马红亮的帖子 | 若恩科创教育

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马红亮的帖子

（二）协方差分析（ANCOVA）

1. 单因素协方差分析（one-way ANCOVA）

Hsiao, HS., Chen, JC., Chen, JH. et al. (2023). A study on the effects of using gamification with the 6E model on high school students’ computer programming self-efficacy, IoT knowledge, hands-on skills, and behavioral patterns. Educational technology research and development, 71, 1821–1849. （使用准实验研究设计，分2个实验组、1个对照组，对3组的编程自我效能感、物联网知识、实践作品的前后测，进行了协方差分析，前测或第一次实践作品作为协变量。）

Dasgupta, C. , Magana, A. J. , & Vieira, C. . (2019). Investigating the affordances of a CAD enabled learning environment for promoting integrated stem learning. Computers & Education, 129, 122-142. 浏览课程单元讨论
Ng, OL., Shi, L. & Ting, F.(2020). Exploring differences in primary students’ geometry learning outcomes in two technology-enhanced environments: dynamic geometry and 3D printing. International Journal of STEM Education, 50. 浏览案例分析（研究者采用没有控制组的准实验研究，一个实验组为65名学生的动态几何工具组，一个为有101名学生的3D打印笔组。研究者开展了2个70分钟的课堂教学，并在实验前和实验后进行了几何知识的前测（T0）、后测（T1）以及延迟测试（T2，5个月后）。三次测量的试题有3个不同的版本，但题目形式和知识点相同。每套题目分为简单和高级两类。研究者对2个干预组的三次测量结果分别进行了统计分析，由于发现在前测的一些分维度两组有显著性差异，所以进行协方差分析，控制前测分数，比较3D笔组和动态几何工具组在后测和延迟测试方面差异情况。）

Yılmaz, R. (2020). Enhancing community of inquiry and reflective thinking skills of undergraduates through using learning analytics-based process feedback. Journal of Computer Assisted Learning, 36(6)，909-921.（主要探索了应用基于学习分析的过程反馈对学生探究社区感知和反思技能的影响，研究者运用前后测控制组的实验研究，104名大学生被随机分配到实验组（51）和控制组（49），实验组（EG）接受基于学习分析的过程性反馈的翻转学习，控制组只是单纯的翻转学习。在数据分析方面，满足数据正态分布、方差同质性、协变量和实验处理的独立性、回归斜率同质等条件，因此研究者采用ANCOVA，控制前测的影响，比较两组后测的差异。表1为探究社区的协方差分析。）

Chang, D., Hwang, GJ., Chang, SC. et al. (2021). Promoting students’cross-disciplinary performance and higher order thinking: a peer assessment-facilitated STEM approach in a mathematics course. Education Tech Research Dev 69, 3281–3306.
Zhao,L. et al. (2022). Effect of different mind mapping approaches on primary school students’ computational thinking skills during visual programming learning. Computers & Education. 104445. （73名小学生的准实验研究，两组不同概念图使用方式的班级，排除前测的影响，用ANCOVA检验分析了两个组的CT技能后测的显著性差异）

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二、数据分析实例

（一）测量模型

Zhang, YM. (2022). Individual differences matter in the effect of teaching presence on perceived learning: From the social cognitive perspective of self-regulated learning. Computers & Education, 179, 104427. （对翻译和改编多个量表以及国内大学的量表，包括探究社区量表、学习感知量表等，均进行了验证性因子分析CFA，检验了χ2 /df ，RMSEA，GFI和CFI的值，显示有良好的效度。）
Ferede, B., et al. ( 2022). A structural equation model for determinants of instructors’ educational ICT use in higher education in developing countries: Evidence from Ethiopia. Computers & Education,188. 104566. （依据RIPPLES理论，提出了高校教师ICT教育应用的影响因素模型，采用多个整合的量表，对来自6所公立高校的946名教师的问卷数据进行分析。首先进行了测量模型的验证，包括模型拟合度、因子信效度以及区分度。）
Sing, C.C., Teo, T., Huang, F. et al. (2022). Secondary school students’ intentions to learn AI: testing moderation effects of readiness, social good and optimism. Education Tech Research Dev 70, 765–782 (2022). (基于计划行为、技术接受模型等提出了有关中学生学习AI的系列假设，在511名中学生中收集数据，首先进行了测量模型的检验，包括χ2/df、CFI、RMSEA、SRMR、CR、AVE等以及区分度。)

