非良构的陌生领域知识的教学设计模型建构

李芒 查聿翀

摘要：教学设计者的职责在于完成教学设计的相关理论和用户需求，对教学内容与策略进行组织和设计以促进学习者有效学习。然而，不是所有的教学内容都是教学设计者掌握并了解的。在不熟悉教学内容的情况下，教学设计者难以完成教学设计活动。为弥补这一不足，该文提出一种通过快速学习进行教学设计的模型，把陌生领域知识教学设计的过程分解为教学设计者学习陌生领域知识和将陌生领域知识作为教学内容进行教学设计两个子过程，后一个子过程是由确定问题、鉴别问题域与教学域、形成分布式认知网络、建构问题情境、实施基于问题的教学和评估问题的解决方案六大环节构成的闭环，前一个子过程从首次确定问题域和教学域之后贯穿闭环的每一个环节。该模型可用于指导教学设计者对组织内陌生领域知识进行教学设计。

关键词：教学设计者;陌生领域知识;教学设计模型

中图分类号：G434 文献标识码：A

在当前教育信息化的大背景下，新兴教育形态如创客教育、STEAM教育等层出不穷。这些新兴的教育形态，打破了传统学科的藩篱，反映了“互联网+”浪潮下跨界融合的趋势，也对教学设计工作提出了巨大的挑战。跨界融合意味着教师必须面对跨学科综合性的问题，这意味着他们在学校中学习的单一专业知识不足以应付他们的教学需求，还需要接触之前不曾了解的其他学科的知识，并将这些知识与自身学科知识融合输出为教学设计。现有的教学设计模型，都隐含了一个前提：教学设计者已经掌握教学中所需的全部知识。但在对陌生领域知识进行教学设计时，这一前提并不成立。为了帮助教学设计者在面对陌生知识时更好地应对挑战，本研究在日常培训工作的直接和间接经验启发下，基于定性教育建模方法，提出了一种用于对陌生领域知识进行教学设计的模型。

一、教学设计者的职能与知识局限

教学设计者的职责在于完成教学设计的相关理论和用户需求，对教学内容与策略进行组织和設计以促进学习者有效学习。其具体工作是选择教学内容、制定教学策略、选用合适的传输媒体、测试最终教学产品的可用性并对其进行评估和修正[1]。

教学设计者与教师两个概念并不是等价的，除了具体的教学任务之外，教学设计者通常还在组织内承担撰写教学方案，教学资源设计与开发，教学过程评价，教学资源评价，快速原型开发等任务[2]。由于组织内部复杂的任务分工，教学设计者不可能事先掌握他需要进行教学设计所有知识，甚至有些领域是教学设计者未曾听说过的，这种知识称为陌生领域知识。例如在IT企业内的生产部门开展应用新技术培训和帮助职业学校设计培训方案时，教学设计者通常不掌握培训涉及的知识，因此这种培训过程中教学设计者操作的就是陌生领域知识。

教学设计者在针对陌生领域知识进行教学设计时，往往难以确定知识的本体与其在生产活动中的作用[3]，也无法确定如何将这部分知识组织到教学内容之中。不掌握知识就进行教学设计，正应了一句古话： “以其昏昏使人昭昭”。这样的教学设计无法确定是否正确介绍了教学内容，也无法确定教学者是否按照教学设计进行了教学，更无法评价学习者的教学效果。在这种情况下，教学设计者必须在教学设计过程中加入快速学习陌生领域知识的过程。

二、陌生领域知识

陌生领域知识是指教学设计者在开始教学设计时尚未接触过的特定领域中的教学内容知识。其中“领域”一词对应的是瓜里诺（Guarino）对知识本体的分类中第二层级分类——“领域（Domain）”。领域指的是描述特定领域f如物理科学、信息技术、食品工程等）的知识[4]。陌生领域知识可以按其组织结构划分为良构的陌生领域知识和非良构的陌生领域知识。对于良构的陌生领域知识，一般有组织完好的学习材料和可供借鉴的教学设计。但是非良构的陌生领域知识的知识本体通常讨论有限，难以被完全表征，常常需要教学设计者自行发掘知识本体，因此本文主要讨论非良构的陌生领域知识。

