專題研究小組合作學習中群體認知沖突管理對協同知識整合水平的影響研究

王萍萍 占小紅

摘要：以中學科學與工程實踐為研究對象，運用內容分析法和滯后序列分析法，對合作學習小組中群體認知沖突管理、協同知識整合以及二者關系進行分析。結果表明，科學與工程實踐中的群體認知沖突多與工程任務相關，知識理解型沖突較少，沖突管理方式以協商-非協商行為混合型為主，傾向于觸發中水平的協同知識整合。此外，還刻畫了三種協同知識整合水平下存在顯著意義的沖突管理行為路徑，為促進基礎教育階段科學與工程實踐活動的改進和優化提供借鑒和參考。

關鍵詞：科學與工程實踐；小組合作學習；群體認知沖突管理；協同知識整合

1?引言

科學與工程實踐強調“學習”與“實踐”的緊密結合，充分發揮科學實踐與工程實踐的協同作用，為推進我國基礎科學教育的改革、基礎工程教育的開展提供了切實可行的途徑[1，2]。協同知識整合是持有不同知識背景與觀點的學習者，通過社會性交互，不斷進行知識與觀點的碰撞、沖突與整合，最終建立共識、對協作問題達成一致性理解的動態過程[3，4]。作為協同知識建構的重要環節，協同知識整合的水平也是衡量協同知識建構質量的重要標準?？茖W與工程實踐中，學生需要圍繞基于真實情境背景的復雜問題，綜合運用跨學科知識，以小組合作學習的形式設計并實施一系列項目活動，通過小組對話、爭論與協商，對活動中涉及的工程問題進行探索，以期達成共同的目標。因此，科學與工程實踐具有協同知識整合的認知表現，在實踐活動中促進個體認知的發展和群體認知的收斂。

群體認知沖突是指由社會交互引起的小組成員間認知上的矛盾與不一致，群體認知沖突管理則是小組成員對認知沖突進行調節和消解的過程。研究表明，協同知識整合中存在著由沖突到整合的現象，認知沖突的激發是協同知識整合的驅動力，但這種驅動作用并不總是正向的，要發揮認知沖突的積極效果，恰當的認知沖突管理是關鍵[4，5]。目前，群體認知沖突管理對協同知識整合的具體影響機制尚未清晰，科學與工程實踐領域的相關研究也較為缺乏。據此，本研究運用內容分析法和滯后序列分析法，表征科學與工程實踐中群體認知沖突的類型分布、管理情況以及協同知識整合水平進而探析協同知識整合與群體認知沖突管理之間的關系，為推動協同知識整合向深層次發展、促進基礎教育階段科學與工程實踐活動的改進和優化提供借鑒和參考。

2 研究設計

2.1?研究假設

協同知識整合中產生的群體認知沖突以外在互動為前提，由此引發小組內部的認知結構調整，在外在互動激發內在調整的過程中，認知沖突的調節和消解發揮重要作用[6]。積極有效的群體認知沖突管理對于合作學習具有建設性意義，充分利用和發揮沖突的積極影響并控制其消極影響有助于協同知識整合[4，7]。本研究在相關研究的基礎上提出以下初步假設：科學與工程實踐中，不同群體認知沖突管理方式對協同知識整合水平的影響存在顯著差異。

2.2 研究對象

選取S市開展的中學科學與工程實踐課程，通過現場觀摩和錄音、錄像的方式記錄科學與工程實踐活動中合作小組內發生的對話，以此作為研究的數據來源，活動主題涉及“木制梁式橋承重”“新能源動力車”“人工心臟”“給S河體檢”。

2.3 研究工具

2.3.1?群體認知沖突的分類框架

目前已有學者圍繞小組成員的對話，分析合作過程中出現的問題及障礙來進一步研究群體認知沖突，豐富對群體認知沖突來源的界定和分類。崔鑫系統梳理了現有的認知沖突分類框架，結合協作學習的特點對其進行改編和整合，最終將認知沖突的來源分為五大類——任務理解、資源選擇、觀點誤解、知識理解、方案決策[4]。該分類呼應了小組合作學習中可能出現的各種認知沖突，故本研究依據這一分類確定初步的認知沖突分類框架，再結合預編碼結果進行修訂。其中，“觀點誤解沖突”與其他四類沖突的界限較為模糊，因此對其進行融合，形成最終的群體認知沖突分類框架（表1）。

2.3.2?群體認知沖突管理行為的編碼框架

群體認知沖突管理是指當小組內產生認知沖突后，為了達成新的認知平衡狀態，小組成員對認知沖突進行調節和消解的過程[8]。Cheng進一步細分沖突管理行為，開發了認知沖突管理行為編碼框架[9]。該分類突破了已有編碼框架的局限性，較為全面地涵蓋了小組內可能出現的認知沖突管理行為。本研究結合科學與工程實踐活動的特點，對指標體系進行內容的融合、調整和增減（表2），進一步形成群體認知沖突管理方式的分類方案（表3）。

