周曉燕 楊孟娜

[摘? ?要] 教學(xué)代理是多媒體學(xué)習(xí)環(huán)境中整合語言及視覺線索等設(shè)計(jì)而成的虛擬人物形象，在交互式教學(xué)中希望通過發(fā)揮其引導(dǎo)、反饋等功能進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)。為探究其實(shí)際應(yīng)用效果，采用元分析方法，對國內(nèi)外31項(xiàng)實(shí)驗(yàn)與準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)：（1）教學(xué)代理能夠促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，且對認(rèn)知學(xué)習(xí)的促進(jìn)效果強(qiáng)于非認(rèn)知學(xué)習(xí)；（2）教學(xué)代理能夠提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率；（3）教學(xué)代理能在一定程度上降低認(rèn)知負(fù)荷，但不利于學(xué)習(xí)者心理努力及自我效能感的發(fā)展；（4）教學(xué)代理的應(yīng)用效果受調(diào)節(jié)變量（學(xué)段、媒介組合方式、代理形象、代理手勢）的影響而存在差異。因此，今后在教學(xué)代理的研究、設(shè)計(jì)與應(yīng)用中，應(yīng)強(qiáng)調(diào)其非認(rèn)知效果，重視學(xué)生真實(shí)學(xué)習(xí)表現(xiàn)；設(shè)計(jì)多樣化教學(xué)代理，兼顧學(xué)生認(rèn)知基礎(chǔ)及使用期待；注重調(diào)節(jié)變量優(yōu)勢，發(fā)揮教學(xué)代理的積極效力。

[關(guān)鍵詞] 教學(xué)代理； 元分析； 調(diào)節(jié)變量； 學(xué)習(xí)效果

[中圖分類號] G434? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A

[作者簡介] 周曉燕（1977—），女，浙江紹興人。副教授，博士，主要從事課程與教學(xué)論、學(xué)習(xí)評價(jià)研究。E-mail：zxy@zjnu.cn。

一、引? ?言

隨著人工智能和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，原有的數(shù)字教育資源通過智能代理感知外部需求，借助智能導(dǎo)師、智能學(xué)伴等形成了具有智能化特征的學(xué)習(xí)資源環(huán)境[1]。一系列復(fù)雜、可視化的虛擬化身（教學(xué)代理）逐漸出現(xiàn)于智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)中[2]，教學(xué)代理希望通過虛擬人物的語言線索和視覺線索（如手勢、表情）設(shè)計(jì)，在交互式教學(xué)中發(fā)揮指導(dǎo)、反饋等功能，從而促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知和情感發(fā)展[3]。當(dāng)前，學(xué)界多數(shù)研究者將教學(xué)代理視為計(jì)算機(jī)屏幕中引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的擬人形象，專家型“輔導(dǎo)教師”、同伴型“學(xué)習(xí)伙伴”、個(gè)體化“自身影像”等教學(xué)代理多被應(yīng)用于智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)中[4]。教學(xué)代理已有近三十年的應(yīng)用歷史，在不斷優(yōu)化升級的同時(shí)，其實(shí)際效用也受到研究者的持續(xù)關(guān)注。對于教學(xué)代理能否有效激勵學(xué)習(xí)者并提升其學(xué)習(xí)效果，學(xué)界存在不同看法。有研究認(rèn)為，教學(xué)代理能夠?qū)W(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)、創(chuàng)造力、知識遷移及解決問題技能產(chǎn)生積極影響[5-7]。但也有研究發(fā)現(xiàn)，教學(xué)代理不能促進(jìn)學(xué)習(xí)者的遷移測驗(yàn)成績，也不能讓學(xué)習(xí)者感受到更高的學(xué)習(xí)興趣[8]。此外，有學(xué)者指出教學(xué)代理的有效性仍然存在爭議[9]，還有研究者提出了“教學(xué)代理是促進(jìn)還是干擾學(xué)習(xí)？”的質(zhì)疑[10]。因此，教學(xué)代理的實(shí)際應(yīng)用效果有待進(jìn)一步探明。

二、研究綜述

關(guān)于教學(xué)代理應(yīng)用效果的爭議，包含了來自理論探討和實(shí)證研究的觀點(diǎn)。在理論探討方面，研究者提出Persona效應(yīng)、社會存在感理論、社會代理理論能夠?yàn)椤敖虒W(xué)代理促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)”提供依據(jù)。Persona效應(yīng)揭示，在交互學(xué)習(xí)環(huán)境中，擬人化的教學(xué)代理在一定程度上模擬了人—人互動過程，可對學(xué)生主觀學(xué)習(xí)體驗(yàn)和客觀學(xué)習(xí)表現(xiàn)產(chǎn)生顯著影響[11]。社會存在感理論又稱社會臨場感理論，既指個(gè)體在媒介交往中感受到其他伙伴真實(shí)在場的程度，又指學(xué)習(xí)者借助網(wǎng)絡(luò)媒體感知其他學(xué)習(xí)者心理效果的程度，還指媒介傳遞社會線索與社會氛圍的能力[12]。有研究以此理論為基礎(chǔ)，提出當(dāng)學(xué)生將教學(xué)代理感知為“真實(shí)教師或同伴”時(shí)，可以降低學(xué)生的心理努力及學(xué)生感知到的任務(wù)難度[13]。另外，社會代理理論也支持“教學(xué)代理促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)”的觀點(diǎn)，認(rèn)為學(xué)習(xí)者可以與教學(xué)代理建立社會聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)“類現(xiàn)實(shí)”的人際交流模式，進(jìn)而促進(jìn)個(gè)體認(rèn)知結(jié)果，提升學(xué)習(xí)成績[14]。

