學(xué)習環(huán)境設計的模型研究分析論文
摘要：?jiǎn)?wèn)題解決等學(xué)習方式得到學(xué)習科學(xué)的高度重視，并作為研究重點(diǎn)在學(xué)習科學(xué)領(lǐng)域占據重要位置�；趯W(xué)習的新型理解，提出基于問(wèn)題的學(xué)習環(huán)境設計模型，并運用活動(dòng)理論作為分析框架，對該設計模型的組成要素進(jìn)行剖析。
關(guān)鍵詞：學(xué)習環(huán)境設計模型；認知工具；CoVis項目；問(wèn)題解決；MindManage
1前言
美國著(zhù)名教育技術(shù)學(xué)者DavidH.Jonassen曾終其一生執著(zhù)于對問(wèn)題解決學(xué)習的探索與研究。正如他所說(shuō)，問(wèn)題充斥在人們日常生活與工作中的每個(gè)角落，人們時(shí)時(shí)刻刻都在嘗試如何解決問(wèn)題、改造世界，而實(shí)際上在這個(gè)過(guò)程中學(xué)習正以非正式的方式發(fā)生著(zhù)。在當今新興而起的學(xué)習科學(xué)研究領(lǐng)域，作為重要研究方向之一的真實(shí)性學(xué)習正是以問(wèn)題解決為導向，以促進(jìn)真實(shí)境脈識知為指向的。有研究表明，在過(guò)去的20年間，問(wèn)題解決等新型學(xué)習方式得到學(xué)習科學(xué)的高度重視，并作為研究重鎮在學(xué)習科學(xué)誕生以來(lái)的20多年中占據了重要的位置[1]。作為國內學(xué)習科學(xué)研究的倡導者與踐行者，華東師范大學(xué)學(xué)習科學(xué)研究中心學(xué)術(shù)團隊若干年來(lái)一直致力于對真實(shí)環(huán)境下學(xué)習的研究，以及基于真實(shí)性學(xué)習的學(xué)習環(huán)境設計。從追蹤學(xué)習科學(xué)及其相關(guān)領(lǐng)域著(zhù)名學(xué)者的研究，到開(kāi)展基于本土教學(xué)的實(shí)踐探索，該學(xué)術(shù)團隊逐漸形成自身對學(xué)習的研究與思考。本研究正是建立在對美國教育技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)研究的基礎之上，對支撐問(wèn)題解決的學(xué)習環(huán)境設計模型的思考。
2基于問(wèn)題的學(xué)習環(huán)境設計的理論基礎
任何教學(xué)設計都是建立在設計者對學(xué)習本質(zhì)的理解基礎之上的。不同的學(xué)習理論信仰者，其付諸實(shí)踐的教學(xué)也會(huì )大相徑庭。DavidH.Jonassen認為：“學(xué)習是知識建構，學(xué)習是社會(huì )協(xié)商，學(xué)習是概念的轉變，學(xué)習是情境脈絡(luò )的變化，學(xué)習是活動(dòng)，學(xué)習分布在共同體之間�！盵2]這是他在綜合多個(gè)學(xué)科研究的基礎之上提煉出的幾種關(guān)于學(xué)習的權威解釋?zhuān)@些解釋從不同的側面描述了學(xué)習的特性，而這些方面表面看似分離，實(shí)際上是理解學(xué)習本質(zhì)需要綜合考慮的整體。這些關(guān)于學(xué)習的理解構成該研究的理論基礎之一。因知識的建構論已為人所熟知，這里需要特別做出分析的是該研究所依托的另外兩個(gè)基礎性理論——情境認知學(xué)習理論和活動(dòng)理論。對于情境認知學(xué)習理論的研究與探索，目前主要集中在教育心理學(xué)和人類(lèi)學(xué)兩個(gè)領(lǐng)域。雖然兩個(gè)領(lǐng)域的研究都起源于對“惰性知識”學(xué)習的批判，然而他們的研究關(guān)注點(diǎn)卻不相同。