学习时间与学习结果关系模型研究述评，本文主要内容关键词为：述评论文,模型论文,关系论文,时间论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
西方教育心理学工作者把学习时间作为影响学习结果的变量开展研究，大概可追溯至本世纪初（Rice,1914）， 但大量的学习时间与学习结果之间关系模型的理论研究和二者之间相关程度的实证研究还是在70年代兴起的教学有效性（teaching effectiveness）研究中出现的。
教学有效性研究的最大特点是对教学的各种自变量（如教师特征、学生特征和教学方法等）和因变量（教学效果或学习结果）均有可观察、可操作的界定，并在此基础上探讨自变量和因变量之间的变化关系。这类研究的关键是关系模型的建立和变量关系的确证。自60年代以来，学习时间和学习结果之间的关系也逐渐发展成为教学有效性研究的一个重要领域。
从现有的材料来看，学习时间与学习结果关系的模型研究大致分为两种，一种是理论模型研究，一种是数学模型研究。前一种研究侧重确定学习时间的相关因素并揭示它们与学习结果之间可能存在的定性关系，它主要通过文字描述和框图来表示；而后一种研究则在前面研究基础上进一步展开学习时间与学习结果之间关系的量化研究，它主要借助数学关系式来表示。
一、学习时间与学习结果关系的理论模型
对学习时间与学习结果关系的研究首先是从定性的理论模型构想开始的。在研究的不断深化过程中，先后提出了卡罗尔模型、布卢姆模型、威利和哈尼施费格模型和初任教师评价研究（Beginning TeacherEvaluation Study,BTES）模型等4种理论模型。
（一）卡罗尔模型
卡罗尔（Carrol,1963）大概是继赖斯（Rice,1914）之后第一位系统研究学习时间与教学成效之间关系的教育心理学家。卡罗尔认为，教育心理学家的首要任务是研究学生学习成败的原因，以帮助学生克服学习中的困难。然而，以前教育心理学家为分析学生的复杂学习行为而提出的许多概念往往相互交叉、层次有别，很难应用于学校学习过程。于是，卡罗尔认为有必要提出一种新的关于影响学校学习成败因素及其相互作用方式的图式或概念模型。模型中的概念要少而精，内涵上相互独立，概括层次处于同一水平。在这一模型中，卡罗尔所提出的最核心的概念就是学习时间。
卡罗尔的学校学习模型可用下式来表示：
实用时间
学习程度＝f〔───────〕＝
需用时间
允许学习时间；毅力
f〔───────────────────〕
能力倾向；理解教学能力；教学质量
卡罗尔模型
即，就某一特定学习任务而言，学生的学习程度是其实际用于学习任务的“实用时间”与掌握该任务规定内容的“所需时间”之比的函数。
卡罗尔认为，影响学生学习结果的个体内部因素（能力倾向、理解教学能力和毅力）和外部条件（学习机会和教学质量）最终均可还原为时间，以学习时间来表示。能力倾向、毅力和学习机会三个变量可直接以时间来表示，如果利用测量工具和实验操作，理解教学能力和教学质量也都能用时间来表示。
上面模型中的允许学习时间（或学习机会）是指分配给学习任务的时间量，它受学校时间分配规定的限制，也受教师给每一具体学习任务时间分配的制约。毅力是指学习者乐于花在学习上的时间。显然，学习者学习的实用时间取决于允许学习时间和毅力的共同作用。
能力倾向、理解教学能力和教学质量三个要素则决定了学生学习的需用时间。所谓能力倾向，是指在最优教学条件下掌握学习任务所需时间，学生所需时间少，则有较高能力倾向；所需时间多，则有较低能力倾向。理解教学能力由“一般智力”和“言语能力”两部分组成。“一般智力”指学生理解教学材料中概念关系和推理的能力。“言语能力”指学生理解教师使用的特殊词汇的能力。教学质量不仅包括教师的表现，也包括教科书、练习册、教学片、教学机器程序等的特征。具体来说，教学质量主要取决于以下因素：教学目标和学习方法是否明确；学习材料是否与学生感官有充分接触；学习任务安排合理性；前一学习任务是否为后一学习任务打下基础；教学是否适应学生特点和特定需要。
