知识建构的有效途径：基于知识可视化的辩论 *

况姗芸，蔡 佳， 肖卫红，陈文红，卢 昀

(1.华南师范大学 教育信息技术学院，广东 广州 510631；2.惠州市第五小学，广东 惠州 516001；3.广州市第二外国语学校，广东 广州 510540；4.广东省教育技术中心，广东 广州 510245)

知识建构的有效途径：基于知识可视化的辩论*

况姗芸1，蔡 佳， 肖卫红3，陈文红4，卢 昀1

(1.华南师范大学 教育信息技术学院，广东 广州 510631；2.惠州市第五小学，广东 惠州 516001；3.广州市第二外国语学校，广东 广州 510540；4.广东省教育技术中心，广东 广州 510245)

辩论被认为是一种通过对话促进思考的社会活动，应用于教学能促进学习者的知识建构，但教学实践中，开展辩论活动困难重重，效率低下。该文在分析知识可视化理论与辩论式教学理论的基础上，提出知识可视化工具在辩论活动中应用的设计框架和实施模型，然后随机选取40位11-12岁的儿童开展准实验对比研究。研究发现：知识可视化工具能促进被试者知识建构，并且对于儿童来说，辩论思维导图应用效果优于论点关系表。

知识可视化；辩论；知识建构

知识建构理论自加拿大学者Marlene Scardamalia和Carl Bereiter提出以来，受到广泛关注，应用于多种层次教育教学。辩论是促进学习者知识建构的有效活动。迈克尔(Michael, B.)的研究表明，在辩论的互动过程中，参与者通过与他人对话，进行着知识的重构，参与者头脑中不同的概念和知识在认知、知识和语言三个维度中都产生了联结和收敛，为进一步建构知识提供前提[1]。通过辩论，参与者的观点能在一定程度上得到强化。亚斯特翰(Asterhan, C. S.C.)和施瓦兹(Schwarz, B. B.)研究证实了辩论能使学习者获得更多的概念理解[2]。

Brookfield和Preskill概括了讨论式教学法的15点好处，其中思考多方意见、增强思维灵活性、使学生成为知识的共同创造者、发展学生清晰明白地交流思想和看法的能力，发展学生分析和综合的能力等与知识建构相关[3]。尽管辩论活动已在我国不少中小学课堂中开展，然而效果却差强人意，学生之间观点的分享、交锋与改进困难重重，尤其是小学阶段。小学生的思维跳跃性强，思维缺乏条理和依据，加之部分学生对发言行为的重视程度高于对发言质量的重视，常导致辩论活动场面热烈、气氛活跃，却偏离中心辩题，论据与论点关联不大等问题，辩论活动有形无实，事倍功半，知识建构效率低下。知识可视化工具的研究和应用有助于改善这一现状。

2004年7月，M.J.埃普拉和R.A.伯卡德正式提出知识可视化研究。知识可视化主要研究视觉表征在改善两个(或以上)人之间知识创造和传递中的应用”[4]，目的在于增进个体间知识密集型交流[5]。作为认知工具的重要表征，知识可视化应用于教育教学能帮助教师采用学生易于理解和接受的教学方式，激发学生的学习动机[6]、呈现新的观点、增强记忆力[7]、协调知识生产者间的传播、使受者主动地解释和探究图形的意义和兴趣，提高知识创新和迁移的意义和兴趣，促进记忆并培养新知识的应用[8]。

一、知识可视化应用于辩论活动的设计框架

关于如何借助可视化促进知识共建共享，知识可视化研究创始者R.A.伯卡德2004年首次提出要关注知识类型、可视化的目的和可视化的表征3个维度，知识的类型包括描述知识、程序上的知识、经验知识、定位知识和个体知识；可视化目的包括：共享、传播、创造、学习、编订和发现；可视化类型是指建立可视化的分类方法[9]。2005年R.A.伯卡德对框架进行修订，将设计框架调整为功能类型、知识类型、接受者类型和可视化类型等4个维度，功能类型包括：协作、关注、回忆、动机、拟订和创新，接受者类型是指传者与受者的前后关系，包括个体、小组、团体或网络。关于可视化方式，R.A.伯卡德吸收了建筑师共建知识的方法，提出素描、图表、地图、图像、实物、交互式可视化、视觉/故事等7类可视化方式[10]。

