學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計的模型研究分析

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摘要：問題解決等學(xué)習(xí)方式得到學(xué)習(xí)科學(xué)的高度重視，并作為研究重點在學(xué)習(xí)科學(xué)領(lǐng)域占據(jù)重要位置。基于對學(xué)習(xí)的新型理解，提出基于問題的學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計模型，并運用活動理論作為分析框架，對該設(shè)計模型的組成要素進行剖析。

關(guān)鍵詞：學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計模型；認知工具；CoVis項目；問題解決；MindManage

1前言

美國著名教育技術(shù)學(xué)者DavidH.Jonassen曾終其一生執(zhí)著于對問題解決學(xué)習(xí)的探索與研究。正如他所說，問題充斥在人們?nèi)粘Ｉ钆c工作中的每個角落，人們時時刻刻都在嘗試如何解決問題、改造世界，而實際上在這個過程中學(xué)習(xí)正以非正式的方式發(fā)生著。在當(dāng)今新興而起的學(xué)習(xí)科學(xué)研究領(lǐng)域，作為重要研究方向之一的真實性學(xué)習(xí)正是以問題解決為導(dǎo)向，以促進真實境脈識知為指向的。有研究表明，在過去的20年間，問題解決等新型學(xué)習(xí)方式得到學(xué)習(xí)科學(xué)的高度重視，并作為研究重鎮(zhèn)在學(xué)習(xí)科學(xué)誕生以來的20多年中占據(jù)了重要的位置[1]。作為國內(nèi)學(xué)習(xí)科學(xué)研究的倡導(dǎo)者與踐行者，華東師范大學(xué)學(xué)習(xí)科學(xué)研究中心學(xué)術(shù)團隊若干年來一直致力于對真實環(huán)境下學(xué)習(xí)的研究，以及基于真實性學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計。從追蹤學(xué)習(xí)科學(xué)及其相關(guān)領(lǐng)域著名學(xué)者的研究，到開展基于本土教學(xué)的實踐探索，該學(xué)術(shù)團隊逐漸形成自身對學(xué)習(xí)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(chǔ)之上，對支撐問題解決的學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計模型的思考。

2基于問題的學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計的理論基礎(chǔ)

任何教學(xué)設(shè)計都是建立在設(shè)計者對學(xué)習(xí)本質(zhì)的理解基礎(chǔ)之上的。不同的學(xué)習(xí)理論信仰者，其付諸實踐的教學(xué)也會大相徑庭。DavidH.Jonassen認為：“學(xué)習(xí)是知識建構(gòu)，學(xué)習(xí)是社會協(xié)商，學(xué)習(xí)是概念的轉(zhuǎn)變，學(xué)習(xí)是情境脈絡(luò)的變化，學(xué)習(xí)是活動，學(xué)習(xí)分布在共同體之間?！盵2]這是他在綜合多個學(xué)科研究的基礎(chǔ)之上提煉出的幾種關(guān)于學(xué)習(xí)的權(quán)威解釋，這些解釋從不同的側(cè)面描述了學(xué)習(xí)的特性，而這些方面表面看似分離，實際上是理解學(xué)習(xí)本質(zhì)需要綜合考慮的整體。這些關(guān)于學(xué)習(xí)的理解構(gòu)成該研究的理論基礎(chǔ)之一。因知識的建構(gòu)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基礎(chǔ)性理論——情境認知學(xué)習(xí)理論和活動理論。對于情境認知學(xué)習(xí)理論的研究與探索，目前主要集中在教育心理學(xué)和人類學(xué)兩個領(lǐng)域。雖然兩個領(lǐng)域的研究都起源于對“惰性知識”學(xué)習(xí)的批判，然而他們的研究關(guān)注點卻不相同。教育心理學(xué)更關(guān)注知識學(xué)習(xí)的認知層面，強調(diào)應(yīng)為學(xué)生提供真實性的問題，還原知識產(chǎn)生與發(fā)展的復(fù)雜境脈，從而提升知識的遷移力，因而提出實習(xí)場的概念。相反，人類學(xué)則不關(guān)注個體的知識學(xué)習(xí)，其更關(guān)注的是共同體境脈，把學(xué)習(xí)看作“構(gòu)建共同體成員的身份，并在這個過程中成為智識化的、有技能的人，后者蘊含在前者之中并由前者激發(fā)而來，在這個過程中，前者對后者加以塑造并賦予其意義”[3]。因而人類學(xué)視角更加關(guān)注的是實踐共同體的組建。實習(xí)場與實踐共同體主要有以下幾點區(qū)別。1）關(guān)于學(xué)習(xí)情境的設(shè)計。實習(xí)場中的學(xué)習(xí)情境是仿真的、模擬的，是仿照真實世界中的情境而人為設(shè)計的；而實踐共同體中的情境是真實的，是存在于現(xiàn)實生活和實踐中的。2）學(xué)習(xí)者身份的變化。在實習(xí)場中，學(xué)習(xí)者的身份基本上是持久不變的，而實踐共同體中的學(xué)習(xí)者在經(jīng)歷學(xué)習(xí)的同時，也從合法的邊緣參與者逐漸變成共同體中的核心成員。實際上，在本研究中更倚重的是情境認知學(xué)習(xí)理論的教育心理學(xué)觀點，嘗試通過設(shè)計仿真的任務(wù)情境、逼真的問題，提供學(xué)習(xí)支持，從而幫助學(xué)習(xí)者完成概念轉(zhuǎn)變，形成知識建構(gòu)，建立心智模型。同時，在具體的要素設(shè)計時又用到了活動理論?？梢哉f，人類的一切工作和實踐都可看作活動，是在活動中發(fā)生、發(fā)展的。在理論的思考與衍化中，有學(xué)者陸續(xù)提出活動理論的六要素、四系統(tǒng)及三層級的觀點，即活動包括主體、客體、共同體、分工、法則和工具/符號六個要素，這六個要素又相互關(guān)聯(lián)構(gòu)成生產(chǎn)子系統(tǒng)、消耗子系統(tǒng)、分配子系統(tǒng)和交流子系統(tǒng)四個系統(tǒng)，而活動又是以活動、行為、操作三層結(jié)構(gòu)而存在的。作為仿真世界中的問題學(xué)習(xí)，問題本身即是活動要素與活動子系統(tǒng)的統(tǒng)一體，而在學(xué)習(xí)過程中涉及的認知工具、學(xué)習(xí)共同體、資源等則是作為學(xué)習(xí)活動層面所涉及的活動要素而存在。因此，完全有理由將活動理論作為本研究設(shè)計的指導(dǎo)框架。可以說，情境認知理論為人們提供了方向的指引，而活動理論則為人們提供了具體設(shè)計的思考視角與方法指導(dǎo)[4]。

