促進個性化學習的 認知起點三階測查的探究

白棟銘 董玉琦 林琳 季鑫

“以銅為鏡可以正衣冠”，教育中的“鏡”即為評價手段。但教育中的評價不是為了評價而評價，而是為了更好地描述出學習者經過一段時間學習后新的認知狀態，因而評價的本質其實是診斷或者說測查。CTCL研究范式為我們提供了一種思路，它是指在文化背景下，通過技術加深學習內容與學習者之間關系的聯結，以促進學習者的發展。也正如知識建構理論所強調的：學生是知識的創造者，他們在不斷反思與探索的過程中創造知識，而學習只是知識創造的副產品。因此，為促進個性化學習，必然要在把握自我深度剖析的情況下，綜合考慮學習者本身、學習者所處的文化環境以及學習內容這些要素。在本研究中，筆者嘗試在CTCL研究范式的指導下，緊靠知識建構的核心，以“分式的定義與基本性質”為學習內容，通過三階診斷工具對上海某學校的170名中學一年級（下文簡稱中一年級）的學生展開認知起點測查。

● 看見認知：認知起點的表征與確定

1.認知起點的表征

認知起點作為表征學習者認知狀態的一個概念，目前其內涵與外延并不十分清晰。前面提到，要把握“文化—學習內容—學習者”這三個關鍵要素才能更好地表征認知狀態，因此筆者認為，認知起點的表征是文化背景下學習者對學習內容的理解狀態，即實際教學過程中學生對知識點的理解狀態。

一些研究將學習者對學習內容的不科學理解歸納為“以偏概全”“性質使然”“張冠李戴”等認知起點類型。筆者認為這樣歸類方式的邊界比較模糊，不易界定。因此，回到具體的問題情境中分析發現，在學生能正確理解當前問題情境的基礎上，其表現出的認知起點類型可以分為如下三類：第一類是基本科學的，即依據已有經驗的合理外推;第二類是直覺使然的，即不具備能夠與此情境聯結的經驗或者具有相關經驗但不能將二者聯系起來;第三類是外推存在偏差的，即依據已有相關經驗進行外推時產生了偏差。第三種類型形成的原因可能有：①已有經驗本身不科學或不完備;②對已有經驗適用情境的理解存在偏差，不適當地將其遷移到新的情境中;③已有經驗基本科學，已有經驗的使用情境也理解正確，但在類比推理時，不正確地調整規則使之解決新問題。值得注意的是，類比推理這種思維模式對于基本特征相近的情境常常是有用的，但問題不在于類比推理的這種思維模式，而在于學習者錯誤地相信當前情境是可以由此經驗情境外推得來的。

基于這種認識，筆者在前人研究的基礎上嘗試使用三階診斷的方法，從傳統的答案層直觀地判斷學習者答案的正誤，從原因層分析學習者產生偏差或錯誤的原因，從信念層探索學習者形成此類原因的認知習慣或者頑固信念。又由于“分式的定義與基本性質”這一部分內容是學習者從形象的“數”過渡到抽象的“式”的開始部分，十分強調形象思維到抽象思維的轉化，所以本研究結合學生的具體調查結果，使用三種類型來定義學習者認知起點的信念階，它們分別是“實例歸納”“抽象類推”“直覺猜想”。

2.認知起點的確定與分類

在實際操作中，為了準確診斷出學生關于“分式的定義與基本性質”的認知起點，筆者首先確定了此部分的知識框架，將知識進行分解，形成如圖1所示的知識框架結構。

其次，將96名學生分為4組施測，迭代形成測查學生認知起點的三階診斷問卷。在此過程中，筆者發現學生存在不同的認知起點，其類型如表1所示。其中，答案階是與題目測查知識點對應的，原因階是指學生所寫出的“答案階的理由”，而信念階是指學生寫出這樣的答案與理由是由于自己的哪種認知習慣所形成的。

● 抓住認知：認知起點的測查方法

1.什么是三階診斷工具

三階診斷工具是在Treagust的二階診斷工具上發展而來的，主要用于概念轉變的研究。但不論是三階診斷還是二階診斷，筆者認為其核心思想均為協同與追問。協同是指假設相同文化背景下的同年齡段學生對學習內容的認知是相似的，可以彼此印證的。這一點也與CTCL團隊前期研究結論“認知起點具有可測查、可區分、可分組的特征”相一致。而追問是指，二階診斷或三階診斷的工具本身在形式上主要是通過不斷追問學習者自身形成當前認知的理由的形式研制與實施的。在研制過程中，當然也需要訪談或文獻分析等其他手段的輔助。

