基于设计的研究在知识建构阅读教学中的应用

顾梦婷 张义兵

摘 要：一般而言，基于设计的研究通常被认为是一种研究方法。不容忽视的一点是，基于设计的研究也是一个整合设计与研究的系统化过程，原因在于其强调在具体教学情境中通过不断应用、评估、修正迭代过程来干预实际问题的解决，同时它也注重数据的挖掘及其对应的理论解释与创新。知识建构教学是基于原则的创新式教学，学生从提出真实的观点到最终构建出社区理论，其中不乏有多次的设计改进，基于设计的研究这样一种贴合实践的研究方法与知识建构教学的结合点在于真实情境的问题解决、理论的境脉化、持续优化的迭代设计这三个方面。从研究方法的角度来提升知识建构教学，以及从教学方法的角度来运用基于设计的研究，两者都具有一定的创新意义。本文以真实的科学阅读教学为例，阐述基于设计的研究作为研究方法与作为教学指导的协同作用，可以为一线教师、教育研究者提供灵感，推动基于设计的研究在知识建构教学中的设计与研究。

关键词：基于设计的研究；迭代设计；知识建构；阅读教学

中图分类号：G4 文献标志码：A 文章编号：2096-0069（2018）03-0069-06

作者简介：顾梦婷（1993— ），女，江苏苏州人，南京师范大学硕士研究生，主要研究方向为知识建构、学习科学；张义兵（1967— ），男，江苏连云港人，南京师范大学教育技术学教授、博士生导师，主要研究方向为学习科学、知识建构、教育技术基础理论、中小学信息技术教育等。

知识建构（Knowledge Building，简称KB）是学习科学领域中的一种创新式教学理念，核心是学生的意向性学习和社区知识。从知识建构看来，学生是积极的认知者，不仅要学会主动学习，不断增加个人的知识广度、深度，同时还要对他人、对社区的知识负责，与社区成员协同学习，共同提升社区知识的理论体系。在这个过程中，知识建构常常会鼓励学生开展知识建构讨论、阅读权威资料、动手做实验、短足旅行和专家交谈等活动[1]，这种新式、开放的教学方式的落实，给当前的教学带来很多挑战。特别是当研究者想采用传统实验时，无关变量需要控制，实施的程序要求相对固定，实验过程中学生彼此需要隔离，研究者要保持价值中立等。试问，课堂活动的主动权本就在学生手中，如何在动态、灵活的学习过程中控制教学活动的走向？学生不是没有思想的物品，又怎么忍心强行限制学生的真实学习？在鲜活的课堂上满是好奇心的学生中间，教师如何与学生保持距离和中立？再者，学习是连续的，从个人的真实观点到社区理论的建构，是一个不断迭代的过程，一个学期都有点短，实验又能持续多久？

基于设计的研究（Design-Based Research，简称DBR）最早可以追溯到安·布朗（Ann Brown）和艾伦·柯林斯（Allan Col-lins）[2]的设计实验，国内研究者也有称之为教育设计研究[3]的。它是在真实的情境中开展研究、设计工作的新方法，需要随着时间的推移而改变学习环境，通过多次迭代，收集有效证据，并将结果递归到未来设计中的一种较为系统的研究方法[4]。基于设计的研究同时考虑理论和实践，斯托克斯（Stokes）将科学研究划分为四种[5]：“纯基础研究”“纯应用研究”“空白象限”以及“由应用引起的基础研究”。一线教师往往忽视实践中的真实问题，急于寻找一些治标不治本的法子来埋没这些研究的闪光点。鉴于此，基于设计的研究选择与一线教师协作，从真实情境出发，不仅需要理论作为改进问题的依据，还需要在真实情境中将理论再度合理化，最终促成问题解决、理论提升。但如若在还没有领悟研究的核心要素及操作方法前就贸然上手，研究的规范性及其信效度必将备受质疑。故文章先从研究方法切入，厘清基于设计的研究指导教学的核心特征，而后再从教学角度出发，解读基于设计的研究究竟该如何实操。

