學(xué)習(xí)支持問題庫系統(tǒng)的構(gòu)建模式研究

金　慧

【摘要】 學(xué)習(xí)支持問題庫系統(tǒng)是問題導(dǎo)向的學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)的重要組成部分，該文所研究的學(xué)習(xí)支持問題庫的構(gòu)建模式，就是提取以問題為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)中的問題庫構(gòu)成要素，以及各要素的功能和相互關(guān)系。該文從問題庫構(gòu)建的設(shè)計思路、系統(tǒng)分析、構(gòu)建機制、功能模塊和運行流程等方面對其體系結(jié)構(gòu)加以說明。

【關(guān)鍵詞】學(xué)習(xí)支持；問題庫；構(gòu)建模式

【中圖分類號】G40-057 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B 【論文編號】1009—8097（2009）05—0115—04

引言

對問題庫的研究往往是基于某個具體系統(tǒng)展開的，以系統(tǒng)分析思維來研究問題庫，就是要把問題庫和其外圍環(huán)境看作一個整體系統(tǒng)，從系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)出發(fā)研究和評價系統(tǒng)各部分的作用及其相互關(guān)系。一個完整的問題庫包括問題庫本身以及與其有關(guān)的外部學(xué)習(xí)支持環(huán)境，對問題庫的研究和運用該問題庫的系統(tǒng)功能息息相關(guān)的，由于系統(tǒng)定位不同，問題庫的特征、對問題庫的構(gòu)建方式、采用的技術(shù)手段也各不相同。問題導(dǎo)向的學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)的基礎(chǔ)是問題，是通過問題引導(dǎo)學(xué)習(xí)者開展學(xué)習(xí)，問題是該系統(tǒng)的運行基礎(chǔ)，也是學(xué)習(xí)者進行學(xué)習(xí)的線索。通過在認(rèn)識問題、產(chǎn)生解決策略、實施策略并不斷反思-適應(yīng)-執(zhí)行策略的過程中學(xué)習(xí)者的認(rèn)知和情感技能得到磨練。因此，學(xué)習(xí)支持問題庫系統(tǒng)是問題導(dǎo)向的學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)的重要組成部分，本文所研究的學(xué)習(xí)支持問題庫的構(gòu)建模式，就是提取以問題為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)中的問題庫構(gòu)成要素及各要素的功能和相互關(guān)系。為了更好地說明學(xué)習(xí)支持問題庫系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)，本文從問題庫構(gòu)建的設(shè)計思路、功能分析、構(gòu)建機制、系統(tǒng)運行流程等方面對其體系結(jié)構(gòu)加以說明。

一學(xué)習(xí)支持問題庫系統(tǒng)的設(shè)計思路

本文的設(shè)計重點就在于構(gòu)建一個滿足問題導(dǎo)向的學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)問題庫以及在問題庫基礎(chǔ)上的外圍環(huán)境，我們把問題庫及其外圍環(huán)境稱為問題庫系統(tǒng)。問題庫系統(tǒng)的核心任務(wù)是培養(yǎng)新手成為專家，采用的模式是問題導(dǎo)向的學(xué)習(xí)，支持方式是在學(xué)習(xí)中通過問題解決并給予及時有效的績效支持以幫助學(xué)習(xí)者獲得知識技能。學(xué)習(xí)支持問題庫系統(tǒng)的構(gòu)架思路見圖1，包括需求分析、明確問題、設(shè)計任務(wù)、建立概念模型、內(nèi)容收集、方案評估、結(jié)果分析和執(zhí)行等步驟。首先，本文中系統(tǒng)的功能是在對系統(tǒng)進行需求分析的基礎(chǔ)上進行定位，再根據(jù)系統(tǒng)目標(biāo)確定系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)；建立針對具體案例的問題解決模型，從問題解決模型中提取關(guān)鍵要素作為核心問題的枝干；再逐步對問題進行分析和細(xì)化，收集具體細(xì)節(jié)問題并對問題進行分類；根據(jù)問題的類型特征確定問題表征和內(nèi)容呈現(xiàn)的方案；最后是對設(shè)計的評估和改進。

