基于設計的研究在知識建構閱讀教學中的應用

顧夢婷 張義兵

摘 要：一般而言，基于設計的研究通常被認為是一種研究方法。不容忽視的一點是，基于設計的研究也是一個整合設計與研究的系統化過程，原因在于其強調在具體教學情境中通過不斷應用、評估、修正迭代過程來干預實際問題的解決，同時它也注重數據的挖掘及其對應的理論解釋與創新。知識建構教學是基于原則的創新式教學，學生從提出真實的觀點到最終構建出社區理論，其中不乏有多次的設計改進，基于設計的研究這樣一種貼合實踐的研究方法與知識建構教學的結合點在于真實情境的問題解決、理論的境脈化、持續優化的迭代設計這三個方面。從研究方法的角度來提升知識建構教學，以及從教學方法的角度來運用基于設計的研究，兩者都具有一定的創新意義。本文以真實的科學閱讀教學為例，闡述基于設計的研究作為研究方法與作為教學指導的協同作用，可以為一線教師、教育研究者提供靈感，推動基于設計的研究在知識建構教學中的設計與研究。

關鍵詞：基于設計的研究；迭代設計；知識建構；閱讀教學

中圖分類號：G4 文獻標志碼：A 文章編號：2096-0069（2018）03-0069-06

作者簡介：顧夢婷（1993— ），女，江蘇蘇州人，南京師范大學碩士研究生，主要研究方向為知識建構、學習科學；張義兵（1967— ），男，江蘇連云港人，南京師范大學教育技術學教授、博士生導師，主要研究方向為學習科學、知識建構、教育技術基礎理論、中小學信息技術教育等。

知識建構（Knowledge Building，簡稱KB）是學習科學領域中的一種創新式教學理念，核心是學生的意向性學習和社區知識。從知識建構看來，學生是積極的認知者，不僅要學會主動學習，不斷增加個人的知識廣度、深度，同時還要對他人、對社區的知識負責，與社區成員協同學習，共同提升社區知識的理論體系。在這個過程中，知識建構常常會鼓勵學生開展知識建構討論、閱讀權威資料、動手做實驗、短足旅行和專家交談等活動[1]，這種新式、開放的教學方式的落實，給當前的教學帶來很多挑戰。特別是當研究者想采用傳統實驗時，無關變量需要控制，實施的程序要求相對固定，實驗過程中學生彼此需要隔離，研究者要保持價值中立等。試問，課堂活動的主動權本就在學生手中，如何在動態、靈活的學習過程中控制教學活動的走向？學生不是沒有思想的物品，又怎么忍心強行限制學生的真實學習？在鮮活的課堂上滿是好奇心的學生中間，教師如何與學生保持距離和中立？再者，學習是連續的，從個人的真實觀點到社區理論的建構，是一個不斷迭代的過程，一個學期都有點短，實驗又能持續多久？

基于設計的研究（Design-Based Research，簡稱DBR）最早可以追溯到安·布朗（Ann Brown）和艾倫·柯林斯（Allan Col-lins）[2]的設計實驗，國內研究者也有稱之為教育設計研究[3]的。它是在真實的情境中開展研究、設計工作的新方法，需要隨著時間的推移而改變學習環境，通過多次迭代，收集有效證據，并將結果遞歸到未來設計中的一種較為系統的研究方法[4]。基于設計的研究同時考慮理論和實踐，斯托克斯（Stokes）將科學研究劃分為四種[5]：“純基礎研究”“純應用研究”“空白象限”以及“由應用引起的基礎研究”。一線教師往往忽視實踐中的真實問題，急于尋找一些治標不治本的法子來埋沒這些研究的閃光點。鑒于此，基于設計的研究選擇與一線教師協作，從真實情境出發，不僅需要理論作為改進問題的依據，還需要在真實情境中將理論再度合理化，最終促成問題解決、理論提升。但如若在還沒有領悟研究的核心要素及操作方法前就貿然上手，研究的規范性及其信效度必將備受質疑。故文章先從研究方法切入，厘清基于設計的研究指導教學的核心特征，而后再從教學角度出發，解讀基于設計的研究究竟該如何實操。