（二）结构模型

极大似然法（Maximum Likelihood）：Zhang, YM. (2022). Individual differences matter in the effect of teaching presence on perceived learning: From the social cognitive perspective of self-regulated learning. Computers & Education, 179, 104427. （基于国内高校779名大学生的调查数据，主要分析了大学生在线学习中感知到的教学存在和感知到的学习结果之间的3个调节变量的调节作用，其中一个为调节的调节变量，同时控制性别、年龄、完成率等变量）
极大似然法（Maximum Likelihood）：Huang, X. et al. (2022). Associations of different types of informal teacher learning with teachers’ technology integration intention. Computers & Education,190, 104604.（应用maximum likelihood (ML）和bootstrap analysis验证了1181名中小学教师的非正式教师学习的理论模型。）
Bootstrap（5000次重复取样）：Zhang, S., & Wong, G. K. W. (2024). Unravelling the underlying mechanism of computational thinking: The mediating role of attitudinal beliefs between personality and learning performance. Journal of Computer Assisted Learning, （调查了434名小学生CT测试成绩、编程态度、人格特征的关系，包括编程态度的中介效应）
Srakaya, M. , Srakaya, D. A. , & Korkmaz, Z. . (2020). The impact of stem attitude and thinking style on computational thinking determined via structural equation modeling. Journal of Science Education and Technology, 29(1), 1-12. （基于703名中学生的调查数据，分析了学生STEM态度、思维风格对CT技能的影响。）
偏最小二乘法（PLS）：Ung, L-L. et al. (2022). Computational thinking for teachers: Development of a localised E-learning system. Computers & Education,177. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2021.104379（对369名中小学教师，使用李克特五点量表进行e-learning平台使用后的平台感知测量，应用SPSS AMOS对已有e-learning理论模型进行了验证。）

Guo, X., Hao, X., Deng, W. et al. (2022).The relationship between epistemological beliefs, reflective thinking, and science identity: a structural equation modeling analysis. International Journal of STEM Education，9（提出的有关认识论信念、反思思维以及科学身份认同之间的假设模型，然后以两所公立学校的544名高中生为样本，运用结构方程模型检验了该模型中的直接影响关系和间接影响关系。）

扩展阅读

偏最小二乘法（PLS）：Fabian,K., Smith, S., Taylor-Smith, E., & Meharg, D. (2022). Identifying factors influencing study skills engagement and participation for online learners in higher education during COVID-19.British Journal of Educational Technology，（依据Moore的互动距离理论，调查了178名英国大学计算机学院的学生，运用偏最小二乘PLS法，探索师生互动距离、生生互动距离、数字化学习资本、感知有用性对学生技能投入和协作学习活动参与的影响。）

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二、访谈数据分析实例

1. 开放编码（open coding）

Affouneh S, Salha S, Burgos D, et al.(2020). Factors that foster and deter STEM professional development among teachers. Science Education，104:857–872. （对35名教师中的11名进行了半结构访谈，同时进行了3组焦点小组访谈。对访谈文本进行三级编码，并进行持续比较，尤其提炼出了影响STEM专业发展的四大因素）
Jiang, H., Wang, K., Wang, X. et al. (2021). Understanding a STEM teacher’s emotions and professional identities: a three-year longitudinal case study. International Journal of STEM Education, 8, 51. (单个个案，为期3年，对访谈和对话进行编码，发现3个情感主题）。

