知識(shí)分類(lèi)與教學(xué)設(shè)計(jì)：基于KLI理論的解釋

劉爽

〔摘要〕目前，教育與學(xué)習(xí)研究中存在一個(gè)熱議的話題，即在教學(xué)中教師應(yīng)該為學(xué)生提供多少指導(dǎo)？Koedinger等人于2012年提出了知識(shí)-學(xué)習(xí)-教學(xué)（KLI）理論框架，為解決這個(gè)問(wèn)題提供了一個(gè)新思路。該理論將知識(shí)、學(xué)習(xí)過(guò)程和教學(xué)決策進(jìn)行了分類(lèi)，圍繞知識(shí)的種類(lèi)分析了知識(shí)、學(xué)習(xí)和教學(xué)之間的關(guān)系。本文關(guān)注該理論中的知識(shí)種類(lèi)的劃分，并闡述知識(shí)分類(lèi)對(duì)教育設(shè)計(jì)的啟示。

〔關(guān)鍵詞〕知識(shí)分類(lèi)； 教學(xué)設(shè)計(jì)； KLI理論； 知識(shí)成分

〔中圖分類(lèi)號(hào)〕 G44 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕A 〔文章編號(hào)〕1671-2684（2019）03-0022-04

盡管大量教育與學(xué)習(xí)理論為教學(xué)設(shè)計(jì)提供了應(yīng)用廣泛的指導(dǎo)方針，但仍存在一個(gè)爭(zhēng)議，即為學(xué)生提供多少指導(dǎo)更能產(chǎn)生有效的學(xué)習(xí)？一部分研究者認(rèn)為，教師應(yīng)該為學(xué)生提供充分全面的指導(dǎo)，給學(xué)生描述所有的概念或程序，不需要學(xué)生進(jìn)行任何推理（例如，認(rèn)知負(fù)荷理論提倡的樣例效應(yīng)）[1]；還有一部分研究者則強(qiáng)調(diào)為學(xué)生提供低程度的指導(dǎo)（例如練習(xí)）更能促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)[2]。解決這一矛盾的一個(gè)關(guān)鍵因素是學(xué)生所要學(xué)習(xí)的知識(shí)的種類(lèi)，即教學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)施有著特定性，受知識(shí)種類(lèi)的限制。面對(duì)相同先備知識(shí)水平的學(xué)生，不同知識(shí)內(nèi)容的最佳教學(xué)設(shè)計(jì)是不同的。本文闡述了一種區(qū)分知識(shí)種類(lèi)的理論，即Koedinger等人提出的KLI（Knowledge-Learning-Instruction）理論。

一、KLI理論

任何教育理論分析事物的種類(lèi)時(shí)，必須在某個(gè)分析水平上進(jìn)行區(qū)分，例如，認(rèn)知負(fù)荷理論在元素交互性的水平上將知識(shí)分為高元素交互的知識(shí)和低元素交互性的知識(shí)[3]。KLI理論強(qiáng)調(diào)在知識(shí)成分（knowledge components）的水平上給知識(shí)分類(lèi)，知識(shí)成分這個(gè)分析水平介于教育研究中的宏觀群體水平和心理研究中的微觀認(rèn)知水平，這樣是為了幫助解釋各個(gè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域的研究成果，獲得具有普遍性的結(jié)論和教學(xué)設(shè)計(jì)原則。按照知識(shí)成分的性質(zhì)劃分知識(shí)的標(biāo)準(zhǔn)如下：給定條件和相應(yīng)反應(yīng)的變化性、言語(yǔ)性/非言語(yǔ)性、原理性[4]。

