学习支持问题库系统的构建模式研究

金　慧

【摘要】 学习支持问题库系统是问题导向的学习支持系统的重要组成部分，该文所研究的学习支持问题库的构建模式，就是提取以问题为导向的学习支持系统中的问题库构成要素，以及各要素的功能和相互关系。该文从问题库构建的设计思路、系统分析、构建机制、功能模块和运行流程等方面对其体系结构加以说明。

【关键词】学习支持；问题库；构建模式

【中图分类号】G40-057 【文献标识码】B 【论文编号】1009—8097（2009）05—0115—04

引言

对问题库的研究往往是基于某个具体系统展开的，以系统分析思维来研究问题库，就是要把问题库和其外围环境看作一个整体系统，从系统的整体结构出发研究和评价系统各部分的作用及其相互关系。一个完整的问题库包括问题库本身以及与其有关的外部学习支持环境，对问题库的研究和运用该问题库的系统功能息息相关的，由于系统定位不同，问题库的特征、对问题库的构建方式、采用的技术手段也各不相同。问题导向的学习支持系统的基础是问题，是通过问题引导学习者开展学习，问题是该系统的运行基础，也是学习者进行学习的线索。通过在认识问题、产生解决策略、实施策略并不断反思-适应-执行策略的过程中学习者的认知和情感技能得到磨练。因此，学习支持问题库系统是问题导向的学习支持系统的重要组成部分，本文所研究的学习支持问题库的构建模式，就是提取以问题为导向的学习支持系统中的问题库构成要素及各要素的功能和相互关系。为了更好地说明学习支持问题库系统的功能和结构，本文从问题库构建的设计思路、功能分析、构建机制、系统运行流程等方面对其体系结构加以说明。

一学习支持问题库系统的设计思路

本文的设计重点就在于构建一个满足问题导向的学习支持系统问题库以及在问题库基础上的外围环境，我们把问题库及其外围环境称为问题库系统。问题库系统的核心任务是培养新手成为专家，采用的模式是问题导向的学习，支持方式是在学习中通过问题解决并给予及时有效的绩效支持以帮助学习者获得知识技能。学习支持问题库系统的构架思路见图1，包括需求分析、明确问题、设计任务、建立概念模型、内容收集、方案评估、结果分析和执行等步骤。首先，本文中系统的功能是在对系统进行需求分析的基础上进行定位，再根据系统目标确定系统的设计任务；建立针对具体案例的问题解决模型，从问题解决模型中提取关键要素作为核心问题的枝干；再逐步对问题进行分析和细化，收集具体细节问题并对问题进行分类；根据问题的类型特征确定问题表征和内容呈现的方案；最后是对设计的评估和改进。

二系统功能分析

问题导向的学习支持是以问题为驱动力，以培养学习者的问题意识、批判性思维的技巧以及问题解决的实践能力为主要目标。学习者在解决不断出现的新问题的过程中重新整合和自主建构自身的知识，从而促使自己的知识与能力螺旋式地提高。一个支持系统应该是能为“新手快速掌握专业领域并发展成为专家提供必要的支持” [1]，支持的方式是在模拟的问题解决过程中提供帮助。从这个视角考虑，一个学习支持系统应该是具有及时性和情境性。系统还应该根据专家的工作和解决问题特征进行设计，对新手提供的帮助要来自于专家解决问题的实践，使新手通过解决专家在实际工作中遇到的经验性问题来培养新手快速掌握专业领域的核心问题，提高解决实际问题的经验。

结合系统的设计思路以及学习支持系统功能需求的分析，学习支持问题库的设计重点体现在以下三个方面：

 问题解决的支持

本系统的重点就是通过对一系列问题的设计，根据学习者选取的学习支持模式，创建问题解决学习环境，并在学习过程中运用各种支持策略和工具来促进学习者的知识建构。因此系统要实现的一个重要功能是结合问题解决过程设计各种学习支持策略，具体的支持方面是问题的表征、呈现和问题解决。

 绩效支持

绩效可以理解为行为的结果，是个体实施的某种活动引起行为者的环境产生变化。在本论文中的绩效支持表现在对学习者解决问题的行为和效果的支持，使学习者通过对问题解决所需知识概念的学习和问题解决步骤之间的联系，掌握解决问题的基本策略，由此提高在日常解决同类问题的技能水平。

 适应性支持

适应性支持是本系统要体现的另一项主要功能，系统能够根据用户的部分特征适当调整显示内容和组织框架，以便于更好地满足用户需求，并在使用过程中不断调整系统的可用性。这种适应性在系统中体现在多个方面，如学习模式的设定、问题表征的支持、问题呈现的适应性和问题解决的策略等。

三问题库的构建机制

为实现系统的上述功能，在设计上具体要解决的要素是如何体现问题的导向性、问题的有效性。因此，在设计上主要考虑问题库系统构建过程中怎样实现按需建库、按需导学和按需呈现。

