国际远程教育领域设计性研究应用图景

冯晓英　陈鹏宇　宋琼

摘要：随着我国教学改革的逐步深化，作为一种新的研究范式，设计性研究为教学改革研究提供了新的方法论指导。通过对国际远程教育领域7本核心期刊2007-2016年58篇设计性研究文献的深入分析发现，设计性研究由于具有情境性、迭代性、研究目的与产出双重性、方法多样性等特性，被广泛应用于探索技术支持的教学解决方案，尤其集中体现为计算机辅助学习软件工具的设计与开发、教师专业发展和基于真实情境的学习等三大主題。在方法运用上，大多数设计性研究均采用定量与质性相混合的方法收集与分析数据。在过程设计上，近一半的设计性研究既有设计框架又有理论框架，其中理论框架为设计性研究奠定科学基础，设计框架为实际研究提供明确的操作路径。在成果产出上，大多数设计性研究既有理论成果也有实践成果，理论成果体现为教学策略、教学理论、设计框架、设计原则等，实践成果体现为软件系统、课程、教学辅助工具等。综而观之，科学开展设计性研究要把握好三个关键要素：明确双重研究目的与产出、设计理论框架和/或设计框架、设计循环迭代。

关键词：远程教育；设计性研究；应用图景；研究方法；质性元分析

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1009-5195（2018）02-0065-09 doi10.3969/j.issn.1009-5195.2018.02.008

一、 问题提出

设计性研究是近年国际教育研究领域兴起的一种新兴的研究方法论，它强调研究与开发相结合，致力于生成新理论、开发教育新产品和解决实际的教学问题。

设计性研究通常也被称为“基于设计的研究”（Design-Based Research）（The Design-Based Research Collective，2003）、“设计研究”（Design Research）（Cobb，2001；Edelson，2002；Collins et al.，2004）、“开发研究”（Development Research/Developmental Research）（Brown，1992；Collins，1992；Richey et al.，1996；Akker，1999；Richey et al.，2003），还有学者称之为“形成性研究”（Formative Research）（Walker，1992；Reigeluth et al.，1999）。从名称上不难看出，与传统的教育研究方法不同，这是一种关注并强调设计与开发的研究范式。笔者认为设计性研究是研究者和教学实践人员共同合作，通过设计、实施、分析和再设计的迭代过程，基于真实情境设计教学干预，旨在解决教学实践问题并生成设计理论或原则的一种研究范式。设计性研究具备5个基本特征：

情境性。设计性研究的教学干预是情境化的，并且在某一情境中长期开展，因此其研究结果也必然是面向真实情境的（Cobb，2001；Edelson，2002；Collins et al.，2004）。

迭代性。设计性研究是设计、实施、分析和再设计的迭代过程，通常需要经过多轮迭代，并在迭代过程中“灵活修改设计方案并客观评价研究结果”（Brown，1992；Collins et al.，2004），以期通过反复迭代形成不断完善的设计产品和理论。

合作性。设计性研究不是研究者脱离实践的活动，而是要求研究者和教学实践工作者长时间紧密合作完成（Brown，1992；Collins et al.，2004）。

研究目的与产出的双重性。设计性研究具有双重研究目的和研究产出，既有理论目的与产出，也有实践目的与产出（Edelson，2002；Shattuck，2013）。不仅要改进教学实践、形成设计产品，而且要通过研究发展理论，形成设计理论或原则。

方法的多样性。设计性研究强调研究过程中的形成性评价，系统地记录、分析和反思研究过程和结果，在此过程中可以综合运用多种研究方法收集数据。与传统的教育研究方法不同，设计性研究收集和分析数据的目的不在于“验证”，而在于“改进”。

自上世纪90年代末设计性研究被引入教育领域，在国际教育研究领域引起巨大反响。很多学者认为，长期以来教育研究的成果一直难以直接应用到教学实践中，教育研究与实践之间一直存在难以逾越的鸿沟，使得大多数教育研究的成果难以落地，而设计性研究的出现，为填补这道鸿沟提供了钥匙（Collins et al.，2004；Dede，2005；梁文鑫等，2006；李琳等，2012）。我们认为，教育技术和远程教育领域格外需要关注设计性研究范式，理由有如下三个方面：

