An Effort on Reconstructing Learning

Through Reconstructing Curriculum and Instruction

Preface of “Learner-oriented Instructional Design”

by Xinning PEI

Published by Educational Science Publisher, 2005, 2006, P.R. China

重构课程教学到重构学习的努力

《面向学习者的教学设计》导言

研究的背景

    如何在新型的学习文化中促进学习者的学习与发展，是当今教育及其相关领域研究的共同话题，也是教学设计研究的基本问题。

    关于人类学习机制跨学科研究成果的不断丰富和科学技术的进步改变了教学设计运动，这些改变也见证了不同领域的探索者从根本上定位学习的历程。面向专业化实践和面向人类学习（包括学校学习）的教学设计的两条支流汇成了现代教学设计的知识宝库。在今天多重学习隐喻并存[1]、高技术能够充分支持学习活动的条件下，强调学习过程的主动性、建构性、社会性、真实性和境脉性[2]，已成为各种专业（职业）领域通过技术性设计改善培训并提升人类绩效的基本出发点，也刺激并引发了针对学校学习情境的教学设计创新。

面对充满异质性的学校教育以及社会生活对学校教育日益升高的期望，如何通过具体的学科教学来帮助学生实现他们的发展预期，是教育研究者及教学设计者一直在寻求满意解决的难题。

第二次世界大战把教学设计的研究和实践在专业化领域中催生出来，随后，从20世纪60年代教学设计学科地位的确立，到后来三十余年的成长，整个过程也发生在学校教学之外。虽说此间针对学校教学问题的教学设计也偶有出现，但大面积启动的学科教学设计的研究和实践活动则是20世纪90年代以后的事情。专业化领域的教学设计在解决人类绩效问题方面的卓越成就，让那些一直怀揣着杜威和桑代克等教育事业的先辈建立“连接科学”的理想、探索教育有效发展之路的后来者，再次寄希望于通过设计将教育的新理念与学校教学实践连接起来，这极大地促进了教学设计向学科教学领域的伸延。与此同时，出于发展基础教育之需，学校也对旨在解决教学问题的学科教学设计投以关注。然而，当教学设计专家们试图将那些曾在专业领域普遍有效的模型用于学科教学时，遇到了前所未有的挑战，基于工程系统的流程式设计模型和曾为设计者们引以为豪的老工具箱无以从容应对。

与通常所言的职业培训领域追求特定绩效的教学设计不同，作为新生事物的学科教学设计所处的是一个全新的情境。

在异质群体的高级认知问题面前，学科教学设计所要考虑的因素要多得多（如教学目标、学习者及教师的特征、学科内容、学习资源，学校及社区文化与境，等等），而且，各因素之间交错变化的关系也赋予了学科教学设计特殊的复杂性，这无疑增加了学科教学设计的难度。因此，我们看到，无论在设计模型、设计理论还是在设计的经验研究方面，关于学科教学设计的研究成果增长的速率及成果的实效性都远远比不上专业领域的教学设计。

学科教学设计所处情境的复杂性也导致了这样一种是非难争的情形：一方面，面对学校教育发展对教育新理念的呼唤，专业教学设计者十分不解，为什么学校教师和管理者不愿意采用他们出色的设计理论和模型？另一方面，面对瞬息万变，推陈出新的专业教学设计理论和模型，学校教师和管理者更为困惑，研究者们为什么不能提供出实用的、可操作的、用教师们可接受、可理解的形式表达的、能指导日常教学活动的知识？

教学设计领域中的“两张皮”现象还在游历着，两条道路的分离似乎也势头不减。

促进学习者的学习与发展是教学设计者和学科教师的共同追求，但如何让他们走在一起？科学及社会研究的历史经验告诉我们，如果要让使用者接受并使用某套知识体系，“研究者们的解释和实践应该更多地用到那种知识本身，而不是仅仅依据一些常识和实际经验”（Podolskij, 1997）。

在我国的学科教学设计领域，设计者们一直徘徊于具体常识和零碎经验，迄今没有形成一套一般性的理智程序或系统的知识体系。从概念上搞清楚学科教学设计的过程和基础，是建立这样一套系统的知识体系的开始。这是本书所呈现研究的基本立足点。还有一点考虑。教学要真正面向学习者，促进他们的学习和发展。这一思想虽已成为教育研究者多年来的共识，但是，一直停留于理念层面，甚至仅被当作口号而已。很显然的一个原因便是在我国教育研究界一直缺乏一个合适的将理论与实践联系起来有效推进改革的工具。出于寻找这一工具的动因，笔者选择了面向学习者的教学设计，意在运用现代教学设计先进的研究方法和技术，在将学科教育的新理念跟我国学科教学实践相结合的研究方面做出探索。

研究的意义

挑战为研究带来了机遇。

解决问题和达到预期目标通常需要设计。设计科学所固有的系统研究方法有助于解决教育发展进程中的种种难题，从而有助于缩短课程与其所期望达到的学习目标之间的距离。正如我们所见，教学设计的发展为研究和促进人类学习开辟了新的道路，尤其是发达国家的教学设计，通过不断吸纳学习科学的研究成果，依托强大的信息技术支撑，在将新型学习理念转化成新型学习方式上发挥了独特的优势，在推进学习科学研究成果的应用转化上取得了重大进展。这一切打开了本书的研究视野。恳望本书在将学科教学与人的高级认知机制理论及设计理论进行有机融合方面所作出的尝试，能够为学科教学设计的知识库增添一个新组分。