二系統(tǒng)功能分析

問題導(dǎo)向的學(xué)習(xí)支持是以問題為驅(qū)動力，以培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的問題意識、批判性思維的技巧以及問題解決的實踐能力為主要目標(biāo)。學(xué)習(xí)者在解決不斷出現(xiàn)的新問題的過程中重新整合和自主建構(gòu)自身的知識，從而促使自己的知識與能力螺旋式地提高。一個支持系統(tǒng)應(yīng)該是能為“新手快速掌握專業(yè)領(lǐng)域并發(fā)展成為專家提供必要的支持” [1]，支持的方式是在模擬的問題解決過程中提供幫助。從這個視角考慮，一個學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)應(yīng)該是具有及時性和情境性。系統(tǒng)還應(yīng)該根據(jù)專家的工作和解決問題特征進行設(shè)計，對新手提供的幫助要來自于專家解決問題的實踐，使新手通過解決專家在實際工作中遇到的經(jīng)驗性問題來培養(yǎng)新手快速掌握專業(yè)領(lǐng)域的核心問題，提高解決實際問題的經(jīng)驗。

結(jié)合系統(tǒng)的設(shè)計思路以及學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)功能需求的分析，學(xué)習(xí)支持問題庫的設(shè)計重點體現(xiàn)在以下三個方面：

? 問題解決的支持

本系統(tǒng)的重點就是通過對一系列問題的設(shè)計，根據(jù)學(xué)習(xí)者選取的學(xué)習(xí)支持模式，創(chuàng)建問題解決學(xué)習(xí)環(huán)境，并在學(xué)習(xí)過程中運用各種支持策略和工具來促進學(xué)習(xí)者的知識建構(gòu)。因此系統(tǒng)要實現(xiàn)的一個重要功能是結(jié)合問題解決過程設(shè)計各種學(xué)習(xí)支持策略，具體的支持方面是問題的表征、呈現(xiàn)和問題解決。

? 績效支持

績效可以理解為行為的結(jié)果，是個體實施的某種活動引起行為者的環(huán)境產(chǎn)生變化。在本論文中的績效支持表現(xiàn)在對學(xué)習(xí)者解決問題的行為和效果的支持，使學(xué)習(xí)者通過對問題解決所需知識概念的學(xué)習(xí)和問題解決步驟之間的聯(lián)系，掌握解決問題的基本策略，由此提高在日常解決同類問題的技能水平。

? 適應(yīng)性支持

適應(yīng)性支持是本系統(tǒng)要體現(xiàn)的另一項主要功能，系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶的部分特征適當(dāng)調(diào)整顯示內(nèi)容和組織框架，以便于更好地滿足用戶需求，并在使用過程中不斷調(diào)整系統(tǒng)的可用性。這種適應(yīng)性在系統(tǒng)中體現(xiàn)在多個方面，如學(xué)習(xí)模式的設(shè)定、問題表征的支持、問題呈現(xiàn)的適應(yīng)性和問題解決的策略等。

三問題庫的構(gòu)建機制

為實現(xiàn)系統(tǒng)的上述功能，在設(shè)計上具體要解決的要素是如何體現(xiàn)問題的導(dǎo)向性、問題的有效性。因此，在設(shè)計上主要考慮問題庫系統(tǒng)構(gòu)建過程中怎樣實現(xiàn)按需建庫、按需導(dǎo)學(xué)和按需呈現(xiàn)。

1 問題庫內(nèi)容的構(gòu)建機制——按需建庫

按需建庫的關(guān)鍵是以學(xué)習(xí)者為中心，要考慮學(xué)習(xí)者的實際需要，根據(jù)學(xué)習(xí)者的初級狀態(tài)提供必要的問題。學(xué)習(xí)支持問題庫中的問題應(yīng)該是學(xué)習(xí)者在實際工作中經(jīng)常會遇到的問題，也應(yīng)該是學(xué)科領(lǐng)域的核心問題。通過對這些核心問題的模擬解決，學(xué)習(xí)者掌握本領(lǐng)域的專業(yè)技能。為了真正滿足系統(tǒng)設(shè)計的需要，問題的來源要體現(xiàn)多方位特征，采取自上而下和自下而上相結(jié)合的方式。所謂自上而下，是根據(jù)學(xué)科領(lǐng)域的知識結(jié)構(gòu)提取領(lǐng)域的核心問題，包括關(guān)鍵概念、核心知識和技能等。所謂自下而上，是根據(jù)學(xué)科專家的經(jīng)驗獲取領(lǐng)域的經(jīng)驗性問題，這些問題和實際工作狀態(tài)息息相關(guān)，也是支持學(xué)習(xí)者獲得專業(yè)技能的最有效的內(nèi)容。另外，收集學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)中遇到的問題，這些問題可能是困擾學(xué)習(xí)者繼續(xù)學(xué)習(xí)或更好理解的障礙，對這些問題提供的幫助能節(jié)約學(xué)習(xí)時間，更好地促進學(xué)習(xí)進程。通過兩種方式的結(jié)合，可以使問題庫中的問題真正能滿足學(xué)習(xí)支持的需要。