卡罗尔的学校学习模型为学习时间与学习结果之间关系的研究作出了开拓性贡献。卡罗尔明确地把学习时间作为影响学习结果的独立变量，开辟了专门研究领域，而且就学习时间与教学成效之间关系提出了第一个理论模型。另外，卡罗尔提出的“实用时间”、“学习机会”等概念对以后的研究有重要的启发、指导意义。
后来，卡罗尔和其他一些学者就卡罗尔模型中的某些因素进行了实证研究。其中一项研究发现，以掌握学习策略来界定教学质量时，实验组与控制组学生成绩在0.001水平上有显著差异。
（二）布卢姆模型
布卢姆模型（Bloom,1976）的思想直接来源于卡罗尔模型，尤其是卡罗尔把能力倾向定义为“在最优教学条件下掌握学习任务所需时间”，对布卢姆影响颇大。如果说卡罗尔提出了学校学习层次与时间变量关系的概念模型，布卢姆则试图把这一模型转化为工作模型，即寻找一种教学策略，这种策略一方面可依照不同学习者需要提供相应足够的学习时间，另一方面又逐渐减少学习慢者所需学习时间。
根据卡罗尔的思想，能力倾向是学习速度的预示变量，所以只要向学生提供足够的学习时间，保证教学质量，学生对特定学习任务就一定能达到掌握水平。然而，学校的允许学习时间毕竟是有限的，于是布卢姆进一步提出了掌握学习策略以最终缩减学生所需要的学习时间。
布卢姆模型
布卢姆（Bloom,1976）把学生学习结果和学习时间的差异归于学生的认知特征、学生情感特征和教学质量等三个变量的不同。
认知特征是指学生掌握已学过的、完成新学习所必备的基础知识技能的程度；情感特征指学生参与学习过程的动机激发程度；教学质量指教学适合学生的程度。布卢姆掌握学习策略之要义即：向学生提供所需的足够的学习时间，提供适应学生特征的教学，最终都达到对学习任务的掌握水平，并逐渐减少学习时间。
布卢姆模型中，学习速度（时间）既是影响学习结果的因素，也是学习结果。学生未掌握学习任务前，学习速度（时间）是影响学习结果的因素，故应提供学生学习所需的足够的时间以保证其掌握；同时，学生掌握学习任务所需时间又是可变的，学生若掌握了学习任务，则相应地具备了积极的认知和情感特征，这不仅使学生学得更好，而且学习所需时间会越来越少，慢学习者与快学习者之间所需时间差距也会越来越小。
布卢姆模型中提出的学习时间与学习结果之间双向互惠的思想更贴近于学校学习的实际情况，为它在实际中获得广泛应用打下了基础。布卢姆还提供了缩减掌握学习任务的学习时间、提高可得到的分配时间利用率的有效教学策略，把卡罗尔的概念模型转化成为一种操作模型。
布卢姆在有关研究中明确区分了“流逝时间（elapsed time）”与“用功时间（time-on-task）”两个概念。布卢姆（Bloom,1974）把“学习者积极地专注于学习的时间”称为“用功时间（time-on-task）”，从而揭示了一个与学习结果联系更为密切的时间变量。后来的相关研究的结果在一定程度上证实了布卢姆的观点。 如安德森（Anderson, 1973）等人的研究表明，用功时间与学习成绩之间的相关系数为0.75，与学习成绩增量之间的相关系数为0.58。
威利和哈尼施费格模型
相对于卡罗尔，布卢姆更强调了时间因素对学习过程中其他因素的依赖和密切联系。布卢姆并没有象卡罗尔那样把“时间”看作是影响学习结果的孤立因素，而是把“时间”与学生特征、学习内容等密切结合在一起，甚至在模型中没有直接出现“时间”变量。学习“时间”并不是一个独立的变量，而是随学生认知特征、情感特征和教学质量而变化的。据安德森（Anderson,1973）研究，用功时间与“教学质量+认知准备+情感准备状态”之间的复相关系数达0.75。另外，某一学生学习不同内容所需时间会有很大差别，即时间离开学生本人特征、学习内容等变量则会变成毫无实际意义的“空洞”。
布卢姆对“学习时间”的这些思想对后来的研究有着重要启发意义。
（三）威利和哈尼施费格模型
著名的科尔曼报告（Coleman,et al.,1966 ）以及后来的一些研究（Bane & Jencks,1972; Mosteller & Moynihan,1972; Husen,1972）报告认为，就每学年分配的充裕的学校学习时间总量和学生令人失望的学习表现而言，学校学习简直毫无成效。针对这些报告，威利和哈尼施费格（Wiley & Harnischfeger,1974,1976 ）提出了一种较为复杂的“用功时间”（积极学习时间）模型，指出学校学习时间总量与学生成绩并没有“直接联系”，而是要经过一系列中间环节。
