問題解決學習活動中知識建構的過程與規律研究

[摘要] 知識建構是問題解決學習活動的核心目標。通過分析問題解決中知識建構的過程，可以幫助研究者剖析活動中知識形成和發展的過程，調整優化活動設計方案。本研究利用案例研究的方法，分析了問題解決活動中學習者進行知識建構的會話特征、具體過程和互動結構等，得出了三個結論。1.問題解決知識建構的會話數量隨著知識建構層次的升高而減少，更多的會話集中于信息分享層級，在理解層級以上的會話數量偏低。2.在問題空間構建階段主要的知識建構過程是對信息的分析和加工；問題解決策略選擇階段是對信息進行新情境下的分析、綜合，并不斷評估解決方案。3.問題解決學習活動的互動結構總體可以分為信息加工、建構觀點和方案、提煉或濃縮觀點與方案三個大的意義單元。

[關鍵詞] 問題解決； 知識建構； 在線協作學習； 在線學習活動

[中圖分類號] G434 [文獻標志碼] A

一、引 言

問題解決在線學習活動通常是圍繞現實生活中的一些結構不良的問題，尋求解決方法的學習活動。其強調將學習設置到有意義的問題情境中，通過個人或小組協作的方式解決問題。[1]根據上述界定，結合問題解決的教學設計研究，可以進一步將問題解決在線學習活動定義為將學習目標設置到特定的問題情境中，根據問題解決的教學序列來設計學習任務，通過引導學習者扮演不同的問題解決角色，以小組協作的方式完成學習活動，活動最終的目的是幫助學習者構建問題相關的知識結構，并提高在線學習效果。

問題解決學習活動的核心目標是幫助學習者建立特定知識領域的認知結構。[2]這個過程與知識建構密不可分。通過分析問題解決中知識建構的過程與規律，可以幫助設計者制定活動設計方案，提高活動設計的效果。本研究利用了三種CSCL研究中知識建構的分析框架，剖析了問題解決學習活動過程中知識建構的過程和規律，試圖為此類學習活動設計提供參照。

二、問題解決學習活動中

知識建構的分析框架

本研究選取了CSCL活動過程會話原型、問題解決知識建構的互動過程模型、話語分析框架等三種分析工具，從宏觀、中觀和微觀等三個層面對問題解決學習活動中的知識建構過程進行分析。見表1。

（一）CSCL活動過程會話原型[3][4]

問題解決學習活動主要的知識建構過程是學習者以小組為單位，通過會話，探索對于問題空間和問題解決方案的理解。本研究利用CSCL活動過程會話原型來分析小組成員知識建構的會話特征。

（二）問題解決知識建構的互動過程模型

甘永成提出了一套用于學習論壇知識建構分類的編碼系統，為分析知識建構提供了很好的工具。該模型實際上是一套研究論壇知識建構話語結構及意義的工具。[5]王陸教授結合上述框架提出了一個虛擬學習社區中小組問題解決知識建構的意義單元分類框架，包含“提問—響應、闡釋—澄清、沖突—辯論、綜合—共識、評估—反思、情感（人際交流）”六種議題單元。[6]

由于該框架是針對虛擬學習社區而設計的，筆者針對問題解決學習活動的需求，對此議題單元進行微調，形成了分析問題解決學習活動中知識建構的互動過程模型。該模型包含6個意義互動的單元：提問—解釋、引用—解釋、沖突—辯護、闡釋—分析、綜合—共識、評估—反思。提問—解釋指一位學習者提出一個簡單的問題，另一位學習者利用資料或觀點回答問題。引用—解釋指學習者引用一段材料或觀點，并在后續分析解釋該材料。沖突—辯護是指一位學習者提出對觀點的不同意見，另一位學習者表示贊同或否定意見。闡釋—分析指學習者對提出的觀點進行進一步分析，并提出自己的認識。綜合—共識表示學習者綜合觀點，另一部分學習者表示贊同，從而達成對某項觀點的共識。評估—反思指學習者對觀點進行評估，反思其適宜程度。