一、基于設計的研究何以能夠指導教學實踐？

基于設計的研究一方面容許研究中存在多種獨立的變量，接受研究過程中動態突變的內容；它是多種研究方法的集合，提倡用視頻、互動分析等方法深入到社會交互的協作、對話過程中；它收集的數據是細微、多樣的，這些數據只有在經歷多維度的量化、嚴密的推演后，才能被用來驗證干預成效；它的迭代性以及持續創新的研究出發點對于實踐研究來說，無疑是佳音。另一方面，研究得到的理論最終還是需要落地，即到教學中去接受現實檢驗。基于設計的研究規避了傳統實驗結果無法適應真實情境的問題，以一種新的視角來解讀教育研究，將設計與驗證的過程融合到了一起，把研究員從實驗室請到了教育前線，縮短了理論與現實應用的距離。圖1呈現了基于設計的研究的四大核心要素：設計、理論、問題、自然情境[6]，文章從這四個要素出發進一步闡釋基于設計的研究是如何指導實踐的。

（一）真實情境的問題解決：動態生成

基于設計的研究起點是現實教學中生成的問題，真實的問題就要到現實的教學中去尋找。雷夫（Lave）認為：“我們有理由懷疑，所謂的認知實際上是一個復雜的社會現象。頭腦中的知識，與頭腦外的復雜社會并不是一一對應的關系，而是以一種與社會無法分割的形式存在著[7]。”換句話說，問題解決的過程與人的思維、身體、活動，與其他參與者，與整個情境都是不可分割的。問題在不同時間段、不同情境中可能不像預設的那般簡單，研究者往往需要面對劣構性問題，需要包容在與環境交互過程中動態生成與演變的現象。雖然問題的復雜性、生成性有助于彌補理論假設的單一、刻板，但這同時也對研究者提出了更高的要求，比如從理論視角剖析問題的改進策略，又如選擇合適的評價體系預測、驗證理論對問題的解釋效果，那究竟理論與情境是一個什么樣的關系？

（二）理論的境脈化：人工制品

若要用理論解釋教學實踐，就得看理論在真實的教學實踐中是否行得通，能否境脈化。理論往往較為抽象、不可測量，將理論物化到教學中，可以借助課程設計、教學策略、規則文化、技術產品、環境設計等人工制品來觀察，這些人工制品一旦實施成功，就將深化其背后潛在的、有意義的假設或理論。首先，研究者需要根據問題開展溯因分析，依據特定的理論設計可操作的人工制品干預教學，然后到真實情境中去收集數據，檢驗理論是否發生了作用。這個過程往往需要多次迭代，需要研究者與教師切磋琢磨，以及從行政人員、開發商等多個利益相關者的角度來思考，致力于迭代的協同設計[8]。研究者或許也會采用準實驗等研究方法來探明人工制品作用過程的內在機制，這個過程不但能推進理論在新的教學實踐中境脈化，甚至有機會進一步創新理論。但需要注意的是，理論相對不變，境脈是動態多樣的，從特定境脈中抽出的理論，其推廣有局限性。基于設計的研究要求在研究過程中提供一致、清晰的推理線索以及科學的研究方法，正如斯托克斯對“微小的泛化”（Petite Gen-