威利和哈尼施费格模型与卡罗尔模型一样，也认为学生学习结果直接由学习某一任务的所需时间和学生实际所用的积极学习时间两个变量决定，而教师特征、教学质量、学生自身特征等均是通过这两个变量来起作用的（如模型图）。在影响积极学习时间总量的众多因素中，他们特别强调了课程和教师的能力。他们把教师的能力分为4 个方面：教学计划能力、把计划转化为具体教学策略能力、激发学生动机能力和与学生交流能力。
威利和哈尼施费格模型对学习时间与学习结果关系研究的重要贡献之一是明确地、尝试性地提出了教学以时间为中介对学生成绩产生影响的作用机制。他们还在布卢姆（Bloom,1974 ）的“用功时间（积极学习时间）”基础上，进一步精致化，提出了“积极学习时间百分比”的概念。这一概念是指学生专注于学习时间与教师分配于学习时间的百分比，它更精确地反映了实际用于教与学活动的时间。另外，他们在回顾先前有关学习时间变量的研究时，归纳出学习时间变量的一系列“嵌套”层次，为以后学习时间研究提供了可参照概念框架，也明确了学习时间研究进一步精细化的方向。
（四）初任教师评价研究（BTES）模型
70年代初，美国加利福尼亚州组建了一个负责监督教育和教师证书计划的委员会。1972年，该委员会为了确定可作为对初任教师评价基础的教学能力构成，着手设计了一项研究规划， 即初任教师评价研究（Beginning Teacher Evaluation Study,BTES）。随着这项大规模研究的逐步深入，后来转向教学和学习变量与学生成绩的关系的研究。
初任教师评价研究模型
研究者们设计BTES研究时，也试图采用当时流行的“过程—结果（process-product）”研究范式，即首先观察教师行为和课堂特征， 随后再把它们与学生成绩联系起来，计算二者之间的相关。但后来研究者发现“过程—结果”研究范式有着某种内在不合理性。因为很难说教师课堂上的某一行为对6个月后学生的成绩测验结果会有什么影响。 依据该研究范式提出的实验研究设计也有不足，如难以反映实际课堂教学的复杂性、互动多样性、动态性等等。研究者认为，如果应用“过程—结果”研究范式展开自然的课堂情境条件下的相关研究，应对该范式作进一步的如下限定：教师行为对学生的影响主要限于某一特定时刻和特定内容。所以，教师行为与学生成绩是通过影响课堂学习情境中学生当时的行为而起作用的。教师只有帮助学生专注于恰当的学习内容（难度水平适合于特定学生，而且与测验内容相一致）时，其行为才是有效的。于是，研究者提出了“学科学习时间（academic learning time, ALT）的概念，并把它定为BTES研究的基本变量。学科学习时间是指学生专注于逻辑上与学习目标相关联、适合学生水平的学习活动并达到较高掌握程度所用时间。这样，一个新的学习时间与学习结果关系模型诞生了。
初任教师评价研究把以前研究中提出的“积极学习时间”、“用功时间”统称为“专注时间”。分配时间、专注时间与学科学习时间的关系可用下图表示。学科学习时间（ALT ）概念不仅继承了威利和哈尼施费格等将时间与教学内容相结合的思想，而且又融入了“成功率”（对所学内容达到较高掌握程度）概念，使得时间变量对学习结果影响的大小不必等候数月后对学生评价的成绩，而是即刻就可见到学生学习的效果。学科学习时间概念的提出对学习时间研究产生很大影响，目前的学习时间研究也是围绕着BTES研究开创的两个方向展开的：一是“教师行为—学生行为（专注）”之间的相关研究和实验研究；二是“学生行为（专注）—学业成绩”之间的相关研究和实验研究。后续的学习时间研究一般也都依据BTES研究的结论，把ALT 作为直接影响学习成绩的因素，许多研究结果也证实了这一点。
学科学习时间与分配时间、专注时间的关系
从上述学习时间研究模型发展情况可以看出这样一种总体趋向，即各模型中时间变量的范围逐渐由“宽”变“窄”不断限定，变量与学习结果之间的相关关系也愈来愈密切，形成了一系列递进式“嵌套”层级。哈尼施费格和威利（Harnischfer & Wiley,1976）、 史密斯（Smyth,1985）等人对此作了很好概括。
