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通过在3D仿真虚拟现实环境下的动态评价提升儿童认知可塑性
David Passig*, David Tzuriel, Ganit Eshel-Kedmi
以色列,52900, Ramat-Gan市, Bar-Ilan大学教育学院；
论文信息
文章历史：
2015年2月24日收到
2016年1月23日收到修订版
2016年1月25日通过审核
2016年1月28日网上登入
关键词：动态评价；中介学习策略；认知可塑性；类比推理；虚拟现实；
摘 要
越来越多的证据显示出动态评价过程（DA）的效用，这种效用体现在，为关于儿童认知可塑性方面的研究，而提供的丰富而值得信赖的反馈结果。DA过程包括四个过程：教前测试，教育过程，教后测试，以及在教育过程完成后，进行的两周时长的转移测试。教育过程阶段包括中介式习得经验策略。儿童的认知可塑性，由教前到教后提升及转移测试来衡量。在一等级和二等级（n=117）的孩子被随机指派到三个实验组和一个对照组当中。同时给予每个实验组在教学阶段以不同的方式：3D拟真虚拟显示（IVR,n=36）,2D（n=36）,以及实体模块（TB,n=25）。对照组则不给出教育过程这一阶段。教育过程阶段包括很多，从认知可塑性电池（CMB）的类比子测试，来解决问题的策略。教学前和教学后CMB类比测试会在CMB转移类比两周后对所有组进行测试。研究表明，除了对照组以外，2D和TB（实体模块）组表现相对更高的认知可塑性。同时，研究也表明在3D IVR环境下的教学，在由CMB转移类比这方面，给孩子认知可塑性上的益处，要比在其他组中对孩子的认知可塑性的益处要多。这些研究总的而言是讨论有关于在结合应用式的中介策略的情况下，3D IVR环境它独特的优势特点。
copy; 2016 Elsevier公司 保留所有权力。
1.介绍
这个研究的主要目标是，在不同学习阶段中，不同的学习方式，所达到的不同等级的学习效果；这些学习方式的比较方面是，对儿童认知可塑性的提升程度的不同；学习方式具体包括，在动态评估（DA）程序下用计算机实现的3D IVR框架，又比较于动态评估（DA）的计算机实现的2D，及非计算机实现环境下应用实体模块。在以上三种情形下的对孩童的认知可塑性上学习效果，由从认知可塑性电池方面出发的，类比式的问题解决方法来衡量。 (Tzuriel, 1995, 2000)。
DA（动态评估）指的是评价——通过一个积极的教学过程——评价的是一个个体的认识，学习，思考，及问题解决。这个过程目的在于塑造一个个体的认知运转能力，和在学习和问题解决过程中，随着测试情况发展中的变动，而实时接受的能力(Tzuriel, 2001)。而与标准化的评估不同，当主考官寻求文档记录单个个体的认知能力的现存全部技能，以及不尝试去改变、指导、抑或提升一个个体的表现，至于动态评估的主要目标是去评估在测试环境下的表现的变动。这些表现被提取出来作为认知可塑性的一种表征，也就是说，认知介入在不久被应用后，未来这种发展很快就会被实现。
在DA方法中一个基本的构想是认知可塑能力。这可以被定义成，个人倾向于从新的经历及学习机会中的学习，以及在相似或更超前的学习环境下去改变一个人自我的认知结构 (Feuerstein, Feuerstein, Falik, amp; Rand, 2002; Feuerstein, Rand, Hoffman, amp; Miler, 1980; Tzuriel, 2001, 2011,2013)。在DA程序中使用的中介（教学的）策略的根本基础，是中介学习经验(MLE)理论。(Feuerstein et al. 2002; Tzuriel, 2001)。需要强调的是在现有的研究中，我们把自己限制于研究DA程序的短期教学阶段对认知可塑性的的效果，而这种效果被表现为教前（A）到教后（B）的提升和在类比转移问题上的表现。在开始这次的研究之前，我们先来讨论MLE理论，DA程序，在计算机化的环境的DA，类比推理，以及最终的基于类比推理操作的DA研究。
MLE理论
中介学习经验是一个相互作用的过程，在父母，老师，检查官，或同等的人当中插入一连串的刺激点和其他学习者，然后改变刺激点以发展儿童
(Feuerstein, et al., 1980,2002). Feuerstein et al., (2002)提出了12个MLE准则，然而，只有前5条被实际操作上地使用在教育方面和成长方面的研究(Shamir amp; Tzuriel, 2004; Tzuriel, 2011, 2013; Tzuriel amp; Shamir, 2007, 2010a,b)这五条MLE准则是：意向性与相互性（例如，基于学习者相互作用的集中，警惕，以及改变所关注的焦点），表意（例如，重要性和影响力的表达），超越（例如，在教授过要点和规则后，自己能够从固有的信息中拓展出新信息），成就感（例如，奖励，以及理解成功的行为，为成功准备好相应的条件），还有自控（例如，控制冲动的行为，为活动的先后排个序）。一个相互作用行为，如果它含有前三个准则或者中介的“成分”，可以被定义为中介相互作用。这些准则对一个交互行为被归类为MLE而言，被认为是必要的。后两个准则是可选的，但他们的存在加强了中介过程（读者若为了寻求进一步细节化描述MLE理论，可直接跳转至Feuerstein et al., 2002）。