eralization）[9]的解釋，一個闡述得很詳細且經過嚴謹執行的設計有助于其他研究者在不同情境中將境脈中的理論重新境脈化。那研究者該如何開展設計？

（三）持續優化的服務：迭代設計

教學實踐中的一次應用往往解釋力度小且帶有巧合性，學生長期的發展目標也難以在一兩次干預中就能實現，真實的教學往往需要兩輪及以上的迭代來驗證干預效果。在這個過程中，基于設計的研究把設計、實施、檢驗、修正到再設計的迭代本身及其所處的情境都視作需要服務的對象。迭代設計相對好理解，但是情境設計往往被研究者所忽視。舉例來說，我們常用測試的方法來衡量設計的有效性。就像為了提高期末成績，教師不惜舍棄學生的好奇心、自主學習的權利一樣，很多研究者并沒有反思他們收集到的學習效果到底是以什么為代價的。巴拉布（Barab）和斯夸爾（Squire）認為，學習科學研究的重點不僅是觀察研究實施的過程和結果，還包括系統地建設學習情境以促進理論的產生和發展[10]，也就是說，教學干預的迭代不單是為了解決實踐問題、促進學生學習，還要厘清學習是如何發生的。研究者需要收集大量的真實數據、一手案例，同時也要科學、客觀地分析這些數據，比如借助學習分析思考如何讓學生利用好個性化、形成性評價工具進行自主評價，如何借助大數據挖掘學習共同體的社會網絡促進社區交互，如何處理好評價與隱私等倫理道德問題……不斷優化的技術和分析方法為迭代、為情境的設計提供了保障，研究者可以與企業協同設計教學平臺，甚至可以期待變革學校乃至整個生態系統來優化教學。

為了促進學生學習，研究者不但要與一線教師協作解決現實問題，還要提升設計的理論價值，驗證學習發生的內在機制，生成可被其他研究者借鑒的人工制品。不斷優化的設計過程往往需要多次迭代，研究者要將迭代本身及其所處的整個情境都納入設計的范圍。但迭代也并不是無限大、無窮遠的，一次研究多圍繞一個核心問題，貫穿迭代的理論支持也多是基于特定視角的，比如知識建構。基于設計的研究作為一種系統的方法論，自然情境中的問題、理論、迭代設計這三者該如何運用到知識建構教學中？

二、知識建構教學應如何引入基于設計的研究？

知識建構鼓勵教師根據知識建構原則靈活設計教學過程，教師對教學的設計需求正好為基于設計的研究提供了良好的契機。同時，知識建構真實、持續的知識創新過程，為基于設計的研究檢驗干預效果、分析認知黑箱中的內部機理提供了可能。近年來，在學習科學領域布朗、柯林斯、巴拉布等人的文章中，以及王其云、王文靜等人的著作中，有關基于設計的研究的理論綜述已非常翔實。心理學家皮亞杰、維果斯基，實用主義哲學家杜威、詹姆斯等人的教育思想將基于設計的研究與知識建構融合到一起，使得國內外教育技術領域的學者偏向于從知識建構教學中探索基于設計的研究的應用路徑。

在基于設計的研究的真實案例中，教育干預類型大致可歸為教學策略、教學模式、技術產品、課程、學習環境等五個層次[11]，其中主要集中于數學、科學、讀寫、素養教育領域及課程開發領域。張建偉所做的關于促進知識建構共同體的集體認知責任[12]等案例都用真實數據驗證了基于設計的研究應用于知識建構教學的可行性。知識建構作為一種比較新式的理念，研究團隊該如何協同表征真實課堂中的問題，用什么原則來干預，迭代中如何驗證干預的發生。基于此，本文以小學科學課“蠶的研究”這一真實教學為例，嘗試解答基于設計的研究究竟應該如何操作。

（一）教學中的真實問題及其表征

教學發生在南京某小學的科學課中，科學教師已有五年知識建構教齡，學生了解知識建構及其網絡支撐平臺——知識論壇，能借助知識論壇開展協作學習。“蠶的研究”多以活動的形式開展，知識建構鼓勵學生在養蠶、寫筆記的基礎上，開展探究，完成自己的一個課題。上述有關課堂的基本信息及知識建構的基本思想都是研究所處的真實情境，研究者必須提前進入情境，做好信息收集工作。

1.問題從哪來

研究者通過現場的觀察筆記、課后的視頻分析、網絡的數據評價、知識建構相關文獻及研究團隊的探討活動等來聚焦研究問題。一開始有可能是非常小的一個問題，比如學生常把資料復制到知識論壇中，也不做理解分析。通過進一步的觀察訪談，似乎閱讀并沒有像實驗一樣受師生關注，是不是科學課不需要閱讀？但權威性資料的建構性使用對知識建構非常重要，閱讀對科學素養的意義何在？閱讀該如何實施？