2 問題庫導(dǎo)學(xué)機制——按需導(dǎo)學(xué)

按需導(dǎo)學(xué)所涉及的內(nèi)容有問題線索的設(shè)計、問題表征、問題解決過程設(shè)計以及對學(xué)習(xí)者的評價。按需導(dǎo)學(xué)又涉及三方面的內(nèi)容：引學(xué)、助學(xué)和評學(xué)。引學(xué)是通過創(chuàng)設(shè)問題情境引導(dǎo)學(xué)習(xí)者產(chǎn)生疑問，指引學(xué)習(xí)路徑，通過不斷的解決問題完成學(xué)習(xí)周期。助學(xué)是在學(xué)習(xí)過程中提供各種有效的支持，如提供腳手架、指示語、案例推理、專家模型等各種支持策略，幫助學(xué)習(xí)者理解概念和事實，并能按照專家的解決步驟進行演練，通過多次的反復(fù)以及多角度的學(xué)習(xí)掌握解決策略。評學(xué)是根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)路徑和學(xué)習(xí)結(jié)果判斷學(xué)習(xí)者的技能水平，并給出相應(yīng)的知識網(wǎng)絡(luò)，使學(xué)習(xí)者了解自身掌握知識的情況。

3 問題庫呈現(xiàn)機制——按需呈現(xiàn)

不同學(xué)習(xí)者的個人喜好不同，也許會喜歡不同的問題和答案呈現(xiàn)方式。根據(jù)邁耶[2]的相關(guān)心理學(xué)研究表明，學(xué)習(xí)內(nèi)容的呈現(xiàn)影響個體的有意義學(xué)習(xí)。因此，結(jié)合學(xué)習(xí)科學(xué)理論對學(xué)習(xí)的內(nèi)容和答案進行設(shè)計是按需呈現(xiàn)的主要目標(biāo)。按需呈現(xiàn)涉及兩方面的內(nèi)容，一是呈現(xiàn)問題的方式，另一個是呈現(xiàn)答案的方式。問題的呈現(xiàn)方式就嵌套在問題導(dǎo)學(xué)環(huán)境中，根據(jù)學(xué)習(xí)者的選擇提供相應(yīng)的呈現(xiàn)類型。答案的呈現(xiàn)設(shè)計包括答案內(nèi)容的呈現(xiàn)方式和答案的提供方式。答案內(nèi)容的呈現(xiàn)可以采用多媒體多腳本的方式。對于答案的提供方式，可以采用預(yù)制式或即時式。預(yù)制式是把答案預(yù)設(shè)在學(xué)習(xí)環(huán)境中，提前設(shè)計學(xué)習(xí)者可能會遇到問題的節(jié)點，當(dāng)學(xué)習(xí)者沿著學(xué)習(xí)路徑行進到某處時，相應(yīng)的問題答案就可以呈現(xiàn)出來。即時式是一種及時響應(yīng)的問題答案呈現(xiàn)，可以是在學(xué)習(xí)者提出問題后提供答案，或者是跟隨學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)路徑，在需要的時候呈現(xiàn)出來。

四 學(xué)習(xí)支持問題庫的功能模塊

考慮學(xué)習(xí)支持問題庫的過程模式可以從問題解決的一般模式入手分析問題解決的周期中的各個步驟，并以此設(shè)計學(xué)習(xí)支持問題庫中的各個環(huán)節(jié)。斯滕伯格（Sternberg）[3]認(rèn)為問題解決周期中包含的步驟有問題的確定、問題的定義、策略的形成、信息的組織、資源分配、監(jiān)控和評估。這六個步驟構(gòu)成一個解決問題的循環(huán)過程，解決者可以往返于各步驟之間，各步驟的順序可靈活改變，甚至在任何時候可以跳過或增加某些步驟。由布朗斯特福和斯特恩[4]開發(fā)的五步問題解決過程IDEAL則包括：問題識別、問題表征、策略選擇、策略應(yīng)用、結(jié)果評價。（I=確定問題；D=定義和表征問題；E=探究可能的方案；A=實施方案；L=回顧和評估活動的效果。）