3基于問題的學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計模型

本研究所提出的學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計模型主要適用于真實情境中的結(jié)構(gòu)不良問題。該模型包含兩個核心要素，即心智模型、問題設(shè)計，以及其他六個要素，即相似案例、認知工具、支撐工具、學(xué)習(xí)共同體、信息資源以及評價。這些要素都圍繞問題設(shè)計，并服務(wù)于心智模型的建構(gòu)。此外，該模型還提出九個評價變量，分別是參與性、逼真性、生成性、復(fù)雜性、相關(guān)性、協(xié)作性、自主性、多元性和反思性。實際上，這九個變量正是評價學(xué)習(xí)是否建構(gòu)性發(fā)生的重要指標(biāo)，因此作為“基于問題的學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計”模型的參照準(zhǔn)繩，滲透在研究者對各個要素的設(shè)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，心智模型并不陌生，當(dāng)人類解決問題并在此過程中生成學(xué)習(xí)時，相應(yīng)的心智模型就被構(gòu)建起來了；而當(dāng)人們再次遇到相似問題時，該心智模型則會被調(diào)用激活[5]。簡單來說，心智模型就是人類對外部世界的心理映像，包括表征概念關(guān)系的結(jié)構(gòu)性知識、表征因果關(guān)系的程序性知識、表征策略性監(jiān)控能力和自我認知能力的元認知知識以及表征應(yīng)用條件的境脈性知識。而心智模型的表征方式也可包含語義表征和圖形表征。問題設(shè)計問題是該學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計模型的核心，問題的內(nèi)容決定著設(shè)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，問題是仿真的、鮮活的，有著真實世界中問題的境脈復(fù)雜性，滲透著活動系統(tǒng)的六個要素，要素與要素之間又構(gòu)成四個子系統(tǒng)，而活動在縱向又呈現(xiàn)三層結(jié)構(gòu)。在分析問題時，首先可以界定問題所在的領(lǐng)域，在領(lǐng)域?qū)＜业膸椭吕迩搴诵母拍?，并借助于從業(yè)者在現(xiàn)實世界中尋找應(yīng)用這些核心概念的真實問題，從活動系統(tǒng)的六個要素、四個子系統(tǒng)以及三層結(jié)構(gòu)關(guān)系引導(dǎo)從業(yè)者對問題的復(fù)雜境脈進行剖析。例如：活動的參與者有哪些？他們的角色是怎樣的？他們完成該任務(wù)或活動的動機是什么？他們的信仰是怎樣的？活動的預(yù)期成果是什么？是否可行？評價結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)是什么？活動的歷史階段有哪些？在不同的歷史階段，活動有哪些變化？活動中涉及哪些行為和操作？活動、行為和操作之間的關(guān)系是怎樣的？活動中將用到哪些工具？這些工具的功能是什么？這些工具是如何被應(yīng)用的？活動中的規(guī)則有哪些？系統(tǒng)的價值觀和信仰是什么？參與者之間的任務(wù)分工是怎樣的？是如何劃分的？等等。通過對活動要素、子系統(tǒng)以及活動結(jié)構(gòu)的分析，將現(xiàn)實世界中應(yīng)用核心概念的問題呈現(xiàn)出來。但是在這之后，還需要領(lǐng)域?qū)＜液驼n程專家的介入，根據(jù)學(xué)生心理發(fā)展階段以及先擁知識的情況，對問題再進行精細加工，其實也就是仿真的過程。如對問題境脈復(fù)雜性的考慮，基于對問題解決所需的知識結(jié)構(gòu)及知識點的考慮對問題的構(gòu)成要素等的調(diào)整。經(jīng)過從業(yè)者對原始問題的呈現(xiàn)、領(lǐng)域?qū)＜液驼n程專家對問題的打磨，最后將呈現(xiàn)給學(xué)生適合他們探究與解決的問題。相似問題實際上，對相似問題的考慮和設(shè)計是由基于案例的推理理論而來[6]。這里對相似案例的設(shè)計，主要是為了增強學(xué)習(xí)者的認知彈性、促進知識遷移。