1 问题库内容的构建机制——按需建库

按需建库的关键是以学习者为中心，要考虑学习者的实际需要，根据学习者的初级状态提供必要的问题。学习支持问题库中的问题应该是学习者在实际工作中经常会遇到的问题，也应该是学科领域的核心问题。通过对这些核心问题的模拟解决，学习者掌握本领域的专业技能。为了真正满足系统设计的需要，问题的来源要体现多方位特征，采取自上而下和自下而上相结合的方式。所谓自上而下，是根据学科领域的知识结构提取领域的核心问题，包括关键概念、核心知识和技能等。所谓自下而上，是根据学科专家的经验获取领域的经验性问题，这些问题和实际工作状态息息相关，也是支持学习者获得专业技能的最有效的内容。另外，收集学习者在学习中遇到的问题，这些问题可能是困扰学习者继续学习或更好理解的障碍，对这些问题提供的帮助能节约学习时间，更好地促进学习进程。通过两种方式的结合，可以使问题库中的问题真正能满足学习支持的需要。

2 问题库导学机制——按需导学

按需导学所涉及的内容有问题线索的设计、问题表征、问题解决过程设计以及对学习者的评价。按需导学又涉及三方面的内容：引学、助学和评学。引学是通过创设问题情境引导学习者产生疑问，指引学习路径，通过不断的解决问题完成学习周期。助学是在学习过程中提供各种有效的支持，如提供脚手架、指示语、案例推理、专家模型等各种支持策略，帮助学习者理解概念和事实，并能按照专家的解决步骤进行演练，通过多次的反复以及多角度的学习掌握解决策略。评学是根据学习者的学习路径和学习结果判断学习者的技能水平，并给出相应的知识网络，使学习者了解自身掌握知识的情况。

3 问题库呈现机制——按需呈现

不同学习者的个人喜好不同，也许会喜欢不同的问题和答案呈现方式。根据迈耶[2]的相关心理学研究表明，学习内容的呈现影响个体的有意义学习。因此，结合学习科学理论对学习的内容和答案进行设计是按需呈现的主要目标。按需呈现涉及两方面的内容，一是呈现问题的方式，另一个是呈现答案的方式。问题的呈现方式就嵌套在问题导学环境中，根据学习者的选择提供相应的呈现类型。答案的呈现设计包括答案内容的呈现方式和答案的提供方式。答案内容的呈现可以采用多媒体多脚本的方式。对于答案的提供方式，可以采用预制式或即时式。预制式是把答案预设在学习环境中，提前设计学习者可能会遇到问题的节点，当学习者沿着学习路径行进到某处时，相应的问题答案就可以呈现出来。即时式是一种及时响应的问题答案呈现，可以是在学习者提出问题后提供答案，或者是跟随学习者学习路径，在需要的时候呈现出来。

四 学习支持问题库的功能模块

考虑学习支持问题库的过程模式可以从问题解决的一般模式入手分析问题解决的周期中的各个步骤，并以此设计学习支持问题库中的各个环节。斯滕伯格（Sternberg）[3]认为问题解决周期中包含的步骤有问题的确定、问题的定义、策略的形成、信息的组织、资源分配、监控和评估。这六个步骤构成一个解决问题的循环过程，解决者可以往返于各步骤之间，各步骤的顺序可灵活改变，甚至在任何时候可以跳过或增加某些步骤。由布朗斯特福和斯特恩[4]开发的五步问题解决过程IDEAL则包括：问题识别、问题表征、策略选择、策略应用、结果评价。（I=确定问题；D=定义和表征问题；E=探究可能的方案；A=实施方案；L=回顾和评估活动的效果。）

那么，在问题解决的各个环节中，一个学习支持系统可以对哪些方面加以支持呢？笔者通过对各种有关问题解决过程的描述进行分析的基础上，提取出其中的三个核心环节，即问题的定义与表征、策略选择和应用、结果呈现与评价，对这三个方面进行支撑就构成了学习支持问题库的主要功能模块。

1 问题的定义与表征

问题的定义是指问题解决者必须意识到自己正面临一个问题。而在开始某种有意识的问题解决活动之前，解决者首先应该理解问题。理解问题意味着根绝当时的情景或者问题的表述以及个体的先前知识在大脑中建构出某种对问题的表征。这个过程就是在问题陈述中所提供的关于目标状态、起始状态、是否能做、应采取的操作信息以及个人先前经验的基础上去建构“问题是什么”的内部心理表征。问题的心理表征的质量、完整性和一致性决定了进一步思考的效率和准确性，“而这些表征是由问题解决者先前的知识以及知识的结构所决定的。问题表征的形式是多样化的，不同的形式将影响问题解决的难易程度。”[5]

专家往往是基于问题之间的结构相似性，对问题提出复杂的表征；而新手的问题表征往往停留在表面水平。当所提供的新信息与最初的问题表征相矛盾时，专家能表现出适应一个更加合适的策略的灵活性，而新手的适应性就很差。而且在“从新手到专家的转变过程中，对问题的分类和表征将会越来越具有可辨别性，也会抽取问题的共性，使抽象的概念知识和具体的应用情境联系起来。”[6]因此，在设计学习支持问题库时，一个很重要的功能就是帮助学习者能更清晰准确的识别和表征问题。例如研究表明用简明的图解提供视觉形象，对解决复杂问题很有帮助；而建构要解决问题的有意义的概念模型同样有助于问题的表征。

