慕課論壇中教師回復對學生認知發展的作用
——基于布盧姆認知分類學

王 泰 楊 梅 劉炬紅

(1. 華中師范大學 教育大數據應用技術國家工程實驗室，武漢 430079；2.詹姆斯麥迪遜大學 圖書館，哈里森堡市 22807，美國 )

一、引 言

經濟全球化的浪潮催生了教育資源的全球覆蓋。建設大規模在線開放課程(慕課)是快速提升教育資源影響力的手段。慕課具有免費、豐富、自由、易于訪問等優勢，受到許多學習者的喜愛。

交互在教育中的地位舉足輕重。遠程教育的交互有三種形式：學習者與學習內容的交互、師生交互以及生生交互(Moore, 1989)。慕課論壇(又稱討論區或留言板)中發生的交互是教師、學習者與管理人員基于文本的同步或異步的交流與互動(王美月，2017)。這種交互彌補了在線課程視頻只能觀看、無法雙向溝通的不足。

國內慕課論壇通常由三個板塊組成：老師答疑區、課堂交流區和綜合討論區。其中，老師答疑區是老師回答學生提出問題的地方；課堂交流區呈現的是以教學內容為主題的討論；綜合討論區是與同伴分享經驗與問題的地方，涉及課程、學習、工作、生活等話題。

本研究關注慕課論壇中發生在老師答疑區的師生交互。我們以安德森等人(Anderson et al., 2001)提出的布盧姆認知分類學(Bloom,1956)修訂版為依據，重點探索教師參與在線討論前后，學習者在認知層次上發生的變化，特別是觀察教師怎樣回復能夠顯著地促進這種變化，從而使慕課主講人或者助教能夠從本研究中得到啟發，更有效地提升學生的認知層次。

二、文獻綜述

(一)布盧姆認知分類理論

布盧姆(1956)提出了教學目標分類理論。該理論將教學活動的整體目標分為認知、情感、心理活動三大領域。每個領域又對應著一系列目標層次。2001年安德森等人出版了《面向學習、教學和評價的分類學——布盧姆教育目標分類學的修訂》一書(簡稱修訂版)。修訂版將原版一維的分類框架擴展為二維，即知識(分事實性、概念性、程序性和元認知)與認知過程。在認知過程維度中，原來的六個層次被修改為：記憶、理解、應用、分析、評價和創造(原版及修訂版對比見圖1)。修訂版還給出了認知層次的標識詞。這是后來許多學者拓展布盧姆分類學的基礎。

布盧姆分類學及其修訂版已廣泛應用于教育研究。目前，國內研究側重于將布盧姆分類學應用于教學設計，如教案設計(王瑞霞，2007)、課堂設計(閆晶晶，2012)、教材設計(肖春雨，2017)等。具體策略是將學習素材分配到不同的認知層次。學生通過完成相應的學習任務，使自己達到對某個知識認知的教學目標。在慕課領域，王志軍等(2014)提出將認知分類法與交互相結合的框架，建立不同類型慕課的教學目標與認知分類法之間的對應關系。

相較于國內，當前國外相關研究的重點轉移到依據認知分類理論測量學習過程，包括標定學習過程經歷的認知階段，如伊肯和凱斯金(Ekren & Keskin, 2017)以及希克森等(Hixon et al., 2011)的研究工作。芒曾邁耶和魯賓(Munzenmaier & Rubin, 2013)還據此測量在線討論的質量。這種做法的理論依據來自泰勒(Taylor, 2002)，他認為對語言現象的任何深入分析可以推測人類的認知能力。從語言學角度看，動詞是句法結構和語義結構的中心，對認知類動詞及其句式的研究可以考察人的認知活動(張明輝，2008; 馮璐璐，2015)。布盧姆修訂版約定：在語言特征上，表達認知水平的語法格式通常是“某種方式(名詞)做某事(動詞)”。據此，季清華等(Chi et al., 2018)列出了教學行為的89個書面要求，以動詞和名詞短語的形式對學生認知行為分類。

