一種創新學習的路徑：“觀點及其持續推進”知識建構過程

[摘要]文章考察了小學三年級科學課堂中的知識建構活動，通過多種數據的收集與處理，了解學生知識創新學習的路徑與效果。研究結果發現：小學三年級學生在知識創新學習中，其知識量的擴展遠遠超出課程標準及教材的“限制”，研究問題的深度在不斷地加強，學生之間觀點的交互程度也在不斷提高；通過知識建構的學習，超越了個體知識，形成了社區公共知識。同時也說明了知識創新學習的關鍵是要堅持以觀點的提出及其不斷深化和發展的路徑。

[關鍵詞]創新學習；知識建構；觀點；推進

[中圖分類號]G40-057 [文獻標識碼]A [論文編號]1009-8097（2013）01-0021-07 [DOI]10.3969/j.issn.1009-8097.2013.01.005

一、引言

21世紀的教育面臨著的最大挑戰在于幫助學生產生和運用新的思想，并將新思想貢獻到生產與生活過程中。Scardamlia和Bereiter認為，從知識社會的基點出發，教育的基本任務就是要幫助年輕一代適應知識創新文化并且在當中找到屬于自己的位置。具體來說，這個任務包括幫助學生發展知識建構能力和使他們成為推進知識創新的社會成員。而中國小學科學的教學當前存在著諸如注重知識的傳授而非方法，聚焦于課本內容的掌握而非各種能力的拓展和科學素養的提升，教學過于形式而沒有真正體現學生的主體性等現象。這些現象表明小學科學課程的教學迫切需要注入新的理論和思想?；谏鲜隹紤]，本研究力圖把國外成功的創新學習理論與中國小學科學課程的教學結合起來，探索變革中國小學生學習科學知識的方法，試圖使學生形成一定的科學素養和掌握系統的科學研究方法體系，將科學學習引向創新學習的方向。

本研究的理論基礎是加拿大多倫多大學知識創新與技術研究所的“知識建構理論”（Knowledge Building）及其教學環境“知識論壇”（Knowledge Forum）。與建構主義的不同之處在于，建構主義強調以活動為中心，在活動中進行學習和建構，而知識建構關注學生所提出的觀點，一切的活動主要圍繞觀點來開展，從而輔助學生推進和發展自己的觀點。知識創新教學理論的核心在于看重學生對生活中真實問題的真實想法的形成和持續改進，它關注問題，而非系統的知識單元或主題；關注思想的持續改進，而非尋找結論性答案；關注集體知識，而不僅僅是個人學習；強調去中心化的開放互動，而非權威控制的互動。近幾年來，加拿大、美國、西班牙、新加坡和香港等國家和地區致力于將知識建構應用于中小學科學、語文、數學、社會等多個學科的教學當中，并取得了相應的成果。相關研究表明，在知識建構的實踐過程中，課堂對話包括異步的論壇在線對話與同步的口頭對話，而有意義的對話是影響學生進行知識創新的重要變量；20世紀90年代研究者在加拿大和美國以小學生為研究對象，對比和研究有無使用知識論壇的學生在成績、溝通與表達能力和元認知等方面的情況，結果發現使用知識論壇的學生明顯有了提升；還有研究者指出，在傳統的學習環境下時常發生的錯誤觀念很難被發現，而在知識建構的過程中錯誤觀念大多會被同伴挑戰，學生解決錯誤觀念時在知識創新上發生了巨大的進步。

由此，變革傳統的教學形式，將知識建構理論引入小學科學的課程教學中具有一定的優越性，并且對于提高學生的學習興趣，培養學生的問題解決能力，創新思維能力等方面有一定的啟發，從而也為小學科學知識的教學提供了導向。

