賈寧劉偉代景華

(1河北師范大學教育學院，石家莊050024)(2河北中醫(yī)學院，石家莊050200)

1 前言

在學習任務(wù)中，元認知控制對個體是否有效地進行學習有重要作用（Metcalfe, 2009）。在元認知控制中，學習資源如何分配是核心問題。而學習資源分配的第一步就是確定加工哪些項目，然后再確定在這些項目上花費多少時間。因此，學習項目的選擇就是至關(guān)重要的。學習項目選擇指個體按一定標準確定學習哪些項目，并確定學習順序（Metcalfe & Kornell, 2005）。圍繞著學習項目選擇的問題，國內(nèi)外學者開展了大量研究，分別通過對學習材料的難度（Dunlosky & Hertzog,1998）、學習時間壓力（Son & Metcalfe, 2000）、學習材料的繼時和同時呈現(xiàn)（曹曉華, 王本馳, 家曉余, 李鋒盈, 2014; 李偉健, 蔡任娜, 陳海德, 汪磊, 王敏敏, 2013）、習慣性反應(yīng)（姜英杰, 王志偉, 鄭明玲, 金雪蓮, 2016; 李偉健, 謝瑞波, 陳海德, 黃杰,2014; Ariel, 2013; Wang, Qin, & Jiang, 2016）、獎懲手段（Ariel, Dunlosky, & Bailey, 2009）、前期測驗經(jīng)歷（Yang, Potts, & Shanks, 2017）、個體思維方式（Jia et al, 2018）和學習目標（Thiede &Dunlosky, 1999）等變量的控制來研究學習者的項目選擇。

基于大量項目選擇的研究，研究者提出了四種理論模型：第一，差異縮減模型（Dunlosky &Hertzog, 1998）。該模型提出只有當個體監(jiān)測到的學習效果達到內(nèi)定預期時才會停止學習，否則會持續(xù)進行學習。因為困難項目與預期差距最大，所以學習者先選擇困難項目進行學習，并對困難項目分配最多時間。第二，層次模型（Thiede &Dunlosky, 1999）。該模型認為，學習目標會影響項目的選擇。當個體制定的是低目標時，通常選擇難度比較低的項目；而當個體制定的是高目標時，通常選擇難度比較高的項目。第三，最近學習區(qū)模型（Metcalfe, 2002; Metcalfe & Kornell,2005）。該模型認為學習項目的選擇主要受項目所處位置的影響。那些在最近學習區(qū)內(nèi)的項目會優(yōu)先被學習者學習，繼續(xù)或停止學習某個項目取決于學習效率。大量的實驗支持了這一理論模型（賈寧, 白學軍, 臧傳麗, 閻國利, 2008; Metcalfe,2002; Metcalfe & Kornell, 2003）。在該模型中出現(xiàn)了學習率（rate of learning）的概念，指的是單位時間內(nèi)能做對的題目或者完成的任務(wù)量。第四，基于議程調(diào)節(jié)模型（Ariel et al., 2009; Ariel, 2013）。該模型加入了項目的分值作為影響因素，并指出獎勵的影響超越了項目難度的影響。Ariel 等（2009）研究發(fā)現(xiàn)，學習者通常分配給低分值項目的學習資源要少于高價值的項目。姜英杰等（2016）還用眼動技術(shù)探討了分值對學習時間分配的影響和動態(tài)過程。研究結(jié)果表明：相同分值情況下，個體會依據(jù)習慣性反應(yīng)從左到右選擇；當存在較小分值差異時，個體的習慣將不會影響時間的分配；當分值存在較大差異時，較高分值的項目會優(yōu)先被學習者選擇學習。