那么，在問題解決的各個環(huán)節(jié)中，一個學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)可以對哪些方面加以支持呢？筆者通過對各種有關(guān)問題解決過程的描述進行分析的基礎(chǔ)上，提取出其中的三個核心環(huán)節(jié)，即問題的定義與表征、策略選擇和應(yīng)用、結(jié)果呈現(xiàn)與評價，對這三個方面進行支撐就構(gòu)成了學(xué)習(xí)支持問題庫的主要功能模塊。

1 問題的定義與表征

問題的定義是指問題解決者必須意識到自己正面臨一個問題。而在開始某種有意識的問題解決活動之前，解決者首先應(yīng)該理解問題。理解問題意味著根絕當(dāng)時的情景或者問題的表述以及個體的先前知識在大腦中建構(gòu)出某種對問題的表征。這個過程就是在問題陳述中所提供的關(guān)于目標(biāo)狀態(tài)、起始狀態(tài)、是否能做、應(yīng)采取的操作信息以及個人先前經(jīng)驗的基礎(chǔ)上去建構(gòu)“問題是什么”的內(nèi)部心理表征。問題的心理表征的質(zhì)量、完整性和一致性決定了進一步思考的效率和準(zhǔn)確性，“而這些表征是由問題解決者先前的知識以及知識的結(jié)構(gòu)所決定的。問題表征的形式是多樣化的，不同的形式將影響問題解決的難易程度。”[5]

專家往往是基于問題之間的結(jié)構(gòu)相似性，對問題提出復(fù)雜的表征；而新手的問題表征往往停留在表面水平。當(dāng)所提供的新信息與最初的問題表征相矛盾時，專家能表現(xiàn)出適應(yīng)一個更加合適的策略的靈活性，而新手的適應(yīng)性就很差。而且在“從新手到專家的轉(zhuǎn)變過程中，對問題的分類和表征將會越來越具有可辨別性，也會抽取問題的共性，使抽象的概念知識和具體的應(yīng)用情境聯(lián)系起來?！盵6]因此，在設(shè)計學(xué)習(xí)支持問題庫時，一個很重要的功能就是幫助學(xué)習(xí)者能更清晰準(zhǔn)確的識別和表征問題。例如研究表明用簡明的圖解提供視覺形象，對解決復(fù)雜問題很有幫助；而建構(gòu)要解決問題的有意義的概念模型同樣有助于問題的表征。

2 策略的選擇和運用

一旦問題被有效地定義下來，下一步就是擬定一個解決問題的策略。問題解決的策略是多種多樣的，同一個問題不同的人可以能采用不同的解決策略。策略的選擇主要依據(jù)問題的性質(zhì)和內(nèi)容以及問題解決者的知識和經(jīng)驗。當(dāng)問題解決方案不能清晰地呈現(xiàn)時，個體通?？梢圆捎玫囊话悴呗杂小爱a(chǎn)生-檢驗策略，手段-目的分析、類推和頭腦風(fēng)暴?！盵7]

新手和專家的比對分析表明兩者在問題解決策略的選擇和應(yīng)用上有很大差異，新手和專家在問題解決策略的選擇和使用上的不同為我們提供了很多線索，怎樣利用技術(shù)支持學(xué)習(xí)者的問題解決策略從新手向?qū)＜倚娃D(zhuǎn)變就成為要構(gòu)建的學(xué)習(xí)支持問題庫的另一個重要功能。本文中擬采用的支持問題解決的策略有：策略學(xué)習(xí)、專家模型、事例模型。

