基于关联主义的设计性实验教学研究

梁瑞仪

广州大学教育学院 广东广州 510006

1 劣构问题解决　有效培养学生高阶能力

个体行为经验适应外界环境就是学习[1]，而要适应外界环境就需要面对解决日常生活和专业领域中的众多问题，因此，教育界也提出一个新的思路，即教育的核心问题就是要教会学习者思考，使其成为一个好的问题解决者[2]。

问题分为良构问题(well-structured problem)和劣构问题(ill-structured problem)两种，良构问题有明确的初始状态和已知的确定目标，良构问题的解决通常依赖于教科书中已讲述的知识基础，知识迁移有限，对学生的能力培养也仅限于知识验证过程的低阶思考能力，然而现实生活中面临的问题大都是复杂的劣构问题，劣构问题陈述中缺少解决问题的关键性信息，问题求解需整合不同学科和领域知识，并要求学生对问题重新界定，解决方法多样化，没有标准统一的解决方案，因此学生在解决此类问题时能有效激发学生深层思考以及触发发散性和创新性思维，学习参与度极高，批判性思维和决策能力在问题解决过程中也能得到较好训练与发展[3]。而发散创新性思维、反思批判能力、决策能力等均属于高阶能力，高阶能力是人类适应知识信息时代需具备的能力要求，主要包含九大能力，分别为创新、决策、批判性思维、信息素养、团队协作、兼容、获取隐性知识、自我管理和可持续发展能力。高阶能力可通过问题求解、任务驱动学习、协作学习、项目学习、反思学习等高阶学习行为训练习得[4]，因此，与知识点相关的劣构问题设计成为当前教学设计专家研究的重点之一，如何借助劣构问题的解决培养适应知识时代的新人才也成为教育改革专家不断深入思考的问题。

2 设计性实验教学属劣构问题解决范畴

劣构问题以真实情景为主，由于其问题的陈述存在模糊性，学生为寻求合适的解决方案，需对问题重新界定，需通过大量的反思性交流与对话寻求问题情境中各要素之间的联系，并在此过程中发现问题的求解方法，因此，劣构问题的求解过程可以被看成是一种构造性和设计性的实验或实践过程，学生在求解过程中不但解决了一个复杂问题，同时还因求解过程中的各种实践获得了思维、沟通、决策等能力的训练[5]。

设计性实验是指学生依据一定实验目标，自行设计实验方案并独立完成的一种具有一定探索性和创新性的实验[6]。因此，设计性实验是一种设计性实践过程，属劣构问题解决范畴，学生在实验过程中需通过多渠道获取和组织实验知识，探索实验要素间的关系与作用，并通过不断的反思与交流获得实验问题解决的步骤和具体方案，并将方案有效实施，因此设计性实验的完成过程也是学生有效解决一个复杂的劣构问题的过程，故此，实验教学中开展设计性实验，就是对于学生劣构问题解决能力的训练，学生通过设计性实验不仅获得专业知识，更重要的是获得可让其持续学习和发展的各种元认知和高阶能力，即信息获取与处理能力、思辨能力、决策能力、发散性和创新性思维、沟通合作能力等。

3 关联主义对劣构问题解决范畴的设计性实验的支持

关联主义是数字时代提出的一种学习理论，由美国学者乔治·西孟斯(George Siemens )提出，该学者认为，随着科技的发展，网络在人类生活中的广泛渗透，信息的半衰期加剧，信息量大且更新更快，人类的决策也因信息的改变产生快速变化，因此，人类学习应具有以下几个特点。

(1)学习与知识建立于各种观点之上。

(2)学习是一种将不同专业节点或信息源连接起来的过程。

(3)学习可能存在于非人的工具设施中。

(4)持续学习的能力比当前知识的掌握更重要。

(5)为促进持续学习，需要培养与保持各种连接。

(6)看出不同领域、理念与概念间联系的能力至关重要。

(7)流通(精确的、最新的知识)是关联主义学习活动的目的。

(8)决策本身是一种学习过程。选择学习内容，根据不断变化的实际情况理解新信息的意义。随着影响决策的信息的改变，今天正确的答案到了明天就可能是错误的[7]。

从关联主义的观点看，学习需要各种观点的碰撞，需要借助合适的技术工具拓展我们的学习源和信息点，我们需要通过各种学习连接，包括知识的连接和人的连接进行交流，并找到为我们做出正确决策的精准知识与信息，并希望通过这种连接和决策过程实现人的终身学习能力的成长。