（三）話語分析框架

上述工具主要針對知識建構的會話特征及互動過程進行分析，其不足在于可能會割裂某一議題的意義，不能夠完整反應小組成員知識發展的過程。話語分析工具可以針對上述缺點，進行有效補充，有助于從微觀的層面，分析小組成員針對某一議題形成和發展知識的過程。柴少明依據CSCL 中協作意義建構的特點，確定話語分析的框架主要包括情境、結構、功能、意義和中介工具等要素。[7]本研究選取情境、結構和功能等三個要素進行分析。情境主要指支撐學習者進行協作學習活動的社會文化環境。結構主要指話語的語法或語篇結構，如陳述自己的意見、反駁對方觀點的句子結構以及句子之間或者語義之間的銜接、連貫等。這里主要是指6個意義的互動過程。功能，即話語所實現的具體功能，話語實現的具體作用。

三、研究方法

本研究主要采用案例研究的方法，對案例涉及的數據主要采用內容分析和話語分析的具體方法。按照RobertK.Yin的觀點，案例研究適于對一些既有現象進行解釋，分析現象的形成和運行狀況，也適合對現象作出縱深描述。[8]本研究試圖使用案例來進行描述性研究，描述問題解決活動中知識建構的過程及特征。

內容分析的方法是以測量變量為目的，采用系統、客觀、量化的方式研究和分析傳播行為的方法。[9]在本研究的內容分析引用中需要注意的是選擇文本分析單位。文本分析單位一般有五種，包括帖子、句子、段落、意義單位、語內表現行為。[10]本研究需要處理在線實時和非實時兩類交互文本。在線實時交互的文本主要以句子或段落的形式呈現，而非實時文本主要以帖子形式呈現。上述兩類文本的結構相差比較大。根據上述情況，本研究統一選取意義單位作為文本分析的基本單位。這里的意義單位是指討論某個觀點的主題。例如：“一提到遠程教育，首先要說的就是師生分離。我認為，面對遠程教育師生分離的狀況，教師與學生的角色必然發生改變。”這一段話就可以理解一個意義單位，這個意義單位論述了遠程師生分離帶來的角色變化。

（一）研究問題

1.問題解決學習活動中圍繞問題進行知識建構的會話特征是什么；2. 在問題空間構建和策略形成階段，知識建構的具體過程是什么；3. 在問題解決過程中，小組學習者進行知識建構的互動結構是什么。

（二）研究案例

本研究所采用的網絡學習環境為安博網絡教學平臺。該平臺具有使用簡便、維護方便、易于管理等特點，可以為教師提供活動內容及資料呈現，具有學習路徑追蹤、交互數據導出等功能，便于教師分析活動過程中形成的數據。

（三）問題解決在線活動設計

本研究所采用的問題解決學習活動結構如圖2所示，主要構成要素分為問題情境、問題解決角色、任務、資源與工具等四個部分。學習活動主要引導學習者對問題相關信息進行分析和批判，分為構建問題空間和形成問題的解決方案兩個階段。

1. 問題情境

問題情境可以理解為問題發生的環境或背景，是承載問題結構和內容的載體，可以分為三個部分：一是呈現真實問題發生的背景，如時間、空間、環境特征，主要負責創設真實的問題解決環境；二是提供問題解決應當考慮的限制性條件或線索，如問題解決的資源、條件限制、問題相關信息的來源等；三是提供學習者提取領域知識的相關線索。

2. 問題解決角色

問題解決學習活動的角色主要有兩方面的作用：一方面，角色可以維系小組協作的社會性關系，促進小組成員進行集體的協作和知識建構；另一方面，小組角色規定了學習者圍繞問題解決任務進行的認知操作。

