学习环境设计论－情境化学习论的研究取向

1、学习环境设计论情境化学习论的研究取向副教授 徐晓东(Ph.D)E-mail:1讲座概要 首先对4种学习的隐喻进行评论，在此基础上从认知、学习、思维的情景依存性以及认知和工具的关系的视点，分析如何支持学习的环境以及开发作为资源的教材（contents）教具、策略运用等问题。2学习的隐喻学习的理论研究经历的三个主要范式的转变：行为主义“刺激反应”学习理论的假设“认知科学”的基于认知的信息加工理论的学习隐喻“学习是知识获得”基于情境认知与情境学习的理论研究首次参照人脑的认知机制构建学习隐喻“学习是知识的建构，是意义的制定”。网络技术的发展出现第四种有关学习的隐喻，即学习是社会协商表明。 3情境论的学

2、习理论的基础情境化学习理论作为认知科学的最新发展，有下述几种理论和学说发展而来。认知心理学关于学习与思维的情境依存性研究人类文化学理论马克思主义的社会学理论活动理论，社会性分散认知芝加哥学派社会学生态学理论的知见4知识、认知与学习的情境依存性Situated Learning Legitimate peripheral participation传统教学中，有关知与行分离的假设导致课堂词语教学的低速、低效和学习的失败。在日常交际语境中,人通常能以惊人的速度和成功学习语词。研究所揭示的事实表明，词语和句子并不是孤立的，它们总是存在于一定的交际场合和说话情境之中。Collins,Brown等人认为

3、，有关词语教学与学习的研究所得出的结论具有一定的普遍意义。情境认知强调将知识视作工具并试图通过真实实践中的活动和社会性互动促进学生的文化适应。 5例如：Me and my parents correlate, because without them I wouldnt behere. Mine English teacher is very beautiful and ease. I like she. 不僅英语如此，中文的學習也常因抽離脈絡，而產生似懂非懂所犯下的笑話。例如： 他們倆兄弟沒爹沒娘，整天如膠似漆。 佳佳的旁邊坐著喜歡惡作劇、上課愛打瞌睡的安安，她真是遇人不俗！ 6知识、认知与

4、学习的情境性 1作为工具的概念性知识 情境认知作为有关知识的新观点将概念性知识看作一整套工具。工具和知识共享着若干重要特征：它们都只能通过运用才能完全被理解，它们的运用既必须改变使用者对世界的看法，又必须适用所处文化的信念体系。在现实生活中，人们总是积极地使用工具，而不仅仅是获取工具，人们在使用工具的同时，不断构建对于世界和工具自身丰富内涵的理解。在生活中，学习与行动之间的界限是模糊的，学习已成为发生于某一情境中的一种持续的、终身的活动过程。 学习使用一种工具，除了解某些确定的规则外，更重要的是要了解工具使用的场合和条件，后者直接来自使用这一工具的某一共同体的活动情境，共同体逐渐积累的独特的洞

5、察力以及共同体的文化。因为，正是该共同体及其他们的共同信念决定了工具的用途。 7例子：同樣地，學生可能有足夠的能力擁有抽象的算則、公式，或通過複雜、困難的考試，但一旦遇到真實情況時卻束手無策。例如：考上駕照，不敢上路；紙筆測驗上擁有相當正確的沸點知識，然而野炊時卻無濟無事；學生學會熱漲冷縮的抽象概念，但遇到乒乓球被打扁了，或要把生雞蛋小心地放入（或取出）一個窄口瓶時，可能一點辦法也沒有。 8知识、认知与学习的情境性与生活中使用的其它工具一样，概念工具同样反映了使用这些工具的文化的累积性智慧以及个人的洞察力和活动体验。概念工具的意义不是抽象的、一成不变的，而是共同体内部社会协商的产物。总之，活动

6、、概念和文化是彼此依赖的。2学习与文化适应 对人的文化适应的研究表明，人从出身直至生命的终结都有意或无意地通过观察和实践接受着他所处的各种社会团体的信念、行为标准与价值取向的影响。 9例证：木匠和家具商使用斧頭的方式可能不同；工程師和物理學家使用數學公式的方式也有差異。例如：利用超市購物時，學習四則運算、分類的概念；觀察廚房炒菜鍋、開水壺、隔熱墊的材質，探究固體傳熱的原理。這些歷程似乎不太正式，但卻提供活生生與真實的機會，讓學生受益無窮。而這些往往是教科書範例，以及口語說明無法做到的。 10由于这种文化适应的隐蔽性、复杂性和客观存在性，人们往往忽略了这样一个事实：人们所熟悉的一切不是外部教学的

