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Educational Design Research. 教育设计研究( EDR ). 北京大学教育学院 汪琼 教授 2009-3-29. 什么是基于设计的研究. 基于设计的研究是由 “ 设计实验 ” ( Design Experiments ) 一词转化来的。 “ 设计实验 ” 最早是由 Ann Brown 和 Allan Collins 在 1992 年首创的,它是作为一种执行形成性研究以检验和细化早先研究发现之原理的教育设计的方法。
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EducationalDesignResearch 教育设计研究(EDR) 北京大学教育学院 汪琼 教授 2009-3-29
什么是基于设计的研究 基于设计的研究是由 “设计实验”(Design Experiments)一词转化来的。“设计实验”最早是由Ann Brown和Allan Collins在1992年首创的,它是作为一种执行形成性研究以检验和细化早先研究发现之原理的教育设计的方法。 在最近一些年,“设计研究”(Design Research)或“基于设计的研究”等术语用来替代早期的“设计实验”。
一种新的研究途径(Research Approach) • Collins,Allan(1992),Towards a design science of education, • 1999年开始有这方面的书 • 2003年以后带有研究设计性质的论文多起来 • 出现了专刊: • EducationalResearcher,32(1),2003 • JournaloftheLearningSciences,13(1),2004 • JournalofComputinginHigherEducation,16(2),2005
内容提要 • 教育设计研究产生背景和价值 • 教育设计研究概念 • 教育设计研究实例 • 教育设计研究实施注意事项
第一部分 主要观点 现在的教育研究及影响存在一定的问题 教育设计研究可能提供解决办法
噩耗 Oh...no! 大多数的教育研究对一线实践者影响甚微,没有产生明显的好处
The failure of educational research • The chronicle of Higher Education, 6 Aug.1999 • ..Educational researchers waste the vast resources spent on their research, employ weak research methods, report findings in inaccessible language ,and issue statements that are more often contradictory than not. • 教育研究人员在他们的研究上花费了巨大的资源,采用了很弱的研究方法,用晦涩的语言报告研究发现,观点经常互相矛盾
The Failure of Educational Research • 在质性研究标签下做了太多无用功 • 质性研究的成果只在其进行研究的教室影响内有意义,对其研究环境之外甚微
Slavin’s 5 Questions for Valid Educational Research(判断有效教育研究的五个问题) • Is there a control group? • 1.是否有控制组? • Are the control and experimental groups assigned randomly? • 2.控制组和实验组是随机分配的吗? • If a matched study, are the groups extremely similar? • 3.如果是匹配研究,这两组非常接近吗? • Is the sample size large enough? • 4.样本足够大吗? • Are the resultsstatistically significant? • 5.研究结果具有统计上的显著差异 Robert Slavin
“What Works” Position • “一旦我们每年有几十个甚至几百个随机试验或者精心控制的匹配实验,这些实验研究教育实践的各个方面,我们将取得稳定的、不可逆转的进展。” • NCLB 资助“具有科学基础的研究” Robert Slavin
“It Won’t Work” Position • 双盲实验在教育领域是不可能做到的 • 实施过程的差异会让处理变得不同 • 因果代理在教育领域是隐含的 • 师生的目的、信念和意图会影响实验 David R. Olson
Another “It Won’t Work” Position • 认为The What Works Clearinghouse (WWC) 标准 “不顾教育项目和干预所处的社会、组织和政策环境的重要现实” • 主张决定导向的评估研究而不是结论导向的学术研究 • 建议采用extended-term mixed-method (ETMM) 设计作为可行的替代方案. Madhabi Chatterji
Ellen Lageman 批评教育研究者被“科学性”所误导,背离了杜威的实用观 • 她抨击过分强调量化研究
American Evaluation Association • 优先考虑随机控制实验造成了多个误解 1) 能够确定因果的研究类型 2) 能够达到科学严格性的方法 3) 支持政策和项目决策的研究类型 我们需要防止由此引发的政治、伦理和财务上的灾难
争论 随机控制实验是我们能够证明“教育领域什么可行”的唯一办法 随机控制实验促生了伪科学,会限制有效改革
教育研究者未能明确呼吁大众以获得他们的支持教育研究者未能明确呼吁大众以获得他们的支持
Kieran Egan 认为从Herbert Spencer, John Dewey, and Jean Piaget 那里继承的发展观要对学校“普遍无效”的结果负责 • argues that progressive ideas from Herbert Spencer, John Dewey, and Jean Piaget are responsible for the “general ineffectiveness” of our schools. • 他不认为教育能够通过传统的研究得到改进 • He also assails the notion that education can be improved through research as traditionally conceived.