二、研究設計

1.課程開設情況

初次將知識建構理論引進小學三年級的科學課中，首先需要解決的問題是課程調整問題，這種變化不僅需要做整體的規劃，更應該考慮到開展知識建構活動的細節方面。此外，學生的已有經驗和各方面的能力條件、學生的學習活動形式、現有的設備和資源、教師的教學理念和思想觀念等方面都需要有一個新的轉型。

（1）教學計劃

在宏觀架構整個小學階段的教學內容的基礎上，放棄了原先的“螺旋式上升”的教材。本研究把小學階段課程標準中所有涉及“水”的內容整合起來，把“水單元”作為三年級上學期開展科學課程知識建構的活動主題，同時整合信息技術/社會等相關內容。每周教學5課時。一來，水單元涉及的知識點較多，學生在探究的過程中能夠挖掘到更多的知識；二來，水與學生日常生活的聯系更為緊密，更能夠激發學生的學習興趣。

（2）教學內容

“水”作為全班學生共同的研究主題，在實際教學中發展出兩個階段。在第一階段，由于課程標準的制約，教師在水的大主題下提前預設了四個小主題：水的三態，水與我們，水污染，水的分布。以此作為學生研究問題的領域和范圍，避免學生思維過于發散，導致研究內容脫離該主題框架。在第二階段，學生進一步深入研究身邊的水污染情況，該階段是在超越課程標準的基礎上進行的，不受課標限制。

（3）教學過程

學期的教學過程主要分兩個階段：（1）教師設定四個小主題，通過視頻引入，創設情境，引導學生基于“水單元”的四個模塊提出自己感興趣的問題；然后結合多種方式獲取資料，初步形成自己的觀點；進而組織學生進行小組內部的討論，推進觀點的發展；最后進行研究結果的匯報與交流，并總結和評價。（2）研究主題為“里圩河”的水污染情況，學生通過前期討論，為實地考察做好準備工作：在具體考察的過程中，記錄觀察結果，提出自己的問題和猜想；通過水樣的采集、水溫的測量等，對比分析不同地方的水質情況，并作相應記錄，幫助觀點的完善和推進：學生在此基礎上延伸出新的問題和觀點，并持續地深入探究。在學期結束前，教師還要求學生進行研究的反思與總結，回憶并鞏固所構建的有關“水”的知識。

2.研究對象

選取南京市白云園小學3年2班為研究對象，全班共29人。第一階段時，依據學生的自主選擇，全班分為六個小組，分別研究“水的三態”，“水的分布”，“水污染”和“水與我們”四個小主題，其中，研究“水的分布”和“水污染”各有兩個小組。第二階段時，主要根據研究過程中所產生的問題靈活分組，學生也是自主選擇，分為十個小組。

3.研究工具

知識論壇工具既是學生的學習研究工具，同時也是一個評價工具。目前它支持以Applet的形式嵌入形成性評價工具，包括貢獻和參與評價工具、社會網絡分析工具、詞匯量增長評價工具、寫作分析工具、語義分析工具等。同時，知識論壇工具具有很強的交互性，能夠時刻追蹤全班學生在整個學習歷程其知識量和思維上等方面所發生的變化。

經觀察和訪談發現，學生初次認識知識論壇時，興趣很濃，隨著時間推進，學期末學生的興趣不但沒減反而倍增了，其原因是知識論壇界面的交互性，還有點評和發展的功能等方面所起到的作用。學生最初并非為了使用技術而學習技術，而是在產生學習需要的基礎上學會了知識論壇工具的使用方法，從而促進了學習。也就是說，這在一定程度上實現了將技術更好地整合并融入課程教學中的設想。知識論壇工具目前已在國外諸多國家得到了教育領域的廣泛應用，如香港，加拿大等中小學校，而在國內，該工具尚未被推廣。

4.研究方法

數據來源：采取田野工作，通過參與性觀察、訪談、問卷調查、學生的作品分析、視頻音頻材料、知識論壇工具等獲取直接與間接的數據。

數據分析：知識論壇提供了比較成熟的數據分析方法，在知識論壇中，包括短文的瀏覽次數、短文創建的數量、短文相互發展的情況等；學生制作的PPT作品、科學記錄本；學生課堂中的對話內容。