2.3.3?協同知識整合水平的分析框架

協同知識整合包含個體、小組兩個層面的知識整合，由此，協同知識整合的水平可以劃分為兩個維度，即個體認知發展水平和小組認知收斂水平。Matuk等人基于協同知識建構情境，對經典的個體知識整合量規進行改編，使其適用于分析群體的協同知識整合水平[10]。本研究借鑒此分析框架，結合科學與工程實踐活動的特點，將協同知識整合劃分為三個水平（表4），旨在考察群體認知沖突管理過程中，合作小組能否消解沖突以及能否對多種沖突觀點進行有效整合。

2.4?數據收集與分析

2.4.1?研究樣本篩選與分析片段確定

共收集活動樣本28份，在此基礎上，結合活動中是否產生認知沖突、沖突內容是否指向科學與工程實踐主題、小組人數及參與度、音視頻清晰度及完整度等多個因素篩選出可分析的研究樣本16份。以引起認知沖突的內容主題不同為依據，從小組成員明確表示與其他成員的觀點存在沖突、分歧時開始，到圍繞該沖突的對話終止或對話內容偏離該沖突時結束，據此確定和劃分話語分析片段，最終獲得64個話語分析片段。

2.4.2?樣本分析流程

首先，對音視頻資料進行文本轉錄，識別、劃分包含群體認知沖突管理的話語片段。第二，對話語片段進行編碼分析，兩名研究者應用研究工具獨立完成編碼，并對編碼中產生的分歧進行協商，最終達成一致，Kappa系數均在0.81～0.85之間，編碼示例如表5所示。第三，運用SPSS軟件對編碼結果進行描述性統計、卡方檢驗和對應分析，統計群體認知沖突的類型分布、管理情況和協同知識整合水平，明確不同群體認知沖突管理方式對協同知識整合水平的影響是否存在顯著差異。最后，運用GSEQ軟件對編碼結果進行滯后序列分析，將具有顯著性的行為序列繪制為行為樣式圖，更細粒度地表征群體認知沖突管理過程的行為路徑。

3 結果與分析

3.1?群體認知沖突類型的分布特征

對沖突類型進行統計，結果如圖1所示，合作學習小組在任務理解、知識理解、資源選擇以及方案決策方面均存在認知沖突。其中，方案決策型占比最高（48.4%），資源選擇型次之（29.7%），知識理解型占比較少（17.2%），任務理解型占比最少（4.7%）。結合課堂觀察分析，在活動前，指導老師會向每個小組發放相應的任務單，并對其中的任務目標和內容要求進行詳細說明，因此小組在任務理解方面較為一致，故該類型的認知沖突占比最少。

3.2?群體認知沖突管理方式的分布特征

對沖突管理方式進行統計，結果如圖2所示，協商為主式（50%）、非協商為主式（31.3%）占比較大，完全協商式（10.9%）、完全非協商式（7.8%）占比較小。結合課堂觀察分析，合作小組在認知沖突管理時較多采取協商式行為，如某成員產生疑問時，能主動要求他人進一步解釋觀點，而不是直接附議或否定；同時也不乏存在回避、強制、遷就等非協商式行為，如某成員提出觀點后，另一成員直接否定該觀點，并未解釋原因。因此，協商為主式、非協商為主式這兩類同時包含協商和非協商行為的沖突管理方式占比較大（81.3%）。

3.3?協同知識整合水平的分布特征

對協同知識整合水平進行統計，結果如圖3所示，中水平占比最高（57.8%），高水平次之（26.6%），低水平最少（15.6%）。結合課堂觀察分析，合作學習小組多數情況能通過組內交流討論、教師適時指導消解認知沖突；也存在合作小組能通過觀點的傾聽和交互，在消解認知沖突的基礎上，對多個觀點進行聯系和整合；少數合作學習小組在面對認知沖突時，采取回避、強制、遷就等沖突管理方式，使得認知沖突無法得到有效消解。

3.4?協同知識整合水平與群體認知沖突管理方式的關系分析

對相關數據進行卡方檢驗（表6）和對應分析（圖4），卡方檢驗結果顯示，c2?= 26.052，p=0.000 < 0.05，說明不同群體認知沖突管理方式對協同知識整合水平的影響存在顯著差異，假設成立；對應分析結果顯示，完全非協商式管理傾向于觸發低水平協同知識整合層次，完全協商式管理更可能觸發高水平協同知識整合層次，非協商為主式、協商為主式管理則傾向于觸發中水平協同知識整合層次。