2.問題的實踐意義及理論解讀

科學課只借助實驗生成的社區知識往往停留在淺層，缺乏系統性。同時，科學課程標準將閱讀視作科學探究的一個重要環節，學生要以事實為依據，不從眾、不輕易相信權威與書本，面對有說服力的證據，能調整自己的觀點，樂于嘗試運用多種材料、多種思路、多樣方法完成科學探究[13]，由此分析，科學課對閱讀有一定的需求，可能缺乏相應的閱讀策略和指導，從而使閱讀停留在了表層。研究者綜述了國內外知識建構閱讀教學進展，發現尚未構建出明確的深度閱讀策略和評價體系。故研究者借鑒了莫提默四層次閱讀[14]，從方法層面定義閱讀深度，參考適合科學的閱讀策略及評價體系，最終將研究問題基本框定為如何用知識建構促進科學課的深度閱讀。

上述便是對研究問題的表征過程，研究者進一步嘗試預研究，引入策略，讓數據說話，有可能會在實踐中擴大或縮小研究問題，如進一步聚焦用協同閱讀策略來促進學生的深度閱讀。當然，預研究也有可能會被并到設計中直接操作。

（二）閱讀理論支持的教學設計過程

學習內容是學生建構出來的，具體每節課的內容是不可預設的。教學設計往往在上課前一天才會被最終敲定，以原則為導向的設計理念非常歡迎新研究的加入，可以說，知識建構教學是學生在課堂上做學問，教師在教學中做研究。教師關注的是全面的教學設計，下面主要從研究者視角剖析相關閱讀的教學設計。

1.知識建構原則與閱讀策略的融合

本研究深度閱讀的四個層次分別是較為淺層的基礎、檢視閱讀、相對深層次的分析、主題閱讀。研究使用內容分析法對四層次進行編碼分析。科學探究過程中常見的閱讀集中在資料查找及學生討論環節。研究者需要剖析不同環節學生停留的層次，然后設計策略改進教學。本研究融合了知識建構原則及相關的閱讀策略，以知識建構對話原則為例，見表1。當學生圍成圈對話的時候，研究者需要追蹤前沿的協同閱讀究竟是如何開展的，個人—小組—社區的閱讀活動應如何組織，不同層次的閱讀策略該如何融入到對話中，不斷琢磨、改進干預的過程往往就是理論創新的過程。

2.知識建構閱讀教學的真實過程

策略引入后，生成的學習過程以及師生的表現都是可分析的素材，素材的記錄與整理對后期的教學設計、對其他研究者的借鑒意義都很大。下面選取課堂交流片段來展示閱讀是如何融入到科學活動中的，背后的閱讀設計思路會在迭代設計部分做重點闡述。

課堂交流是觀點改進的黃金時間，每次的交流主題會借助知識論壇有前途的觀點工具（Promising Ideas），投票選取最受歡迎的觀點。最終生成了蠶的飼養、身體構造、蛻皮、桑葉與絲這四節課。教師請相關主題的學生介紹最新研究進展，鼓勵同伴之間互相提出建議、質疑、建立聯系，時間充足的話還會請其他有新發現的小組前來做介紹。經觀察，閱讀資料是探究蠶的首選方法，幾乎每節課都會有資料的交流，資料多為學生自發查找，如蠶蛻皮的原因，有時候教師提前預備的資料也會被討論推向講臺。在資料的協同閱讀過程中，教師會將分析閱讀的策略滲透其中，以支架或對話等形式引導學生，最后將學生達成共識的知識繪制成思維導圖，升華成為社區知識。

（三）基于設計的研究在教學過程中的迭代設計

教學設計為便于教學指導相對宏觀，迭代設計則更為聚焦、細致，這兩個過程實則是同步進行的，針對課堂交流過程，文章將從問題、設計、實施、反饋，到聚焦新問題的研究視角再次剖析。在開展閱讀交流前，本研究其實已經根據實踐問題開展了以資源推送、教師改觀為主的兩輪迭代。經分析，目前學生整體停留在檢視閱讀，主要是因為學生的閱讀交流局限在小范圍，考慮到教學正好進展到全班交流環節，故選取協同閱讀策略推進學生的分析閱讀，實際上，每一輪迭代內部也是由多次小迭代構成的。