但是，有研究者基于認(rèn)知理論、認(rèn)知負(fù)荷理論和干擾理論等提出了相反的主張，認(rèn)為存在“教學(xué)代理干擾學(xué)生學(xué)習(xí)”的可能。認(rèn)知理論認(rèn)為，人的知覺是通過兩個(gè)通道加工外界信息：較低的通道加工視覺信息，較高的通道加工聽覺信息。當(dāng)學(xué)生面臨多種視覺信息組成的學(xué)習(xí)材料時(shí)，其聽覺通道的信息管理能力會隨之降低。因此，一旦教學(xué)代理大量調(diào)動學(xué)生的視、聽覺功能，學(xué)生的認(rèn)知效果將會減弱。認(rèn)知負(fù)荷理論和干擾理論認(rèn)為，受個(gè)體工作容量的影響，教學(xué)代理的出現(xiàn)將會對學(xué)習(xí)者的認(rèn)知加工造成額外負(fù)擔(dān)。此外，教學(xué)代理的吸引性和“誘惑的細(xì)節(jié)”（Seductive Details）[15]等也會造成學(xué)習(xí)者在心理注意、信息組織等方面的困難。

在實(shí)證研究方面，總體呈現(xiàn)出三種不同的研究結(jié)論：（1）教學(xué)代理對學(xué)生學(xué)習(xí)效果有顯著的積極影響。例如：Hong等人探究了計(jì)算機(jī)輔助語言學(xué)習(xí)環(huán)境中動畫教學(xué)代理對31位小學(xué)生英語學(xué)習(xí)成績的影響，發(fā)現(xiàn)使用教學(xué)代理能夠促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果[16]。此外，Kizilkaya、Moreno及康素杰等人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也支持“教學(xué)代理對學(xué)生學(xué)習(xí)效果有積極影響”這一結(jié)論[17-19]。（2）教學(xué)代理對學(xué)生學(xué)習(xí)效果不存在顯著影響。Theodoridou對大學(xué)生使用教學(xué)代理學(xué)習(xí)西班牙語詞匯的情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)者在詞匯學(xué)習(xí)效果和情感態(tài)度方面并未出現(xiàn)明顯變化[20]。方浩等在探究AR圖書中動畫教學(xué)代理對學(xué)齡兒童的閱讀學(xué)習(xí)效果時(shí)，也發(fā)現(xiàn)教學(xué)代理對學(xué)生的內(nèi)容記憶效果無顯著影響[21]。（3）教學(xué)代理對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果存在消極影響。盡管支持此種觀點(diǎn)的研究尚不多見，但有研究證實(shí)了此類現(xiàn)象。Liew等人對56位商學(xué)院學(xué)生進(jìn)行關(guān)于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)被試越被教學(xué)代理的動作所吸引，其學(xué)習(xí)效果就越消極[22]。

綜上所述，盡管已有研究在一定程度上探索了教學(xué)代理與學(xué)生學(xué)習(xí)效果間的關(guān)系，但“教學(xué)代理對學(xué)生學(xué)習(xí)效果有怎樣的影響”仍存在諸多爭議。鑒于此，本研究通過元分析方法，對國內(nèi)外31項(xiàng)有關(guān)教學(xué)代理效果的實(shí)驗(yàn)與準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)效能及分析，以期進(jìn)一步探明教學(xué)代理與學(xué)習(xí)效果間的關(guān)系，為教學(xué)代理的研究設(shè)計(jì)與教學(xué)應(yīng)用提供建議。

三、研究設(shè)計(jì)