數據分析的核心在于學生在知識建構課堂下的學習效果及其創新學習路徑，重點分析知識方面上的變化。

三、研究結果：診斷與分析

知識建構教學方式并不提倡通過考試來評價學生的學習效果，因為通過建構的知識和技能是無法預設的，它主要在教師與學生的相互過程中動態生成。因此，教師需要隨時關注每個學生的研究進展，并采用嵌入式的過程性評價方式來掌握學生的各方面發展情況。本文通過收集和分析學生在探究過程中動態生成的各種學習成果來了解學生知識創新的相關情況。

1.超越教材的知識量的擴展——生成性知識

在以知識建構為代表的創新學習中，很多教師擔心的是：教學計劃能否在規定時間內完成？學生所學知識能否涵蓋課程標準（教材）？若是會超出課程標準的話，能夠超出多少？在本研究的第二個階段中，所生成的“里圩河的水污染情況研究”本身就是完全超越課標的。因此，筆者的考察重點在于，圍繞課程標準所進行的第一階段學習中，學生的學習結果是否超出了課程標準？若是超出的話，到什么程度？

由此，有關第一個階段生成性知識考量的資料來源于：（1）通過課堂觀察，記錄和統計了學生匯報過程中所提到的一些知識點或概念；（2）學生的PPT作品中所涉及的主要概念和知識點；（3）知識論壇中學生所創建和發展的短文內容。其統計的方法主要是按研究主題（小組）的劃分，對學生進行依次編號，然后參照小學階段課程標準和教材中所有涉及“水”的知識點來分析每個學生都涉及了哪些知識點，知識點各有多少個。最后統計得出學生的總知識量如表1所示。在表1的基礎上，依據研究主題去除其重復的知識點，重新統計出每個主題下的學生進行知識建構后獲取的知識量，同時也對科學課標中有關“水”的總知識量進行統計，比較兩者后得出超出科學課標的知識量，如圖1所示。

從表1可以看出，在不考慮其知識點的重復和學生能力的差異性的情況下，全班學生對于社區知識的貢獻量人均為8，其中編號為10的學生的知識量高達23，筆者經過與相關老師了解并結合平時的課堂觀察發現，該學生學習的主動性和研究興趣強烈，經常會利用課外時間主動與老師、同伴交流或網上查找資料來解決自己的疑問，具有較高的自主學習能力，因此其動態生成的知識量較為突出；每個研究小組對于社區知識的貢獻量均在53左右，其中“水的三態”小組的總知識量低于平均貢獻量，由于有關“水的三態”在課標中所涉及的知識點較多、較難理解，加上小學生本身的知識和經驗有限，所以難以拓展到更多的知識點，相比較“水的分布”，其知識點會更貼近學生的日常生活也容易理解。從個人和小組的知識量可以看出該班級的學生整體上都有一定程度的為社區貢獻自己知識的意識，并以推進社區知識為榮。而在此探究過程中動態生成的社區學科知識總量高達234，這說明學生在無教材或課程標準限制的基礎上建構并獲取的知識是無法預設的，甚至還可以無限拓展，由于知識點之間的相互聯系最終構成了一個社區的知識網絡。

同時，筆者從學生的學期末反思日志發現其實每個學生收獲的知識量大致上無差別，例如，編號2的學生在反思日志中寫道：“水有固體、液體、氣體三種形態，固體是指水遇冷變成冰；液體是指小溪、大海、長江等中的水：氣體是指蒸汽。世界上身體含水量最多的是水母，水占身體的99%。水是人類不可缺少的，沒有水我們眼睛會疲勞、干燥，沒有水，人會死亡，動物和植物也會死亡……”，該學生是研究“水的三態”，從日志中我們發現她還學習到了有關“水和我們”，“水的分布”等主題的相關知識點；再如，編號10和編號22的學生均在日志中提到了關于水的三種形態、水污染的分類和治理、水循環等多個主題的知識。主要原因在于他們都將個人知識貢獻給了整個學習社區，最終形成了公共社區知識；而社區中的每位成員都有權利隨時獲取已形成的社區知識。

