群體情境循證探究法

摘要：隨著學生問題解決能力核心素養的培養需求加大，問題解決成為翻轉課堂的主要教學活動，但由于當前缺乏針對設計類問題的教學策略，導致教學效果欠佳。為此，文章首先針對非良構程度最高的設計類問題，基于設計思維和循證實踐，構建了群體情境循證探究法理論模型；然后，文章基于群體情境探究法開展了實證研究，結果表明該方法能顯著促進學生創造性思維和部分問題解決能力（包括設計決策、評價和反思），但對協作學習傾向、批判性思維和知識創造效能感效果欠佳；最后，文章指出為確保教學效果，教師需設計、開發創意工具和高階思維發展支架，提供智能模擬環境，創設證據文庫，以期為翻轉教學中設計類問題教學提供參考。

關鍵詞：群體情境循證探究法；設計類問題；翻轉教學；循證實踐；生成式人工智能

【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009—8097（2023）04—0057—08 【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2023.04.007

隨著經濟社會發展對人才培養的新要求，問題解決能力已成為學生的核心素養之一[1]。為培養學生的問題解決能力，研究者主要探究了交互性問題生成指導、基于問題學習的翻轉課堂、協作問題解決翻轉學習和問題支架等通用型問題解決策略[2][3][4][5]。然而，不同類型問題解決需要不同策略支持，通用型策略難以實現理想的教學效果，故需要探究具體類型問題的教學策略。其中，設計類問題是非良構程度最高的問題類型[6]，其解決能力可代表學生的問題解決能力。為此，本研究將基于設計思維、循證實踐和翻轉學習理論，探索針對設計類問題解決的學習策略，以期為設計類問題解決能力培養或者具體類型問題的教學策略創設提供參考。

一 群體情境循證探究法構建的理論基礎

1 設計類問題與設計思維

設計類問題具有結構不良和復雜性特征[7]，其解決需具備相關素養，設計思維就是其中之一。設計思維指用實踐框架來幫助設計者設計創意[8]，以促進非良構問題的問題解決能力發展[9]，進而利用各種設計工具支持創意[10]。設計思維由同理心、定義、構想、原型和測試等階段組成，是解決復雜問題的認知活動，需要設計者親自參與、調查并付諸實踐，是用實際行動深度思考的實踐[11]。由此可見，設計思維為設計類問題解決方案創新提供了具體步驟和創意靈感。

2 循證實踐與設計類問題

循證實踐是實踐者、研究者和管理者圍繞實踐問題，以專業智慧和最佳證據為基礎，構建實踐干預方案，并不斷評估和優化的過程[12]。循證實踐的步驟主要包括[13]：①根據用戶需求和評估確定問題；②有效定位相關知識；③嚴格評估知識的質量和適用性；④與客戶討論研究結果，選擇符合客戶價值觀、偏好和文化的有效選項；⑤綜合需求和研究狀況，共同制定干預計劃；⑥實施干預。綜上，循證實踐步驟可以概括為問題識別、收集證據、評價證據和模擬實踐。循證實踐及其步驟為設計類問題解決提供了具體的循證解決過程指導。

二 群體情境循證探究法的學習策略構建

1 群體情境循證探究法理論模型的構建

根據設計類問題特征、設計思維過程和循證實踐步驟，本研究構建了群體情境循證探究法理論模型，如圖1所示。模型分為設計思維驅動創新和群體情境循證探索兩部分，兩者通過問題驅動和設計決策進行迭代循環，發展證據和驗證證據是這兩部分的主要學習活動。這種清晰的群體情境循證探究過程，將有助于降低學生解決設計類問題的認知負荷。

（1）設計思維驅動創新

設計思維驅動創新是方案創新的引擎，有助于學生創新能力的發展。其中，同理心是這一活動的初始階段，需要學生以共情方式理解他人情感認知，從而獲得需要解決的問題。定義是明確設計問題的過程，是學生、用戶與指導者之間的持續協作知識建構過程。通過同理心和定義之間的持續精煉問題活動，可以實現設計問題的準確表達。構想是方案創意的頭腦風暴活動，目的是探尋更多的問題解決方案。原型是根據構想創設的符合用戶需求的問題解決方案模型。學生通過原型制作不斷誘發靈感，可以促進構想和原型之間的持續迭代。測試是檢驗原型設計合理性、科學性和創新性的學習活動，旨在進一步探尋用戶需求、重構問題和設計創新。