（一）知識(shí)成分的給定條件和相應(yīng)反應(yīng)的變化性

為檢驗(yàn)學(xué)生是否理解和掌握了知識(shí)或規(guī)則，教師通常使用測(cè)驗(yàn)（考試和課堂提問(wèn)）來(lái)評(píng)判學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，學(xué)生對(duì)于給定的條件，運(yùn)用已學(xué)習(xí)的知識(shí)做出相應(yīng)的反應(yīng)。Koedinger等根據(jù)給定的條件和相應(yīng)的反應(yīng)（條件-反應(yīng)）的變化性可以把知識(shí)分為“不變-不變”知識(shí)、“變-不變”知識(shí)和“變-變”知識(shí)[4]。例如，為了考察學(xué)生是否掌握了重力加速度g=9.8m/s2這一知識(shí)，要求學(xué)生回答的問(wèn)題是“重力加速度是多少”，學(xué)生的正確反應(yīng)是“9.8m/s2”。在這個(gè)例子中，知識(shí)應(yīng)用的條件和反應(yīng)均是不變的，因此，可將這一知識(shí)歸為“不變-不變”知識(shí)。表1列出了在語(yǔ)言學(xué)習(xí)、數(shù)學(xué)和科學(xué)領(lǐng)域中三種知識(shí)的更多例子。

如表1所示，“不變-不變”知識(shí)的應(yīng)用條件和相應(yīng)反應(yīng)通常是一對(duì)一的映射，而“變-不變”知識(shí)的應(yīng)用條件和相應(yīng)反應(yīng)通常是多對(duì)一的映射。如表1中的例子，以元音發(fā)音開(kāi)頭的可數(shù)名詞前的冠詞應(yīng)該是“an”，這一知識(shí)的應(yīng)用條件可以是“apple”“orange”“hour”等，相應(yīng)的反應(yīng)是不變的，即名詞前用“an”。“變-變”知識(shí)的應(yīng)用條件和相應(yīng)反應(yīng)則是“關(guān)系-關(guān)系”映射，如求組合圖形的面積，將組合圖形分割成若干簡(jiǎn)單圖形，求出這些簡(jiǎn)單圖形的面積的總和就是組合圖形的面積，這一知識(shí)的應(yīng)用條件可以是各種各樣的組合圖形，相應(yīng)的反應(yīng)隨之變化，所以它是“變-變”知識(shí)。

（二）知識(shí)成分的言語(yǔ)性

有些表示關(guān)聯(lián)、類(lèi)別、技能或程序的知識(shí)不容易被學(xué)習(xí)者用語(yǔ)言表述，有些知識(shí)如定理、概念卻可以用語(yǔ)言來(lái)表達(dá)。KLI理論區(qū)分知識(shí)成分的言語(yǔ)性，這一分類(lèi)類(lèi)似于ACT-R理論中的陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)[5]，但不完全相同。ACT-R描述的對(duì)象是不可觀察的認(rèn)知機(jī)制，KLI則強(qiáng)調(diào)可觀察的行為。根據(jù)知識(shí)成分的言語(yǔ)性，可將知識(shí)分為非言語(yǔ)知識(shí)、“惰性”言語(yǔ)知識(shí)和言語(yǔ)知識(shí)[4]。

許多知識(shí)是非言語(yǔ)知識(shí)，例如，學(xué)生能夠?qū)⑾铲o歸為鳥(niǎo)類(lèi)，但不清楚為什么這樣做。Aleven 和 Koedinger發(fā)現(xiàn)，在幾何知識(shí)的學(xué)習(xí)中，相比完成匹配解釋項(xiàng)目的任務(wù)，學(xué)生更多地做對(duì)幾何推理問(wèn)題，說(shuō)明學(xué)生常常能夠完成任務(wù)卻不加以解釋[6]。非言語(yǔ)知識(shí)即為學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中使用卻不做出解釋或言語(yǔ)化的知識(shí)。需要注意的是，非言語(yǔ)知識(shí)或許可以用語(yǔ)言表達(dá)，但學(xué)生們往往不這么做。事實(shí)、概念等知識(shí)可被視作“惰性”言語(yǔ)知識(shí)，也就是學(xué)生只將其言語(yǔ)描述并記憶，并不在問(wèn)題解決或任務(wù)中直接使用的知識(shí)。言語(yǔ)知識(shí)就是學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中將其言語(yǔ)化，并在問(wèn)題解決或任務(wù)中使用的知識(shí)，例如原理、模型等。