Wong, B., Chiu, YL.T., Murray, Ó.M. et al.(2022). End of the road? The career intentions of under-represented STEM students in higher education. International Journal of STEM Education，9, 51 https://doi.org/10.1186/s40594-022-00366-8 （对110名STEM专业的本科生进行半结构化访谈，对访谈文本进行编码，发现三个主题。）
Brand, B.R. (2020).Integrating science and engineering practices: outcomes from a collaborative professional development. International Journal of STEM Education, 7, 13 .（对16名教师在第一学期结束和第二学期结束进行了访谈，对访谈文本进行开放编码、归类，发现三个类属，之后概括为三个主题。）
El Nagdi, M.,& Roehrig, G. (2020). Identity evolution of STEM teachers in Egyptian STEM schools in a time of transition: a case study. International Journal of STEM Education 7, 41.（对6名STEM教师进行半结构访谈的数据进行开放编码，结合教育部相关政策文本分析，探讨了STEM教师身份认同的影响因素）
Mouza, C., Codding, D. M., & Pollock, L. (2022). Investigating the impact of research based professional development on teacher learning and classroom practice: Findings from computer science education. Computers & Education.（对94名参与计算机课程培训的教师，从中筛选出8名教师进行访谈，并对访谈数据进行了3轮的开放编码，最终发现了2类主题，同时用课堂的反思来三角互证访谈的发现，勾勒个案叙事和画像，并进行个案间的比较分析）

2. 预设编码（predetermined coding）

Petrie, P. (2022). Programming music with Sonic Pi promotes positive attitudes for beginners. Computers & Education,179, 104409.（依据态度的3个框架进行预设编码，之后在3个框架中进行编码和主题分析，同时访谈数据用来与问卷数据进行比较）
Murphy, S. (2022). Science Education Success in a Rural Australian School: Practices and Arrangements Contributing to High Senior Science Enrolments and Achievement in an Isolated Rural School. Research in Science Education, 52, 325–337. （以澳洲一所科学教育非常成功的农村学校为个案，对校长、7名STEM教师以及7名高三学生进行个别或小组半结构访谈，之后依据已有的理论框架进行主题分析，编码过程中演绎和归纳相结合，即先使用已有理论框架进行初步编码，之后不断编码中发现新的主题。）

3. 混合编码（两者结合）

Irgens, G. A., et al (2023). Analyzing a teacher and researcher co-design partnership through the lens of communities of practice. Teaching and Teacher Education, 121. （以9名教师一所乡村学校的教师与7名研究者的实践共同体为对象，质性数据包括了4次每日在线日志、1次60分钟的焦点小组访谈。第一轮以实践共同体的框架进行演绎编码，第二轮进行开放编码以查漏补缺。2位研究者进行共同的迭代式编码，直至他们在每一个编码达成共识，最终发现3个主题。）

Vahle, C., et al. (2023). Teachers’ instructional responses to the COVID-19 pandemic. Teaching and Teacher Education. （以11名中学数学教师为对象，采用半结构化访谈的方法研究了教师对疫情的教学反应。先基于理论框架进行预设编码，之后对相关部分进行开放编码。在开放编码过程中反复阅读访谈文本、撰写备忘录、持续比较、迭代分析、探寻模式。）

扩展阅读

开放编码：Frei-Landau, R.，& Avidov-Ungara， O. (2022). Educational equity amidst COVID-19: Exploring the online learning challenges of Bedouin and Jewish Female Preservice Teachers in Israel. Teaching and Teacher Education （基于扎根理论，以101名职前教师为样本，采集反思日志（101）、焦点小组访谈（2组）以及半结构访谈（68）。使用建构主义内容分析法。）
开放编码：Elkomy,M. M.,& Elkhaial,N.H. (2022). The lesson study approach to professional development: Promoting teachers' peer mentoring and communities of practice and students'learning in Egypt.Teaching and Teacher Education,109. （混合研究，在质性数据部分，对10名实验组教师进行实验前的焦点小组访谈和实验后的焦点小组访谈，以及研究者的现场笔记，借鉴开放编码的方式进行编码、归类以及主题挖掘，最后按照所研究的3个问题进行结果分析。）
预设编码：Kleimola, R., Leppisaari, I. (2022). Learning analytics to develop future competences in higher education: a case study. International Journal of Educational Technology in Higher Education 19, 17. （对19名有学习分析经验的高校工作者进行焦点小组访谈：先给访谈对象发送草拟的访谈问题，然后进行预防谈并修改访谈问题，最后进行正式访谈并伴随个人访谈。对于访谈内容，通过反复阅读和反思，勾勒和识别出理论框架部分所提出的三个未来数字能力，并进行相应的归类。最后提炼概括出学习分析技术支持下的未来数字能力的理论框架。）
预设编码：Zhou, W. et al. (2022). Digital ethnography of an online professional learning community based on WeChat for Chinese early childhood teachers. Computers & Education （对于研究问题2“教师如何构建WeChat在线社区作为专业学习社区”，采用已有的专业学习社区理论框架为主题分析途径，对教师半结构访谈的的内容进行编码，分析主题和子主题）

