同伴互評對學習者知識建構過程的實證研究*——基于時間序列的認知網絡分析

許 瑋 祝思璇

同伴互評對學習者知識建構過程的實證研究*——基于時間序列的認知網絡分析

許 瑋 祝思璇[通訊作者]

（浙江工業大學 教育科學與技術學院，浙江杭州 310023）

同伴互評能夠促進學習者高階認知能力的發展。文章采用認知網絡分析法，以課程進程中四次作業的同伴互評評語為分析對象，從時間序列視角探索同伴互評對學習者知識建構的過程影響與差異影響，剖析出在高校課程教育中“以評促學”的作用機理。研究發現：同伴互評能有效提高學習者深層次的知識建構，幫助學習者在更高階認知結構上進行知識構建；在同伴互評策略支持下，高、低元認知自我調節能力水平學習者與整體學習者的知識建構過程趨同，即都經歷了從淺層學習到深度學習的發展過程；但是，對于高水平元認知自我調節能力組學習者而言，同伴互評在提升學習者認知結構的綜合性和深層次的建構方面，有更加明顯的作用。

同伴互評；元認知自我調節能力；知識建構；認知網絡分析；時間序列分析

在深化教育教學改革的新形勢之下，中共中央、國務院印發了《深化新時代教育評價改革總體方案》，明確提出“教育評價事關教育發展方向，堅決克服‘五唯’的頑瘴痼疾”[1]，突出強調教學評價的導向作用。不同于總結性評價，形成性評價既不評分也不進行認證，而是根據學習者表現出來的“學習證據”（如活動參與度、反思筆記等）對學習者的過程性學習效果進行多維評價，它能夠監控作為行為主體的學習者的動態看法，促進有效學習的發生[2][3]。而同伴互評作為一種已經得到廣泛認同的形成性評價形式，以其自身理據和“以評促學”的作用在高校課程教育中發揮著巨大作用[4]。然而，現階段研究大多關注同伴互評的可行性與可靠性[5][6]，鮮少對其在學習者知識建構過程中產生的影響進行探究。另外，考慮到該過程與學習者元認知自我調節能力緊密相關，因此本研究以某高校開展的一門課程為例，并以元認知自我調節能力為分組變量，通過對課程進程中四次互評作業評語進行基于時間序列的認知網絡分析，探索同伴互評教學策略對學習者知識建構的過程影響與差異影響，試圖剖析同伴互評過程中“以評促學”的作用機理。

一 相關研究

1 同伴互評下的話語分析，從評語內容到學習者認知

馬志強等[7]從國際層面對同伴互評的相關研究展開綜述，發現同伴互評對作品質量、知識建構和反思能力都具有影響，并將針對評語進行內容及其話語分析視為未來的研究方向。基于此，本研究深挖有關同伴互評評語分析的相關研究，發現大體可分為兩個方向：①對評語類型、評語采納的分析研究，如Vanderpol等[8]從評語類型與學習者對評語采納的維度出發，明確同伴互評中評語的關鍵作用；馬志強等[9]在此基礎上引入學習者對評語的可用性，展開了深入分析；而柏宏權等[10]從學習者情緒體驗視角出發，對大學生采納度高的評語類型進行了細化。②基于學習分析技術對學習者動態認知的分析研究，如汪瓊等[11]對MOOC課程中的79287條同伴互評評語進行了文本編碼分析；Peng等[12]利用文本挖掘和統計分析，剖析出學習者在評語中隱含的話語內容和認知特征。由此可見，同伴互評作為一種具備特殊評價設計和應用價值的多元評價方式，能有效提高學習者在評閱和反思互評作業中的參與度、主動性，有較高的可信性、精準性[13]。

2 知識建構中的教學評價，從淺層學習到深度學習

知識建構以社會建構主義理論為基，強調發揮學習者的主體作用，認為學習的本質是一種社會性對話和交流的過程[14]。Scardamalia等[15]在2006年便將知識建構中的淺層建構和深層建構作了特別的區分，并指出知識建構的真正意義在于深層建構，后續研究多為該研究的延伸：丁美榮等[16]提出深層建構要注重學習者對知識的應用和創新；張沿沿等[17]結合皮亞杰的知識觀和SOLO分類理論，厘清了思維水平和知識建構的關系。此外，Smith[18]將SOLO分類理論中的前三層次對應于淺層學習，后兩層次對應于深度學習。這種層級化的觀點出現后，宋宇等[19]將知識傳授到知識建構的轉變視為深化課堂改革的內在要求，并從課堂對話中明確該轉變有助于發展學習者的高階思維、提升其綜合素養。