（一）研究方法與工具

元分析是對具有相同研究目的的多個(gè)獨(dú)立研究結(jié)果進(jìn)行合并的一種研究方法，對有爭議甚至矛盾的同類研究進(jìn)行元分析可得出較為明確的結(jié)論[23]。在元分析中，效應(yīng)量是衡量單個(gè)研究結(jié)果的綜合指標(biāo)，在避免“p值操控”的基礎(chǔ)上能有效反映研究的效應(yīng)及實(shí)際顯著性[24]。受結(jié)局變量的非連續(xù)和不同測量單位對結(jié)果的影響，研究使用SMD（Std. Mean Difference）作為效應(yīng)值來評估教學(xué)代理對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的影響[25]。根據(jù)科恩的理論，當(dāng)效應(yīng)值為0.2、0.5和0.8時(shí)，分別對應(yīng)小、中、大的影響程度[26]。本研究選用操作較為簡便的Review Manager5.4.1（Revman5.4）軟件為分析工具，通過發(fā)表偏倚檢驗(yàn)、調(diào)節(jié)變量效應(yīng)值等表征研究效應(yīng)。

（二）文獻(xiàn)檢索與篩選

研究以中國知網(wǎng)、萬方學(xué)術(shù)、維普中文、ScienceDirect、Springer Link、Wiley-Blackwell、Web of Science、EBSCOhost、ProQuest Education、Scopus為檢索庫，以“Pedagogical Agent、Conversational Pedagogical、Animated Agent、Teaching Agent”交叉性組合“Learning、Learning Effect、Learning Outcome”為檢索詞，時(shí)間跨度為2000—2022年，共檢索出313篇相關(guān)文獻(xiàn)。根據(jù)元分析程序，對文獻(xiàn)進(jìn)行遴選，標(biāo)準(zhǔn)為：（1）研究主題必須符合教學(xué)代理對學(xué)生學(xué)習(xí)效果（成績、動機(jī)、興趣等）的影響；（2）研究方法為實(shí)驗(yàn)或準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中包含教學(xué)代理實(shí)驗(yàn)組與控制組；（3）研究須匯報(bào)樣本量N、均值M、標(biāo)準(zhǔn)差SD等；（4）研究數(shù)據(jù)無重復(fù)，若期刊文章與作者碩博論文相似，則選擇碩博論文。最終獲得31篇有效研究樣本，符合“元分析數(shù)據(jù)大于30條”的要求。

（三）數(shù)據(jù)編碼及變量分析

為方便分析，在整理文獻(xiàn)作者、發(fā)表時(shí)間及樣本量的基礎(chǔ)上，對文獻(xiàn)特征進(jìn)行編碼，生成編碼表（見表1）。根據(jù)編碼表整理和匯總31項(xiàng)研究樣本中的數(shù)據(jù)，并將其導(dǎo)入Revman5.4，最終報(bào)告有效效應(yīng)數(shù)為121個(gè)。

調(diào)節(jié)變量的選取既能采用已有研究所揭示的教學(xué)代理應(yīng)用效果的影響因素，又可參照以往元分析文獻(xiàn)的經(jīng)驗(yàn)[27]。據(jù)此，本研究確立了基本分析框架（如圖1所示），根據(jù)調(diào)節(jié)變量與代理的相關(guān)性程度，設(shè)置A、B、C三類調(diào)節(jié)變量，以研究教學(xué)代理對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的差異性影響。

四、研究結(jié)果與分析

（一）研究樣本的發(fā)表偏倚檢驗(yàn)與異質(zhì)性檢驗(yàn)

發(fā)表偏倚指研究者、審稿者和編輯在選擇論文發(fā)表時(shí)，傾向于報(bào)道“有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義”的結(jié)果，這導(dǎo)致某些研究的發(fā)表被壓制，元分析結(jié)果不具有準(zhǔn)確性[28]，故在元分析前需進(jìn)行發(fā)表偏倚檢驗(yàn)。在多數(shù)研究中，判斷發(fā)表偏倚問題大都采用繪制漏斗圖法[29]。漏斗圖假設(shè)效應(yīng)量的精度隨樣本量的增加而增加，其寬度隨精度的增加而變窄，最后將趨近于點(diǎn)狀，形成一個(gè)對稱的倒置漏斗圖。如果存在偏移，則漏斗圖不對稱。如圖2所示，漏斗圖中的點(diǎn)對稱地分布于平均效應(yīng)量兩邊，且偏漏斗圖的中上側(cè)。由此，可以判斷本研究所選樣本不存在偏倚，研究精度較高。

納入同一元分析的所有研究會存在干預(yù)措施、測量工具等差異，故在元分析前需進(jìn)行異質(zhì)性檢驗(yàn)，以選用合適的效應(yīng)模型來消除異質(zhì)性影響，有效合并效應(yīng)量[25]。研究以I2值來檢驗(yàn)異質(zhì)性，當(dāng)I2對應(yīng)25%、50%、75%時(shí)，分別代表低、中、高度異質(zhì)性。在Revman5.4中采用固定、隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，研究樣本存在高度異質(zhì)性（I2>75%，p<0.001）。隨機(jī)效應(yīng)模型允許不同研究的真實(shí)效應(yīng)有所不同，且假定各種因素的存在是合乎邏輯的，具有更寬的可信區(qū)間，能有效消除樣本異質(zhì)性。因此，研究選用隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行分析。