学习时间研究中对时间变量的逐级限定
二、学习时间变量与学习结果关系的数学模型
学习时间与学习结果之间关系的数学模型是对二者关系的数学表达形式，也反映了对这一问题更深一层的认识。
（一）线性关系模型
随着学习时间研究的不断深入，研究对象经过分配时间和专注时间逐渐转移到学科学习时间上来。研究对象的变化也体现着教学研究范式由“过程—结果”向“中介—过程”的转移过程，体现着研究重心从教师行为与学生成绩二者关系转到教师行为、学生专注行为（中介）与学生成绩三者之间的关系。从教学研究范式的发展来看，由“过程—结果”范式到“中介—过程”范式是一个进步。但从所运用的相关研究方法看，两者并无根本区别，只不过后者多计算一次相关系数罢了（“过程—结果”研究只计算教师行为和学生成绩之间的相关系数，而“中介—过程”研究需要计算教师行为和学生专注行为、学生专注行为和学生成绩之间的相关系数），即两大范式下的时间研究都强调相关研究，而这种简单相关关系反映的只是线性关系。所以，可以说，“过程—结果”、“中介—过程”范式下学习时间研究都隐含着对学习时间与学习成绩之间直线关系的认识。而实际上这种关系只有在假设学生每时每刻的学习效率完全相同时才是可能的。这种线性相关模型可表示为：
L[,t]＝L[,0]+K·t
其中L[,t]为经过时间t后的学习成绩水平，L[,0] 为初始的学习成绩水平，K为常数。
（二）动态关系模型
然而，课堂教学是异常复杂的，在不同时刻学习效率是不同的。即使学生花同样的时间专注于同样的内容，学习成绩也可能不同。基于这些考虑，卡韦特提出了三个学习时间与学习结果的动态关系数学模型：
L[,t]＝L[,0]+∑[0][,t]R（t）△t （1）
L[,t]＝L[,0]+∫[0][,t]R（t）dt （2）
L[,t]＝L[,0]+∫[0][,t]K（t'）S（t'）dt （3）
L[,t]为若干时间t后的学习成绩水平，L[,0] 为初始的学习成绩水平。
如果学生学习效率R（t）比较稳定，那么经过时间△t 后的学生学习成绩可表示为（1）式。
如果学生学习效率R（t）不稳定，那么一定时间后的学习成绩应以各个时刻学习成绩积分的形式来表示，如（2）式。 如果把学习效率看作是教师教学效率K与学生学习能力S的函数，则（2）式可变换为（3）式。
三、学习时间模型研究简评
在对学习时间研究作出任何评价前，我们首先要弄清一个问题，即学习时间研究的实质是什么？它是一种什么样的研究？对这一问题有了明晰回答后，我们才会比较恰当地评价学习时间研究，并就未来研究方向提出中肯的建议。
严格来说，时间本身并不是教育家、教育心理学家研究的对象，或者说他们并不研究纯粹时间，而是研究时间对于教育、学习的意义：为了高效地获得教学成效、提高学生成绩，教育中的时间应怎样分配，在一定时间内教师、学生做什么，什么时间做等等。他们更关心的是纯粹时间变量背后的师生活动等影响教学和学习的变量，因为这些变量对学生学习才有着真正的实质性的意义。从时间研究模型的发展来看，每一次研究的进步实际上都反映了对学习和教学过程认识的深化。每种模型中所使用的核心概念的变化正体现着这种进步。核心概念与师生活动、学习内容等结合越紧密，这个概念就越有价值，这个模型也越有效。卡罗尔模型中，“允许学习时间（学习机会）”被当作影响学习程度的直接变量，但实际上它难以说明学生学习情况；布卢姆则使用了“用功时间”这一概念，在一定程度上反映了对学生学习的过程的关注，它与学习结果联系更为密切；威利和哈尼施费格则提出了“积极学习时间百分比”的概念，把学生积极学习过程和对时间的利用率结合起来，更进一步说明了时间对学习过程和结果的价值；在BTES模型中，ALT 这一核心概念是上述几种变量的融合，它把时间变量与学习过程中的其他许多变量（学生专注学习活动、恰当的学习内容和学习成功率等）联系了起来。ALT既是描绘学生学习成功的词汇， 也是学生学习结果的直接预示变量。
