原文：Building complex reasoning skills online through open-ended activities. 來源：可汗學院. 作者：Nick Barr, Scott Farrar, Brian Johnsrud, May-Li Khoe, Andy Matuschak. 編譯：爾瑞. 圖源：unsplash.

摘要

在可汗學院和其它在線學習平臺，學生們通過能提供即時反饋的交互練習，學習相關技能。雖然這些練習活動可以給學生提供陳述性知識和過程性知識，但他們同樣需要復雜的邏輯推理技能，這些技能包括：文學賞析、科學探究、批判性思維、數(shù)學建模等等。為了培養(yǎng)這些技能，學生們需要對他們的想法進行闡釋和辨證思考。與此同時，他們也需要獲得考試成績之外的反饋，細節(jié)的、可對他們的學習行為進行操作性指導的反饋。

而我們的挑戰(zhàn)是：

如何為在線平臺設計開放式活動，在提供迅速反饋的同時，也能幫助學生發(fā)展復雜的推理技能。

可汗學院的產品開發(fā)團隊從2017年就開始研究這個問題。他們和全國的老師合作，在多個課堂進行試點實驗，不斷迭代他們的課程。

1. 豐富的活動需要多樣的反饋

“為什么這張圖上的數(shù)據會有一個巨大的峰值？”

“結構性不平等最主要的致因是什么？”

“水質是如何影響魚類數(shù)量的？”

最具挑戰(zhàn)性和最有意義的問題都是沒有直接答案的。他們并不遵循用一套固有套路就能得到解決方案的模式。這些開放式問題的定義并不明確，要回答這些問題，需要以復雜的推理技能為基礎：建立在拓展性探究、創(chuàng)造力和批判性思維之上的技能。

而培養(yǎng)諸如此類的技能，其實蘊含在每門核心課程的教學目標中。但是大量的考試結果證明，學生并未具備這樣復雜的推理技能。

· 學理科的學生必須“對表面現(xiàn)象建立深層次理解”，但在2018年的大學先修物理考試（Advanced Placement Physics 1 test）中，有58%的學生在此類型題目中得零分（滿分7分）。

· 通過社科學習，學生必須能夠“辨析原作者的言論、邏輯和寫作論據”，但在2017年的美國先修歷史考試中，49%的學生不及格，這項技能因此被認作是美國學生普遍缺失的一項知識能力。

為了成功塑造這些復雜的推理技能，學生需要進行大量的、足夠的、有反饋的練習。

當談到要塑造復雜的推理技能時，諸如多項選擇的簡單任務、只有“對”與“錯” 的反饋已不足夠。它們要突出的，只是最后唯一的正確答案，而不是生成答案過程中細致入微的思考。這就意味著這些類型的練習，并不能為學生的思考過程提供細節(jié)上的反饋：從一開始，他們的思考過程就未被記錄在案。

此時就需要開放式活動，要求學生解釋和辨證自己的想法。這些活動必須提供迅速的反饋，要求學生詳盡描述、驗證，并最終修正自己的想法，讓整個活動有意義。

不幸的是在今天，推動這些活動頗具挑戰(zhàn)。

2. 開放式活動及其實施挑戰(zhàn)

為了打開開放式活動的黑匣子，我們對既在教室，又在線上實施過開放式活動的教師、學生進行了訪談。

所帶班級規(guī)模較小的、有經驗的教師會組織學生進行小組討論，以培養(yǎng)復雜的推理技能。類似情景如下：

老師展開課堂討論：“導致結構性不平等的最主要因素有哪些？”學生在紙上簡要寫下自己的想法，教師在一旁鞭策：“從你的頭腦數(shù)據庫中，引用證據來支持你的觀點”。然后教師讓每個人與鄰近的同學交流，并讓他們注意：“你的同桌援引了哪些論據？他們是如何從中建立自己的結論的？”老師邀請多對同學分享他們的想法，輕微引導他們進行證明和反證。然后在黑板上總結討論，強調關鍵概念，并將它們聯(lián)系到更大的問題范疇中。

