问题解决学习活动中知识建构的过程与规律研究_马志强_百

1、 问题解决学习活动中知识建构的过程与规律研究马志强(江南大学田家炳教育科学学院,江苏无锡214122摘要知识建构是问题解决学习活动的核心目标。通过分析问题解决中知识建构的过程,可以帮助研究者剖析活动中知识形成和发展的过程,调整优化活动设计方案。本研究利用案例研究的方法,分析了问题解决活动中学习者进行知识建构的会话特征、具体过程和互动结构等,得出了三个结论。1.问题解决知识建构的会话数量随着知识建构层次的升高而减少,更多的会话集中于信息分享层级,在理解层级以上的会话数量偏低。2.在问题空间构建阶段主要的知识建构过程是对信息的分析和加工;问题解决策略选择阶段是对信息进行新情境下的分析、综合,并不断

2、评估解决方案。3.问题解决学习活动的互动结构总体可以分为信息加工、建构观点和方案、提炼或浓缩观点与方案三个大的意义单元。关键词问题解决;知识建构;在线协作学习;在线学习活动中图分类号G434文献标志码A作者简介马志强(1983,男,满族。副教授,博士,主要从事数字化学习CSCL研究。E-mail:mzq1213gmail. com。一、引言问题解决在线学习活动通常是围绕现实生活中的一些结构不良的问题,寻求解决方法的学习活动。其强调将学习设置到有意义的问题情境中,通过个人或小组协作的方式解决问题。1根据上述界定,结合问题解决的教学设计研究,可以进一步将问题解决在线学习活动定义为将学习目标设置到特

3、定的问题情境中,根据问题解决的教学序列来设计学习任务,通过引导学习者扮演不同的问题解决角色,以小组协作的方式完成学习活动,活动最终的目的是帮助学习者构建问题相关的知识结构,并提高在线学习效果。问题解决学习活动的核心目标是帮助学习者建立特定知识领域的认知结构。2这个过程与知识建构密不可分。通过分析问题解决中知识建构的过程与规律,可以帮助设计者制定活动设计方案,提高活动设计的效果。本研究利用了三种CSCL研究中知识建构的分析框架,剖析了问题解决学习活动过程中知识建构的过程和规律,试图为此类学习活动设计提供参照。二、问题解决学习活动中知识建构的分析框架本研究选取了CSCL活动过程会话原型、问题解决知

4、识建构的互动过程模型、话语分析框架等三种分析工具,从宏观、中观和微观等三个层面对问题解决学习活动中的知识建构过程进行分析。见表1。(一CSCL活动过程会话原型34问题解决学习活动主要的知识建构过程是学习者以小组为单位,通过会话,探索对于问题空间和问题解决方案的理解。本研究利用CSCL活动过程会话文章编号1003-1553(201301-0026-06理论探讨基金项目:全国教育科学“十二五”规划2012年度教育部青年课题“基于问题解决的在线学习环境设计研究”(课题批号:ECA120335;国家社科基金“十一五”规划2009年度教育学一般课题“网络环境下中学理解性教学的实验研究”(课题批号:BCA

5、090078 层级CSCL活动典型活动案例A层社会性通过社会性信息和问候其他学习者达到识别个体“大家好,刚上来,我们来讨论一下”B层信息交换提供信息、利用信息提问简单问题、利用信息提供简单的反馈“请大家参阅远程教育基础这本书的112116页”;“大家谁了解远程教育中几种专升本方式的花费?”;“电大网站上有关于电大远程教育的花费”C层理解信息对个体提供的信息进行解释或引申、对其他学习者的信息进行探索“我觉得他的意思是先建立一个关于学习平台的功能结构图”;“你能用一张思维导图来集中呈现一下你的观点吗?”D层应用和分析信息根据信息对个体的应用情境进行重新解释、对给定的信息进行解读、对其他学习者的信息

6、进行比较和注释“我认为这里远程教育的概念指的是远程学习方式”;“你的分析是针对电大学习者的,网络学院可能有些不同”E层综合信息总结或概括他人提供的信息、利用信息证明某一论点“我们今天讨论的主要结论是丁丁既缺乏时间又没有钱,应该采用远程方式完成学业!”;“根据这些数据,可以看出网络学习中学习者的交互频率是很低的”F层评价信息基于对话内容形成有潜力的方案或行动、报告这一方案或行动的实施的情况“建议把我们刚讨论的粘到论坛上去”;“将目前主要的网络学习平台功能总结后,我发现可以将其归结为三类功能。”G层学习结果呈现通过对话产生的学习结果“你的观点很好,我引用啦!”原型来分析小组成员知识建构的会话特征。