从以上发展过程可知，学习时间研究实质上是一种学习研究。所以，评价学习时间研究的标准也就是看它与其他变量结合构成的复合时间变量因素，并在多大程度上揭示了、反映了学习过程的本质。如果根本没有反映学习过程或完全脱离学习活动过程，则要受到批评。未来学习时间研究也应沿着这一路线不断改进，逐步深化。任何时候，只要学习时间研究脱离这一限定，就要出问题，时间就会变成“空洞”。
从上述基本观点出发，我们认为，目前的学习时间研究主要存在以下几个方面的问题：
1.忽视时间背后的“内容”，研究的侧重点仍旧放在“时间”而不是“学习”上。时间变量在教学实际中多是以联合变量的角色起作用的，即它须与其他变量相结合来构成“学习时间”变量起作用；而不是以一个孤立的自变量角色起作用。 美国著名教育心理学家盖奇（Gage, 1978）在批评学习时间研究时，把ALT 叫做“无心理学意义的数量概念”；安德森（Anderson,1984）也曾提出有必要对学科学习时间内的学习过程作分析，而实际上有关研究对此关心不够。就学习时间研究中的另一个重要概念“用功时间（time-on-task）”而言，许多研究过于强调了“时间”，而忽视学习任务（task）这一学习中的关键因素。只有当学生专心于被清晰界定，与教学目标、教材和学习经验相一致，并且适宜于学生水平的学习任务时，“用功时间”才是有意义的。如果没有关注学习过程和学习任务，专注时间和用功时间在教育学上都是“空洞”的。
2.较少考虑不同时间学生学习效率的变化和时间的“适切性”。延续性是时间的重要特征，日常生活中，一般性的时间概念是有相同单位的。学习时间研究中，也往往把时间的这种一般特征简单地借用过来。而实际上，学生学习过程中的时间并不是一个具有相等单位的量数，也即各个时刻的时间效率是不同的。尽管学习时间的“数学模型研究”中已经考虑到这个问题，但多数相关研究却依然把每一时刻的学习效率当作是相等的。
时间的“量”是重要研究内容，且是更易被关注的内容。然而，这往往导致忽视对其“质”（即特定时间内的学习内容、学习气氛、学生之间的相互作用等）的研究。实际上，时间的“质”不同，时间变量的意义也是不同的。假如对影响时间的“质”的因素与时间的“量”之间的交互作用机制有了较充分的研究，那么，我们就可以在一定程度上了解在什么时间、在哪种气氛下学习什么内容最恰当等等，这些研究结果才更有重要的实践意义。
3.缺少对嗜好、态度和价值的学习时间研究。从目前已有的学习时间研究来看，研究的范围仅限于对课堂上学生认知领域学习的研究，相对而言对价值领域的学习时间研究却几乎没有。是否有必要研究价值领域的学习时间问题、价值领域是否适合于学习时间研究等等都是值得进一步研究的。
学习活动永远也离不开时间因素，这是确定无疑的事实，学习时间研究也仍将是学习研究的重要领域。目前，学习时间研究的成果尚不能满意地解释、预测纷繁复杂的学习时间与学习结果之间的关系，受到各方面的批评是很自然的。学习时间研究恰好可从这些批评之中寻找到自己发展的方向。
我们认为，从方法论角度来说，“中介—过程”范式下的学习时间变量研究，其重点应转移到以下方面：
1.增加实验研究，确证相关研究中各变量之间的关系，并掌握不同教学环境条件下学习时间因素对学习效果影响的变化规律；
2.增加多元相关研究。学习效果受多种复杂因素影响，它们中间许多因素往往是联合起作用的。过去学习时间因素与单一学习过程变量或单一学习效果变量的相关研究难以反映这种情况。
3.开创学习时间变量与其他学习过程变量的交互作用分析和交互作用动态模型研究。已有的大量研究已说明，学习时间变量与学习结果之间并非线性的相关关系，这些变量之间存在着某种相互补偿或抑制的交互作用关系。如果我们弄清不同情境下学习时间变量与结果变量之间的动态模型，无疑将大大深化对学习时间的理解。
4.强化后分析（meta-analysis）研究。后分析是自70 年代中后期以来兴起的一种对已有的大量独立的研究结果运用统计学方法进行再分析的研究手段。这种方法有助于我们理解复杂的相关关系，而这是运用传统的综合评论的方法难以做到的。
5.开展“教室生态学”范式下的学生学习研究，综合考虑复杂教室环境因素，以提供对包括学习时间在内的各种变量的全面理解。