教育心理學(xué)更關(guān)注知識學(xué)習的認知層面，強調應為學(xué)生提供真實(shí)性的問(wèn)題，還原知識產(chǎn)生與發(fā)展的復雜境脈，從而提升知識的遷移力，因而提出實(shí)習場(chǎng)的概念。相反，人類(lèi)學(xué)則不關(guān)注個(gè)體的知識學(xué)習，其更關(guān)注的是共同體境脈，把學(xué)習看作“構建共同體成員的身份，并在這個(gè)過(guò)程中成為智識化的、有技能的人，后者蘊含在前者之中并由前者激發(fā)而來(lái)，在這個(gè)過(guò)程中，前者對后者加以塑造并賦予其意義”[3]。因而人類(lèi)學(xué)視角更加關(guān)注的是實(shí)踐共同體的組建。實(shí)習場(chǎng)與實(shí)踐共同體主要有以下幾點(diǎn)區別。
1）關(guān)于學(xué)習情境的設計。實(shí)習場(chǎng)中的學(xué)習情境是仿真的、模擬的，是仿照真實(shí)世界中的情境而人為設計的；而實(shí)踐共同體中的情境是真實(shí)的，是存在于現實(shí)生活和實(shí)踐中的。
2）學(xué)習者身份的變化。在實(shí)習場(chǎng)中，學(xué)習者的身份基本上是持久不變的，而實(shí)踐共同體中的學(xué)習者在經(jīng)歷學(xué)習的同時(shí)，也從合法的邊緣參與者逐漸變成共同體中的核心成員。實(shí)際上，在本研究中更倚重的是情境認知學(xué)習理論的教育心理學(xué)觀(guān)點(diǎn)，嘗試通過(guò)設計仿真的任務(wù)情境、逼真的問(wèn)題，提供學(xué)習支持，從而幫助學(xué)習者完成概念轉變，形成知識建構，建立心智模型。同時(shí)，在具體的要素設計時(shí)又用到了活動(dòng)理論�？梢哉f(shuō)，人類(lèi)的一切工作和實(shí)踐都可看作活動(dòng)，是在活動(dòng)中發(fā)生、發(fā)展的。在理論的思考與衍化中，有學(xué)者陸續提出活動(dòng)理論的六要素、四系統及三層級的觀(guān)點(diǎn)，即活動(dòng)包括主體、客體、共同體、分工、法則和工具/符號六個(gè)要素，這六個(gè)要素又相互關(guān)聯(lián)構成生產(chǎn)子系統、消耗子系統、分配子系統和交流子系統四個(gè)系統，而活動(dòng)又是以活動(dòng)、行為、操作三層結構而存在的。作為仿真世界中的問(wèn)題學(xué)習，問(wèn)題本身即是活動(dòng)要素與活動(dòng)子系統的統一體，而在學(xué)習過(guò)程中涉及的認知工具、學(xué)習共同體、資源等則是作為學(xué)習活動(dòng)層面所涉及的活動(dòng)要素而存在。因此，完全有理由將活動(dòng)理論作為本研究設計的指導框架�？梢哉f(shuō)，情境認知理論為人們提供了方向的指引，而活動(dòng)理論則為人們提供了具體設計的思考視角與方法指導[4]。
3基于問(wèn)題的學(xué)習環(huán)境設計模型
本研究所提出的學(xué)習環(huán)境設計模型主要適用于真實(shí)情境中的結構不良問(wèn)題。該模型包含兩個(gè)核心要素，即心智模型、問(wèn)題設計，以及其他六個(gè)要素，即相似案例、認知工具、支撐工具、學(xué)習共同體、信息資源以及評價(jià)。這些要素都圍繞問(wèn)題設計，并服務(wù)于心智模型的建構。此外，該模型還提出九個(gè)評價(jià)變量，分別是參與性、逼真性、生成性、復雜性、相關(guān)性、協(xié)作性、自主性、多元性和反思性。實(shí)際上，這九個(gè)變量正是評價(jià)學(xué)習是否建構性發(fā)生的重要指標，因此作為“基于問(wèn)題的學(xué)習環(huán)境設計”模型的參照準繩，滲透在研究者對各個(gè)要素的設計之中。