3.5?群體認知沖突管理過程的行為序列分析

采用滯后行為序列分析法，刻畫不同水平的協同知識整合片段中存在顯著意義的沖突管理行為路徑，以此表征合作小組的群體認知沖突管理過程。

低水平片段表現出3條存在顯著意義的沖突管理子序列（圖5）：一是武斷-澄清-忽視，即成員遭到反對后，要求對方進一步解釋原因，但對方表示跳過沖突；二是武斷-誘發-推辭，即成員遭到反對后，能詢問小組其他成員的觀點，但其他成員表示無法抉擇；三是忽視-忽視，即成員提出跳過沖突后，其他小組成員也表示跳過沖突。

圖 5?低水平片段的行為樣式圖

中水平片段表現出4條存在顯著意義的沖突管理子序列（圖6）：一是武斷-澄清-闡釋-妥協，即成員遭到反對后，能要求其進一步解釋原因，對方聯系相關事實或概念來說明自身觀點后，成員作出讓步，表示接受其觀點；二是權威-附和-妥協，即成員引用權威的觀點來否定對方觀點（但未進一步論述兩者之間的關系），得到小組其它成員的贊同后，對方作出讓步，表示接受其觀點；三是武斷-辯護，即成員遭到反對后，能進一步論述來維護自身觀點；四是評價-附和，即面對認知沖突，成員表示反對并給出原因，對方直接表示贊同其觀點，并未進一步闡述。

圖 6?中水平片段的行為樣式圖

高水平片段表現出3條存在顯著意義的沖突管理子序列（圖7）：一是澄清-闡述-引用，二是澄清-闡述-整合，即面對認知沖突，成員通過提問或質疑的方式要求對方進一步解釋觀點，對方聯系相關事實或概念來說明自身觀點后，成員能基于其觀點進一步推論或建立雙方觀點之間的聯系；三是評論-整合，即面對認知沖突，成員表示反對并說明原因后，其他成員能建立雙方觀點之間的聯系。

圖 7??高水平片段的行為樣式圖

4 結論與啟示

群體認知沖突管理涉及沖突準備、沖突提出、沖突消解三個關鍵要素[11]，下面主要圍繞這三個要素對研究結論與啟示進行論述：

4.1?沖突準備：強化知識理解型沖突，引導深度學習

沖突準備是引發認知沖突過程的準備狀態，要求小組成員具備內部先驗知識，同時積極接納外部信息[12]?？茖W與工程實踐旨在讓學生想去、能去實踐這些活動，并通過這些活動測試、深化學生對科學和工程的理解[13]，不僅強調工程任務的解決，更注重學生在科學和工程內容的不斷迭代過程中，主動挖掘科學原理或工程機制的本質。在由沖突到整合的過程中，小組成員從批判的視角評價同伴的觀點，結合自身的知識經驗、外部資源論證和完善個人的觀點，最終對概念的理解、問題的解決達成一致[14]，因而更有利于科學與工程實踐目標的達成。

研究表明，科學與工程實踐中有關工程任務（包括方案決策、資源選擇、任務理解）的認知沖突占82.8%，而知識理解型認知沖突僅占17.2%。為了避免科學與工程實踐脫離科學教育的目的而走向完全的工程實踐，促進深度學習，在沖突準備階段，需要創設和強化活動中的知識理解型認知沖突，具體可以從以下三個方面著手：在了解學生最近發展區的基礎上，提供包括科學概念、工程原理等在內的分析單作為附加的參考資料[15]；加強課堂監管，扭轉學生的“工程任務導向”，避免學生對概念原理的回避；適時加以提問，誘發小組成員的認知沖突，引導學生分析沖突中蘊含的科學內容和工程思想，培養科學素養。

4.2 沖突提出：規范沖突的提出方式，強調科學論證

沖突提出的方式在一定程度上影響沖突能否順利消解以及協同知識整合的水平。本研究中，合作小組內的沖突管理方式以協商-非協商行為混合型為主，傾向于觸發中水平的協同知識整合。低、中水平片段中，沖突的提出常以武斷（未給出理由，直接否定他人的觀點）、權威（強調證據來源的權威性，但未指出證據與觀點的因果關系）等非協商性話語呈現；高水平片段中沖突的提出常以澄清（通過提問、質疑等方式要求他人進一步解釋觀點）、評價（反對他人的觀點，并說明反對緣由）等協商性話語呈現?！皡f商式沖突提出”要求小組成員對沖突觀點進行深入了解、分析和比較，在提出主張的同時，利用經驗、外部資料進行科學論證（強調主張和證據的因果關系），使沖突點得到最大程度的外顯化，為認知沖突的順利消解、協同知識的有效整合奠定基礎。因此，需要合理規范合作小組沖突提出的方式：面對認知沖突，引導學生通過提問、質疑的方式進一步了解他人的觀點，避免因觀點誤解而導致認知沖突無法順利消解，同時明晰沖突的關鍵，為沖突的消解提供落腳點；鼓勵學生對沖突觀點進行批判性論述，促進不同觀點的碰撞，同時要求學生在論證過程中明確證據的來源，以及主張和證據的因果關系[16]。