3. 任務

任務是學習者參與活動具體的操作步驟，是學習者應完成的具體事務。問題解決中的任務主要包含兩個步驟：構建問題空間、生成解決方案。

4. 資源與工具

四、數據分析

（一）問題解決學習活動過程會話分析

1. 活動過程會話層級分析

從各層級會話所占的比重進行分析，信息交換層次的會話最多，約占總體的63%。在這一會話層級中，學習者主要根據資料或綜合信息形成對問題的基本認識。其次是理解信息層級。在此層級中，學習者針對信息交換層級收集的資料，進行解釋和引申，體現了學習者對資料的加工與整合。值得注意的是理解信息層次的會話一般在信息交換之后，兩者比例約為1∶3，此數據說明有接近60% 的信息處在簡單分享的層級，并未進行達成深入加工。應用分析層級的會話約占7%，這個層次的會話是學習者在理解的基礎上，根據問題情境對知識進行整合和重組。綜合信息約占6%。在該會話層次中，學習者一般利用活動提供的繪圖工具，用概念圖或思維導圖的形式，輔之以文字說明來提煉總結信息。評價層級約占3%。這一層級主要是學習者在新的情境下應用知識，形成方案或報告方案實施的成效。從問題解決學習活動各層級會話所占比例來看，會話的數量隨著知識加工層次的升高而降低，其中約60%以上的會話停留在信息分享的層次，理解信息以上層級的會話在總量中所占比例偏低。見表2、圖3。

2. 問題解決在線學習活動知識建構核心階段的會話分析

綜上所述，結合兩階段會話內容可知，問題空間構建階段的主要知識建構過程在于對信息的分析和加工，而問題解決策略選擇階段著重于對信息進行新情境下的分析、綜合，并不斷評估解決方案。

（二）問題解決學習活動小組互動結構分析

1. 知識建構的互動過程

根據問題解決知識建構的互動過程模型，本研究選擇三個小組問題解決過程中產生的論壇信息、實時討論信息作為分析對象，提煉了小組成員圍繞問題討論的互動結構。

第一組的學習活動討論主要是在實時討論區中進行的。該小組問題空間構建的認知加工過程主要分為三個階段。第一階段，學習者對問題情境信息的分析與討論，小組成員結合資料信息，不斷從情境信息中提取線索，構建問題空間。這個過程主要包含提問—解釋、引用—解釋、解釋—澄清等三種對話結構。小組成員不斷整理可用信息，構建基本的問題空間。第二階段，學習者對形成的問題空間進行評估和反思，組內隨即產生了不同的觀點，組員之間進行沖突和辯論。這個階段主要包含評估—反思和沖突—辯護兩個認知過程，學習者對不同的問題空間進行甄別篩選，并就不一致的觀點達成共識。第三階段，小組成員形成對問題空間基本一致的認識，主要包含綜合—共識。值得注意的是，并非所有小組均會對問題空間達成共識，是否達成共識會直接影響后續的策略形成。問題解決策略形成的過程主要包含兩個子階段：第一階段是引用觀點并加以分析，形成問題解決的基本策略，主要包括引用—解釋、解釋—澄清兩種對話結構；第二階段是對策略進行反思和評估，綜合觀點，選擇適宜的策略，主要包含評估—反思、綜合—共識兩種結構。從知識建構的特點來看，第一小組70%以上的互動內容集中在社會性和信息交換的層次，其主要的知識建構活動是基于對信息分析和篩選，這個結果可能與小組大部分活動在實時討論區中完成有關，更多進行的是信息層面的互動，難于對信息進行充分的歸納和整理。

