移動技術對學生博物館學習效果影響的元分析研究

摘 " 要：移動技術是否能提升學生博物館學習效果尚存爭議。借助元分析軟件分析基于文獻檢索獲得的15篇文獻和20個獨立效應量。結果顯示，移動技術能中等程度地提升學生博物館學習效果；移動技術對基礎教育階段學生博物館學習的增益較多，對高等教育階段學生的學習增益較少；利用移動技術在博物館中開展非正式學習對東方文化背景學生的促進作用大于對西方文化背景的學生；對比人文社科類學習內容，移動技術更有利于增進學生對理工科技類學習內容的理解；對比單一主題的博物館學習，移動技術更能增強學生在綜合類博物館中的學習體驗，科技類和藝術類博物館次之，歷史類博物館最弱。為了發揮博物館的教育功能、提升移動技術在博物館中的應用成效、健全館校合作機制，建議探索分區預約模式，健全館校雙向反饋機制，加強學習者多感官體驗。

關鍵詞：博物館；移動技術；學習效果；元分析

中圖分類號：G434 " " " " "文獻標志碼：A " " " " 文章編號：1673-8454（2023）10-0120-09

一、問題提出

作為主要非正式學習場所，博物館能延伸教育的活動空間。[1]信息化時代背景下，傳統的“展覽式”教育能否促使學生有效學習得到國際教育界的廣泛關注，而在博物館中又該借助何種方式提升學習者的學習效果也成為學術界普遍關注的問題之一。隨著移動技術的迅猛發展，利用移動技術輔助學習成為目前博物館教育的發展趨勢。[2]有學者結合移動終端和AR技術設計博物館教育文化體驗系統，通過實現文化內容的實時交互，能顯著提升學習者的學習體驗。[3]有學者利用便攜式移動設備向參觀者實時推送展品背景等信息，通過增加過程化引導和服務，提升參觀者與展品之間的交互效果，增強參觀體驗。[4][5]但移動技術能否增強博物館學習效果，國內外學者之間仍未達成共識。[6-8]例如，有學者基于情境學習理論、社會學習與認知理論，認為移動技術的有效應用能豐富參觀者的直觀體驗，增強參觀者與展品之間的聯結，使參觀者能以更多元的形式獲取信息知識，將實踐情境融入真實情境，有助于知識的遷移和學習體驗的強化。[9]而有的學者則通過教育實驗和學生個案訪談等實證研究，強調真實環境下的物品真實感、親子活動、娛樂活動和深度學習不能被虛擬體驗所取代。[10]有學者進一步指出，移動技術雖能增強參觀者與展品的交互作用，但可能會使參觀者忽視展品的某些細節，從而削弱學生的學習表現。[11]還有學者認為，教育工作者不能有效利用移動技術開展教學、博物館學習目標設置過大或表述不明確，也會使學生的學習體驗感下降。[12][13]可見，移動技術的應用是否能提升學生博物館學習效果仍是一個未知數。

教育部、國家文物局發布的《關于利用博物館資源開展中小學教育教學的意見》中強調，要為學生學習配備必要的教育設備，圍繞不同階段學生的特點，設計不同類型的教育活動。[14]由此可見，移動技術在博物館中的應用對開展符合現代化特征的教育活動是十分必要的。為此，本文將探討以下三個問題：①在博物館中，移動技術的應用是否能提升學習者的學習效果？②如果能提升，提升效果有多大？③提升效果會受到哪些因素的影響？運用嚴謹而規范的元分析方法，在確定文獻檢索主題、文獻納入標準以及文獻篩選原則的基礎上，利用軟件Comprehensive Meta Analysis V3（CMA 3.0）討論國內外的實證研究結論，以幫助相關研究者和教育實踐工作者更好地認識利用移動技術提升博物館學習效果的內在機制與注意事項，從而更好地發揮博物館的教育功能，實現博物館的教育價值，健全館校合作機制。

二、研究方法與分析步驟

元分析（meta-analysis）是指“為了整合研究結論”而對各個研究結果進行統計的分析，是對具有“相同目的”“相互獨立”的多個研究進行再分析，以確保研究結論的客觀性和可靠性。[15]元分析體現在如下幾個步驟。

