知識分類與教學(xué)設(shè)計(jì)：基于KLI理論的解釋

劉爽

〔摘要〕目前，教育與學(xué)習(xí)研究中存在一個(gè)熱議的話題，即在教學(xué)中教師應(yīng)該為學(xué)生提供多少指導(dǎo)？Koedinger等人于2012年提出了知識-學(xué)習(xí)-教學(xué)（KLI）理論框架，為解決這個(gè)問題提供了一個(gè)新思路。該理論將知識、學(xué)習(xí)過程和教學(xué)決策進(jìn)行了分類，圍繞知識的種類分析了知識、學(xué)習(xí)和教學(xué)之間的關(guān)系。本文關(guān)注該理論中的知識種類的劃分，并闡述知識分類對教育設(shè)計(jì)的啟示。

〔關(guān)鍵詞〕知識分類； 教學(xué)設(shè)計(jì)； KLI理論； 知識成分

〔中圖分類號〕 G44 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕A 〔文章編號〕1671-2684（2019）03-0022-04

盡管大量教育與學(xué)習(xí)理論為教學(xué)設(shè)計(jì)提供了應(yīng)用廣泛的指導(dǎo)方針，但仍存在一個(gè)爭議，即為學(xué)生提供多少指導(dǎo)更能產(chǎn)生有效的學(xué)習(xí)？一部分研究者認(rèn)為，教師應(yīng)該為學(xué)生提供充分全面的指導(dǎo)，給學(xué)生描述所有的概念或程序，不需要學(xué)生進(jìn)行任何推理（例如，認(rèn)知負(fù)荷理論提倡的樣例效應(yīng)）[1]；還有一部分研究者則強(qiáng)調(diào)為學(xué)生提供低程度的指導(dǎo)（例如練習(xí)）更能促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)[2]。解決這一矛盾的一個(gè)關(guān)鍵因素是學(xué)生所要學(xué)習(xí)的知識的種類，即教學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)施有著特定性，受知識種類的限制。面對相同先備知識水平的學(xué)生，不同知識內(nèi)容的最佳教學(xué)設(shè)計(jì)是不同的。本文闡述了一種區(qū)分知識種類的理論，即Koedinger等人提出的KLI（Knowledge-Learning-Instruction）理論。

一、KLI理論

任何教育理論分析事物的種類時(shí)，必須在某個(gè)分析水平上進(jìn)行區(qū)分，例如，認(rèn)知負(fù)荷理論在元素交互性的水平上將知識分為高元素交互的知識和低元素交互性的知識[3]。KLI理論強(qiáng)調(diào)在知識成分（knowledge components）的水平上給知識分類，知識成分這個(gè)分析水平介于教育研究中的宏觀群體水平和心理研究中的微觀認(rèn)知水平，這樣是為了幫助解釋各個(gè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域的研究成果，獲得具有普遍性的結(jié)論和教學(xué)設(shè)計(jì)原則。按照知識成分的性質(zhì)劃分知識的標(biāo)準(zhǔn)如下：給定條件和相應(yīng)反應(yīng)的變化性、言語性/非言語性、原理性[4]。

（一）知識成分的給定條件和相應(yīng)反應(yīng)的變化性

為檢驗(yàn)學(xué)生是否理解和掌握了知識或規(guī)則，教師通常使用測驗(yàn)（考試和課堂提問）來評判學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，學(xué)生對于給定的條件，運(yùn)用已學(xué)習(xí)的知識做出相應(yīng)的反應(yīng)。Koedinger等根據(jù)給定的條件和相應(yīng)的反應(yīng)（條件-反應(yīng)）的變化性可以把知識分為“不變-不變”知識、“變-不變”知識和“變-變”知識[4]。例如，為了考察學(xué)生是否掌握了重力加速度g=9.8m/s2這一知識，要求學(xué)生回答的問題是“重力加速度是多少”，學(xué)生的正確反應(yīng)是“9.8m/s2”。在這個(gè)例子中，知識應(yīng)用的條件和反應(yīng)均是不變的，因此，可將這一知識歸為“不變-不變”知識。表1列出了在語言學(xué)習(xí)、數(shù)學(xué)和科學(xué)領(lǐng)域中三種知識的更多例子。