设计性实验室完成过程本身是一个劣构问题解决的过程，由于实验结果无唯一答案，存在多样性，因此需要学生在完成实验过程中大量获取与实验相关的本专业甚至跨专业的知识与信息资源，做出有效决策，然而如何获得如此巨大的信息，信息源网络关联是个必然。实验过程中学生为获取精准的最新信息，保证决策的准确性，学习交流和观点碰撞将成为设计性实验完成过程中的一个主要学习活动，因此符合流通是关联主义学习活动的目的特点。在当前技术高度发展、网络昌盛的年代，技术成为学习的利器，学生和教师均可借助技术手段有效对信息进行获取与处理，知识与人的连接也变得更便利和更广阔，学生因此获得的决策信息和劣构问题的解决信息和手段也会更多，因此，关联主义指出的学习可能存在于非人的工具设施中的特点也可在设计性实验中有所体现，学生实验的完成，是一个劣构问题的解决过程，强调问题解决方案的决策制定，在制定决策过程中，学生既解决了学习问题，也掌握了相关知识，同时各种高阶能力也得到了有效训练与培养，这也与关联主义提出的决策本身是一种学习过程相契合，设计性实验教学最终目标除了让学生掌握知识外，更关键的是希望学生获取能让其持续成长的学习能力，这也吻合了关联主义提出的持续学习的能力比当前知识的掌握更重要的观点，关联主义对设计性实验的支持与契合可以通过表1清晰体现出来。

表1　关联主义对设计性实验的支持

4 基于关联主义的设计性实验教学设计(以摄影作品创作实验为例)

4.1 实验内容和目标设计注重劣构问题表征

劣构问题存在着多元表征和多种理解，所以，不能从所学的知识中直接找到适用的规则。在确定问题是否存在和问题本质的时候，需要问题求解者聚合大量与问题相关的信息及相关的多领域知识[2]。因此为培养学生的高阶能力，设计性实验项目在内容和目标设计上应注重问题求解的复杂性、多样性与不确定性，学生在完成实验过程中应能产生争鸣性观点，并在实验过程中通过与其他学生、教师或相关专家的思想交流与碰撞，自己找实验完成的有效渠道。

摄影作品创作实验目标要求有以下几点：

(1)培养学生善于观察和思考的能力，提高学生的创作灵感和运用摄影作品表达深刻思想内涵的意识和敏锐度；(2)学生能熟练应用摄影器材，综合运用曝光、构图、用光等摄影综合知识表达自己的创作意图；(3)学生能根据自己创作主题表达的需求，熟练运用Photoshop的图像调整功能对前期作品进行二次创作。

该实验最终是通过一组能表达深刻思想内涵、贴近生活的系列摄影作品体现实验成效，在完成作品创作过程中，学生既需要较高的摄影专业知识和技能，同时也要求学生具备人文素养、社会洞察力和美学修养，因此实验的完成存在社会学、新闻学、美学等多学科知识的融合，作品创作也并未给出一个固定的流程和作品范例，学生创作过程中具有较高的思想表达空间，创作思路及环节的产生依托学生建立的网络知识和交流连接，通过观点碰撞和深入思考凝聚而出，并运用合适的作品表达出来，因此，该实验在内容设计上符合劣构问题表征，关联主义的学习特征在整个实验过程中也具有较高契合性。

4.2 实验过程环节的设计强调知识信息链的创建和观点交流的激发

信息网络时代，学习者不再只是知识内容的被动填充者和消费者，获取消费知识的同时，学习者也在贡献连接与智慧，共同参与知识的创造，因此，学习的过程变得开放与不确定，知识内容也会因某人促成产生新变化[8]，关联主义正是基于这样的社会特点强调了学习过程缔结社会知识网络的重要性，认为个人可通过创建的社会知识网络，使信息从一个网络节点流向另一个网络节点，并形成一种强连接的知识传播网，学习群体可通过该网络进行信息交流，获取动态知识甚至共创知识，个人也可在该网络中通过体验、协商和反思等行为再创建节点外部网络，继续获取更多更精准的新知识，或通过实际行动深入理解知识，并实现知识的个人内化[9]。