教学设计要将学与教的理论和教学实践连接起来，谁能最终促成这一连接的实现？要靠理论研究者和专业设计者的努力，当然更离不开广大一线教师的身体力行。教师的教学究竟能否有效地促进学生的学习与发展，取决于他们的头脑中是否拥有了先进的学科学习理论和有关教育教学的知识，以及针对每一个学生的特性，在教学的情境脉络中能否将这些知识激活，从而将其转化为教师个人实践知识的一部分。专家教师具备了这些特质，从而创造了成功的教学。然而，面对国家教育发展的需要，专家教师还为数太少！调研中发现：当一名学科教师缺乏有关学科学习理论以及教育教学知识的时候，便会将教科书和教学大纲奉为法典，会极力地依赖课程开发者和教材出版商（这些人往往并不熟悉教师所身处的教学与境，也更不知道那些独特的课堂里的学生究竟在想些什么）为其开具并印制教学处方。因此，真正实现面向学习者的教学设计，必须培养一支置身于学习者真实学习境脉中的教师设计者队伍。教师只有成为一名好的教学设计者和教学实施者，才能通过学科与教育的有机融合，实现藉由学科教学促进学生发展的学校教育宗旨。与此同时，研究者要为帮助教师成为优秀的设计者提供支撑，特别是有关学科学与教的理论和设计科学的支撑。在受助于研究者支撑的教学设计的互动中，教师们为了设计出优秀的面向学习者的学科教学而必须不断地学习新理论、新方法、新技术，不断地学会反思与行动。由此而言，帮助教师设计教学的过程，也是实现教师专业成长的过程。本书的研究也试图寻找学科教师专业发展的可行之路。

关键词的界定

在本书确定的“面向学习者的教学设计”论题及其研究中，涉及到这样几个关键词：

学习者：英文是“learner”。“学习者”是一个十分活跃而又难以界定的概念。从广义上看，人人都是潜在的学习者。知识经济铸就了今天的知识生态和学习化社会，学习成为每一个公民的权利和义务，成为人的生存方式，因而学习者成为学习化社会中的人的一个基本身份属性。对学习与知识的关注，将社会发展的注意力集中到了创造与携带知识的人，因为这是知识型组织的生存之本。

从狭义上看，“学习者”主要指学校中的学生，但学习者不是一个学生不变的身份。只有那些从社会关系角度被给予了学生的身份，并且在学习活动中能够基于自己的经验进行意义和身份的双重建构的人才是学习者。显然，学习者与传统意义上的“学生”是不同的概念。传统意义上的“学生”是教师所传授知识的接受者，在传统的班级授课制形式下，他们淡忘甚至被剥夺了“学习中的人”的自主身份。。如果要成为一名“好”学生，就必须努力“说服自己从教学中获得特定的知识与技能”（Merrill, et al.：1996）；要尽量控制自己个性的大脑，去适应教师“精心准备的教学情境”；要善于遮蔽新异的观念，去寻求跟教师一致的理解。传统意义上学生的学习，主要是一种个人化的活动，而不是集体性的实践[3]。

本书的研究，关注“学习中的人”的整体和谐发展，强调学习是互动。笔者用“学习者”主要基于狭义的概念意含，表达了以下思想。第一，在学习活动中，学生是主动的学习者，是具有学习的权利和义务的学习主体，他们不仅有着高级智慧和巨大的发展潜能，同时也是具有极其丰富多样性的个体。第二，学习是参与学习活动的人与人之间的社会性互动，是与环境（包括历史文化境脉中的各种知识制品）、与自己的个人世界互动的建构知识的统一过程；学习者是意义制定者、知识拥有者和问题解决者。第三，为了达到有效的学习，学习活动中的每一个人（特别是学生），都有权利，也有义务参与教学决策。另外，从教学互动和教师设计教学的过程层面来看，教师也是学习者，他们往往以专家型学习者的身份促进学生的意义建构，并且在设计与改进教学的过程中实现专业成长。

面向学习者的教学设计：英文用“Learner-focused instructional design”或“Learner-oriented instructional design”表达。笔者用“面向学习者”想表达的是以人为本、基于学习与知识创新的教学设计理念。本书突出“面向学习者”，意在强调把学习者而不是把某ID模型的程序作为教学设计活动的聚焦点，一切设计活动均围绕有利于学习者学习与发展的教学实践而展开，而不是依照设计的流程而展开；面向学习者的教学设计关注人类学习研究的新成果并以教育发展的系统科学观为基本依据；面向学习者的教学设计强调要以学科内容知识为依托，通过设计各种促进学习的过程和资源，帮助学习者有效地解决问题，引导他们树立创新意识，实现整体和谐发展。一言以蔽之，有利于学习者的学习与发展，既是面向学习者的教学设计的基本出发点，也是面向学习者的教学设计的最终目的，达成这一追求的道路在于，通过对课程教学的重构，实现对学习的重构。

