jié)數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)習(xí)結(jié)果的影響。從技術(shù)層面來講，對教育領(lǐng)域有潛在價值的數(shù)字技術(shù)在過去三十年里發(fā)展變化迅速，學(xué)校的數(shù)字工具在數(shù)年間隨技術(shù)的迭代而更新、教學(xué)中的技術(shù)應(yīng)用隨時間的推移而愈加廣泛（Kulik，2003，p3）。技術(shù)環(huán)境的變化會影響技術(shù)資源在教育中的可用性（Fraillon et al.，2014，p256）。所以數(shù)字工具對學(xué)習(xí)結(jié)果的影響可能隨出版時間的變化而變化，基于此，本研究將對出版時間的潛在作用進(jìn)行考察。

三、研究設(shè)計

本研究將通過元分析的方法揭示數(shù)字工具支持教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的關(guān)系，并澄清這種關(guān)系受到了哪些因素的影響。具體內(nèi)容包括：計算數(shù)字工具支持教學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的影響效應(yīng)值；考察人口統(tǒng)計學(xué)、 知識特征以及研究屬性三種類型變量在二者關(guān)系中的調(diào)節(jié)作用。

（一）文獻(xiàn)檢索程序

由于學(xué)界對數(shù)字工具教學(xué)效果的集中探討發(fā)生在近20年，本研究主要對2000—2021年國內(nèi)外公開發(fā)表的電子文獻(xiàn)進(jìn)行收集。文獻(xiàn)檢索經(jīng)歷了兩輪程序，第一輪通過關(guān)鍵詞編制檢索式展開檢索。外文文獻(xiàn)的來源有Web of Science、EBSCO、SpringerLink和ProQuest數(shù)據(jù)庫，Google Scholar搜索引擎輔助檢索。中文文獻(xiàn)來源于中國知網(wǎng)（CNKI）和萬方數(shù)據(jù)庫。參考相關(guān)文獻(xiàn)確定了數(shù)字工具的檢索關(guān)鍵詞包括數(shù)字工具（digital tools）、練習(xí)與實踐程序（drill and practice programs）、輔導(dǎo)系統(tǒng)（tutoring Systems）、智能輔導(dǎo)系統(tǒng)（intelligent tutoring systems）、模擬（simulations）、超媒體（hypermedia）、教程（tutorial）、數(shù)字媒體（digital media）、軟件（software）、虛擬現(xiàn)實（virtual reality）、增強(qiáng)現(xiàn)實（augmented reality）、應(yīng)用程序（application program）。考慮到數(shù)字工具主要依托于硬件設(shè)備，本研究將相關(guān)的檢索詞擴(kuò)展到數(shù)字工具的載體，包括：計算機(jī)（computer）、平板（tablet；Ipad）、手機(jī)（mobile phone）、筆記本電腦（laptop）、移動設(shè)備（mobile device）、移動閱讀器（mobile reader）、交互式白板（interactive whiteboard）、智能板（smart board）。表示學(xué)習(xí)結(jié)果的關(guān)鍵詞有：學(xué)習(xí)結(jié)果（learning outcomes/result/effect）、學(xué)業(yè)成績(learning/academic achievement)、學(xué)習(xí)表現(xiàn)（learning performance）、動機(jī)（motivation）、興趣（interest）、態(tài)度（attitude）、自我效能感（self-efficacy）。第一輪檢索初步獲取了6 114篇文獻(xiàn)。第二輪檢索采用追溯法，根據(jù)已獲取的文獻(xiàn)追查引用和被引文獻(xiàn)，獲取了105篇文獻(xiàn)。基于以上程序，在選定資源類型為期刊和學(xué)位論文的情況下共獲取了6 219篇文獻(xiàn)。

（二）文獻(xiàn)篩選標(biāo)準(zhǔn)

為保證研究結(jié)果的效度，制定了如下標(biāo)準(zhǔn)以審查納入文獻(xiàn)：（1）研究涉及的學(xué)習(xí)環(huán)境是非特殊教育學(xué)校的課堂教學(xué)環(huán)境；（2）研究設(shè)計必須是實驗或準(zhǔn)實驗，除隨機(jī)實驗外，研究應(yīng)報告前測結(jié)果，且前測差異不能過大（即ES＜0.05）。單組實驗應(yīng)包含前后測，雙組實驗則需兼?zhèn)鋵嶒灲M和對照組，其中，對照組必須采用的是未使用任何數(shù)字工具的傳統(tǒng)教學(xué)；（3）研究明確了參與者的受教育水平屬于中小學(xué)教育階段；（4）參與群體的文化背景必須與其所屬國家/地區(qū)的文化背景相匹配；（5）學(xué)習(xí)動機(jī)的測量手段不限，學(xué)業(yè)成績的測量必須是定量的；（6）研究結(jié)果報告了足夠的統(tǒng)計量，至少包括樣本量、均值和標(biāo)準(zhǔn)差。依上述標(biāo)準(zhǔn)最終篩選得到137篇文獻(xiàn)納入元分析（篩選流程見圖1）。

圖1 文獻(xiàn)篩選流程圖

（三）文獻(xiàn)編碼

經(jīng)過篩選后的文章將按照構(gòu)成要素對其進(jìn)行編碼，每個獨立樣本僅編碼一次。兩位作者分別對所有研究進(jìn)行獨立編碼，評分者間一致性超過92%，若遇分歧，雙方討論至達(dá)成一致。

1. 研究名稱：作者、發(fā)表年份（若同一研究包含了多項結(jié)果則以序號區(qū)分）

2. 文化背景：集體主義、個人主義（參考Hofstede文化指南的評估結(jié)果）

3. 學(xué)生所處學(xué)段：小學(xué)、初中、高中

4. 學(xué)生性別：女性參與者占組內(nèi)人數(shù)的百分比

5. 教師是否接受了培訓(xùn)：是、否

6. 工具類型：數(shù)字教程、智能輔導(dǎo)系統(tǒng)、模擬應(yīng)用程序、超媒體

7. 學(xué)科領(lǐng)域：語言、數(shù)學(xué)、科學(xué)（科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物）、其他