本文也將依據上述約定，在專業課教師的輔助下測量教師給慕課學習者認知層次帶來的變化。

(二)學生在線學習行為的互動類型

季與懷利(Chi & Wylie, 2014)根據學生的認知行為區分互動程度，具體分為：交互式(Interactive)、構建式(Constructive)、主動式(Active)和被動式Passive(簡稱ICAP)四種分析框架。曹萌(2017)將學生在慕課論壇的提問內容分為管理類、內容類、與內容無關的寒暄、平臺操作類和其他共5類。迪克森(Dixson, 2015)將在線學習行為分為觀察型與應用型。肯特等人(Kent et al., 2016)將在線論壇的交互視作社會網絡構建，交互方式分內容創作與內容消費兩類，這種分類與迪克森(2015)的分類異曲同工。細分互動類型是深入研究的第一步。但是現有研究尚不清楚互動行為對哪個認知層次產生了明顯的影響，更不清楚教師在這一過程中所起的作用。

(三)教師反饋與學生的認知

反饋指告知學習者的實際學習狀況或表現。雷伯德和施瓦茨認為(Leibold & Schwarz, 2015)反饋是在線教育者對學生的重要干預措施。考克斯等人(Cox et al., 2015)發現教師的反饋至關重要。麥卡錫(McCarthy, 2017)在為期1年的實驗中，測試課堂中師生、生生以及在線生生三種反饋后發現，學生更重視教師的反饋，且在線學習環境可以幫助學生克服語言或社交障礙。對于生生反饋，學生要具備較高的認知能力，才能進行具有反思性質的知識建設。波普塔等人(Popta et al., 2017)認為只有這種反饋，才是有效的同儕反饋。塞等人(Thai et al., 2017)發現在不同的教學環境中(翻轉課堂、混合式學習、傳統課堂以及在線學習)，教師介入后，學生平均成績都提高了。斯特勞(Straub, 1996)提出6種策略優化教師在線批閱的效果，增強學生在社會、認知和教學三個維度的收獲。

綜上所述，慕課論壇交流的文字語言，可以作為學習者知識加工的外顯形式，是甄別學習者認知模式、知識建構水平和自主探究能力的重要依據。教師正是據此識別需要擴展的學習內容并將其與學習目標聯系起來。現有文獻對慕課學生認知層次的探究不夠，特別是尚未考慮教師在影響學生認知層次變化方面的作用。本課題以布盧姆認知分類理論及其修訂版為依據，探究慕課論壇中教師回復對學生認知層次的影響。

三、研究設計與方法

(一)研究環境與樣本

本研究使用Python作為編程語言采集樣本。樣本來自中國大學慕課平臺上開設的“新媒體概論”(https://www.icourse163.org/course/ZJU-21002)數據。這門課以下簡稱“新媒體x”，x表示開課次序，從2014年9月到2018年3月，共開設了8次。該課程是浙江大學開設的國家精品課程，選課人數眾多，每學期授課內容與測試題設置相同。課程內容主要探討新媒體與社會之間的互動關系，包括社會力量對新媒體的塑造、新媒體對社會的影響。課程探討了新媒體的概念、特征、形式、內容和歷史，同時關注新媒體的采納、擴散、倫理和法治，以及新媒體在政治、經濟、文化和社會結構上對社會的影響。

(二)研究設計

研究步驟(見圖2)分數據采集、數據處理和對比分析三個階段。

圖2 研究步驟

在數據采集階段，研究者編寫Python程序，使用Selenium自動化框架，模擬瀏覽器訪問慕課論壇，提取“新媒體概論”開課信息、課程參與者信息(ID和角色，即該ID是學生還是教師)和老師答疑區的交互內容(包括交互文本和發布時間)，還用其數據分析工具包numpy和pandas進行計算和分組。

在數據處理階段，研究者提取交互內容的語言特征，標記參與者的角色(學生與教師)。在修訂版已有的認知過程標識詞的基礎上，在新聞與媒體專業授課教師的輔助下，研究者利用語言與認知層次之間的映射關系，獲得認知層次隨時間變化的序列。