（一）確定檢索詞

“museum learning”作為英文檢索詞，其適切性尚無爭議，但“場館學習”與“博物館學習”作為“museum learning”的譯詞在內涵上并不等同，“博物館學習”在范疇上包含于“場館學習”。[16]哈里斯·庫珀（Harris Cooper， 2020）指出，文獻檢索主題應適當且窮盡。[15]故確定中文檢索主題詞為：“博物館學習”OR“場館學習”AND “移動技術”OR“移動設備”AND“學習成績”OR“學習效果”OR“學習體驗”；英文檢索主題詞為：“museum learning”AND “mobile technology”OR“mobile device”AND “student achievement”OR“student success”OR“student performance”，在中文數據庫（中國知網、萬方數據庫）、英文數據庫（Scopus、Web of Science）中進行文獻檢索，共獲得862篇文獻，其中中文文獻296篇，英文文獻566篇。

（二）確定文獻納入和篩選標準

擬定五項標準對文獻進行篩選：第一，研究語種為中文或英文，文獻年限區間為1985年至2022年，文獻類型不限；第二，研究的自變量是在博物館中是否采用移動技術開展學習，研究的因變量是學習成績；第三，研究必須為實驗研究或準實驗研究，研究對象必須是學生，學生的受教育階段不限；第四，研究包含實驗組和對照組，實驗組在博物館中使用移動技術開展學習，對照組則不使用任何移動技術開展學習；第五，研究涉及均值、標準差、樣本量或相關性系數等統計信息，確保能夠計算出效應量。依據文獻納入與篩選標準，最終納入15篇文獻、20個效應量，其中涉及移動技術與學習效果相關性系數的效應量3個，涉及實驗組與對照組的樣本量、學習成績均值與標準差的效應量17個，文獻檢索與篩選流程如圖1所示。

（三）文獻編碼

已有研究以不同受教育階段、不同文化背景的受教育對象為研究群體，在各具特征的博物館中以不同學科內容為載體開展教育實驗，同時，探討多范式的數字化工具對受教育對象的學習效果產生的影響。有鑒于此，對納入元分析研究的文獻按照如下規則進行編碼：第一，對被試受教育階段進行編碼。被試受教育階段是小學編碼為P，初中編碼為M，高中編碼為H，大學編碼為U，未指明被試受教育階段或被試由多種不同受教育階段組成編碼為N。第二，對被試性別進行編碼。被試是男性編碼為M，女性編碼為F，被試男女混合編碼為B。第三，對被試文化背景進行編碼。被試是東方群體編碼為E，西方群體編碼為W。第四，對移動技術類別進行編碼。移動技術是指基于無線通信技術或移動通信終端設備的信息技術，參考相關學者對移動技術的分類加以確定。[17]研究中采用移動手機、平板電腦等個人性和便捷性的移動技術編碼為A；研究中采用信息亭、信息板等固定性和共享性的移動技術編碼為B；研究中采用AR、VR等虛擬現實移動技術編碼為C。第五，對被試學習內容類別進行編碼。學習內容是人文社科類編碼為S，理工技術類編碼為T，人文社科類和理工技術類內容均包括編碼為B，未報告編碼為N。第六，對博物館類型進行編碼。科技類博物館編碼為T，綜合類博物館編碼為C，歷史類博物館編碼為H，藝術類博物館編碼為A。第七，對學生學習時長進行記錄。對每次在博物館中的學習時長進行記錄，以分鐘計。對編碼后的文獻進行整理，如表1所示。

（四）計算合并效應量

由于研究所要測量的學習成績為連續變量，因此，合并效應量應選擇SMD（Standardized Mean Difference）。經Q檢驗發現研究間存在異質性（Q=159.610，p＜0.001），說明在探討移動技術的應用對博物館學習效果是否有影響時還有其他因素導致各研究結果之間存在差異，故采用隨機效應模型，同時也說明對研究結果有必要進行異質性分析。參照Cohen（1988）的標準，SMD值為0.2則為小效應，0.5為中等效應，0.8為大效應。經效應量計算，得出隨機效應模型的合并效應量為0.596，說明在未發表偏倚矯正和穩健性檢驗時，移動技術的應用能中等程度地提升博物館學習效果。