与境或情境脉络：这两个词的英文都是“context”。面向学习者的教学设计的过程及其决策受制于设计、学习与教学的与境或境脉，这由知识的境脉性所致。与境，强调的是一定时间维度下变量在空间维度上的影响，指学习或教学活动所处的，由社会组织、阶层机构和各种制度等所营造的相对广域、相对固定和静态的社会文化因素关系，此时与境的含义与“环境”接近；情境脉络，简称“境脉”，强调变量在时间和空间等多个维度上的影响，指学习和教学场景中与具体学习及教学行为直接关联的、即时生成的、动态变化的因素关系。在本书中，与境和情境脉络没有本质区别，有时可以相互替代，在具体学习和教学场景中，伴随问题解决，与境性的因素往往直接成为境脉性因素。

教学设计的理论与模型:英文是“instructional design theory and model”。教学设计理论是指导教学设计者和教学实践者通过教学促进学习者的学习与发展的知识库。现代教学设计理论通常具有五个相互关联的特点（参见Reigeluth,1999:6～7），这些特点体现在本书对面向学习者的教学设计理论的研究中。

l        教学设计理论是设计定向的(design oriented)理论（关注的是达到一定条件下学习与发展目标的方法和手段），而不是描述定向的（description oriented）理论（关注的是一定条件下事件的结果）。当然，教学设计理论跟许多旨在揭示因果关系的描述性理论（学习理论、课程与教学原理、系统科学，等等）有着密切的关系，它要将这些描述性理论转变成教育实践者实现教育目标的指导性知识。因此，许多教育学家把设计理论称为“连接科学”。

l        教学设计理论确定了支持和促进学习的教学方式或方法，以及这些方式或方法的应用情境。

l        这些教学方式或方法带有一定的原则性和概括性，可以分解成对教育者更具指导性的具体的方法。

l        所提供的一切方法只是可供实践者采用的、可能的方法，而不是必须采用、绝对的方法，就是说，这些方法可以增加达到目标的机会，但不一定保证目标的实现。

l        从设计定向的理论关注并提供解决问题的方法及其使用指南来看，教学设计理论是规定性的，但它对把各种较为概括性的方法分解成什么样的具体方法并未作出规定，因此，它又是弹性的。

通常，为了便于理解和指导实践，需要把某种教学设计理论的构成性概念要素和设计过程的基本环节进行提取，形成清晰的结构化关系和程序，并借助一定的形象化方式（符号、方程式、图形等）表达出来，这一过程就是对教学设计理论的建模（或者叫做模型化），所得到的对教学设计理论的形式化表征就是教学设计的模型。越是复杂的教学设计理论越难以模型化。

基本假设

面向学习者的教学设计是促进学习者学习与发展，推进我国课程教学改革取得成效的有力工具；实现面向学习者的教学设计，要让教师成为教学设计者，这是解决我国教学设计理论与实践脱离的出路，也是解决我国课程教学改革的关键问题——教师专业发展的可行之路。

研究的问题、内容与结构

本书研究的基本问题是，教学设计：何以有力促进学习者的学习与发展？笔者从学校学习情境出发，将其划分为三个方面的问题，分做四章进行了探讨。

教学设计从何方来？它走过了怎样的道路？它又向何方去？带着这一连串的问号，第一章研究了教学设计的历史沿革。研究表明，教育技术和媒体是跟教学设计的诞生与发展最为密切的概念，它们左右了不同时期教学设计的内涵。媒体作为教学设计研究的重要部分，体现了生物、物理、技术、社会、文化和编码等六个层面的符号学意义，由此透视媒体的教学功能，我们可以获得深刻而全面的认识。在沿着教学媒体的演进和学与教理论的发展这两条线索对教学设计的发展脉络进行了梳理，并对重要的概念和历史事件进行新的释读之后，我们发现，教学设计的发展道路恰是教育变革的旅程。这不是巧合。因为这两条线索正是教育变革所沿循的最主要的两条交织的路线：技术路线和思想路线。本章对历史上教学设计理论与模型的反思，提醒研究者对教学设计理论基础的研究必须抱以一种警醒和慎重的态度。经过第一章的探讨，找到了我国学科教学设计的流变与专业教学设计发展的历史联系，确定了面向学习者教学设计研究的理论出发点（第三章）和研究路径（第四章），明晰了曾为许多人（包括研究人员）混淆的教学设计中的基本概念；另外，第一章探讨的一些重要的设计理念，比如戴尔的“经验之塔”、坦尼森的概念学习知识分类，等等，对第四章的有关研究提供了重要的理论铺垫。

那么，面向学习者的学科教学设计又具有怎样的特征呢？为了揭示这个问题的答案，第二章对设计、教学设计、教学设计观等教学设计领域的基本问题进行了剖析，阐明了教学设计是“理性与创造、科学与艺术的融合体”的基本主张。以此出发，指出面向学习者的教学设计强调的是教学问题解决，意在提供设计的知识库、策略包和实践案例。笔者运用了叙事研究方法，讲述了一名专家化学教师思考与设计教学的故事，并通过跟流行于教师培训领域的专业教学设计模型进行比较，找到了学科教师设计教学跟专业人员教授教学设计之间的差距，从而提出实现面向学习者的教学设计必须让学科教师成为设计者，专业人员要为学科教师成为设计者提供支撑，面向学习者的学科教学设计是互动式的教学设计，其具有“对话、辩证、发展”的特征。