在與老師相處的過程中，我們認識到成功地組織這些活動是多么具有挑戰(zhàn)性。教師必須投入相當大的精力來維持討論規(guī)范和促進會話。這些對話大多一次只涉及一個發(fā)言者；其他學生可能會走神。雖然學生在配對環(huán)節(jié)中會單獨分享，但大多數(shù)學生的想法不會在整個課堂上分享或討論。由于每個學生都參與了同樣的討論，所以要創(chuàng)造出足夠的差異化，來適應學生各自不同的能力，可能是一項挑戰(zhàn)。

一些教師試圖通過在線論壇軟件來緩解這些挑戰(zhàn)帶來的壓力。這種時空不同步的環(huán)境有某些優(yōu)點：每個學生都有機會發(fā)言；學生可以探索和參與討論更多的想法；學生在發(fā)言前有時間闡述自己的想法。但不幸的是，由于論壇沒有從教學上形成討論的結構，它往往不能幫助學生更深入地思考。甚至當老師偶爾插嘴回應學生時，思考的氛圍也被打破了。

另一種培養(yǎng)學生復雜推理能力的方法是寫作。老師收集學生的作業(yè)(一篇論文、一個項目、一張海報)，然后將反饋給到學生。通過這種方式，教師可以將不同任務分配給不同能力的學生，每個學生都會得到針對他們工作的直接反饋。不幸的是，老師在這個過程會耗費無數(shù)時間，所以他們不能經常對這些繁重的開放式回答給出個性化的反饋。更糟糕的是：學生可能要等上幾個星期才能收到反饋，到那時他們已經開始著手下一個項目了。因此，教師的關注點在于學生成績，而不是考慮如何給出那遲到的反饋。

同伴評分可以更快地傳遞反饋。同儕評分要求學生評價彼此的工作，通常一支紅筆進行批注就足夠。然后學生根據同儕評價給每個學生打分。像PeerStudio這樣的系統(tǒng)已經建立了確保學生生成的分數(shù)相當準確的方法。這些評價可以幫助學生評估他們的進步，一個好的同儕反饋可以幫助學生理解活動的學習目標。

但是同伴評分僅限于評估技能。正如專家教師所知，“評估一項技能”不等同于“發(fā)展一項技能”。

為了理解這一區(qū)別，請看SAT對于“分析”能力的作文評分標準:

假設你被告知得了2分，但你想提高自己的分析能力，下次爭取得到3分。你能怎么實現(xiàn)？這條規(guī)則只是評估技能，未提供如何發(fā)展技能，所以如何改進還不清楚。

一些同學評分系統(tǒng)確實要求學生在有足夠時間的情況下，向同學發(fā)送明確的反饋或建議，就像老師經常自己做的那樣。外部研究和我們自己的教師訪談表明，這種方法有時會很有效——但并非始終如一。

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在我們所調查的解決方案中，沒有一種方案能夠快速、可靠地幫助學生發(fā)展復雜的推理能力。

寫作活動對于學生和老師來說都很沉重；一個更好的解決方案應該是輕松的，就像一場流暢的對話一樣。

課堂討論往往不能表達所有人的意見，而練習往往讓人覺得是一次性的；一個更好的解決方案應該是向每個學生展示，他們的想法是有意義的。

實踐活動和評估可能被視為孤立或疏遠的一部分；一個更好的解決方案應該是要帶來更多的社交活力和課堂討論多樣性的。

3. 我們的解決方案

我們開發(fā)了一個在線平臺的原型，通過搭建學生之間的互動、各自的想法、專家編寫的模型和輕量級教師引導，為學生提供快速反饋。后來這個平臺方案也運用到實地試點中。

在整個過程中，我們收集了50多位專注于社會研究、英語語言藝術、數(shù)學和科學領域的教育工作者。我們在全國范圍內與600多名學生合作，重點放在公立中學和高中。我們以定量調查數(shù)據、試點教師和學生的定性反饋為基礎，通過閱讀學生的體驗日志，保持迭代進度，追蹤學生在活動中的思維演變。我們將這些數(shù)據作為迭代設計過程的非正式輸入；但研究結果超出了我們的調查預期。

我們將首先了解學生的開放式學習經歷：作答，相互作用，回顧。再討論方案幫助學生發(fā)展復雜推理技能的核心功能。

A：作答：對開放式問題的回應

學生們先花幾分鐘時間起草一份對一個開放式問題的回答。在這個場景中，問題沒有唯一的最佳答案——這正是它有趣的原因。豐富的回答揭示了學生思想的細微差別。通過讓更多的想法變得可見，我們讓同伴間、老師、甚至學生自己做出反應并拓展想法。