（2）群體情境循證探索

①群體循證的學習過程邏輯。證據資源賦能群體循證的各個環節，而群體循證始于群體對設計問題的思維識別，多以頭腦風暴的學習方式實施，旨在提升學生的協作學習能力。為識別問題，群體需從證據資源庫、文獻數據庫、案例庫和專家庫收集證據。其中，證據資源庫是為學生創建的針對設計類問題解決的專項數據中心。收集證據與評價證據過程是協同進行的，群體會根據問題解決過程的需要，進行證據收集與評價的迭代循環。最終，利用模擬實踐的工具或環境，驗證問題解決方案，繼續分析存在的問題，并計劃后續的群體情境循證探索。

②個人與群體的協作循證。個人與群體是情境循證探索的主體，兩者融合有助于學生問題解決能力、創新能力和協作學習能力提升。問題識別是群體循證的開始，是識別、分析和明確問題的過程。收集證據是個體與群體針對具體問題，從多個數據源獲取問題解決經驗的過程。他們可以借助生成式人工智能技術尋找高質量證據，如ChatGPT、文心一言和Perplexity AI等。評價證據是個體與群體討論和反思證據的過程，證據甄別是關鍵環節。模擬實踐是基于高質量證據進行的實踐推理論證和問題解決過程，個體與群體常通過迭代循環進入深度循證。

③群體循證與設計創新迭代融合發展。群體情境循證探索與設計思維驅動創新是相融相生的兩個循環系統，兩者相互加持以促進設計類問題的創造性解決。設計類問題解決是對已有設計問題的創新解決。學生通過問題識別、收集證據、評價證據和模擬實驗的迭代循環，才可能尋找出解決設計類問題的若干證據。為進一步驗證與優化獲得的證據，學生需要通過設計思維學習活動，并將這些證據應用到問題解決實踐中，進而發展證據和驅動循證實踐。

2 群體情境循證探究法的教學模式

根據群體情境循證探索過程，循證需要課內外協同完成。翻轉課堂可為此提供有力支持，其能夠通過重構教學事件為循證提供更多的時空和機會。因此，本研究基于群體情境循證探究法理論模型，以翻轉課堂為基礎[14]，構建了群體情境循證探究法翻轉教學模式，如圖2所示。

（1）課前：夯實基礎與循證探析

課前學習活動主要是夯實基礎與循證探析，涉及基礎知識、方案設計和循證探究。基礎知識學習為課中新知學習提供經驗基礎，包括學習資源、學習任務和線上輔導。方案設計是根據用戶需求進行的問題解決與方案設計過程，包括個體設計、群體協商和設計改進。循證探究是對設計方案進行的創新與循證探索過程，包括個體循證、群體循證和設計模擬。課前學習活動通過知識循證和設計循證的迭代循環，實現夯實基礎和循證探析。為了促進課前學習績效，教師需為個體與群體循證提供必要的視頻資源、證據文庫、智能推薦和模擬實驗。課前學習活動是設計類問題的循證探索過程，個體與群體需要根據設計問題進行迭代循證探究。

（2）課中：問題解決與設計創新

課中學習活動主要是問題解決與設計創新，涉及基于設計思維的問題循證探究、方案設計創新與協作知識建構。問題精練是課中初始學習活動，主要通過課前在線討論內容、問題求助、課中訪談和小組討論等方式實現。師生可以從問題陳述、循證探究、智慧生成和設計創新四個維度，進行協作知識建構和方案設計創新。其中，問題陳述是對設計問題的表述，循證探究是針對設計問題進行的群體證據探尋活動，智慧生成是小組和群體通過共同循證進行的群體智慧生成活動，設計創新是對設計方案的再次創新設計活動。為了促進學生的問題解決和設計創新學習活動，教師需為學生提供證據文庫、協作編輯和模擬實驗等。

（3）課后：改進方案

課后學習活動主要是改進設計方案，涉及問題精練、循證探究、作品改進、多維評價四個迭代循環過程。其中，問題精煉是學生根據課中討論結果，對方案中的問題進行分析與改進的過程。循證探究是學生利用證據文庫、搜索引擎和文獻數據庫等進行問題的循證解決。作品改進是指學生根據循證獲得的經驗和證據，對問題進行持續探究與解決。多維評價是指對發布到平臺上的作品進行多維度評價，包括教師評價、同伴互評和第三方評價。學生根據評價的結果再次進行問題精煉、循證探究和作品改進，最終完成作品和創新設計。為進一步支持課后學生的設計方案改進，教師需要為學生提供設計方案共享平臺，以進行作品和互動數據分析。