接下来的两章研究的是本书最核心的问题，即怎样实现面向学习者的教学设计？笔者将理论和实践两个维度相互穿插，围绕该问题展开了研究。

第三章展现了建构面向学习者教学设计的理论和研究框架的过程。在教学设计的核心基础中，学习理论既作为一定的文化及哲学主流价值取向的体现，又作为教学理论和技术基础的依据，在学科教学设计的理论与实践中起了直接的决定作用。它决定了学科教学设计的思维框架或模型、内容的选择与组织、程序和策略设计，以及实践参与的方式。当代学习研究的重要成果如建构主义和与境性说，以及科学教育中的人本建构主张对研究面向学习者的学科教学设计提供了重要启示。一方面，教学要创设优化的学习环境，在问题的真实情境脉络中支撑个体对意义的建构，评价学习者的学习理解；另一方面，要创建学习者共同体，鼓励学习中的协商与互助，让所有的学生发出自己的声音，在意义的共享中，实现个人及集体知识的增长和协作文化的弘扬。在探讨了学习理论基础之后，笔者研究了一个极富挑战性的问题，即实现面向学习者的教学设计必须首先要有一个面向学习者的教学系统。笔者根据系统要素运行状态中表现出的整体涌现性的功能，区分出了由学习者准备、动力、学习活动、学习资源和媒体传输五个子系统构成的教学系统的运行结构，在对这样一种系统结构的特点进行分析的基础上，揭示了面向学习者教学设计的本质，就是设计促进学习者学习与发展的学习环境。最后，提出了面向学习者的教学设计的原则。

第四章呈现的主要是实践研究，所提出的各种观点是基于几年来笔者对中学科学教学实践活动的参与式观察，以及对国际上相关研究的分析。第四章也是笔者试图对前面各章提出的观点，特别是第三章关于面向学习者教学设计的理论主张进行融合，重构课程教学，解决实践问题的一个尝试。它们构成了全书的重心。

将我们的学校和课堂培育成学习者共同体是许多教育家的理想，第四章把面向学习者的教学设计作为工具对这一理想的实现进行了规划。研究指出，学习者共同体作为一种学习与教学的组织形式，其实质是一种学习的文化共同体，是一种典型的分布式认知系统。培育学习者共同体的科学教学设计的理论框架包含十个要素：“目标”、“任务/主题”、“学习活动”、“角色分工”、“中心/边缘和身份认同”、“资源”、“话语/对话”、“知识”、“产品/过程”和“评价”，它们同时也构成了审视学习者共同体的教学分析框架。对十个要素的深刻分析伴随四个案例而展开。为了确保教学方式的有效运作必须创设必要的学习环境，由“问题”、“目标”、“工具/资源”和“脚手架”四个要素构成的基于问题的“实习场”的设计框架，提供了创设面向学习者的科学学习环境的路径。开放性的探究式任务是学习者共同体运作的一个关键要素，书中对如何运用“主题型学习知识分类”设计共同体学习的知识、如何设计脚手架、如何确保学习者共同体的有效实施提供了例示和建议。书中提供的关于培育学习者共同体的科学教学设计框架，也可以认为是进一步审视学习者共同体的多元视角，只有认清学习者共同体构成要素的基本性质，才有可能在教学中成功地培育它。

问题解决与问题生成相伴同行，结语展现了今后学科教学设计研究的“问题域”。

对人（学习者、教师、设计者）的关注是本书的基本出发点。基于实践而不是基于流程是本书强调的学科教学设计的一个重要特点。知识的获得离不开人及其实践。笔者期望的是，本书的研究能够吸引更多的研究者特别是教师的注意，希望通过大家各具特色的设计实践，将有关教育新理念的信息充分理解和消化，从而使其真正成为富有意义的教学设计知识。

在教学设计领域有一句名言，“那些无论在学科内容还是在教学设计方面都不拥有专家知识的人，很难判定自己应该知道些什么才能设计出令人满意的获得知识的方法”（Smith & Ragen,1999:15）。这一对教学设计者的忠告在今天的教育文化中被诠释成一条教学设计者实现专业成长的道路：在设计中求得发展。由此决定，教学设计者也是学习者，探索无止境。

Reply to the letter from WuTao ( Phd. Candidate )

Hi,

That is interesting! But we now must learn to express our own opinions otherwise Chinese scholars could never eliminate the impression of "disability in educational research" stamped in those minds of researchers in advanced countries. That is a problem caused by the culture of China; we have not offered enough opportunities to children (as well as to phd students) even though educational specialists have been giving voices for so long time in papers, in conferences or by media.

      During these days of my observation in Swiss classrooms, it would be impossible that there were only teacher's monologue without students’ participation. It would be incredible that education in classroom could be called as "didactics"(= learning and teaching) without dialogue. So the research about such an issue of "letting students active in classroom" is seldom found but in plenty in china.

      Too big difference! Not only at the level of research but the culture!

      The responsibility for the future of education belongs to each member of the society. The first action begins with our endeavor.  

 Believe ourselves!

 We are not waiting for the future. We are creating the future! 

       Good Luck!

