面向设计类问题解决的大学生反思性学习模型构建及应用研究.pdf

现代远距离教育 年第 期总第 期【基金项目】年度国家自然科学基金面上项目“融合多模态数据的信息化课堂教学交互行为识别及模式挖掘研究”（编号：）；华中师范大学人工智能助推教师队伍建设试点专项（编号：）；年教育部人文社会科学研究青年基金项目“新媒体环境下大学生微学习行为分析模型构建及其应用研究”（编号：）；黄冈市教育科学规划项目“数字化转型下中小学教师混合式教学能力测评及提升策略研究”（编号：）。【作者简介】刘清堂，博士，华中师范大学人工智能教育学部教授，博士生导师，华中师范大学本科生院院长；王艳丽（通信作者），李小娟，常蠫倍，陈锋娟，华中师范大学人工智能教育学部博士研究生。深度学习面向设计类问题解决的大学生反思性学习模型构建及应用研究刘清堂，王艳丽，李小娟，常蠫倍，陈锋娟（华中师范大学，湖北 武汉 ；黄冈师范学院，湖北 黄冈 ）【摘要】反思是设计类问题解决的重要途径，参与迭代的反思性实践有助于学生解决设计类问题。针对目前各研究中反思性学习模型无法直接迁移至设计类问题解决情境、以及对学生的反思支持性因素考虑不足等问题，首先基于经验学习理论、转化学习理论及 理论，结合设计类问题解决的本质与过程特点，构建了面向设计类问题解决的大学生反思性学习模型，然后以教学设计问题解决为例进行了模型应用及案例分析。研究发现，该模型可以用于指导反思性学习活动的设计以帮助促进设计类问题解决并提升设计作品的质量，模型的迭代应用可以促进学生设计类问题解决能力的提升，反思干预策略会影响设计类问题解决的思维过程。【关键词】设计类问题解决；反思性学习；经验学习；反思干预策略【中图分类号】【文献标识码】【文章编号】（）一、问题提出随着经济社会发展对人才培养的新要求，问题解决能力已成为 世纪学习者必备的技能之一 ，受到教育界学者的广泛关注。相关课题组在 中国学生发展核心素养 中提出“问题解决”等关键能力的培养 。设计是一种创造性活动，设计类问题是劣构程度最高的问题类型，因此，设计类问题的解决既是实现创新的重要途径和有效方式，又是“在混乱中组织复杂性并寻找清晰性”的极为复杂的过程。帮助学习者解决设计类问题、提升其设计类问题的解决能力是培养学生创新能力的重要体现，有助于面向智能时代创新性人才的培养。反思是回顾自己的经历并对其进行评估以获得关于学习复杂性和学习者本身的深刻见解的有意识过程 ，有助于学生将新旧知识联系起来从而产生系统的理性认识。相关研究表明，反思能够促进深度学习 、提高学习效果 及解决问题的信心 。反思也被视为解决问题的策略 ，反思性思维过程对提高学习者问题解决、批判性思维和创新能力等高阶思维能力至关重要。反思性学习模型描述了一种经验学习过程，对教育领域进行反思性学习活动设计、开展反思性实践具有重要指导意义。上述研究提出相关反思性学习模型，并应用于课程教学、实践练习及学生能力培养等方面以促进学习效果和能力发展，但较少探讨适用于设计类问题解决情境下的反思性学习模型，且已有反思性学习模型的要素依据研究目标和情境不同具有多元性，也无法直接迁移应用于设计类问题解决情境。设计类问题解决是一种包括问题识别、问题表征、概念产生、方案形成、方案评价等阶段的、非线性的、螺旋式上升的过程，需要学习者不断地通过回溯反思，逐渐明晰问题和寻求最佳问题解决方案的过程 。因此，反思被认为是设计类问题得到最优解的关键途径，通过不断反思和迭代，以找到解决问题的方法或路径。在设计类问题解决过程中应用反思策略有助于学生对设计任务的理解，提升设计问题解决的效果 。但大学生的反思能力较低，在解决复杂的设计类问题时，还需要给予适当的教学支持。已有研究中，反思仅作为一种策略，尚缺乏系统设计的适用于设计类问题解决的反思性学习框架，对反思性学习支持因素也考虑不足。鉴于当前设计类问题解决实践存在的问题，本研究将以促进大学生反思进而促进问题解决为切入点，结合设计类问题解决和反思性学习模型的特点，基于相关理论构建面向设计类问题解决的大学生反思性学习模型，并以教学设计问题解决为具体案例展开应用，从设计类问题解决的结果及过程特点展开效果分析，以期为设计反思性学习活动促进设计类问题解决提供参考。二、相关研究（一）设计类问题解决与反思 将生活与工作场景中可能出现的所有问题依据相关维度划分为十三类。设计类问题缺乏对问题、问题的目标、达到目标的可能路径和结果评价标准的明确定义 ，是十三类问题中最复杂的劣构性问题。