辩论活动是一种典型的协作知识建构活动，应用知识可视化可提高参与者知识分享的质量和协作互动的深度，进而促进集体知识共建共享，辩论活动中知识可视化应用的设计框架如图1所示。根据语用论辩术的研究，辩论活动可分为冲突、开始、论辩、结论4个阶段。冲突阶段，主要任务是确定双方间的分歧所在；开始阶段，论辩双方都试图消除意见分歧，需要就讨论规则以及讨论的出发点达成一致意见；论辩阶段，双方提出论证来应对对方的异议或打消对方的疑虑；结论阶段，论辩双方评估意见分歧消除的程度[11]。可见，在辩论活动过程中，传者与授者通过协商辩题出发点、传播或分享立论观点及论据、反驳立论观点、消除分歧、建构关于辩题的知识体系。就知识的类型而言，包括辩题与立论两部分，辩题包括封闭性辩题和开放性辩题。对应于封闭性辩题，参与者在辩论时所持论点是明确相对的正方和反方，对于开放性辩题，参与者提出的论点可以是非确定的，彼此不呈对立状态，但无论是哪种辩题，参与者均会运用概念、判断、推理等逻辑思维形式，对事实、文献等数据材料进行综合和分析，证明自己的论点，反驳对方的论点。辩论参与者可以是以个体为单位，也可以是以小组或团队为单位，当然也可以以人群网络为单位，一般而言，教育教学过程中的知识可视化只会出现以个体、小组或团队为单位的参与者。至于辩论过程中的可视化工具，结合辩论的特点和可视化工具的外显形式，可视化工具包括：论点关系表和辩论思维导图。论点关系表是以表格的方式反映论点之间的关系，辩论思维导图则以图文并重的方式反映参与者思考的过程和模式，它可表现为草图、概念图、认知地图、语义网络、思维地图等多种方式。

二、知识可视化应用于辩论活动的实施模型

关于知识可视化的实施过程，R.A.伯卡德认为它是一个知识在“传者”与“受者”之间多次传输的互动迭代过程，首先，传者要吸引受者的注意，然后要描述相关背景，提供知识框架，展示具体行动选项，接着通过一系列“生成性”会话指向“预设”知识细节[12]。在这个进程中，由于受者原有知识框架不同，受者会对所接受到的知识进行选择性理解，因而要进行多轮迭代交互来引导受者的知识重构。辩论过程中，论辩双方会展开多轮的交互，不断借助立论背景、立论概览及论据支撑阐明自身观点，反驳对方观点，最终达成双方对于辩题的一致认识。教学实践中，辩论活动中知识可视化工具应用的实施模型如图2所示。

图1 辩论中知识可视化应用的设计框架

图2 知识可视化应用于辩论的实施模型

(一)辩前准备阶段

绘制知识可视化作品有利于提高辩论准备质量。辩论开始之前，辩论双方必须认真准备，明确辩题，确定核心概念的内涵与外延，收集资料，批判性阅读材料，对材料中提到的知识的形成基础和表达方式从不同视角进行评判，构建知识框架。然后从材料中筛选能支持立论观点的知识和证据材料，接着以可视化方式直观呈现立论观点与支持材料间的关联，进而发现各材料之间的关联，完善知识框架。

(二)论辩阶段

辩论过程中，辩论双方借助可视化作品，巧妙地吸引对方的注意，在此基础上描述知识背景、提供辩前准备阶段准备的知识概览图表，并用论据加以支撑。然后，获取对方关于自身立论的理解，确定双方间的分歧所在，发现对方观点与自身观点及材料的联系与矛盾之处，并进一步提出论证材料应对对方的异议或打消对方疑虑。

(三)总结阶段

辩论结束时，双方经过综合分析双方立论，在原有可视化作品的基础上补充对方的立论观点和论据材料，完善自己对辩题的理解，双方达成一定程度的一致意见，形成较完善的可视化作品。

三、应用知识可视化开展辩论的设计与实施：个案研究

(一)研究假设及研究过程

为提高学习者通过辩论活动实现知识建构的绩效，研究者开发了两类知识可视化工具：辩论思维导图(如图3所示)以及论点关系表(如表1所示)，要求研究被试以小组为单位选择其一知识可视化工具支持辩论活动开展。这两类知识可视化工具均关注了辩题出发点、立论观点及论据等立论知识类型，同时关注了这些立论的知识类型。相比较而言，图3更深入地关注了辩论参与者的立论知识类型，对参与者立论依据有了更具体的可视化要求。

