基于設計的研究文獻綜述

基于設計的研究文獻綜述

摘要：基于設計的研究是教育技術學新興的一種研究范式。本文系統的介紹了基于設計的研究的來源，內涵及其特征，闡述了基于設計研究的基本過程。簡單分析了國外基于設計的研究的發展狀況，并于我國發展狀況進行簡單對比。對我國基于設計的研究的發展提出幾點建議。

關鍵詞：基于設計的研究；教學干預；研究范式

引言

“基于設計的研究”（Design-Based Research）是近幾年國內外教育技術界比較流行的一個術語。有人將它作為一種研究方法，還有人將它作為一種研究范式。本文作者認為它是一種綜合使用多種研究方法的研究范式。20世紀90年代初在美國學習科學領域興起的一種新型研究范式。近些年來，這一新興的研究范式吸引了越來越多的國家學術共同體密切的關注，在世界掀起了一股研究的熱潮。本文對基于設計的研究這一研究范式從它的來源、內涵、特征、實施步驟等各個方面進行綜述，以期國人能夠深入的了解基于設計的研究，并將其應用于我們的研究當中，達到預期的效果。

一、基于設計的研究的來源

早期的實驗研究，人們認識到，實驗研究的控制條件非常多，剔除了很多的影響因素，它的研究成果很難遷移應用到現實的學習情境中。而課堂中進行的研究，大多是簡化的實驗研究，比較隨意，沒有比較系統的理論支撐。并且現實情境中所得得策略比較有針對性，可推廣型比較差，其科學性正受到越來越多的挑戰，被批評為沒有獲得“有用的知識”以及存在“可信度鴻溝”^[1]。現實中實驗與實踐嚴重脫節。正是在這樣的背景下，人們對教學學習的研究逐漸從實驗室轉向自然情境當中，科學家們開始將自然情境和社會交互等因素納入到他們的研究當中。在這種新的情境中，一種新的研究范式——基于設計的研究便醞釀其中并得到迅速發展。

關于基于設計的研究的緣起, 早期杜威、維果斯基、皮亞杰等人對兒童思維的研究其實就已經奠定了“基于設計的研究”的思想基礎——發生學和臨床研究。在20世紀70—80年代，數學教育和科學教育開始引入建構主義和社會文化理論，杜威、維果斯基、皮亞杰等人開辟的這種新的教育研究傳統才開始逐步為大多數的教育研究工作者所認可和接受^[2]。而人們習慣將“基于設計的研究”追溯到1992 年的柯林斯（Collins）和布朗（Brown）。在1992年，柯林斯在《面向教育的設計科學》一文中，以西蒙的設計科學為總領，通過“如何設計教育環境以使新技術成功引入一門系統性科學”^[3]。在柯林斯提出這一觀點不久，布朗也于同年發表《設計性實驗：在課堂情境中創設復雜干預面臨的理論與方法論挑戰》疑問。她描述了自己如何嘗試通過設計性實驗，把課堂從學業工作場變革為鼓勵學生、教師和研究者進行反思性實踐的學習環境的做法^[4]。在1999年到2005年是“基于設計的研究”體系形成階段，并且有兩個重要的趨勢：其一是“基于設計的研究”有了相對穩定科學共同體，其二是“基于設計的研究”案例開始關注矢代循環的問題，并將研究觸角從科學性較強的數學、物理和生物等領域延伸至閱讀領域^[5]。并且，“基于設計的研究”的實驗開始在大學邁進，使研究領域向多元化發展。在此階段，“基于設計的研究”方法意識越來越強烈，并且開始形成自己的理論體系和實踐的框架。在2006年后，“基于設計的探究”在理論方面繼續豐富和完善，案例探究進一步的擴充和發展。