由圖1可知，四個主題中“水污染”超越課標的知識量最多，原因在于水的污染與小學生的生活聯系更緊密些，學生也容易理解，其次是水與我們（關于水的災害和作用），再次是水的分布（關于江河湖海洋和水循環），最后是水的三態變化，較為抽象，小學生也較少關注。整體來看，全班學生在建構知識的過程中所獲得的知識點總量遠遠超越了科學課程標準中所要求的知識點或概念，甚至有一部分知識點涉及了初中或其他學科的知識領域，例如海水的淡化技術，分子、離子和化合物，板塊運動，電能法，耗氧物污染，生態系統，核爆炸和天體的墜落等等，知識點都較有深度，這在一定程度上迫使了學生去獲取更多的知識來作為補充和解釋。由此看來，學生獲得的生成性知識不僅在數量或廣度上有所突破，在其深度上也有所延伸，學生正在進行著知識的創新學習。普通教學下，由于時間和教材的限制，學生學到的知識僅僅局限于課本中的內容或課外閱讀材料，遠沒有由學生主動探究所構建的知識來得豐富和深刻。

正所謂眾人拾柴火焰高，一個學生研究一個問題，全班學生一起就可以研究二十幾個問題。假如每位學生都為整個社區貢獻出自己的一份知識，那么最終形成的將是一套關于某個主題的理論知識體系?？傊R建構社區知識的動態形成過程是先有個人知識，然后在知識論壇的支持下經過合作與對話逐漸形成了小組知識，最后在教師與學生或學生與學生或小組與小組之間相互討論下促進了社區知識的向前發展，從而體現了知識建構的終極目標。

2.從觀點到理論的發展——學生問題探究的不斷深入

學生在研究問題的過程中，并不是提出自己的觀點并進行驗證就結束了，還需要對其觀點進行概括和升華，實現觀點的理論化。因此，該部分的考查重點在于，對比兩個研究階段，分析學生是否不斷地深入探究，以及深入到什么程度？

學生探究的深入程度主要結合學生所提的問題的質量等級和數量、學生對問題的解釋程度三個方面來進行分析，其考量的資料來源于學生在知識論壇中所發表的短文。

在第一階段的研究過程中，學生主要圍繞四個主題進行，由于該階段主要以個人的方式進行探究，所以其研究問題存在一些重復；但為了保證學生少走些彎路，教師靈活安排了學生進行及時的分享與交流，以擴展學生的知識面，促進學生對研究主題的全面了解。進行第二階段時，學生根據自己感興趣的問題自然形成了10個小小組，故研究問題以小組的形式共同提出。為了了解學生探究的深入程度的變化情況，筆者根據表2、表3兩個量規來評價和對比兩個階段學生研究問題的數量和等級，以及問題的解釋程度。當學生提出多個問題時，問題深度為所有問題的等級之和與問題數量的比值。例如，某個學生提出了四個問題（一個問題的等級為1，一個為3，兩個為2），那么該學生問題的平均等級為1.5，即問題深度為1.5；問題解釋的深度同理可得出。統計的各項結果為全班學生的平均值（見表4）。