8. 教育干預(yù)時長：小于等于4周、大于4周小于等于12周、大于12周小于等于24周、24周以上

9. 干預(yù)強(qiáng)度：每周低于1小時、每周1—3小時、每周3小時及以上

10. 學(xué)習(xí)結(jié)果：學(xué)習(xí)動機(jī)、學(xué)業(yè)成績

（四）研究過程

1.文獻(xiàn)質(zhì)量評估

評估文獻(xiàn)質(zhì)量是提高元分析結(jié)果穩(wěn)健性的重要潛在因素。因此，除制定文獻(xiàn)篩選標(biāo)準(zhǔn)對納入研究進(jìn)行事前評估外，本研究還參考Kmet、Lee和Cook（2011）針對量化研究開發(fā)的質(zhì)量評估標(biāo)準(zhǔn)，從樣本特征及其參與情況、研究設(shè)計、研究方法、研究結(jié)果的報告等維度對納入文獻(xiàn)的質(zhì)量進(jìn)行評估。該標(biāo)準(zhǔn)包含14個與標(biāo)準(zhǔn)化評估維度對應(yīng)的問題，單個問題（評估標(biāo)準(zhǔn)）項下，完全滿足標(biāo)準(zhǔn)的研究得2分；部分滿足標(biāo)準(zhǔn)得1分；不滿足標(biāo)準(zhǔn)得0分。單個研究總成績在最低分（0分）和最高分（28分）范圍內(nèi)，得分越高說明該研究的質(zhì)量越高。對137項研究的質(zhì)量評估由兩位作者獨立完成，最終評分一致性為0.89，納入研究的最低分為18分（占總分的64.3%），最高分為26分（占總分的92.9%），平均得分22分（占總分78.6%）。根據(jù)質(zhì)量界定標(biāo)準(zhǔn)：研究得分占總分的80%以上為高質(zhì)量研究；70%—80%為較好；50%—70%為適中；50%以下表示質(zhì)量有限，可以認(rèn)為本研究所納入的137篇文獻(xiàn)的質(zhì)量能夠滿足分析要求。

2.效應(yīng)量與模型選擇

根據(jù)分析需要，本研究提取了實驗組與控制組的后測平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和樣本量（或者實驗組的前后測均值、標(biāo)準(zhǔn)差和樣本量）來計算國內(nèi)外不同研究的結(jié)果，并以標(biāo)準(zhǔn)化平均差（hedges’s g）作為效應(yīng)值來表征數(shù)字工具對學(xué)習(xí)結(jié)果的影響程度。當(dāng)研究報告了不同學(xué)習(xí)結(jié)果的測量值時（如設(shè)置兩種以上的實驗組、從多個維度測量結(jié)果等），若測量維度同類，就將合并后的測量值納入整體分析，若結(jié)果不同類，則將其拆分為獨立研究，分別計算效應(yīng)量。最終得出的效應(yīng)值為正時說明數(shù)字工具輔助教學(xué)的學(xué)習(xí)結(jié)果優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)的學(xué)習(xí)結(jié)果。

鑒于納入文獻(xiàn)中存在單項研究中有多個效應(yīng)量的情況，本研究擬首選三水平元分析模型，也就是將傳統(tǒng)元分析模型中除抽樣誤差外的研究間誤差分解為研究內(nèi)誤差（水平2）和研究間誤差（水平3），以檢驗同一研究中多個效應(yīng)量之間是否獨立。

3.數(shù)據(jù)處理與分析

對于數(shù)據(jù)的處理與分析，本研究選用了R軟件（R-4.0.5）作為工具，并根據(jù)Assink和Wibbelink（2016）的R語言編程手冊使用軟件中的meta、dmetar、metafor程序包進(jìn)行R語言編程。數(shù)據(jù)分析步驟如下：首先，擬合三水平模型來觀測研究內(nèi)（水平2）的誤差。其次，利用R軟件中的anova函數(shù)和metafor程序包比較三水平與低水平模型的擬合性。赤池信息量（AIC）和貝葉斯信息量（BIC）將作為擬合優(yōu)度的評價指標(biāo)，兩指標(biāo)越小說明模型擬合越優(yōu)秀。接著，采用Q檢驗和I2指數(shù)對納入的樣本進(jìn)行異質(zhì)性評估以檢驗各獨立研究的結(jié)果是否具有可合并性。Q檢驗是基于所有研究具有同質(zhì)性的原假設(shè)來評估研究誤差的來源，但當(dāng)對大量研究進(jìn)行元分析時，Q檢驗?zāi)芰^強(qiáng)，同時該檢驗值并未匯報真實的異質(zhì)性程度（Huedo-Medina et al.，2006）。為克服這一缺陷，本研究采納了衡量真實異質(zhì)性程度的I2指標(biāo)，I2越大表明異質(zhì)性越高，那么就需要選擇參數(shù)估計更保守的隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，反之則采用固定效應(yīng)模型（Rosenthal, 1979）。然后，對調(diào)節(jié)變量進(jìn)行處理，包括將分類變量（文化背景、學(xué)生所處學(xué)段、數(shù)字工具類型、學(xué)科領(lǐng)域、教師數(shù)字工具培訓(xùn)經(jīng)歷、教學(xué)干預(yù)時長、教學(xué)干預(yù)強(qiáng)度）轉(zhuǎn)化為啞變量，將連續(xù)變量（學(xué)生性別、出版年份）進(jìn)行中心化。最后，通過亞組分析和元回歸分析確定異質(zhì)性來源。需要說明的是，對各亞組進(jìn)行分析的基礎(chǔ)是：過濾掉了未報告該變量信息的研究。