如表1所示，“不變-不變”知識的應(yīng)用條件和相應(yīng)反應(yīng)通常是一對一的映射，而“變-不變”知識的應(yīng)用條件和相應(yīng)反應(yīng)通常是多對一的映射。如表1中的例子，以元音發(fā)音開頭的可數(shù)名詞前的冠詞應(yīng)該是“an”，這一知識的應(yīng)用條件可以是“apple”“orange”“hour”等，相應(yīng)的反應(yīng)是不變的，即名詞前用“an”?！白?變”知識的應(yīng)用條件和相應(yīng)反應(yīng)則是“關(guān)系-關(guān)系”映射，如求組合圖形的面積，將組合圖形分割成若干簡單圖形，求出這些簡單圖形的面積的總和就是組合圖形的面積，這一知識的應(yīng)用條件可以是各種各樣的組合圖形，相應(yīng)的反應(yīng)隨之變化，所以它是“變-變”知識。

（二）知識成分的言語性

有些表示關(guān)聯(lián)、類別、技能或程序的知識不容易被學(xué)習(xí)者用語言表述，有些知識如定理、概念卻可以用語言來表達(dá)。KLI理論區(qū)分知識成分的言語性，這一分類類似于ACT-R理論中的陳述性知識和程序性知識[5]，但不完全相同。ACT-R描述的對象是不可觀察的認(rèn)知機(jī)制，KLI則強(qiáng)調(diào)可觀察的行為。根據(jù)知識成分的言語性，可將知識分為非言語知識、“惰性”言語知識和言語知識[4]。

許多知識是非言語知識，例如，學(xué)生能夠?qū)⑾铲o歸為鳥類，但不清楚為什么這樣做。Aleven 和 Koedinger發(fā)現(xiàn)，在幾何知識的學(xué)習(xí)中，相比完成匹配解釋項(xiàng)目的任務(wù)，學(xué)生更多地做對幾何推理問題，說明學(xué)生常常能夠完成任務(wù)卻不加以解釋[6]。非言語知識即為學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中使用卻不做出解釋或言語化的知識。需要注意的是，非言語知識或許可以用語言表達(dá)，但學(xué)生們往往不這么做。事實(shí)、概念等知識可被視作“惰性”言語知識，也就是學(xué)生只將其言語描述并記憶，并不在問題解決或任務(wù)中直接使用的知識。言語知識就是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中將其言語化，并在問題解決或任務(wù)中使用的知識，例如原理、模型等。

（三）知識成分的原理性

KLI理論指出，“有些規(guī)則、原理和模型有其基本原理，如數(shù)學(xué)定理；有些知識有著看似任意的規(guī)律性，如英語拼寫規(guī)則。因此，知識成分的基本原理不僅僅是全或無兩種可能，而是分級的，具備基本原理的程度（低或高）決定于特定領(lǐng)域的理論發(fā)展的深度?！?/p>

表2列出了一些基本知識種類，表中的名稱（事實(shí)、規(guī)則等）是常用術(shù)語與知識成分分類的粗略映射，在這個(gè)分類中未必一一對應(yīng)。

二、知識種類與教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）知識成分的給定條件和相應(yīng)反應(yīng)的變化性與教學(xué)設(shè)計(jì)

根據(jù)知識成分的給定條件和相應(yīng)反應(yīng)的變化性區(qū)分不同的知識，這對于教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)有重要啟示。對于“不變-不變”知識（歷史事件、詞匯）和“變-不變”知識（種類、概念等），提取練習(xí)比重復(fù)閱讀更加適合學(xué)生學(xué)習(xí)這類知識[2]；對于“變-變”知識（如組合圖形的面積），樣例學(xué)習(xí)相比問題解決產(chǎn)生更好的學(xué)習(xí)效果[7]。Koedinger等推測，學(xué)生所要學(xué)習(xí)的知識越復(fù)雜，學(xué)習(xí)過程就越復(fù)雜，包括記憶、歸納和概括、理解，所以教學(xué)設(shè)計(jì)也就越復(fù)雜[4]。

從表1可以看出，“不變-不變”知識、“變-不變”知識和“變-變”知識這三類知識的復(fù)雜性和抽象性依次增加，“不變-不變”知識最為簡單具體，學(xué)生需要做的是記憶知識，不需要進(jìn)行更多的推理。因此，學(xué)生學(xué)習(xí)這種知識，直接聯(lián)系條件和反應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì)可能對于學(xué)習(xí)者來說更有效，例如提取練習(xí)。學(xué)生學(xué)習(xí)“變-不變”知識時(shí)，需要對變化的給定條件進(jìn)行歸納，并概括出不變的相應(yīng)反應(yīng)。所以，對于這種知識，教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)注意幫助學(xué)生歸納條件和概括反應(yīng)，如反饋、標(biāo)記。相比前兩種知識，“變-變”知識是最復(fù)雜抽象的，學(xué)生需要理解條件中蘊(yùn)含的關(guān)系，推理出規(guī)則和原理。因而，適合這種知識的教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)該促進(jìn)學(xué)生理解關(guān)系并建立條件中的關(guān)系和反應(yīng)中的關(guān)系之間的聯(lián)系，如樣例、口頭解釋。