图3 辩论思维导图

表1 论点关系表

研究者随机选取了40名11-12岁的学龄儿童进行为期近4周的等组准实验对比研究，这些学生学习水平相当，参与实验的学生有辩论的经验，但没有利用知识可视化工具辩论的经验，且前期的辩论经验表明，学习者并不能很好地利用辩论实现知识建构，在辩论过程中，学习者会出现跑题和思路缺乏条理性，论据与立论观点关联度小等问题。本次研究采用的辩题为“开卷是否有益”，辩论前，研究者采用开放性问卷对所有参与成员开展了个别化前测，确认参与成员的知识建构水平，经测试，关于辩题的前期知识无显著差异(p=0.916,S=0.06)，根据这一结果，研究者将参与者随机分为实验组和对照组，分别持辩题的正方和反方观点，每组的20名被试自由组织为5个讨论小组，每个小组为3-5人，实验组采用的知识可视化工具为辩论思维导图，对照组采用的知识可视化工具为论点关系表。为更好地组织辩论，控制干扰变量，研究者为所有被试提供了相同的辩论参考资料，供被试查找支持论据，同时小组同学多次组织共同讨论，完成小组的知识可视化作品。辩论过程借鉴奥罗斯(Oros,A.L.)提出的结构化辩论模式[13]展了多轮辩论，知识可视化工具应用于辩论全过程中，具体进程如图4所示。在每一轮的辩论过程中，辩论参与者均借助知识可视化作品组织自身的辩论语言，引起对方注意，就立论的背景、概览、论据和细节和对方进行多轮辩论，同时在辩论过程中不断修改调整本小组的知识可视化作品。在辩论总结阶段，辩论参与者被要求采用开放性问卷进行个别化后测，评估其知识建构水平。研究假设确定为：

假设1：基于知识可视化作品的辩论活动能促进实验被试的知识建构；

假设2：与论点关系表相比，辩论思维导图能更好地促进实验被试在辩论活动中的知识建构。

图4 结构化辩论流程图

(二)研究结果分析

针对实验过程中辩论参与者的前后测问卷、实验过程中绘制的辩论思维导图和论点关系表，三名研究者采用内容分析法分别进行了评判，以期分析实验被试知识建构水平的变化。根据施瓦兹的研究，从论据类型、性质、支持对立论点的论据和可靠性四个观测点评判被试对于立论观点与论据材料关联的知识建构效果[14]，内容分析类目表如表2示。当研究者观点出现异议时，共同商讨直至意见统一，以确保数据分析的信度与效度。接着，研究者利用SPSS软件对内容分析结果进行统计分析。

表2 被试前后测问卷知识建构效果分析类目表

1.基于知识可视化的辩论活动对实验被试的知识建构影响分析

从前后测问卷来看，实验组和对照组两组的前后测问卷结果配对样本t检验结果表明：实验组在实验前后知识建构水平有显著性变化(Sig.(2-tailed)=0.001)，对照组不呈现显著性变化(Sig.(2-tailed)=0.375)。进一步根据内容分析类目表，统计分析被试在前后测问卷中的各评估观测点，结果表明：从问卷来看，实验后实验被试的论据类型以片面的论据居多，而相对实验前的条件性论据数量有所下降，导致后测的平均值略微下降；论据性质在实验前后的变化较小；试验后支持对立观点的论据数量增加、论据更为可靠。进一步的单因素方差分析表明：实验前后，论据类型(Sig.=0.356，F=0.119，P=0.731)、论据性质(Sig.=0.433，F=1.143，P=0.288)和支持对方观点的论据总数(Sig.=0.988，F=1.056，P=0.307)无显著性差异，但论据可靠性(Sig.=0.033，F=8.979，P=0.04)呈现了显著性差异。

分析两组绘制的知识可视化作品，单因素方差分析结果表明：辩论前后，论据类型(Sig.=0.564，F=2.430，P=0.158)、论据性质(Sig.=0.119，F=1.469，P=0.260)和支持对方观点的论据(Sig.=0.358，F=2.550，P=0.149)均未体现显著性差异，但论据可靠性(Sig.=0.688，F=26.150，P=0.001)体现出了显著性差异。可见，本研究中，学生通过辩论，在提供论据的可靠性方面有着较显著的进步，辩论活动有助于促进实验被试在论据与论点间建构关联，但本研究中辩论活动对于论据类型、论据性质和支持对立观点的论据三者影响有限。