（二）教學(xué)代理對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的總體影響

整體學(xué)習(xí)效果的效應(yīng)量為SMD=0.24，p<0.001（見表2），這表明多媒體教學(xué)代理對學(xué)生學(xué)習(xí)效果具有中等偏小的促進(jìn)作用。在課堂及教學(xué)中選擇具有教學(xué)代理的智能教學(xué)技術(shù)或教學(xué)視頻，總體上有利于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

教學(xué)代理對學(xué)生學(xué)習(xí)的影響具體表現(xiàn)在認(rèn)知及非認(rèn)知層面。由表2可知，教學(xué)代理對學(xué)生的認(rèn)知學(xué)習(xí)（SMD=0.25，p<0.001）有中等偏下的促進(jìn)作用，而對非認(rèn)知學(xué)習(xí)的提升作用則表現(xiàn)較?。⊿MD=0.17，p<0.05）。另外，認(rèn)知學(xué)習(xí)和非認(rèn)知學(xué)習(xí)的I2值均較高，且p<0.001，差異極其顯著。這說明教學(xué)代理對不同類別的學(xué)習(xí)效果產(chǎn)生了較為明顯的影響。

（三）教學(xué)代理對不同類別學(xué)習(xí)效果的影響

從認(rèn)知學(xué)習(xí)的效應(yīng)強(qiáng)度看，教學(xué)代理對學(xué)生學(xué)習(xí)效率（SMD=0.50，p<0.01）的影響效果最好，對學(xué)習(xí)遷移水平（SMD=0.27，p<0.01）的作用大于學(xué)習(xí)保持水平（SMD=0.17，p<0.05）。教學(xué)代理對學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷（SMD=-0.24，p>0.05）的影響表現(xiàn)為抑制作用。在非認(rèn)知學(xué)習(xí)方面，教學(xué)代理對學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣（SMD=0.34，p<0.05）產(chǎn)生顯著的促進(jìn)作用，而對學(xué)習(xí)動機(jī)（SMD=0.25，p>0.05）的促進(jìn)作用不顯著。學(xué)生心理努力（SMD=-0.18，p>0.05）和自我效能感（SMD=-0.02，p>0.05）的效應(yīng)值為負(fù)值，說明教學(xué)代理存在抑制學(xué)生心理努力和自我效能感的可能。具體見表3。

（四）不同調(diào)節(jié)變量對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的影響

我們將研究重點(diǎn)從平均效應(yīng)轉(zhuǎn)移到差異本身時(shí)，需在分類數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上展開亞組分析，即調(diào)節(jié)變量分析。軟件分析結(jié)果見表4。

1. 學(xué)段和學(xué)科性質(zhì)對教學(xué)代理應(yīng)用效果的影響

教學(xué)代理作為智能學(xué)習(xí)輔助工具，已在各學(xué)段和學(xué)科教學(xué)中得以應(yīng)用。從學(xué)段的組間效應(yīng)看，Chi2=10.08，p<0.01，達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著差異，說明學(xué)段對教學(xué)代理的應(yīng)用成效存在調(diào)節(jié)作用。按效應(yīng)值的大小區(qū)分效應(yīng)強(qiáng)度可知，隨著學(xué)段的上升，教學(xué)代理對學(xué)生的促進(jìn)作用逐漸減弱。其中，教學(xué)代理對小學(xué)生（SMD=0.60，p<0.001）有中等偏上的促進(jìn)作用，對中學(xué)生（SMD=0.49，p>0.05）有偏中等的正向影響。值得一提的是，教學(xué)代理在大學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用最廣泛，但其對大學(xué)生（SMD=0.19，p<0.001）的影響程度卻較弱。

從組間效應(yīng)看，Chi2=2.08，p>0.05，未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著水平，故學(xué)科性質(zhì)不是影響教學(xué)代理應(yīng)用效果的決定性因素。從具體效應(yīng)值看，教學(xué)代理對文理科學(xué)習(xí)均能產(chǎn)生顯著作用，且人文學(xué)科（SMD=0.27，p<0.001）的應(yīng)用效果強(qiáng)于科學(xué)學(xué)科（SMD=0.18，p<0.01）。體育運(yùn)動（SMD=0.41，p>0.05）的應(yīng)用效果雖強(qiáng)于信息技術(shù)（SMD=0.10，p>0.05），但兩者作用均不顯著。

