电脑辅助学习能显著提高学业表现

过去几十年中，在教育领域内运用计算机技术已经成为一个趋势。研究表明，通过电脑开展教学具备很多优势。如增强学习兴趣、提供及时的学习反馈、提高学习努力程度等。在印度等发展中国家的研究发现，将计算机技术作为教育中常规教学的补充手段可以弥补师资匮乏以及教学质量低的劣势。虽然众多研究显示，在教育领域内计算机技术得到了普遍运用，但是计算机技术的运用是否能够提高学生的学业表现在我国目前的研究中并无定论，REAP的此项研究通过大规模随机干预实验对此问题作出回答。

　　问题聚焦：何为电脑辅助学习？

　　过去几十年中，在教育领域内运用计算机技术已经成为一个趋势。研究表明，通过电脑开展教学具备很多优势。如增强学习兴趣、提供及时的学习反馈、提高学习努力程度等。在印度等发展中国家的研究发现，将计算机技术作为教育中常规教学的补充手段可以弥补师资匮乏以及教学质量低的劣势。虽然众多研究显示，在教育领域内计算机技术得到了普遍运用，但是计算机技术的运用是否能够提高学生的学业表现在我国目前的研究中并无定论，REAP的此项研究通过大规模随机干预实验对此问题作出回答。

　　电脑辅助学习(Computer Assisted Learning，简称CAL)包括四要素：硬件、软件、课程和实施计划。CAL项目给学校提供电脑设备，电脑内包含一套以趣味游戏为主要形式的人机互动的教育软件，软件涵盖对应国家标准教科书的课程练习。

　　根据项目计划，两个学生共用一台电脑，每周上两节40分钟的CAL课程。在CAL课程上，老师带领学生按照项目要求完成规定的课程内容。为了评估电脑辅助学习本身对学习成绩的影响，老师在CAL课程上主要负责指定每节课学习内容(课程手册有详细安排)、维持课程秩序、解决电脑和软件操作问题等，并不回答学生关于学科本身的问题。

　　合并研究：源于五个CAL项目

　　本次研究是基于2010年至2012之间开展的五个电脑辅助学习项目进行的合并研究。通过分析这五个项目的数据评估电脑辅助学习的效果。围绕这个中心，CAL项目试图回答：电脑辅助学习项目可以提高学生的学业表现吗?电脑辅助学习项目是否有助于提高学生的其他方面能力?在探索问题的答案的过程中，找到更好更有效地实施计算机辅助学习项目的模式，为政府提供决策依据。

　　项目一：进城务工人员子女电脑辅助学习项目

　　进城务工人员子女通常就读于教学质量低下、缺少监管的私立打工子弟小学。为了探索缩小打工子弟小学和北京市城区小学的教育差距的方法，研究团队在北京市私立打工子弟小学对学生开展电脑辅助学习项目并评估该项目的影响。

　　项目二：陕西I期项目

　　寄宿制学生因为住校的缘故，除教学时间外有充足的课后时间呆在学校。陕西I期项目利用寄宿制学生的课后时间开展电脑辅助学习，探索CAL项目对学生数学成绩的影响。

　　项目三：青海I期项目

　　西北少数民族学生身处偏远地区，经济状况较差，学习资源匮乏。他们的学业成绩平均而言低于陕西贫苦农村地区的学生，其学习的最主要障碍来自于汉语水平不足。青海I期项目利用课后时间为少数民族学生开展电脑辅助语文学习，旨在提高其语文能力。最终通过数据分析CAL项目是否会提高少数民族学生的学业成绩。

　　项目四：陕西II期项目

　　与陕西I期项目相比，此项目将电脑辅助学习纳入正常的课内教学时间内进行(课内电脑辅助学习)，区别于之前利用课后时间进行的辅助学习(课外电脑辅助学习)，藉此研究CAL与常规教学的替代/补充作用。此项目通过电脑辅助学生学习语文和数学两个科目。