2.三階診斷工具形成的大致流程

在三階診斷工具的研制過程中，將96名學生分為4組，以四輪迭代的方式開發三階診斷工具：①第一輪，依據表2所示的題目與測查內容對應細目表形成開放式的一階問卷，要求學生寫出對每道題的認識。②第二輪是在收集到第一輪學生答案的基礎上，將答案聚類，并對每一類答案設置追問，形成一般二階問卷。此時問卷形式為選擇式的答案階與開放式的原因階，此種形式下要求學生選擇或者添加自己認為合適的答案，并寫出選擇此答案的理由。③第三輪則是將第二輪收集到的學生理由進行歸類，并形成選擇式的原因階。此時的問卷形式為選擇式的答案階、選擇式的原因階與開放式的信念階。此時的信念階是針對原因階的追問，即追問學習者為什么會選擇這樣的理由，選擇此理由的原因是什么。④第四輪的問卷形式是選擇式的答案、選擇式的理由、選擇式的信念。此時是通過分析學習者在原因階與信念階所填寫的內容歸納出學習者在認知層面的一些深層習慣或者思維模式形成選項的。經過四輪問卷迭代的研制過程，終于形成具有選擇式答案階、選擇式原因階與選擇式信念階的三階診斷工具。

3.認知起點測查結果分析

經過四輪迭代，筆者形成了關于“分式的定義與基本性質”的三階診斷工具，包括兩部分內容：基本信息板塊與認知起點診斷板塊。隨后，使用此工具對另外74名學生展開認知起點測查。從基本信息中得知，該學校的學生整體水平較高，在學校未開始學習“分式的定義與基本性質”之前就已經在校外補習班學習過相關內容的學生有56人，占比75.68%。具體從答案階、原因階、信念階分析的調查結果如下：

（1）答案階的分析。結果顯示74名診斷對象中，每道題答案階的準確率分布情況如下頁圖2所示。其中Q1與Q2題是對概念類知識（分式的定義與真假分式的定義）的診斷，分別對應7個和3個原因階題目。而Q3～Q6則是對偏向于規則類知識（分式的基本性質）的診斷，分別對應3個、1個、2個、0個原因階題目。結果顯示診斷概念類知識的題目比診斷規則類知識的題目包含的原因階類型更多，學生的答案階準確率也更低一些。

（2）原因階的分析。從認知起點的原因階（見表1）分析來看，學生對“分式的定義”這部分內容，不能理解的主要有：分式的定義是形式定義，判斷其結構是否為分式時，應將當前式子化為A/B的“形”再判斷，而不關心其值（R1、R4、R7）;分式在代數式分類中的位置（R2、R3）;分數線兼有除號、括號的意義（R5）以及分式的由來（R6）。對于“分式有意義的條件”，學生主要不理解分式化簡與有意義的條件間的關系（R8）以及分式有意義的條件的由來（R9、R10）。對于“真分式與假分式的定義”，主要存在對假分式的定義理解不全面（R11、R12）、不深刻（R13）的問題。對于“分式的基本性質”，主要是不能理解分式的運算規則（R14）以及什么是最簡分式（R15、R16）。具體各原因階類型的人數占比情況如圖3所示。

（3）信念階的分析。從學生三階的回答情況來看，剔除16位全選某一類信念類型的學生后，剩余所有學生的三階信念類型數量之比為：抽象類推：實例歸納：直覺猜想=475：336：117。這說明，整體上中一年級的學生對“分式的定義與基本性質”這部分內容的學習主要是偏抽象思維，習慣于使用之前學習過的類似知識點進行類推學習，而非通過具體的實例來歸納總結。對于個體而言，偏向抽象類推信念的學生有34人，占比57.63%;偏向于實例歸納信念的學生19人，占比32.20%;而僅靠直覺猜想的學生5人，占比8.47%。從內容角度出發，16個原因階類型中學生持有R2、R3、R5這三種原因的信念主要是實例歸納，其余原因類型背后的信念主要是抽象類推。