非良构领域的知识是将良构领域的知识应用于具体问题时而产生的，即有关概念应用的知识[5]。非良构的知识具有以下特点：（1）知识应用的每个实例中都包含着许多广泛的概念相互作用，即概念的复杂性;（2）同类的各个具体实例之间，所涉及的概念及其相互作用的模式有很大差异，即实例的差异性[6]。非良构问题常常会有多个可行解，但有时也可能没有答案。

相比于一般的非良构知识，非良构陌生领域知识还具有以下特征：

（1）非良构陌生领域知识具有较强的实践性。一般的非良构领域的知识可能有多种可以公开获取的外部储存形式，如书籍、音像资料等。这些资料拼合起来可以完整的描述某个具体实例。对陌生领域知识而言，虽然实践专家已经发现并使用了它们，但是却不一定对它们的情景进行了全面描述。因为在实践中专家往往不需要全面的研究某个问题而只需提出一个可行的解决方案;而且由于专家对自己的工作情境非常熟悉，他们在描述过程中倾向于略去某些情境（即使其他阅读者并不了解），这样就破坏了情境的复杂性与完整性。只有在实践中结合具体情境，才能完全地表征陌生领域知识的本体。

（2）如果非良构陌生领域知识是在合作过程中产生的，那么它们的储存是分散的。由于组织内部的复杂分工，实践专家经常需要合作解决某个问题，他们可能对其他人的工作并不完全了解，因此合作过程中发现的陌生领域知识会分散储存在参与合作的实践专家之中。

f3）非良构陌生领域知识一定存在至少一个明确的可行解决方案，但这个解决方案未经充分优化。如果不存在明确的可行解决方案，则说明并不存在知识本体而仅仅是一个待解决的问题，应该交由专家通过开展专题研究解决，而非通过培训解决。如果存在已知的最优解决方案，则说明这应当是一个良构问题。

三、用于非良构的陌生领域知识的教学设计模型

对组织内陌生领域知识进行教学设计的过程，实质上可以分解为两个子过程：第一，教学设计者快速学习陌生领域知识;第二，教学设计者将陌生领域知识作为教学内容进行教学设计。

对陌生领域知识进行教学设计属于一种对尚未明确的非良构问题展开教学设计的过程。学界已经对非良构问题的教学设计进行了许多研究，其中影响最大的观点当属乔纳森提出的建构主义学习环境（Consrructivism Learning Environment.CLE）设计模型。其中蕴含的要素包括：问题、案例、信息资源、认知工具、会话和协作工具、境脉（Context）[7]。

对于陌生领域知识进行教学设计的过程中提取上述要素时，还需要加入教学设计者学习相关知识的环节。因为在解决非良构问题时，问题解决者需要提取大量问题相关的信息、概念和规则，并且运用高阶思维能力形成问题解决的图式[8]。在进行教学设计过程中，教学设计者必须自身首先形成问题解决的图式，才能确定将何种信息置入案例、信息资源.才能了解何种认知工具和会话与协作工具是有效的。基于上述理由，该文遵循查有梁提出的定性教育建模步骤[9]，在建构主义学习环境（CLE）设计模型上加以改进，提出了一种用于陌生领域知识的教学设计模型，如下图所示。

（一）确定问题

确定问题是所有培训教学设计的起始环节[10]。只有确定了问题，才能够进行后续的教学设计流程。确定问题时需要注意鉴别问题对应的知识是否符合非良构陌生领域知识的三个特征。不符合特征1和特征2说明前人对该问题有着较深入的研究，可能有较为成熟的教学设计可供使用。即使没有已存在的教学设计，也有足够丰富的资料可供借鉴。这种情况下，教学设计者只需要学习已有的资料即可为教学设计做知识储备，不需要邀请领域实践专家深度参与教学设计的过程。不符合特征3说明知识的本体尚不明确，培训不能解决该问题，所以不应开展培训，而是应该作为课题进行研究。

（二）确定问题域和教学域

在进行教学设计流程之前，由于其问题域的不确定性，需要对陌生领域知识的问题域加以阐述。在这一阶段，教学设计者尚未掌握陌生领域知识，对其进行阐述的知识来源是主要是专家的经验。由于专家能够识别到新手注意不到的信息特征和有意义的信息模式[11]，因此确定问题域的过程的关键是通过专家解决问题。因为实践领域专家通常缺乏教学设计知识，他们通过看似“不费力”的方式提取的用于解决问题的知识可能隐藏着教学重点与难点，这需要教学设计者在专家指导下发掘。在这一阶段，教学设计者作为陌生领域知识问题域下的新手，通过观察专家解决问题使用的知识和解决问题的图式的方式，确定问题域的边界。