根據(jù)前人的理論與研究成果，可以發(fā)現(xiàn)難度和分值是影響學習者項目選擇的最重要的兩個指標。但是以往的研究對于這兩個指標多是分別研究，其中差距縮減模型、層次模型和最近學習區(qū)模型都是強調(diào)難度的作用，而基于議程調(diào)節(jié)模型則是側(cè)重強調(diào)了分值的作用。四種模型都是強調(diào)某一個因素，而缺乏綜合分析。但是，在現(xiàn)實的學習中，難度往往是與分值緊密聯(lián)系的。以往的研究中難度相同而分值不同，或者相同分值難度不同，這一實驗設(shè)定不符合現(xiàn)實學習情況，缺乏生態(tài)效度。因此，本研究將難度和分值綜合分析，并借用最近學習區(qū)中學習率的概念來作為權(quán)衡難度和分值的綜合指標。本研究中學習率的操作性定義是單位時間內(nèi)學習獲得的收益，即單位時間內(nèi)得分的多少。單位時間內(nèi)得分越高，學習率就越高，反之亦然。這一學習率的定義與以往不同的是不僅包括學習項目的難度，還涉及了項目的分值。研究通過兩個實驗旨在驗證難度和分值的綜合指標—學習率，才是項目選擇的主要依據(jù)。其中，實驗1 創(chuàng)新地采用賦值任務(wù)來考察在學習過程中，學習者是否會根據(jù)項目花費時間的不同，認為項目的分值也相應(yīng)不同。也就是說，學習率的心理現(xiàn)實性存在于個體的元認知控制過程中。實驗2 旨在考察限時情況下，個體是否會綜合考慮難度和分值，并以學習率作為依據(jù)進行項目選擇。

2 實驗1：個體學習過程中學習率的心理現(xiàn)實性

2.1 實驗?zāi)康暮图僭O(shè)

實驗?zāi)康模和ㄟ^讓學習者完成不同難度的計算題并給題目賦予分值來計算學習率，旨在證明學習率的心理現(xiàn)實性。實驗假設(shè)：學習者學習時間的分配依據(jù)不是單一的考慮項目的難度或分值，而是綜合考慮這兩個因素，考慮單位時間內(nèi)的獲益，即學習率。

2.2 被試

在校大學生34 人，其中男生11 人，女生23 人，平均年齡23.82 歲，標準差2.14。被試自愿參加實驗，并獲得一定實驗酬勞。

2.3 實驗材料

實驗材料包含困難、中等和簡單三種不同難度的計算題各10 道。困難計算題是三位數(shù)與三位數(shù)的加法。具體設(shè)置是，個位與個位相加需要進位，十位與十位相加需要進位，百位與百位相加不需要進位，例如“268+355”。中等難度計算題是三位數(shù)與兩位數(shù)的加法。具體設(shè)置是，個位與個位相加需要進位，十位與十位相加不需要進位，例如“345+38”。簡單計算題是兩位數(shù)與兩位數(shù)的加法。具體設(shè)置是，個位與個位相加不需要進位，十位與十位相加也不需要進位，例如“25+34”。另外，還隨機加入9 道不同難度的計算題作為填充材料，以防止學習者對三種難度的題目有所了解，猜測實驗的意圖。

2.4 實驗設(shè)計

采用單因素被試內(nèi)實驗設(shè)計。自變量是計算題難度，三個水平：困難、中等和簡單。因變量分別是計算題的學習時間、賦予的分值和學習率。

2.5 實驗程序

實驗任務(wù)由兩階段組成，第一階段是計算，第二階段是賦分。具體程序如下：在計算階段，屏幕上每次呈現(xiàn)一道計算題，無時間限制。被試盡快將計算結(jié)果輸入方框內(nèi)并按回車鍵。電腦記錄個體輸入的答案，以及計算題目的時間。在賦分階段，每當被試輸出計算結(jié)果后，要求被試給剛剛做過的計算題賦予分值，從1 到9 分。被試按相應(yīng)的數(shù)字鍵即可。按此步驟的兩階段重復進行，直至完成所有題目的計算與賦分。

2.6 結(jié)果與分析

首先，刪除每個被試的9 個填充題目的數(shù)據(jù)。第二，刪除每個被試內(nèi)計算時間和賦予分值在3 個標準差以外的極端數(shù)據(jù)，共11 個數(shù)據(jù)，占總數(shù)據(jù)的1.08%。然后分析不同難度項目的相對時間、賦予分值和學習率的差異。