　　项目五：青海II期项目

　　青海II期在青海I期的基础上增加数学作为电脑辅助学习科目。项目要求电脑辅助学习在课后时间展开，但是一些学校因为课后时间不足，将电脑辅助学习在常规的主科教学时间进行。在这种情况下，项目分析比较了当CAL项目在课后时间开展时(常规教学的补充)和当CAL项目在教学时间进行时(常规教学的替代)，对学业表现的影响的差异。

　　数据来源：随机抽样和随机分配

　　随机抽样：通过合并五个CAL项目的数据信息得到16897个样本学生。这些样本学生都是通过随机抽样获得。(五个项目基本情况见表一)

　　随机分配：将这16897个学生随机分配到干预组(接受电脑辅助学习干预)和控制组(不接受电脑辅助学习干预)。由于是随机分配，两组学生像“双胞胎”一样，在诸多关键指标上没有显著性差异，因此干预后两组学生的成绩差异就是干预的影响。

　　研究方法：随机干预实验

　　以上五个项目都采用了影响评估方法中的的随机干预试验(RCTs)。

　　影响评估的核心问题是归因。影响是指政策(或者干预)的作用对象与它在未接受政策(或干预)的情况下在结果上的差别。同时，影响程度的大小也随时间变化而改变(表二)。影响评估就是要在控制其他因素作用的情况下，分解出哪些影响和变化是由于某项(组)因素干预所引起的。

　　RCTs可以帮助研究者和政策决策者打开影响评估的“黑匣子”，理解项目或政策的作用机理，从而寻找到项目或政策成功与失败的源头，为未来进一步完善设计、改进决策奠定基础。

　　在CAL项目中，干预组进行电脑辅助学习干预，控制组不实施任何干预。基于上图，随着时间推移发生变化，干预组和控制组之间的差异就是项目影响，即CAL项目的实施效果。

　　实验进程：在CAL项目中的RCTs三步曲

　　随机干预实验分三步展开：第一阶段，开展基线调研，进行现状分析。第二阶段，实施干预，将样本分为干预组和控制组之后，对干预组实施干预，而对控制组不进行任何处理。第三阶段，评估调查，在整合分析数据基础上提出政策建议。这也被称为RCTs三步曲。

　　基线调查：对16897个学生进行标准化的学科测试(数学/语文)，同时通过问卷收集学生的个人信息(包括性别、民族、是否独生子女、使用计算机和互联网的经历等)、家庭信息(包括家庭经济状况、父母亲学历、父母工作和外出务工情况)等。在随机分配干预组和控制组之后，基线调研的数据表明，干预组和控制组学校的学生在数学成绩、语文成绩和社会经济状况上没有统计学意义上的显著性差异，两个组是平衡的。

　　实施干预：在进行干预之前要开展两个方面的准备工作。一方面，要保证干预组学校有实际可用的电脑设备，进行电脑运输和电脑安装;另一方面，要开展教师培训，使干预组的教师具备电脑应用的基本技能，能够正确操作电脑辅助学习软件，熟悉电脑辅助学习的课程和班规，具备管理电脑辅助学习项目的基本能力。这两方面的工作是保证项目开展的重要前提条件。

　　完成准备工作之后，开始实施干预。在干预组学校的学生中开展电脑辅助学习项目，进行一周两次，一次40分钟的CAL课程学习。对照组学校的学生没有实施任何干预，照常上课。在项目实施过程中，教师需要对电脑辅助学习活动进行监测，记录项目进展的详细内容，包括项目进行的基本情况、学生的出勤情况、学生的上机时间、课程进度及硬件问题等内容。

　　评估调查：部分样本因为辍学、休学或者转学流失，经统计学检验，样本的流失不影响项目实施的效果。因此评估调研对15421个学生再次进行了25分钟的标准化学科测试。最终通过比较干预前和干预后的学科成绩变化识别电脑辅助学习发生的效果(积极效果/消极效果)。