7、结果，而是周围环境文化的产物。在反思传统学校脱离生活实践的基础上，情境学习与情境认知的研究者都十分强调按照真实的社会情境、生活情境、科学研究活动改造学校教育，使学生有可能在真实的、逼真的活动中，通过观察、概念工具的应用以及问题的解决，形成科学家、数学家或历史学家等看待世界的方式和解决问题的能力，从而使学习真正有利于学生对某一特定共同体文化的适应。 3真实与逼真的活动某一领域的活动都是由其文化规定的。活动的意义和目的是通过现今与过去成员之间的磋商而以社会方式建构的。因此，一切有意义、有目的的活动都是真实的。这样，真实活动可以最简单地定义为日常的文化实践。学校提供给学生的则常常是被传统学校文化扭曲

8、了的真实活动的劣质替代品。 与学校教育培养人才的目标相反，在学校文化中的成功者未必能够成为真实活动中的成功者。 113真实与逼真的活动情境学习与情境认知的研究正是试图通过设置基于工作的、模仿从业者真实活动的学习环境，或借助信息技术设计的逼真、仿真环境和虚拟实境来提高学习的有效性，并保证知识向真实情境的迁移。 4. 情境学习与情境认知的假设 在有关情境认知与情境学习的研究中，理论家提出以下理论假设：a,认识学习者的生活经验以及在新知识的获得与运用中利用这一生活经验对于情境认知与情境学习是十分重要的。B,在研究情境认知与情境学习时必须认识到，对于以行动为目的的知识必须提供以下学习机会，这种学习机会

9、既跟真实的职业实践的境域相整合，又能十分贴切地模拟实践的需求。C,在发展与从业者、教育者、行政工作者和研究者相关的技能的全部课程中，都必须提供基于真实情境的学习的机会。D,在情境认知与情境学习中必须提供学习者对各种基本的假设进行反思的机会，因为正是在这些假设的基础上同时形成专业实践活动中的问题发现与问题解决。E,必须为学习者提供机会从多种观点中识别关键概念，由此促进学习者对真实活动过程复杂性的鉴赏力以及形成学习者在根据独特的真实活动情境发现应对问题的方式时的灵活性。 12例证：例如：學徒學習烹飪、裁縫、木工、魔方問題解決教學、Lampert的乘法教學，以及Pincsar & Brow利用交互教

10、學法幫助學生發展閱讀策略等，都是典型真實活動的例子。 13情境学习与情境认知的基本特征 情境认知与情境学习对知识在学习过程中的特征与作用的传统观点发起了挑战。该理论不是把知识作为心理内部的表征，而是把知识视为个人和社会或物理情境之间联系的属性以及互动的产物。因此，参与基于社会情境的一般文化实践是个人知识结构形成的源泉。心理学研究表明，在特定情境中获得的知识比所谓的一般知识更有力和更有用。为此，该理论认为，学习不仅仅为了获得一大堆事实性的知识，学习还要求思维与行动，要求将学习置于知识产生的特定的物理或社会情境中，学习更要求学习者参与真正的文化实践。持知识和情境活动相联系观点的情境认知与情境学习理

11、论将研究学习的焦点移至实践共同体中学习者社会参与的特征，将参与视作学习的关键成分，并要求学习者通过理解和经验的不断地相互作用，在不同情境中进行知识的意义协商。 1基于情境的行动 Suchmon（1987）觀察人們操作影印機時發現，大部分的人並非先閱讀完使用者手冊後再操作機器，而是在使用過程中遇到困難時，再查閱說明書或直接請有經驗的人。所以Suchman提出了情境行動（sitiuated action）的觀點，強調知識若脫離使用情境，則學習就變成玩抽象符號的遊戲況且，知識中的許多概念及規則必須透過實際的經驗來揣模，由實際行動中才能理解其真正的含意（Suchman，1987；鄭晉昌，民82）。 1

12、4校際協作學習的例证 青椒種植的南北方比較（自然环境下） 南方 ：生長期大約 8周 北方 ：生長期大約12周 使學生瞭解影響青椒生長的環境因數：包括了溫度、雨量、空氣、濕度、日照强度、日照時間、方向和風的强度，在每一個地區每一天環境因數的變化構成所謂的天氣，而每一個地區日復一年四季天氣規則的變化叫做氣候，那麼不同的蔬菜種類和品種都有不同的遺傳組成，所以它們的生長發育都有特別的需求。引導學生深化學習发现外界因數：是否可能用人為的方法來改善蔬菜生長的環境，簡單的方式，譬如說噴罐可以提高空氣的濕度，降低或提升空氣溫度，稻草覆蓋可以保溫、防寒。 15情境认知理论认为，人类活动是复杂的，包括了社会、物理

13、和认知的因素。人们不是根据内心关于世界的符号表征行动的，而是直接通过与环境直接接触与互动来决定自身的行动的。在这种基于情境的行动中，隐含在人的行动模式和处理事件的情感中的缄默知识将在人与情境的互动中发挥作用。情境行动的另一个重要特征是：实践者经常对情境进行反思。这表明，虽然随着实践者经验的日益丰富，其缄默知识的复杂性与有用性都会随之增加，但是当实践者必须处理不同情境中的问题时，他必须通过行动中的反思建构设计与解决问题的新方法，以便使情境行动得以继续。研究表明，不同领域的实践都存在着情境行动与行动中的反思相互交替的现象。因此，情境学习的理论鼓励学习者在解决问题时采取相似的行为显然是有益的。 16