三 基于群體情境探究法的實證研究

為驗證基于群體情境循證探究法的翻轉教學模式相比傳統翻轉教學模式，能否顯著促進學生的設計類問題解決能力與其他相關能力，本研究利用準實驗研究方法開展了實證研究。

1 研究設計

（1）研究假設

根據群體情境循證探究法的理論模型，群體情境循證探究法翻轉教學模式理論上能促進學生的問題解決能力、創新能力和協作學習，精心的課程設計和資源支持將有助于降低學生認知負荷。基于此，本研究提出以下研究假設：相比傳統翻轉教學模式，群體情境循證探究法翻轉教學模式能顯著促進學生的問題解決能力、創新能力、協作學習傾向和降低認知負荷。

（2）研究對象

研究團隊面向任教的烏魯木齊市A大學英語專業二年級的3個班級，進行了創造性思維傾向、知識創造效能感、批判性思維等前測（見測量工具），結果顯示19.2班（27人）和19.6班（23人）不存在顯著性差異，因此，將19.2班作為實驗組，19.6班作為控制組。

（3）研究方法

本研究采用準實驗研究方法，實驗時間為2021年5月17日～6月17日。其中，自變量為兩種教學方式，實驗組采用群體情境循證探究法翻轉教學模式，控制組采用常規翻轉教學模式。因變量選擇測量問題解決能力、創新能力、協作學習傾向和認知負荷，旨在分析兩組學生之間的差異。實驗內容是高等教育出版社出版的《教育技術學（第4版）》的教學設計部分。

（4）測量工具

本研究參照群體情境循證探究法的研究目的，以確定因變量的測量維度和工具。其中，問題解決能力量表（Cronbach’s α=0.93）測量問題解決能力[15]；創造性思維傾向量表（Cronbach’s α=0.82）、知識創造效能感量表（Cronbach’s α=0.83）和批判性思維量表（Cronbach’s α=0.71）共同測量創新能力[16]；心智負荷量表（Cronbach’s α=0.86）測量認知負荷[17]；合作學習傾向量表（Cronbach’s α=0.81）測量協作學習傾向[18]。各量表因子載荷和信度符合測量工具的有效性臨界值標準[19]。此外，各量表均采用五點李克特量表，1代表完全不同意，5代表完全同意。各量表設置1個反向題目和1個測謊題目，旨在篩選出可信的調查問卷。

2 研究過程

研究過程包括三個階段：①設計實驗組與對照組的課前、課中、課后教學活動與任務。兩個班級的學習內容均為相同的設計類型問題。②根據教學設計，由同一位教師實施教學，控制其他干擾因素。③研究團隊需在實驗開始和結束時，利用量表收集數據，并進行統計分析。

3 研究結果

本研究利用量表進行后測，學生得分總和代表其能力或態度。通過SPSS 22.0進行獨立樣本T檢驗，得到實驗組與控制組的教學效果統計結果，如表1所示，發現除知識創造效能感和問題解決能力外，其他數據均符合方差齊性假設。

此外，表1的統計結果還顯示，群體情境循證探究法只對創造性思維（p=0.026）和心智負荷（p=0.017）的影響顯著。但是考慮到問題解決是一個復雜的過程，不同的問題解決階段需要不同的問題解決能力，因此需要分析該方法是否會對問題解決的階段能力產生顯著影響。為此，本研究對問題解決能力子量表進行了獨立樣本T檢驗，實驗組與控制組的問題解決各階段能力統計結果如表2所示。可見，“設計決策”和“評價和反思”顯著高于傳統翻轉教學模式。

4 討論與結論

（1）群體情境循證探究法對問題解決能力的影響

根據研究結果可知，群體情境循證探究法只顯著提升了設計決策、評價和反思兩個問題解決階段的能力。本研究認為，該方法采用的循證實踐和設計思維兩種理論，有助于學生分析方案優劣、考慮未知問題、提高工作適切性和探尋其他方法，并促進學生的設計決策、評價與反思，但是對其他問題解決階段的能力支持不足。

（2）群體情境循證探究法對創新能力的影響

根據研究結果可知，群體情境循證探究法能顯著促進學生的創造性思維發展，這與以往研究一致[20]。但同時，該方法注重面向設計思維的問題解決，是一個以人為中心的創新創意設計過程[21]，也是解決復雜問題的創造性認知活動[22]，但是缺乏對知識創造效能感和批判性思維的支持。