4.出版偏差的評估

研究表明，報告顯著結(jié)果的研究更有可能被發(fā)表（Easterbrook et al.，1991）。并被納入元分析，所以元分析可能存在出版偏差。基于此，本研究將通過漏斗圖（Funnel plot）、Egger線性回歸（Egger’s linear regression）和Rosenthal的經(jīng)典失安全系數(shù)（Classic Fail-safe N，Nfs）三種方式檢驗出版偏差，以確定在不同情況下潛在偏差是否影響研究結(jié)果的有效性與穩(wěn)健性。首先利用R軟件繪制能直觀識別偏差的漏斗圖，輔以Egger線性回歸法來量化漏斗圖的不對稱性。漏斗圖假設(shè)在沒有出版偏差的情況下，代表各研究的散點會對稱地分布在平均效應(yīng)量的兩側(cè)，此時對應(yīng)的Egger線性回歸的截距接近0且不顯著（Egger et al., 1997）。反之，當(dāng)散點不對稱時表示存在出版偏差，此時Egger檢驗的p值小于0.05。其次，使用CMA軟件（Comprehensive Meta Analysis 3.0）計算經(jīng)典失安全系數(shù)，該系數(shù)用于估計至少需要多少未發(fā)表研究中的效應(yīng)值才能改變當(dāng)前元分析的結(jié)果。比較標(biāo)準(zhǔn)為“5k+10（k表示納入元分析的原始研究數(shù)量）”，失安全系數(shù)遠(yuǎn)大于“5k+10”，表明未發(fā)表研究的估計效應(yīng)值不太可能影響元分析的結(jié)果，系數(shù)越大，研究結(jié)果被推翻的可能性越小。

四、研究結(jié)果

本研究納入了2000—2021年的137項實驗與準(zhǔn)實驗，共168個效應(yīng)值。包含來自28個國家/地區(qū)的19 077名中小學(xué)生，單個研究樣本量為24-554。數(shù)據(jù)分析結(jié)果如下：

（一）模型擬合與異質(zhì)性檢驗

三水平模型擬合結(jié)果（表1）顯示，在以動機(jī)為學(xué)習(xí)結(jié)果的研究間差異中，隨機(jī)抽樣誤差（水平1）、研究內(nèi)方差（水平2）、研究間方差（水平3）各占總效應(yīng)量變異的7.54%、0%和92.46%；在以成績?yōu)閷W(xué)習(xí)結(jié)果的研究間差異中，隨機(jī)抽樣誤差（水平1）、研究內(nèi)方差（水平2）、研究間方差（水平3）分別占總效應(yīng)量變異的20.81%、4.59%和74.60%。數(shù)據(jù)顯示 ，前一個模型中并沒有研究內(nèi)差異，后一個模型雖然存在水平2的誤差，但該差異并不顯著（p＞0.05）。通過擬合性比較發(fā)現(xiàn)，三水平模型中的 AIC和BIC值高于低水平模型，進(jìn)一步說明相比三水平的模型，二水平元分析模型更能解釋原始數(shù)據(jù)的變異性，故本研究應(yīng)采用二水平元分析模型。

表1 數(shù)字工具支持教學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果影響的隨機(jī)效應(yīng)模型

對于異質(zhì)性檢驗，Q統(tǒng)計量顯著（Q動機(jī)=381.25[53]，p＜0.000 1；Q成績=505.07[115]，p＜0.000 1），應(yīng)拒絕同質(zhì)性假設(shè)，即研究間存在異質(zhì)性。此外，根據(jù)Higgins和Thompson（2002）的分類，I2動機(jī)=86.4%；I成績2=77.4%，二者均大于75%，表明異質(zhì)性較高，應(yīng)使用隨機(jī)效應(yīng)模型對異質(zhì)性進(jìn)行部分糾正。

（二）主效應(yīng)檢驗

隨機(jī)效應(yīng)模型下的效應(yīng)量合并結(jié)果（表1）顯示，與傳統(tǒng)教學(xué)相比，數(shù)字工具支持的教學(xué)能夠顯著（p＜0.001）增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)（g=0.482，k=53）、提高學(xué)生的學(xué)業(yè)成績（g=0.479，k=115）。相較之下，數(shù)字工具增強(qiáng)教學(xué)對學(xué)習(xí)動機(jī)的影響效應(yīng)比對學(xué)業(yè)成績的影響效應(yīng)高0.003個標(biāo)準(zhǔn)差。

（三）出版偏倚檢驗

關(guān)于出版偏倚的評估，圖2和圖3分別顯示了兩類學(xué)習(xí)結(jié)果分析模型的漏斗圖。從圖中可以直觀發(fā)現(xiàn)，代表各項研究的散點分布沒有明顯的不對稱性，這表明出版偏倚不太可能成為本研究的威脅。Egger回歸檢驗結(jié)果（表2）進(jìn)一步佐證了此判斷：t學(xué)習(xí)動機(jī)(53) = 1.113，p＞0.05 ；t學(xué)業(yè)成績(115) = 1.073,p＞0.05，說明截距不顯著。此外，失安全系數(shù)計算結(jié)果（表2）顯示：在學(xué)習(xí)動機(jī)模型中，Nfs學(xué)習(xí)動機(jī)（53）=3 525，遠(yuǎn)大于275（5k+10=5×53+10=275）的臨界值；在學(xué)業(yè)成績模型中，Nfs學(xué)業(yè)成績（115）=8 282，遠(yuǎn)大于585（5k+10=5×115+10=585）的臨界值。也就是說，在顯著性為0.05的情況下，兩個模型分別需要3 525個和8 282個結(jié)果不顯著的研究才能將目前的總體效應(yīng)量降低到不顯著的水平。因此，上述檢驗支持本研究中納入的效應(yīng)量不存在出版偏倚。

圖2 數(shù)字工具支持教學(xué)對學(xué)習(xí)動機(jī)影響的漏斗圖

圖3 數(shù)字工具支持教學(xué)對學(xué)業(yè)成績影響的漏斗圖

表2 數(shù)字工具支持教學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果影響的Egger回歸檢驗結(jié)果

