國際遠程教育領域設計性研究應用圖景

馮曉英　陳鵬宇　宋瓊

摘要：隨著我國教學改革的逐步深化，作為一種新的研究范式，設計性研究為教學改革研究提供了新的方法論指導。通過對國際遠程教育領域7本核心期刊2007-2016年58篇設計性研究文獻的深入分析發現，設計性研究由于具有情境性、迭代性、研究目的與產出雙重性、方法多樣性等特性，被廣泛應用于探索技術支持的教學解決方案，尤其集中體現為計算機輔助學習軟件工具的設計與開發、教師專業發展和基于真實情境的學習等三大主題。在方法運用上，大多數設計性研究均采用定量與質性相混合的方法收集與分析數據。在過程設計上，近一半的設計性研究既有設計框架又有理論框架，其中理論框架為設計性研究奠定科學基礎，設計框架為實際研究提供明確的操作路徑。在成果產出上，大多數設計性研究既有理論成果也有實踐成果，理論成果體現為教學策略、教學理論、設計框架、設計原則等，實踐成果體現為軟件系統、課程、教學輔助工具等。綜而觀之，科學開展設計性研究要把握好三個關鍵要素：明確雙重研究目的與產出、設計理論框架和/或設計框架、設計循環迭代。

關鍵詞：遠程教育；設計性研究；應用圖景；研究方法；質性元分析

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1009-5195（2018）02-0065-09 doi10.3969/j.issn.1009-5195.2018.02.008

一、 問題提出

設計性研究是近年國際教育研究領域興起的一種新興的研究方法論，它強調研究與開發相結合，致力于生成新理論、開發教育新產品和解決實際的教學問題。

設計性研究通常也被稱為“基于設計的研究”（Design-Based Research）（The Design-Based Research Collective，2003）、“設計研究”（Design Research）（Cobb，2001；Edelson，2002；Collins et al.，2004）、“開發研究”（Development Research/Developmental Research）（Brown，1992；Collins，1992；Richey et al.，1996；Akker，1999；Richey et al.，2003），還有學者稱之為“形成性研究”（Formative Research）（Walker，1992；Reigeluth et al.，1999）。從名稱上不難看出，與傳統的教育研究方法不同，這是一種關注并強調設計與開發的研究范式。筆者認為設計性研究是研究者和教學實踐人員共同合作，通過設計、實施、分析和再設計的迭代過程，基于真實情境設計教學干預，旨在解決教學實踐問題并生成設計理論或原則的一種研究范式。設計性研究具備5個基本特征：

情境性。設計性研究的教學干預是情境化的，并且在某一情境中長期開展，因此其研究結果也必然是面向真實情境的（Cobb，2001；Edelson，2002；Collins et al.，2004）。

迭代性。設計性研究是設計、實施、分析和再設計的迭代過程，通常需要經過多輪迭代，并在迭代過程中“靈活修改設計方案并客觀評價研究結果”（Brown，1992；Collins et al.，2004），以期通過反復迭代形成不斷完善的設計產品和理論。

合作性。設計性研究不是研究者脫離實踐的活動，而是要求研究者和教學實踐工作者長時間緊密合作完成（Brown，1992；Collins et al.，2004）。

研究目的與產出的雙重性。設計性研究具有雙重研究目的和研究產出，既有理論目的與產出，也有實踐目的與產出（Edelson，2002；Shattuck，2013）。不僅要改進教學實踐、形成設計產品，而且要通過研究發展理論，形成設計理論或原則。

方法的多樣性。設計性研究強調研究過程中的形成性評價，系統地記錄、分析和反思研究過程和結果，在此過程中可以綜合運用多種研究方法收集數據。與傳統的教育研究方法不同，設計性研究收集和分析數據的目的不在于“驗證”，而在于“改進”。

自上世紀90年代末設計性研究被引入教育領域，在國際教育研究領域引起巨大反響。很多學者認為，長期以來教育研究的成果一直難以直接應用到教學實踐中，教育研究與實踐之間一直存在難以逾越的鴻溝，使得大多數教育研究的成果難以落地，而設計性研究的出現，為填補這道鴻溝提供了鑰匙（Collins et al.，2004；Dede，2005；梁文鑫等，2006；李琳等，2012）。我們認為，教育技術和遠程教育領域格外需要關注設計性研究范式，理由有如下三個方面：