心智模型在DavidH.Jonassen的研究中曾多次提及心智模型。其實(shí)，心智模型并不陌生，當人類(lèi)解決問(wèn)題并在此過(guò)程中生成學(xué)習時(shí)，相應的心智模型就被構建起來(lái)了；而當人們再次遇到相似問(wèn)題時(shí)，該心智模型則會(huì )被調用激活[5]。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，心智模型就是人類(lèi)對外部世界的心理映像，包括表征概念關(guān)系的結構性知識、表征因果關(guān)系的程序性知識、表征策略性監控能力和自我認知能力的元認知知識以及表征應用條件的境脈性知識。而心智模型的表征方式也可包含語(yǔ)義表征和圖形表征。問(wèn)題設計問(wèn)題是該學(xué)習環(huán)境設計模型的核心，問(wèn)題的內容決定著(zhù)設計者對認知工具、支撐工具以及信息資源等方面的考慮。這里，問(wèn)題是仿真的、鮮活的，有著(zhù)真實(shí)世界中問(wèn)題的境脈復雜性，滲透著(zhù)活動(dòng)系統的六個(gè)要素，要素與要素之間又構成四個(gè)子系統，而活動(dòng)在縱向又呈現三層結構。在分析問(wèn)題時(shí)，首先可以界定問(wèn)題所在的領(lǐng)域，在領(lǐng)域專(zhuān)家的幫助下厘清核心概念，并借助于從業(yè)者在現實(shí)世界中尋找應用這些核心概念的真實(shí)問(wèn)題，從活動(dòng)系統的六個(gè)要素、四個(gè)子系統以及三層結構關(guān)系引導從業(yè)者對問(wèn)題的復雜境脈進(jìn)行剖析。例如：活動(dòng)的參與者有哪些？他們的角色是怎樣的？他們完成該任務(wù)或活動(dòng)的動(dòng)機是什么？他們的信仰是怎樣的？活動(dòng)的預期成果是什么？是否可行？評價(jià)結果的標準是什么？活動(dòng)的歷史階段有哪些？在不同的歷史階段，活動(dòng)有哪些變化？活動(dòng)中涉及哪些行為和操作？活動(dòng)、行為和操作之間的關(guān)系是怎樣的？活動(dòng)中將用到哪些工具？這些工具的'功能是什么？這些工具是如何被應用的？活動(dòng)中的規則有哪些？系統的價(jià)值觀(guān)和信仰是什么？參與者之間的任務(wù)分工是怎樣的？是如何劃分的？等等。通過(guò)對活動(dòng)要素、子系統以及活動(dòng)結構的分析，將現實(shí)世界中應用核心概念的問(wèn)題呈現出來(lái)。但是在這之后，還需要領(lǐng)域專(zhuān)家和課程專(zhuān)家的介入，根據學(xué)生心理發(fā)展階段以及先擁知識的情況，對問(wèn)題再進(jìn)行精細加工，其實(shí)也就是仿真的過(guò)程。如對問(wèn)題境脈復雜性的考慮，基于對問(wèn)題解決所需的知識結構及知識點(diǎn)的考慮對問(wèn)題的構成要素等的調整。經(jīng)過(guò)從業(yè)者對原始問(wèn)題的呈現、領(lǐng)域專(zhuān)家和課程專(zhuān)家對問(wèn)題的打磨，最后將呈現給學(xué)生適合他們探究與解決的問(wèn)題。相似問(wèn)題實(shí)際上，對相似問(wèn)題的考慮和設計是由基于案例的推理理論而來(lái)[6]。這里對相似案例的設計，主要是為了增強學(xué)習者的認知彈性、促進(jìn)知識遷移。相似案例也將以問(wèn)題的形式呈現，其問(wèn)題的解決將用到與解決上述主問(wèn)題時(shí)相似的知識結構，只是相似案例中的問(wèn)題與主問(wèn)題在要素、情境與表征上有所不同，它是核心概念及相似知識結構在其他境脈中的應用。