3 結(jié)果的呈現(xiàn)和評估

對于問題解決過程中的結(jié)果呈現(xiàn)，實際上就是對問題解決全過程的把握和監(jiān)控。一個有效的問題解決者總是不斷檢查自我，確保自己正一步步接近目標(biāo)。評估是對解決問題后的結(jié)果做出評定。在解決問題的過程中，對進程和結(jié)果加以監(jiān)控和評價能確保問題解決導(dǎo)致合理有效的結(jié)果。通過對結(jié)果的呈現(xiàn)和評估，學(xué)習(xí)者可能會發(fā)現(xiàn)新的問題，也可能對原先的問題進行重新定義，可能會形成新的策略，發(fā)現(xiàn)新的資源，或者對已有的資源的利用更充分。

研究表明，專家能仔細(xì)監(jiān)控自己問題解決的策略和過程，也基本上能得出正確的結(jié)果。而新手往往忽略對問題解決的監(jiān)控，致使得出錯誤的結(jié)果或問題無法解決。因此，利用學(xué)習(xí)支持問題庫的呈現(xiàn)策略，對學(xué)習(xí)者的問題解決實時監(jiān)控，并及時提示錯誤，可以確保問題的解決，并能夠使學(xué)習(xí)者逐步養(yǎng)成監(jiān)控和評價自身解決問題的良好習(xí)慣。

4 問題庫的功能模式

綜合上面的論述，一個學(xué)習(xí)支持問題庫的功能模式主要有三個部分：問題確定與表征、策略選擇與應(yīng)用、結(jié)果呈現(xiàn)與評價。問題確定與表征部分的主要功能是問題的表征，簡稱問題表征模塊，擬采用的支持問題表征的主要策略有：語義網(wǎng)絡(luò)、因果模型、影響圖表、情景描述。策略選擇與應(yīng)用部分的主要功能支持學(xué)習(xí)者的問題解決，簡稱解決策略模型，擬采用的支持問題解決的策略有：策略學(xué)習(xí)、專家模型、事例模型。結(jié)果呈現(xiàn)與評價部分主要是對學(xué)習(xí)者行為的監(jiān)控與評價，簡稱反饋模塊，擬采用的支持反饋的策略有：任務(wù)分析、學(xué)習(xí)模型、錯誤模型。三個模塊是按照問題解決的步驟螺旋進行的，學(xué)習(xí)支持問題庫中的問題是三個模塊的基礎(chǔ)，也是模塊之間運行和關(guān)聯(lián)的線索，因此，一個學(xué)習(xí)支持問題庫的上層結(jié)構(gòu)如圖2所示。

五 系統(tǒng)運行流程

學(xué)習(xí)支持問題庫系統(tǒng)有三個要素，即問題庫、系統(tǒng)環(huán)境和學(xué)習(xí)者。系統(tǒng)的運行是三個要素共同協(xié)作的結(jié)果。學(xué)習(xí)者登錄系統(tǒng)可自愿選擇學(xué)習(xí)模式，并可通過風(fēng)格測試設(shè)定學(xué)習(xí)者的個人學(xué)習(xí)模型。學(xué)習(xí)者在引導(dǎo)式、探究式、操作式、案例式和反思式五種學(xué)習(xí)模式中選擇一種之后，系統(tǒng)便生成該種模式的學(xué)習(xí)策略，每種學(xué)習(xí)策略會產(chǎn)生相應(yīng)的問題表征、內(nèi)容呈現(xiàn)和學(xué)習(xí)支持策略。學(xué)習(xí)者根據(jù)系統(tǒng)提供的學(xué)習(xí)模式進行學(xué)習(xí)，包括對問題的理解、問題學(xué)習(xí)、問題的解決和對結(jié)果的評價。在學(xué)習(xí)過程中若產(chǎn)生新問題，可先收集后存入問題生成庫，以待后期對問題庫進行修改和添加。系統(tǒng)的問題庫是系統(tǒng)運行的基石，包括問題表征庫、問題知識庫、問題案例庫、問題模式庫、問題表征庫、問題生成庫、學(xué)生模型和答案庫。系統(tǒng)的運行流程如圖3。

六 結(jié)束語

作為學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)的重要組成部分，問題庫的設(shè)計直接影響到學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)的功能實現(xiàn)。本文從系統(tǒng)功能分析入手，根據(jù)解決問題的步驟選取其中的核心要素作為設(shè)計的主要模塊，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了以問題庫為主的學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)的運行流程。本文是對問題庫及其學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)構(gòu)建研究的新嘗試，而從整個學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)的視角來思考問題庫的構(gòu)建模式。

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