第一，设计性研究为教育理论与教学实践之间搭建了桥梁。传统的教育研究方法著作和教材通常将教育研究类型分为两类：理论研究和应用研究。按照D. E.司托克斯对科学研究的象限模型（D.E.司托克斯，1999），大多数教育研究或者落在以追求认识为目标的第二象限（基础研究），或者落在以应用为目标的第四象限（应用研究）。而设计性研究因其既追求实践问题解决和产出，又追求在改进实践的同时产生理论，因此落在既以求知为目标、又以应用为目标的巴斯德象限（见图1）。设计性研究既面向实践、又提升理论的双重性目的，使得设计性研究不仅能直接产出改进教育实践的产品，而且能产出有推广价值的理论成果，并且由于其理论成果在真实教学情境中不断迭代优化，因而往往能够直接指导实践。不仅如此，设计性研究还为应用教育理论指导实践提供了途径。

图1 设计性研究与司托克斯象限模型

第二，设计性研究为教学设计和产品开发提供了研究方法论支持。与传统教育领域的研究不同，教育技术和远程教育领域有很多研究与实践着眼于设计或开发产品，例如设计教学方案、教学策略，设计开发网络课程、学习环境、移动学习工具等。这些研究对于改进教学实践有着直接意义。然而传统的教育研究方法多为“分析科学”（Analytics Sciences），即基于数据展开分析，而并非“设计科学”（Design Sciences）（Collins et al.，2004）。在设计性研究出现以前，这类设计开发类研究一直面临着窘境——尽管研究者可以运用实验法、问卷法、访谈法等方法来评价验证最终的效果，但是却难以找到恰当的研究方法来阐释和指导整个研究过程。设计性研究的出现，恰为这一类研究提供了研究方法论支持，并为研究成果的合理性解释给出了令人信服的方法论依据，而且还为规范这一类研究提供了方法论指导。

第三，设计性研究为解决真实复杂情境下的教育问题和教育创新提供了新的思路。传统的教育研究方法非常关注教学干预，其主要思路是发现或验证教学干预的效果，例如验证某种教学干预与学习成效之间的因果关系。为了保证验证结果的严谨性，研究过程中研究者必须严格控制干扰因素或变量。为此，很多研究者认为，这种在研究者“精心创设的情境”中证明有效或成功的教学干预，尽管在理论上有一定價值，但是却很难被推广应用到真实复杂的教学情境中（The Design-Based Research Collective， 2003；Amiel et al.，2008）。设计性研究同样非常关注教学干预，其本质上也是一种干预主义。然而设计性研究不是简单的设计干预和验证效果，而是从一种更加系统和整体的角度去看待教学干预和创新。设计性研究强调基于真实情境、真实问题设计教学干预或教育创新方案，并在设计、实施、评价、再设计、再实施、再评价的反复迭代中，实现对教学干预或教育创新方案的不断优化和改进。因此，设计性研究能够恰当地把教育实践、研究、信息技术有机地整合，并从中产出有推广价值的理论成果和实践产品。设计性研究为信息技术背景下真实复杂问题解决和教育创新提供了新的思路和框架。

作为一种新的研究范式，设计性研究有其特有的研究框架与过程，同时由于在真实情境中展开，设计性研究又有其复杂性。那么，何时适合开展设计性研究？设计性研究课题最关键的是什么？开展设计性研究的要素有哪些？如何保证设计性研究的信效度？本文采用文献计量法和内容分析法，对国际远程教育领域核心期刊近10年来应用设计性研究的实证研究文献进行分析，期望能够帮助研究者更加科学、规范地应用设计性研究范式。

二、 研究设计

1.研究对象与抽样

本研究的抽样对象为2007-2016年间出版的文献，采用目的抽样，选取《Australasian Journal of Educational Technology》《British Journal of Educational Technology》《Computers & Education》《Education Tech Research Development》《 Educational Technology & Society》《Distance Education》《International Review of Research in Open & Distance Learning》等7本国际教育技术和远程教育领域的核心期刊。在谷歌学术中输入关键词“Design-Based Research”，共搜索到这7本期刊2007-2016年共刊发了180篇文献。经过进一步筛选，排除无关、思辨与综述类文章，最终选取58篇实证性研究文献作为本研究的分析对象。

