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人類在各個領域(包括技術、音樂以及閱讀、寫作、數學、科學和第二語言等學術科目)的學習、適應和發展專業知識的能力令人難以置信。 然而,了解人類如何在學術課程中學習尤為重要,因為它是人類的一個顯著特徵,可用於改善教育。

新技術徹底改變了我們進行學術學習的方式,提供了前所未有的海量數據。 利用這些數據,研究人員開發了技能獲取的認知和統計模型,以了解學習者之間的異同。 這項研究的結果已發表在最近的一項研究中,該研究提供了關於學生需要多少練習才能達到精通、學生初始表現有多少差異以及最令人驚訝的是學生的學習率相似程度的見解。

LearnLab 的目標和方法論

LearnLab 是一個組織,旨在識別學術課程中學習的心理單元,利用這些見解設計和展示嵌入課程的隨機對照實驗中改進的教學,並建立學習者模型,揭示學習者之間的顯著相似性和差異。 為實現這一目標,研究人員開發了學生在學術課程中獲得的心理單元的認知模型,這些模型用於重新設計課程單元。 比較學生對重新設計(處理)與原始設計(控制)的使用情況的隨機分配實地實驗表明,學習效果有所提高。

認知模型用於將學習分解為離散的單元或知識組件,這些單元產生的預測可以針對不同環境和不同時間的學生表現數據進行測試。 跨多個數據集的調查支持這種知識成分假設。

該研究的主要研究問題是了解學生需要多少練習機會才能達到 80% 正確率的掌握水平,學生的初始表現有多大差異,以及他們的學習率有多大差異。 統計增長模型和技能習得的認知模型被用來模擬學生在任務組上的表現數據,這些任務評估確切的技能組成部分並提供學生錯誤的後續指導。


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研究人員將他們的模型應用於 1.3 個學生與在線練習系統互動的數據集中的 27 萬個觀察結果,這些數據集涉及從小學到大學的數學、科學和語言課程。 這些數據集是由學生在學術課程的自然環境中使用教育技術生成的,涉及常見的教學形式,例如講座和指定的閱讀材料,這通常先於學生在教育技術中的實踐。

研究人員發現,儘管有預先的口頭指導(如講座和閱讀),但學生表現出適度的初始預習表現,準確率約為 65%。 儘管在同一門課程中,學生的初始表現差異很大,從下半部分學生的大約 55% 到上半部分學生的 75%。

最令人驚訝的發現是,學生的估計學習率驚人地相似,通常每次機會增加約 0.1 log odds 或 2.5% 的準確性。 這一發現挑戰了學習理論來解釋學生初始表現的顯著變化和學生學習率的顯著規律性的奇怪組合。

然而,研究人員發現學生掌握典型知識組成部分所需的學習機會存在很大差異。 這表明學生學習的差異更多是由於學習機會的差異,而不是學生固有的學習率差異。

儘管學生的初始表現存在顯著差異,但該研究的發現挑戰了當前的學習理論來解釋學生學習率的顯著規律性。 它還強調了學術環境中學習機會的重要性,因為學生需要廣泛的練習才能掌握。 學生學習率的規律性表明,學生表現的差異更可能是由於學習機會的差異,而不是學習能力的內在差異。 這對教育具有重要意義,強調需要高質量的教學和個性化的學習機會,以確保所有學生都有機會獲得成功。

學習機會的重要性

這項研究對當前的學習理論提出了嚴峻的挑戰。 練習和重複是學習過程的重要組成部分。 學生需要大量練習才能達到精通水平。 然而,學生學習率驚人的規律性表明學生表現的差異並不是由於學習能力的內在差異。 相反,他們更有可能是由於學習機會的差異。

這對教育具有重要意義。 如果我們能夠為所有學生提供相同質量和數量的學習機會,我們就可以縮小當前的成績差距。 這意味著確保所有學生都能獲得高質量的教學和教育技術,以提供反饋並支持他們的學習。 這也意味著為需要額外幫助或支持的學生提供額外資源。

這項研究還強調了個性化學習的重要性。 提供個性化反饋和指導的教育技術有助於確保所有學生獲得成功所需的學習機會。 通過針對個別學生的需求量身定制教學,我們可以幫助確保每個學生都有機會充分發揮他們的潛力。

這項研究為學習過程提供了重要的見解。 它表明廣泛的練習和重複對於學習過程是必不可少的。 儘管如此,學生表現的差異更可能是由於學習機會的差異,而不是學習能力的內在差異。 這具有重要的教育意義,強調需要高質量的教學和個性化的學習機會,以確保所有學生都能充分發揮潛力。

隨著我們繼續探索學習科學,重要的是要記住每個學生都是獨一無二的。 通過了解每個學生的個人需求並為他們提供所需的學習機會,我們可以幫助確保每個學生都有成功的機會。 這不僅對個別學生未來的成功很重要,而且對我們整個社會的成功也很重要。 通過投資教育並為每個學生提供充分發揮潛力的機會,我們可以為所有人創造更光明的未來。

你可以閱讀原始研究 並點選這裡。

關於作者

詹寧斯羅伯特·詹寧斯 (Robert Jennings) 與妻子瑪麗·T·拉塞爾 (Marie T Russell) 共同出版了 InnerSelf.com。 他曾就讀於佛羅里達大學、南方技術學院和中佛羅里達大學,研究房地產、城市發展、金融、建築工程和基礎教育。 他是美國海軍陸戰隊和美國陸軍的成員,曾在德國指揮野戰砲兵連。 在 25 年創辦 InnerSelf.com 之前,他在房地產金融、建築和開發領域工作了 1996 年。

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