現(xiàn)在，我們只要求學生寫出初稿。我們鼓勵學生快速捕捉他們的粗略思維；以后他們會進一步修正、精細化。

在我們的試點項目中，學生的作答環(huán)境迥異：一些教師在課堂上進行活動；一些教師把它作為家庭作業(yè)。有時學生使用學校提供的筆記本電腦；有時則在個人智能手機上使用移動界面。在所有情況下，學習體驗的核心是相同的。

B：相互作用：參與到他人的想法中

一旦學生寫出了自己的答案，我們就會根據同學和專家的觀點，進行結構化互動，幫助他們發(fā)展思維。這些同齡人可能是他們熟悉的同學，也可能是不同學校的學生；他們可能同時處理活動，也可能在幾天內異步參與。

教學原則是，學生通過努力了解他人對該技能的使用，來建立對該技能的理解。引用試點項目中一名中學生的話就是：

看到別人的工作結果，我意識到他們的操作有那么多的瑕疵——然后我意識到我和他們做了同樣的事！然后我回去改進我的工作。

就像在一個優(yōu)質的課堂討論中，學生不會被動地傾聽同伴的想法：他們會回應、闡述、綜合他們的想法。我們點燃學生之間的對話，強調聯(lián)系和澄清概念。就如Mary Kay Stein老師和她的同伴所描述的那樣：

有時兩個學生會發(fā)現(xiàn)他們的意見一致。他們的推理方式可能不同，但都是正確的。這為我們提供了一個機會，讓學生發(fā)現(xiàn)兩條不同的道路，是如何通向相同的理解或解決方案的。另一方面，學生發(fā)現(xiàn)他們的推理不同于其他學生，他們不同意某個基本的想法或某個問題的解決方案時，需要找出誰的推理是正確的。這些情景都為學生提供了增進理解的機會。

C：回顧：對想法進行修正提煉，評估技能發(fā)展

一旦學生與幾個特定的同伴交流想法，就會開啟一種更廣泛的體驗，專注于反思和回顧。學生可以瀏覽整個班級的作業(yè)，閱讀他們從同齡人那里得到的回復，并根據所學修改他們原來的答案。

回顧環(huán)節(jié)為學生提供了一個機會，回顧和整合他們從活動中獲得的新見解。此外，學生可以隨時修改他們的作業(yè)。教師和學生共同決定活動的持續(xù)時間，并決定何時繼續(xù)；修訂是提交另一份草案，而不是“最終”草案。

雖然在這個階段學生確實會收到來自同齡人的回復，但是我們的模型并不完全依賴于同齡人的反饋來幫助學生學習。事實上，我們的觀察和收集表明，對別人的工作作出努力的回復，比從別人那里得到反饋更有幫助。當然，同伴的反饋有時是有幫助的，但即使沒有幫助，這些反饋對學生的參與仍然非常重要。學生們告訴我們，他們更認真地對待這項活動，因為他們知道同學們會閱讀他們的作品。

4. 核心功能

提出有效的開放式問題

“從前有觀眾的地方，現(xiàn)在要有參與者?！薄芰_姆·布魯納

對于我們正在問的這樣開放式的問題，學生會同時面對許多不同概念，所以我們需要提供一些結構化的框架指導他們的互動。

有專家建議我們通過問一些詳盡的問題來幫助學生，比如“為什么X很重要?”，或“X如何影響Y?”這些類型的問題。“這會引起解釋性的反應和高層次的思維細化，從而有效地促進不同年齡段學習者的知識構建?！?/p>

在早期的迭代中，我們問學生關于他們同伴工作的具體問題，比如“如果你把同伴的論點應用于朝鮮戰(zhàn)爭而不是第一次世界大戰(zhàn)，會發(fā)生什么?” “這樣的問題可以獲得特別集中的觀點，但我們感到問題的特殊性和適用性之間的緊張關系?！比绻覀兊膯栴}太過具體，便自然不適用于許多同齡人的回答；如果我們使它們具有普遍性，就不能支持推理技能的發(fā)展。