由表4可得出，隨時間的推進，學生探究的問題深度有所增加，從一些關于定義、簡單分類或說明的問題提升到了尋找開放性答案和不同觀點的解釋性問題（如：從“什么是水污染”和“水污染有哪些分類”轉到“里圩河是怎么被污染的”以及“排水管排出的污水從哪里來”等解釋性的問題）；學生對問題的解釋程度從等級2上升到了等級4，即從一開始只是簡單地敘述一些說法、給出真實的信息、圍繞事實或主題“復制粘貼”一些資料，逐步過渡到能夠給出回應或解釋并作出有相關信息支持的推論，最后發展到進一步運用相關例子解釋個人的觀點或想法。并且，相比階段一，階段二高水平的問題數量急劇增加，占所有問題的55%，解釋深度處于中等水平，說明學生的問題解決能力有所提升。整體上，通過一個學期的探究活動，學生對于問題的研究在逐步地深入，問題的復雜性也有所增加，這在一定程度上體現了知識建構理論以觀點的深化為核心的教學原則。

學生深入研究問題的原因主要在于：（1）源于現實提出了多樣化的，有價值的觀點；（2）學生作為積極的認知者，與他人磋商觀點和建立觀點之間的聯系；（3）知識論壇具有跟蹤觀點的變化、可視化觀點和強大的交互性等功能，調動了學生的興趣，促進了學生之間的對話與協助；（4）權威性資源的引入為學生建構知識與深化觀點起了關鍵作用。隨著觀點的演化，學生不斷地發現、解決新問題，從最初的淺顯、簡易的問題逐漸地深化為復雜的、包含多個子問題的大問題，學生的知識結構在探究問題的過程中得到了構建和重組。

3.從個人知識到社區知識的形成——學生線上觀點交互

知識論壇工具為學生提供了一個在線交互的環境，學生在此平臺中通過閱讀、發展、點評等方式能夠形成稠密的短文交互網絡（見圖2）。其網絡結構以節點作為代表，節點之間的聯系用線來表示。用實際已有連線的數量除以所有學生之間可能出現的連線的最大數量所得的數值即為密度，密度分布在0-1之間，邊緣或密度的數值越高，代表社區中學生之間的交互性就越強。

因此，學生在論壇中創建短文的數量、對他人短文進行點評的數量，發展短文的數量可以體現其交互程度的強弱。由于第一階段學生尚未使用知識論壇工具進行線上交流，所以筆者主要考量第二階段時學生在論壇中的交互情況。該階段共分為三個小階段：（1）通過實地考察初步了解“里圩河”水污染的整體情況，在論壇中發表個人短文，并相互閱讀和發展；（2）選擇感興趣的問題，提出自己的猜想并采取合適的方式進行驗證，發展自己的觀點；（3）提出新問題并進行深入調查和探究。那么，不同階段下學生觀點交互的程度如何？觀點交互是否促使了社區知識的形成？由此，筆者通過論壇中自帶的社會網絡分析統計出三個小階段學生的觀點交互情況（見表5）。

研究發現：在研究“里圩河”水污染的過程中，學生相互閱讀、發展的相關數據呈上升趨勢。閱讀密度高，說明閱讀方式是最受到學生歡迎的，并且隨著知識建構活動的開展和時間的推移，學生的閱讀密度從69.45%上升到了82.01%，點評密度由最初的0.00%上升到0.49%，發展密度從7.38%上升到26.1%。結合課程開展的實際情況分析可得出：（1）閱讀密度的變化與研究主題的豐富程度、學生的積極性具有相關性。隨著研究的推進，學生獲取的新知識越來越多并與生活聯系緊密，其求知欲望和好奇心不斷得到增強，這促使了他們將去閱讀別人的短文來了解更多知識，從而相互推進了個人的問題研究；（2）由于點評功能在當時教師沒有給予要求和強化，所以很少或幾乎沒有學生主動對他人的短文進行點評，除個別同學的點評需求較為強烈之外；（3）階段一的發展密度僅7.38%，其潛在原因在于學生初期使用發展功能，其使用意識還不強烈，至階段三時，發展密度有所增加，主要是因為學生研究的興趣度提高了，開始積極地獨立思考了，有更強烈的質疑意識了，能夠對他人的研究提出更好的建議、問題或觀點。發展密度越高，代表學生進行知識建構對話與交流更深入。