第一，設計性研究為教育理論與教學實踐之間搭建了橋梁。傳統的教育研究方法著作和教材通常將教育研究類型分為兩類：理論研究和應用研究。按照D. E.司托克斯對科學研究的象限模型（D.E.司托克斯，1999），大多數教育研究或者落在以追求認識為目標的第二象限（基礎研究），或者落在以應用為目標的第四象限（應用研究）。而設計性研究因其既追求實踐問題解決和產出，又追求在改進實踐的同時產生理論，因此落在既以求知為目標、又以應用為目標的巴斯德象限（見圖1）。設計性研究既面向實踐、又提升理論的雙重性目的，使得設計性研究不僅能直接產出改進教育實踐的產品，而且能產出有推廣價值的理論成果，并且由于其理論成果在真實教學情境中不斷迭代優化，因而往往能夠直接指導實踐。不僅如此，設計性研究還為應用教育理論指導實踐提供了途徑。

圖1 設計性研究與司托克斯象限模型

第二，設計性研究為教學設計和產品開發提供了研究方法論支持。與傳統教育領域的研究不同，教育技術和遠程教育領域有很多研究與實踐著眼于設計或開發產品，例如設計教學方案、教學策略，設計開發網絡課程、學習環境、移動學習工具等。這些研究對于改進教學實踐有著直接意義。然而傳統的教育研究方法多為“分析科學”（Analytics Sciences），即基于數據展開分析，而并非“設計科學”（Design Sciences）（Collins et al.，2004）。在設計性研究出現以前，這類設計開發類研究一直面臨著窘境——盡管研究者可以運用實驗法、問卷法、訪談法等方法來評價驗證最終的效果，但是卻難以找到恰當的研究方法來闡釋和指導整個研究過程。設計性研究的出現，恰為這一類研究提供了研究方法論支持，并為研究成果的合理性解釋給出了令人信服的方法論依據，而且還為規范這一類研究提供了方法論指導。

第三，設計性研究為解決真實復雜情境下的教育問題和教育創新提供了新的思路。傳統的教育研究方法非常關注教學干預，其主要思路是發現或驗證教學干預的效果，例如驗證某種教學干預與學習成效之間的因果關系。為了保證驗證結果的嚴謹性，研究過程中研究者必須嚴格控制干擾因素或變量。為此，很多研究者認為，這種在研究者“精心創設的情境”中證明有效或成功的教學干預，盡管在理論上有一定價值，但是卻很難被推廣應用到真實復雜的教學情境中（The Design-Based Research Collective， 2003；Amiel et al.，2008）。設計性研究同樣非常關注教學干預，其本質上也是一種干預主義。然而設計性研究不是簡單的設計干預和驗證效果，而是從一種更加系統和整體的角度去看待教學干預和創新。設計性研究強調基于真實情境、真實問題設計教學干預或教育創新方案，并在設計、實施、評價、再設計、再實施、再評價的反復迭代中，實現對教學干預或教育創新方案的不斷優化和改進。因此，設計性研究能夠恰當地把教育實踐、研究、信息技術有機地整合，并從中產出有推廣價值的理論成果和實踐產品。設計性研究為信息技術背景下真實復雜問題解決和教育創新提供了新的思路和框架。

作為一種新的研究范式，設計性研究有其特有的研究框架與過程，同時由于在真實情境中展開，設計性研究又有其復雜性。那么，何時適合開展設計性研究？設計性研究課題最關鍵的是什么？開展設計性研究的要素有哪些？如何保證設計性研究的信效度？本文采用文獻計量法和內容分析法，對國際遠程教育領域核心期刊近10年來應用設計性研究的實證研究文獻進行分析，期望能夠幫助研究者更加科學、規范地應用設計性研究范式。

二、 研究設計

1.研究對象與抽樣

本研究的抽樣對象為2007-2016年間出版的文獻，采用目的抽樣，選取《Australasian Journal of Educational Technology》《British Journal of Educational Technology》《Computers & Education》《Education Tech Research Development》《 Educational Technology & Society》《Distance Education》《International Review of Research in Open & Distance Learning》等7本國際教育技術和遠程教育領域的核心期刊。在谷歌學術中輸入關鍵詞“Design-Based Research”，共搜索到這7本期刊2007-2016年共刊發了180篇文獻。經過進一步篩選，排除無關、思辨與綜述類文章，最終選取58篇實證性研究文獻作為本研究的分析對象。