设计类问题解决通常包含对问题及相关因素的审慎分析以及探究性、创造性地利用已有理论、方法或工具来达到预期目标的过程，其过程包括问题识别、问题表征、概念产生、方案形成、方案评价等多个阶段螺旋发展，需要问题解决者集成来自多个领域的知识，还需要较强的元认知或自我调节技能。设计类问题已普遍存在于大学生的各门课程学习中，如建筑设计、软件设计、工程设计和教学设计等都是常见的设计活动，如 在设计学习项目中将设计思维作为设计类问题求解的范式，并且阐述其在问题求解过程中的内在机制 。设计是一种创造性的问题解决活动，对于初学设计的大学生来说，解决任何领域的设计问题都具有挑战性。参与反思实践被认为是提高学生设计类问题解决能力的重要手段 ，反思性思维也是获得更好设计表现的关键技能之一 。相关研究从理论与实践等不同研究视角探究了设计类问题解决与反思的关系。如 等认为设计类问题的解决不是一蹴而就的线性过程，而是设计者不断地回溯反思与再设计的迭代过程 。等认为，设计过程通常是复杂的，包含反思和不断迭代 。提出的设计思维过程模型中也强调了反思与调节的重要性 。等研究揭示了元认知（反思）活动在教学设计师的行为中频繁出现，即设计师重新捕捉、反思、评估、监控和调整他们的行为和决策 。等提出了设计师在解决设计问题时反思性思维的概念模型 。实证研究方面，在解决教学设计问题过程中应用了案例分析和反思策略，表明反思在培养学生对设计任务的理解方面发挥了关键作用，有助于他们 修 正 和 巩 固 自 己 对 教 学 设 计 的 看 法 。等探讨了基于问题的言语反思在设计问题解决中的效果 。同时，由于设计类问题的复杂性和劣构性，初学者在学习解决设计类问题时存在较多困难，仅仅让学习者参与反思性实践是不够的，应该提供适当的教学支架或支持，并嵌入到学习环境中，在学习者完成复杂的、结构不良的学习任务时进行指导 。常见的各种支持学生学习的脚手架工具或技术，包括问题提示、引导性的同伴提问、案例教学、同伴评价、元认知支架等。如 等探讨了在基于网络的学习环境中问题提示和同伴交互对新手教学设计人员解决教学设计问题的影响，研究结果支持了问题提示在构建非结构化问题解决过程中的优势 。因此，设计类问题解决需要学习者不断地通过回溯反思，逐渐明晰问题和寻求最佳问题解决方案。迭代的反思实践使设计者可以作为一个自组织系统来控制设计过程，能够更灵活地思考和处理设计过程中遇到的新问题，更有可能通过迭代的设计过程实现高质量的设计 ，在这个过程中学习者的反思能力和元认知技能也随之增强。同时，研究表明提供适当的教学支架和学习支持有助于帮助学生解决设计类问题。目前研究者多在理论层面探讨反思对设计类问题解决的重要性，尚需进一步探讨面向设计类问题解决的反思性学习活动设计及其对设计类问题解决的过程和结果的影响。（二）反思性学习模型相关研究反思是回顾过去的经验形成新的认识和指导未来行动的过程，它是一种基本的学习活动，包括认知、心理和情感活动，也是一种系统的、严谨的思维方式。反思性学习的概念来源于反思，并没有统一的定义，广义上指在学习过程中进行反思性思维活动的学习，是由经验触发的内在检查和探索关注问题的过程，它根据自我创造和澄清意义，并导致概念视角的改变 。反思性学习模型描述了经验学习的过程，或反思作为更大的经验学习过程的一部分。目前文献中关于反思性学习模型的研究，包括早期的经典模型，如 认为自我反思阶段包括自我评价、归因、自我反应、自适应 ；的反思性学习过程模型包括做、看、思考、评估和计划五个要素 ；的经验学习周期模型包括具体经验、反思性观察、抽象概念化、积极实验四个阶段 。也包括近期研究中以经典的反思性学习模型为基础进行不同情境下的重构，如 提出了在混合学习环境中教授 教育的反思实践模型，包括设计、做、观察、思考和重新设计五个要素 ；等提出了五步认知实践观察反思行动（）反思模式以开展职前教师的反思性实践 ，包括认知、实践、观察、合理化和行动；提出了传统课堂环境下的四阶段反思发展模式（意识、经验、反思和评估）以提高大学生的跨文化能力 。对已有反思性学习模型进行分析，发现大部分模型具有以下特点：（）以经验学习理论、反思性学习理论、反思实践理论、转化学习理论等为理论基础；（）依据理论基础和框架在不同的研究目的和情境下反思性学习模型的要素具有目标相关性、要素多元性、情境适应性等特点，大多以四要素或五要素为主，描述了反思性学习的过程；（）模型要素之间的关系呈现循环反馈回路的特征，强调循环结构和周期性的重要性；（）反思性学习的过程就是学习者从经验中学习并解决问题的过程。