2. 媒介組合方式及講解聲音對教學(xué)代理應(yīng)用效果的影響

從組間效應(yīng)看，Chi2=12.21，p<0.05，研究達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著水平，說明教學(xué)代理的不同媒介組合方式對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果存在顯著差異。教學(xué)代理一般采用聲音、文本、說明性圖解或混合方式開展教學(xué)。按效應(yīng)值的大小排序，發(fā)現(xiàn)“聲音+文本+圖片”（SMD=0.55，p>0.05）的組合方式具有最強(qiáng)的促進(jìn)效果，“聲音+圖片”（SMD=0.30，p<0.001）與“文本”（SMD=0.21，p>0.05）次之；“聲音”（SMD=0.09，p>0.05）、“聲音+文本”（SMD=0.09，p>0.05）的組合僅對學(xué)生產(chǎn)生較小影響。值得一提的是，“文本+圖片”（SMD=-0.19，p>0.05）反而不利于學(xué)生學(xué)習(xí)。但由于“文本”“文本+圖片”的效應(yīng)數(shù)均為2，小于4，故其影響效果有待進(jìn)一步檢驗(yàn)。從講解聲音的組間效應(yīng)看，Chi2=0.00，p>0.05，研究未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著水平，說明教學(xué)代理在人聲講解（SMD=0.16，p<0.01）和機(jī)器合成聲音（SMD=0.16，p>0.05）方面具有相同作用，均對學(xué)生產(chǎn)生較弱影響。

3. 代理類型、形象及手勢對教學(xué)代理應(yīng)用效果的影響

通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，代理類型的組間效應(yīng)為Chi2=1.00，p>0.05，研究未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著水平，說明代理類型不是影響學(xué)生學(xué)習(xí)效果的核心因素。具體到組內(nèi)，按效應(yīng)強(qiáng)度排列，發(fā)現(xiàn)卡通教學(xué)代理（SMD=0.32，p=0.05）具有中等偏下程度的促進(jìn)作用，擬人教學(xué)代理（SMD=0.17，p<0.01）、動物教學(xué)代理（SMD=0.15，p>0.05）和真人教學(xué)代理（SMD=0.12，p>0.05）的促進(jìn)作用依次遞減。

從組間效應(yīng)看，Chi2=18.85，p<0.001，說明代理形象調(diào)節(jié)教學(xué)代理的應(yīng)用效果。具體來看，教師形象（SMD=0.36，p<0.001）和同伴形象（SMD=0.23，p<0.05）均對學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)生了正向影響，且教師形象的促進(jìn)作用和顯著性程度均強(qiáng)于同伴形象。相比之下，角色模糊且無法判斷的代理形象（SMD=-0.07，p>0.05）不利于學(xué)生的學(xué)習(xí)。從代理手勢的組間效應(yīng)看，Chi2=6.39，p<0.05，說明代理手勢調(diào)節(jié)教學(xué)代理的應(yīng)用效果。指向明確的代理手勢（SMD=0.34，p<0.001）比無指向的代理手勢（SMD=0.29，p<0.01））有著更強(qiáng)的促進(jìn)作用，無手勢的教學(xué)代理（SMD=0.09，p>0.05）僅有較小的影響作用。

五、結(jié)論與啟示

本研究運(yùn)用元分析，從總體學(xué)習(xí)效應(yīng)、認(rèn)知與非認(rèn)知學(xué)習(xí)效果、類別性學(xué)習(xí)效果及亞組分析等方面出發(fā)，對2000—2022年發(fā)表的31項(xiàng)實(shí)驗(yàn)與準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行分析并發(fā)現(xiàn)：（1）教學(xué)代理能夠促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，且對認(rèn)知學(xué)習(xí)的促進(jìn)效果強(qiáng)于非認(rèn)知學(xué)習(xí)；（2）教學(xué)代理能夠提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生遷移水平與保持水平的發(fā)展；（3）教學(xué)代理能在一定程度上降低認(rèn)知負(fù)荷，但不利于學(xué)習(xí)者心理努力及自我效能感的發(fā)展；（4）教學(xué)代理的應(yīng)用效果受學(xué)段、媒介組合方式、代理形象、代理手勢的影響而存在差異。研究結(jié)果肯定了教學(xué)代理對學(xué)生學(xué)習(xí)的積極影響，明確了調(diào)節(jié)變量的作用，為后續(xù)教學(xué)代理的研究、設(shè)計(jì)與教學(xué)應(yīng)用提供了以下啟示：

（一）關(guān)注教學(xué)代理的非認(rèn)知效果，重視學(xué)生真實(shí)學(xué)習(xí)表現(xiàn)

研究回應(yīng)了“教學(xué)代理是促進(jìn)還是干擾學(xué)習(xí)”這一問題，證實(shí)教學(xué)代理對學(xué)生學(xué)習(xí)效果產(chǎn)生了顯著促進(jìn)作用，且認(rèn)知效果強(qiáng)于非認(rèn)知效果。從認(rèn)知和非認(rèn)知效果的數(shù)據(jù)來看，認(rèn)知學(xué)習(xí)的變量指標(biāo)（遷移測驗(yàn)、保持測驗(yàn)、認(rèn)知負(fù)荷、學(xué)習(xí)效率共占比68.69%）占比較重?？梢?，研究者較關(guān)注教學(xué)代理對學(xué)生認(rèn)知學(xué)習(xí)的影響，尤其注重保持學(xué)習(xí)水平和遷移學(xué)習(xí)水平的發(fā)展。雖然學(xué)習(xí)動機(jī)、心理努力及自我效能感等非認(rèn)知因素會對學(xué)生的綜合素養(yǎng)能力產(chǎn)生顯著影響[30]，但研究者對其作用的關(guān)注明顯不足。另外，研究者多以認(rèn)知因素、成績測驗(yàn)或?qū)W生對屏幕的注視時(shí)間、范圍等變量來測量教學(xué)代理的“促進(jìn)”或“干擾”程度，由此導(dǎo)致研究將“學(xué)習(xí)效果”窄化為“認(rèn)知學(xué)習(xí)”。