2.分析方法與編碼框架

本文將從發表年代、雜志分布、領域與主題、研究目的、循環與周期、數據收集與分析、研究框架、研究成果等8個維度進行分析。以下為對應維度的編碼框架：

研究領域和主題。根據教育對象的不同，本文將研究領域分為三大類：高等教育、基礎教育（K12）和繼續教育。此外，本研究借鑒張偉遠（1999）對遠程教育領域研究主題的劃分，將研究主題分為計算機輔助的協作學習、教師專業發展、真實情境下的學習、移動學習、科學教育、游戲學習、混合學習、認知學習、基于問題的學習、自主學習和其他，共11類。

數據收集與分析方法。根據文獻中常見的方法，最終確定的數據收集方法有：問卷調查、觀察、訪談、量表與測驗、文本分析、內容分析、網絡行為分析和其他。數據分析方法主要有定量分析、定性分析、混合分析三類。

研究框架。設計性研究需要一個理論框架或設計框架，用以指導設計性研究在循環的不同階段以及不同循環之間應該遵循的原則、規范以及順序，可分為理論框架、設計框架、雙重框架三類。

研究成果。設計性研究的成果包括理論成果和實踐成果，其中理論成果包括教學策略、教學理論、設計框架、設計原則等，實踐成果包括輔助工具、課程、軟件系統、網站社區等。

3.內容編碼與一致性

本研究的編碼工作由兩位編碼員共同完成。首先，兩位編碼員對分析框架及編碼規則進行討論，并達成共識。其次，從研究樣本中隨機抽取 10 篇文獻，兩位編碼員采用背對背的方式進行預編碼。再次，兩位編碼員針對不一致內容進行討論，修訂預編碼結果。最后，兩位編碼員采用背對背的方式對剩下的48篇樣本文獻進行編碼。總體編碼統計結果表明：兩位編碼員的編碼一致性為85%。

三、研究結果

1.發表年代

設計性研究作為一種新興的研究范式，最近10年在教育領域受到研究者和實踐人員的持續關注。從2002年設計性研究被正式提出以來，研究者對其進行了大量討論。當學術界對設計性研究這一概念逐漸達成共識后，應用該方法解決實際教學問題、改善教學效果的實證性文獻逐漸增多。特別是2012年以后，設計性研究的實證研究數量呈快速增長趨勢，在2015年達到高峰。

2.雜志分布

本研究的分析樣本選自7本國際教育技術和遠程教育領域的核心期刊。7本核心期刊都發表了設計性研究的實證論文，說明設計性研究作為一種新的研究范式，已經得到國際教育技術和遠程教育領域的認可。其中，《Computer & Education》發表的最多，占全部樣本的27%，《Education Tech Research Development》與《Australasian Journal of Educational Technology》次之，各占全部樣本的19%，教育技術領域的老牌期刊《British Journal of Educational Technology》也同樣非常關注設計性研究，發表了10篇設計性研究的實證研究論文，占全部樣本的17%。

3.領域與主題

設計性研究方法被廣泛應用在教育的各個層次，高等教育與K12這兩個領域的研究比重最大，可見發生在校園內的正式教育是設計性研究方法最常見的應用情境。但是分析結果也顯示，隨著移動設備普及、知識更新速度加快，走出校園以外以提升職業技能、生活技能或豐富自身知識儲備的非正式教育，也逐漸成為基于設計性研究的熱門領域。

從文獻研究主題分布可以看出，設計性研究被廣泛應用于探索技術支持的教學解決方案，例如基于問題的學習、真實情境的學習、移動學習、科學教育、游戲學習、混合式學習等。這些主題的共同特點是具有強烈的情境性，與設計性研究的特點十分契合。其中，研究文獻中涉及最多的主題是“計算機輔助學習環境或軟件”（占比21%），其次是“教師專業發展”（占比16%）和“基于真實情境的學習”（占比12%）。