在對比分析階段，以教師是否參與某次討論作為分組的依據，對比分析學生的認知層次在教師參與前后的占比變化，再比較某個層次占比是否發生顯著變化，或者某個成分是否有明顯上升或者下降趨勢，并采用瓊姬-特普斯特拉(Jonckheere-Terpstra，簡稱瓊-特檢驗)檢驗(Jonckheere,1954; Terpstra,1952; Wong et al., 2015)。

(三)認知層次標識詞選取標準

現有文獻暫無對識別認知層次的標志性詞語或短語的通用稱呼。布盧姆(1956)稱之為認知層次關鍵詞，芒曾邁耶和魯賓(2013)稱之為行為導向動詞。本文參考已有的命名方式，將這類短語命名為“認知層次標識詞”。基于丘奇茲(Churches, 2015)和瓦爾克等人(Valcke et al., 2009)的工作，本研究收集了244個英文認知層次標識詞標識6個認知層次，然后結合認知語言學中認知動詞(張明輝，2008)與布盧姆修訂版框架，針對我國在線教育的現狀進行翻譯，合并含義相同的標識詞，并適當增加一些，例如，增加了“百度”作為“記憶”這個認知層次的標識詞，最終確定符合中文討論區用語習慣的122個認知層次標識詞。在新聞與媒體專業授課教師的輔助下，標定的認知層次舉例如下：

記憶：威廉斯指的是誰？(天那么黑你卻看不見 2016/4/29)

理解：技術決定論解決方法中“油門”怎么理解？ (碧果兒 2016/11/13)

應用：新媒體如何才能很好地運用于學校？(匿名 2016/3/15)

分析：電影和攝影有什么區別？(孟令斌 2016/10/12)

評價：如何看待各位學者對新媒體的定義與理解？(未來已來mooc4 2017/10/20)

創造：計算機會不會“取代”人腦？(邊緣人ykt1450917881109 2016/3/9)

四、結果與討論

(一)答疑區分析

我們約定老師答疑區具有如下結構的帖子為主題帖：標題、內容及回復(可選)。標題是發帖人對內容的概述，內容是發帖人對該標題的詳細描述，回復為該主題下所有討論帖(其數量可能為0)，教師的公告貼排除在外。在老師答疑區中，研究者共采集到主題帖1077個，教師參與討論601次。由于“新媒體8”中老師答疑區主題帖總數(23)是前7次開課最小值(61)的37.7%，且教師發帖量(5)是前7次開課最小值(20)的25.0%，后續的統計結果不考慮第8次開課這一異常情況。

(二)學生與教師的認知層次分布

本研究以周為單位分別累計“新媒體1”至“新媒體7”師生在老師答疑區中表現的認知層次。由于每次開課的時間跨度是10周，第10周后的發帖計入第10周。

學生參與“新媒體1”至“新媒體7”討論的認知層次表現如表一所示，6個認知層次的峰值都出現在第1周，此后，總體呈下降趨勢。其中，記憶與創造認知層次在第5周降到最低，后有所回升。理解、評價認知層次的谷值出現在第7周。應用認知層次的谷值出現在第4周。分析認知層次的谷值出現在第9周。

研究者以周作為分組標簽，使用瓊-特檢驗方法，檢驗多組獨立樣本的差異性。除評價認知層次顯著性水平大于0.05、差異不顯著外，記憶、理解、應用、分析以及創造5個認知層次的差異顯著水平均小于0.05，說明后5個層次中，每個層次至少有1周與其他9周差異顯著。

盡管每個層次的絕對數量在“列”的方向上差異較大，但每個層次在“行”方向上的變化不明顯，即占比沒有出現較大波動。記憶、理解、應用、分析、評價和創造基本穩定在23.08(SD=4.46)%、29.67(SD=3.47)%、12.45(SD=4.98)%、16.08(SD=3.63)%、10.14(SD = 2.86)%和7.68(SD = 2.05)%。其中，理解占比最大，創造占比最小。這一結果提示我們學生認知層次的占比變化可能存在某種程度的相互制約，以致它們各自的大小比較穩定。這一發現與王等人(Wong et al., 2015)的發現相似。