（四）調(diào)節(jié)效應(yīng)分析

在此，主要通過元方差分析來檢驗三類變量的潛在調(diào)節(jié)作用（見表3、表4）。就文化背景而言，在學(xué)習(xí)動機(jī)上，同質(zhì)性檢驗結(jié)果（QBET= 10.054, p＜0.05）發(fā)現(xiàn)，文化背景調(diào)節(jié)著數(shù)字工具支持的教學(xué)對學(xué)習(xí)動機(jī)的影響。具體而言，與個人主義文化背景相比（g=—0.059），集體主義文化背景下數(shù)字工具教學(xué)更容易激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)（g=0.643）。在學(xué)業(yè)成績上，同質(zhì)性檢驗結(jié)果（QBET= 3.994, p＜0.05）表明，文化背景同樣存在調(diào)節(jié)效應(yīng)。主要表現(xiàn)為：與個人主義文化背景相比（g=0.315），集體主義文化背景下數(shù)字工具教學(xué)更容易促進(jìn)學(xué)生獲得好的學(xué)業(yè)成績（g=0.525）。

表3 數(shù)字工具對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的影響：調(diào)節(jié)變量（分類變量）

續(xù)表3

表4 連續(xù)變量的單因素回歸分析（隨機(jī)效應(yīng)模型）

就學(xué)生所處學(xué)段而言，同質(zhì)性檢驗的結(jié)果（QBET=1.422, p＞0.05）表明，學(xué)段不能調(diào)節(jié)數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)的影響。但關(guān)于學(xué)業(yè)成績的同質(zhì)性檢驗結(jié)果（QBET=6.149, p＜0.05）發(fā)現(xiàn)，學(xué)段可以調(diào)節(jié)二者的關(guān)系。具體表現(xiàn)為：數(shù)字工具支持教學(xué)對初中生（g=0.574）學(xué)習(xí)成績的影響最顯著，其次是高中生（g=0.496），影響最小的小學(xué)生（g=0.355）。

關(guān)于學(xué)生性別，在此將每個實驗組中女性參與者的百分比作為連續(xù)變量，分別對學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)和學(xué)業(yè)成績進(jìn)行回歸分析。在學(xué)習(xí)動機(jī)上，同質(zhì)性檢驗結(jié)果（QModel[1，k=17]=1.185，p＞0.05）表明，性別無法調(diào)節(jié)數(shù)字工具支持教學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)的影響。對于學(xué)業(yè)成績而言，同質(zhì)性檢驗結(jié)果(QModel[1，k=40]=10.097，p＜0.01）顯示，二者的關(guān)系受到了性別的調(diào)節(jié)作用。同時，全女性樣本（g=0.385）中數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)業(yè)成績的正向影響效應(yīng)遠(yuǎn)大于全男性樣本(g=—0.905=—1.290+0.385)。

就數(shù)字工具類型而言，根據(jù)同質(zhì)性檢驗（QBET=2.038, p＞0.05），不同類型的數(shù)字工具不能調(diào)節(jié)數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)習(xí)動機(jī)的影響。在學(xué)業(yè)成績上，同質(zhì)性檢驗結(jié)果（QBET=10.336, p＜0.05）發(fā)現(xiàn)，不同類型的數(shù)字工具能夠產(chǎn)生調(diào)節(jié)效應(yīng)；具體而言，智能輔導(dǎo)系統(tǒng)（g=0.745）和超媒體（g=0.697）教學(xué)對學(xué)業(yè)成績的影響顯著高于數(shù)字教程（g=0.372）和模擬應(yīng)用程序（g=0.533）教學(xué)對學(xué)業(yè)成績的影響。

就學(xué)科領(lǐng)域而言，在學(xué)習(xí)動機(jī)上，同質(zhì)性檢驗（QBET=8.810, p＜0.05）表明，學(xué)科領(lǐng)域出現(xiàn)了調(diào)節(jié)作用，數(shù)字工具支持教學(xué)對學(xué)生語言學(xué)科學(xué)習(xí)動機(jī)的影響最大（g=0.884），對數(shù)學(xué)（g=0.355）和科學(xué)類（g=0.467）學(xué)科學(xué)習(xí)動機(jī)的影響次之，對其他學(xué)科的影響最小（g=0.270）。在學(xué)業(yè)成績上，同質(zhì)性檢驗結(jié)果（QBET=7.851, p＜0.05）顯示，學(xué)科領(lǐng)域調(diào)節(jié)著二者的關(guān)系，具體而言，數(shù)字工具教學(xué)對科學(xué)成績的影響（g=0.579）最為顯著，其次是數(shù)學(xué)成績（g=0.470），最后是語言成績（g=0.338）。

就教師是否接受使用數(shù)字工具培訓(xùn)的情況而言，根據(jù)同質(zhì)性檢驗的結(jié)果（QBET=4.440, p＜0.05），教師是否接受數(shù)字工具使用的培訓(xùn)調(diào)節(jié)著數(shù)字工具支持教學(xué)對學(xué)習(xí)動機(jī)的影響，具體而言，接受培訓(xùn)的教師開展的數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)習(xí)動機(jī)的影響（g=0.841）顯著高于未接受培訓(xùn)教師開展的數(shù)字工具教學(xué)的效果（g=0.253）。在學(xué)業(yè)成績上，同質(zhì)性檢驗結(jié)果（QBET=0.136, p＞0.05）顯示，教師是否接受了數(shù)字工具使用的培訓(xùn)并不產(chǎn)生調(diào)節(jié)效應(yīng)。