7、(二问题解决知识建构的互动过程模型甘永成提出了一套用于学习论坛知识建构分类的编码系统,为分析知识建构提供了很好的工具。该模型实际上是一套研究论坛知识建构话语结构及意义的工具。5王陆教授结合上述框架提出了一个虚拟学习社区中小组问题解决知识建构的意义单元分类框架,包含“提问响应、阐释澄清、冲突辩论、综合共识、评估反思、情感(人际交流”六种议题单元。6由于该框架是针对虚拟学习社区而设计的,笔者针对问题解决学习活动的需求,对此议题单元进行微调,形成了分析问题解决学习活动中知识建构的互动过程模型。该模型包含6个意义互动的单元:提问解释、引用解释、冲突辩护、阐释分析、综合共识、评估反思。提问解释指一位学习

8、者提出一个简单的问题,另一位学习者利用资料或观点回答问题。引用解释指学习者引用一段材料或观点,并在后续分析解释该材料。冲突辩护是指一位学习者提出对观点的不同意见,另一位学习者表示赞同或否定意见。阐释分析指学习者对提出的观点进行进一步分析,并提出自己的认识。综合共识表示学习者综合观点,另一部分学习者表示赞同,从而达成对某项观点的共识。评估反思指学习者对观点进行评估,反思其适宜程度。(三话语分析框架上述工具主要针对知识建构的会话特征及互动过程进行分析,其不足在于可能会割裂某一议题的意义,不能够完整反应小组成员知识发展的过程。话语分析工具可以针对上述缺点,进行有效补充,有助于从微观的层面,分析小组成

9、员针对某一议题形成和发展知识的过程。柴少明依据CSCL中协作意义建构的特点,确定话语分析的框架主要包括情境、结构、功能、意义和中介工具等要素。7本研究选取情境、结构和功能等三个要素进行分析。情境主要指支撑学习者进行协作学习活动的社会文化环境。结构主要指话语的语法或语篇结构,如陈述自己的意见、反驳对方观点的句子结构以及句子之间或者语义之间的衔接、连贯等。这里主要是指6个意义的互动过程。功能,即话语所实现的具体功能,话语实现的具体作用。三、研究方法本研究主要采用案例研究的方法,对案例涉及的数据主要采用内容分析和话语分析的具体方法。按照RobertK.Yin的观点,案例研究适于对一些既有现象进行解释

10、,分析现象的形成和运行状况,也适合对现象作出纵深描述。8本研究试图使用案例来进行描述性研究,描述问题解决活动中知识建构的过程及特征。内容分析的方法是以测量变量为目的,采用系统、客观、量化的方式研究和分析传播行为的方法。9在本研究的内容分析引用中需要注意的是选择文本分析单位。文本分析单位一般有五种,包括帖子、句表1CSCL活动过程会话原型 子、段落、意义单位、语内表现行为。10本研究需要处理在线实时和非实时两类交互文本。在线实时交互的文本主要以句子或段落的形式呈现,而非实时文本主要以帖子形式呈现。上述两类文本的结构相差比较大。根据上述情况,本研究统一选取意义单位作为文本分析的基本单位。这里的意义

11、单位是指讨论某个观点的主题。例如:“一提到远程教育,首先要说的就是师生分离。我认为,面对远程教育师生分离的状况,教师与学生的角色必然发生改变。”这一段话就可以理解一个意义单位,这个意义单位论述了远程师生分离带来的角色变化。(一研究问题1.问题解决学习活动中围绕问题进行知识建构的会话特征是什么;2.在问题空间构建和策略形成阶段,知识建构的具体过程是什么;3.在问题解决过程中,小组学习者进行知识建构的互动结构是什么。(二研究案例本研究案例选取西北师范大学教育技术学院2011级教育技术学专业研究生“现代教育技术”课程的网络教学活动。该课程面授主讲教师为1人,网络课程设计及辅导人员3人。课程教学采用面