已有研究从模型的理论基础、组成要素及要素关系特点、反思的解决问题本质等方面为新的情境下设计反思性学习活动提供了创新思路。但是已有研究却较少涉及适用于设计类问题解决情境下的反思性学习模型及对学生学习影响的研究，且已有模型中的要素都是根据相关理论及研究情境确定的，无法直接迁移应用于新的设计类问题解决情境，还需进一步探索设计类问题解决情境下的反思性学习模型及其适用性。三、面向设计类问题解决的大学生反思性学习模型构建要构建面向设计类问题解决的大学生反思性学习模型，首先，要分析反思性学习模型构建的理论基础，这些基础理论是理解反思性学习模型的相关要素来源及要素间关系的重要理论支持。其次，分析现有反思性学习模型，结合设计类问题解决的情境和过程特点，对已有模型进行重构，确定本研究中反思性学习模型的要素及其要素关系。最后，综合考虑促进深度反思的策略和引导学生解决设计类问题的教学策略，以促进学生深度反思进而促进问题解决为切入点，设计该模型中的反思性学习环境和支持条件。（一）理论基础 经验学习理论 提出的经验学习圈理论认为，一个完整的学习过程由获取具体经验、反思性观察、抽象概念化以及积极实验等四个环节组成 。学习开始于学习者积极开展一项体验或活动，在具体经验阶段之后，学习者有意识地反思经历，在此基础上对所观察到的东西进行理论或模型的概念化，最后测试概念化的理论、模型，积极开展新的实践，进行新的体验。根据经验学习理论，学习者需参与具体的设计实践以获得具体经验，而反思是回顾过去的设计经验、从经验中学习的过程。反思的结果需要进行理论或模型的概念化，对设计过程或作品产生新的理解和欣赏、发生概念视角的改变。最后对设计作品进行再设计，再产生新的经验。转化学习理论转化学习理论认为成人的已有经验与环境发生冲突使个体陷入困境后，首先引发个体自我批判性反思和团体理性对话，然后个体对潜在认知体系中的观念、思维和行为等进行修正和重新整合，最后个体通过具体实践塑造出全新的认知观念和行为方式，促进成人自身进一步发展的过程 。蒋立兵等归纳提炼出转化学习的核心要素主要包括触发事件、迷茫困境、批判性反思、理性对话、实施行动、行为转化 。转化学习理论对本研究的指导意义在于：（）反思通常由不寻常的或令人困惑的情况或经验所触发，通过设置触发事件，让学习者观察已有经验与触发事件之间的差距以引发认知冲突使个体陷入困境，进而识别问题；（）反思包括个体自我批判性反思，也包括团体理性对话即协作反思；（）修正计划制定指向未来的实践，是反思的目的，也是获取新经验、触发新问题的主要环节。理论 理论认为数字化的学习环境应将教育功能、社会交互和技术支持进行有效整合，包括教学法、社会交互、技术三个维度 ，为反思性学习的环境构建提供了可行的分析框架。基于 理论，本研究从教学法、社会交互、技术三个维度来设计反思性学习发生的环境和支持条件。教学法体现为激发反思的教学策略，同时作为引发学生深度反思的触发事件；交互体现为师生之间和学习者之间的互动交流和协作反思以支持学生的内部反省和知识建构；技术体现为提供适当的学习工具、学习平台和学习资源以支持学习者的个体或协作反思活动的开展。（二）模型建构 反思性学习模型的重构 的反思性学习过程中提出了五个步骤：做、看、思考、评估和计划，代表了学习者自我反思所经历的阶段（如图 所示）。该模型和 的经验学习圈理论都强调了要通过做和实践来获取经验，在通过观察、反思等步骤后再回到实践中实验以获得新的体验，各个步骤之间彼此紧密相连，具有循环反馈回路特征。周期性反思被认为是解决严峻困境的关键。这与杜威的主张不谋而合，即反思必须是反复的行动。该模型作为反思性学习过程的元模型，在已有研究中得到较为广泛的应用。如 等基于自我调节学习理论中的自我反思步骤和 的反思性学习过程提出了操作性软件学习策略理论模型，借鉴了其中的评估和计划步骤 。也借鉴该模型提出了在混合学习环境中教授 教育的反思性实践模型，包括设计、做、观察、思考和重新设计五个要素 。研究以 的反思性学习过程五个步骤为基础，结合设计类问题解决的情境，将要素具体化为设计、观察、反思、评估和计划五个步骤，作为设计类问题解决反思性学习的过程，即反思过程层。图 反思性学习过程 设计类问题解决过程及特点在解决复杂、模糊、开放的设计类问题时，学习者需要不断整合已有的知识，结合自己的想法和偏好等，以明确问题边界，定义和表征问题；再通过不断反思和迭代，寻找问题解决的方案，最终以制品化的形式完成设计类问题解决。