就干預(yù)時長而言，在學(xué)習(xí)動機(jī)上，同質(zhì)性檢驗結(jié)果（QBET=2.649, p＞0.05）顯示，干預(yù)時長不能夠調(diào)節(jié)數(shù)字工具支持的教學(xué)對學(xué)習(xí)動機(jī)的影響。在學(xué)業(yè)成績上，同質(zhì)性檢驗結(jié)果（QBET=16.744, p＜0.001）表明，干預(yù)時長能夠調(diào)節(jié)二者的關(guān)系。具體而言，持續(xù)時間在12—24周的數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)生學(xué)業(yè)成績的影響效應(yīng)最大（g=0.759），其次是持續(xù)時間在4周以內(nèi)（g=0.543）和4—12周（g=0.502），干預(yù)時長在24周以上（g=0.255）的影響效應(yīng)最小。

就干預(yù)強(qiáng)度而言，在學(xué)習(xí)動機(jī)上，同質(zhì)性檢驗結(jié)果（QBET=0.777, p＞0.05）顯示，干預(yù)強(qiáng)度不能調(diào)節(jié)數(shù)字工具支持的教學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)的影響。在學(xué)業(yè)成績上，同質(zhì)性檢驗結(jié)果（QBET=19.950,p＜0.001）發(fā)現(xiàn)，干預(yù)強(qiáng)度具有調(diào)節(jié)作用。具體而言，每周開展數(shù)字工具教學(xué)在3小時以上最有利于學(xué)生獲得好的學(xué)業(yè)成績（g=0.794）；而干預(yù)周期在1—3小時以及在1小時以下的時候，數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)業(yè)成績的影響都比較小（g=0.349；g=0.207）。

就出版年份而言，在學(xué)習(xí)動機(jī)上，同質(zhì)性檢驗（QModel[1，k=51] =4.786，p＜0.05）發(fā)現(xiàn)，出版年份具有調(diào)節(jié)作用，隨年份的變化，數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)習(xí)動機(jī)的影響越來越強(qiáng)。就學(xué)業(yè)成績而言，同質(zhì)性檢驗結(jié)果（QModel[1，k=113]=0.006，p=＞0.05）顯示，發(fā)表年份不能調(diào)節(jié)數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)業(yè)成績的影響。

五、結(jié)果的討論

（一）數(shù)字工具支持的教學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果具有正向預(yù)測作用

研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，數(shù)字工具支持的教學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)（g=0.482）和學(xué)業(yè)成績（g=0.479）均具有顯著影響，這說明數(shù)字工具教學(xué)是增強(qiáng)學(xué)習(xí)動機(jī)和提升學(xué)業(yè)成績的重要路徑。這一觀點支持了多數(shù)研究的結(jié)論，該現(xiàn)象的原因有三方面：其一，作為教學(xué)技術(shù)手段的數(shù)字工具在一定程度上改變了教學(xué)和學(xué)習(xí)任務(wù)的性質(zhì)，為學(xué)生參與學(xué)習(xí)提供了多樣的方法以促進(jìn)學(xué)習(xí)參與，減少了復(fù)雜的學(xué)習(xí)策略，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、積極性，學(xué)習(xí)動機(jī)自然會隨之增強(qiáng)。其二，數(shù)字技術(shù)在教學(xué)中充當(dāng)互動學(xué)習(xí)的媒介，不僅能促進(jìn)學(xué)生有效的知識轉(zhuǎn)移（Higgins et al.，2019），而且其豐富的功能特點可用于幫助學(xué)生更好地理解概念、想象和理論（Koong & Wu，2011），促進(jìn)批判、分析和高階思維的發(fā)展，因而對提高學(xué)業(yè)成績有所裨益。其三，建構(gòu)主義和情境認(rèn)知理論認(rèn)為學(xué)習(xí)者利用技術(shù)工具改變了學(xué)習(xí)者與信息以及學(xué)習(xí)者相互之間的連接方式、創(chuàng)生出更具個性化和適應(yīng)性的學(xué)習(xí)環(huán)境（Duke，Harper & Johnston，2013），能吸引更多學(xué)生投入到學(xué)習(xí)過程中，增強(qiáng)其學(xué)習(xí)動機(jī)，進(jìn)而提升學(xué)業(yè)成績。

另外，與學(xué)業(yè)成績相比，數(shù)字工具支持教學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)的影響更加明顯。這可以通過一般學(xué)習(xí)理論模型來解釋，該模型認(rèn)為一個完整的行為結(jié)果模型可以由外部環(huán)境引發(fā)，進(jìn)而對個體的內(nèi)部心理活動產(chǎn)生作用，最后個體才會出現(xiàn)相應(yīng)的行為（Buckley & Anderson，2006）。據(jù)此可知，數(shù)字工具教學(xué)首先是對學(xué)生個體的學(xué)習(xí)動機(jī)等內(nèi)部活動產(chǎn)生影響，隨后這一影響又進(jìn)一步反映到個體的學(xué)業(yè)成績中。這一研究結(jié)果提示我們，在使用數(shù)字工具開展教學(xué)的過程中需要優(yōu)先關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)的發(fā)展，動機(jī)的增強(qiáng)將有助于成績的提升。