12、对面授课、网络学习等形式。在网络学习活动中,主要采用问题解决的学习活动,全体学习者分为6个小组,以小组为单位参与问题解决学习活动。学习活动中的问题设置在真实的背景下,需要学习者利用专业知识,以小组协作的方式,不断对相关信息进行分析和批判,并加以解决。研究样本包括26位同学和3位研究者参与三次问题解决学习活动形成的实时讨论及BBS 论坛中形成的所有文本资料。见图1。图1问题解决学习活动的发帖本研究所采用的网络学习环境为安博网络教学平台。该平台具有使用简便、维护方便、易于管理等特点,可以为教师提供活动内容及资料呈现,具有学习路径追踪、交互数据导出等功能,便于教师分析活动过程中形成的数据。(三问题解

13、决在线活动设计本研究所采用的问题解决学习活动结构如图2所示,主要构成要素分为问题情境、问题解决角色、任务、资源与工具等四个部分。学习活动主要引导学习者对问题相关信息进行分析和批判,分为构建问题空间和形成问题的解决方案两个阶段。1.问题情境问题情境可以理解为问题发生的环境或背景,是承载问题结构和内容的载体,可以分为三个部分:一是呈现真实问题发生的背景,如时间、空间、环境特征,主要负责创设真实的问题解决环境;二是提供问题解决应当考虑的限制性条件或线索,如问题解决的资源、条件限制、问题相关信息的来源等;三是提供学习者提取领域知识的相关线索。2.问题解决角色问题解决学习活动的角色主要有两方面的作用:一

14、方面,角色可以维系小组协作的社会性关系,促进小组成员进行集体的协作和知识建构;另一方面,小组角色规定了学习者围绕问题解决任务进行的认知操作。3.任务任务是学习者参与活动具体的操作步骤,是学习者应完成的具体事务。问题解决中的任务主要包含两个步骤:构建问题空间、生成解决方案。4.资源与工具资源与工具是在线学习活动开展的基本环境,是学习者与学习环境互动的中介要素。在问题解决学习活动中,主要的资源与工具包含信息资源、相关案例、认知工具和对话协作工具等。图2问题解决学习活动的组成要素四、数据分析(一问题解决学习活动过程会话分析1.活动过程会话层级分析从各层级会话所占的比重进行分析,信息交换层次的会话最多

15、,约占总体的63%。在这一会话层级中,学习者主要根据资料或综合信息形成对问题的基本 层级CSCL活动A层社会性B层信息交换C层理解信息D层应用和分析信息E层综合信息F层评价信息G层学习结果265(+42(-2352(+33(-1947(+36(-101616245554751361156(+36(-1135(+21(-2035(+21(-14302(+205(-9718145933511347242971312活动1一阶段二阶段活动2一阶段二阶段活动3一阶段二阶段总计481表2学习活动过程会话分析认识。其次是理解信息层级。在此层级中,学习者针对信息交换层级收集的资料,进行解释和引申,体现了学习

16、者对资料的加工与整合。值得注意的是理解信息层次的会话一般在信息交换之后,两者比例约为13,此数据说明有接近60%的信息处在简单分享的层级,并未进行达成深入加工。应用分析层级的会话约占7%,这个层次的会话是学习者在理解的基础上,根据问题情境对知识进行整合和重组。综合信息约占6%。在该会话层次中,学习者一般利用活动提供的绘图工具,用概念图或思维导图的形式,辅之以文字说明来提炼总结信息。评价层级约占3%。这一层级主要是学习者在新的情境下应用知识,形成方案或报告方案实施的成效。从问题解决学习活动各层级会话所占比例来看,会话的数量随着知识加工层次的升高而降低,其中约60%以上的会话停留在信息分享的层次,

17、理解信息以上层级的会话在总量中所占比例偏低。见表2、图3。图3问题解决知识建构的会话层级分析2.问题解决在线学习活动知识建构核心阶段的会话分析图4中的两个阶段为问题解决的两个核心阶段,分别是构建问题空间阶段和问题策略形成阶段。通过分析会话的内容,这两个阶段的讨论是交织在一起的,该结果证明问题空间构建和问题解决策略是两个相互影响的过程,从会话数量来看,在社会性层次的会话两阶段相当。在信息交换层次和理解层次,第一阶段的帖子明显多于第二阶段,进一步分析这两个阶段的帖子内容可知,学习者在问题空间构建阶段主要的活动在于收集、分析信息,并对信息进行不断的解释,所以在问题空间构建阶段,这两个层级的帖子较多。