（二）知識成分的言語性與教學(xué)設(shè)計(jì)

有些學(xué)習(xí)方式能夠提高學(xué)生在近遷移上的學(xué)習(xí)效果，卻對遠(yuǎn)遷移的學(xué)習(xí)效果不明顯，如采用樣例學(xué)習(xí)的學(xué)生難以學(xué)會解決與樣例結(jié)構(gòu)性特征不同的問題[8]?？赡苁且?yàn)槠渲荒艽龠M(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)非言語知識，無法幫助學(xué)生言語化地歸納和概括規(guī)則或原理。許多“自我解釋”研究表明，提示學(xué)生進(jìn)行言語解釋（無論是自己解釋還是教學(xué)提供解釋）通?？梢詭椭a(chǎn)生有效學(xué)習(xí)[9]。但是當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)非言語知識時(shí)，如“自我解釋”這樣的言語化活動(dòng)可能會干擾學(xué)習(xí)[10]。雖然許多教師重視規(guī)則或原理的言語表達(dá)，為了之后可以進(jìn)行推理論證，為未來學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備，但可能對當(dāng)前學(xué)習(xí)的效果不明顯。因此，教師在設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)應(yīng)該考慮要學(xué)習(xí)的知識內(nèi)容是否有必要言語化。

（三）知識成分的原理性與教學(xué)設(shè)計(jì)

類似于考慮知識成分的言語性，教師應(yīng)該考慮知識成分的基本原理來設(shè)計(jì)教學(xué)。KLI理論推測，有基本原理的知識所需要的教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)該促進(jìn)學(xué)生建構(gòu)問題解決的規(guī)則等，例如課堂討論和解釋性教學(xué)[11]。因此，解釋性教學(xué)等促進(jìn)學(xué)生規(guī)則建構(gòu)的教學(xué)對于有基本原理的知識來說是有利的，但對無基本原理或原理不具普遍性的知識來說是沒有效果的甚至有害（冗余效應(yīng)）[12]。

三、總結(jié)

區(qū)別知識種類對教學(xué)設(shè)計(jì)的有效性有重要意義，可以幫助解決教學(xué)決策中的矛盾。KLI理論強(qiáng)調(diào)，許多學(xué)習(xí)過程和教學(xué)設(shè)計(jì)不受限于領(lǐng)域，而是由知識種類決定的，教學(xué)決策不應(yīng)該和學(xué)習(xí)領(lǐng)域聯(lián)系。例如，在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的方面，給學(xué)生提供的教學(xué)通常是樣例、解釋性教學(xué)等相對較充分的教學(xué)，從KLI理論中我們可以推測，對于如圖形面積公式這樣的數(shù)學(xué)領(lǐng)域知識，純練習(xí)可能是一個(gè)理想的選擇。同樣，第二語言學(xué)習(xí)通常得益于背誦（詞匯），其他方面（語用）可能受益于對話、解釋和練習(xí)的結(jié)合。

Koedinger等人充分論證了理論的普遍性，教育工作者應(yīng)用該理論時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：第一，理論中的許多結(jié)論是作者基于現(xiàn)有研究的推測，所以未來研究需要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證理論中的知識分類是否合理有效，進(jìn)一步探索是否需要對分類進(jìn)行補(bǔ)充或是刪除。第二，教師不僅要針對知識種類的不同設(shè)計(jì)教學(xué)，還要注意學(xué)生的先備知識水平，也就是說，知識種類不是教學(xué)決策的唯一決定因素，只是在實(shí)際教學(xué)中學(xué)生的先備知識水平通?；疽恢拢▽W(xué)生的年級相同，要學(xué)習(xí)的知識通常是新知識）。第三，該理論對知識的分類并非否定其他教育學(xué)家的知識分類，這個(gè)分類和其他理論相比，它們對知識的分析水平不同，應(yīng)用的領(lǐng)域也有所不同，例如，認(rèn)知負(fù)荷理論只關(guān)注復(fù)雜學(xué)習(xí)領(lǐng)域，而KLI理論則強(qiáng)調(diào)原理應(yīng)用領(lǐng)域的普遍性。

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（作者單位：遼寧師范大學(xué)心理學(xué)院，大連，116029）

編輯/于 洪 終校/肖亦華