2.分析方法与编码框架

本文将从发表年代、杂志分布、领域与主题、研究目的、循环与周期、数据收集与分析、研究框架、研究成果等8个维度进行分析。以下为对应维度的编码框架：

研究领域和主题。根据教育对象的不同，本文将研究领域分为三大类：高等教育、基础教育（K12）和继续教育。此外，本研究借鉴张伟远（1999）对远程教育领域研究主题的划分，将研究主题分为计算机辅助的协作学习、教师专业发展、真实情境下的学习、移动学习、科学教育、游戏学习、混合学习、认知学习、基于问题的学习、自主学习和其他，共11类。

数据收集与分析方法。根据文献中常见的方法，最终确定的数据收集方法有：问卷调查、观察、访谈、量表与测验、文本分析、内容分析、网络行为分析和其他。数据分析方法主要有定量分析、定性分析、混合分析三类。

研究框架。设计性研究需要一个理论框架或设计框架，用以指导设计性研究在循环的不同阶段以及不同循环之间应该遵循的原则、规范以及顺序，可分为理论框架、设计框架、双重框架三类。

研究成果。设计性研究的成果包括理论成果和实践成果，其中理论成果包括教学策略、教学理论、设计框架、设计原则等，实践成果包括辅助工具、课程、软件系统、网站社区等。

3.内容编码与一致性

本研究的编码工作由两位编码员共同完成。首先，两位编码员对分析框架及编码规则进行讨论，并达成共识。其次，从研究样本中随机抽取 10 篇文献，两位编码员采用背对背的方式进行预编码。再次，两位编码员针对不一致内容进行讨论，修订预编码结果。最后，两位编码员采用背对背的方式对剩下的48篇样本文献进行编码。总体编码统计结果表明：两位编码员的编码一致性为85%。

三、研究结果

1.发表年代

设计性研究作为一种新兴的研究范式，最近10年在教育领域受到研究者和实践人员的持续关注。从2002年设计性研究被正式提出以来，研究者对其进行了大量讨论。当学术界对设计性研究这一概念逐渐达成共识后，应用该方法解决实际教学问题、改善教学效果的实证性文献逐渐增多。特别是2012年以后，设计性研究的实证研究数量呈快速增长趋势，在2015年达到高峰。

2.杂志分布

本研究的分析样本选自7本国际教育技术和远程教育领域的核心期刊。7本核心期刊都发表了设计性研究的实证论文，说明设计性研究作为一种新的研究范式，已经得到国际教育技术和远程教育领域的认可。其中，《Computer & Education》发表的最多，占全部样本的27%，《Education Tech Research Development》与《Australasian Journal of Educational Technology》次之，各占全部样本的19%，教育技术领域的老牌期刊《British Journal of Educational Technology》也同样非常关注设计性研究，发表了10篇设计性研究的实证研究论文，占全部样本的17%。

3.领域与主题

设计性研究方法被广泛应用在教育的各个层次，高等教育与K12这两个领域的研究比重最大，可见发生在校园内的正式教育是设计性研究方法最常见的应用情境。但是分析结果也显示，随着移动设备普及、知识更新速度加快，走出校园以外以提升职业技能、生活技能或丰富自身知识储备的非正式教育，也逐渐成为基于设计性研究的热门领域。

从文献研究主题分布可以看出，设计性研究被广泛应用于探索技术支持的教学解决方案，例如基于问题的学习、真实情境的学习、移动学习、科学教育、游戏学习、混合式学习等。这些主题的共同特点是具有强烈的情境性，与设计性研究的特点十分契合。其中，研究文献中涉及最多的主题是“计算机辅助学习环境或软件”（占比21%），其次是“教师专业发展”（占比16%）和“基于真实情境的学习”（占比12%）。