（二）調(diào)節(jié)變量如何影響數(shù)字工具教學(xué)的效用？

1.人口統(tǒng)計學(xué)變量的調(diào)節(jié)效應(yīng)分析

文化背景調(diào)節(jié)了數(shù)字工具支持的教學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)和學(xué)業(yè)成績的影響。就學(xué)習(xí)動機(jī)而言，集體主義文化背景下，數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)和學(xué)業(yè)成績均具有正向影響；而在個人主義文化背景下，兩種影響均比較小。原因可能是：其一，與不同文化背景下學(xué)生的學(xué)習(xí)方式差異有關(guān)。與個人主義下靈活多樣的學(xué)習(xí)方式不同，集體文化背景下，學(xué)生多采用記憶背誦等機(jī)械學(xué)習(xí)方式，教學(xué)中使用數(shù)字工具將有利于學(xué)生拓展記憶方式、豐富背誦形式，增強(qiáng)學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的興趣，從而促進(jìn)其學(xué)業(yè)成績的提升。其二，與學(xué)習(xí)支持的反應(yīng)有關(guān)。集體主義文化下的學(xué)習(xí)者容易從教師那里獲得指導(dǎo)和支持，而個人主義文化下的學(xué)習(xí)者更傾向于在學(xué)習(xí)環(huán)境中掌握更大的自主權(quán)來進(jìn)行獨立學(xué)習(xí)（Olaniran，2009）。Chou等（2012）的研究表明，相比自主學(xué)習(xí)，教師支持的學(xué)習(xí)能產(chǎn)生更多的外部動機(jī)刺激。個人文化背景下的學(xué)生相對獨立，其學(xué)習(xí)動力多來自內(nèi)部個人發(fā)展的需求；而集體文化背景下，學(xué)生的學(xué)習(xí)動力很大程度上是來自于家長、教師等外部力量（Kang ，2007）。久而久之，集體文化下學(xué)生對使用數(shù)字工具的新鮮感和刺激反應(yīng)就更加強(qiáng)烈，更容易對學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚興趣，進(jìn)而提升學(xué)業(yè)成績。

學(xué)生所處學(xué)段不能調(diào)節(jié)數(shù)字工具支持教學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)的影響，這或許是因為數(shù)字工具很難為不同學(xué)段提供符合其特征的個性化學(xué)習(xí)材料。但我們發(fā)現(xiàn)學(xué)段能夠調(diào)節(jié)數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)業(yè)成績的影響。具體來講，數(shù)字工具教學(xué)對初中生學(xué)業(yè)成績的影響作用最大，對高中生影響次之，對小學(xué)生影響較小。換而言之，較高學(xué)段的學(xué)生使用數(shù)字工具更容易取得好成績。這一發(fā)現(xiàn)與Steenbergen-Hu和Cooper（2014）的研究結(jié)果一致，出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因或許是相較于低年級的學(xué)生，高年級學(xué)生不僅擁有更強(qiáng)的自我調(diào)節(jié)能力和數(shù)字化素養(yǎng)，而且還具備更豐富的先驗知識。

性別不能調(diào)節(jié)數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)習(xí)動機(jī)的影響，但能夠調(diào)節(jié)數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)業(yè)成績的影響。具體來說，與女生相比，男生更容易在數(shù)字工具支持的學(xué)習(xí)中獲得學(xué)業(yè)成功。這或許是因為男生對數(shù)字工具有更多的偏好，Abouserie等（1992）指出，相比女生，男生更偏愛使用計算機(jī)來進(jìn)行學(xué)習(xí)，這種偏好可能導(dǎo)致男生使用計算機(jī)學(xué)習(xí)的時間更長。另有研究直接表示，與男生相比，女生在數(shù)字學(xué)習(xí)中處于弱勢，在技術(shù)含量高、視覺信息復(fù)雜的環(huán)境中，女生會產(chǎn)生較強(qiáng)的視覺-空間認(rèn)知負(fù)荷（Ausburn et al.，2009）。正因如此，男生比女生更容易投入到數(shù)字工具教學(xué)中，進(jìn)而取得較好的學(xué)業(yè)成績。

2.知識特征的調(diào)節(jié)效應(yīng)分析

數(shù)字工具類型不能調(diào)節(jié)數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)習(xí)動機(jī)的影響，但能調(diào)節(jié)數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)業(yè)成績的影響。與數(shù)字教程和模擬應(yīng)用程序相比，在教學(xué)中使用智能輔導(dǎo)系統(tǒng)和超媒體更能夠提升學(xué)業(yè)成績。上述現(xiàn)象可從技術(shù)支持的差異上找到原因，如，相比練習(xí)與實踐程序所能提供的糾正性反饋，智能輔導(dǎo)系統(tǒng)支持的探究性反饋被證明效果更優(yōu)（Bayraktar，2001）；超媒體雖不提供指導(dǎo)活動，但具備非線性呈現(xiàn)信息的技術(shù)優(yōu)勢，能讓學(xué)生更大程度上自由地訪問序列信息，從而促進(jìn)知識激活與自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)。

學(xué)科領(lǐng)域調(diào)節(jié)了數(shù)字工具支持的教學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的影響。在學(xué)習(xí)動機(jī)上，與數(shù)學(xué)和科學(xué)類學(xué)科相比，數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)生語言類學(xué)科學(xué)習(xí)動機(jī)的正向影響更為明顯。可能是因為語言類學(xué)科學(xué)習(xí)具有形象化、互動性的特征，而數(shù)字工具的可視化功能有助于語言學(xué)習(xí)者開展形象化的學(xué)習(xí)和課堂互動（Wouters et al.，2013），進(jìn)而激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和動機(jī)。在學(xué)業(yè)成績上，與語言類學(xué)科相比較，數(shù)字工具教學(xué)對數(shù)學(xué)和科學(xué)成績的影響更明顯。這可能是因為學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)與科學(xué)學(xué)科所需的程序性思維與數(shù)字工具呈現(xiàn)的程序邏輯比較一致。

3.研究屬性的調(diào)節(jié)效應(yīng)分析

教師是否接受過數(shù)字工具應(yīng)用的培訓(xùn)不能調(diào)節(jié)數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)業(yè)成績的影響；但能夠調(diào)節(jié)數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)習(xí)動機(jī)的影響。具體而言，與未接受培訓(xùn)教師的教學(xué)相比，接受過培訓(xùn)的教師所開展的數(shù)字化教學(xué)對學(xué)習(xí)動機(jī)的影響更強(qiáng)。這一結(jié)論得到了相關(guān)實證研究的支持，如，有研究表明，教師的數(shù)字素養(yǎng)和教學(xué)技能可能會調(diào)節(jié)技術(shù)可用性對學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)的影響（Sailer，Murb?ck & Fischer，2021）。接受技術(shù)培訓(xùn)的教師能夠在認(rèn)識到數(shù)字工具技術(shù)特點與優(yōu)勢的基礎(chǔ)上提高工具使用的適切性，提升將數(shù)字工具與教學(xué)活動融合的意愿（Derfler，2002），從而增強(qiáng)學(xué)生參與學(xué)習(xí)的動機(jī)水平。