4.要點與注意

三階診斷作為一種為實現個性化的認知測查工具，縱使其研制過程較為復雜，但卻能將學生在不同文化背景下的深度認知顯性化，從而促進個性化學習。在研制及使用過程中應要注意以下幾點：①在選擇學習內容時，要考慮到此內容的性質，一般來說，概念類知識的認知起點比規則類知識的認知起點更易測查，抽象程度越低、與生活情境結合越緊密的知識，其認知起點越易診斷。②在依據知識框架確定開放式的一般一階卷題目時，要盡量把握一個題目只測一個知識點，否則在操作中不便于認知起點原因階與信念階的聚類分析。③在認知起點聚類時，一般以學生各認知類型的數量進行聚類得出，這要求每一類認知起點判定標準的邊界要明確。

● 促進認知：指向個性化學習的探究

1.什么是個性化學習

教學中評價或者診斷的工具都只是實現個性化學習的手段或者方法。那么基于認知起點，如何促進個性化學習呢？通過“答案—原因—信念”這樣的鏈式結構表征出認知起點，嘗試不斷深入地將學習者認知顯性化后，如何利用診斷出的認知起點促進學習呢？針對如何實現個性化，應先明確“什么是個性化學習”。如某廣告詞所言“哪里不會點哪里”，這便是最簡單的個性化，“不會”本來是只有學習者自己知道的事情，教師通過認知起點表征，三階診斷工具的測查將其“不會”之處顯現出來，那么接下來要做的便是告訴學習者“點哪里”“怎么點”才能將其“不會”變為“會”。

2.認知起點表征下個性化學習

三層鏈式結構的認知起點其實不僅指出了學習者的“不會”之處在哪兒，還體現了其為何不會的原因，并嘗試將接近于“潛意識”的深層認知——信念即學習者自己難以意識到的頑固認知顯性化。因此，教師在將“不會”轉變為“會”的過程中，只需要從三個層面逐步地矯正學習者的認知即可。在答案層面，告訴學習者何為科學的答案，但不一定為直接呈現，可通過原因層面承認其得到答案的過程中一定的合理性，再依據學習者自身思路推導出邏輯不自洽的情況引發認知沖突，從而達到認知發展。在信念層面，目前處于探索階段，但基本思路是結合具體的多情境，讓學習者自身通過對比、類推、歸納的基本思路整理出此類情境下的深層認知。

具體而言，如何在現有教學環境中實現個性化學習呢？筆者認為要把握以下幾個方面：①學習者的認知起點是細小的，想要學習者對某細小的認知能夠科學且茁壯，就要求教學設計中的問題情境一定是盡可能基于學習者直接經驗的真實情境。因為學習是無處不在的，除了正式學習外，學習者能夠在課堂之外將自己的認知融合于生活情境并且自洽，這樣學習者才會愿意積極地記憶與建構這部分認知。②三層鏈式結構的認知起點是隱含著一個基本的假設，即認知是有頑固程度之分的。原因層面的認知是具體情境的，是針對某一具體情境持有的認識，是具體且易改變的。而信念層面的認知是抽象情境的，是針對某一類情境持有的認識，是頑固且有條件約束的。這要求教師在針對學習者的信念進行引導時，要通過呈現一類情境引導其形成相應約束規則，而不能僅為某個具體的情境。③認知是一個人對事物認識的表征。但在學習中，學習者的學習成效不僅由認知的發展而決定，還受到很多其他因素，如情緒、習慣、環境等的影響。因此在具體的學習活動中，即使診斷出學習者存在某種認知起點，也不必將其奉為圭臬，因為學習是隨時都在發生的，認知起點自然也可能是實時變化的，教育的目的是促進學習，應該充分利用認知及其他各個層面的信息讓學習者積極主動地建構知識。

● 總結與展望

本研究作為使用三階診斷工具測查認知起點的探索，通過測查發現學生形成不科學的認知原因背后確實存在著不同的信念類型，并且信念類型是可區分的。這一發現有助于教師在設計教學中深層兼顧學習者的認知類型及認知特點，進一步實現個性化學習。但同時，此研究也存在諸多不足，如認知起點信念階的表征可能存在除“抽象類推/實例歸納”外的其他維度。后續，關于認知起點信念階的研究可圍繞信念的不同維度、信念本身類型區分與程度劃分等來展開，也仍然需要更多研究者更加深入細致地研究。