18、在应用分析层级、综合层级和评价层级,问题解决策略形成阶段的帖子明显要多于第一阶段。分析帖子内容,可以探知这一阶段着重于将信息置于问题空间的背景中进行分析,提炼问题的解决方案,因此应用分析和综合层次的帖子比较多。此外这一阶段还将问题解决策略进行不断评估,对其不断进行可行性分析,因此评价层次的会话要远多于第一阶段。综上所述,结合两阶段会话内容可知,问题空间构建阶段的主要知识建构过程在于对信息的分析和加工,而问题解决策略选择阶段着重于对信息进行新情境下的分析、综合,并不断评估解决方案。图4问题解决两个核心阶段的会话数量分析(二问题解决学习活动小组互动结构分析1.知识建构的互动过程根据问题解决知识建构

19、的互动过程模型,本研究选择三个小组问题解决过程中产生的论坛信息、实时讨论信息作为分析对象,提炼了小组成员围绕问题讨 组别问题解决阶段意义单元第一组问题空间构建提问解释、引用解释、解释澄清、评估反思、冲突辩护、综合共识解决策略形成引用解释、解释澄清、评估反思、综合共识第二组问题空间构建提问解释、引用解释、解释澄清、引用解释、综合共识、综合共识解决策略形成引用解释、引用解释、综合共识第三组问题空间构建提问解释、冲突辩护、引用解释、引用解释、引用解释解决策略形成引用解释、综合共识、引用解释、综合共识、评估反思、综合共识论的互动结构。第一组的学习活动讨论主要是在实时讨论区中进行的。该小组问题空间构建的

20、认知加工过程主要分为三个阶段。第一阶段,学习者对问题情境信息的分析与讨论,小组成员结合资料信息,不断从情境信息中提取线索,构建问题空间。这个过程主要包含提问解释、引用解释、解释澄清等三种对话结构。小组成员不断整理可用信息,构建基本的问题空间。第二阶段,学习者对形成的问题空间进行评估和反思,组内随即产生了不同的观点,组员之间进行冲突和辩论。这个阶段主要包含评估反思和冲突辩护两个认知过程,学习者对不同的问题空间进行甄别筛选,并就不一致的观点达成共识。第三阶段,小组成员形成对问题空间基本一致的认识,主要包含综合共识。值得注意的是,并非所有小组均会对问题空间达成共识,是否达成共识会直接影响后续的策略形

21、成。问题解决策略形成的过程主要包含两个子阶段:第一阶段是引用观点并加以分析,形成问题解决的基本策略,主要包括引用解释、解释澄清两种对话结构;第二阶段是对策略进行反思和评估,综合观点,选择适宜的策略,主要包含评估反思、综合共识两种结构。从知识建构的特点来看,第一小组70%以上的互动内容集中在社会性和信息交换的层次,其主要的知识建构活动是基于对信息分析和筛选,这个结果可能与小组大部分活动在实时讨论区中完成有关,更多进行的是信息层面的互动,难于对信息进行充分的归纳和整理。表3问题解决过程小组互动结构第二组参与的构建问题空间可以分为两个子阶段。由于学习者对此次活动主题比较陌生,因此大家第一阶段主要对活

22、动所提供材料进行分析,分析的目标是为构建问题空间提供依据。小组互动过程经历了提问解释、引用解释、解释澄清、引用解释等一系列对资料分析的循环,但上述循环并没有评估信息,也没有总结达成共识,学习者只是充分理解信息。第二阶段开始有学习者进行综合信息,试图提出结论,来结束问题空间构建的过程,这个阶段主要互动过程是综合共识。问题策略形成的过程相对比较简单,由于学习者对此主题不熟悉,因此只能引用成熟的解决方案构建策略,组内其他成员也未提出反对意见,小组成员默认了唯一的问题解决方案。策略形成阶段主要的互动是引用解释、综合共识。第二小组知识建构的特点在于,由于活动涉及的内容学习者不是非常熟悉,因此,大量的互动