2.辩论思维导图与论点关系表对实验被试知识建构绩效影响差异的对比分析

从前后测问卷来看，配对样本t检验结果表明，实验组在实验前后知识建构水平有显著性变化(Sig.(2-tailed)=0.001)，显著高于对照组的效果(Sig.(2-tailed)=0.375)。

从两组绘制的知识可视化作品评判结果来看，实验组与对照组存在显著性差异(Sig.=0.901, Sig.(2-tailed)=0.000)。实验组在论据类型、论据性质和论据的可靠性方面都好于对照组，同时，实验组能较多地提供支撑对立双方观点的论据。可见，在本研究中，实验组知识建构绩效要优于对照组，即：相比论点关系表，辩论思维导图能更好地支持实验被试的知识建构活动。

3.对实验被试的访谈及问卷结果分析

实验结束后，研究者针对使用可视化作品进行辩论的感受与体会对实验被试进行了调查。调查结果表明，30%的实验被试认为辩论思维导图有助于他们梳理相关的观点与想法，清晰明了，还有助于思维的拓展。而25%的实验被试则认为论点关系表使用起来非常简单，不同角度的观点界限明确，但观点与观点之间相对独立。其他的实验被试则表示从这次辩论中收获颇丰，无论是方法上或是知识上，都让他们有了新的想法与认识。

(三)小结与讨论

数据分析结果证明：本研究的两个假设均成立。基于知识可视化的辩论活动有助于促进实验被试的知识建构，尤其是有助于促进学习者提出相关的、可接受的论据，这可能与本次实验中提供的知识可视化工具比较关注论据提供可靠性相关。相对于论点关系表而言，辩论思维导图能更好地促进学习者的辩论活动和知识建构结果。这可能是由于两个原因造成：一是论点关系表只要求实验被试回答赞成或反对的理由，辩论思维导图在此基础上还要求了实验被试提供支持材料的依据。这一要求上的提升会促使实验被试更深入地思考论据支持立论观点的依据，包括论据的可接受性、相关性、全面性及对于立论观点的支持程度，从而提升支持论据的质量，促进个体知识建构。二是研究被试身心发展的基础决定了其对辩论思维导图关注度比对论点关系表的关注度要高。论点关系表在表现形式上以文字为主，难以吸引参与者的注意力，但辩论思维导图大量采用了曲线、分支和箭头连线等表现形式，既有利于帮助被试明确辩题，清晰明了地反映立论观点与论据的相互联系，其强烈的图感也有利于吸引参与者注意力，促进知识共享，也有利于引发参与者的联想和思考，帮助被试架构辩题知识框架，促进知识共建。

四、结论与建议

研究表明，教学活动中，借助知识可视化工具开展辩论，可更好地吸引参与者的注意，促进参与者协商辩题出发点，分享立论背景和立论概览，传播或分享立论观点及论据支撑、加强立论可靠性，从而帮助参与者建构辩题知识模式架，实现对辩题及相关立论知识的理解与建构，提高知识建构水平。在此过程中，不同的知识可视化工具会导致不同的绩效，对于儿童而言，提供辩论思维导图类的知识可视化工具会优于论点关系表类的知识可视化工具。建议师生：

(1)辩论准备阶段，知识可视化工具的提供和应用对于引导学习者知识建构的方向和程度会有较大的影响作用，教师要为学习者设计并提供合适的知识可视化工具，帮助学习者明确辩题含义、确立论点、收集分析论据，并深入分析论据之间的关联，实现个体对辩题知识的初步建构。

(2)辩论过程中，学生可借助可视化作品，采用语言、图表和体态语等清晰再现个体的知识框架，引导对方按自己的“预设”进行选择性理解，避免出现分享误差，同时，个体在获取对方的知识框架后，与自身知识框架迅速建立联系，寻找冲突核心所在，尽快消除分歧，完善个体对辩题知识的再次建构。

(3)辩论结束后，教师要引导学生通过完善知识可视化作品综合双方立论，深化对辩题知识的理解，对相关知识进行查漏补缺，强化系统理解，完成个体对于辩题的知识重建。

[1] Baker, M.J. Intersubjective and intrasubjective Rationalities in Pedagogical Debates: Realizing What One Thinks[A]. In: B. Schwarz,T. Dreyfus & R. Hershkowitz (Eds.). Transformation of Knowledge Through Classroom Interaction[C]. New York: Routledge, 2009.145-158.