       PEI Xinning

From WU Tao:

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四、实现概念系统转换的动态学习环境设计

LDES的研究指出，概念系统转换的实现是经由学习者自主发生的8个正向过程的交互而完成的，即：①主动提取知识意义、②对抗自我、③感触困惑、④相信自己，大胆发表、⑤善于想象，勇于探索、⑥调用自己的知识、⑦按照自己的知识思考或实施、⑧善用思维助手。^[8]为了确保上述学习过程的有效发生，教师及中介者必须提供相应的指导性学习环境。这里的指导性学习环境，是指在真实学习情境中，教师及中介者为学习者解决问题提供帮助时所必须借助的各种条件性要素（参数）。由于学习者建构知识的机会和方式是多种多样的，故指导性学习环境应是动态的，即所有学习环境要素只有发生相互作用并与8个正向学习过程进行交互才能实现对学习的有效干预。指导性学习环境不仅指学校实际的教学环境，也指基于计算机的虚拟学习环境，更代表了学习的教育环境和文化境脉的一种理想框架。

面向学校教学及基于计算机的指导性学习环境的设计要素包括以下七个方面。

1.               1.激发学生，启动学习

学习者受到激发，产生学习的欲望，才会主动对正在处理的知识提取意义。这是发生学习的第一步。为此，要做好学习的启动。首先，设计者及教师要找到学习者的兴趣点并获知其背景信息，然后，据此对学习内容建立适当的境脉，并在学习者可以通达的范围内提出问题。启动学习应把握的原则是：要让学习者感到自己跟所学内容的关系很密切，让他们非常关心所学内容。有效的启动学习策略有很多，比如利用头脑风暴集中学习者的注意力，明确动机；利用司空见惯的日常现象中蕴藏着的神奇提出问题；利用学科发展史将知识置于一定的时期和社会背景，为学习者提供探索发现的适当维度；利用当下的事件或来自各种媒体的鲜活的事例，呈现完整的学习境脉等。

2.诱发概念系统失衡    

“困惑”或“扰乱”状态是产生学习渴望和发生学习的最佳时机。概念系统是学习者理解其周围世界的唯一工具，所以他们会紧抓不放。这就需要利用学习环境将学习者置于一个特定情境中，让他们发现自己的推理是有限的，或与新情境是矛盾的，无法应对新问题，于是他们的概念系统开始“动摇”，处在不稳定的“失衡”状态，从而产生转换旧的概念系统，形成新的、更能解决问题的概念系统的需求。这时，所提出的问题就会对他们的学习产生积极推动作用。诱发概念系统失衡，可以在两方面作出努力：一是制造适当的真实“对抗”情境。比如，课堂上或虚拟学习社区中，针对某一话题，让观点各异的两组学习者展开辩论，往往在反驳对方，为自己的观点寻找证据的过程中，学习者会机警地发现某一超出所学范围的概念的科学定义，同时可以经历从激烈的冲突到逐步达成共识的阶段，这样的学习常常是深刻而有效的。二是利用现实制造冲突。有些实验现象、学习项目，乃至媒体、教科书，专家会议上传递的知识，都会有与学习者的概念系统发生冲突的方面。

3. 护卫与引领学习者的探索

“扰乱”是动摇学习者认知系统的理想工具，但如果扰动程度太大，让学习者感到信心不足或者感到心理过渡紧张，这样的扰乱就会阻碍学习。因此设计者或教师还要发展一种信任的、没有讥讽的、安全的氛围，让学习者敢于往前探索，不怕让别人看到自己的不足。营造良好的、健康的氛围和关系，首先必须让学习者有机会表达自己的观点，且不会感到任何危险。其次，给他们犯错误的权利，明白错误是学习进程的重要元素，可以在错误中找到理解的入口。第三，善用评价。除了适当利用基于课案的测验之外，加入发展性的实作评价和自我评价往往更有效。第四，制定明确目标，管理好学习时间。在基于课堂的指导性学习环境中，教师不是“知识的经销商”，而是作为学习条件的组织者来介入学习活动的，他要维持“扰乱”与“护卫”之间适当的平衡，任何一方的偏颇都可能终止教学过程。

4．制造想象与创新机会

想象可以帮助学习者拉近真实世界与科学世界的距离，从而更好地理解两个世界。有了想象，学习者就可以超越已知而探索未知。正是想象可以让学习者尝试形成理论化思维，而且有可能跳出已有知识的藩篱，找到当下尚不明晰的问题解决方式，从而可能形成一些原创性的想法。因此，在学习环境中要特意设计一些“想象”任务或专栏，制造让学习者检验自己大胆假设的机会，这样可以缩短通达正确理解的进程。

5．营造知识的“再投资”情境

知识只有通过运用才能得到活化，才能具有可用性。设计的一个重要环节就是为学习者提供能够对所吸纳的知识进行“再投资”的情境。再投资主要是围绕建立组织性的、交互性的，或照奥苏贝尔所说的起“先行组织者”作用的结构性概念来进行的，这样的做法可以使学习者在已有知识和所学习的领域之间建立一个网络，而且能理解其间不同概念的相互作用。这种对知识运用的意义超出了简单的迁移，它可以使学习者能够识别差异中的相似，跳出定势，与实体分离，形成某种抽象的能力。把学习者置于这样的再投资情境的有效方法有很多。常用的包括，按照某一任务所需的不同技能对学习者分组，组与组之间的任务相互联系和彼此依赖，最后的学习产品是组间横向联系和跨学科性的，这种利用团队之间的智能分布可以促发更完善的科学理解，而且便于提高学习效率。另外，角色扮演游戏、公开展示、相互教学等方法，可以使学习者逐步习惯于用不同的方式去除知识境脉和重建知识境脉，从而对知识进行不同的“再投资”。