對相似問(wèn)題的設計同樣可以采用活動(dòng)分析法，并可以適度增加問(wèn)題的復雜性。認知工具Kommers、Jonassen和Mayes（1992）曾清晰界定過(guò)認知工具的概念，提出認知工具是觸發(fā)學(xué)習者思考并輔助特定認知過(guò)程的計算機工具[7]。認知工具可以減輕學(xué)習者的認知負荷，幫助學(xué)習者對信息進(jìn)行搜索與加工分析，形成合理的問(wèn)題表征，并對知識結構進(jìn)行靜態(tài)表征與動(dòng)態(tài)調整。因此，這里的認知工具可分為操作支撐工具、信息搜集與分析加工工具、問(wèn)題表征工具、靜態(tài)知識建模工具和動(dòng)態(tài)知識建模工具。筆記本、計算器、工作單、電子數據表都可作為操作支撐工具。對信息搜集與分析加工工具則更不陌生，很多工具早已滲透進(jìn)人們的日常工作和生活中，如常用的搜索引擎、文本/圖片/視頻處理軟件等。問(wèn)題表征工具的設計基于心理學(xué)家對人類(lèi)認知機制的研究結果，即人類(lèi)心智的情節表征。因此，通常鑲嵌于具體問(wèn)題情境以及具有領(lǐng)域特定性的可視化工具可用于促進(jìn)學(xué)習者對問(wèn)題的表征，如CoVis項目中的溫室效應觀(guān)察儀等[8]。對于靜態(tài)建模工具，除了傳統的紙筆勾畫(huà)知識結構圖外，目前常用的軟件如MindManage，可通過(guò)將學(xué)習者的知識結構外顯化，幫助他們對自身的知識結構進(jìn)行反思與調整。動(dòng)態(tài)建模工具實(shí)際上也是用于學(xué)習者對知識結構的調整，只不過(guò)它是通過(guò)對動(dòng)態(tài)輸入、輸出結果變化的觀(guān)察而對知識結構的反思。對動(dòng)態(tài)建模工具的設計同樣是具有領(lǐng)域特殊性的，需要基于問(wèn)題的內容進(jìn)行有針對性的設計。支撐工具支撐工具的設計源于維果茨基的“最近發(fā)展區”理論。該類(lèi)工具的設計將為學(xué)習者解決問(wèn)題提供知識/概念的鋪墊、元認知策略的思考與引導，以及問(wèn)題解決策略的支持等。對于仿真的問(wèn)題解決，往往涉及的知識結構是龐大的，學(xué)習者與知識概念的遭遇也并不是循序漸進(jìn)、由淺至深的，設計者常常需要為學(xué)習者填補知識概念的空缺，比如運用超文本、超媒體的方式將相關(guān)概念的解釋鑲嵌在問(wèn)題情境或相關(guān)資料中[9]。同時(shí)，對學(xué)習者問(wèn)題解決過(guò)程以及元認知策略的引導是很關(guān)鍵的，這可以發(fā)生在教師對學(xué)習者的指導中，也可以借助其他方法將這些引導策略呈現給學(xué)習者，如美國科學(xué)教育WISE項目利用“小熊貓”，將對學(xué)習者的提示和指導鑲嵌在學(xué)習平臺中，學(xué)習者可以根據需要。學(xué)習共同體學(xué)習共同體是學(xué)習者為著(zhù)共同的學(xué)習目標或研究旨趣而聚集在一起的團體，共同體的成員可以同處一地，也可以身處異地。隨著(zhù)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的快速發(fā)展，異地協(xié)作學(xué)習已成為常態(tài)存在。然而，如何才能使學(xué)習者共同體之間的協(xié)作積極有效？如何才能促進(jìn)學(xué)習者之間知識的分享、觀(guān)點(diǎn)的碰撞與問(wèn)題的解決？這些都是需要探究的。筆者曾對知識論壇、CoVis項目的協(xié)作記事簿進(jìn)行分析研究，并總結出如下策略：
1）組建學(xué)習共同體時(shí)，研究的問(wèn)題需要明確、開(kāi)放，責任和角色分工要清晰明了，并且需要隨時(shí)監控和調節學(xué)習者的互動(dòng)過(guò)程；