2.6.1 不同難度項目的相對學習時間

考慮到被試的計算能力不同，采用相對學習時間作為指標。具體做法：第一步，計算出被試完成所有題目（已去除干擾題目）的總時間，單位是秒（s）；第二步，計算出每道題目所用時間占總時間的百分比；第三步，根據(jù)不同難度，分別計算出三種難度題目的時間占比平均數(shù)。進行單因素方差分析結(jié)果顯示：學習者在三種不同難度計算題的計算時間上存在顯著差異，F(xiàn)(2, 66)＝286.77，p＜0.001，η=0.897。進行LSD 事后檢驗，結(jié)果顯示：三種不同難度計算題的相對學習時間兩兩比較均差異顯著（p＜0.001），困難項目的計算時間占比最多，其次是中等難度項目，而簡單項目的計算時間占比最少（見表1）。

表1 不同難度項目的相對學習時間占比（%）

2.6.2 不同難度項目賦予的相對分值

同樣，考慮到被試賦值的大小存在個體差異，因此采用相對分值作為指標。首先計算被試題目賦予分值的總分數(shù)。其次，計算每道題的相對分值，就是每道題的得分除以總分，單位是百分之一（%）。最后計算三類難度題目相對分值的平均值。進行單因素方差分析，結(jié)果顯示：學習者在對三種不同難度計算題賦予的分值上存在顯著差異，F(xiàn)(2, 66)=109.11，p＜0.001，η=0.768。LSD 事后檢驗結(jié)果顯示：三種不同難度計算題的相對分值兩兩比較均差異顯著，p＜0.001，具體表現(xiàn)為困難項目被賦予的分值最高，其次是中等難度，簡單項目分值最低（見表2）。

表2 不同難度項目賦予的相對分值（%）

2.6.3 不同難度項目的學習率

首先，計算學習率。根據(jù)學習率的操作性定義，學習率的值等于相對分值和相對時間的比值。然后，進行單因素方差分析，結(jié)果顯示：三種不同難度計算題的學習率差異不顯著，F(xiàn)(2, 66)＝0.626，p＝0.538（見表3）。

表3 不同難度項目的學習率

根據(jù)實驗程序，被試自定步速對不同難度項目進行學習，然后賦值。而前面對于項目相對學習時間和分值的分析也發(fā)現(xiàn)：困難項目的學習時間最長，分值最高；中等難度項目學習時間是中等長度，分值也是中等大?。欢唵雾椖康膶W習時間最少，分值也最少。需要注意的是實驗中被試可以自由為項目賦值。學習率就是賦值與學習時間的比值。結(jié)果顯示，三種難度項目的學習率沒有差異，這恰恰證明了學習率的心理現(xiàn)實性。也就是說，當被試花更多時間來學習某個項目時，就會意識到這個項目的難度較大，也就認為該項目應(yīng)該有更高的分值。因此，本研究進一步假設(shè)學習率就是被試進行項目學習的心理依據(jù)，即如果在計算任務(wù)中存在學習率不同的項目，被試會選擇學習率高的項目優(yōu)先計算。實驗2 將檢驗這個假設(shè)。

3 實驗2：學習率對項目選擇的影響

3.1 實驗?zāi)康暮图僭O(shè)

實驗?zāi)康模簜€體是否根據(jù)學習率來進行項目的選擇。實驗假設(shè)：在限時學習任務(wù)中，學習者會選擇學習率較高的題目進行計算，以獲得更大的收益。