干預(yù)時長不能調(diào)節(jié)數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)的影響，但能夠調(diào)節(jié)數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)生學(xué)業(yè)成績的影響。具體來說，與其他干預(yù)時長（4周以下、4—12周、24周以上）相比，干預(yù)時長大于12周且小于等于24周時，數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)業(yè)成績的影響效應(yīng)顯著高，由此表明干預(yù)時間適度更有利于提升學(xué)生的學(xué)業(yè)成績。這可能與學(xué)生對數(shù)字工具的新鮮感有關(guān)，在適度的時間內(nèi)學(xué)生往往能保持較高的新鮮感，從而增強(qiáng)其學(xué)習(xí)參與度。這一結(jié)果提示我們，數(shù)字工具教學(xué)應(yīng)控制在適當(dāng)?shù)母深A(yù)時長內(nèi)。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)，與4周以下和4—12周相比，干預(yù)時長大于24周的情況下，數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)業(yè)成績的影響要低得多，說明干預(yù)時長超過一定范圍后對成績的積極影響作用將減緩。這是因為短期研究中的數(shù)字資源設(shè)置更集中，教師通常會選擇最合適、功能更有利的工具，同時還會在保持技術(shù)使用熱情的情況下精心設(shè)計學(xué)習(xí)活動、較好地控制無關(guān)因素，而當(dāng)持續(xù)時間超過一定范圍時，維持這些人為條件將變得更加困難（Sung， Chang & Liu，2016），較好的學(xué)習(xí)效果也就無法延續(xù)了。

干預(yù)強(qiáng)度不能調(diào)節(jié)數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)的影響，但能夠調(diào)節(jié)數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)生學(xué)業(yè)成績的影響。主要表現(xiàn)為：持續(xù)干預(yù)3小時及以上的數(shù)字教學(xué)對學(xué)業(yè)成績的影響效應(yīng)最大，其次是持續(xù)干預(yù)在1-3小時，每周干預(yù)在1小時及以下的影響效應(yīng)最小。由此可知，隨著干預(yù)強(qiáng)度的提高，數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)業(yè)成績的影響會增強(qiáng)，這與本研究的假設(shè)一致。既往研究表明，當(dāng)單位時間內(nèi)使用數(shù)字工具較少時，可能會發(fā)生教師對工具的操作使用不到位或是技術(shù)整合不足的問題（Cheung & Slavin，2013b），這樣必然會降低數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)業(yè)成績的影響。另外，本研究發(fā)現(xiàn)，數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)習(xí)動機(jī)的影響不受到干預(yù)強(qiáng)度的調(diào)節(jié)，這說明在數(shù)字工具支持的教學(xué)中，學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)水平相對穩(wěn)定。

出版年份不能夠調(diào)節(jié)數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)生學(xué)業(yè)成績的影響；但能夠調(diào)節(jié)數(shù)字工具支持教學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)的影響。隨著年代的變遷，數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)的影響會越來越強(qiáng)烈。依前文所述，早期的學(xué)校教育還未能較廣泛地使用數(shù)字工具，彼時數(shù)字技術(shù)與教育教學(xué)領(lǐng)域的融合還不夠成熟，對教學(xué)活動的影響相對有限。而晚期后數(shù)字技術(shù)應(yīng)用不斷革新，加之學(xué)校環(huán)境中數(shù)字工具使用機(jī)會增多、技術(shù)可用性增強(qiáng)，數(shù)字工具對學(xué)習(xí)產(chǎn)生的作用就會更突出。

六、結(jié)論與啟示

（一）結(jié)論

數(shù)字化學(xué)習(xí)將會成為未來學(xué)習(xí)的主流，數(shù)字工具將在今后的數(shù)字化學(xué)習(xí)中扮演愈加重要的角色。本項元分析在此背景下發(fā)現(xiàn)數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)和學(xué)業(yè)成績具有積極影響，且這種影響受到了人口統(tǒng)計學(xué)、知識特征以及研究屬性變量的調(diào)節(jié)作用。具體而言：（1）與個人主義文化相比，在集體主義文化背景下，數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)習(xí)動機(jī)和學(xué)業(yè)成績的積極影響作用更高；（2）數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)習(xí)動機(jī)和學(xué)業(yè)成績的預(yù)測作用不受學(xué)段的影響；（3）數(shù)字工具教學(xué)對男生學(xué)業(yè)成績的影響顯著高于女生；（4）受過培訓(xùn)的教師開展數(shù)字工具教學(xué)為學(xué)習(xí)動機(jī)帶來的影響好于未受過培訓(xùn)的教師；（5）相比數(shù)字教程和模擬應(yīng)用，智能輔導(dǎo)系統(tǒng)和超媒體更利于提高學(xué)業(yè)成績；（6）相比其他學(xué)科，數(shù)字工具教學(xué)對語言學(xué)習(xí)動機(jī)的影響更大；（7）相較于語言學(xué)科，數(shù)字工具支持教學(xué)對數(shù)學(xué)和科學(xué)成績的影響更顯著；（8）數(shù)字教學(xué)干預(yù)時間適中才能最大限度地發(fā)揮其對學(xué)業(yè)成績的效用；（9）數(shù)字教學(xué)對學(xué)業(yè)成績的影響隨干預(yù)強(qiáng)度的增強(qiáng)而增強(qiáng)；（10）隨著年份的變遷，數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)習(xí)動機(jī)的預(yù)測作用愈加凸顯。