[2] Asterhan, C. S. C., & Schwarz, B. B. The Effects of Monological and Dialogical Argumentation on Concept Learning in Evolutionary Theory[J]. Journal of Educational Psychology, 2007,(99): 626-639.

[3] Stephen D. Brookfield, Stephen Preskill.讨论式教学法[M].北京:中国轻工业出版社,2002.

[4] Eppler, M.J., & Burkard, R.A. Knowledge Visualization. Towards A New Discipline and Its Fields of Application, ICA Working Paper#2/2004[R]. Lugano: University of Lugano, 2004.

[5] 赵国庆. 知识可视化2004定义的分析与修订[J].电化教育研究,2009,(3):15-18.

[6] 崔允漷.有效教学[M].上海:华东师范大学出版社,2009.

[7] 周宁.知识可视化框架研究[J].情报科学,2007,(4):566-569.

[8] 刘超.近十年国外知识可视化研究发展述评[J].上海教育科研,2012,(9):32-36.

[9] Eppler, M.J. & Burkard, R.A. Knowledge Visualization. Towards A New Discipline and Its Fields of Application, ICA Working Paper#2/2004[R]. Lugano:University of Lugano,2004.

[10] Burkard, R. A. Strategy visualization:A new research focus in knowledge visualization and a case study[R]. Austria: Proceedings of I-KNOW’05,2005.

[11] Frans van Eemeren, Rob Grootendorst & Francisca Snoeck Henkemans. Argumentation: Analysis, Evaluation and Presentation[M].New Jersey: Lawrence Erlbaum Associates, 2002.25.

[12] Burkhard, R. A. Towards a Framework and a Model for Knowledge Visualization: Synergies between Information and Knowledge Visualization; Knowledge and Information Visualization[R]. Berlin:Springer, 2005.

[13] Andrew L. Oros. Let’s Debate: Active Learning Encourages Student Participation and Critical Thinking[J]. Journal of Political Science Education,2007,(33):293-311.

[14] Baruch B. Schwarz,Yair Neuman,Julia Gil,Merav Ilya. Construction of Collective and Individual Knowledge in Argumentative Activity[J].Journal of the Learning Sciences,2003,(2):219-256.

况姗芸：博士，教授，硕士生导师，研究方向为CSCL、移动学习和知识可视化(261869310@qq.com)。

蔡佳：本科，在职教师，研究方向为小学语文教育和信息技术教育。

肖卫红：本科，中教高级，研究方向为中学英语教育。

陈文红：本科，中教高级，研究方向为教育技术和小学语文教育。

卢昀：硕士，讲师，研究方向为计算机教育应用和人工智能。

2014年5月20日

责任编辑：宋灵青

An Effective Approach to Knowledge Construction: Argumentative Activity Based on Knowledge Visualization

Kuang Shanyun1, Cai Jia2, Xiao Weihong3, Chen Wenhong4, Yun Lu1
(1.School of Information Technology in Education,South China Normal University, Guangzhou Guangdong 510631;2. Huizhou NO.5 Primary School,Huizhou Guangdong 516001;3.The Second Foreign Language Middle School,Guangzhou Guangdong 510540;4.Center for Educational Technology in Guangdong, Guangzhou Guangdong 510245)

Argumentation is considered as a social activity which promotes thinking by conversations. Making argumentation can promote students’ knowledge construction. However, teachers approved that it is really extremely difficult and inefficient in conducting an argumentative activity in classes. Based on the analysis of knowledge visualization theory and argumentative teaching theory, we put forward a framework and an implementation model of using visualization tools in an argumentative activity. A group of 40 students aged 11 to 12 were chosen randomly to participate in a quasi-experimental study. The result shows that using visualization tools can promote the knowledge construction of the experimental subjects. As to the style of visualization tools,argumentative mindmap is proved to be more effective than Pro-Con tables for children.

Knowledge Visualization; Argumentation; Knowledge Construction

G434

A

1006—9860(2014)10—0106—06

* 本文系广东省哲学社会科学“十二五”规划课题“云服务支持的社区教育微课程应用模式研究(课题编号：GD12CJY02)”和广东省教育规划课题“面向社区教育的微课程系统构建与应用研究(课题编号：2011TJK286)”的阶段研究成果。