Thomas Kuhn The Structure of Scientific Revolutions “我不知道是否真的有所谓的富有成效的教育研究。并不清楚是不是一个人有了概念化的研究分类,研究工具,适当地选择了问题,就可以增进对教育过程的理解。通常的假设就是你有一个大问题,运用科学知识解决这个问题的方法,你所有做的就是找对人,用足钱,花那么几年,你就解决了问题。但是结果并非如此,而且是绝对行不通的。"
学习风格 “对学习风格的研究大多是小规模的、没有累积的、不重要的、内向的。主要由认知和教育心理学家以及商学院的研究人员在做,并没有从其他跨学科研究中获得营养”
如果西西弗斯 是一个学者, 他的学科领域一定是教育研究. - David Laberee
教育设计研究兴起原因 • 希望加强研究与教育政策和教育实践的相关性 • 教育研究的目的是什么: • 认为研究是指明未来改进的方向(批判教育研究现存的不足) • 认为是为了建立教育中或关于教育的知识 • 通过对干预的研究,就可以产生更有效的干预,如果发现具有广泛的适应性和可用性,就可以改进政策 • 希望产生有实证基础的理论:通过对真实学习过程和支持学习过程的方法的综合研究 • 增强设计实践的强壮性,总结所产生的创新解法,提高以后设计的水平
什么是EDR • 统称,一组相关的研究方法 • Design studies, Design experiments • Development/Developmental research • Formative research, Formative evaluation • Engineering research 一系列方法,目的是产生能够潜在地影响自然环境下教与学的新的理论、新的人工制品(如课程、工具)和新的实践.(Barab and Squire,2004)
EDR • 更宽泛的设计研究的目标是创建创新的学习生态环境,促生本地化的教学理论,同时研究这些学习生态要支持的学习形态
研究如何改进实践 • 研究 理论 • [设计研究 进行更紧密、严格的关联] • (导致)干预(以技术为基础的) • [对第一代干预进行设计研究 ] • (导致)改善的实践和政策 • [针对更强,更好的指标进行设计研究] • (导致)更多、更好的学习
例数学教育(学习设计) • 人员组成 • 教学的社会建构分析专家(为了理解) • 数学教师(为了教学变革) • 教学内容 • 初中统计初步:平均值,中值,标准图形显示 • 教学对象 • 12-14 岁 • 设计研究目标 • 建立本土化的教学理论 • 研究数学教学改革
第一阶段:准备实验(1) • 确定终点:统计中的核心概念是什么? • 不可以将教科书的目标认为理所当然 • 经过分析认为“分布”概念最为重要 • 分布属性,如居中,密度,频度,表示为不同数据组织和结构化,反映相对模式和趋势 • 与传统研究的差异: • 从学科角度出发,提出最相关或最有用的目标 • 寻求更好地达到已定目标的方式 • 新做法会影响中学统计教学方法
第一阶段:准备实验(2) • 确定始点 • 关注前面教学的结果(入门技能) • 为了了解学生水平,可以理论文献调研,前测(现成的题目/课表),访谈,全班成绩 • 最后选择看全班的表现,对其进行分析 两个班,几个任务,教师诊断学生的理解推理,以及为什么学生采用这种特定的方法,而不是支持引导学生在讨论中学习 • 从中找出突破点:发现学生并不是真的在分析数据,而只是玩数字
本土化教学理论 • 研究学习过程,以及支持学习过程的手段 即:研究学习活动,所使用的计算工具,教室文化,教师角色 • 研究兴趣:学生的思考方式和理解如何随着新教学方法而改变 预计教学中可能发现的问题 • 做法:1)相关文献综述,发现可用的文章不多,2)看其他教材,确定教学顺序 • 在理论的指导下进行选择和采纳
可以开展的研究问题 • 不只是描述一个具体特定的教室发生了什么,重要地是要解释更一般的现象,对其他环境下的设计和教学具有的启发性,所以关心教室规范,教学discourse轨迹 • 将课堂时间在更广泛的范围内去看,更大的话题:比如如何培养学生学数学的兴趣,其中教师的角色和作用 • 经过一系列设计研究后,形成理论框架:促进理解,教学设计框架;解释课堂交流的框架;发现元表达能力;量化推理理论
第二阶段 设计实验 教学目的:让学生真正分析数据 教学设计依据:教学目的是分析数据,所以不用学生获取数据,但是研究表明,学生如果有收集数据的体验,会帮助他们找到解决问题的方法。 教学过程: • 问学生是否使用电池,用来干什么的,引导他们认识到电池质量很重要 • 引导学生思考在什么时候需要买电池,买什么牌子的,价格。让学生认识到电池具有生命期 • 让学生思考怎样比较两种牌子的电池哪个寿命长。让他们提出各种解决问题的办法 • 给出一个计算机工具,上面有两种牌子各十个电池的寿命数据,用横状条形图不同颜色标示,学生可以操作计算机软件,确定对比较两个牌子寿命最有价值的数据呈现方式,比如不同的排序方式,了解数据是如何分布的
