绘图技术对学习的影响之设计研究

我们发现在设计研究中，使用技术的教学会影响图形熟练度。效应大小为 0.59，用于跨学科、形式和评估格式的指导。

基于技术的方法包括使用各种工具生成图形，使用探针和传感器收集数据，绘图软件，虚拟实验室和平板电脑小程序。研究以各种支架为特色，包括图表的自动评分。

一项研究的特点是与科学家建立在线学校社区伙伴关系。19项设计研究中有17项使用了研究人员生成的评估项目，而16项研究报告了全部或部分评估项目。

在19项研究中的两项中，有两项报告了这些项目的内部一致性，范围从0.70到0.87。因此，旨在使用技术提高学生图形熟练程度的设计研究在数学和科学以及多个主题中都是有效的。

研究人员通常进行设计研究，以完善新图形技术的影响。因此，通过检查可能使用已通过设计研究改进的指令的比较研究，更深入地研究绘图技术的影响是值得的。

绘图技术对学习的影响之比较研究

总体而言，在比较研究中，我们发现采用数字技术的教学比没有数字技术的教学更有效。我们发现效应大小为0.43。

基于23项研究的44个效应大小，涉及5406名学生。我们计算出经典的故障安全 N 为 2942，因此，需要 2942 项效应大小为零的额外研究才能将 z 值降低到统计不显著性。

功效分析得出低、中、高异质性概率为 1.0，证实了 meta 分析检测低到高效应的能力。

这些研究中的数字技术包括计算机软件，在线工具，如模拟，探针和/或传感器。以及其他涉及机器人、视频分析和图形计算器的工具，报告了全部或部分评估项目。23项研究中有9项纳入了其评估的内部一致性。

我们发现学科调节技术效果的趋势表明，图表在帮助学生学习某些主题方面比其他主题更有效。具体来说，23项研究中有15项侧重于科学，综合效应大小为0.36。八项数学研究侧重于函数和概率，综合效应大小为0.47。

对按科学或数学划分的学科的主持人分析产生了异质性之间的总Q值为3.57，有利于数学。这一发现与数学研究学科重点与科学研究的相似性一致。

尽管在小学中存在较大影响的趋势，但技术年级没有显著的调节作用，这与小学绘图技术可能具有的新颖性是一致的。我们发现评估设计具有调节效应。

研究人员设计的评估比标准化测量，更有可能检测到技术的影响，这可能是因为研究人员设计的测量与指令非常一致。研究人员设计的评估经常要求学生区分图表或解释图表以解释科学或数学现象。

虽然标准化措施没有总体效果，但一些标准化措施确实发现了效果，使用过程技能测试进行实验治疗，显示前/后增益，但常规治疗没有显示增益。

我们发现评估格式的效应量存在差异，因为具有开放反应解释的研究显示出比仅选择或开放反应召回的研究更大的效应量。

然而，主持人分析显示没有显着差异。总体而言，这些结果表明需要研究评估以图形为特征的教学方法。

为了调查不同调节因子之间的关系，我们进行了meta回归分析。这揭示了技术和图形评估设计的重大影响。

对于RQ2，比较技术和非技术绘图方法，研究人员生成的评估导致与标准化评估相比，图形指令的影响量大。

总之，使用绘图技术的治疗比不使用绘图技术的治疗对学生的结果影响更大。主要的调节作用是评估类型。

研究人员设计，构建的反应评估检测到更实质性的影响，可能是由于与使用技术的治疗更好地保持一致。研究人员设计的测试本身也可以作为学习活动，如果他们让学生参与与教学类似的活动。

表征绘图技术使用的调查特征

所有42项研究均使用二元编码对调查特征进行评分。研究结果表明，绘图技术比其他技术更针对特定的调查特征。

绘图技术主要用于分析或解释图、得出图结论、通过数据收集显示或交互构建图数和建模图的调查特征。绘图技术通常还涉及选择/操作图变量、收集图数据和解释与图相关的内容的调查特征。

尽管存在这些调查特征，但许多重要的调查特征在绘图教学中并不那么普遍。这些功能包括使用图表计划实验，选择资源设备的类型和大小，体积量。

参考文献：

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