我們通過給學生一些提示，并讓他們選擇，來解決這個問題。學生從3-5個句子中選擇一個句子前綴，如“支持這個論點的另一個地理細節(jié)可能是…”，然后完成句子。

下面我們將舉例說明如何創(chuàng)建句子開頭:

我們可以嘗試“稀缺性”的概念——一個句子開頭用了一次就不再用了；或偶爾出現(xiàn)特別奇怪的句子開頭。我們也可以根據學生的熟練程度來改變題目的分發(fā)方式，在適當?shù)臅r候要求更多的細微差別或精確性。

正如前面提到的，我們強調的是“努力回復別人的工作，所得到的學習機會”，而不是“學生閱讀同伴回復，所獲得的學習機會”。這意味著，我們把設定句子開頭作為一種挑戰(zhàn)，目的是讓學生寫出明確的答案。我們提供句子開頭詞，希望這些問題能幫學生為他人提供有見地的回復，但我們的模型并不依賴于學生得到的同行反饋。

聯(lián)結同伴，有效使用示例

當我們向試點學生展示他們同學的想法和專家策劃的模型時，我們看到了學生一步步修正自己答案的可能性。

模型工作使學生的學習更為可控。例如，我們可以確保學生從一個專家那里看到最棒的作品——甚至可以指出哪個地方是特別出彩的:

我們還可以使用模型工作來構建特定的任務，比如修復一個精心設計的弱點：

相比之下，觀看同齡人的作品有點像刮彩票。學生可能會看到一些有趣的想法，也有可能會看到一些無意義的東西。但是同伴互動是活的：它將思想的交流置于為整個活動創(chuàng)造意義的社會環(huán)境中。與同伴工作的互動也為學生從同伴那里獲得有趣的個人反饋創(chuàng)造了可能。

當我們通過各種方式改變界面，使同學們社交互動的存在感更為明顯時，我們看到學生們更深入地參與到活動中來，我們會聽到他們在互動的社交方面做出評論。我們也看到了一個重要的反饋回路的出現(xiàn)：社會壓力創(chuàng)造了更多的學生參與，更好的作品得以產生，反過來又創(chuàng)造了更多有趣的社會互動。

無論是同伴工作還是模型工作，與他人的想法合作都能讓學生擴展自己的思維。維果斯基(Lev Vygotsky)說得最好，他說:“一個孩子今天在合作中能夠做的事情，明天他將能夠獨立完成?！?/p>

動態(tài)匹配

早些時候我們發(fā)現(xiàn)，只要我們讓學生們等待，他們很快就會松懈下來。課堂中有許多時刻需要等待：整個班級在活動的“步驟”之間過渡(例如，從“寫”到“反應”)，需要學生等待；如果我們有一對學生交換作業(yè)，其中一個會等待另一個。最后，我們意識到可以使用上述提到的示例應用，來填補學生的等待時間。現(xiàn)在，“作答”和“反應”階段之間從來沒有了銜接空白。

在過渡到“修改”階段時，我們遇到了這樣的問題：一些學生還沒有收到任何同學的反饋！但正如我們之前指出的，我們相信大部分的教學價值來自于給同齡人寫回信，而不是接收回信。更重要的是，一旦學生給出了反饋，他們就能看到并參與到課堂上其他的反饋中去。因此，提前到達“回顧”步驟的學生可以有效地把時間花在與他人的工作上，并根據到目前為止所學的知識，回顧自己的工作。我們現(xiàn)場向學生展示各自收到的回復；他們總是可以根據接收到的新反饋，再寫一份修訂本。

在一些實驗中，我們將學生與符合特定標準的同齡人進行配對。例如，我們要求學生在一個問題上表明立場，然后促使他們與不同意他們觀點的同學交流（具體來說，也是為自己的論點提供反證）。這種額外的過濾使得配對系統(tǒng)變得復雜。因為學生的分布從來就不是均勻的，所以在這個例子中，學生在一個問題上站定立場，一些觀點會特別受歡迎，很少有學生可以提出不同意見。我們通過動態(tài)地要求一些學生與其他同學交流，并在小組變得過于不平衡時放松這些“一定要求觀點對立”的特殊約束，解決了這類問題。