6.引导学习者学会关于知识的知识

琐碎的、缺乏联系的知识，在解决问题过程中很难被激活，很容易成为惰性知识。在学习环境中应有意引导学习者对知识的全面理解，形成良好的思维方式。为此，设计中不能仅停留于让学习者获得具体的知识，还要引导他们掌握一定的思维技能（比如分析的方法、系统的实验方法），引发在识知过程（knowing knowledge）中思考和异想，逐步让他们形成建立良好思维状态（逻辑推理、批判性思维、好奇、自信等）的行为。学习者会逐渐领悟到，具体知识、识知、技能和行为，都是知识的不同类型，它们四者是相互依赖、不可分离的，只能把它们作为一个整体共同发展。比如，科学实验既能给人以深刻印象，又可展示技术过程和原理，最重要的是，实验可以展现知识完整的复杂境脉，因此通过探究性实验所学到的科学知识往往是有意义的。

7．帮助学习者启用思维助手

所谓“思维助手”是指为了实现一定的学习，设计者及教师所必须提供的各种信息媒介和方法。思维助手可以是任何干预情境，比如，为了学习某一科学原理所利用的讲座或实验方法、小组学习、参观博物馆、专家的介入、研究性信息（因特网、书籍、媒体等）、某个项目、明确界定的目标、自编的表演、游戏、模拟、设计概念地图、隐喻、故事，等等，这些都可以用来给学习者提供最好的机会，让他们能亲自“触及”到知识，跟知识互动，实现概念系统的转换。

以上所有学习环境参数必须相互作用，才能形成对学习者自主学习的强大支撑。在这样的学习环境中，学习者从事着发生学习所必须的每一个过程，他们将意义置于其中、不断地付出投入并把各个过程联结起来，一点一点地建构了自己的知识。显然，变构学习模型所解释的学习，其关键前提就是学习者的自主。这种自主有助于学习者发展批判性思维和创造性想象，有可能超越教师或社会提供的给定模式，因此变构学习理论倡导的是创新性学习。目前LDES团队已将变构学习的思想从课堂学习推广到日常学习，特别是已将基于计算机的新型学习工具引入到指导性学习环境之中，以便提供高效的学习助手。比如他们开发了一系列的适于青少年学习科学知识的项目，如案例推理、剧情参与(scenario-participating ), 爱因斯坦博物馆学习，等等，这些项目都是借助媒体技术生动再现了科学发展史上的重大发现和探索历程，并以不同的任务设计吸引青少年参与科学探秘。LEDS的探索提供了从“学习－教育—文化”整个维度建设学校及公民教育体系、提升公民科学素养的一个好的范例，极大地推进了瑞士乃至整个欧洲的科学教育的发展。

参考文献

[1] Keith Sawyer, R. (Ed.) (2006). The Cambridge Handbook of the Learning Sciences. Cambridge University Press, NY, , p.xi . 

[2] Allosteric? What does that mean？http://www.ldes.unige.ch/ang/rech/allost.htm

[3] 罗伯特·坦尼森等主编. 任友群、裴新宁主译. 教学设计的国际观（第1册）. 北京：教育科学出版社，2005. 6

[4] Giordan, A. The allosteric learning model and current theories about learning. LDES课程材料，http://www.ldes.unige.ch/ang/rech/allost.htm.

[5] Pellaud, F. & Giordan, A.(2002). Faut-il encore enseigner les sciences?. L’ Actualté Chimique, juillet.

[6] Giordan, A (1995). Learning: beyond constructivism. http://www.ldes.unige.ch/ang/rech/allost.htm..  

[7], [8] Pellaud, F. & Eastes, R-E.(2003). The importance of ‘presenting’ knowledge: The role of the teaching environment in the Allosteric Learning Model, in Actes du Hawaii international conference on social science, Honolulu.

变构学习模型与教学设计(1)

 Allosteric learning model and a new approach to instructional design (1)

裴新宁

Acknowledgement:

This paper was funded by the Great Program of key research bases in humanities and social science authorized Educational Ministration of P.R. China. (05JJD88062, “Improving Changes of Learning Culture by Instructional Design ”). Global Education firstly published it in Dec. of 2006.

Professor Andre Giordan ( the leader of Lab of Didactic and Epistemology of Sciences in Geneva University.  http://www.ldes.unige.ch/info/membres/ag/andre.htm) has provided me with great help and much important direction on the research of new learning models. I refered to some research findings made by Dr. Ms. Francine Pellaud (one of the members of LDES and an expert of Learning as well as Environment and Sustainable Development Education. http://www.ldes.unige.ch/info/membres/fp/fp.htm). I would like to extend grateful appreciation to both of them.

Abstract: How do people learn? How do we effectively help people to learn? Both of them are important issues which have aroused increasing attention of educational researchers. Learning Sciences is exploring and opening out the complexity of human-being’s learning. The naissance and growth of Learning Sciences have speeded up the process of realization of effective learning and teaching, also it has laid a more appropriate foundation of research and innovation in the field  of education. Allosteric learning model is an alternatively theoretical interpretation about the complex mechanism of learning. This theoretical model has broken through the limits of existing theories which interpret the phenomena of learning from a single dimension. From an inclusive view, it looks upon the process of learning as renovation and transformation of learners’ conceptions, such a highly active learning actually is the process of creation acted by learning agent (who is learner self). Based on those hypotheses, it puts forward learner-activity parameters affecting learning as well as learning environment parameters or didactic parameters, which give implications and guides for designing effective learning environment, especially web-mediated learning environment.