一、基于设计的研究何以能够指导教学实践？

基于设计的研究一方面容许研究中存在多种独立的变量，接受研究过程中动态突变的内容；它是多种研究方法的集合，提倡用视频、互动分析等方法深入到社会交互的协作、对话过程中；它收集的数据是细微、多样的，这些数据只有在经历多维度的量化、严密的推演后，才能被用来验证干预成效；它的迭代性以及持续创新的研究出发点对于实践研究来说，无疑是佳音。另一方面，研究得到的理论最终还是需要落地，即到教学中去接受现实检验。基于设计的研究规避了传统实验结果无法适应真实情境的问题，以一种新的视角来解读教育研究，将设计与验证的过程融合到了一起，把研究员从实验室请到了教育前线，缩短了理论与现实应用的距离。图1呈现了基于设计的研究的四大核心要素：设计、理论、问题、自然情境[6]，文章从这四个要素出发进一步阐释基于设计的研究是如何指导实践的。

（一）真实情境的问题解决：动态生成

基于设计的研究起点是现实教学中生成的问题，真实的问题就要到现实的教学中去寻找。雷夫（Lave）认为：“我们有理由怀疑，所谓的认知实际上是一个复杂的社会现象。头脑中的知识，与头脑外的复杂社会并不是一一对应的关系，而是以一种与社会无法分割的形式存在着[7]。”换句话说，问题解决的过程与人的思维、身体、活动，与其他参与者，与整个情境都是不可分割的。问题在不同时间段、不同情境中可能不像预设的那般简单，研究者往往需要面对劣构性问题，需要包容在与环境交互过程中动态生成与演变的现象。虽然问题的复杂性、生成性有助于弥补理论假设的单一、刻板，但这同时也对研究者提出了更高的要求，比如从理论视角剖析问题的改进策略，又如选择合适的评价体系预测、验证理论对问题的解释效果，那究竟理论与情境是一个什么样的关系？

（二）理论的境脉化：人工制品

若要用理论解释教学实践，就得看理论在真实的教学实践中是否行得通，能否境脉化。理论往往较为抽象、不可测量，将理论物化到教学中，可以借助课程设计、教学策略、规则文化、技术产品、环境设计等人工制品来观察，这些人工制品一旦实施成功，就将深化其背后潜在的、有意义的假设或理论。首先，研究者需要根据问题开展溯因分析，依据特定的理论设计可操作的人工制品干预教学，然后到真实情境中去收集数据，检验理论是否发生了作用。这个过程往往需要多次迭代，需要研究者与教师切磋琢磨，以及从行政人员、开发商等多个利益相关者的角度来思考，致力于迭代的协同设计[8]。研究者或许也会采用准实验等研究方法来探明人工制品作用过程的内在机制，这个过程不但能推进理论在新的教学实践中境脉化，甚至有机会进一步创新理论。但需要注意的是，理论相对不变，境脉是动态多样的，从特定境脉中抽出的理论，其推广有局限性。基于设计的研究要求在研究过程中提供一致、清晰的推理线索以及科学的研究方法，正如斯托克斯對“微小的泛化”（Petite Gen-