筆者認為，從“基于設計的研究”緣起和發展歷程來看，它還是一個比較新的領域，尚未成熟。由于它將自然情境下的干預與理論聯系起來，并且是一個不斷提升的過程，有推廣價值和使用價值。而在我國基于設計的研究還僅限于理論探討階段，應用實踐案例寥寥無幾。所以在“基于設計的研究”這個領域我國還有很長的道路要走。

二、基于設計的研究的內涵及特征

1．內涵

由于“基于設計的研究”是一個新的領域，國際上尚未對它的定義達成統一。柯林斯（Collins）和布朗（Brown）認為“基于設計的研究”，在實際課堂情境中開展教學干預的設計和研究； 而不是在實驗室條件下研究特定教學變量的作用。就如同有效的學習是在情境中發生的，有效的研究也必須和實際情境相結合。教育研究中理論和實踐結合的有效途徑就是“設計”。由于教育研究的復雜性，很難直接將理論應用到實踐中去，理論必須結合實際教學環境，通過“設計”作為中間環節設計特定教學干預，在教學實踐中研究教學干預的作用，不斷地創新，直到得出比較理想的結果為止^[6]。O'Donnell 認為基于設計的研究是在真實自然的教育情境下而非在實驗室情境下開展的教育研究與評價，該觀點表明了基于設計的研究是一種基于真實情境的研究；Bell 認為基于設計的研究是一種多元的研究方法，它可以使用質的研究，也可以收集大量數據，使用量的研究及分析技術來促進研究實施，該觀點強調了基于設計的研究的研究方法具有多元化取向；Dede 認為基于設計的研究是一種重復的設計與評價循環，教育干預隨著研究進程的需要而不斷做出調整和改進，該觀點說明了基于設計的研究是一種循環迭代的研究過程；Wang and Hannifan認為基于設計的研究是一種系統而靈活的方法體系，在研究者和實踐者合作的基礎上, 通過重復性的分析、設計、開發、實施來促進教育實踐，并產生針對現實情境的設計原理和理論，該定義說明了基于設計的研究是理論與實踐的雙重發展^[7]。

通過以上分析，筆者認為“基于設計的研究”是分析自然教學情景中的普遍存在教學問題，管理者、研究者、實踐者和設計者共同努力，設計教育干預，采用多種研究方法進行研究，并形成不斷的應用、評價、總結、再設計的循環，來探索普遍存在的實際問題的解決方案和理論解釋。

2．主要特征

從“基于設計的研究”的定義來看，它具有眾多的特征。在此只對國內普遍認同的特征進行列舉并進行總結。

（1）教學情景自然性^[8]

人類的認知比較復雜，并且教育對象有特殊性，傳統的實驗研究有些問題顯露出很多的問題和局限。教育研究者開始由實驗研究逐漸轉向自然情境下的探索和實踐。而有些研究只適合于特定的情境，這只適合做行動研究。基于設計的研究強調要關注教學中復雜并且具有代表性的問題，它無需人為控制過多的變量，把真實的課題情境當做實驗室，設計學習環境來促進教學和學習，具有針對性和情境性。

（2）參與研究人員多元化

基于設計的研究是教育研究者、政策制定者和教育實踐者共同參與的研究。三者之間是平等的合作關系。教育研究者要基于理論對教學系統進行初始的干預，教學實踐者不僅在具體情境下檢測教育干預，更重要的是他們主動參與、發現問題并進行改進實踐；政策制定者的參與則使研究者得到政策和資金上的支持。

（3）方法的整合性

基于設計的研究范式進行研究時，不僅需要進行數據的統計，進行量的研究。也需要進行質的研究，它綜合使用了各種研究方法，客觀、準確的反映了現實情境，并且混合了研究方法為研究結果的評價提供了信度和效度的支持。

（4）迭代循環性

研究包括由設計、評價、修訂組成的循環。因此基于設計的研究通常研究周期較長，需要對研究的目標、方法和研究工具不停地修正。從假設性原型到最終原型的完成是一個長期的、形成性的過程。需要不斷的診斷教學方案和教學問題，在教學活動中反饋信息，以完善教學干預。