1.協同閱讀策略的引入

第一次課：蠶的飼養，依據個人—小組—社區模式，學生首先探討自己的養蠶經驗，而后教師自然而然地引入“養蠶注意事項”這一段資料來做總結，學生在不到10分鐘的時間內就結束了討論。其原因可能是資料選取過于簡單，教師沒有引入分析策略激發學生的閱讀需求。

第二次課：蠶的身體構造，學生首先自己畫蠶，再對比標準圖，教師引導學生提問，蠶的嘴和腳的特性激發了學生的好奇心，因沒有資料及其他證據的支持，20分鐘后，討論因低效的爭論被迫停止。

2.閱讀需求及權威意識

第三次課：蛻皮，學生自主查找資料，并借助知識論壇發表閱讀心得。這次課整整交流了40分鐘，教師協助學生整理核心概念圖，比如蠶蛻皮次數、過程等，學生在此基礎上補充、質疑，區分自己與資料觀點的不同，用事實、觀察等進行論證。最后，尋找概念之間的聯系，引出下一步可能研究的問題。在這個過程中，針對一個知識點的討論深度不夠，原因在于每個學生閱讀內容不同，在沒讀懂資料的前提下很難達成共識。

3.閱讀方法與閱讀理解

第四次課：桑葉，學生當堂閱讀同一段資料，研究者通過問題單收集了學生閱讀理解及閱讀方法的反饋。在40分鐘的全班討論中，學生不僅準確點出了文章的論點及論據，有學生還因不同意資料的觀點，轉而著手于實驗設計以期反駁資料。也有同學當場就拿出了另一本書，指出兩者的矛盾處，由此引發了新的閱讀討論。研究者通過對閱讀理解評分，把不同閱讀方法的均分進行了可視化表達，如圖2所示。

有強烈求知欲的學生、帶著問題及猜測來閱讀的學生理解分數普遍較高，這對應了閱讀需求及權威思維的重要性。不同的學生閱讀理解差異比較大，慣用的閱讀策略也不穩定，需結合個人、全班輸出的觀點進一步分析。整體來說，學生在個人閱讀環節多停留在提問、概括、聯系自己的生活經驗來解釋資料上。而當全班協同開展閱讀討論后，補充、推理、評價、論證、尋找新信息的過程都帶動了出來。由此可見，融入閱讀策略的協同閱讀能推動學生的意向性學習，最終使學生走向深度閱讀。下一步迭代可能會聚焦于意向性學習與閱讀策略的整合。雖然這三次小迭代不太成熟，但這個過程確實是在嘗試改進協同閱讀，確實也為深度閱讀內在機制的剖析提供了可能。

三、結語

基于設計的研究從問題開始，參考理論，設計策略，收集數據，分析反饋，是一個整合設計與研究的系統化迭代過程，它與知識建構的結合點在于，知識建構教學內容的動態生成性與面向真實問題的研究起點不謀而合；以原則指導教學的知識建構為研究的理論設計與創新提供了可能；知識建構最終所構建的意向性學習、社區知識體系等目標，同持續優化的迭代設計相得益彰。但在運用基于設計的研究來設計知識建構教學的同時，研究者還需注意的是，知識建構的動態性對研究的迭代設計要求比較高，需要研究團隊收集情境中的真實數據，熟讀大量的理論依據，站在不同的立場設計分析，避免為了設計而設計；在復雜的情境中收集、統計、分析數據，其操作的嚴謹度、信效度，需要研究者深思熟慮、自我規范；基于設計的研究解決的是現實問題，所得結論也同樣受到情境限制，單個研究的理論創新無法擴及到更大的情境范圍，需要更多的知識建構實踐研究來使理論再度境脈化。可以預期的是，隨著基于設計的研究的發展和成熟，知識建構也必將能為整個社會帶來更為深遠的學習效果。

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[13]中華人民共和國教育部.教育部關于印發《義務教育小學科學課程標準》的通知[EB/OL].（2017-02-06）[2018-01-05].http：//www.moe.edu.cn/srcsite/A26/s8001/201702/t20170215_296305.html.

[14]艾德勒，范多倫著.如何閱讀一本書[M].郝明義，朱衣，譯.北京：商務印書館.2004：16-21.

（責任編輯 喬磊）