3.2 被試

大學生34 人，其中男生9 人，女生25 人；平均年齡23.03 歲，標準差2.87。被試自愿參加實驗并獲得一定報酬。被試未參加實驗1 也未參加過類似實驗。

3.3 實驗材料

選取實驗1 中的簡單和困難兩種難度的計算題。其中，簡單題分值固定為2 分；困難題有三種分值，分別為3 分、5 分和7 分，每種分值兩組題目。實驗材料共6 組，每組中包含一套簡單題和一套困難題。困難分值的設(shè)定是參考實驗1 的結(jié)果。根據(jù)實驗1 的數(shù)據(jù)顯示，簡單題目和困難題目的賦值平均值為2 和4.56。因此，實驗2 中，簡單題設(shè)定為2 分；困難題設(shè)定為3 分、5 分、7 分。當困難題為5 分時，做簡單題和困難題的單位時間獲益是接近的，即學習率相近；當困難題為3 分時，困難題單位時間的獲益更少，學習率更低；當困難題為7 分時，困難題的單位時間獲益更多，學習率更高。

3.4 實驗設(shè)計

采用2（難度：簡單/困難）×3（學習率：簡單題學習率高/簡單題和困難題學習率相同/困難題學習率高）兩因素完全被試內(nèi)實驗設(shè)計。三種學習率的具體設(shè)置：（1）簡單題學習率高，是指簡單題的分值是2 分，困難題的分值是3 分；（2）簡單題和困難題學習率相同，是指簡單題2 分，困難題5 分；（3）困難題學習率高，是指簡單題2 分，困難題7 分。因變量是學習者項目選擇和所得分值。

3.5 實驗程序

實驗中，被試需要完成6 組的計算任務(wù)。任務(wù)有兩個過程，第一個過程是選擇階段；第二個過程是計算階段。具體程序如下：（1）選擇階段：屏幕上會呈現(xiàn)兩種不同難度的計算題，計算題分值也不同。被試按相應(yīng)的字母鍵（Q 或P）選擇其中一種難度的計算題進行計算。提示被試要盡可能多的獲得分值。（2）計算階段：根據(jù)被試選擇簡單題或是困難題，呈現(xiàn)相應(yīng)的題目。每組計算題有10 道題，有20 秒的計算時間。20 秒的限制是保證被試不會做完所有題目。被試將每道題的計算結(jié)果寫在答題紙上。6 組計算任務(wù)根據(jù)困難分值不同，分為三種任務(wù)（簡單2–困難3、簡單2–困難5、簡單2–困難7），每種任務(wù)連續(xù)有2 組。三種任務(wù)的順序進行了拉丁方平衡。每種任務(wù)中，被試先做第一組，選擇一種難度題目，然后計算，限時20 秒。然后再完成第二組，也是先選擇后計算。

3.6 結(jié)果與分析

3.6.1 不同選擇的所得分值

對學習者在同一學習率情況下，困難題和簡單題兩種選擇的得分情況進行t 檢驗分析。在簡單題學習率高的條件下，學習者選擇簡單題和困難題的得分情況見表4。獨立樣本t 檢驗結(jié)果顯示：選擇簡單題的得分顯著高于選擇困難題的得分，t(66)=5.312，p＜0.001，Cohen’s d=2.123?？梢姡唵? 分～困難3 分的設(shè)置下，選擇簡單題得分更高，證實簡單題學習率高。

表4 選擇簡單題和困難題的得分情況

在簡單題和困難題學習率相同條件下，學習者選擇簡單題和困難題的得分情況，見表5。獨立樣本t 檢驗結(jié)果顯示：選擇困難題得分和選擇簡單題得分不存在顯著差異，t(66)=0.598，p=0.552。可見，簡單2 分～困難5 分的設(shè)置下，選擇簡單和困難項目得分相同，即簡單和困難項目學習率相同。

表5 選擇簡單和困難得分的描述性統(tǒng)計

在困難題學習率高的條件下，學習者選擇簡單和困難的得分情況見表6。獨立樣本t 檢驗，結(jié)果顯示：選擇簡單題的得分顯著低于選擇困難題的得分，t(66)=?5.583，p＜0.001，Cohen’s d=?1.225。可見，簡單2 分～困難7 分的設(shè)置下，選擇困難項目得分高，即困難項目學習率更高。