设计性实验解决的是劣构复杂问题，因此实验过程仅靠一人孤立完成难度较大，这时就需要外部资源网信息支持和集思广益带来的集体智慧，因此借助网络获取资源、利用媒体工具整理思路、通过社交网络平台建立学习讨论圈，以足够的节点知识流和外部沟通获得更精准的实验问题解决信息，将是实验高质量完成的多重保障。

摄影作品创作实验学科知识交叉度高，要求学生人文、艺术及技术素养也很强，学生要能交出满意的创作作品，必然要获得最新的社会信息、创作理念及艺术表现手法。为保证有效的知识学习链接圈的形成，摄影作品创作实验采用了以下几种方法开展实验。

(1)根据摄影主题创建微信学习群，群成员包括教师、学生及与该主题创作相关的摄影专家及兴趣爱好者。

(2)教师、学生及相关摄影专家借助微信群进行相关学习资源推送。

(3)个人根据摄影主题选择自己的创作角度，角度的选择和创作思路需在群里与成员们分享与探讨，并依据群成员讨论结果进行调整修改。

(4)个人将创作作品在群里上传，并针对自己作品是否表达立意、艺术手法是否创新并符合美学在群里进行清晰表述说明，并接受群成员评判，此环节目的有两个：一是个人经验分享，给他人带来灵感；二是创作者本人获得他人建议，集思广益，进行二次创作修改。

通过以上实验环节，一是建立了有效的学习网络链接与节点，二是借助网络与节点，实现知识获取的最大化与精准化，三是学生在作品创作决策过程中既实现了相关知识的内化，也保证了诸如信息素养、高阶思维、创造性思维、团队协作等高阶能力的有效训练与提升。

4.3 实验教学评价设计强调学生终生学习能力的培养

设计性实验最终目标除了知识获取以外，更重要的是学习能力，特别是高阶能力的有效提升，关联主义也提出持续学习能力比知识掌握更为重要，评价作为学习导向的风向标，自然应注重能力方面的评价界定，能力提升为一长期过程，评价自然不能唯结果论，因此过程性评价显得尤为重要。

摄影作品创作实验的评价为了既体现学生的知识掌握程度又能反映学生的能力成长，考核采用了定性和定量、过程性评价和结果性评价等多种评价方法，并希望以评促学，引导学生全面成长，该实验的具体考核与评价方式如下。

(1)根据学生提交作品数、网上讨论积极性及与教师课后交流的积极性评定学生参与实验的学习态度，该评定以促进学生信息分享、信息交流、信息获取等信息素养为目的，评定内容占实验总成绩的30%。

(2)根据学生提交的实验报告内容的完整性及对实验作品的分析是否透彻给予优秀、良好、中等、及格、不及格5个等级的分数评定，此评定目的在于考核学生知识的内隐与外显程度，评定分数占总实验成绩的30%。

(3)从构图、用光和对主题的诠释三方面对学生摄影作品进行考核，作品成绩将占总实验成绩的40%，同时此部分考核又由三部分组成。

一是学生在群组论坛上传自己的实验作品，根据自己对作品的创作过程及付出的努力给自己评定一个分数，此评价同样检测的是学生知识的内隐外显程度，同时也通过此评价促进学生进行学习反思，为学生的批判反思性思维的形成起到引导作用，该分数占作品总分的20%。

二是同一组学生根据该生在网上提交的作品给予评价并打分数，此评价的关键是引导学生进行知识内化和分享意识及团队精神的形成，该分数占作品总分的30%。

三是教师根据学生提交的作品，根据是否达到实验目标给出分数，从知识掌握情况、能力是否提升等方面进行综合评判，属于总结性评价的一种，该分数占作品总分数的50%。

5 结语

实验是学生将所学知识实践转化的过程，实验教学本是好事，但如果实验教学仅停留在知识验证层面，对于知识和信息时代人才培养来讲是危险的，我们身处的时代，知识的更新周期以倍数递增，如不让学生在学会转化知识的同时，获取脱离学校后对自我知识体系更新的终身学习能力的话，一切知识向实践转化能力的培养也只是短期效用，因此，实验教学的思路应放在更高层面上去思考，知识的运用转化只能是一个载体，实验教学改革应该更多地思考如何在知识实践转化这个载体上，让学生获得更强大的未来生存能力，这才是实验教学改革未来的强关注点。