第二組參與的構建問題空間可以分為兩個子階段。由于學習者對此次活動主題比較陌生，因此大家第一階段主要對活動所提供材料進行分析，分析的目標是為構建問題空間提供依據。小組互動過程經歷了提問—解釋、引用—解釋、解釋—澄清、引用—解釋等一系列對資料分析的循環，但上述循環并沒有評估信息，也沒有總結達成共識，學習者只是充分理解信息。第二階段開始有學習者進行綜合信息，試圖提出結論，來結束問題空間構建的過程，這個階段主要互動過程是綜合—共識。問題策略形成的過程相對比較簡單，由于學習者對此主題不熟悉，因此只能引用成熟的解決方案構建策略，組內其他成員也未提出反對意見，小組成員默認了唯一的問題解決方案。策略形成階段主要的互動是引用—解釋、綜合—共識。第二小組知識建構的特點在于，由于活動涉及的內容學習者不是非常熟悉，因此，大量的互動圍繞對問題空間的理解，對問題解決策略進行綜合歸納的互動較少。

第三小組參與構建問題空間的互動過程主要特點在于小組成員對資料進行大量引用、分析，提煉問題空間的架構，因此主要互動過程為提問—解釋、沖突—辯護、引用—解釋、引用—解釋、引用—解釋。選擇問題策略的過程則分為三個階段。第一階段學習者引用資料，并進行解釋，之后的學習者進行總結。第二階段，學習者提出了新的信息，對原有的策略進行補充，隨后進行總結。第三階段，學習者評估了問題解決的方案，并進行反思調整，最終確定策略。這個過程包含了三個循環，主要包括：引用—解釋、綜合—共識、引用—解釋、綜合—共識、評估—反思、綜合—共識等六個環節。第三小組知識建構的特點在于有接近23%的互動是圍繞知識的綜合分析形成問題解決策略，并評估該策略的可行性。

對話產生的情境是學習者在分別閱讀完學習活動后，所進行的第一次討論。討論的目標是確定如何理解問題信息，并確定問題解決的目標。對話的結構包括解釋—澄清、提問—解釋、評估—反思等三個結構。首先，組長P1對問題解決學習活動提供的信息進行了充分的分析，對學習任務進行了進一步的分解，這屬于對信息的解釋環節。P2對組長的解釋進行了回應，澄清了其中的關鍵環節和操作，以上是解釋—澄清的結構。P3表示對問題不甚理解，需要再看看，P2提示她直接看教學大綱中的活動信息，以上結構屬于簡短的提問—解釋。最后，組長提出了對問題情境信息的理解，學習者P3對此理解中的兩個項目進行了評估，提出并完善了理由。學習者P2對整體對話進行反思，提出了上述分析導致的結果。從話語的功能進行分析，整段話語其實是構建問題空間，形成對問題解決目標及路徑理解。學習者在參與此學習活動前，并不了解專升本相關的信息，因此缺乏解決此問題的經驗。通過閱讀材料及對話，學習者逐漸明確了需要解決的主要問題及問題解決的一般路徑，對整個問題有了概括性的認識。具體的過程包括組長首先對信息進行分析和加工，小組成員建構的問題信息的理解，最后集體評估反思理解觀點。

五、研究結論

（1）從問題解決學習活動各層級會話所占比例來看，會話的數量隨著知識建構層次的升高而降低，總體會話特點在于更多的會話集中于信息分享層級，在理解層級以上的會話數量偏低。在理解層級以上的知識建構中，學習者較少對方案和觀點的可行性進行綜合和評價。結合具體數據，有約2/3處于信息分享層次，學習者僅僅是簡單呈現信息或提問，未對信息進行充分分析；約有1/3的信息被學習者在理解層次中繼續加工整合，建構成新的觀點；在高層次（層次高于B級）的知識建構會話中，學習者對知識進行綜合與評價的會話約占總體的24%。

（2）問題解決學習活動過程包括問題空間構建和問題解決策略選擇兩個環節。在問題空間構建階段的主要知識建構過程在于對信息的分析和加工，而問題解決策略選擇階段著重于對信息進行新情境下的分析、綜合，并不斷評估解決方案。

上述研究結論為問題解決學習活動的設計提供了可供參考的經驗，但是由于本研究結論主要基于單一案例分析得出，要得到更高效度和信度的結論還有賴于對更多的案例進行分析與研究。