整體上，全班學生的交互程度在不斷提高，并在階段三達到最高狀態。交互程度的變化與學生研究的內容和方法、論壇工具本身的特點緊密相關。（1）研究內容貼近學生的實際生活，學生很感興趣，并且所有問題都是學生自身經過深思熟慮而提出的，學生迫切地想弄明白；（2）研究方法的豐富性，即采用了實地調查、訪談、聽講座等方式相結合，避免了研究的枯燥感和信息來源的單一性。（3）知識論壇能夠直觀地顯現出學生之間的交互頻數，刺激了學生的表現力和受關注欲望。總之，學生通過論壇中的創建、發展、閱讀等方式相互交流和建構，逐漸實現了由個人知識向社區知識的發展。

四、研究結論與啟示

本文嘗試探析了在中國小學科學課堂中運用知識建構創新理論指導教學的初步成效，研究結果表明，知識創新學習的關鍵是要堅持以觀點的提出及其不斷地深化和發展的路徑；小學三年級學生在知識創新學習中，他們的知識量擴展會遠遠超出課程標準及教材的“限制”；知識建構型學習活動，應該是一種有目標的意向性活動，學生與科學家一樣都在朝向理論化、系統化的知識建構邁進；知識建構學習會超越個體知識，形成社區的公共知識。

同時，依據已有的實踐經驗和研究結果，本文總結出了關于教師如何引導學生進行科學知識創新學習的相關建議：

1.如何讓學生提出自己的真實觀點

學生進行知識創新的首要關鍵是要能夠提出“真”觀點，但是觀點的產生并非憑空想象、無憑無據的。因此，教師首先需要選擇或者和學生商榷好研究主題，然后創設一定的情境讓學生能夠產生一些自己感興趣并想能深入探究的問題，從而引導學生針對自己的問題提出有憑據地猜測，即觀點。

2.如何推進和深化學生的觀點

學生能否真正地進行知識創新學習，其核心在于觀點的不斷推進和深化。而如何推進觀點也是我們課題組在實踐的過程中遇到的一個關鍵瓶頸，學生從提出真正的觀點到深化觀點這個階段中，教師的作用體現在哪里？學生能否推進？為什么達到某個階段推進不了？諸如此類的問題，目前總結出了幾種方案：（1）在學生深入探究前，選擇問題時需根據不同學生的年齡等特點做調整，教師要及時關注。（2）提醒學生復習和修改自己的觀點。短文和觀點應該是任何時候都能夠被修改的，知識論壇并不像其他的交流平臺當短文一旦被發表了就不允許被修改了。（3）在合適的情境下引入足夠能由于小學生知識和經驗的有限性而導致思維太局限。（4）教師與學生進行對等的討論和引導，可通過追問的策略來啟發學生深入思考，促進學生的理解，進而深化自己的觀點。這正是知識建構理論的“對等性知識發展”原則的體現。（5）給予學生一個支點，例如，提供一個實驗現象給學生觀看或講授一些基本知識讓學生有一個知識儲備，或創造一個能夠引導學生思考、讓學生提出問題并產生更多豐富觀點的情境，這也體現了教師的一個重要作用，即提供研究的支點或支架！總之，深化觀點的關鍵在于要促進學生的理解，而促進學生理解的前提是要求學生投入自己的思考。因此，制造矛盾來產生認知沖突也可能是讓學生投入思考的有效措施。不過這幾條策略仍需要具體運用到教學中不斷地完善，才能促進知識創新學習更好地進行。

顯然本研究不能完全證明知識建構創新理論運用于中國是非常有效的，但是通過初步的研究發現，在以高風險考試為主的中國小學科學課程中能夠進行知識創新教學。我們課題組將持續地致力于推崇知識建構理論在中國小學課堂中的運用，從方法、制度、觀念等層面逐步改革，從而創建適合中國國情的一種創新教學模式。

編輯：小西