23、围绕对问题空间的理解,对问题解决策略进行综合归纳的互动较少。第三小组参与构建问题空间的互动过程主要特点在于小组成员对资料进行大量引用、分析,提炼问题空间的架构,因此主要互动过程为提问解释、冲突辩护、引用解释、引用解释、引用解释。选择问题策略的过程则分为三个阶段。第一阶段学习者引用资料,并进行解释,之后的学习者进行总结。第二阶段,学习者提出了新的信息,对原有的策略进行补充,随后进行总结。第三阶段,学习者评估了问题解决的方案,并进行反思调整,最终确定策略。这个过程包含了三个循环,主要包括:引用解释、综合共识、引用解释、综合共识、评估反思、综合共识等六个环节。第三小组知识建构的特点在于有接近23%的

24、互动是围绕知识的综合分析形成问题解决策略,并评估该策略的可行性。2.问题解决学习活动小组互动话语分析这里选取了一个小组的学习者(共四人,讨论者为三人,参与问题解决活动的一次实时讨论。此次讨论的目的是帮助问题情境中出现的学习者丁丁选择专科升本科的途径。话语分析的目的在印证上一节研究中提出的对话结构。P1to All:大家先阅读材料,找出关键词,讨论后,表达各自观点。然后结合任务,逐步解决问题。首先要了解丁丁的自身特征,如专升本专业、学习方式及专升本的类型。请大家分头查阅资料,最后汇总。确定后,最好运用思维导图,作出一个完善的问题解决路径。共享文件可运用有道工具。大家看可否?P2to All:组长

25、的思路很明确,先特征分析,再分析专升本的类型,最后根据学习者的特征分析其适合哪种类型。2013 年第 1 期 （总第 237 期 ） P3 to All: 我还得继续看看 ，有点糊涂 。 P2 to P3: 仔细看看整个大纲中的活动 ， 你就明白 啦。 看 ， 会话的数量随着知识建构层次的升高而降低 ， 总 体会话特点在于更多的会话集中于信息分享层级 ， 在 理解层级以上的会话数量偏低 。 在理解层级以上的知 识建构中 ， 学习者较少对方案和观点的可行性进行综 合和评价 。 结合具体数据 ， 有约 2/3 处于信息分享层 次 ， 学习者仅仅是简单呈现信息或提问 ， 未对信息进 行充分分析 ；

26、约有 1/3 的信息被学习者在理解层次中 继续加工整合 ， 建构成新的观点 ； 在高层次 （ 层次高 于 P3 to P2: 丁丁是为了拿到文凭 ， 可以边上学边打 工挣学费 ？ P1 to P2: 先看看任务 ，我们要先做学习者特征 。 P2：恩 ，看到了 。 P1 to All: 你 们 看 看 啊 ， 我 觉 得 1. 丁 丁 应 该 选 择 （ 会 计 专业 ）；2. 采用边工作边学习的方式 ， 即 （ 自 学 ）； 3. 丁丁的经济状况很紧张 ， 所以应该选择学费比较低 的专升本类型 。 B 级 ） 的知识建构会话中 ， 学习者对知识进行 综 合 与 评价的会话约占总体的 24%。

27、（2） 问题解决学习活动过程包括问题空间构建和 问题解决策略选择两个环节 。 在问题空间构建阶段的 主要知识建构过程在于对信息的分析和加工 ， 而问题 解决策略选择阶段着重于对信息进行新情境下的分 析 、 综合 ， 并不断评估解决方案 。 （3） 问题解决学习活动的互动结构总体可以分为 信息加工 、建构观点和方案 、提炼或收敛观点与方案等 三个大的意义单元 。 首先为信息加工意义单元 ，具体的 话语结构主要为提问 解释或引用 解释 。 提问 解 释是对问题情境或任务进行进一步的分析 ， 鉴别有歧 义的信息 ，筛选可用信息 。 引用 解释则是通过引用资 源中的信息对任务或情境进行注解 ， 其主要目的是通 过信息加工达成对问题情境或任务的基本理解 。 第二 个意义单元主要的互动结构是解释 澄清 、 评估 反 思 、冲突 辩护等 。 解释 澄清主要是引申 、扩展内容 ， 并作出分析和解释 。 冲突 辩护是学习者对信息的理 解有不一致的地方 ，各自列举观点进行辩护 。 评估 反 思则是对已经形成的问题空间或问题解决策略进行的 基本评估 。 最后一个意义单元是观点的提炼与浓缩 。 其 主要的结构是综合 共识 ，亦有评估 反思的结构 。 这 部分主要是总结 、提炼前一意义单元建构的理解 ，不断 评估 、反思观点或