eralization）[9]的解释，一个阐述得很详细且经过严谨执行的设计有助于其他研究者在不同情境中将境脉中的理论重新境脉化。那研究者该如何开展设计？

（三）持续优化的服务：迭代设计

教学实践中的一次应用往往解释力度小且带有巧合性，学生长期的发展目标也难以在一两次干预中就能实现，真实的教学往往需要两轮及以上的迭代来验证干预效果。在这个过程中，基于设计的研究把设计、实施、检验、修正到再设计的迭代本身及其所处的情境都视作需要服务的对象。迭代设计相对好理解，但是情境设计往往被研究者所忽视。举例来说，我们常用测试的方法来衡量设计的有效性。就像为了提高期末成绩，教师不惜舍弃学生的好奇心、自主学习的权利一样，很多研究者并没有反思他们收集到的学习效果到底是以什么为代价的。巴拉布（Barab）和斯夸尔（Squire）认为，学习科学研究的重点不仅是观察研究实施的过程和结果，还包括系统地建设学习情境以促进理论的产生和发展[10]，也就是说，教学干预的迭代不单是为了解决实践问题、促进学生学习，还要厘清学习是如何发生的。研究者需要收集大量的真实数据、一手案例，同时也要科学、客观地分析这些数据，比如借助学习分析思考如何让学生利用好个性化、形成性评价工具进行自主评价，如何借助大数据挖掘学习共同体的社会网络促进社区交互，如何处理好评价与隐私等伦理道德问题……不断优化的技术和分析方法为迭代、为情境的设计提供了保障，研究者可以与企业协同设计教学平台，甚至可以期待变革学校乃至整个生态系统来优化教学。

为了促进学生学习，研究者不但要与一线教师协作解决现实问题，还要提升设计的理论价值，验证学习发生的内在机制，生成可被其他研究者借鉴的人工制品。不断优化的设计过程往往需要多次迭代，研究者要将迭代本身及其所处的整个情境都纳入设计的范围。但迭代也并不是无限大、无穷远的，一次研究多围绕一个核心问题，贯穿迭代的理论支持也多是基于特定视角的，比如知识建构。基于设计的研究作为一种系统的方法论，自然情境中的问题、理论、迭代設计这三者该如何运用到知识建构教学中？

二、知识建构教学应如何引入基于设计的研究？

知识建构鼓励教师根据知识建构原则灵活设计教学过程，教师对教学的设计需求正好为基于设计的研究提供了良好的契机。同时，知识建构真实、持续的知识创新过程，为基于设计的研究检验干预效果、分析认知黑箱中的内部机理提供了可能。近年来，在学习科学领域布朗、柯林斯、巴拉布等人的文章中，以及王其云、王文静等人的著作中，有关基于设计的研究的理论综述已非常翔实。心理学家皮亚杰、维果斯基，实用主义哲学家杜威、詹姆斯等人的教育思想将基于设计的研究与知识建构融合到一起，使得国内外教育技术领域的学者偏向于从知识建构教学中探索基于设计的研究的应用路径。

在基于设计的研究的真实案例中，教育干预类型大致可归为教学策略、教学模式、技术产品、课程、学习环境等五个层次[11]，其中主要集中于数学、科学、读写、素养教育领域及课程开发领域。张建伟所做的关于促进知识建构共同体的集体认知责任[12]等案例都用真实数据验证了基于设计的研究应用于知识建构教学的可行性。知识建构作为一种比较新式的理念，研究团队该如何协同表征真实课堂中的问题，用什么原则来干预，迭代中如何验证干预的发生。基于此，本文以小学科学课“蚕的研究”这一真实教学为例，尝试解答基于设计的研究究竟应该如何操作。

（一）教学中的真实问题及其表征

教学发生在南京某小学的科学课中，科学教师已有五年知识建构教龄，学生了解知识建构及其网络支撑平台——知识论坛，能借助知识论坛开展协作学习。“蚕的研究”多以活动的形式开展，知识建构鼓励学生在养蚕、写笔记的基础上，开展探究，完成自己的一个课题。上述有关课堂的基本信息及知识建构的基本思想都是研究所处的真实情境，研究者必须提前进入情境，做好信息收集工作。

1.问题从哪来

研究者通过现场的观察笔记、课后的视频分析、网络的数据评价、知识建构相关文献及研究团队的探讨活动等来聚焦研究问题。一开始有可能是非常小的一个问题，比如学生常把资料复制到知识论坛中，也不做理解分析。通过进一步的观察访谈，似乎阅读并没有像实验一样受师生关注，是不是科学课不需要阅读？但权威性资料的建构性使用对知识建构非常重要，阅读对科学素养的意义何在？阅读该如何实施？