社交互動

雖然學生之間的社會交往確實鼓勵學生更深入地參與，但社會環(huán)境也可能對學生產生深遠的負面影響。欺凌或虐待會破壞這種體驗；與冷漠的同伴的相遇會抑制自己的興奮。在我們的試點項目中，我們依靠教師來建立社會規(guī)范和適度的互動，但我們需要開發(fā)系統(tǒng)來更認真地解決這些問題，尤其是當我們向教室外的學習者敞開大門時。

除了更深層次的句子開頭的互動，我們還給學生一些簡單的反饋，比如“五角星”(同伴間投票獎勵優(yōu)秀的作品)和“大拇指向下”(表示老師需要注意這份提交內容)。在未來，我們很高興能探索出更豐富的方式讓學生們互動：貼紙可以被放在同伴的作品中；內聯(lián)注釋，可能每種顏色都有特殊的含義。

這里有一個重要的問題：學生是否應該保持匿名？我們從老師和學生那里聽到了相互矛盾的答案。現(xiàn)實可能是多變的，而且與環(huán)境有關。學生告訴我們，當他們知道自己是匿名的時候，會更愿意寫批評意見（并接受批評意見?。┰S多老師告訴我們，匿名可以幫助避免辱罵或搞破壞的情況。而另一方面，一些教師注意到，有時去匿名化可以灌輸一種有益的責任感。我們的試點項目使用早餐食品作為假名；在未來，我們很可能會讓老師選擇是否顯示學生名字。

一旦活動結束，社會環(huán)境就會繼續(xù)存在。如果學生愿意，我們會邀請他們無限期地繼續(xù)對話——我們把這一階段看作是一個聚合。我們看到我們的一些試點學生接受了這個提議，在他們的課程結束很久之后，他們還會相互交流彼此的想法。

我們希望，隨著我們在這些活動中不斷改進話語結構，我們將在幫助學生培養(yǎng)話題推理能力的同時，培養(yǎng)重要的元認知技能：給予和接受反饋，理解他人的想法，反復修改工作。

對教師進行實時反饋

除了直接支持學生的理解發(fā)展，我們的活動元素也為教師提供了關于學生思維的洞察。老師們可能會在一對一教學、小組教學或班級教學中使用這些信息。

這些活動生成了大量的數(shù)據，但我們不希望老師通讀所有內容。我們把可能最重要的信息呈現(xiàn)出來，同時也讓他們做好把控，對感興趣的特定學生作品進行深入閱讀。

于是我們開發(fā)了一個實時界面，顯示學生的想法，并突出重要信息。

該界面有幾個關鍵特點:

突出的修訂標識，使學生的思想高度可見和易于參與。對于很多老師來說，學生從最開始做活動，到完成活動之間的理解變化是他們首先想看到的。瀏覽報告，他們可以快速發(fā)現(xiàn)學生在哪些地方做了重大的改變(以及其他學生可能在哪些地方做了敷衍了事的改變)。

總的來說，社交互動讓老師們注意到那些更值得關注的作業(yè)?！拔褰切恰笨赡軙怀瞿切﹥?yōu)質作品，以便與全班同學分享；而“大拇指向下”的機制，可能會迅速讓那些可能從一對一支持中受益的學生浮出水面。

“信心值”是指學生在提交草稿和每次修改后選擇一個表情符號，私下向老師報告。“信心值”幫助老師跟蹤可能會遇到挑戰(zhàn)的學生，這些挑戰(zhàn)可能無法從他們的作業(yè)中直接看到。教師界面中，學生的信心評分顯示在他們名字旁邊。

我們發(fā)現(xiàn)教師在多種情境下使用界面。他們在課堂上使用它來監(jiān)控學生的參與程度。他們在課后快速瀏覽，以確保學生完成活動，抽查特定學生提交的內容。然而試點老師告訴我們，他們并沒有興趣深入閱讀每一個學生這樣輕量級的作業(yè)：他們只是想要確保這類活動會幫到學生，而且學生都能完成這項活動。他們也需要一些高亮提示，引導他們接下來的教學行為。

界面能進一步協(xié)助教師教學：將需要干預、或特別有內容的討論進行分類；教師能夠“順道”聽取回應，提供自己的反饋；輕量級文本分析，以發(fā)現(xiàn)課堂寫作或問題作業(yè)的趨勢。在所有情況下，我們力求讓界面促進活動、推動活動進展，而不是為參與者提供個別分數(shù)。