（1）計算機輔助學習環境或軟件

設計性研究被廣泛用于指導計算機輔助學習軟件工具的設計與開發。其中很重要的一個原因是，迭代性符合計算機輔助學習軟件工具自身開發與設計的過程規律，而這種設計與開發的迭代與改進正是設計性研究范式所具有的獨特性與優勢。例如，Starcic等（2013）進行了為期兩年的DBR研究，探究實體用戶界面（TUI）對教學和學習的重要性。整個研究過程包括三次迭代，第一次迭代設計了一個用于幾何教學的TUI，第二次和第三次迭代則在幾何教學課堂中應用并改進該TUI。該研究結果不僅有利于TUI在幾何教學中的設計和實施，也有利于計算機輔助環境下幾何概念的教學和學習。

（2）教師專業發展

有效的教師專業發展應當是基于真實教學情境的，脫離教學情境的教師培訓很難真正促進教師的專業發展。因此，設計性研究也適用于教師專業發展主題的研究。例如，為了促進教師使用信息技術工具，實現由“以教師為中心的教學”向“以學生為中心的教學”之轉變， Wang等（2014）經過4年多的教學觀察、1輪DBR循環，利用混合方法研究了認知工具對教師課堂實踐和學生讀寫技能發展的影響。結果顯示：教師的課堂實踐發生了顯著、積極的變化，逐漸讓學生掌握了技術的應用；對學生ICT技能的發展以及科學課程的學習，均有積極的影響；描述了未來教師專業發展項目的設計原則，如長期性、教師的所有權、翻轉課堂等，為教師運用認知工具提供了參考依據。

（3）基于真實情境的學習

設計性研究同樣十分適合基于真實情境的學習。隨著人們對知識轉換成能力的重視，越來越多的教師希望能夠在一個真實的、促進能力發展的情境下進行教與學，通過設置一種真實的教學情境，幫助學生更好地實現知識的內化、情境的關聯與能力的生成。例如，Ozverir 等（2016）運用DBR的研究方法探索了大學英語課程中一個真實的在線學習環境的使用情況。該研究持續兩個學期，共兩輪迭代，以3名教師及其班級的學生作為研究對象，每班有20～24名學生。該研究通過訪談、視頻記錄、教學觀察等獲取數據，并運用質性方法分析數據，研究發現實現真實學習的關鍵是要有真實的活動。

4.研究目的

對58個實證研究案例的研究目的進行分析后發現，盡管早期一小部分研究被用于驗證設計性研究在不同研究領域的適用性（2篇），但是隨著設計性研究被教育領域的逐漸認可，設計性研究主要被用于兩類研究目的：探究促進學習過程（33篇）以及探究設計產品的有效性（23篇）。設計性研究由于特別適用于教學設計和產品設計的研究范式，因此常常被用于驗證設計產品的有效性以及設計產品的改進，例如能否提高學生學習成績，能否提高學生滿意度等。同時，相當一部分設計性研究也關注并探究教學設計或產品設計作為一種教學干預是否促進了學生的學習以及是如何促進的。顯然這兩類研究目的，一類偏于實踐目的，一類偏于理論目的。值得一提的是，由于設計性研究的雙重目的性，很多研究同時兼有這兩類研究目的，但通常更偏向理論性的目的，即在設計、完善某個教學設計或產品設計的同時，更多地探究這種教學干預促進學習的過程。

5.循環與周期

迭代性是設計性研究的重要特性。已有設計性研究多以“迭代”或“循環”來描述每一輪完整的循環迭代過程，每一輪迭代中通常包含設計、實施、評價、修訂四個階段。

通過分析發現，設計性研究通常不超過4輪循環迭代。近一半的設計性研究只進行了1輪循環迭代，進行2輪或3輪循環迭代的研究各占22.4%，進行4輪循環迭代的研究僅占約4%。每增加一輪循環迭代，研究的成本與周期也將相應延長。從樣本分析可以看出，能夠進行3輪以上迭代的研究，其周期一般為3年甚至更長。例如，Long 和Hall（2015）歷時6年才完成了一項3輪迭代的教師培訓項目。因此盡管多輪迭代能幫助我們得到更加完善的產品解決方案，但研究者應根據所具備的研究條件和可行性來設計研究的迭代次數。從已有研究來看，通常一項設計性研究在進行3～4輪后，就能夠得到比較理想或合理的研究結果。