（1）计算机辅助学习环境或软件

设计性研究被广泛用于指导计算机辅助学习软件工具的设计与开发。其中很重要的一个原因是，迭代性符合计算机辅助学习软件工具自身开发与设计的过程规律，而这种设计与开发的迭代与改进正是设计性研究范式所具有的独特性与优势。例如，Starcic等（2013）进行了为期两年的DBR研究，探究实体用户界面（TUI）对教学和学习的重要性。整个研究过程包括三次迭代，第一次迭代设计了一个用于几何教学的TUI，第二次和第三次迭代则在几何教学课堂中应用并改进该TUI。该研究结果不仅有利于TUI在几何教学中的设计和实施，也有利于计算机辅助环境下几何概念的教学和学习。

（2）教师专业发展

有效的教师专业发展应当是基于真实教学情境的，脱离教学情境的教师培训很难真正促进教师的专业发展。因此，设计性研究也适用于教师专业发展主题的研究。例如，为了促进教师使用信息技术工具，实现由“以教师为中心的教学”向“以学生为中心的教学”之转变， Wang等（2014）经过4年多的教学观察、1轮DBR循环，利用混合方法研究了认知工具对教师课堂实践和学生读写技能发展的影响。结果显示：教师的课堂实践发生了显著、积极的变化，逐渐让学生掌握了技术的应用；对学生ICT技能的发展以及科学课程的学习，均有积极的影响；描述了未来教师专业发展项目的设计原则，如长期性、教师的所有权、翻转课堂等，为教师运用认知工具提供了参考依据。

（3）基于真实情境的学习

设计性研究同样十分适合基于真实情境的学习。随着人们对知识转换成能力的重视，越来越多的教师希望能够在一个真实的、促进能力發展的情境下进行教与学，通过设置一种真实的教学情境，帮助学生更好地实现知识的内化、情境的关联与能力的生成。例如，Ozverir 等（2016）运用DBR的研究方法探索了大学英语课程中一个真实的在线学习环境的使用情况。该研究持续两个学期，共两轮迭代，以3名教师及其班级的学生作为研究对象，每班有20～24名学生。该研究通过访谈、视频记录、教学观察等获取数据，并运用质性方法分析数据，研究发现实现真实学习的关键是要有真实的活动。

4.研究目的

对58个实证研究案例的研究目的进行分析后发现，尽管早期一小部分研究被用于验证设计性研究在不同研究领域的适用性（2篇），但是随着设计性研究被教育领域的逐渐认可，设计性研究主要被用于两类研究目的：探究促进学习过程（33篇）以及探究设计产品的有效性（23篇）。设计性研究由于特别适用于教学设计和产品设计的研究范式，因此常常被用于验证设计产品的有效性以及设计产品的改进，例如能否提高学生学习成绩，能否提高学生满意度等。同时，相当一部分设计性研究也关注并探究教学设计或产品设计作为一种教学干预是否促进了学生的学习以及是如何促进的。显然这两类研究目的，一类偏于实践目的，一类偏于理论目的。值得一提的是，由于设计性研究的双重目的性，很多研究同时兼有这两类研究目的，但通常更偏向理论性的目的，即在设计、完善某个教学设计或产品设计的同时，更多地探究这种教学干预促进学习的过程。

5.循环与周期

迭代性是设计性研究的重要特性。已有设计性研究多以“迭代”或“循环”来描述每一轮完整的循环迭代过程，每一轮迭代中通常包含设计、实施、评价、修订四个阶段。

通过分析发现，设计性研究通常不超过4轮循环迭代。近一半的设计性研究只进行了1轮循环迭代，进行2轮或3轮循环迭代的研究各占22.4%，进行4轮循环迭代的研究仅占约4%。每增加一轮循环迭代，研究的成本与周期也将相应延长。从样本分析可以看出，能够进行3轮以上迭代的研究，其周期一般为3年甚至更长。例如，Long 和Hall（2015）历时6年才完成了一项3轮迭代的教师培训项目。因此尽管多轮迭代能帮助我们得到更加完善的产品解决方案，但研究者应根据所具备的研究条件和可行性来设计研究的迭代次数。从已有研究来看，通常一项设计性研究在进行3～4轮后，就能够得到比较理想或合理的研究结果。