在确定问题域之后，接下来要根据培训的客观条件确定教学域。当问题域过于复杂的时候，不可能在教学环节中涉及全部问题。这时需要根据客观条件对问题域加以取舍。取舍的原则是根据问题的价值和培训的成本综合考虑，所以确定教学域的工作需要实践专家和教学设计者共同完成，由实践专家判断问题的价值，教学设计判断教学实施的成本（如下表所示）。如果问题的价值不高，不管其成本如何，都应该在教学过程中放弃直接对该问题进行教学，只提供参考资料以备查询。对于价值高的问题，则应当在教学中给予足够的重视。当问题的价值与教学成本都相对较高时，则需要教学设计者与实践专家商议，确定培训足以使受训者在工作中处理该问题的最低限度，将这种最低限度作为培训的方案。

（三）教学设计者学习陌生领域知识

在确定问题域和教学域之后，教学设计者开始尝试进行自学与专家指导下的学习。这种学习过程会在整个教学设计流程持续存在。

自学过程，也就是教学设计者尝试独立自主解决一个未知答案的非良构问题的过程。沃尔斯（Voss）认为，非良构问题的解决过程包含以下三个步骤：（1）表征问题空间;（2）陈述问题解决方案;（3）评估解决方案[12]。在问题域和教学域已经在上一阶段明确后，教学设计者应该反复进行陈述问题解决方案与评估解决方案的迭代过程：不断提出可能的问题解决方案并记录下来，反复评估这些方案，对这些方案进行批驳和辩護，直到找出一个或多个有足够说服力可以使他人接受的解决方案。同时，教学设计者也应该记录下自学过程中获取的各类资源与获取资源的方法，作为后续教学实施环节必需的学习资源加以整理和保存。

有时仅仅通过自学还不足以生成解决方案，即使生成了解决方案，也需要经过领域实践专家的评估。无论是哪一种情况，教学设计者都需要寻求实践专家的帮助。实践专家拥有的知识通常是实践知识而非真正的专业知识。实践知识是一种与实践紧密联系的知识，是一种细节的、具体的、特别的、整合的知识[13]。在专家指导下，教学设计者提取、整理和可视化专家知识，使之成为可储存和可分享的知识。除此之外，还需要指导实践专家为教学设计过程提供素材，包括教程、案例和情境等。这些由专家生成的内容对非良构知识的教学设计非常重要，因为它们提供了解决非良构问题所必须的问题情景和可供参考的解决方案。

（四）形成分布式认知联通网络

由于陌生领域知识储存具有分散性，符合分布式认知的特点。分布式认知指的是认知分布于个体内、个体间、媒介、环境、文化、社会和时间等之中[14]。对于陌生领域知识而言，分布式认知中“分布”的主要指的是媒介的分布。这些媒介既包括储存在人的内部的专家的记忆，也包括储存在外部的博客、维基和文档等图文资料。

分布式认知具有显著的社会性特征，要求在认知过程中形成多维联通的网络[l5][16]。形成分布式认知的认知网络有两点意义：一是促进分布式认知系统内部的知识分享，从而使知识在系统充分流动，提升知识的学习效果。二是提升网络的抗冲击能力。与良构问题一般有唯一最优解决方案不同，非良构问题在不同的情景中，解决方案也会发生动态性地变化[17]。因此采用传统培训方式，仅仅使受训者知道一种或几种解决方案，并不能使单个学习者有足够能力应对情境变化带来的冲击。只有将受训者、培训者、实践专家和学习资源纳入到同一网络结构中，才能使整个网络具有应对强冲击的能力。当受训者面对变化的情境时，他们可以在网络中获取足够的支持资源，模仿培训中问题解决的过程，生成新情境下的问题解决方案。