教師參與“新媒體1”至“新媒體7”討論表現的認知層次如表二所示。

與學生一樣，教師在討論中反映出來的記憶、理解、應用、分析和評價5個認知層次在第1周到達峰值。與學生不同的是，創造認知層次在第2周才達到峰值。另外，記憶的谷值出現在第9周(晚于學生4周)。理解的谷值出現在第6、10周(早于學生1周，或晚于學生3周)。應用的谷值出現在第6、7周(晚于學生2-3周)。分析的谷值出現在第9周(與學生相同)。評價、創造的谷值出現在第5周(前者早于學生2周，后者與學生相同)。可見，在總體上，教師的認知層次多數比學生更晚落到谷值。這一結果提示我們，教師在討論區中的作用之一是盡可能通過引導，減緩學生認知層次降到其谷值時間。

本研究使用瓊-特檢驗方法，以周為標簽分組，檢驗教師認知層次的多組獨立樣本差異性。結果發現差異顯著水平均小于0.05。其中，記憶、理解、應用、分析、評價和創造依次為<0.001,0.003, <0.001, 0.003, 0.002和0.002。也就是說，教師在論壇發言中的每個認知層次至少有1周與其他幾周存在顯著差異。這是王等人(Wong et al., 2015)沒有考慮的。

表一 “新媒體1”至“新媒體7”中學生的認知層次累計及其占比

表二 “新媒體1”至“新媒體7”教師回復中認知層次累計及其占比

教師的記憶、理解、應用、分析、評價和創造占比的平均值和標準差(以周為時段)依次是：18.03(SD=6.08)%、29.94(SD=8.58)%、11.73(SD=7.73)%、20.12(SD=5.96)%、12.25(SD = 5.19)%和7.93(SD = 4.87)%。與學生相比，教師的認知層次在平均意義上也是“理解”占比最大，“創造”占比最小。但與學生不同的是，教師在“行”的方向上的占比波動更加明顯。以變異系數(標準差與平均值之比，大者波動大)為參考依據，教師在記憶、理解、應用、分析、評價和創造層次的變異系數分別是0.337、0.287、0.659、0.296、0.424、0.614，顯著高于學生的0.193、0.117、0.400、0.226、0.2821、0.267(單因素方差分析，F=5.98，P=0.034<0.05)。其中，教師在應用和創造層次的占比波動最大，相應的變異系數都超過了0.6。這一結果提示我們，教師要引導學生的認知向更高層次發展，自身表達的認知層次的波動應高于學生認知層次的波動。

(三)慕課教師在知識記憶和創造方面的作用

本研究以教師是否參與討論作為觀測變量，設計實驗組與對照組，探究教師發帖對學生認知層次的影響。其中，學生-教師-學生會話模式的主題帖作為實驗組，以教師回復時間作為分組(界)標準，分為教師介入前的學生發言與教師介入后的學生發言。隨機抽取等數量的無教師參與主題帖作為對照組，并按照回復時間順序分為前序與后序。實驗組與對照組樣本量均為158個主題帖(見表三)。

表三 實驗組與對照組統計(N=158)

由表三可知，實驗組的學生群體累計的“記憶”和“創造”認知層次在教師參與討論前后出現了顯著差異。具體而言，教師參與后，學生記憶層次的認知占比顯著減少，創造層次的占比顯著增多。而在對照組中，6個層次的比率差異|Z|值均遠小于1.96，使得其對應的顯著性水平均高于0.05，以致6個認知層次的分布均無顯著差異。我們據此可以推測，教師在回復學生提問時，通過重現知識點，糾正理解偏差，啟發了學生的思維，使學生在后續討論的思維活動轉到創造層次。

下面，我們選取三個教師回復實例，運用質性數據分析，說明教師在實踐中怎樣運用策略達到上述效果。

第一輪開課教師回復實例：“我個人認為這要看你怎么來定義‘知識’了。在某些方面，互聯網提供了便捷的途徑，使人們獲取有用的信息，如生活百科、健康百科、常識等，確實能起到普及傳播知識的作用。但也要考慮互聯網信息的魚龍混雜及虛假信息泛濫等，很多信息不能稱之為‘知識’，甚至有學者指出‘只要能從百度搜出來的都不能被稱之為知識’，那么互聯網的知識普及作用就值得質疑。”