表6 選擇簡單和困難得分的描述性統(tǒng)計

3.6.2 三種學習率條件的選擇人數(shù)

運用卡方檢驗分析學習者對三種學習率進行項目選擇的情況，結(jié)果顯示：在三種學習率條件下，學習者進行簡單題和困難題的選擇存在顯著差異，χ2(2)=68.224，p＜0.001。具體來看，當簡單題學習率高時，被試更多選擇簡單題；當學習率相等或者困難題學習率高時，被試傾向于選擇困難題來計算（見表7）。 考慮到被試在每套測驗中，兩組的選擇還有不同。因為第一組是被試沒有經(jīng)驗下的選擇，而第二組是有了計算經(jīng)驗后的選擇。因此，細分兩次選擇后的統(tǒng)計分析，結(jié)果見表8。

表7 三種學習率下簡單和困難選擇人數(shù)的統(tǒng)計表

表8 三種任務(wù)中第一次與第二次選擇不同難度題目的人次

統(tǒng)計結(jié)果顯示：（1）當簡單題學習率較高時，無論是第一次還是第二次選擇，學習者選擇選擇簡單題的人數(shù)顯著多于選擇困難題的人數(shù)：第一次選擇，χ2(1)=19.882，p＜0.001；第二次選擇，χ2(1)=16.941，p＜0.001。（2）當二者學習率相等時，選擇簡單題的人數(shù)顯著少于選擇困難題的人數(shù)：第一次選擇，χ2(1)=4.235，p＜0.05；第二次選擇，χ2(1)=9.529，p＜0.01。當困難題的學習率較高時，無論是第一次選擇（8 和26）還是第二次選擇（8 和26）學習者選擇簡單題的人數(shù)顯著少于選擇困難題的人數(shù)，第一次選擇χ2(1)=9.529，p＜0.01；第二次選擇χ2(1)=9.529，p＜0.01。

3.6.3 前后兩次選擇變化的分值差

考慮到學習者在三種學習率情況下，兩組選擇會有三種情況，即，先選困難題后選簡單題、前后選擇一致、先選簡單題后選困難題。如果被試改變了原來的選擇，那么得分會有怎樣的變化呢？因為實驗中只有較少被試在第二組中改變選擇，故只進行描述性分析。（1）在簡單題學習率較高情況下，共有5 名被試在第二次題目選擇時發(fā)生變化，其中2 名被試是先選困難題后改選為簡單題，平均分提高了7 分；3 名被試是先選簡單題后選困難題，平均降低了5.67 分?？梢?，當被試改為學習率較高題目時，所得分值會提高，否則反而會下降。（2）在簡單題和困難題學習率相等情況下，共有9 名被試在第二次題目選擇時發(fā)生了改變，其中6 名被試先選簡單題后選困難題，成績平均提高2.17 分；3 名被試先選困難題后選簡單題，成績平均提高6 分。不管怎么改選，分值都有提高，推斷可能是動機增強的作用。（3）在困難題學習率較高的情況下，共有8 名被試在第二次題目選擇時發(fā)生了改變，其中4 名被試先選簡單題后選困難題，成績平均提高5.75 分；4 名被試先選困難題后選簡單題，成績平均降低0.75 分。可見，改選為高學習率的困難題后，分數(shù)明顯提高。