（三）知識(shí)成分的原理性

KLI理論指出，“有些規(guī)則、原理和模型有其基本原理，如數(shù)學(xué)定理；有些知識(shí)有著看似任意的規(guī)律性，如英語(yǔ)拼寫(xiě)規(guī)則。因此，知識(shí)成分的基本原理不僅僅是全或無(wú)兩種可能，而是分級(jí)的，具備基本原理的程度（低或高）決定于特定領(lǐng)域的理論發(fā)展的深度。”

表2列出了一些基本知識(shí)種類(lèi)，表中的名稱(chēng)（事實(shí)、規(guī)則等）是常用術(shù)語(yǔ)與知識(shí)成分分類(lèi)的粗略映射，在這個(gè)分類(lèi)中未必一一對(duì)應(yīng)。

二、知識(shí)種類(lèi)與教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）知識(shí)成分的給定條件和相應(yīng)反應(yīng)的變化性與教學(xué)設(shè)計(jì)

根據(jù)知識(shí)成分的給定條件和相應(yīng)反應(yīng)的變化性區(qū)分不同的知識(shí)，這對(duì)于教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)有重要啟示。對(duì)于“不變-不變”知識(shí)（歷史事件、詞匯）和“變-不變”知識(shí)（種類(lèi)、概念等），提取練習(xí)比重復(fù)閱讀更加適合學(xué)生學(xué)習(xí)這類(lèi)知識(shí)[2]；對(duì)于“變-變”知識(shí)（如組合圖形的面積），樣例學(xué)習(xí)相比問(wèn)題解決產(chǎn)生更好的學(xué)習(xí)效果[7]。Koedinger等推測(cè)，學(xué)生所要學(xué)習(xí)的知識(shí)越復(fù)雜，學(xué)習(xí)過(guò)程就越復(fù)雜，包括記憶、歸納和概括、理解，所以教學(xué)設(shè)計(jì)也就越復(fù)雜[4]。

從表1可以看出，“不變-不變”知識(shí)、“變-不變”知識(shí)和“變-變”知識(shí)這三類(lèi)知識(shí)的復(fù)雜性和抽象性依次增加，“不變-不變”知識(shí)最為簡(jiǎn)單具體，學(xué)生需要做的是記憶知識(shí)，不需要進(jìn)行更多的推理。因此，學(xué)生學(xué)習(xí)這種知識(shí)，直接聯(lián)系條件和反應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì)可能對(duì)于學(xué)習(xí)者來(lái)說(shuō)更有效，例如提取練習(xí)。學(xué)生學(xué)習(xí)“變-不變”知識(shí)時(shí)，需要對(duì)變化的給定條件進(jìn)行歸納，并概括出不變的相應(yīng)反應(yīng)。所以，對(duì)于這種知識(shí)，教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)注意幫助學(xué)生歸納條件和概括反應(yīng)，如反饋、標(biāo)記。相比前兩種知識(shí)，“變-變”知識(shí)是最復(fù)雜抽象的，學(xué)生需要理解條件中蘊(yùn)含的關(guān)系，推理出規(guī)則和原理。因而，適合這種知識(shí)的教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)該促進(jìn)學(xué)生理解關(guān)系并建立條件中的關(guān)系和反應(yīng)中的關(guān)系之間的聯(lián)系，如樣例、口頭解釋。

（二）知識(shí)成分的言語(yǔ)性與教學(xué)設(shè)計(jì)

有些學(xué)習(xí)方式能夠提高學(xué)生在近遷移上的學(xué)習(xí)效果，卻對(duì)遠(yuǎn)遷移的學(xué)習(xí)效果不明顯，如采用樣例學(xué)習(xí)的學(xué)生難以學(xué)會(huì)解決與樣例結(jié)構(gòu)性特征不同的問(wèn)題[8]。可能是因?yàn)槠渲荒艽龠M(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)非言語(yǔ)知識(shí)，無(wú)法幫助學(xué)生言語(yǔ)化地歸納和概括規(guī)則或原理。許多“自我解釋”研究表明，提示學(xué)生進(jìn)行言語(yǔ)解釋?zhuān)o(wú)論是自己解釋還是教學(xué)提供解釋?zhuān)┩ǔ？梢詭椭a(chǎn)生有效學(xué)習(xí)[9]。但是當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)非言語(yǔ)知識(shí)時(shí)，如“自我解釋”這樣的言語(yǔ)化活動(dòng)可能會(huì)干擾學(xué)習(xí)[10]。雖然許多教師重視規(guī)則或原理的言語(yǔ)表達(dá)，為了之后可以進(jìn)行推理論證，為未來(lái)學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備，但可能對(duì)當(dāng)前學(xué)習(xí)的效果不明顯。因此，教師在設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)應(yīng)該考慮要學(xué)習(xí)的知識(shí)內(nèi)容是否有必要言語(yǔ)化。