具體來看，教學(xué)代理對學(xué)生認(rèn)知學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用明顯強(qiáng)于非認(rèn)知學(xué)習(xí)，主要表現(xiàn)在學(xué)習(xí)效率方面。其中，教學(xué)代理對學(xué)生遷移學(xué)習(xí)水平的影響高于保持學(xué)習(xí)水平，這說明教學(xué)代理并不是“記憶工具”，而是學(xué)生學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化的“加速器”。此外，教學(xué)代理可以降低學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷，這在一定程度上駁斥了“教學(xué)代理加重學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷”的觀點(diǎn)。具體來看，教學(xué)代理主要通過重組、設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)材料，降低材料難度和混雜性，從而減輕個(gè)體內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷及外部認(rèn)知負(fù)荷[31]。從非認(rèn)知學(xué)習(xí)效果來看，教學(xué)代理能顯著提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、促進(jìn)學(xué)習(xí)動機(jī)，但學(xué)生心理努力和自我效能感則有一定程度削弱。這可能是因?yàn)椋海?）學(xué)生尚未將教學(xué)代理感知為“真實(shí)的教師或同伴”，教學(xué)代理對學(xué)生心理努力的降低作用并未發(fā)生[13]；（2）學(xué)生的心理努力和自我效能感受到教學(xué)代理能力強(qiáng)弱的影響[32]；（3）受測量方式的影響，教學(xué)代理對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、動機(jī)等的測量結(jié)果中可能包含學(xué)生對教學(xué)代理形象、情緒、行為等“誘惑的細(xì)節(jié)”的興趣，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動機(jī)提升的結(jié)果并不表現(xiàn)為學(xué)生努力和自我效能感的增強(qiáng)。

基于上述分析，可以明確教學(xué)代理對學(xué)生遷移學(xué)習(xí)水平、學(xué)習(xí)效率、學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動機(jī)具有促進(jìn)作用，且能有效降低學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷。由此可以判斷，教學(xué)代理可從整體上提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。但在資料分析中發(fā)現(xiàn)，研究者一定程度上存在“重認(rèn)知學(xué)習(xí)效果、輕非認(rèn)知學(xué)習(xí)效果”的研究傾向，這不利于教學(xué)代理應(yīng)用的有效性檢驗(yàn)，不能為研究提供更加科學(xué)、客觀、全面的證據(jù)和資料。因此，未來研究應(yīng)充分關(guān)注教學(xué)代理對學(xué)生非認(rèn)知發(fā)展的作用和影響，真實(shí)、全面測量學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)。而針對“教學(xué)代理不利于學(xué)生心理努力和自我效能感發(fā)展”這一質(zhì)疑，則有待于從以下方面進(jìn)一步探明：第一，探究學(xué)生對教學(xué)代理的感知情況，挖掘?qū)W生對教學(xué)代理“真實(shí)性”感知的核心要素，如教學(xué)代理的擬人程度、學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)生年齡等；第二，擴(kuò)大教學(xué)代理研究視角，研究教學(xué)代理形象、能力、情緒等因素對學(xué)生學(xué)習(xí)的影響；第三，真實(shí)測量學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)，排除其他因素對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動機(jī)等的影響。

（二）設(shè)計(jì)多樣化教學(xué)代理，兼顧學(xué)生使用期待及認(rèn)知基礎(chǔ)

元分析結(jié)果表明，聲圖結(jié)合以及聲圖文結(jié)合的媒介組合方式最能促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，圖文結(jié)合的講解效果不利于學(xué)生學(xué)習(xí)。這一結(jié)果與“當(dāng)圖像與文字整合在一起時(shí)，能夠發(fā)揮更大的教育作用”[33]的觀點(diǎn)恰恰相反。究其原因，可能是受到了圖文結(jié)合方式、圖文趣味性、有效性等因素的影響。另外，由于研究只收集到2個(gè)“文本+圖片”的效應(yīng)數(shù)，故也可能與效應(yīng)數(shù)較少有關(guān)。此外，教師的引領(lǐng)作用在智能虛擬環(huán)境中依然發(fā)揮著重要作用，與形象模糊的教學(xué)代理相比，角色感鮮明的教師或同伴代理均能促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，且教師形象的代理效果和顯著性程度均強(qiáng)于同伴形象。從代理類型看，卡通代理具有中等偏下的促進(jìn)效果，其他代理類型的應(yīng)用效果均較弱，但從樣本量來看，擬人代理的效應(yīng)數(shù)最大，而真人和動物類型的教學(xué)代理（占比均為6.06%）均存在效應(yīng)數(shù)較小的問題。