可見，層級化的思維發展水平能夠更加清晰地表現知識建構從淺層到深層、從低階到高階演變的復雜過程。學習者就是在互評的過程中與同伴進行交流，基于問題迭代達到知識的建構和反復推進。這不僅是思維結構化特征的體現，更是思維可“觀察”性、階段性及思維水平可評價性等特點的體現[20]，知識建構的最后一條原則亦是同理。此外，國內外對于學習者知識建構的過程性探索研究成果十分鮮見，針對高校的調查研究數據不足。鑒于教育評價的影響力，亟須開展專項研究，進一步探索教育評價在高校課程教育中的導向作用。

二 研究設計

1 研究問題

布盧姆教育目標分類學強調，在學習測評中，目標、教學活動、測評三者之間要有一致的關系[21]。早在1982年，Biggs[22]便提出認知過程具有階段性，表明人在學習新知識的過程中表現出來的思維階段是可以被觀察到的，即可“觀察”性。而促進學習者知識建構的核心是幫助學生在觀點上有持續改進，并將該過程投射到教學評價之中[23]。同伴互評過程中的學習者評語便是其觀點的投射，從多次評語分析中透視學習者觀點的持續改進，探索其知識建構的過程即是本研究的宗旨。因此，本研究擬針對以下兩個問題開展研究：①隨著課程的進行，在開展四次作業互評的教學策略下，學習者的知識建構是否更完善？②隨著課程的進行，具有不同元認知自我調節能力水平的學習者在知識建構上是否會有差異？

首先，教師設計基于同伴互評的課程教學活動；接著，調查學生的元認知自我調節能力，據此對學生分組；之后實施課程，開展具體的教學；在整個教學過程結束后，收集并整理所有學生的同伴互評評語數據；最后，基于編碼框架對有效數據進行處理與分析，如圖1所示。

圖1 研究流程

2 研究對象與課程設計

本研究的實驗對象為40名參與“平面設計與創作”課程的大一新生。在開始此課程的學習之前，該40名學生已完成“藝術設計基礎”課程的學習，習得了相關設計理論知識。因此，本課程主要教授平面設計軟件的操作技巧，經過教學團隊對課程的重新設計，課程被分為難度、等級相同的四個教學模塊，教學歷時5周。在該課程中，教學模塊內容包含理論講解與實操演練，且會布置相應的作業。每次學生提交完作業后，系統會采取雙向匿名的形式，自動分配8份作業給每位學生。學生需在作業截止上交后的1天內完成8份互評作業，并且需要打分和撰寫打分依據（評語）。研究者選出完整的四次作業互評，且每次都完整互評8份匿名作業的學生（共23名）。本研究使用Pintrich等[24]提出的MSLQ學習動機策略問卷中有關元認知自我調節維度的問卷工具，根據問卷結果對學生進行排序，并根據排序結果將23名學生分為兩組：高水平元認知自我調節能力組（下文簡稱“高水平組”），有10人（即排序前10名）；低水平元認知自我調節能力組（下文簡稱“低水平組”），有13人（即排序后13名）。最終，研究將對兩組學生所提交的評語進行整理分析。

3 編碼框架

參考各類平面設計大賽的評分標準，圍繞課程教學目標、核心知識點和課堂教學實際，本研究團隊和任課教師所在的教學團隊共同制定了由8個知識要素所組成的編碼框架，并根據認知層級從低階到高階進行排列，分別為：畫面結構、色彩搭配、設計技巧、專業術語、主題貼合、視覺效果、創意新穎、情感寓意，構成了如表1所示的評語編碼框架。

表1 評語編碼框架

4 數據收集與整理

在模塊學習結束后，本研究收集了23名學生的四次作業評語數據，從中剔除部分與課程內容毫無相關性的評語，如“非常好！”“太棒了！”等，得到四次作業的有效評語724條、共32853個字符。之后，根據評語編碼框架對這些數據進行內容分析，再使用在線建模平臺ENA Webkit（網址：http://www.epistemicnetwork.org/）對內容分析結果進行認知網絡分析。為了保證編碼的準確性，由兩位教學團隊的任課老師對所有評語進行編碼，當遇到有爭議的數據時，由另外一名教師進行校對評判，最后經對比討論，得到一個結構化數據集，其編碼一致性系數值為0.893，說明研究數據的信度良好。