因此，设计类问题解决的过程包括问题识别、问题表征、概念产生、方案形成、方案评价等阶段，其特点包括：（）非线性的、螺旋式上升的过程；（）通过反思和迭代完善设计方案，以求问题的最优解决途径；（）设计类问题解决过程要经过多次聚焦、发散、迭代、验证，具备设计思维能力，通过协作交流为解决复杂问题提供更多可能的方案；（）设计类问题解决过程反映了对设计问题的信息加工以及意义建构的过程。学习者经过初步设计完成一轮的问题解决过程，获取实践经验，然后在反思性学习的不同阶段经历问题识别、问题表征、概念产生、方案形成、方案评价等过程，而反思性学习的迭代开展不断地进行从问题识别到方案评价直到完成设计作品的过程，此为问题解决层。反思性学习的环境设计基于 理论，从教学法、社会交互、技术三个维度来设计学习环境可以在一定程度上促进反思性学习的发生。等提出促进反思的学习环境的组成要素包括学习任务、学习资源和学习支持 ，强调学习任务是劣构性的，提供多样化的学习资源可以让学生参与各种层次的反思和更高阶的认知活动，提供支架支持能帮助学习者变成自主的反思者，社会支持让学习者接触到更多他人的观点。而设计类问题解决本身就是劣构性的学习任务，因此综合以上研究，从教学策略（包括支架支持）、社会交互（包括社会支持）、技术（包括学习资源）三个方面来设计反思性学习发生的环境，此为反思环境层。这里教学策略既是促进学生深度反思的干预策略，又是帮助学生解决设计类问题的教学支架，依据转化学习理论，将教学策略设置在设计和观察的步骤之间，作为转化学习发生的触发事件以引发学生的认知冲突进而进行反思。因此，本研究以设计类问题解决为目标，以经验学习理论和转化学习理论为指导，在 的反思性学习过程元模型的基础上，结合设计类问题解决的内涵和本质，构建了面向设计类问题解决的反思性学习模型（如图 所示）。（三）模型阐释该反思性学习模型主要分为反思过程层、问题解决层和反思环境层，其中反思过程层位于内层，表示在反思性学习过程中所经历的基本阶段，是反思性学习活动的核心环节；问题解决层位于中层，体现学习者在反思性学习过程中解决设计问题的内部认知信息加工的过程；反思环境层位于外层，是通过设计反思性学习的环境促进学生深度反思和解决设计类问题。三层相互作用，由内而外，从反思活动环节、问题解决过程和环境支持三个维度实现设计类问题解决的目标达成。该模型能从理论层面对反思性学习活动的设计提供指导框架，在实际应用时可以迭代应用以通过多次反思性学习活动寻求设计类问题解决的最优方案。反思过程层过程层的核心要素包括设计、观察、反思、评估、计划，表示学习者在反思性学习过程中的基本阶段，反映了学习者从经验中学习、完成对设计作品的改进过程。设计，即学习者根据真实的设计问题，依据设计要求对问题及相关因素进行审慎分析，利用已有的经验、知识、理论、方法或工具来形成设计方案，达到预期目标的过程。观察，是学习者观察已有的设计经验和作品与反思触发事件中相关内容材料之间的差距，图 面向设计类问题解决的反思性学习模型以引发认知冲突使个体陷入困境，进而识别设计作品中存在的问题。反思，包括个体反思和协作反思，学习者以个人系统审思形式或小组、同伴对话形式，根据自己或同伴经验对观察结果和设计作品中的问题原因进行有目的的思考和探究，试图明晰问题原因所在、找到解决问题和困境的方法。评估，是根据反思结果对自己的问题解决方案和设计作品进行评价，明确哪些部分需要修改以及怎样修改以达到最优效果，最终形成对设计问题和设计作品的新的理解和意义建构。计划，即学习者根据评估结果详细制定设计类问题解决方案的进一步改进计划，以此为指导对设计方案和作品进行新一轮的再设计，由此获得新的设计实践经验，为下一轮反思提供经验基础。五个要素之间是相互依赖和影响的循环递进关系，代表每个阶段是以上一个阶段为基础，具有循环迭代的周期特征。问题解决层第二层表示学习者在反思性学习过程中设计解决问题的内隐认知过程，从具体的设计经验入手到问题识别、问题原因分析、概念产生、评价解决方案、经验重构后形成修正计划至设计思维和概念视角的转变，反映了从经验中学习、解决设计类问题的过程。根据经验学习理论，经验是人们知识获取和创造的基础和起点，知识的获得是对经验领悟和改造的结果。在设计阶段，学习者面对真实的设计问题，参与具体的设计实践以获得实际经验，是反思性学习开始的起点。在观察阶段，学习者已有的设计经验和方案与触发事件之间的差距会引发其认知冲突，使个体清晰地意识到所面临的学习困境，识别出设计经验和方案中存在的问题。