（五）建构问题情境

通过学习和建构分布式认知联通网络，教学设计者已经对陌生领域知识具有了一定了解。接下来，教学设计者需要根据之前阐明的问题域和选择的教学域，选择在最大程度上反映问题域的普遍情况的情境用于教学。教学域中包含的知识应该完整分布在教学情境中，从而能够引导学员的思维，帮助学员建立在认知结构中建立起情景与知识的联系。教学情境中应该突出强调问题域中的共性，对于只在该情境中出现的细节，要给予特殊说明，不然会造成学习者的误解，将特殊情况当作一般情况处理，出现冗余或者错误。

建构情境的过程需要领域专家参与。实践专家在建构情境中的作用主要是“装修工”和“验收员”：专家需要提供丰富的技术细节和背景资料，从而最大限度还原生产过程中的真实情境;另外专家还要审核最终形成的教学情境是否符合真实情况，是否有科学性的谬误，是否存在引发歧义的表述，并提出修改意见。

（六）实施基于问题的教学

在上一环节确定的问题情境下，教师开始教学实施。教学实施严格遵循基于问题的教学模式，让学员在合作解决问题的过程展开学习。解决问题需要足够的知识储备，因此知识的讲授是必要的。但在整体学习过程中，知识的讲授只是作为解决问题的基础居于次要地位。

除了在讲授中获取知识，从先前构建的教学共同体网络中寻找资料或者其他人的帮助也很关键，教学设计者应当尽力促进学员参与教学共同体网络，在利用教学共同体网络学习的同时为他人提供帮助。这样会极大提升教学共同体网络的复杂性，降低中心度，从而增强网络的能力与稳定性。

在实施教学过程中，最大的挑战是解决学员在学习过程中提出的生成性问题。生成性问题是在培训过程中学员产生的真实问题，具有强真实性，符合基于问题的学习中对问题情境的要求[18]，因此这些生成性问题可以作为问题的来源。解决生成性问题的过程，可以视为对教学问题的随机进入式学习过程，从而增强学习者对知识整体的理解。这些问题可能教学实施者也未曾遇到过，也许不能在短时间内得到回答，需要教学实施者、教学开发者、学员与专家一道，集中力量进行技术攻关。如果问题得到解决，专家应该迅速判别这个问题在实际工作环境出现的可能以及解决该问题可能带来的收益：如果只是个别现象，没有推广的价值和意义，则只需加以记录，作为资料整理到学习资源库中。如果具有普遍的现象，则需要教学设计者迅速收集资料还原问题出现的情景，在专家的指导下将该问题作为问题的来源，在后续课程中加入解决该问题的学习任务。如果不能在课程进行时期内解决该问题，则应该作为一个专项研究课题进行研究，待解决后将解决方案整理到学习资源库中。

（七）评估问题的解决方案

基于问题的学习的重要特征之一，就是在学习结束后需要展示问题的解决方案并进行反思[19]。评价的标准是学员展示的解决方案在实际生产中的价值。评价的工作需要实践专家完成。

在评价结束后，还需要学员和专家共同进行反思，将所有的解决方案与现行生产中使用的方案进行比较，在分析、综合和评价之后，最终选择现有方案中的最优解或者形成新的最优方案，实现通过培训改进绩效的最初目的。

（八）小结

本模型属于非线性模型，按照前文所述的教学设计者学习陌生领域知识和教学设计者将陌生领域知识作为教学内容进行教学设计两个子过程进行设计。其中教学设计者学习陌生领域知识从首次确定问题域和教学域之后始终贯穿于模型的每一环节。设计、开发、实施和评价的过程，也是教学设计者不断学习改进总体教学设计的过程[20]。将陌生领域知识作为教学内容进行教学设计的子过程内部也是非线性循环的，确定问题、鉴别问题域与教学域、形成分布式认知网络、建构问题隋境、实施基于问题和评估问题的解决方案六大環节构成的闭环是这个子过程的主体流程。其中鉴别问题域与教学域处于统领地位，是后续其他环节的先决条件。分布式认知网络为基于问题的教学过程提供知识分享和协作空间。实施基于问题的教学过程将会为鉴别问题域与教学域和建构问题情境环节提供素材。最终经过评估和改进的问题解决方案将在真实场景直接应用。