相似案例也將以問題的形式呈現(xiàn)，其問題的解決將用到與解決上述主問題時相似的知識結(jié)構(gòu)，只是相似案例中的問題與主問題在要素、情境與表征上有所不同，它是核心概念及相似知識結(jié)構(gòu)在其他境脈中的應(yīng)用。對相似問題的設(shè)計同樣可以采用活動分析法，并可以適度增加問題的復(fù)雜性。認知工具Kommers、Jonassen和Mayes（1992）曾清晰界定過認知工具的概念，提出認知工具是觸發(fā)學(xué)習(xí)者思考并輔助特定認知過程的計算機工具[7]。認知工具可以減輕學(xué)習(xí)者的認知負荷，幫助學(xué)習(xí)者對信息進行搜索與加工分析，形成合理的問題表征，并對知識結(jié)構(gòu)進行靜態(tài)表征與動態(tài)調(diào)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、問題表征工具、靜態(tài)知識建模工具和動態(tài)知識建模工具。筆記本、計算器、工作單、電子數(shù)據(jù)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。問題表征工具的設(shè)計基于心理學(xué)家對人類認知機制的研究結(jié)果，即人類心智的情節(jié)表征。因此，通常鑲嵌于具體問題情境以及具有領(lǐng)域特定性的可視化工具可用于促進學(xué)習(xí)者對問題的表征，如CoVis項目中的溫室效應(yīng)觀察儀等[8]。對于靜態(tài)建模工具，除了傳統(tǒng)的紙筆勾畫知識結(jié)構(gòu)圖外，目前常用的軟件如MindManage，可通過將學(xué)習(xí)者的知識結(jié)構(gòu)外顯化，幫助他們對自身的知識結(jié)構(gòu)進行反思與調(diào)整。動態(tài)建模工具實際上也是用于學(xué)習(xí)者對知識結(jié)構(gòu)的調(diào)整，只不過它是通過對動態(tài)輸入、輸出結(jié)果變化的觀察而對知識結(jié)構(gòu)的反思。對動態(tài)建模工具的設(shè)計同樣是具有領(lǐng)域特殊性的，需要基于問題的內(nèi)容進行有針對性的設(shè)計。支撐工具支撐工具的設(shè)計源于維果茨基的“最近發(fā)展區(qū)”理論。該類工具的設(shè)計將為學(xué)習(xí)者解決問題提供知識/概念的鋪墊、元認知策略的思考與引導(dǎo)，以及問題解決策略的支持等。對于仿真的問題解決，往往涉及的知識結(jié)構(gòu)是龐大的，學(xué)習(xí)者與知識概念的遭遇也并不是循序漸進、由淺至深的，設(shè)計者常常需要為學(xué)習(xí)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題情境或相關(guān)資料中[9]。同時，對學(xué)習(xí)者問題解決過程以及元認知策略的引導(dǎo)是很關(guān)鍵的，這可以發(fā)生在教師對學(xué)習(xí)者的指導(dǎo)中，也可以借助其他方法將這些引導(dǎo)策略呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者，如美國科學(xué)教育WISE項目利用“小熊貓”，將對學(xué)習(xí)者的提示和指導(dǎo)鑲嵌在學(xué)習(xí)平臺中，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)需要點擊查看。學(xué)習(xí)共同體學(xué)習(xí)共同體是學(xué)習(xí)者為著共同的學(xué)習(xí)目標(biāo)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“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的快速發(fā)展，異地協(xié)作學(xué)習(xí)已成為常態(tài)存在。然而，如何才能使學(xué)習(xí)者共同體之間的協(xié)作積極有效？如何才能促進學(xué)習(xí)者之間知識的分享、觀點的碰撞與問題的解決？這些都是需要探究的。