Key Words: learning sciences, allosteric learning model, conceptions, learning environment

【摘要】人究竟是如何学习的？怎样才能有效促进学习？是教育研究日益关注的两个重要问题。学习科学研究正在揭示着人类学习的复杂性，它的诞生与发展加速了实现有效教学的进程，也奠定了教育理论与研究创新的基础。变构学习模型是关于学习的复杂性机理的一种理论解释，它突破了以往的学习理论从单一维度解释学习现象的局限，而以综合的视角，将学习看作学习者自主发生的概念系统转换，其实质就是学习者的自我创新过程，由此提出了影响学习的学习者活动参数以及学习环境或教学参数，为有效教学提供了指南。

【关键词】学习科学  变构学习模型 概念系统 指导性学习环境

【作者简介】裴新宁 华东师范大学课程与教学研究所  博士 副教授。 中国上海，200062

                   日内瓦大学心理与教育学院LDES合作研究者(瑞士日内瓦,1205)

一、        一、  当前国际教育理论研究的挑战与聚焦——学习的复杂性

学习的复杂性带来了教学及其研究的复杂性，同时构成了当今教育理论研究的最大挑战。为了揭示复杂的学习过程的机理，在20世纪90年代，学习科学研究在美国及欧洲发达国家兴起了。这一学科旨在通过对不同场景（包括学校及校外各种学习场景）中教与学活动的跨学科研究，形成对导致最有效学习的认知和社会过程的全面理解，从而使教育者能够运用这些知识设计课堂以及其他学习环境，帮助人们更深入、更有效地学习^[1]。与以往任何一门研究教育现象的学科所不同的是，学习科学有着本体论意义上的严格的方法论和假设检验体系，包括建构主义认识论影响下的研究方法论和方法系统，以及基于设计科学、实验和技术的多样化的实证手段。学习科学家们目前正在追求对不同情境下的学习发生机理的合理解释和科学建模，以便为信息时代的有效教学及研究提供更为直接的支持，学习科学正在国际上壮大发展成为一个方兴未艾的交叉型基础性学科。在我国，尽管“学习”一词也在学界频繁出现，但实际上教育研究的中心离“学习”这一主题还很远。对学习科学的关注和研究，有可能彻底突破长期以来我国的教学研究缺乏有效的研究工具、标准和方法，以及研究结论疏于理性思考而偏于个人经验的状态，也有可能找到教育理论与研究创新的根本出路，真正能与世界同行展开对话。

学习科学研究的视角是多元的。作为探索学习复杂性奥秘的欧洲学派杰出代表，瑞士日内瓦大学科学认识论与教学实验室(LDES)的研究可谓独具匠心。几乎与北美学习科学家们的探索启程同步，早在20世纪80年代后期, LDES的学习科学家们通过大量的科学学习实验，对皮亚杰的个人建构主义理论以及奥苏贝尔、加涅、布鲁纳、皮尔特－车尔蒙特（Perrt-Chermont）等大家的十多种关于学习的理论的工作机理进行逐一的验证，并着眼于学习的认知过程的发生，从“不同情境中学习的意义”、“工作机理”和“促进学习的条件”等三个方面对这些学习理论和模型进行了分类和重新检验。他们发现，学习一定是整合了多维度、多功能、多境脉的活动，单一维度的理论模型在真实学习情境中都会遭遇变形和弯曲。即便是看似简单的课堂学习也是如此，在知识的发送（中介者的头脑）和接收（学习者的头脑）过程中有很多参数进行了干预。他们认为，不同的学习理论模型只有在严格剥离出来的特定学习情境中才具有解释力，对由不同情境交织而成的真实学习来说，需要考虑从一个综合的维度来揭示其发生机理，这样才能对教学乃至教育发展提供适当的指导。变构学习模型正是在这样的背景下诞生并发展的。

二、什么是变构学习模型

以生物学家和科学教育专家André Giordan教授带领的LDES团队的研究和实验得到了来自英美许多国家教育研究学者的一致关注。专家们认为，LDES的研究取向在解释复杂学习上非常实用，所提出的学习发生机理很像化学上“变构蛋白质”的结构与功能。经过1988年间北美及澳洲地区召开的一系列会议讨论，最后确定将LDES提出的关于学习的理论解释命名为“变构学习模型(allosteric learning model)”。

“变构学习模型”隐喻有两点相互关联的基本意含^[2]：

第一，变构蛋白质特定的功能跟氨基酸序列无关，而是决定于氨基酸序列上起决定作用的活性位点之间的关联。由此，学习的发生，即学习者的思想（概念系统）更新，不是记录观念并按顺序排列，而是学习者主动对这些观念建立关联，并使这样的关联活化。

第二，变构蛋白质的形态和功能可以被外部环境改变，且可以通过人为操作实现。由此，学校教师及其他教育者不可能直接地参入学习者个体的思维，但可通过操作教学环境来干扰学习者的概念系统，从而促进学习者的学习。