（五）異質性分析

為了檢驗相互獨立的研究間得出的效應量是否存在異質現象，需要進行異質性分析。若存在異質性，則進一步分析哪些因素還會對研究的結果造成影響。第一，通過元分析軟件所得出的報告值檢驗研究間是否存在異質現象。報告所得各研究之間效應量的Q檢驗均顯著（p＜0.001），表明元分析中各效應量均存在異質現象。此外，I-squared值（研究間方差/總方差值）為88.096%，表明元分析中各效應量的真實變異占總變異的88.096%，參照異質性判斷標準：若I-squaredgt;75%，則表明各研究間具有高度異質性。由此說明，所搜集的研究之間存在高度異質的現象，有必要進行異質性分析的第二個步驟。第二，通過對調節變量的分析深入挖掘影響研究因變量的因素，進一步探討研究異質性的來源。有學者認為可從設計方案、研究質量等角度選取劃分亞組的因素。[18]312參考這一規定，本研究選取性別、受教育階段、文化背景、移動技術類別、學習內容、博物館類型，以及在博物館中學習的時長等7個調節變量納入元分析。對調節變量中屬于類比變量的進行Sub-Group分析，分析結果如表2所示。

由表2可知，受教育階段、文化背景、學習內容以及博物館類型都是造成各研究效應量存在差異的原因。首先，就受教育階段而言，跨年級混合式受教育對象在博物館中利用移動技術開展非正式學習的增益最高（d=1.363）。同時，同為中等效應的小學生（d=0.630）、高中生（d=0.512）以及初中生（d=0.349）中，初中生和高中生的效應量不具有統計學意義；大學生使用移動技術開展博物館學習的增益最低（d=0.165）。其次，就文化背景而言，利用移動技術在博物館中開展非正式學習對東方文化背景學生（d=0.736）的促進作用大于對西方文化背景的學生（d=0.259）。再次，就學習內容而言，利用移動技術在博物館中開展理工科技類內容的學習，其對學生產生的促進作用（d=0.647）優于利用移動技術在博物館中開展人文社科類內容的學習所產生的促進作用（d=0.587）。最后，就博物館類型而言，利用移動技術增強綜合類博物館學習效果的效應量最大，為1.530；接著是科技類博物館和藝術類博物館，其效應量分別為0.674、0.495，但藝術類博物館中所產生的學習效果不顯著；利用移動技術增強歷史類博物館學習效果的效應量最低，為0.294。調節變量“在博物館中學習的時長”為連續變量，故采用元分析回歸方程進行異質性檢驗。報告所得Q=9.08，p=0.003，故在博物館中學習時長能作為解釋研究因變量的因素。進一步分析元分析回歸曲線：圖2中圓圈表示納入分析的各研究，直線表示回歸曲線，圖中圓圈越靠近曲線表示該圓圈所代表的研究對該回歸的貢獻程度越大，即介于40和60分鐘之間的學習時長，利用移動技術增強綜合類博物館學習效果最為突出。

（六）出版偏倚分析

出版偏倚分析是影響研究結果可靠性的重要因素之一，是元分析研究必不可少的一個環節，其目的在于檢驗納入元分析的文獻是否系統、全面地反映該領域的真實情況。采用漏斗圖分析出版偏倚，如圖3所示，該圖明顯較為對稱，表明該研究可能不存在出版偏倚，但漏斗圖只是從主觀角度初步檢查出版偏差，尚需通過Egger檢驗進行確定，經Egger檢驗得出的p值，p1=0.385，p2=0.770，則進一步表明該元分析不存在出版偏倚的現象。同時，報告得出，在α=0.050、p＜0.001時，Classic失安全系數為672，即說明還需要額外納入672篇文獻，元分析的結論才能被推翻，故元分析結論穩健性較高。

三、研究結果與建議

（一）研究結果

在博物館中利用移動技術開展學習能中等幅度地提升學習效果（合并效應量d=0.596），這支持相關學者的研究成果；[19][20]同時，受教育階段、博物館類型、學習內容會造成各實證研究結論之間的差異。