收集什么数据 • 研究目的会决定要收集什么种类的数据,比如为了建设本土化教学理论,可能要全堂录像,课前/课后访谈学生,看学生作业,收集现场观察笔记,参看其他研究者的类似研究。 • 研究组开会的讨论要录音,这可以反映研究组自身研究学习过程,不断地解释、猜想、决策。 • 如果想了解学生对班级义务的感知,可以做2-3人一组的访谈
怎样解释数据 • 对数据的解释可以从多个角度来看,最好有一个分析框架,比如对于统计课程,可以有教室学习环境进化的分析框架,解释学生学习数学和进行数学推理的框架,从文献研究中获取模型
统计课教学过程 • 建立统计概念,可以先分析“分布(distribution)”概念,将其转化为密度(density)函数,介绍数据散列图,说明有很多现象可以用此表达,这是一种数据组织形式。教学顺序可能相反 • 首先指出离散(departure),学生使用计算机工具,可能会发现平均值,中值,斜率,相对频度等作为描述数据集的空间分布情况,还有一些统计表示作为分布结构的描述而出现,学生在探索中理解不同图形表示的价值
第三阶段:追溯分析 • 采用Glaser and Strauss 的常量比较方法(constant comparative method),首先我们按照时间顺序分析数据,一幕一幕,不断检验对下一幕的假设,判断规范是否建立 • 这些假设分析过程、被验证的假设和被否定的假设在一起构成了第二步回溯分析的数据 • 对于这些数据的分析形成优化的教学顺序,
DBR个案的共同特征 第一、紧密地结合了设计与研究,都不仅以教学技术的开发为目标,同时都追求理论上的发掘和创新; 第二、都紧密地结合了技术、理论和实践,通过设计和研究把教学技术、学习理论与教育实践三者紧密地结合起来。 第三、都源自现实的真实问题,都在真实的情景中展开,而且都是由研究者与实践者甚至包括学生、科学家等通力合作来完成的。
DBR个案的共同特征 第四、都经历了多次地反复循环和不断评估与修正。 第五、在技术选取上都是比较考究的,在理论问题的探索上也能抓紧当前教学改革中的热点或难点问题展开研究。 第六、成果不仅有技术应用的研究与开发,而且也都对学习和教学理论有新的看法和发现。
Collins, Joseph, Bielaczyc, 2004 “为了指导我们实现更好的教育改良,设计实验把两个重要的部分组合在一起:即设计中心和对重要设计要素的评价。人种学提供了定性的方法,这种方法可以用于审慎地考察一个设计在实践中如何发挥作用、以及社会变量和情景变量怎样与认知变量相互作用。大型研究为评价独立变量在因变量上的效果提供了定量的方法。设计实验溶入教育情景中,但是它关注的是从那些情景中概括的、用以指导设计过程的东西。它们填补了改进教育实践的必须的一系列实验方法中的空白。”
设计研究的理论贡献点 • 领域理论(Domain theories): • 情境理论: 关于设计环境的理论,如学生需求描述,学科特点,组织结构等 • 产出理论:设计环境中各元素之间的作用效果,说明为什么在这个环境下选择这个设计设计元素,在另一个环境下选择另一个元素 • 设计框架:在某种环境下完成一组目标的指导性原则,设计研究的一个产品 • 设计方法论:设计过程,过程化的设计原则 • 一个case, 相关案例的累计就足以支持形成通用结论
设计研究与传统研究的区别 • 传统研究方法主要用于测试理论, 严格过程以避免导致错误结论 • 设计研究不是为了验证理论,而是为了发现基于理论建立系统的方法,研究这些系统在实践中的有效性:大胆而具有高风险的研究策略 • 侧重最重要的设计问题,彻底理解问题,确定设计最吸引人的功能,通过理解、建立原型,并尝试
设计研究与传统研究的区别(2) • 传统研究方法关注单个的研究,解决一个问题 • 设计研究要面对多个问题,众多不确定性,虽然问题要一个一个解决,最重要的最优先;要比较多个方案,不能只偏好一种方案。方案要强壮,不宜衰减。让所有相关者参与评判设计质量,最相关的人的观点最重要,而不是专家判断
PredictiveResearch(预测研究) 新假设说明
设计研究 Deidre Seeto & Jan Herrington(2006) Design-based research and the learning designer 求精问题、解法、方法和设计原则
行动研究与EDR比较 建立理论
Peter John & Gerry StokerUniversity of Manchester Design Experiments: a Programme for Policy Learning and Evaluation