教師沒有停留在“記憶”層次，機械地重復“知識”的定義，而是在面對爭議時，提醒學生可以從多個角度看待問題：一方面贊同學生的想法，以拉近與學生的距離，鼓勵學生積極參與討論；另一方面又給出與學生不同的觀點，啟發學生積極參與的同時，從多角度思考，收獲更多的見解，推動學生從“記憶”層次轉向“創造”層次。

第六輪開課教師回復實例：“新媒體是一種因為技術進步而產生的人與人之間信息傳遞和互動的新模式。它固然是新技術的產物，卻也是時代進步的伴生，根本是社會迭代的衍生品。我們可以把它誕生之前的那些傳播形式叫傳統媒體，但隨著時間的推移，新技術的普及與應用的界限會越來越模糊。”

教師從更深的層次闡發定義，特別是從內因(如“因為……”)和本質(如“根本是……”)兩方面幫助學生從更高的認知層次看待新媒體的內涵。

第七輪開課教師回復實例：“同學你好，你的建議已經收到，非常感謝你提出的寶貴意見。對你所提到的兩個問題做簡單說明。1)題目的標準答案在一定范圍內具有歷史性。就目前來說，人類的認識仍然具有局限性，不同歷史階段的人們對同一事物的看法也有不同。上述兩個判斷或許今后會隨著考古學和傳播學的發展而變化，但就當前而言，這樣的判斷具有合理性。2)題目的設置在一定范圍內考慮了共識性。‘無線電報使人類第一次將傳播和交通分離”’‘我國春秋時期出現的算籌是世界上最古老的計算工具’兩個判斷，在學術界基本達成了共識，因此我們也將其暫時設為標準答案。我們也愿意在共識改變的基礎下告知題目的參考答案。3)在沒有限制的條件下，答案毫無疑問必須接受學術爭鳴，但是為了測評本章內容的學習效果，判斷題的內容是基于課程內容設置的。因此，這里相當于有隱含前提，即僅從答案選擇的角度說，同學們在選擇答案時，以本單元的課程內容作為選擇標準更為妥當。最后，您若對上述問題仍有異議，歡迎討論。另外，我們也真誠希望同學能夠在學有余力的條件深入研究，并對相關觀點加以論證，為人類認識的完善作出貢獻。”

這是本研究收集的材料中教師最長的一篇回復。在這篇回復中，教師解釋了學習考試與學術研究的區別，即學習考試往往以某一本或若干本教學參考書為依據，而學術研究則一般不排斥其他合理的認識。同時，教師還鼓勵學生進一步探索，暗示學生不必拘泥于分數得失。我們將其作為實例公布，不僅因為它的篇幅，更是因為它反映了教師回復的典型特征。

首先，這篇回復的語氣、語調相當平和。教師作為考試評分方(傳統上常被認為擁有不可質疑的權威)，面對考生質疑與教材相符的正確答案時，仍能做到態度謙和、用語平實、不急不躁；其次，行文從題目設置的動機、慣例等方面展開學理論述，就事論事，不強加于人。最后，承認對方合理之處，同意學術界對原定答案的共識只在一定范圍內存在。例如，烽火臺有可能被學生認為也滿足“傳播”與“交通”的分離。

綜上所述，教師實施從“記憶”層次提升至“創造”層次的策略時，體現了以下特征：1)不簡單重復概念，不重復敘述課堂上已講內容；2)解釋概念多運用列舉、比較、歸類等，引導學生思考概念內部結構之間的關系。這類似于我們通常所說的“弄清區別與聯系”，換句話說，是將某一概念的解釋放在由其他相關概念組成的框架或者背景下；3)贊同學生積極思考的結果的同時，引出學生沒有考慮或者考慮得不夠的方面；4)用語嚴肅但不失平和，讓學生感受到尊重，由此獲得鼓勵，能以更加平等的心態，發表創見。第1個特征的作用是合理運用教師權威身份的影響，盡快澄清引起爭議或者產生不同理解的概念，使得停留在“記憶”層次的紛爭盡快塵埃落定。第2個特征和第3個特征的作用是運用概念之間普遍存在著的聯系，引導學生積極思維，拓寬視野，增長見識，啟發創造。這兩個特征的作用只有在第4個特征，即平和的討論氛圍中才能發揮出來。