第一，不同教育階段學生在博物館中使用移動技術對學習效果的增益幅度存在差異。小學生在博物館中利用移動技術開展學習的成效優于高中生和初中生，大學生在博物館中利用移動技術開展學習的增益效果最低。高年級學生對移動技術的熟悉程度更高，而且具有更廣泛和更深入的經驗基礎，從而使高年級學生在博物館中利用移動技術探索未知的目的性更明確，場館學習效果更佳。[21]但相比高年級學生，低年級學生在面對眾多未知和新鮮事物時開啟對話的主觀能動性更強，故而學習表現更優。有學者強調，傳統場館學習過程中的表達與交流能使學習者的身份從被動的接受者轉變為主動的參與者，從而增進學習者的認知、提升學習成效。[22]移動技術應用下的場館學習過程在注重學習者自身體驗的同時有可能弱化學習者面對面的交流，但移動技術應用下與異質群體的對話給場館學習帶來的成效是否仍然顯著還需更多實證探討。

第二，相較于單一主題的博物館學習，移動技術更能增強學生在集自然、歷史、革命史、藝術等內容于一體的綜合類博物館中的學習體驗。統計結果如表1所示，在具有感染力和科技感的綜合類博物館中，大多采用手機、平板電腦等便捷性移動設備，通過加強學習交互提升學習成效，而在具有人文性和跨時空性的藝術類和歷史類博物館中，大多借助AR、VR技術提升身體參與增強學習效果。藝術類和歷史類博物館所蘊含的文字性展出內容較多，且展出內容距離學習者日常認知較遠，借助AR、VR技術能在一定程度上增強學習成效，但相關研究指出，長期佩戴AR/VR設備會造成不適感，[13]而且學習者還需對相關設備進行一系列操作，可能會占據更多的認知資源。同時，具身認知理論提出，多感官的體驗模式更能提升認知效益，[23]歷史類或藝術類等單一主題的博物館，移動技術往往只能輔以“視”這一感官，而綜合類博物館移動技術能增加“觸”“聽”等多感官體驗；此外，綜合類博物館所具有的分眾化展覽系統也能使移動技術的應用范圍更廣、普適性更強，這在一定程度上能解釋學生在綜合類博物館中的學習表現。

第三，和人文社科類學習內容相比，移動技術更有利于增進學生對理工科技類學習內容的理解。有學者分別將移動技術用于實現博物館文化體驗交互、實現科技類博物館過程化引導服務，均顯著提升學生的學習體驗。[3][5]此外，有學者將移動技術應用于正式課堂上的科學課程和政治課程，利用移動技術重構教材體系，從而增強課堂教學的時代感和吸引力，提升學習成效。[24][25]理工科技類內容蘊含多種宏觀與微觀現象，移動技術通過對微觀現象的動態呈現、與學習者進行真實情境下的交互，與學習者認知中宏觀視角的認識形成強烈反差，這一沉浸式的學習體驗能促進學習者的深度學習；[26]而對于人文社科類內容，通過歷史場景再現，移動技術雖能實現學習者與歷史的深度對話，或通過嚴肅游戲、交互敘事等手段增強學習者的情境感知，但多體現在僅是利用移動技術提供文字、圖片、視頻等形式來輔助場館學習，尚未達到預期效果。

（二）研究建議

為了發揮博物館的教育功能、提升移動技術在博物館中的應用成效、優化館校合作機制，提出幾點建議。

第一，保障博物館的移動技術應用建設，探索分區預約模式，提升移動技術應用率。博物館以其受納群體廣、內容廣泛、影響持久等特征成為校外重要教育基地。[27]元分析結論表明，在博物館中利用移動技術開展學習能中等幅度地提升學習效果，然而，現有場館仍存在便攜式移動設備收費較高、AR/VR技術普及率和應用率較低等問題。一方面，各地教育、文物部門應加強協作，給予博物館經費、人員方面的保障，允許博物館有能力、有條件免費或低資費向公眾開展基于AR、VR、信息亭、展示板、眼動等移動技術的輔助學習活動；另一方面，對場館內具象程度高的展廳可在普及基礎性移動設備的條件下繼續推行現有的多人同時預約和參觀的模式，對場館內抽象程度高、探索性和跨時空性強的展廳則可應用AR/VR技術輔助學習，探索分時段、限流參觀的預約模式，提升AR/VR技術應用率。