在反思阶段，这些困惑和触发事件会促进学习者自我意识的觉醒，引发其对个体经验、认知和行为产生怀疑并进行系统审视，对问题原因进行分析，这是有效解决问题、获取经验的关键。学生可通过自我导向学习，积极寻找解决问题的策略，亦可与同伴开展理性对话，在自由平等的交流氛围中分享经验、倾听建议、汲取智慧，形成对设计类问题相关概念的初步认知。在评估阶段，在主动自我反思和集体经验智慧的双重作用下，学习者评价设计方案和作品，对过去的设计思维观念和实践范式进行合理化重构，形成对设计问题和设计方案的新认识，为解决设计过程中的新问题提供认知准备。在计划阶段，形成对设计方案的新的修正计划，通过修正计划对设计方案和作品进行再设计，实现在设计问题的概念认知视角、设计思维及问题解决能力方面的转化。反思环境层研究从教学法、社会交互、技术三个维度来设计反思性学习发生的环境或支持条件。（）教学法：设置触发反思的教学策略，作为反思干预策略对活动进行调控，同时也作为学生解决设计问题时的教学支架。本模型中，教学策略嵌入在设计 观察两个阶段之间，作为引发学习者反思的干预策略和转化学习发生的触发事件。学习者的已有经验和触发事件间若存在差距，会引起学习者的不确定感和精神困惑感，这是引发反思的重要组成因素。触发学习者深度反思常用的教学策略包括：案例研究、讨论、视频工具、写作任务、支架、反馈、量规和同伴评价等。相关研究表明，设计与课程相关的反思干预策略对学生的学习结果有积极的影响 ，并能触发学习者的深度反思。（）社会交互：协作交流是贯穿设计类问题解决过程的重要途径 ，复杂的设计类问题解决需要人际间的协同互动，发挥团队的集体智慧。因此需要为学生提供多种协作沟通交流的机会和条件，除了个体反思之外，需要设计师生或同伴之间的集体反思或协作反思，通过信息共享、互相帮助、讨论、评价彼此的想法，有效地帮助学生解决设计问题。（）技术：适当地提供相关学习平台、学习工具、学习资源能支持学习者开展多种反思活动。微信、电子档案袋、移动 、在线学习平台或学习社区等数字媒体工具具有即时性、普及性等特点，利于学生即时创作和分享自己的设计经验，数字化学习资源能作为学习支架为学生的设计类问题解决提供思路以进行高阶思维活动。四、面向设计类问题解决的大学生反思性学习模型应用案例及分析（一）研究情境与对象本研究选择某师范院校为本科生开设的“信息技术与课程整合”课程开展案例分析。该课程采用混合式教学方式，共有 名来自教育技术学专业的大学三年级学生参与，包含男生 人、女生 人。研究首先设计了真实性的教学设计任务：选择信息技术与课程整合相关内容为主题，设计一份课堂辩论学习的教学设计方案，采用反思性学习模型进行教学设计方案的修改和完善。学生在课后进行教学设计方案设计、反思性学习、反思日志撰写等自主学习活动，以小雅云平台作为反思性学习活动的开展平台，通过面对面讨论、群、腾讯会议、课堂汇报等进行协作反思和讨论交流。（二）活动设计与实施为了解决教学设计问题，依据反思性学习模型，研究设计了本次反思性学习活动，主要包括“初始设计 反思修改 方案形成”等阶段（如图 所示）。首先，学生根据教学设计任务自选与信息技术与课程整合相关内容为主题，完成课堂辩论活动的教学设计方案初稿设计，获得具体经验。其次，在初始设计基础上，根据教学需要进行了三轮基于不同干预策略的迭代的反思性学习，每一轮都包括“设计 观察 反思 评估 计划”五个步骤。（）基于视频案例的反思性学习：学生在已有设计经验基础上选择并观看优秀的课堂辩论活动视频案例，经过观察和反思结果，评价自己的教学设计方案，形成对教学设计方案的修正计划，完成第一轮的改进。（）基于量规的反思性学习阶段：为学生提供辩论学习活动教学设计评价量规，激发学生依据评价量规对教学设计方案进行观察和反思，评价教学设计方案的优缺点，形成对方案的第二轮修正计划并进行再设计。（）基于同伴评价的反思性学习阶段：学生先通过 群或腾讯会议进行个人教学设计方案的组内分享与评价活动，选出代表性教学设计方案，经过组内协作修改后，每个组在课堂上进行组间分享和互评。学生根据组内互评和组间互评结果进行反思，评价和修正教案，完成个人教学设计方案的第三轮修改和完善。每一轮反思过程都是一次问题解决过程，而整个迭代的反思性学习活动本身就是从问题识别、问题表征、概念产生到方案评价，最后形成方案和人工制品的问题解决过程。在学习过程中，在线交互工具、视频案例资源、评价量规、混合式学习环境、教学策略等作为环境要素为反思性学习活动的开展提供支持条件。