（三）知識(shí)成分的原理性與教學(xué)設(shè)計(jì)

類(lèi)似于考慮知識(shí)成分的言語(yǔ)性，教師應(yīng)該考慮知識(shí)成分的基本原理來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)。KLI理論推測(cè)，有基本原理的知識(shí)所需要的教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)該促進(jìn)學(xué)生建構(gòu)問(wèn)題解決的規(guī)則等，例如課堂討論和解釋性教學(xué)[11]。因此，解釋性教學(xué)等促進(jìn)學(xué)生規(guī)則建構(gòu)的教學(xué)對(duì)于有基本原理的知識(shí)來(lái)說(shuō)是有利的，但對(duì)無(wú)基本原理或原理不具普遍性的知識(shí)來(lái)說(shuō)是沒(méi)有效果的甚至有害（冗余效應(yīng)）[12]。

三、總結(jié)

區(qū)別知識(shí)種類(lèi)對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)的有效性有重要意義，可以幫助解決教學(xué)決策中的矛盾。KLI理論強(qiáng)調(diào)，許多學(xué)習(xí)過(guò)程和教學(xué)設(shè)計(jì)不受限于領(lǐng)域，而是由知識(shí)種類(lèi)決定的，教學(xué)決策不應(yīng)該和學(xué)習(xí)領(lǐng)域聯(lián)系。例如，在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的方面，給學(xué)生提供的教學(xué)通常是樣例、解釋性教學(xué)等相對(duì)較充分的教學(xué)，從KLI理論中我們可以推測(cè)，對(duì)于如圖形面積公式這樣的數(shù)學(xué)領(lǐng)域知識(shí)，純練習(xí)可能是一個(gè)理想的選擇。同樣，第二語(yǔ)言學(xué)習(xí)通常得益于背誦（詞匯），其他方面（語(yǔ)用）可能受益于對(duì)話、解釋和練習(xí)的結(jié)合。

Koedinger等人充分論證了理論的普遍性，教育工作者應(yīng)用該理論時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：第一，理論中的許多結(jié)論是作者基于現(xiàn)有研究的推測(cè)，所以未來(lái)研究需要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證理論中的知識(shí)分類(lèi)是否合理有效，進(jìn)一步探索是否需要對(duì)分類(lèi)進(jìn)行補(bǔ)充或是刪除。第二，教師不僅要針對(duì)知識(shí)種類(lèi)的不同設(shè)計(jì)教學(xué)，還要注意學(xué)生的先備知識(shí)水平，也就是說(shuō)，知識(shí)種類(lèi)不是教學(xué)決策的唯一決定因素，只是在實(shí)際教學(xué)中學(xué)生的先備知識(shí)水平通常基本一致（學(xué)生的年級(jí)相同，要學(xué)習(xí)的知識(shí)通常是新知識(shí)）。第三，該理論對(duì)知識(shí)的分類(lèi)并非否定其他教育學(xué)家的知識(shí)分類(lèi)，這個(gè)分類(lèi)和其他理論相比，它們對(duì)知識(shí)的分析水平不同，應(yīng)用的領(lǐng)域也有所不同，例如，認(rèn)知負(fù)荷理論只關(guān)注復(fù)雜學(xué)習(xí)領(lǐng)域，而KLI理論則強(qiáng)調(diào)原理應(yīng)用領(lǐng)域的普遍性。

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（作者單位：遼寧師范大學(xué)心理學(xué)院，大連，116029）

編輯/于 洪 終校/肖亦華