上述結(jié)果反映了教學(xué)代理研究和設(shè)計(jì)存在的不足：第一，教學(xué)代理研究效應(yīng)數(shù)不均衡的情況。具體表現(xiàn)為，各亞組樣本量相差較大，研究多偏向于擬人類型（占比78.79%）、教師形象（占比56.04%），聲圖結(jié)合（占比46%）或聲音（占比35%）的媒介組合方式等。這也反映出教學(xué)代理設(shè)計(jì)存在多樣化不足的問題。第二，教學(xué)代理設(shè)計(jì)和研究是否兼顧學(xué)生的使用期待及認(rèn)知基礎(chǔ)的問題。Domagk和Kim發(fā)現(xiàn)，學(xué)生面對符合偏好的教學(xué)代理時(shí)能表現(xiàn)出更好的狀態(tài)動機(jī)和學(xué)習(xí)遷移水平，教學(xué)代理的情緒和性別能顯著影響學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)和行為[7，34]。這表明學(xué)生對教學(xué)代理存在“使用期待”。在本研究中，與教師和學(xué)生代理的正向作用不同，“無法判斷”形象的教學(xué)代理對學(xué)生學(xué)習(xí)有抑制作用，這說明形象“模糊”的教學(xué)代理較難滿足學(xué)生的“使用期待”。當(dāng)然，有研究表明，能力強(qiáng)的教學(xué)代理可能會造成學(xué)生自我效能感、自信心和完成學(xué)習(xí)任務(wù)責(zé)任感的顯著降低，而能力弱的教學(xué)代理反而有利于學(xué)生學(xué)習(xí)[32]。可見，不同形象和類型的代理應(yīng)用效果不同，也可能與教學(xué)代理能力強(qiáng)弱相關(guān)，所以，教學(xué)代理能力的設(shè)計(jì)需符合學(xué)生認(rèn)知基礎(chǔ)，過強(qiáng)或過弱均不利于學(xué)生學(xué)習(xí)。同時(shí)，也有國內(nèi)研究者指出，教學(xué)代理與學(xué)生的交互設(shè)計(jì)，代理的性別、情緒狀態(tài)、信息傳遞內(nèi)容與方式等均影響其作用和功能，使學(xué)生的感官感受和學(xué)習(xí)效果產(chǎn)生差異[4]。

因此，教學(xué)代理設(shè)計(jì)者應(yīng)設(shè)計(jì)多樣的代理類型、代理形象及相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容。例如：設(shè)計(jì)擬人程度不同的代理形象，選擇貼近學(xué)生真實(shí)生活、教材內(nèi)容的學(xué)習(xí)資源，開發(fā)更符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展水平的教學(xué)代理系統(tǒng)。教學(xué)代理研究者則應(yīng)通過過程性調(diào)查、測驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)等方式探究學(xué)生的知識基礎(chǔ)、代理形象認(rèn)知等內(nèi)容，為教學(xué)代理的擬人化形象、情感狀態(tài)等設(shè)計(jì)提供學(xué)生視角，為學(xué)習(xí)者偏好和使用期待研究提供數(shù)據(jù)支持。同時(shí)，設(shè)計(jì)者可對比代理形象下“教師代理”“同伴代理”“無法判斷”型代理的特征、標(biāo)志，探尋教學(xué)代理針對性、多樣化設(shè)計(jì)的具體思路和方法。