2.问题的实践意义及理论解读

科学课只借助实验生成的社区知识往往停留在浅层，缺乏系统性。同时，科学课程标准将阅读视作科学探究的一个重要环节，学生要以事实为依据，不从众、不轻易相信权威与书本，面对有说服力的证据，能调整自己的观点，乐于尝试运用多种材料、多种思路、多样方法完成科学探究[13]，由此分析，科学课对阅读有一定的需求，可能缺乏相应的阅读策略和指导，从而使阅读停留在了表层。研究者综述了国内外知识建构阅读教学进展，发现尚未构建出明确的深度阅读策略和评价体系。故研究者借鉴了莫提默四层次阅读[14]，从方法层面定义阅读深度，参考适合科学的阅读策略及评价体系，最终将研究问题基本框定为如何用知识建构促进科学课的深度阅读。

上述便是对研究问题的表征过程，研究者进一步尝试预研究，引入策略，让数据说话，有可能会在实践中扩大或缩小研究问题，如进一步聚焦用协同阅读策略来促进学生的深度阅读。当然，预研究也有可能会被并到设计中直接操作。

（二）阅读理论支持的教学设计过程

学习内容是学生建构出来的，具体每节课的内容是不可预设的。教学设计往往在上课前一天才会被最终敲定，以原则为导向的设计理念非常欢迎新研究的加入，可以说，知识建构教学是学生在课堂上做学问，教师在教学中做研究。教师关注的是全面的教学设计，下面主要从研究者视角剖析相关阅读的教学设计。

1.知识建构原则与阅读策略的融合

本研究深度阅读的四个层次分别是较为浅层的基础、检视阅读、相对深层次的分析、主题阅读。研究使用内容分析法对四层次进行编码分析。科学探究过程中常见的阅读集中在资料查找及学生讨论环节。研究者需要剖析不同环节学生停留的层次，然后设计策略改进教学。本研究融合了知识建构原则及相关的阅读策略，以知识建构对话原则为例，见表1。当学生围成圈对话的时候，研究者需要追踪前沿的协同阅读究竟是如何开展的，个人—小组—社区的阅读活动应如何组织，不同层次的阅读策略该如何融入到对话中，不断琢磨、改进干预的过程往往就是理论创新的过程。

2.知识建构阅读教学的真实过程

策略引入后，生成的学习过程以及师生的表现都是可分析的素材，素材的记录与整理对后期的教学设计、对其他研究者的借鉴意义都很大。下面选取课堂交流片段来展示阅读是如何融入到科学活动中的，背后的阅读设计思路会在迭代设计部分做重点阐述。

课堂交流是观点改进的黄金时间，每次的交流主题会借助知识论坛有前途的观点工具（Promising Ideas），投票选取最受欢迎的观点。最终生成了蚕的饲养、身体构造、蜕皮、桑叶与丝这四节课。教师请相关主题的学生介绍最新研究进展，鼓励同伴之间互相提出建议、质疑、建立联系，时间充足的话还会请其他有新发现的小组前来做介绍。经观察，阅读资料是探究蚕的首选方法，几乎每节课都会有资料的交流，资料多为学生自发查找，如蚕蜕皮的原因，有时候教师提前预备的资料也会被讨论推向讲台。在资料的协同阅读过程中，教师会将分析阅读的策略渗透其中，以支架或对话等形式引导学生，最后将学生达成共识的知识绘制成思维导图，升华成为社区知识。

（三）基于设计的研究在教学过程中的迭代设计

教学设计为便于教学指导相对宏观，迭代设计则更为聚焦、细致，这两个过程实则是同步进行的，针对课堂交流过程，文章将从问题、设计、实施、反馈，到聚焦新问题的研究视角再次剖析。在开展阅读交流前，本研究其实已经根据实践问题开展了以资源推送、教师改观为主的两轮迭代。经分析，目前学生整体停留在检视阅读，主要是因为学生的阅读交流局限在小范围，考虑到教学正好进展到全班交流环节，故选取协同阅读策略推进学生的分析阅读，实际上，每一轮迭代内部也是由多次小迭代构成的。