設計性研究中循環迭代的目的在于修訂與改進其理論成果或實踐成果。例如，Ozverir 等（2016）的設計性研究旨在構建英語真實學習的設計框架，通過2輪循環迭代，對最初所提出的真實學習活動設計原則進行了修訂，最終形成11條真實學習活動的設計原則。又如，Yueh等（2014）的研究旨在設計開發虛擬納米生物技術實驗室的數字課件，通過1輪循環迭代，對最初設計的數字課件進行修改，使得最終開發的數字課件能滿足“e-learning課件質量標準3.0”的大部分維度。

6.數據收集與分析

設計性研究要解決真實教學情境即復雜環境中的教學問題，因此需從不同角度全面收集數據，這是保證研究效果的必要環節。表1顯示，76%的設計性研究中采用量化分析方法，81%的設計性研究中采用質性分析方法。其中64%的設計性研究采用了“定量+定性”的混合式數據分析方法，可見混合式數據分析方法是設計性研究中數據分析的主要方法。

第一，明確雙重研究目的與產出。設計性研究的重要特點是兼具理論與實踐的雙重研究目的與產出。一方面研究者需要通過對真實實踐問題的分析，提出研究目的，即通過研究將形成怎樣的設計產品，這種實踐產出既可以是軟件、工具、課程等“硬”產品，也可以是教學策略、教學方案等“軟”產品。另一方面，在形成實踐產品的同時，研究者還要設想該設計性研究將形成怎樣的理論成果。這種理論成果可以是設計原則、策略、理論框架等，也可以是針對該實踐問題提出的更有推廣價值的解決方案。是否具有理論性研究目的與產出，也是設計性研究區別于行動研究的關鍵所在。

第二，設計理論框架和/或設計框架。研究者必須在研究之初提出設計性研究的理論框架或設計框架，該理論框架或設計框架就是研究者針對實踐問題所提出的解決方案。后續的循環迭代都是為了實施、驗證、修訂該解決方案。然而，與以實驗研究為代表的傳統教育研究方法不同，設計性研究的主要目的是探究和改進解決方案，而不是簡單地驗證解決方案。因此，設計性研究中，研究者最初提出的解決方案可以是粗糙的、不完美的，而常常需要在長期的、多循環的設計性研究過程中不斷去發現和完善。

第三，設計循環迭代。迭代性是設計性研究的重要特征。循環迭代的設計對于保證設計性研究的信效度非常關鍵。因此研究者需要認真設計每一輪循環迭代，以下問題可以為研究者提供引導：（1）我將選擇怎樣的情境實施本輪設計性研究？教學情境是否符合研究目的的需要？實踐者（如教師）能否與研究者進行有效協作？該情境是否適合開展多輪循環迭代？多輪迭代時，研究者可以選擇相同的情境（如同一門課）開展研究，也可以根據需要在每一輪迭代中選擇不完全相同的情境。（2）本輪設計性研究的問題是什么？既然設計性研究的循環迭代是增量的，那么每一輪都應比上一輪有所優化和改進，因此研究者在設計時，需要明確每一輪研究的目的和問題是什么？與上一輪研究的區別何在？（3）本輪設計性研究將如何收集、分析數據？每一輪數據收集、分析的方法都可能有所不同，需要依據本輪的研究問題來選擇。由于設計性研究中數據收集與分析的最終目的在于“改進”解決方案，而非“驗證”，因此研究者在設計數據收集與分析方法時，應多關注過程性評價數據和質性數據的收集。

五、 結束語

隨著我國教學改革的逐步深化，設計性研究為教學改革研究提供了新的方法框架指導。然而，設計性研究不僅是一種新的研究范式，而且其每一輪研究都要求與傳統教育研究一樣嚴謹，因而對研究者提出了更高的挑戰。本文對近10年國際遠程教育與教育技術領域核心期刊的設計性研究實證文獻進行了梳理與分析，期望能夠為我國研究者和實踐者有效應用設計性研究范式開展研究提供方法上的參考和借鑒。

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收稿日期 2017-10-15 責任編輯 劉選