三 研究結果

1 基于時間序列分析整體學生知識建構過程的變化

圖2展示了23名學生在整個課程學習過程中的四次互評序列比較，包括四次作業的質心圖（位于圖中心）和認知網絡結構圖（位于圖的四周）。所有作業在時間序列上呈現出的變遷，體現了學習者在課程學習中的知識建構過程。質心圖中的四個實心方形分別表示四次作業中所有學生評語的平均網絡質心，這些平均網絡質心被全部投射到一個二維置信區間（即ENA空間）中，四個質心都有明顯的分離，表明整體學生在四次作業中的知識建構均存在差異。

圖2 整體學生的四次互評序列比較

每個認知網絡結構圖中的8個節點對應8個知識要素，節點間的連線代表節點（即知識要素）共現的相對頻次。對于給定的一次分析，被放置在空間極端邊緣、遠離中心的節點（即邊緣節點）最能為直觀標記坐標軸提供信息[25]。本次分析中存在多個邊緣節點，以第二次作業為例，邊緣節點“專業術語”和“視覺效果”的強連接決定了本次作業的質心將位于Y軸高處，結合表1可知：第二次作業中學習者評語反映出的知識建構正在向高階認知方向發展。

為了更清楚地呈現學生在整個課程學習過程中基于時間序列的知識建構的變化，本研究選擇相隔時間最長的第一次作業和第四次作業進行對比。兩次作業的認知網絡結構圖說明了從第一次作業到第四次作業質心的躍遷是由于第四次作業中的學習者對“情感寓意”等高階要素的關注度提升，這與兩次作業在Y軸上呈顯著差異（如表2所示）相符。而在X軸上的差異則與第一次作業中的學習者所關注的“畫面結構”等低階要素相關——這表明，學生在整個課程學習中的知識建構正逐漸從低階認知走向高階認知。

單純從節點出發，難以明顯地觀察到兩次作業在互評細節上的差異，故本研究計算了兩次作業互評的認知網絡連線系數值，結果如表3所示。表3顯示，共有4組連線系數值在兩次作業中均超過0.10（表3中用下劃線標示），分析可得“設計技巧”為第一次作業互評評語的核心連接點，“主題貼合”為第四次作業互評評語的核心連接點。此外，第一次作業中有7處連線系數值超過0.20（表3中用加粗字體標示），在這7處連線組合中出現超過2次的知識要素有“畫面結構”、“色彩搭配”、“設計技巧”，三者均為低階要素，這便再次彰顯第一次作業中的學習者對低階要素的關注。

表2 第一次作業和第四次作業互評的認知網絡差異t檢驗

注：*表示分析結果呈顯著性差異。下同。

表3 第一次作業和第四次作業互評的認知網絡連線系數值

2 基于時間序列分析兩組學生知識建構過程的變化

圖3所示為兩組學生的四次互評序列比較，顯示了兩組學生在四次作業互評中的認知網絡變化過程。其中，圖3（a）顯示，高水平組在前三次作業中，質心呈現出不斷向Y軸正半軸偏移的趨勢；而從第三次作業到第四次作業，質心在X軸、Y軸上均呈現出往負方向的躍遷。以Y軸為例，可以看出高水平組從第一次作業到第三次作業知識建構的變化與“專業術語”、“視覺效果”息息相關，兩個節點的自現頻率（節點大小）與共現頻率（連線粗細）都在逐漸增多。在知識要素占比方面，高水平組從第一次作業到第四次作業在“畫面結構”（43.64%→32.60%）、“設計技巧”（35.45%→28.75%）、“專業術語”（6.36%→1.75%）方面的占比都有大幅減少，而在“情感寓意”（5.45%→26.25%）、“創意新穎”（5.45%→18.75%）方面的占比有較大提升。此外，本處同樣選擇高水平組相隔時間最長的兩次作業進行對比（如表4所示），結果顯示這兩次作業互評在X軸呈顯著差異（=0.00＜0.01），在Y軸無顯著差異（=0.67＞0.05）。

圖3 兩組學生的四次互評序列比較

表4 高水平組第一次作業、第四次作業互評的認知網絡差異t檢驗

圖3（b）顯示了低水平組學生四次作業互評所體現的知識建構過程的變化，整體來說，可將該變化視為兩個整體（即前兩次作業為第一整體、后兩次作業為第二整體）的變化。結合ENA空間中各軸的直觀意義，可以發現從第一整體到第二整體，質心不斷向X軸、Y軸的負方向移動，即從第一象限躍遷到第三象限。在知識要素占比方面，低水平組從第一次作業到第四次作業在“專業術語”（5.56%→0.00%）、“設計技巧”（35.45%→14.42%）、“畫面結構”（45.64%→7.69%）方面的占比都有大幅減少，而在“情感寓意”（5.95%→18.27%）、“創意新穎”（5.45%→18.27%）方面的占比有較大提升。此外，表5顯示，第一、二次作業在X軸（=0.35＞0.05）和Y軸（=0.64＞0.05）均不存在顯著差異，第三、四次作業同理；但其第一次作業、第四次作業互評在X軸和Y軸均存在顯著差異。