1.协同阅读策略的引入

第一次课：蚕的饲养，依据个人—小组—社区模式，学生首先探讨自己的养蚕经验，而后教师自然而然地引入“养蚕注意事项”这一段资料来做总结，学生在不到10分钟的时间内就结束了讨论。其原因可能是资料选取过于简单，教师没有引入分析策略激发学生的阅读需求。

第二次课：蚕的身体构造，学生首先自己画蚕，再对比标准图，教师引导学生提问，蚕的嘴和脚的特性激发了学生的好奇心，因没有资料及其他证据的支持，20分钟后，讨论因低效的争论被迫停止。

2.阅读需求及权威意识

第三次课：蜕皮，学生自主查找资料，并借助知识论坛发表阅读心得。这次课整整交流了40分钟，教师协助学生整理核心概念图，比如蚕蜕皮次数、过程等，学生在此基础上补充、质疑，区分自己与资料观点的不同，用事实、观察等进行论证。最后，寻找概念之间的联系，引出下一步可能研究的问题。在这个过程中，针对一个知识点的讨论深度不够，原因在于每个学生阅读内容不同，在没读懂资料的前提下很难达成共识。

3.閱读方法与阅读理解

第四次课：桑叶，学生当堂阅读同一段资料，研究者通过问题单收集了学生阅读理解及阅读方法的反馈。在40分钟的全班讨论中，学生不仅准确点出了文章的论点及论据，有学生还因不同意资料的观点，转而着手于实验设计以期反驳资料。也有同学当场就拿出了另一本书，指出两者的矛盾处，由此引发了新的阅读讨论。研究者通过对阅读理解评分，把不同阅读方法的均分进行了可视化表达，如图2所示。

有强烈求知欲的学生、带着问题及猜测来阅读的学生理解分数普遍较高，这对应了阅读需求及权威思维的重要性。不同的学生阅读理解差异比较大，惯用的阅读策略也不稳定，需结合个人、全班输出的观点进一步分析。整体来说，学生在个人阅读环节多停留在提问、概括、联系自己的生活经验来解释资料上。而当全班协同开展阅读讨论后，补充、推理、评价、论证、寻找新信息的过程都带动了出来。由此可见，融入阅读策略的协同阅读能推动学生的意向性学习，最终使学生走向深度阅读。下一步迭代可能会聚焦于意向性学习与阅读策略的整合。虽然这三次小迭代不太成熟，但这个过程确实是在尝试改进协同阅读，确实也为深度阅读内在机制的剖析提供了可能。

三、结语

基于设计的研究从问题开始，参考理论，设计策略，收集数据，分析反馈，是一个整合设计与研究的系统化迭代过程，它与知识建构的结合点在于，知识建构教学内容的动态生成性与面向真实问题的研究起点不谋而合；以原则指导教学的知识建构为研究的理论设计与创新提供了可能；知识建构最终所构建的意向性学习、社区知识体系等目标，同持续优化的迭代设计相得益彰。但在运用基于设计的研究来设计知识建构教学的同时，研究者还需注意的是，知识建构的动态性对研究的迭代设计要求比较高，需要研究团队收集情境中的真实数据，熟读大量的理论依据，站在不同的立场设计分析，避免为了设计而设计；在复杂的情境中收集、统计、分析数据，其操作的严谨度、信效度，需要研究者深思熟虑、自我规范；基于设计的研究解决的是现实问题，所得结论也同样受到情境限制，单个研究的理论创新无法扩及到更大的情境范围，需要更多的知识建构实践研究来使理论再度境脉化。可以预期的是，随着基于设计的研究的发展和成熟，知识建构也必将能为整个社会带来更为深远的学习效果。

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（责任编辑 乔磊）