《Frontiers in Psychology》：A comparative analysis of traditional classroom and future classroom lab in mathematics education: exploring pre-service teachers’ emotions and self-efficacy beliefs
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本研究旨在填补关于传统课堂（Traditional Classroom, TC）与创新型未来课堂实验室（Future Classroom Lab, FCL）学习环境如何影响学生在数学教育中的情绪反应与自我效能信念方面实证研究的空白。研究采用整群准实验设计，以适
本研究旨在填补关于传统课堂（Traditional Classroom, TC）与创新型未来课堂实验室（Future Classroom Lab, FCL）学习环境如何影响学生在数学教育中的情绪反应与自我效能信念方面实证研究的空白。研究采用整群准实验设计，以适应课程安排限制并确保学生能够公平地接触新型教学法。因此，样本通过便利抽样法选取。共有105名职前教师（Pre-Service Teachers, PSTs）参与本研究。研究工具在干预前后通过线上方式施测。问卷共包含23个条目：14个条目评估成就情绪，9个条目评估数学学习中的自我效能信念。研究工具展现出良好的内部一致性，Cronbach's α系数均超过0.70。方差分析（ANOVA）结果表明，学习环境对情绪和自我效能信念均有显著影响，且当课程干预在FCL环境中实施时效应量更大。当将性别和教育背景作为协变量进行评估时，未观察到这些变量的显著影响。干预后，FCL环境中情绪与自我效能信念之间的相关性（76.2%）高于TC环境（23.8%）。本研究的主要目的是考察从TC环境过渡到FCL环境如何影响职前教师的情绪与自我效能信念。最终结果表明，在本数学教学方案中融入FCL能够显著降低职前教师对该学科通常表现出的情绪排斥和低自我效能感。因此，本研究可能对职前教师的学习及其未来教学实践产生积极影响，这是直接在数学教育中运用FCL的直接结果。
论文解读
一、研究背景与研究目的
职前教师（Pre-Service Teachers, PSTs）在数学学科中普遍表现出情绪排斥和低自我效能信念，这一问题长期以来困扰着数学教育领域。尽管过去十年间数学教育工作者一直在探索比传统方法更有效的替代教学方法，但物理学习空间这一外部因素却较少受到实证研究的关注。传统课堂（Traditional Classroom, TC）通常采用以教师为中心的组织方式，桌椅固定排列并面向黑板，这种刚性的空间布局限制了教师应用以学生为中心、以技术为支撑的教学方法。相比之下，创新型学习空间如未来课堂实验室（Future Classroom Lab, FCL）则采用灵活的学习区域划分，支持学生自主移动和互动，从而可能影响学习动机并间接影响学习成果。
FCL由欧洲学校网（European Schoolnet）于2012年创建，基于欧盟委员会支持的iTEC项目研究成果而建立。该学习空间包含六个不同的学习区域（创造、互动、呈现、探究、交流和发展），并提供多样化的技术工具。然而，现有文献中仅有一项研究分析了数学学习中的学习空间问题，尚无研究专门针对FCL在数学教育中对职前教师情绪和自我效能信念的影响进行实证考察。这一研究空白构成了本研究的核心动因。
本研究的主要目标是考察从TC环境过渡到FCL环境如何影响职前数学教师的情绪与自我效能信念。研究提出三个研究问题：RQ1，学习环境是否影响职前教师在数学教育干预中的情绪；RQ2，学习环境是否影响职前教师在数学教育干预中的自我效能信念；RQ3，不同学习环境中职前教师情绪与自我效能信念的相关性是否存在差异。
二、研究设计与方法
本研究采用准实验设计，因课程安排和组织限制无法进行个体随机分配，故使用两个完整班级组。样本包括105名职前教师，其中54人分配到TC组，51人分配到FCL组。所有参与者均为初等教育学士学位第二学期"数学及其教学法"课程的大二学生，研究在作者所在公立大学开展。同一教师按照大学官方课程大纲教授所有班级，确保两组获得相同的教学时间、课程内容、学习目标和评估程序。