设计性研究中循环迭代的目的在于修订与改进其理论成果或实践成果。例如，Ozverir 等（2016）的设计性研究旨在构建英语真实学习的设计框架，通过2轮循环迭代，对最初所提出的真实学习活动设计原则进行了修订，最终形成11条真实学习活动的设计原则。又如，Yueh等（2014）的研究旨在设计开发虚拟纳米生物技术实验室的数字课件，通过1轮循环迭代，对最初设计的数字课件进行修改，使得最终开发的数字课件能满足“e-learning课件质量标准3.0”的大部分维度。

6.数据收集与分析

设计性研究要解决真实教学情境即复杂环境中的教学问题，因此需从不同角度全面收集数据，这是保证研究效果的必要环节。表1显示，76%的设计性研究中采用量化分析方法，81%的设计性研究中采用质性分析方法。其中64%的设计性研究采用了“定量+定性”的混合式数据分析方法，可见混合式数据分析方法是设计性研究中数据分析的主要方法。

第一，明确双重研究目的与产出。设计性研究的重要特点是兼具理论与实践的双重研究目的与产出。一方面研究者需要通过对真实实践问题的分析，提出研究目的，即通过研究将形成怎样的设计产品，这种实践产出既可以是软件、工具、课程等“硬”产品，也可以是教学策略、教学方案等“软”产品。另一方面，在形成实践产品的同时，研究者还要设想该设计性研究将形成怎样的理论成果。这种理论成果可以是设计原则、策略、理论框架等，也可以是针对该实践问题提出的更有推广价值的解决方案。是否具有理论性研究目的与产出，也是设计性研究区别于行动研究的关键所在。

第二，设计理论框架和/或设计框架。研究者必须在研究之初提出设计性研究的理论框架或设计框架，该理论框架或设计框架就是研究者针对实践问题所提出的解决方案。后续的循环迭代都是为了实施、验证、修订该解决方案。然而，与以实验研究为代表的传统教育研究方法不同，设计性研究的主要目的是探究和改进解决方案，而不是简单地验证解决方案。因此，设计性研究中，研究者最初提出的解决方案可以是粗糙的、不完美的，而常常需要在长期的、多循环的设计性研究过程中不断去发现和完善。

第三，设计循环迭代。迭代性是设计性研究的重要特征。循环迭代的设计对于保证设计性研究的信效度非常关键。因此研究者需要认真设计每一轮循环迭代，以下问题可以为研究者提供引导：（1）我将选择怎样的情境实施本轮设计性研究？教学情境是否符合研究目的的需要？实践者（如教师）能否与研究者进行有效协作？该情境是否适合开展多轮循环迭代？多轮迭代时，研究者可以选择相同的情境（如同一門课）开展研究，也可以根据需要在每一轮迭代中选择不完全相同的情境。（2）本轮设计性研究的问题是什么？既然设计性研究的循环迭代是增量的，那么每一轮都应比上一轮有所优化和改进，因此研究者在设计时，需要明确每一轮研究的目的和问题是什么？与上一轮研究的区别何在？（3）本轮设计性研究将如何收集、分析数据？每一轮数据收集、分析的方法都可能有所不同，需要依据本轮的研究问题来选择。由于设计性研究中数据收集与分析的最终目的在于“改进”解决方案，而非“验证”，因此研究者在设计数据收集与分析方法时，应多关注过程性评价数据和质性数据的收集。

五、 结束语

随着我国教学改革的逐步深化，设计性研究为教学改革研究提供了新的方法框架指导。然而，设计性研究不仅是一种新的研究范式，而且其每一轮研究都要求与传统教育研究一样严谨，因而对研究者提出了更高的挑战。本文对近10年国际远程教育与教育技术领域核心期刊的设计性研究实证文献进行了梳理与分析，期望能够为我国研究者和实践者有效应用设计性研究范式开展研究提供方法上的参考和借鉴。

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收稿日期 2017-10-15 責任编辑 刘选