4.3 沖突消解：倡導主體性與合作精神并重，促成有效共識

沖突消解是指合作小組以某種方式來解決認知沖突，沖突消解的方式直接影響協同知識整合的水平。中水平片段中，小組成員常通過接受沖突觀點（附和）或對沖突觀點作出讓步（妥協）來達成觀點的共同理解，從而消解沖突；高水平片段中，小組成員能基于對他人觀點的充分認識進一步探索（引用）或建立不同觀點之間的聯系（整合），在觀點的運用和整合過程中消解沖突。相較于“觀點的共同理解”，“觀點的運用和整合”在消解沖突的同時，使得成員觀點得到充分內化、拓展和探索，促成有效共識，實現認知沖突對協同知識整合的積極后效最大化。

科學與工程實踐中，有效共識的達成離不開合作小組和教師的共同努力：合作小組內應營造主體性與合作精神并重的氛圍，每個成員應改變對自身的角色定位，從“觀點的接受者”轉向“觀點的聯結者、創造者”，成員之間也應互尊互重，構建協商型小組，鼓勵每個成員積極參與互動、表達觀點，使不同觀點得到充分共享、交流與碰撞，為觀點之間的聯結提供契機；當小組出現附和、妥協等非協商行為時，教師應提供適時、適度的干預，通過開放式問題、反思性提問以及中立態度等方式引導成員進一步闡釋觀點，推動小組共識向深層次發展。

參考文獻

[1] 曾雅婷，王祖浩.?“科學與工程實踐”視角下美國各州科學課程標準比較研究[J].?比較教育研究，2021，43（08）：56-63.

[2] 曾濤，符吉霞，徐冉冉，宋國際．“科-工整合”實踐對初中生工程實踐能力影響的實證研究[J]．化學教學，2020，42（05）：23-28．

[3] 劉豐軍，裘江南，張野．OKC協同知識建構中群體共識影響因素研究——群體結構的調節作用[J]．科學學研究，2016，34（10）：1448-1457．

[4] 崔鑫．在線協作知識整合中認知沖突調節支架設計研究[D]．江南大學，2021．

[5] Drekkers P J J， Thijj G D. Making productive use of students' initial conceptions in developing the concept of force[J]. Science Education， 1998，?82：?31-51.

[6] Nastasi B K，Clements D H，Battista M T．Social-Cognitive Interactions，Motivation，and Cognitive Growth in Logo Programming and CAI Problem-Solving Environments[J]．Journal of Educational Psychology，1990，82（1）：150-158．

[7] 楊麗琴．基于認知沖突的高中地理概念教學研究[D]．東北師范大學，2011．

[8] 馬志強．問題解決學習活動中知識建構的過程與規律研究[J]．電化教育研究，2013，34（01）：26-31+40．

[9] Cheng S C. Effects of Socio-cognitive Conflicts on Group Cognition and Group Performance[D]．Harvard University，2014．

[10] Matuk C，Linn M C．Examining the real and perceived impacts of a public idea repository on literacy and science inquiry[C]．In：CSCL15：Proceedings of the 11th International Conference for Computer Supported Collaborative Learning．Gothenburg：International Society of the Learning Sciences，2015．

[11] Lee G，Kwon J．What Do We Know about Students' Cognitive Conflict in Science Classroom：A Theoretical Model of Cognitive Conflict Process[J]．Cognitive Development，2001：1-19．

[12] Oetzel J G ， Ting-Toomey S. Face Concerns in Interpersonal Conflict A Cross-Cultural Empirical Test of the Face Negotiation Theory[J]. Communication Research， 2003， 30（6）：599-624.

[13] Quinn H，Schweingruber H，Keller T．A Framework for K12 Science Education：Practices，Crosscutting Concepts，and Core Ideas[J]．Science Scope，2012，36：400．

[14] Gijlers H，Saab N，Joolingen W R V，et al．Interaction between tool and talk：How instruction and tools support consensus building in collaborative learning environments．Journal of Computer Assisted Learning，25，252-267[J]．Journal of Computer Assisted Learning，2009，25（3）：252-267．

[15] 符吉霞．基于課堂話語分析的初中STEM小組合作學習中的協同知識建構研究[D]．華東師范大學，2021．

[16] 楊笑．科學與工程實踐中小組循證推理與教師話語的關系研究[D]．華東師范大學，2023．