表5 低水平組在四次作業互評的認知網絡差異t 檢驗

3 基于時間序列分析兩組學生知識建構過程的差異

兩組學生四次作業的認知網絡結構差異如圖4所示，可以看出：在前兩次作業中，高水平組質心（左側方形）位于坐標系左邊、低水平組質心（右側方形）位于右邊，而后兩次作業中兩組的質心位置正好與此相反，說明兩組學生在認知網絡結構上存在顯著差異。具體來說，在四次作業的互評評語中，高水平組對“創意新穎”等高階要素的描述較多，而低水平組對“專業術語”、“畫面結構”等低階要素的描述較多。從元素之間的連接來看，隨著課程的進行，在后三次作業互評的ENA空間中，高水平組出現了更多知識元素與“創意新穎”“視覺效果”之間的連接，而低水平組的作業評語中雖然出現了“情感寓意”“主題貼合”等高階要素，但在四次作業互評的過程中，并未呈現這些高階要素與其它知識要素的強連接。

圖4 兩組學生四次作業互評的認知網絡結構差異

四 討論與結論

1 同伴互評能夠有效提高學習者的知識建構，幫助學習者在更高階的知識要素上進行認知結構的深度構建

通過比較四次作業互評的認知網絡結構，本研究發現：在每次作業互評中，學習者的認知網絡結構都有變化。在第一次作業中學習者對低階知識要素的關注，說明在課程初期學習者對該課程的認知停留在初步階段，并沒有更深層的認知體現。隨著課程推進，第二次作業中低階要素的出現頻率并未有明顯改變。學習者對“創意新穎”這一高階要素的關注度不斷提高，這一趨勢在第三次作業中有了明顯體現。而在課程末期，學習者經過教學活動之后，其第一次作業、第四次作業互評在ENA空間的X軸和Y軸上均存在顯著差異。

圖5 知識要素在四次作業中的出現頻次對比

8個知識要素在四次作業中的出現頻次對比如圖5所示，可以發現：顯著性差異的出現具體體現在學習者對“情感寓意”、“創意新穎”等高階知識要素關注的提升和對“畫面結構”、“色彩搭配”、“設計技巧”等低階知識要素關注的降低兩方面。因此，同伴互評能有效提高學習者認知結構的深層次建構，幫助學習者在更高階知識要素上進行知識建構——這也印證了知識建構的理念，將同伴互評看作是一個學習的過程，過程中的學習主體是進行互評的學習者，同伴互評作為一種特殊的過程性評價方式，讓學習者的知識建構并不停留在淺層建構層面，而是到達高階認知獲得的深層建構層面，這與Scardamalia所指出的知識建構的真正意義相契合。

2 兩組學習者的知識建構過程在大體上均趨同于整體學習者的知識建構過程，且均可視為是從淺層學習到深度學習的過程，但依舊存在一定差異

圖3（a）中高水平組質心的偏移是由于高水平組對“專業術語”的關注度降低（Y軸負方向的偏移），以及對“情感寓意”等高階知識要素的關注度提升（X軸負方向的偏移）。有趣的是，第四次作業在Y軸上的變化抵消了學習者在學習初期與中期的差異，導致最終結果僅與第一次作業呈顯著差異。而圖3（b）顯示，在前期作業互評中學習者多關注低階要素，后期則更關注高階要素；低水平組在最終結果呈現上與整體學習者的知識建構過程趨同，兩次作業在X軸、Y軸上均呈顯著差異。由此可以得出，兩組學習者的知識建構過程大體上均趨同于整體學習者的知識建構過程，但也存在一定差異，這在某種程度上說明了分類評價觀的重要性。