(四)討論

許濤(2012)等學者已經提出，在教育信息化環境下，教師應轉變為學習活動的引導者。但是，涉及教師對學生認知層次影響的研究有不同的側重與角度。例如，穆卡利和斯韋德爾(Mulcare & Shwedel, 2017)提出以布盧姆分類學為支架促進學生在政治課中深入思考; 奧薩迪等人(Osadi et al., 2017)提出用集成分類器把測驗問題映射到認知層次的方法,但在慕課中的實踐和研究還比較罕見。這是因為慕課的生生討論和師生討論的社會氛圍不足。例如，教師無法通過觀察學生的面部表情或眼神來輔助其判斷學生認知的層次；師生討論一般情況下是異步的，而異步討論在時空情境、上下文等方面不統一，用書面文字作為討論的媒介也不容易使討論持續和深入。那么，在這樣的學習環境下，教師反饋是否依舊對學生的認知層次有促進作用，這種作用的表現是什么，這種作用是如何發生的，值得深入研究。與本文總結的回復策略最相近的是斯特勞(1996)的工作。斯特勞提出6種策略優化教師在線批閱學生習作的效果：1)使用非正式的、日常的口語交流；2)針對學生的語言，用文字作出旁注；3)思考學生行文的脈絡，復盤他們的理解過程；4)作出批評性評論，但要把這些批評放在更廣闊的幫助或者引導的大背景下；5)告訴學生修改的方向，但不要包辦代替或者提出過嚴的標準；6)精心修改學生回復中的關鍵陳述。雖然這些策略有一定的啟發，但針對的是學生作文的批閱，與回復學生在討論中提出的問題有顯著區別。盡管如此，不論是批閱學生作文，還是在線回復學生提問，都是反饋的手段，二者存在相通之處，例如，“用口語交流”是為了營造平和的氛圍，“放在更廣闊的幫助或者引導的大背景下”也是為了加強與其他相關概念的聯系，只是在批閱習作時，所謂的“其他相關概念”更可能是指寫作的一般規律或要求。

五、 結 論

本研究以布盧姆認知分類理論及其修訂版為依據，通過認知層次標識詞和專業授課教師的輔助，標定師生在老師答疑區的認知層次，比較教師參與討論前后學生認知分布的改變，研究教師對學生認知層次的影響。

本研究發現，教師的參與能影響學生后續討論的認知層次，主要表現在學生后續討論中記憶與創造層次的占比，相較于教師參與之前發生了顯著改變。其中，記憶占比下降，創造占比上升。而在對照組中，前后分組的認知層次占比無顯著改變。據此，我們可以認為教師的作用在宏觀上表現為：引導學生從“記憶”層次偏向或遷移到“創造”層次。這也說明學生自主發生的討論對其自身認知層次的提升比較有限。

從教師回復的實例中，我們總結了教師引導學習活動策略的共同特征：1)不機械重復已講過的內容；2)概念的詮釋放在更大的背景下；3)鼓勵學生發表思考結果，指出學生沒有想到的地方；4)尊重學生，態度謙和，營造平等討論的氛圍。

因此，慕課主講教師或助教應盡可能地全程參與討論，特別是在課程的中后期。在課程中期，教學團隊應加大回帖力度，鼓勵與吸引學生參與課程討論，維持學生的學習興趣，降低輟學率。在課程后期，教師可主動引導學生準備期末復習，緩解學生考試壓力。此外，綜合運用具備前述4項特征的策略可吸引學生參與，相互激發形成良性循環。

本研究的局限之處在于沒有考慮自然科學類課程的樣本。理工科和人文社會科學的學生討論問題的思維風格可能有所不同。

未來的工作包括：1)按照每句話的粒度，深入細致地刻畫認知層次序列，挖掘師生對話的微觀模式；2)部分學生可能事實上起著教師的作用，這些學生的回復對學生社群認知層次的演化具有怎樣的貢獻，值得我們繼續追問；3)考慮知識的類型(如陳序性、事實性等)。