擴大活動規(guī)模

阻礙課堂開展更多開放式活動的一個原因是，教師幾乎不可能向所有學生提供快速反饋。我們已經展示了我們的平臺如何通過同伴互動和教師界面幫助解決這個問題。

另一個挑戰(zhàn)是創(chuàng)作活動的困難。一項好的活動是經過精心設計的，圍繞著一個給定的刺激物（如歷史資料、圖表或實驗）使用一項特定的技能。許多老師依賴于標準化考試的問題，但通常很少能有某個單獨問題進行總結性考試和小測驗。

我們框架中的活動比典型的考試問題包含更多的內容。但是由于這些活動集中在相當少的復雜推理技能上，因此可以根據要培養(yǎng)的技能，大規(guī)模創(chuàng)建活動。

首先，單個刺激可以“引申”來創(chuàng)建多個活動，每個活動都專注于特定的技能?？纯?a href="/O/51876" target="_blank" title="美聯(lián)" class="goOId">美聯(lián)社美國歷史上的這個例子:

這樣我們就可以基于同一個歷史文獻，同時建立四個活動。

豐富多樣的表達方式

雖然我們的許多試點項目要求學生在文本框中作答，但我們也嘗試了許多其他輸入方法。拓展學生的問題表達類型；學生也會在其中捕捉到更多思考上的細微差別。

在數(shù)學活動中，我們在提供的數(shù)字題上分層放置一個交互式的便箋簿，以便學生在上下文的空檔中展示他們的思維。

對于徒手書寫工具，我們會記錄下學生的全部時間動作，日后向他人展示整個過程。當我們在界面上向學生展示別人的作品時，我們把它描繪成一個動畫——一個思想過程的更動態(tài)的表現(xiàn)。我們注意到，當作品以這種方式被展示時，學生會更專注于他人的想法。

5. 課中，課后，在家：充分利用碎片化時間

我們收集了一些老師，以了解他們是如何在學年里抽出時間進行開放式活動的。在很大程度上，因為繁重的教學任務，他們經常填鴨式地在接近學年末時準備考試。在這種情況下，開放式活動通常變成模擬考試中的自由回答部分。它們可能是定時，并且單獨進行的。

如果開放式活動更輕松、更社會化、更容易進行，這種情況會發(fā)生怎樣的變化？當我們向老師展示我們的原型時，他們對如何使用充滿了想法。他們可以著手預習一個新話題；讓學生練習小塊的文章寫作。這些不同的案例集合啟發(fā)我們設計一個靈活的系統(tǒng)，可以課堂中時空同步運行，也可以在家里異步運行。耗時短，幾分鐘或一個小時就可完成，也沒有太多限制。

老師們和我們一樣，都對利用網絡活動讓學生接觸課堂、社區(qū)甚至國家之外的聲音和想法感興趣。許多教師都有一個共同的目標，那就是把學生培養(yǎng)成能夠參與公民對話的全球公民。

6. 每天進行開放式問詢

我們渴望學生成為批判性的思考者和有能力的實踐者，準備好應對學科和社會中復雜多變的挑戰(zhàn)。幸運的是，他們不會獨自解決這些未來的問題：作為實踐者，學生將與學科中的其他人流暢地交流思想，包括那些可能挑戰(zhàn)他們自己觀點和策略的人。

學生不應該等到成年后才去追求開放性問題的答案，通過與他人的交流來提高自己的想法。事實上，正如我們所討論的，當代學習標準要求學生比以往更早地發(fā)展這些技能。

和數(shù)學家一樣，學數(shù)學的學生也會注意，并交流系統(tǒng)底層和連接系統(tǒng)的模式。和科學家一樣，理科生也會形成猜想并創(chuàng)建模型。和歷史學家一樣，歷史系的學生也會分析原始文獻，來解釋文明的進程。

我們相信在線學習平臺可以支持教師和學生進行開放式探究。到目前為止，我們很高興已經用實驗說明了一些可能的路徑。我們期待在未來的項目中能進一步發(fā)展這些想法。

>>聲明

本翻譯僅作了解之用，并非用于學術研究或商業(yè)決策。芥末堆海外翻譯社群的小伙伴們力求將關鍵理念與思想更廣泛地傳播至中文區(qū)域，故部分表達可能與原文有所差異。本文略有刪減，如需使用，請查證原文。