（三）数据收集与分析研究收集学生在反思性学习活动中撰写的反思日志共 篇，教学设计初稿和终稿共 份等数据。研究采用混合研究方法对数据进行分析，从设计结果和学习过程两个层面反映学生设计类问题解决的成效。首先采用 等研究中所用的 量规 对学生的教学设计初稿和终稿进行评分，以确定设计问题解决的质量。该量规包括技术知识、教学知识等个维度，每个维度得分在 分。由两位教育技术专业人员学习 量规并进行打分，一致性系数在 以上（），表明具有较高的信度。同时对教学设计作品进行内容分析，了解教学设计方案在组成要素及撰写质量方面的改进与提升。研究根据王兆雪等提出的设计类问题解决能力测评指标体系和测评框架 ，结合本研究的实际情境改编了大部分指标作为本研究中学生设计类问题解决能力的编码框架（如表 所示），对学生的反思日志进行编码以反映学生在反思学习过程中的设计类问题解决能力的内隐变化。设计类问题解决能力主要包括设计思维维度和协作交流维度，而设计思维主要表征个体认知方面的技能，又包括反思调节和观点建构。其中，反思度用来表征学生对设计问题的认知加工的深度，以 等的反思编码框架 对学生反思日志水平进行编码。该编码框架包括：描述层、反思描述层、对话反思、批判性反思（分别赋值 、）。将每篇反思日志划分为一句话结束的语义内容作为一个分析单元，共得到 条语句，按反思编码框架进行编码，然后将每种反思水平频数乘以相应分值进行求和，计算每篇反思日志的反思深度。两位课程助教先从原始语料中随机抽取 的内容按表 的框架进行编码，计算 值为 ，信度良好，再分开编码剩余的 数据，部分编码协商直至得到一致结果。同时对学生反思日志进行主题分析，总结其问题解决过程中的关注焦点发展变化情况。图 面向教学设计问题解决的反思性学习活动过程表 设计类问题解决能力编码框架维度描述测量指标用于表征的数据反思调节对设计任务把控与反思的能力启发性反思日志数据中聚焦问题的发现、为任务解决制定计划以及提供灵感和创意的句子频次构思性反思日志数据中正确使用资源和策略进行方案设计的句子频次实施性反思日志数据中对方案进行科学评估的句子频次反思度反思日志的反思深度得分观点建构通过调动多学科知识提取观点与策略、建构创新观点的能力科学性反思日志数据中提出设计方案的可行性和科学性的句子频次创新性反思日志数据中提出创意和创新方案的句子频次协作交流积极参与协作、与成员之间互相交流、观点采择的能力反思日志数据中反映与他人进行协作交流、学习他人经验、意识协作交流重要性的句子频次（四）研究结果 设计类问题解决的结果分析研究使用软件 对教学设计作品在反思性学习活动前后的评分数据进行配对样本 检验（结果如表 所示）。结果表明：学生的教学设计作品在反思性学习活动前后评分具有显著的差异性（，），且教学设计终稿得分均值均高于初稿，说明该反思性学习模型的应用在整体上提升了学生设计类问题解决的质量。表 学生教学设计初稿和终稿评分的 检验结果变量均值标准差教学设计初稿 教学设计终稿 此外，研究对学生教学设计初稿和终稿进行文本比较分析，从字数变化（如表 所示）和教学设计组成要素变化（如图 所示）两方面进行统计分析。在字数统计分析中，学生教学设计作品前后在字数上的平均增量为 个，初稿与终稿在字数上存在显著性差异（，），表明经过反思性学习活动，学生对教学设计方案进行了充分的修改和完善，在内容和篇幅上有显著增长。表 学生教学设计初稿和终稿的字数统计分析变量最小值 最大值均值标准差教学设计初稿 教学设计终稿 研究将教学设计初稿和终稿在组成要素的变化分为四类：添加新要素、补充修改原有要素、完全修改原有要素和未修改原有要素（如图 所示）。数据表明：（）学生教学设计方案前后变化表现在组成要素上，以补充修改原有要素为主，其中修改频次最多的 个要素分布如图 所示。如学生原有教学设计中对教学过程的设计可能只是对教学环节的大致描述，没有考虑更多的细节问题，而修改后的教学过程设计在结构上更科学合理、自然流畅，活动设计也更加详细全面。对教学目标的分析，学生在初稿中只是用描述性语句来说明，而终稿中会修改为“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”的三维目标；在教学评价设计上也在原有简单描述基础上修改为多元化的评价方式、清晰明确的量规来开展对个人、团队、小组等主体的评价。