4 綜合討論

4.1 學習率的心理現(xiàn)實性

實驗1 通過創(chuàng)新的賦值任務(wù)探討了學習率的心理現(xiàn)實性。Metcalfe 和Kornell（2002）在最近學習區(qū)模型中提出了學習率的概念，但是強調(diào)的是最近學習區(qū)內(nèi)難度對學習時間的影響。而Ariel 等（2009）基于議程調(diào)節(jié)模型中強調(diào)了分值的重要影響。那么當難度和分值都發(fā)生變化時，哪個因素才是影響元認知控制的主要因素呢？還是兩因素綜合起作用？本研究證實了兩個因素綜合起作用，而綜合因素的代表性指標就是學習率。實驗1 證實學習過程中學習率的心理現(xiàn)實性的存在。研究結(jié)果顯示，被試在三種不同難度計算題的計算時間上存在顯著差異，具體表現(xiàn)為困難項目計算時間最長，簡單項目的計算時間最短。三種難度題目被賦予的分值也存在顯著差異，具體表現(xiàn)為簡單題被賦予的分值最低，困難題被賦予的分值最高。而三種難度計算題的學習率不存在顯著差異。由此可見，被試完成計算任務(wù)時，計算時間受到了題目難度的影響。而當要求被試對題目進行賦值時，被試會根據(jù)所付出的努力（花費的時間）來賦予題目不同的分值。而且，結(jié)果顯示了單位時間內(nèi)的分值是相同的，即學習率不變。由此，研究證實難度與分值都會影響元認知控制，人們在難度大的項目上花費更長的時間，就會期望該項目的分值應(yīng)該與難度和花費時間是匹配的。因此，實驗證實了分值會隨著難度以及學習時間而變化，不變的是學習率。學習率才是被試元認知控制的核心指標?？梢杂纱送茢?，如果被試在學習困難項目時花費大量時間，而沒有給于相應(yīng)的分值時，學習率就達不到被試設(shè)定的標準。那么，被試就會選擇其它學習率更高的項目。根據(jù)這個推斷，實驗2 進一步考察了學習率的心理現(xiàn)實性以及對項目選擇的影響。

4.2 學習率對項目選擇的影響

實驗2 是基于實驗1 的前期數(shù)據(jù)，設(shè)定了不同的難度、分值和學習率，旨在驗證在有時間限制的情況下，項目選擇的依據(jù)是學習率。實驗2 的巧妙之處在于可以檢驗三種可能。第一，被試根據(jù)難度選擇項目。據(jù)此推論，被試要么一直選擇簡單題，要么一直選擇困難題。第二，被試根據(jù)分值選擇項目。據(jù)此推論，被試會一直選擇困難題，因為困難題的分值始終高于簡單題。第三，被試依據(jù)學習率選擇項目。據(jù)此推論，被試會根據(jù)學習率的不同選擇不同難度和分值的題目，哪種題目的學習率高，被試就會選擇哪種題目。研究發(fā)現(xiàn)，當簡單題學習率高時，選擇簡單題的次數(shù)多；當困難題學習率高時，選擇困難題的次數(shù)多。研究結(jié)果驗證了第三種可能，被試確實依據(jù)學習率進行項目的選擇，并沒有完全依據(jù)項目難度，也沒有完全依據(jù)項目分值。另外，研究結(jié)果也顯示，被試第一次選擇和第二次選擇的變化并不大，說明被試能夠很快判斷出不同難度計算題的學習率，并做出選擇。李偉健等（2013）的研究中也發(fā)現(xiàn)了被試會綜合考慮難度與分值，支持了本研究的結(jié)果。但是本研究更進一步將質(zhì)性分析精確為學習率這一量化指標。

研究還發(fā)現(xiàn)，當兩類題目學習率相等時，被試還是傾向于選擇高分的困難題。李偉健等（2013）的研究也發(fā)現(xiàn)，被試傾向于選擇高分困難項目。這可以綜合差異縮減模型（Dunlosky &Hertzog, 1998）和基于議程調(diào)節(jié)模型（Ariel, 2013;Ariel et al., 2009）來解釋。差異縮減模型推測被試會選擇困難項目（Wang et al., 2016），而基于議程調(diào)節(jié)模型推測被試會選擇分值高的項目。因此，在學習率相同的情況下，被試傾向于選擇高分困難項目就是符合理論預期的。

5 結(jié)論

研究通過限時與不限時的計算任務(wù)，變化分值、難度和學習率，證實了學習率的心理現(xiàn)實性，以及學習率是元認知控制，特別是項目選擇的主要依據(jù)。而當學習率相同時，學習者會優(yōu)先選擇高分困難項目。