四、模型的应用场景

本研究以某学校开展基于皮影戏的校本课程教学设计为例，展示非良构的陌生领域知识的教学设计模型在实践中的应用过程。

在国家将课程权力下放至地方和学校，要求学校自主开设校本课程的大背景下，学校基于自身重视美育，促进学生全面发展的理念，结合地方特色，选择了以皮影戏这一具有当地特色的非物质文化遗产作为校本课程的切人点。学校的愿景是形成学校特色皮影课程，并且与其他学科教学深度融合，成为学校办学理念的名片。然而皮影制作与演出是一项极其复杂艰深的技艺，学校教师暂时无人掌握。因此皮影技艺对于学校教师来说属于陌生领域知识。笔者作为教学设计专家，指导该校用该研究所述的模型开发了该校的皮影校本课程。

为了完成皮影课程的教学设计，学校从当地剧团请来皮影艺人，与学校教学领导、美术教师和音乐教师和外请教学设计专家一道，组成教学设计团体。在这个教学设计团体中，学校教师和外请教学设计专家作为教学设计者，而皮影艺人作为实践专家参与其中。首先，教学设计团队明确了本次教学设计需要解决的问题是：通过皮影校本课程，学生能够掌握皮影戏的基本操作，能够制作简单的皮影，并利用制作的皮影演出剧目。接下来，教学设计团队需要确定能够覆盖教学目标的教学域。由于皮影技艺过于复杂，在应用于课堂教学时需要挑选适合学生学习的部分，又不能过分简化以致不能完成皮影剧目演出，所以需要受训教师掌握若干不常用高级技术以便指导学生。教学设计团队在实践专家的建议下，选择了皮影制作工序中画稿、镂刻等环节，皮影操作中的脖签和手签的简单操作和皮影经典剧目片段演唱作为培训内容。确定教学域后，皮影专家开始培训学校教师皮影技术。在培训伊始，学校为教学设计团队组建了专门工作室，并且建立学员微信群和教学设计团队微信群作为沟通渠道。经过沟通，教学设计团队决定把组织神话传说主题皮影剧目演出作为教学情境，通过完整的“制作皮影一学习操作一进行演出”流程开展培训。为了提升培训效率，教学设计专家将受训教师根据自身专业特长，划分为制作组和演出组，要求制作组受训教师优先掌握皮影制作技术，演出组的教师优先掌握皮影操作和演唱技术，从而将培训内容“打散”，降低培训难度。两个组别的培训过程都遵循做中学的理念，以教师实操为主。实践专家主要针对教师实操过程中出现的错误进行针对性讲解并布置练习。在受训之余，教师们积极总结经验，在教学设计专家指导下，从学习内容中提取问题与情境，与自身教授学科融合形成教学设计方案。培训进行到第三周时，学校选择两个班级作为试点开设皮影校本课程。教师将教学设计方案转化为课堂教学活动，实践专家则作为助教进入课堂，随时准备解答课程实操中产生的问题。课上产生的具有共性的问题，也会在课后的教师培训中得到解答。经过一学期“培训—授课”的迭代过程，试点班级的师生已经完整经历了皮影剧目的制作、操作与演出流程，并在学期结束时作为课程汇报组织了一场皮影剧目演出，演出获得了巨大的成功。经过后续数年的教学实践，该校皮影课程教师团队涌现出了数位“专家型教师”。在他们指导下，全校各个年级普遍开设了皮影课程，该校的学生皮影剧团成功参加了多次汇报演出，基于皮影课程的美育成为了该校的特色。

五、结语

在教学设计者的工作实践中，必然会遇到陌生领域知识的挑战。本研究建构的模型可以用于指导企业开展新技术培训，中小学开发校本课程和高等院校开发前沿领域课程等针对非良构陌生领域知识的教学设计任务;能够有效帮助教学设计者在对非良构陌生领域知识开展教学设计时合理安排设计流程，充分开发教学资源，实现有针对性的教学设计，降低因自身知识储备不足导致设计失败的风险。

按照教育定性建模的步骤[21]，今后还需要继续开展形成子模式群的研究。子模式群内部包含模型各环节的具体模式和模型各环节之间的连接方式与操作顺序模式。每个子模式的操作过程中相互关联的部分体现了模型的整体性;子模式的产品在模型内保存和流通，最终成为教学设计方案的资源。这些子模式能够为该模型各个环节与环节之间的衔接提供具有可操作性的指导，理顺模型中各个环节之间的关系，从而提升该模型的合理性与易用性。

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