（）增添新要素与补充修改原有要素比例相近，说明学生除了在原有教学设计要素基础上进行完善之外，更增添了很多原有设计中没有考虑到的要素，使教学设计方案更具有科学性和合理性，其中增添频次最多的前 个要素分布如图 所示。如学生原有教学设计主要侧重对辩论活动过程的设计，缺少对教学内容的分析或教学评价的设计，通过反思活动后，学生增添了缺少的教学设计要素，使作品更加全面和完善。（）学生完全修改原有要素和未修改原有要素所占比例都很少，说明学生有一定的教学设计基础，能做出基本合理的教学设计方案，但是教学设计方案的质量还有待提升。图 学生教学设计作品的组成要素变化分析图 补充修改频次排前 名的教学设计要素图 增添频次排前 名的教学设计要素 学生设计类问题解决能力的变化分析根据设计类问题解决能力编码框架对反思日志进行编码分析（各个维度统计分布如图 所示），可以发现：从总体趋势上看，随着三个阶段反思性学习活动的开展，学生的设计类问题解决能力在逐渐提升，具体表现为七个维度的统计数据整体数量上呈上升趋势，尤其是第三阶段每个维度都有明显的增加。对于不同活动阶段而言，在第一阶段，学生的设计类问题解决主要表现在构思性、启发性和科学性三个维度，即学生发现问题，通过资源整合提出设计方案的改进策略和计划，并阐述设计方案的科学性。反思水平主要集中在描述层和反思描述层，而创新性和协作交流却很少涉及。在第二阶段，各维度的表现与第一阶段相差不大，唯一变化比较大的是实施性，即学生在这一阶段更聚焦于对设计方案进行评价，进而发现问题、进行构思和修改同时阐明自己的观点，反思深度略有增加。在第三阶段，学生的设计类问题解决在构思性、实施性、科学性、创新性和协作交流维度都有了较大的变化。学生通过组内、组间的同伴互评，协作交流能力有了较大增长，同时通过评价与反馈对设计方案进行更多的评价活动及构思修改，在创新性方面表现为能集思广益提出更多富有创意的设计元素。反思深度也在逐渐增加，表现为对话反思层和批判性反思比例持续增加。图 学生设计类问题解决能力维度变化折线图 设计类问题解决过程中的修正焦点分析通过对反思日志内容进行主题分析发现，学生随着反思活动的开展对教学设计作品的修正焦点逐渐发生变化。在第一阶段，学生对教学设计作品的反思主要集中在辩论学习认知、辩论主题确定、辩论学习的流程设计等与辩论学习相关的知识方面，如辩论规则、人员安排、材料与工具、辩论流程等。了解辩论学习是解决本次教学设计问题的第一步。在第二阶段，学生对教学设计作品的反思主要集中在教学设计组成要素等知识和技能上，如教学目标分析、学习者分析、教学策略选择、教学活动设计、信息技术的应用及教学评价等。如有学生写到“因当时对任务的理解不到位，我误把任务只当成了设计教学活动来做，所以没有对教学内容、学习者特征进行分析以及制定教学目标，这点在之后的时间里需要进行补充完善。”了解完整的教学设计方案需要关注哪些要素及要素如何设计，可以进一步加深学生对教学设计问题的理解。在第三阶段，学生的反思焦点除了教学设计知识和技能方面，还增加了对教学设计观念的反思。如有学生认识到“教学设计是没有最优解的，理论和实际两者达不到完全一致。因此，教学设计要智能寻找与实践结合一致的各个条件来进行教学设计，不断地修正以达到一定的优解”；多数学生表示要相信团队的力量，多讨论交流，“汲取他人教学设计的优点和特色进而完善和改进我的教学设计”；还有学生表示要做“有批判性思维和创造性思维的未来教师。”通过对教学设计作品的修正焦点分析，表明学生在反思性学习活动过程中，设计类问题解决的思维过程正在由教学设计知识和技能向教学设计观念、由浅层理解向深层理解转变发展。五、结论与建议（一）面向设计类问题解决的反思性学习模型有助于指导活动设计并提升设计作品质量研究提出的面向设计类问题解决的反思性学习模型旨在通过对反思性学习活动的过程设计、反思干预策略设计、反思支持环境设计以激发学习者的深层反思，以此来促进学生设计问题解决过程和结果。通过将该模型应用到具体的教学设计问题解决情境中，开展教学设计反思性学习活动，比较学生教学设计作品的前后评分发现，基于该模型设计的反思性学习活动对学生的设计类问题解决质量有明显的提升作用。同时，对学生教学设计作品的文本分析也显示，经过反思性学习活动的学生的教学设计作品在内容篇幅上有显著增加，在教学设计组成要素上更加丰富和全面，修改后的教学设计方案在各要素设计上更科学合理，具有更高的质量。这说明学生越积极参与反思，不断地全面思考自己的设计作品，就越有可能获得较好的设计作品。