（5）實用主義導向^[9]

判斷一種研究是否有價值的標準很大程度上取決于它能夠在多大程度上解決真實情境中的教育問題來決定，研究需要在不斷完善對他人有用的理論同時，優化實踐，指導實踐。而基于設計的研究正是為了解決真實情境中普遍存在的問題而進行的研究。

（6）理論構建與問題解決并重

基于設計的研究不僅關注解決真實教學情境中的普遍問題，還優化發展了基礎理論。理論不僅是基于設計的研究的基礎，也是基于設計的研究的結果。理論在基于設計的研究中得到了持續的發展。在基于設計的研究中進行實驗的目的不單是為了檢測理論，而且是為了更好地改進理論和促進實踐。基于設計的研究不僅解決教學情境中普遍存在的問題，還要關注可以在其他情境中推廣的設計原則。因此, 基于設計的研究具有改進實踐和發展理論的雙重目的。

（7）過程清晰化得取向

基于設計的研究研究過程聚焦與干預的理解和完善，避免輸入輸出評價的黑箱模式，使得研究過程更加清晰化，透明化，效度比較高，其他學校進行重復實踐時可操作性較強。因此有較高的推廣價值。

目前，比較流行的基于設計的研究的特征圖如圖1，它描繪了基于設計的研究核心要素特征（設計、理論、問題、自然情景）。

圖1 基于設計的研究的總體特征圖^[10]

三、基于設計的研究實施步驟

基于設計的研究，是以問題為起點，以設計為主線，帶動技術創新、實踐應用與理論反思“三位一體”迭代循環提升的有效研究范式^[11]。

Bannan- Ritland認為基于設計的研究過程分為四個階段：（1）了解性探究(informed exploration)階段，即通過多方參與和努力，了解教學的需要并設計出靈活可變的教育干預。（2）實施(enactment)階段，即在實踐過程中收集數據和信息, 此階段占據了大部分的研究時間和精力。（3）具體情境評價(evaluation within a local context)階段, 即運用質的和量的評價工具來描述、監視和獲取預期的和非預期的干預信息，并運用混合評價方法做出客觀、有意義的評價。（4）擴展影響評價( broader impact evaluation) 階段, 即將一個成功的教育干預在更多的教育場景中進行應用和實踐，通過大量的實驗總結歸納出基本原理和理論^[12]。基于設計的研究屬于教育技術學的多元綜合研究范式，是一種缺陷分析與完善的過程。這個研究過程并沒有體現出基于設計的研究迭代循環性等特征，所以需要進一步的完善。張文蘭等人對基于設計的研究步驟進行了進一步的完善與優化。筆者比較同意她的觀點，所以進行簡要的介紹。

圖1 基于設計研究的一般過程^[13]

1．設計開發教育干預

教育干預的設計開發是需要教育研究者、教育實踐者密切合作，共同完成。這樣既能保證研究的實踐針對性，又能保證研究的理論基礎性。教育干預既可以是全新的工具、模式，也可以在原有的工具、模式上進行調整、修改。

2．實施驗證教育干預

在本階段，教育實踐者要實施研究教育干預，并與教育研究者進行及時的溝通與交流。教育干預的實施過程也是一個設計、修改、再設計的循環過程，需要不斷地對初始設計做出調整，甚至可能因為理論基礎的錯誤而完全改變初始設計^[14]。與此同時，教育研究者與實踐者要收集研究過程中各方面的數據資料以備后期的分析評價。

3．分析評價教育干預

教育干預的評價分為兩種：一是在試驗階段的形成性評價，目的是發現問題、解決問題和完善設計；二是在完成階段的總結性評價，目的是對教育干預的實施效果和理論假設進行檢驗。為了保證評價的有效性和精確性，基于設計的研究采用多種數據收集方法和混合評價手段，通過分析量的數據和質的數據，分析教育干預帶來的一系統的變化^[15]。