以全局觀透視研究結果的前兩個部分——學習者整體認知結構的變化和兩組學習者知識建構的變化，可以發現此變化過程與Biggs提出的SOLO分類理論深度契合。將包含淺層學習和深層學習的SOLO分類理論投射到基于同伴互評的學習過程之中，可將學習者在前期對低階知識要素的關注視為一種淺層學習，同時可將從對單個低階知識要素的關注轉變為對多個低階知識要素的關注與SOLO分類理論中從單點結構到多點結合的轉變相對應；而在后期，對高階知識要素的關注表明學習者的思維層次通過同伴互評這種教學策略已然提升到了深度學習層面，此過程中學習者的關注從多個單一節點轉為多個關聯節點（即節點間共現頻率增加），這與SOLO分類理論的第四層次相應。而在整體學生和兩組學生序列比較的第四次作業中，質心均因“情感寓意”、“創意新穎”這兩個高階知識要素而發生了偏移，這彰顯了學習者抽象拓展水平的提升，與SOLO分類理論的第五層次相吻合，也在真正意義上體現了從量變到質變的發展過程。

3 兩組學習者所關注的知識要素也存在差異，且同伴互評對高水平組學生認知水平提升的幫助更大

圖4展示了兩組學生認知網絡結構的具體差異，結果顯示：雖然兩組學生在認知網絡結構變化中存在一定的差異，但將分析范圍縮小到每一次作業時，兩組學生在四次作業中都只在X軸上有顯著差異，而在Y軸上的差異幾乎可視為不存在。雖然從圖3來看，同伴互評對低水平組學生的影響更大，體現為在兩個軸上都對其存在影響，但圖4呈現的知識建構變化過程表明，高水平組學生認知網絡所呈現出的趨勢是節點間的“關聯”愈發明顯、多樣，而低水平組學生雖然在第一次作業中的認知網絡結構比高水平組更加完善，但他們在課程推進過程中認知網絡結構的變化相較于高水平組并不明顯，也就是說低水平組學生沒有明顯的知識與認知過程進化。由此可見，同伴互評對高水平組學生的知識建構完整性提升的幫助更大，這是因為節點間關聯的復雜程度意味著知識結構的完整程度，知識節點的增多、節點內涵的豐富、節點間關聯的加深，都彰顯著高水平組學生知識建構的不斷完善及其思維水平的不斷提升。此外，兩組學生關注的知識要素都涉及高、低兩個層級的知識要素，但關注的側重點存在差異：高水平組學生更關注高階知識要素，而低水平組學生更關注低階知識要素。

五 結語

作為一種表現性的過程性評價手段，同伴互評以評語的形式將學習者的學習效果進行外顯，能夠有效促進學習者對其所學知識的深層理解。本研究基于作業開展同伴互評活動，結合學習分析技術展開評語分析，從中透視學習者觀點的持續改進和認知結構建構的過程，并對高、低元認知自我調節能力組學習者知識建構的過程和差異進行了細化分析，進一步驗證了同伴互評作為一種“以評促學”的教學策略對學習者知識建構所起的促進作用。同時，本研究從學習者個體特征視角，分析得同伴互評策略支持下的兩組學習者的知識建構過程在整體上趨同，但從淺層向深層知識建構發展的過程中有各自的特征，而高水平組學習者能更有效地通過獲取評語來調整自己的學習進程并進行知識整合。后續針對學習者如何進行內部認知調節的問題，可以進一步結合教學策略的適應性調節開展深入探索。

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An Empirical Study of Peer Mutual Review on Learners’ Knowledge Construction Process——Based on the Epistemic Network Analysis of Time Series

XU Wei ZHU Si-xuan[Corresponding Author]

Peer review can promote the development of learners’ higher-order cognitive ability. Using the epistemic network analysis method, this paper took the peer review of four assignments in the course process as analysis objects, explored the process influence and difference influence of peer review on learners’ knowledge construction from the perspective of time series, and dissected the action mechanism of “promoting learning with review” in college course education. The results found that peer mutual review could effectively improve learners’ deep knowledge construction and help them construct knowledge based on a higher cognitive structure; and the process of knowledge construction of learners with high and low levels of metacognitive self-regulation ability and that of overall learners tended to be the same, that was, they both experienced the development process from shallow learning to deep learning. However, for learners with a high level of metacognitive self-regulation ability, peer review was more helpful to the comprehensive and deep construction of their cognitive structure.

peer review; metacognitive self-regulation ability; knowledge construction; epistemic network analysis; time series analysis

G40-057

A

1009—8097（2022）01—0044—010

10.3969/j.issn.1009-8097.2022.01.005

基金項目：本文為國家社會科學基金青年項目“科技館提升公民科學素養的機理及策略研究”（項目編號：17CTQ050）與浙江工業大學教育科學與技術學院課程建設項目“指向綜合認知能力培養的混合式教學課程建設”的階段性研究成果。

許瑋，講師，博士，研究方向為信息技術與課程深度融合，郵箱為xuw@zjut.edu.cn。

2021年6月16日

編輯：小新