这一结论与多数文献中所持的观点“反思性的设计师更有可能产生更高质量的设计”相一致 ，如 等研究中发现以语言表现的反思可以显著提高工件设计解决方案的质量 。反思可以促进学生回顾和修正其最初的想法，从而产生更多可接受的作品 。因此，在诸如教学设计、工程设计等设计类课程的教学活动中，教师要注重反思性学习活动的设计与开展，并将不同的反思干预策略、师生交互和技术工具等支持条件与活动设计有机融合，让学生参与反思实践以寻求设计问题解决的最佳方案。（二）面向设计类问题解决的反思性学习模型的迭代应用有助于提升设计类问题解决能力研究表明，反思性学习活动的迭代开展能够促进学生对设计类问题的深度认知加工，加强同伴之间的协作与交流，提高其设计类问题解决能力。通过三轮“设计 观察 反思 评估 计划”反思活动的不断迭代，以反思调节和观点建构为特征的设计思维在不断提升，尤其到了第三阶段，学生的反思调节能力比第一阶段有了明显增长，能够对设计任务进行总体调控和不断反思，而且反思能力和反思深度也在逐渐提升。同时，学生通过个体反思能提出设计方案的改进策略和计划的观点，并阐述观点的科学性，通过同伴协作反思能分享自己的理解，评价他人的观点和采用他人观点，进而产生更多创造性的设计，实现个体和共同体的协作知识建构。设计思维是贯穿设计类问题解决过程的思维策略，对创新性地设计问题解决至关重要。这一结论与 等研究结果一致 ，强调了反思可以影响软件设计思维，是提高设计论证质量的重要手段。协作交流是设计类问题解决能力的另一维度，反映了学生在设计问题解决过程中所参与人际协同活动的能力，团队协同进行信息共享、交流与沟通是贯穿设计类问题解决过程的重要途径。本研究中，在前两轮的反思性学习活动中主要以个体反思为主，协作交流程度低，但在第三阶段设计了组内、组间的同伴互评及协作反思活动，学生的协作交流能力有了较大增长，学生通过评价与反馈、协作与交流会观察到其他同学教学设计作品的闪光点，反思个人知识的不足，进而对教学设计方案进行进一步的修改和完善。因此，建议教师需要根据设计问题的复杂程度设计多周期反思活动。在这个过程中，学生将不断地进行反思和自我调节，或者与他人进行知识建构，从而使学生更加全面地理解设计问题。同时，教师应注意将个体反思活动与协作反思活动相结合，为学生创造良好的协作交流环境，因为与他人的互动将会促进学习者更深入的理解，从而有助于提高学生解决设计问题的能力。（三）反思干预策略会影响设计类问题解决的思维过程设计类问题解决方案的修正焦点因反思干预策略的类型不同而发生变化，体现了解决复杂问题的特定思维方式和过程。这与已有研究认为反思干预会影响解决方案的修改类型结果一致 。通常复杂的问题解决可以将问题分解成不同的子问题，化繁为简，逐个深入解决最终整合完成问题的解决方案。根据分解后的子问题，采用不同的反思干预策略，同时提供相应的触发材料，作为一种提示和认知线索触发学生的深度反思，引导学生反思的思维和反思的焦点发生变化。本研究中，根据教学设计任务的特性，依次设计了视频案例、评价量规或标准、同伴评价三种教学策略，视频案例可以将复杂的课堂辩论活动过程可视化、聚焦化，有助于学习者观察并分析如何更好设计辩论学习活动；评价量规提供教学设计方案的评估工具，用以指导学生反思从哪些方面进行教学设计以及达到什么标准才是好的教学设计；通过同伴评价可以从同伴的评价和反馈中学习到更多关于设计问题解决的经验和方法等，有助于获得更好的自我认识，以进一步对教学设计作品进行修改和完善。因此，在反思性学习的迭代过程中，干预策略的选择对引导学生修改设计作品非常重要。教师应根据设计问题的特点和复杂性提供适当的干预策略作为教学支架，帮助学生更好地完成设计任务。综上，本研究建立了面向设计类问题解决的反思性学习模型，使用反思干预策略和多重支持条件促进学生的深度反思，为学生解决设计类问题提供支持，并以“信息技术与课程整合”课程中的教学设计问题解决为例开展了应用研究，以验证模型的有效性。然而，本研究也存在一些不足之处，一是仅在教学设计类问题解决情境下进行模型应用及效果验证，设计任务、干预策略的选择和反思形式都可能影响研究结果；二是样本量较小；三是数据模态单一，仅以文本数据为主。未来研究可进一步探索将反思性学习模型应用到其他设计类问题解决情境下，面向更多的学生群体开展研究，总结不同反思干预策略的特点，采集学生在反思过程中的多模态数据，采用认知网络分析等多种方法分析学生在设计类问题解决中的表现，进一步完善和改进模型以提升其普适性。【参考文献】：核心素养研究课题组