（3）群體情境循證探究法對協作學習的影響

群體情境循證探究法未能顯著促進學生協作學習傾向。該方法的優勢在于促進了學生的創新設計活動，并提供了從同理心到測試的整個設計過程的循證探究支持；與傳統翻轉教學相比，其沒有明顯增加學生課前、課中的互動交流機會和時間，也未明顯改變傳統翻轉教學課中深度討論的學習方式。因此，該模式對協作學習的影響與傳統翻轉課堂無顯著差異。

（4）群體情境循證探究法對認知負荷的影響

群體情境循證探究法顯著增加了學生的認知負荷，這與已有研究一致[23]，但與原假設不一致，其原因是該方法需要學生付出更多的時間、心智進行方案創新設計和循證實踐。學生不僅需要進行課前與課中的設計活動，還需要投入更多的心智識別問題、收集證據、評價證據和模擬實踐。同時，設計類問題是非良構程度最高的問題，這進一步增加了學生的心智投入。

四 研究建議

為了確保群體情境循證探究法的有效應用，根據實驗設計與實踐中遇到的問題或者關鍵環節，本研究提出了教師運用該方法進行教學設計和實踐的相關建議。

1 開發必要的創意工具

設計類問題解決過程需要為學生提供必要的創意設計啟示工具，引領和啟發學生的創新設計靈感。為此，教師需要根據相關領域知識設計創意啟示工具，如經典案例、同物異構和問題引領等。經典案例是為學生提供相似問題的創意設計解決方案；同物異構是對同一設計問題的多元化問題解決方案，以此激發學生的創意靈感。除此之外，教師還需要通過引導、鼓勵和示范等方式，培養學生進行自我或者群體主動創建創意啟示工具的能力和動機。

2 供給高階思維發展支架

為了提升該方法對學生高階思維能力的促進作用，教師和學生可以利用知識建構、批判性爭論、問題解決、知識聚斂等學習支架進行協作互動[24]。而要提高學習支架的使用效果，則要求教師對學生進行指導，使其在設計類問題解決過程中進行自我或者群體深度協作學習。教師引導和鼓勵學生理解和使用支架，可以使其內化為學生高階思維發展的引導者。

3 提供智能化模擬環境

群體情境循證探究法需為學生提供智能化模擬實驗環境，便于學生按需進行驗證、反饋、分析和生成決策。該環境需滿足跨時空性、虛實融合性、萬物互聯性和人機協同性，元宇宙和數字孿生智慧空間將為實現這一學習環境提供虛實學習環境支持[25]。虛擬學習空間、實體學習空間和自然學習空間的深度融合，能有效解決循證探究中難以及時驗證設計假設的問題。

4 創設必要的證據文庫

群體情境循證探究法需創建證據文庫來支持循證學習活動，而證據文庫需根據學生的循證能力提供。為此，教師應為循證能力低的學生提供證據支持，引導循證能力強的學生獨自或協同尋找證據。其中，證據類型需要多樣化，教師應利用人工智能為學生提供個性化的、針對性的、及時性的證據資源。譬如，以ChatGPT為代表的生成式人工智能有助于學生快速獲得相關主題的證據信息；此外，人工智能Perplexity AI還能為學生提供具有證據引證的信息來源描述。

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Abstract： With the cultivation need of students’ core quality of problem-solving ability， problem-solving has become the main teaching activity of flipped classroom. However， due to the lack of teaching strategies for design problems， the teaching effect is not good. Therefore， aiming at the design problems with the highest ill-structured degree， the paper firstly constructed a theoretical model of evidence-based inquiry （GSEI） in group situation based on design thinking and evidence-based practice Then， an empirical study was carried out based on GSEI. The results showed that the method could significantly promote students’ creative thinking and some problem-solving abilities （design decision-making， evaluation and reflection）， but its effects on collaborative learning tendency， critical thinking and knowledge creation efficacy sense were poor. Finally， it was pointed out in this paper that in order to ensure the teaching effect， teachers should need to design and develop creative tools and high-order thinking development scaffold， provide intelligent simulation environment， and create evidence library， expecting to provide reference for teaching design problems in flipped teaching.

Keywords： evidence-based inquiry method in group situation; design problems; flipped teaching; evidence-based practice; generative artificial intelligence

*基金項目：本文為全國教育科學“十三五”規劃2018年度教育部重點課題“在線協作知識建構的深度匯談機制研究”（項目編號：DCA180324）、新疆師范大學博士科研啟動基金項目“在線協作知識建構的同伴互評機制研究”（項目編號：XJNUBS202302）的階段性研究成果。

作者簡介：李海峰，副教授，博士，研究方向為計算機支持的協作學習，郵箱為tangshanlhf@163.com。

收稿日期：2022年9月6日" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "編輯：小時