2）要鼓勵學(xué)習者進(jìn)行跟進(jìn)式的問(wèn)題解決，在將問(wèn)題進(jìn)行細化拓展成子問(wèn)題的同時(shí)，鼓勵學(xué)習者在他人發(fā)現的基礎上發(fā)表自己的觀(guān)點(diǎn)，促進(jìn)疊進(jìn)式討論；
3）幫助學(xué)習者聚焦于問(wèn)題本身，提醒學(xué)習者反思自己正在從事的子問(wèn)題與大問(wèn)題之間的關(guān)系，并幫助他們對問(wèn)題形成共享的理解；
4）將個(gè)體的工作鑲嵌在共同體任務(wù)之中，強調團體的工作。信息資源信息資源是問(wèn)題解決所必需的，有些信息被自然地鑲嵌在對問(wèn)題的設計和描述中，有些信息資源則需要設計者事先籌劃和準備，或者需要學(xué)習者在解決問(wèn)題時(shí)根據需求在互聯(lián)網(wǎng)上自行尋找。一般來(lái)講，作為設計者，本身需要明了在問(wèn)題解決過(guò)程中學(xué)習者所需的信息資源的領(lǐng)域以及對信息資源的大致需求，可考慮在設計學(xué)習環(huán)境時(shí)建立一個(gè)相應的信息資源數據庫，以供學(xué)習者使用和搜索。
此外，在學(xué)習者自行搜索信息時(shí)，教師應給予相應的引導和示范。評價(jià)除上述提及的九個(gè)評價(jià)變量外，學(xué)習者心智模型的構建與概念轉變情況，還可以采用靜態(tài)概念結構表征和結構化訪(fǎng)談、對話(huà)的方法加以測評。對學(xué)習者學(xué)習的評價(jià)不僅在于評價(jià)學(xué)習的效果，更在于對學(xué)習的促進(jìn)，因此，在學(xué)習者繪制概念結構圖，并與學(xué)習者進(jìn)行對話(huà)和訪(fǎng)談的過(guò)程中，不僅要對學(xué)習的情況進(jìn)行記錄，更要細心地點(diǎn)撥、指導，以此深化學(xué)習。此前提出的九個(gè)評價(jià)變量，實(shí)際上是對學(xué)習環(huán)境設計本身進(jìn)行反思所要考慮的幾個(gè)方面。參與性意在問(wèn)題空間是否具有開(kāi)放性、可以讓學(xué)習者自由探索；逼真性則不僅在于問(wèn)題本身，更在于學(xué)習者在這個(gè)過(guò)程中所遭遇或建立的社會(huì )關(guān)系、使用的工具和方法等；生成性測量的是該學(xué)習環(huán)境能否促進(jìn)學(xué)習者的持續探究和知識生成；復雜性則是對學(xué)習者從事的問(wèn)題解決與現實(shí)世界中問(wèn)題復雜性的對比；相關(guān)性一方面關(guān)注的是學(xué)習者對問(wèn)題的擁有感，另一方面是問(wèn)題解決所產(chǎn)生的學(xué)習能否建立已有知識與新知識之間的聯(lián)系；協(xié)作性考察的是學(xué)習環(huán)境對促進(jìn)集體性問(wèn)題解決、知識共享和平等對話(huà)的作用；自主性旨在使學(xué)習環(huán)境能夠促進(jìn)學(xué)習者自定學(xué)習目標與研究問(wèn)題，調整學(xué)習步調以及自我監控學(xué)習過(guò)程；多元性強調的是問(wèn)題解決的學(xué)習應適應學(xué)習者的不同風(fēng)格和特點(diǎn)，允許學(xué)習者從不同的視角對問(wèn)題進(jìn)行探究；反思性測量的則是該學(xué)習環(huán)境在促進(jìn)學(xué)習者對自身學(xué)習過(guò)程、學(xué)習策略、協(xié)同合作等方面的思考。
參考文獻
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