三、变构学习模型对学习发生机理的解释

1.概念是一种思考方式，它不是通过从教师到学生的直接传递而得到的。

变构学习理论认为，成功的教学在于让学生学会学习，其前提和关键是学习者必须拥有适当的概念（concept）并形成可持续发展的概念系统（conceptions）。

我们知道，学习者的思维过程不是被动的记录系统。在教师呈现某一话题之前，学习者头脑里已经拥有了跟这一话题相关的不同的问题、想法、参照和习惯。换句话说，他们自己已经在操纵着一个特定的解释系统——概念系统。这一概念系统不仅包括学习者源自先前生活情境的关于世界的心智图景（如自然的和地理的、家庭的和情感的、文化习俗的、甚至社会经济等方面的经验感知，这些都关涉到一定的社会范式和价值体系），还包括他们进行判断和行动时所运用的推理方式。两方面的结合，使个体可以从其周围的世界中获得意义。如果用“冰山” （参见图1）作个比喻的话，概念系统并不只是指“冰山”上显见的部分，更包括潜藏着的心智活动过程本身。知识的建构依赖于学习者所运用的概念系统，概念系统定制了所有学习者（包括成人和儿童）破译信息的方式。作为一种活性系统，它可以对情境进行识别，来促进学习者的已有知识，同时这一过程本身也成为学习者获得新知识的重要工具。换句话说，借助概念系统，学习者诠释他们所接收到的数据并潜在地形成新知识。概念系统是学习者用以控制其环境的一种方式，是一种知识状态，一种取向；它既是心智的，也是行为的。在研究概念系统的构成和工作机理时，我们可以在认识、情感、情绪、认识论，以及概念或语义网络等不同维度上找到它的实质性要素。

2. 拥有知识是由学习者起决定性作用的概念系统转换过程所致

获得知识必须经过一个叫做“概念精制（elaboration）”的活动。^[3]所谓概念精制，是指学习者借以把新信息同所调用的知识进行对照并生产出对解答他们的问题更为适当的新意义，从而实现概念系统转换的手段。^[4]这就是说，每当学习者真正理解一个模式或能够运用某个概念的时候，他的心智结构实际上要进行全面的重组。所以说，学习并不是简单的从教师到学生单向传递的结果。

图1.概念系统的构成

(根据Giordan-Pellaud，2002编译绘制)^[5]

3.概念系统转换须借助多参数的交互

对学习者来说，概念系统转换从来都不是中立的、简单的过程。它是一个复杂函数。可以用数学公式把概念系统转换机理表示如下:

CONCEPTION＝ f (P, R, M, N, S) ^[6]

即，概念系统转换是P、R、M、N、S等几个参数交互作用的结果。

其中：

P（problem，问题），系指一系列的可以启动概念或导致概念运用的比较明确的问题形式（Q，即questions）。问题（P）是学习者体验到的对自己处于平衡态的原有概念系统的威胁或挑战，是引发智力活动的驱动力。

R(set of references可参照知识的状态，或称作参照系)，系指一系列的主体借以绘制和整理自己的概念的外围知识，主要是指学习者生成新概念时所依靠的他们已掌握的其他概念，如各种思考和推理的程式等。

M（mental processes，心智处理），系指一系列的由学习者自我控制的智力加工和转换。这些处理允许学习者对自己参照系中的元素建立联系，进行区分，并生成和运用概念。

N(semantic network/grid，语义网络或语义网格)，系指发生并存在于参照系和心智处理中的相互作用的组织，其作用在于使语义具有整体一致性。换句话说，某一概念的核心和外围要素之间所有关系的相互作用，产生了一个新的意义网络，并为概念自身赋予了含义。

S(signifiers，意义符)，系指生成和解释概念所必须的一系列的观念、符号和标记。

4.概念系统可能成为学习的障碍

概念系统是已有知识跟所要获得的知识之间建立关联所必须的工具，但同时它也可能成为学习的障碍。它可能会成为学习者智慧的“牢笼”，而将学习者框定于某一种理解世界的方式上（如线性因果方式或传统逻辑方式等）。当新信息传递到学习者的这一解释系统时，总是要经过一番诠释甚至难免被“误报”，最终才会达到对该系统的适应。如果这种适应不能发生的话，新信息就会被拒绝。因此，过于刚性和强大的概念系统很可能会阻碍新的学习。概念系统的作用好比一个“滤过器”，所有知识的获得就产生于这一复杂的精制活动中。所以，若使新的学习发生，学习者就不能静守自己的概念系统，等待新信息的适应；而必须通过运用知识来面对新信息，而后生产出新的意义，从而更敏捷地对所提出的问题或者他们觉察到的危机作出回应。这样，“活性概念位点”（active conceptual sites）就形成了一个相互作用的结构，这一结构对组织新信息以及精制新的概念网络是至关重要的。

也许有人会问：在概念精制的过程中，是否存在新信息的直接通道，即新信息可以不受任何阻碍地为学习者所接受，直接进入新的概念系统呢？答案是：可能存在。但唯一的办法就是新信息必须与学习者的全部已有知识完全相同，同时也必须恰好落入“最近发展区”。然而这种没有干预的转换只有对少数学生而言是可能的。对大多数学生来讲，必须在指导性学习环境（didactic environment）的帮助之下，运用自己的概念系统来战胜障碍。这一指导性学习环境使学习者借助“解构－建构”的手段，对现有知识进行转换。“解构－建构”为学习者的实际学习和运行具有可持续性的信息库提供了机会。

                                                图2. 概念系统的转换^[7]

注： CONCEPTION ＝ f (P, R, M, N, S)