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二、数据分析实例

1. 系统综述(systematic review)

Popat, S. , & Starkey, L. . (2019). Learning to code or coding to learn? A systematic review. Computers & Education, 128, 365-376. 浏览课程单元讨论1（PRISMA）、讨论2（系统性文献综述）
Basilotta-Gómez-Pablos, V., Matarranz, M., Casado-Aranda, LA. et al. (2022).Teachers’ digital competencies in higher education: a systematic literature review. International Journal of Educational Technology in Higher Education.19, 8 （使用SciMAT软件进行内容分析，可视化呈现研究主题）
Sanusi, I.T., Oyelere, S.S., Vartiainen, H. et al. (2022). A systematic review of teaching and learning machine learning in K-12 education. Education and Information Technologies, (对6大数据库的K-12教育中的机器学习教与学研究进行了分析，包括会议论文等）
Leavy, A., Dick, L., Meletiou‐Mavrotheris, M., Paparistodemou, E., & Stylianou, E. (2023). The prevalence and use of emerging technologies in STEAM education: A systematic review of the literature. Journal of Computer Assisted Learning, 12806.

2. 元分析 (meta-analysis)

Mork, S. Y. & Staub, F.C. (2021). Does coaching, mentoring, and supervision matter for pre-service teachers’ planning skills and clarity of instruction? A meta-analysis of (quasi-)experimental studies，Teaching and Teacher Education,107. 浏览课程单元讨论
Lai. X. et al. (2021). Collaborative versus individual problem solving in computational thinking through programming: A meta-analysis. British Journal of Educational Technology,
Sun, L. , Hu, L. , & Zhou, D. . (2021). Which way of design programming activities is more effective to promote k students' computational thinking skills? A meta-analysis. Journal of Computer Assisted Learning,(1).
Ran, H., Kim,N.J., & Secada, W. G. (2022). A meta‐analysis on the effects of technology's functions and roles on students' mathematics achievement in K‐12 classrooms. Journal of Computer Assisted Learning, 38(1),258-284.

3. 元聚合分析 (meta-aggregation/meta-synthesis)

《技术支持下的教师教育》：Philipsen, B. et al . (2019). Improving teacher professional development for online and blended learning: a systematic meta-aggregative review. Educational Technology Research & Development, 67. 浏览课程单元讨论1（概念）讨论2（具体步骤）
Arık, M., Topçu, M.S.(2022). Implementation of Engineering Design Process in the K-12 Science Classrooms: Trends and Issues. Research in Science Education, 52,21–43 . （主要研究筛选出的46篇研究文章的工程设计界定、教学方法以及实施步骤，应用描述分析的方法，对质性和量化的研究数据进行分析。2个编码者按照已有框架对46篇文献进行独立编码，并讨论分歧、达成共识。）

4. 系统综述+元分析 (A systematic review and meta-analytic)

Montuori, C., Filippo, G., Altoé, G., & Arfé, B. (2023). The cognitive effects of computational thinking: A systematic review and meta-analytic study. Computers & Education, 104961. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2023.104961 （本研究通过系统综述和元分析探讨了 2006 年至 2022 年间发表的实验研究结果，考察了编码和编程干预对儿童核心和高级执行功能（反应抑制、工作记忆、认知灵活性、计划和解决问题）的影响。本研究旨在解决三个研究问题：1）哪些执行功能受CT教学的影响最大？2）哪种教学方式（教育机器人/虚拟编程/不插电编程）在提高 4-16 岁学习者的执行功能技能方面最有效？3）编码的认知效果是否随儿童年龄而变化？）