（三）注重調(diào)節(jié)變量優(yōu)勢，發(fā)揮教學(xué)代理的積極效力

從研究結(jié)果看，學(xué)段、媒介組合方式、代理形象、代理手勢是影響教學(xué)代理有效性的核心因素，雖然學(xué)科、講解聲音、代理類型的組間差異并不顯著，但其組內(nèi)變量會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。通過元分析發(fā)現(xiàn)：首先，教學(xué)代理的應(yīng)用效果隨學(xué)段的上升而減弱。其中，教學(xué)代理對中學(xué)生的影響作用并不顯著，這與“中學(xué)生面臨升學(xué)和考試壓力，其學(xué)業(yè)成績直接影響著學(xué)生對學(xué)習(xí)生活的直觀感受、客觀結(jié)果和現(xiàn)實(shí)行為表現(xiàn)”[35]相關(guān)。其次，元分析結(jié)果證實(shí)了降低教學(xué)代理干擾作用的有效方式之一是增加指向明確的代理手勢，且代理手勢的指向性越明晰，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果越好。再次，有學(xué)者通過元分析發(fā)現(xiàn)，“教學(xué)代理對科學(xué)和數(shù)學(xué)更有效，對人文學(xué)科學(xué)習(xí)材料并未產(chǎn)生顯著效應(yīng)量”[36]，但Johnson在2010年的實(shí)證研究中已指出“教學(xué)代理對人文學(xué)科有效”[37]。本研究發(fā)現(xiàn)，教學(xué)代理在人文學(xué)科的應(yīng)用效果優(yōu)于科學(xué)學(xué)科，這與Johnson的研究結(jié)論相符合。最后，人聲和合成聲音的教學(xué)效果相同，但人聲講解的效果具有顯著性。這可能是因?yàn)閷W(xué)習(xí)者在真實(shí)人聲的環(huán)境下，更能產(chǎn)生較強(qiáng)的學(xué)習(xí)注意和認(rèn)知體驗(yàn)。Clark和Mayer曾指出，人聲使學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)得更好，且當(dāng)屏幕代理能夠以類似“真人”的方式表現(xiàn)面部表情、眼睛注視、手勢運(yùn)動時(shí)，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果更佳[38]。由此可見，教學(xué)代理接近現(xiàn)實(shí)的程度影響著學(xué)習(xí)者成績及其對教學(xué)代理的回應(yīng)。

基于上述分析，我們認(rèn)為：首先，研究者和設(shè)計(jì)者應(yīng)以學(xué)生學(xué)習(xí)需求為導(dǎo)向，開發(fā)符合學(xué)生偏好、滿足學(xué)生發(fā)展水平的教學(xué)代理。其次，教師可在體育或信息技術(shù)等操作性、程序性強(qiáng)的學(xué)習(xí)活動中加強(qiáng)教學(xué)代理的運(yùn)用，借助教學(xué)代理可視化、程序化等特點(diǎn)提升教學(xué)效率。當(dāng)然，關(guān)于“人文、科學(xué)學(xué)科教學(xué)代理的應(yīng)用效果誰強(qiáng)誰弱”的問題，研究者應(yīng)結(jié)合教學(xué)代理中不同學(xué)段的學(xué)習(xí)材料、教學(xué)策略及學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)和偏好等展開深入研究。最后，可以采用“教師+教學(xué)代理”的混合式教學(xué)，克服教學(xué)代理可能帶來的注意力分散、教學(xué)刺激不夠、“真人”性不足等問題，推進(jìn)教學(xué)代理的多學(xué)科、多學(xué)段、常態(tài)化應(yīng)用。

本研究探討了教學(xué)代理的有效性問題，發(fā)現(xiàn)了影響教學(xué)代理應(yīng)用效果的調(diào)節(jié)變量，證實(shí)了教學(xué)代理可從總體上促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。但針對教學(xué)代理促進(jìn)作用偏低[10，39-41]的問題，卻因現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不足而未能作出深入探討。結(jié)合上述分析發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)者與教學(xué)代理之間存在一種雙向互動關(guān)系，即教學(xué)代理的設(shè)計(jì)元素會對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程和結(jié)果產(chǎn)生不同作用，學(xué)習(xí)者的不同特征也會影響教學(xué)代理的實(shí)際應(yīng)用效果。因此，在技術(shù)融合的學(xué)習(xí)環(huán)境下，教學(xué)代理設(shè)計(jì)需以生為本、以教學(xué)實(shí)際為核心，以此實(shí)現(xiàn)智能教學(xué)代理的迭代升級。同樣，教學(xué)代理應(yīng)用者也需從“人機(jī)”協(xié)同的角度出發(fā)，探索教學(xué)代理融入教學(xué)的最優(yōu)路徑。

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[Abstract] Pedagogical agents are virtual characters designed by integrating language and visual cues in a multimedia learning environment， and it is hoped to facilitate students' learning by providing guidance and feedback in interactive teaching. In order to explore the effect of its practical application， a meta-analysis method was adopted to analyze the results of 31 experimental and quasi-experimental studies at home and abroad， and finds that：（1） Pedagogical agents can promote students' learning， and have a stronger effect on cognitive learning than non-cognitive learning; （2） Pedagogical agents can improve students' learning interest and learning efficiency; （3） Pedagogical agents can reduce cognitive load to a certain extent， but are not conducive to the development of learners' mental effort and self-efficacy; （4） The application effect of pedagogical agents varies depending on the moderating variables （key stage， media combination method， agent image and agent gesture）. Therefore， in the future research， design and application of pedagogical agents， emphasis should be placed on their non-cognitive effects and on students' authentic learning performance. Various pedagogical agents can be designed， taking into account the students' cognitive base and usage expectations. Attention should be paid to moderating variable advantage to bring into play the positive efficacy of pedagogical agents.

[Keywords] Pedagogical Agent; Meta-analysis; Moderating Variable; Learning Effects