研究工具为在线施测的5点李克特式问卷，包含23个条目：14个条目评估情绪（7个积极情绪和7个消极情绪），9个条目评估数学学习自我效能信念。情绪量表改编自Pekrun等人（2011）的既有工具，自我效能信念条目改编自STEBI-B量表并适配数学情境。问卷经大学伦理委员会批准，所有量表Cronbach's α系数均超过0.70，内部一致性良好。
统计方法方面，研究人员首先进行三因子验证性因子分析（CFA）验证构念效度，全局拟合良好（CFI=0.992，TLI=0.992，RMSEA=0.068，SRMR=0.070）。随后采用方差分析（ANOVA）比较干预前后各构念总分的差异，并计算效应量η2。由于Shapiro-Wilk检验显示数据非正态分布，进一步采用Mann-Whitney检验考察条目水平的中位数差异，使用秩双列相关（rrb）计算效应量。最后使用Spearman秩相关分析情绪与自我效能信念之间的关联。
三、研究结果
干预对情绪和自我效能信念的整体效应。 ANOVA结果显示，干预对职前教师积极情绪（G-EMP）有显著影响，F(3, 206)=167.00，p<0.001，η2=0.709；对消极情绪（G-EMN）有显著影响，F(3, 206)=209.00，p<0.001，η2=0.753；对自我效能信念（G-SE）有显著影响，F(3, 206)=378.00，p<0.001，η2=0.846，均呈现大效应量。TC组和FCL组的积极情绪和自我效能信念均显著提升、消极情绪均显著下降，但FCL组的变化幅度更大。ANCOVA分析表明，性别和教育背景作为协变量均无显著影响。
条目水平的差异比较。 Mann-Whitney检验显示，在23个条目中，大多数前后测比较具有统计学显著性。TC组中有5个条目呈现非常大的效应量（rrb≥0.80），包括信心（EM5）、希望（EM6）、不确定性（EM8）、紧张（EM9）和焦虑（EM14）；FCL组中有8个条目呈现非常大的效应量，包括喜悦（EM1）、满意（EM2）、SE1、SE2、SE5、SE6、SE8和SE9。TC组中提升最显著的是信心和希望，而FCL组中效应最大的是喜悦和满意。值得注意的是，FCL组中挫折感（EM11）前后测无显著变化，而TC组中所有消极情绪条目均显著下降。
情绪与自我效能信念的相关性分析。 在积极情绪与自我效能信念的相关中，76.2%的较强相关出现在FCL环境中，23.8%出现在TC环境中。FCL组中所有积极情绪条目与六个自我效能信念条目（SE1、SE2、SE5、SE6、SE8和SE9）显著相关，而TC组中积极情绪与其余三个条目（SE3、SE4和SE7）的相关更强。在消极情绪与自我效能信念的相关中，60.32%的较强相关出现在FCL环境中，39.68%出现在TC环境中。FCL组中消极情绪与七个自我效能信念条目（SE1、SE2、SE4、SE5、SE6、SE8和SE9）的相关更强。TC环境中未观察到消极情绪与自我效能信念之间的强相关（ρ>0.60），而FCL环境中出现了大量强相关。
四、讨论与结论
关于RQ1，FCL学习环境对职前教师情绪的影响效应显著大于TC环境。TC环境主要强化了被动型积极情绪如信任和希望，而FCL环境激发了高唤醒度的积极情绪如喜悦和满意。这一情绪特征的差异与Pekrun（2006）的控制-价值成就情绪理论一致，该理论认为促进学习者自主性和协作问题解决的学习环境能够直接增强积极情绪。
关于RQ2，FCL环境对自我效能信念的影响效应同样大于TC环境。在九个自我效能信念条目中，有五个条目（SE1、SE2、SE5、SE6和SE8）在TC条件下仅呈现小效应量，而在FCL条件下呈现非常大的效应量。职前教师对学习环境的积极感知与更高的数学教学自我效能信念相关，而FCL提供的创新体验可作为一种替代性经验来构建自我效能信念。
关于RQ3，FCL环境中情绪与自我效能信念之间的相关性总体强于TC环境。这一结果表明，灵活、技术增强的学习环境作为动态的教学催化剂，强化了职前教师情绪状态与教学信心之间的积极互惠关系。
研究结论表明，参与基于FCL的数学活动与职前教师更积极的情感结果相关。与TC条件下的参与者相比，FCL条件下的参与者在干预后报告了更低的情绪排斥和更强的教学自我效能信念。这些发现提示FCL环境的灵活性和技术增强特征可能有助于提升职前教师在数学教育活动中的信心和情绪投入。然而，鉴于干预的具体情境和持续时间，研究结果不应被解释为FCL方法长期有效性或更广泛教育影响的证据。
本研究对教师教育具有潜在启示意义，为职前教师提供FCL环境中的创新教学体验可能有助于培养其积极情绪和教学自我效能，进而对其未来教学实践产生积极影响。