4．完善優化教育干預

基于設計的研究具有迭代循環性，通過長期的循環實驗和修改，初始設計逐漸適應了現實情境，并且能夠成功地改進教育實踐，教育干預得到了不斷的完善和優化。但是，基于設計的研究不同于一般的產品開發試驗，研究者在教育干預的完善和優化過程中，可能會修改先前的教育理論或發現新的教育理論，形成基于現實情境的教育理論，從而為其他相關研究者提供有意義的指導和幫助。基于設計的研究的設計開發過程是通過實踐驗證、改進和完善理論的過程^[16]。

四、基于設計的研究的對教學啟示

作為教育技術的一名研究者，我們應該意識到技術不會直接對學習起作用，真正起作用的是教學法，是如何設計教學活動，如何將技術設計到教學情景中去。我們可以做的是，通過“設計”教學活動和任務的手段來利用技術解決問題，并重構學習系統，然后收集數據，闡明技術促進學習的方式和條件，并繼續優化教學系統。設計研究可以成為教育技術研究者解決教學問題和獲得理論解釋的主要途徑^[17]。

盡管基于設計的研究在研究界是一個新生的研究范式，仍處在不斷發展的階段。但它引起國際屆的注意，在國外不斷的探究并迅速發展，并且有一些相當成功的案例。例如美國 Vanderbilt 大學認知與技術小組(Cognition and Technology Group at Vanderbilt, CTGV) 開展了一系列的設計研究。他們應用視頻光盤來促進小學學生應用數學知識解決問題的能力（CTGV)^[18]、WebQuest、WebCT等等。但它在我國發展仍然處于初級。從文獻檢索過程中來看，大部分都是介紹基于設計研究的理論部分，而基于設計的研究案例相對來說較少，例如有人工智能教學系統“希賽可”、大學物理網絡三維虛擬實驗等，并且這幾個項目仍在研究過程中。基于設計的研究的案例得到有效推廣的更是寥寥無幾。因此，筆者認為：我國在基于設計的研究方面不能僅僅滿足與理論的研究。我們需要分析、應用國外比較成功的基于設計的研究的案例，并嘗試將它們進行本土化，進行二次開發，轉化為適合中國自然情景教學設計的案例，并進行實施和改進。同時在吸取國外成功案例經驗的基礎之上，立足中國教育的國情，我們需要嘗試設計一些基于設計的研究的案例，解決我國教育中普遍存在的問題。

五、基于設計的研究的重要意義

1．可推廣性強

祝智庭認為“基于設計的研究特別重視外推思維的運用，這種研究方法具有促進理論創新與實踐創新的雙重功能^[19]”，筆者很同意祝智庭教授的這種觀點。由于基于設計的研究重視解決現實教學情境中普遍存在的實際問題，并對理論和實踐進行不斷的提升。同時它的研究過程是透明的、清晰化的，所以在特定的理論與實踐形成以后，其它教學實踐者因為有特定的范例，所以比較容易進行效仿與操作，可推廣性較強。

2．提高教師的積極性

基于設計的研究將教育研究者、教育實踐者緊密的聯系在一起，，教師是教育實踐者，是研究共同體的一員。這樣教師在研究過程中不僅能夠提高研究的技能，有其他成員的幫助，能夠提高充分調動教師的積極性，并且能夠增強他們的創新能力和創新的水平。

3．理論與實踐的結合

基于設計的研究在指導實踐的同時，也進一步擴充和完善了理論，對學術的發展具有重要意義。

總結

基于設計的研究是一種新興的教育技術學研究范式，通過為特定的場合設計學習環境實現理論與實踐的雙重發展。基于設計的研究為質的研究和量的研究的統合提供了方法論橋梁，它的理論與實踐相結合的研究取向，具有迭代循環等特點，為我們今后教育技術學研究提供了有益的啟示。

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