2 策略的选择和运用

一旦问题被有效地定义下来，下一步就是拟定一个解决问题的策略。问题解决的策略是多种多样的，同一个问题不同的人可以能采用不同的解决策略。策略的选择主要依据问题的性质和内容以及问题解决者的知识和经验。当问题解决方案不能清晰地呈现时，个体通常可以采用的一般策略有“产生-检验策略，手段-目的分析、类推和头脑风暴。”[7]

新手和专家的比对分析表明两者在问题解决策略的选择和应用上有很大差异，新手和专家在问题解决策略的选择和使用上的不同为我们提供了很多线索，怎样利用技术支持学习者的问题解决策略从新手向专家型转变就成为要构建的学习支持问题库的另一个重要功能。本文中拟采用的支持问题解决的策略有：策略学习、专家模型、事例模型。

3 结果的呈现和评估

对于问题解决过程中的结果呈现，实际上就是对问题解决全过程的把握和监控。一个有效的问题解决者总是不断检查自我，确保自己正一步步接近目标。评估是对解决问题后的结果做出评定。在解决问题的过程中，对进程和结果加以监控和评价能确保问题解决导致合理有效的结果。通过对结果的呈现和评估，学习者可能会发现新的问题，也可能对原先的问题进行重新定义，可能会形成新的策略，发现新的资源，或者对已有的资源的利用更充分。

研究表明，专家能仔细监控自己问题解决的策略和过程，也基本上能得出正确的结果。而新手往往忽略对问题解决的监控，致使得出错误的结果或问题无法解决。因此，利用学习支持问题库的呈现策略，对学习者的问题解决实时监控，并及时提示错误，可以确保问题的解决，并能够使学习者逐步养成监控和评价自身解决问题的良好习惯。

4 问题库的功能模式

综合上面的论述，一个学习支持问题库的功能模式主要有三个部分：问题确定与表征、策略选择与应用、结果呈现与评价。问题确定与表征部分的主要功能是问题的表征，简称问题表征模块，拟采用的支持问题表征的主要策略有：语义网络、因果模型、影响图表、情景描述。策略选择与应用部分的主要功能支持学习者的问题解决，简称解决策略模型，拟采用的支持问题解决的策略有：策略学习、专家模型、事例模型。结果呈现与评价部分主要是对学习者行为的监控与评价，简称反馈模块，拟采用的支持反馈的策略有：任务分析、学习模型、错误模型。三个模块是按照问题解决的步骤螺旋进行的，学习支持问题库中的问题是三个模块的基础，也是模块之间运行和关联的线索，因此，一个学习支持问题库的上层结构如图2所示。

五 系统运行流程

学习支持问题库系统有三个要素，即问题库、系统环境和学习者。系统的运行是三个要素共同协作的结果。学习者登录系统可自愿选择学习模式，并可通过风格测试设定学习者的个人学习模型。学习者在引导式、探究式、操作式、案例式和反思式五种学习模式中选择一种之后，系统便生成该种模式的学习策略，每种学习策略会产生相应的问题表征、内容呈现和学习支持策略。学习者根据系统提供的学习模式进行学习，包括对问题的理解、问题学习、问题的解决和对结果的评价。在学习过程中若产生新问题，可先收集后存入问题生成库，以待后期对问题库进行修改和添加。系统的问题库是系统运行的基石，包括问题表征库、问题知识库、问题案例库、问题模式库、问题表征库、问题生成库、学生模型和答案库。系统的运行流程如图3。

六 结束语

作为学习支持系统的重要组成部分，问题库的设计直接影响到学习支持系统的功能实现。本文从系统功能分析入手，根据解决问题的步骤选取其中的核心要素作为设计的主要模块，并在此基础上设计了以问题库为主的学习支持系统的运行流程。本文是对问题库及其学习支持系统构建研究的新尝试，而从整个学习支持系统的视角来思考问题库的构建模式。

参考文献

[1] Gery,G.(1991).Electronic Performance Support Systems. Tollland. MA:Gery Associates.

[2] [美]理查德.E.迈耶著,傅小兰等译.多媒体学习[M].北京:商务印书馆,2006:16-19.

[3] [美]Robert J. Sternberg著,杨炳钧等译.认知心理学[M].北京:中国轻工业出版社,2006:289-290.

[4] 戴尔•H•申克著,韦小满译.学习理论:教育的视角[M].南京:江苏教育出版社,2003:190-191.

[5] 朱新明,李亦非著.架设人与计算机的桥梁——西蒙的认知与管理心理学[M].武汉：湖北教育出版社，2000：106-109.

[6] S. L. Robertson著,张奇译. 问题解决心理学[M].北京:中国轻工业出版社,2004: 25-40.

[7] 戴尔•H•申克著,韦小满译.学习理论:教育的视角[M].南京:江苏教育出版社,2003:191-197.