（二）啟示

雖然本研究證實了數(shù)字工具教學(xué)對學(xué)習(xí)結(jié)果的積極意義，但并不意味著它可以完全取代傳統(tǒng)教學(xué)。數(shù)字工具只是加持課程與教學(xué)活動的工具資源，我們既不能輕視也不能夸大它的作用，應(yīng)充分考量影響課堂學(xué)習(xí)的各個潛在要素，使其最大程度地發(fā)揮優(yōu)勢。這需要技術(shù)研發(fā)人員、學(xué)校決策者、學(xué)科教師以及學(xué)生等多個主體的共同努力。

技術(shù)研發(fā)是實現(xiàn)數(shù)字工具增強(qiáng)教學(xué)的首要環(huán)節(jié)。目前數(shù)字工具在教學(xué)中廣泛應(yīng)用的障礙之一是技術(shù)功能無法適應(yīng)教學(xué)與學(xué)習(xí)策略的多樣化，導(dǎo)致教學(xué)設(shè)計受制于現(xiàn)有的技術(shù)程序，而不能完全根據(jù)活動需要選擇功能。因此，未來技術(shù)研發(fā)人員可將學(xué)習(xí)分析學(xué)（Learning Analytics）研究納入研發(fā)調(diào)研工作，通過行為數(shù)據(jù)的收集分析探究不同教學(xué)場景下的產(chǎn)品功能需求，從而增強(qiáng)數(shù)字工具在不同教學(xué)模式中的兼容性。同時，在產(chǎn)品設(shè)計中有針對性地融入智能輔導(dǎo)系統(tǒng)的探究性反饋功能和超媒體的非線性特征，進(jìn)一步擴(kuò)充教學(xué)的素材性資源，促進(jìn)診斷和反饋形式靈活化、多樣化。

學(xué)校的數(shù)字化資源建設(shè)很大程度上依賴于領(lǐng)導(dǎo)的決策，這意味著學(xué)校決策者應(yīng)樹立良好的變革意識，為基本的數(shù)字化建設(shè)提供支持。首先，設(shè)備投入是提高數(shù)字工具使用率的前提，決策者要提供充分的條件性資源保障，滿足硬件設(shè)備的安置需求。其次，決策者應(yīng)認(rèn)識到技術(shù)快速革新的特征，除了確保硬件及時更新，還需為教師安排系統(tǒng)化培訓(xùn)，幫助教師用好技術(shù)的同時又能適應(yīng)技術(shù)升級。

教師是開展數(shù)字教學(xué)的主導(dǎo)者。首先需要增強(qiáng)對數(shù)字工具可用性的信念，積極追求在信息技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)發(fā)展。除了理解、評價與利用技術(shù)互動的基本數(shù)字技能外，整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識對于成功的數(shù)字化教學(xué)也必不可少。其次，教師需要結(jié)合學(xué)段、學(xué)科以及性別特點充分考慮不同學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格差異，在合理開展技教融合的基礎(chǔ)上適當(dāng)提高數(shù)字工具的使用強(qiáng)度，但需警惕使用的時間限度，科學(xué)協(xié)調(diào)硬件軟件、課程內(nèi)容和教學(xué)方法，基于具體情境改進(jìn)數(shù)字工具的使用方式和范圍。

作為學(xué)習(xí)活動的主體，學(xué)生應(yīng)意識到技術(shù)是一把雙刃劍，在參與數(shù)字工具學(xué)習(xí)的過程中需加強(qiáng)自我調(diào)適，避免過度依賴技術(shù)工具而導(dǎo)致學(xué)習(xí)方式固化。同時，已有一些研究反駁了學(xué)生作為“數(shù)字原住民”能夠輕松獲得數(shù)字能力的普遍假設(shè)（Slechtova，2015），這意味著增強(qiáng)數(shù)字能力、提高數(shù)字素養(yǎng)也成了學(xué)生亟待實現(xiàn)的目標(biāo)。未來的學(xué)生不僅要掌握媒體操作有關(guān)的知識技能，還要學(xué)會通過獲取、整合、評價數(shù)字信息來培育跨文化、批判性、創(chuàng)新性等數(shù)字能力。

七、不足與展望

雖然本研究遵循了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑治龇椒ê统绦颍跀?shù)字工具類型的劃分、調(diào)節(jié)變量的考察與分析、樣本群體的選擇等方面仍存在不足，期待在未來的研究中得到完善：第一，對于數(shù)字工具類型的劃分，目前尚未有研究對教育領(lǐng)域的數(shù)字工具進(jìn)行系統(tǒng)歸類，同時，數(shù)字技術(shù)也在不斷更新?lián)Q代。因此，本研究很難全面考察所有數(shù)字工具，未來的元分析可從功能應(yīng)用的角度對教育中的數(shù)字工具進(jìn)行更全面的歸納。第二，對于調(diào)節(jié)變量的考察，由于多數(shù)文獻(xiàn)未能周全描述研究背景，使得教師的教學(xué)方法、學(xué)生的學(xué)習(xí)策略等潛在影響因素未能得到充分考察。同時，囿于納入研究在學(xué)科變量上聚焦語言、數(shù)學(xué)和科學(xué)，分析結(jié)果不支持推廣至藝術(shù)、體育等更廣泛的學(xué)科領(lǐng)域。未來研究可以更全面地考慮潛在調(diào)節(jié)變量。第三，針對調(diào)節(jié)變量的分析，本研究考察的部分調(diào)節(jié)變量組內(nèi)樣本數(shù)差異較大，難以確保亞組分析結(jié)果的穩(wěn)健性，今后的研究可在豐富和平衡調(diào)節(jié)變量組內(nèi)研究數(shù)量的基礎(chǔ)上進(jìn)一步驗證本研究的分析結(jié)果。第四，關(guān)于樣本群體的選擇，本研究的參與者所處學(xué)段并未實現(xiàn)全覆蓋，可能導(dǎo)致結(jié)果的推廣性受限。此外，技術(shù)的多模態(tài)特征被很多研究提及可以有效幫助特殊兒童群體開展學(xué)習(xí)活動，未來的研究可以考慮將主題擴(kuò)展至其他學(xué)段和教育領(lǐng)域。