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二、数据分析实例

1. Wilcoxon检验（配对样本）

《技术支持下的教师专业发展》：Kim, C. M. et al . (2015). Robotics to promote elementary education pre-service teachers' stem engagement, learning, and teaching. Computers & Education, 91, 14-31. 浏览课程单元讨论（Wilcoxon检验）
Thompson, J. & Childers, G. (2021): The impact of learning to code on elementary students' writing skills. Computers & Education,175. （以49名参加暑期Scratch编程课程的五年级学生为对象，选用Google's CS First课程和平台，采用写作量规（MAAP-Writing Rubric）进行前测和后测。在数据分析时，使用Shapiro-Wilk发现，前后测的总写作分数不满足正态分布，从而使用Wilcoxon signed-rank test进行分析，也计算了效应量。如表2所示。

Kelley, T.R. et al.(2020). Increasing high school teachers self-efficacy for integrated STEM instruction through a collaborative community of practice. International Journal of STEM Education. 7, 14. (采用准实验控制组前后测的方法，对3期教师进行了STEM培训，每期实验组和对照组教师各10名左右，使用Wilcoxson signed-rank test比较了每组前测、后测以及延迟测试的分数差异，同时使用 Wilcoxon rank-sum test比较了参训教师实验组和控制组的前测、后测以及延迟测试之间的分数变化情况。)
- Qin, C., et al. (2023) . Scratch versus LEGO robots: Which engages undergraduates more in programming education? Journal of Computer Assisted Learning, 39(3), 935-953. https://doi.org/10.1111/jcal.12778 （在28名大学生中进行实验干预，按奇数和偶数随机分成两组，每组14人。之后进行不同序列的编程教学干预。在为期14周的干预后，进行学习投入和心流体验的测量。同时对28名被试进行3次半结构化的焦点小组访谈。对量化数据分别采用Mann–Whitney U 检验和Wilcoxon signed-rank检验）
Elkomy,M. M.,& Elkhaial,N.H. (2022). The lesson study approach to professional development: Promoting teachers' peer mentoring and communities of practice and students'learning in Egypt.Teaching and Teacher Education,109. （由于实验组只有教师10人，所以用Wilcoxon signed-rank test分别检验了在同伴指导和实践共同体的感知方面的前后测差异。）

2. Mann-Whitney检验（独立样本）

《STEM教育国际前沿专题》：Olmo-Muoz, J. D. et al. (2020) . Computational thinking through unplugged activities in early years of primary education. Computers & Education, 150. 浏览课程单元讨论（对插电组和不插电组的计算思维技能和学习态度进行了前测、中测和后测的差异对比分析。）
Qin, C., et al. (2023) . Scratch versus LEGO robots: Which engages undergraduates more in programming education? Journal of Computer Assisted Learning, 39(3), 935-953. https://doi.org/10.1111/jcal.12778 （在28名大学生中进行实验干预，按奇数和偶数随机分成两组，每组14人。之后进行不同序列的编程教学干预。在为期14周的干预后，进行学习投入和心流体验的测量。同时对28名被试进行3次半结构化的焦点小组访谈。对量化数据分别采用Mann–Whitney U 检验和Wilcoxon signed-rank检验）
Elkomy,M. M.,& Elkhaial,N.H. (2022). The lesson study approach to professional development: Promoting teachers' peer mentoring and communities of practice and students' learning in Egypt.Teaching and Teacher Education,109. （实验组教师10人，控制组教师11人，对两组教师的同伴指导和实践社区进行知识后测，用Mann–Whitney U检验了两组教师在同伴指导和实践共同体的知识后测的差异。）
Cheng, G., Zou, D., Xie, H., & Wang, F. L. (2023). Exploring differences in self-regulated learning strategy use between high-and low-performing students in introductory programming: An analysis of eye-tracking and retrospective think-aloud data from program comprehension. Computers & Education, 104948. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2023.104948（使用非参数Mann-Whitney U检验比较特定兴趣上高、低水平学习者的注视次数和平均注视时间的差异，进而评估这两组学习者在程序理解任务中对各个区域的视觉注意程度。并将学习者的一系列眼动数据通过算法转化为区域视觉转换和趋势扫描路径的可视化图示结果，再将进一步的区域转换模式与学习者的自我调节策略相对应，分析高、低水平的学生在程序理解任务中对自我调节策略使用的差异。）

(由敬滨编辑 - 原提交时间 2021年11月8日星期一 18:23)

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