自己动手：揭示自主生成预测对儿童概念学习的促进作用及其机制研究

为解决“自主活动与观察学习在概念学习中的效果差异”问题，研究人员开展“儿童通过自主生成预测对比观察匹配预测对水位移概念学习的影响”研究。通过创新的贝叶斯匹配（Bayesian yoking）方法控制信息内容，发现自主生成预测（DIY）比观察学习更能促进深层概念理解（posttest: d=0.45; transfer test: d=0.36），且该优势与自主感（agency）体验相关。表明即使无信息差异，自主行动本身也能提升学习效果，对教学实践具有重要启示。

　　

在学习科学领域，一个长期存在的问题是：通过自己动手操作（Do It Yourself, DIY）学习，还是通过观察他人学习更有效？尽管建构主义理论强调主动参与对知识构建的重要性，但实证研究结果并不一致。一些研究发现直接教学比自主探究更有效，但这些研究往往未能控制学习过程中接收的信息量差异。因此，核心问题仍未解决：当接收的信息完全相同时，自己动手操作是否仍然比观察学习更有优势？

为了回答这个问题，研究人员设计了一项精巧的研究，发表在《npj Science of Learning》上。他们聚焦于5-7岁儿童对水位移概念的学习——这个年龄段的孩子通常认为物体的材质或质量会影响排水量（一种常见误解）。研究的关键创新在于采用了一种新型的“贝叶斯匹配”（Bayesian yoking）方法，确保观察组儿童看到的预测与他们自己可能做出的预测高度匹配，从而严格控制了两组间信息输入的等价性。

研究发现，即使在这种严格控制的条件下，自己生成预测的儿童（主动组）在后测中表现显著优于观察组（d=0.45），在迁移测试中优势仍然明显（d=0.36），表明他们获得了更深层的概念理解。这种优势与更高的自主感体验相关，且自主感部分中介了学习效果。研究揭示了自主行动本身对学习的独特价值，即使行动不影响信息获取。

研究采用了几个关键技术方法：1）基于水位移任务的概念学习范式，通过预测试-学习阶段-后测-迁移测试设计；2）创新的贝叶斯匹配程序，使用k-means聚类将儿童先验信念分为6种档案，并模拟理想贝叶斯学习者的学习路径；3）计算机化任务与纸笔测试结合，测量概念掌握与迁移能力；4）自主感与动机问卷，使用5点李克特量表评估心理体验。样本来自德国科学博物馆招募的95名5-7岁儿童。

学习表现

通过比较预测试、后测和迁移测试的表现，发现两组儿童在预测试中均低于随机水平，表明存在初始误解。后测中，主动组（M=0.91, SD=0.24）表现显著优于观察组（M=0.83, SD=0.24），效应量d=0.45。迁移测试中，主动组（M=0.75, SD=0.20）仍显著优于观察组（M=0.67, SD=0.21），d=0.36，尤其在接收性迁移任务中差异明显（d=0.40）。表明自主生成预测促进了更深入的概念内化。

贝叶斯匹配程序的准确性

匹配程序通过将儿童先验信念与6种预定义档案匹配，实现个性化模拟。结果显示，观察组响应与理想模型匹配率达94.6%（43%儿童完全匹配），轻微不匹配未影响感知相似性。证实程序有效提供了儿童自身或略优的预测响应，确保了比较的公平性。

自主感与动机

主动组报告了显著更高的自主感（M=4.21 vs. 3.71, d=0.56），但动机无差异。自主感与后测表现显著相关（r=0.23），且纳入模型后条件效应减弱，表明自主感部分中介了DIY的学习收益。突显机构体验的核心作用。

研究结论强调，自主生成预测即使在不控制证据的情况下，也能通过增强机构体验促进更深层的概念学习。讨论部分指出，发现对理性学习模型（如贝叶斯推理）提出补充，需纳入主体性因素；方法上证明了贝叶斯匹配在控制信息中的可行性；教育实践启示是，最小程度的自主行动（如预测）可提升学习效果，为教学设计提供了简单有效的策略。研究局限包括任务泛化性、迁移结果不一致及模型与儿童实际响应的细微差异（如探索性选择），未来需拓展到更多领域和实境学习。