第二，健全館校雙向反饋機制，拓寬博物館移動技術影響面。元分析結論表明，不同階段受教育群體在博物館中的學習效果存異，其中大學生的學習效果最差。在場館學習活動的構建層面，館方應結合傳統媒體和新媒體征集不同階段學生和教師的實際需求，以此為基礎設計形式多樣化、板塊豐富化的場館學習形式和活動。例如，對低年級學生可多開展基于AR/VR技術的嚴肅游戲、交互敘事等學習活動，而對高年級學生可多開展基于便攜式移動設備的探索性、解密性學習活動。在場館學習活動的實施層面，利用移動技術的交互功能給予低年級學生更多的過程化引導，而對高年級學生則設計梯度式的博物館學習內容，注重設計“為什么”的高級知識，促進學生博物館學習的主動意義建構，提升非正式學習的成效和層次。在場館學習活動的反饋層面，在應允前提下，利用電話、問卷、訪談等常規形式對已經體驗博物館學習活動的群體展開現場調查或追蹤調查，將獲得的反饋信息通過大數據分析，以云平臺的形式同步分享給校內教師，以進一步完善和修訂博物館學習活動和形式。

第三，利用移動技術加強多感官體驗，使場館學習路徑多樣化。元分析結論表明，不同類型博物館所體現的教育價值不同，且學生更傾向于探索性強、體驗感豐富的學習內容。針對展品豐富、展廳多樣的綜合類博物館或情境化較高的理工科技類學習內容，應注重利用移動技術強化學習者的語言交流，在無聲條件下從記憶問題、綜合問題、開放性和創造性問題，以及批判性和評價性問題等角度增加交互界面下的問題設計，在有聲條件下建設群體學習的社交環境，搭建學習者語言表達的平臺。對展品系統性高的單一主題博物館或抽象程度較高的人文社科類學習內容，應注重利用移動技術強化學習者的感受，以提升學習的目的性。例如，歷史類展廳在學習內容設計時可嘗試讓學生探索編鐘的重量、聲音、材質以及制作工藝，革命類博物館在學習內容設計時可借助虛擬現實技術再現革命場景，嘗試讓學生以角色扮演的形式進行話語和行動的交流。

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Meta-analysis of the Impact of Application of Mobile Technology

on Students’ Museum Learning Effectiveness

Jia LI1， Yuanlong HU2， Ke GUO3， Shuhui LI4

（1.The College of Chemistry， Central China Normal University， Wuhan 430079， Hubei;

2.Shude Middle School， Chengdu 610014， Sichuan;

3.Shishi Shudu Middle School， Chengdu 611730， Sichuan;

4.Nanjing NO.1 Middle School， Nanjing 210006， Jiangsu）

Abstract： There still exists controversy over whether the application of mobile technology can improve the learning effect of learners in museum. Fifteen literatures and 20 independent effect sizes were obtained based on literature retrieval and analyzed by Comprehensive Meta-analysis （CMA 3.0）. The results show that mobile technology can moderately improve the learning effect of students in museums; mobile technology has more benefits for students in the basic education stage， but less in the higher education stage; the use of mobile technology to carry out informal learning in museums is more beneficial to students with eastern cultural background than students with western cultural background; compared with the learning content of humanities and social sciences， mobile technology is more conducive to improving students’ understanding of the learning content of science and technology; compared with the single-theme museum learning ， mobile technology can better enhance students’ learning experience in comprehensive museums， followed by technology and art museums， and history museums are the weakest. To utilize the educational function of museums， improve the application effect of mobile technology in museums， and enhance the cooperation mechanism between museums and schools， it is suggested to explore the partition reservation mode， improve the two-way feedback mechanism between museums and schools， and strengthen the multi-sensory experience of learners.

Keywords： Museum; Mobile technology; Learning effectiveness; Meta-analysis

編輯：王天鵬 " 校對：王曉明

DOI：10.3969/j.issn.1673-8454.2023.10.013

作者簡介：李佳，華中師范大學化學教育研究所副教授，博士（湖北武漢 430079）；胡源龍，成都樹德中學教師，碩士，共同第一作者（四川成都 610014）；郭科，成都石室蜀都中學教師，碩士（四川成都 611730）；李書惠，南京市第一中學教師，碩士（江蘇南京 210006）

基金項目：國家社科基金2023年度一般項目“數智賦能‘紅色草原’構筑中華民族共有精神家園的創新路徑研究”（編號：23BMZ032）