根据Feuerstein所言，MLE策略帮助孩童内化学习机制，促进学习过程以及自我中介，给出关于未来的认知结构变化方向，发展不足的认知功能，以及提供在未来生活中不同情况下获得益处的能力。例如，一个接受过恰当的超越（例如，拓展，教授原则和规矩）中介的儿童，内化这种特定类型的中介，并将其有效的用以其他情形。有效使用不仅仅为他人提供中介，也会在面对新的情况的时候产生超越性。孩童也会把这些规矩和策略在面对内容领域不同的，难度等级不同的，新奇的，以及抽象的其他问题上事先领悟到。同样地，那些经历了适当的表意中介（例如，经历了一个事物或时间的价值和意义）的孩子们内化这种内在行为，且会在之后不同的背景中使用它。他们将不仅仅更开放地对待他人的表意中介也会发起对新信息的含义附随，而不是被动的等待意义的到来。
根据MLE理论，智力被定义为个体能够改变自己的能力，及运用在过去学习到的原则和行为模型以寻求接受新的情形的能力。基于这个理论，不可能在过去学习到的经验上去衡量认知可塑性，或者基于这些学习经验的最终成果。必须强调在学习过程中以及在个人改变认知功能的能力的评估中。
在我们的研究中，我们通过使用在计算机化的环境下使用MLE策略动态评估的手段，来测量儿童的认知可塑性。
在接下来，我们描述了DA方法，以及在目前的研究中，其与认知可变性的关系。
动态评估（DA）方法
DA程序是评价个体的学习潜力的一种新的趋势。它被认为是在衡量儿童认知可塑性方面，广为传播的静态评价系统的替代。在测试内教学的帮助下，DA着力于测验以及衡量孩童的认知改变能力。这一过程的思想就是观察个体经历的变化，这种经历就像一个认知可塑性的指标，隐藏在一个人的内部。在传统静态过程中，唯一衡量的是显露出的个人成就的水平，而不尝试去为了观察认知可塑性而干预。(Tzuriel,2001).
Tzuriel(2001)拓展了DA方法，将其适用于儿童早期，并界定了其特点。其中包括诊断材料，适应具体行动发展阶段的中介程序、评估技术和幼儿发展援助工具(Tzuriel, 2001, 2011, 2013)。DA程序的发展是综合的考虑到任务特点（例如，认知行为种类），学习者的特点（例如，固有动机，对中介的接受程度），和中介的过程。任务的度量是基于适合幼儿的内容。它们包括彩色的刺激物以及可触的材料，都有着类似于游戏的特点。评估的重点是认知的变化，中介策略以及学习进程。任务的复杂和抽象程度，是由简单到复杂，由具体到抽象。被评估的儿童的特点一般是指对他/她的思想，动机及人格方面的评价，这些评价在儿童被评估时影响到儿童，同时考虑到他/她已经达到的发展阶段。根据Tzuriel (2001)所言，考官应当对儿童的需要有所关注，并修正他/她的对儿童认知水平的中介，以及使其声音和肢体语言的语调与儿童的状况相适应。
现在的研究是根据测量/研究版本进行的(Tzuriel, 2001)。根据现在程序有三个阶段：教前，教育阶段，以及教后阶段。在测试之前，有一个初步阶段，设立的目的是去使孩子熟悉测试的不同方面，及解决问题的策略。教前和教后阶段包括平行的问题，因此可以评价教学效果的提高。在教学阶段，儿童接受中介解决问题的策略。儿童的表现会被量化，而教前到教后阶段的提升标识不同等级的认知可塑性。CMB类比(Tzuriel, 1995, 2000)被用于目前的研究中，包括测试和转移阶段（见“方法”）。转移阶段基于测试阶段所学的相同维度的和解决问题的策略，但伴随着比原始测试问题更复杂的问题。迁移在文献中被认为是为所学的原则，关系以及策略(例如, Bransford, Brown, amp; Cocking, 2004; Cox, 1997; Perkins amp;Salomon, 1992; Salomon amp; Perkins, 1989)的内在化的一种标识，同时也被认为是评价内在化过程(Kaniel,2001)的核心。
目前研究中使用的CMB类比的转移问题代表了所罗门和帕金斯（Salomon and Perkins 1989）所命名的“高速公路”转移。这种转移类比代表了在测试阶段提出的问题在抽象程度和复杂性水平上的飞跃(Tzuriel, 2000)迁移问题的成功解决，突出了个人将解决原有问题的原则内化的程度，并成为认知可修改性的重要指标(Tzuriel, 2001)。
在计算机化环境下的DA
当前研究的一个目标是去调查3D拟真虚拟现实（3D IVR）在儿童认知可塑性上的影响，而这些幼儿期儿童带着辅助工具在一个DA程序中学习的过程被发现是十分有效的。这些年以来，少数研究采用DA程序，以确定CMB作为学习能力预测工具在以色列(即.Tzuriel, 2000)和英国的有效性和高效性。(即. Lauchlan amp; Elliott, 2001) (见方法部分)
许多研究已经表明，计算机化的环境已经在儿童当中起到了认知能力提升的作用 (例如, Clements amp; Samara, 2002)，以及在3D IVR环境当中练习认知能力的过程显著的提升了认知成绩(例如, Eden amp; Passig, 2007; Passig amp; Eden, 2000, 2002; Passig amp; Miler, 2014)。虚拟现实环境的体验是以沉浸感和在场感为特征的，这使被试感觉到她/他是这个环境中的起作用的一部分。在虚拟的环境中，也可以呈现出抽象的概念以及新奇的一些景观点，而这些景观点在现实生活中不可能以这样的方式呈现。我们假设这些特点必须适合于DA程序还有幼儿期
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