筆者曾對知識論壇、CoVis項目的協(xié)作記事簿進行分析研究，并總結(jié)出如下策略：1）組建學(xué)習(xí)共同體時，研究的問題需要明確、開放，責(zé)任和角色分工要清晰明了，并且需要隨時監(jiān)控和調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)者的互動過程；2）要鼓勵學(xué)習(xí)者進行跟進式的問題解決，在將問題進行細化拓展成子問題的同時，鼓勵學(xué)習(xí)者在他人發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上發(fā)表自己的觀點，促進疊進式討論；3）幫助學(xué)習(xí)者聚焦于問題本身，提醒學(xué)習(xí)者反思自己正在從事的子問題與大問題之間的關(guān)系，并幫助他們對問題形成共享的理解；4）將個體的工作鑲嵌在共同體任務(wù)之中，強調(diào)團體的工作。信息資源信息資源是問題解決所必需的，有些信息被自然地鑲嵌在對問題的設(shè)計和描述中，有些信息資源則需要設(shè)計者事先籌劃和準(zhǔn)備，或者需要學(xué)習(xí)者在解決問題時根據(jù)需求在互聯(lián)網(wǎng)上自行尋找。一般來講，作為設(shè)計者，本身需要明了在問題解決過程中學(xué)習(xí)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(shè)計學(xué)習(xí)環(huán)境時建立一個相應(yīng)的信息資源數(shù)據(jù)庫，以供學(xué)習(xí)者使用和搜索。此外，在學(xué)習(xí)者自行搜索信息時，教師應(yīng)給予相應(yīng)的引導(dǎo)和示范。評價除上述提及的九個評價變量外，學(xué)習(xí)者心智模型的構(gòu)建與概念轉(zhuǎn)變情況，還可以采用靜態(tài)概念結(jié)構(gòu)表征和結(jié)構(gòu)化訪談、對話的方法加以測評。對學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的評價不僅在于評價學(xué)習(xí)的效果，更在于對學(xué)習(xí)的促進，因此，在學(xué)習(xí)者繪制概念結(jié)構(gòu)圖，并與學(xué)習(xí)者進行對話和訪談的過程中，不僅要對學(xué)習(xí)的情況進行記錄，更要細心地點撥、指導(dǎo)，以此深化學(xué)習(xí)。此前提出的九個評價變量，實際上是對學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計本身進行反思所要考慮的幾個方面。參與性意在問題空間是否具有開放性、可以讓學(xué)習(xí)者自由探索；逼真性則不僅在于問題本身，更在于學(xué)習(xí)者在這個過程中所遭遇或建立的社會關(guān)系、使用的工具和方法等；生成性測量的是該學(xué)習(xí)環(huán)境能否促進學(xué)習(xí)者的持續(xù)探究和知識生成；復(fù)雜性則是對學(xué)習(xí)者從事的問題解決與現(xiàn)實世界中問題復(fù)雜性的對比；相關(guān)性一方面關(guān)注的是學(xué)習(xí)者對問題的擁有感，另一方面是問題解決所產(chǎn)生的學(xué)習(xí)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(xí)環(huán)境對促進集體性問題解決、知識共享和平等對話的作用；自主性旨在使學(xué)習(xí)環(huán)境能夠促進學(xué)習(xí)者自定學(xué)習(xí)目標(biāo)與研究問題，調(diào)整學(xué)習(xí)步調(diào)以及自我監(jiān)控學(xué)習(xí)過程；多元性強調(diào)的是問題解決的學(xué)習(xí)應(yīng)適應(yīng)學(xué)習(xí)者的不同風(fēng)格和特點，允許學(xué)習(xí)者從不同的視角對問題進行探究；反思性測量的則是該學(xué)習(xí)環(huán)境在促進學(xué)習(xí)者對自身學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)策略、協(xié)同合作等方面的思考。

參考文獻

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作者:李妍 單位:華東師范大學(xué)國際教師教育中心