14、2正规性周边参与正规性周边参与（legitimate peripheral participation）是情境学习与情境认知理论的中心概念和基本特征。该概念的提出在很大程度上增强了情境学习的非中心化观点，由此，该理论的分析重点从“居于权威地位的专家”概念转移至“共同体中学习资源的复杂结构”概念。根据这一特征，基于情境的学习者必须是共同体中的“正规”参与者，而不是被动的观察者，同时他们的活动也应该在共同体工作的情境中进行。“周边”参与是指这样一个事实，即由于学习者是新手，他们不可能完全地参与所有的共同体活动，而只是作为共同体某些活动的参与者。他们应该在参与部分共同体活动的同时，通过对专家工作的观

15、察，与同伴及专家的讨论，进行学习。在这样一种学习共同体中，专家不能因为新手的潜力而感到有所威胁，而应该尽可能地提供自己的知识与技能。“参与”意味着学徒（或新手）应该在知识产生的真实情境中，通过与专家、同伴的互动，学习他们为建构知识应该做的事情。为此，正规性周边参与应该是学习者获得文化的机制，它既包括了学徒与专家之间的联系，也包括了与其它所有作为实践文化组成部分的参与者、人工品、符号、技能和观点的联系。情境学习中有关正规性周边参与的研究主要关注的是学习者的社会参与的形式，学习则是其中必不可少的要素。但， Collins,Brown等人认为正规性周边参与不是一种教学方法。确切地说，它是用新的方式观

16、察和理解学习的透镜。 173实践共同体的建构 情境学习将社会性交互作用视为情境学习的重要组成成分。由此，在研究中显现出一个统一的概念，这就是“实践的共同体”（communities of practice）。该概念既强调学习是通过参与有目的模仿活动而构建的，同时，它也同样地强调实践与共同体的重要性。另外，Resnick（1988）指出：大部分人類的學習都是透過合作學習。傳統上認為學習應該都是互相競爭、直接教導，以及教學都是描述性的模式，是個落伍且嚴重錯誤的觀念。學習應該從周邊參與（peripheral participation）開始，讓學生進入文化脈絡中，觀察專家的表現，透過對話、模仿，以及

17、實際參與的歷程，從生手變成專。总之，学习是建构一致性与建构理解的一项双重性事业。学习者正是在这样一种实践共同体之中获得该共同体具体体现的信念和行为的。随着学生作为一个初始者或新手逐渐从该共同体的外围向中心移动，他们会较多地接触共同体中的文化，行动也会变得比较积极，随后，开始更为广泛地接触并进入成熟的实践舞台，扮演专家或熟手的角色。 18五、作为教学模式的情境学习与情境认知 1教学模式设计的关键特征 Collins等人通过分析提出了这类教学模式设计的关键特征：（1）提供真实与逼真的境域以反映知识在真实生活中的应用方式（2）提供真实与逼真的活动，为理解与经验的互动创造机会；（3）提供接近专家以及对

18、其工作过程进行观察与模拟的机会；（4）在学习中为学习者扮演多重角色，产出多重观点提供可能；（5）构建学习共同体和实践共同体支撑知识的社会协作性建构；（6）在学习的关键时刻应为学习者提供必要的指导与搭建“脚手架”；（7）促进对学习过程与结果的反思以便从中汲取经验扩大缄默知识；（8）促进清晰表述以便使缄默知识转变为明确知识；（9）提供对学习的真实性、整合性评价。192认知学徒制基于情境学习与情境认知的教学模式 基于情境认知与情境学习的教学模式有抛锚式教学、随即访问教学、认知学徒制（Cognitive Apprenticeship）以及基于交互式多媒体的教学，等。鉴于传统学校教育的弊病以及传统学徒制

19、的某些结构性特征，80年代后期学者们试图通过对传统学徒制的改造，使其适应培养学生的思维能力、创新精神和实践能力的需求。认知学徒制正是作为一种整合传统的学校教育与学徒制方法的新教育范型而受到重视的。首先，认知学徒制侧重的是概念知识与事实知识在问题解决和任务完成过程中的应用。这意味着，在认知学徒制中，概念与事实知识应处于其运用的情境之中并用大量例证加以说明。因此，这些概念与事实知识应在变化多样的情境中通过运用而学习，而这些变化的情境既有助于深化对概念或事实本身意义的理解，又有助于构建反映概念、事实与问题解决情境之间重要联系的内涵丰富的网络。认知学徒制正是试图通过对专家的活动过程和情境学习的双重关注

20、，去改造现今学校教育存在的主要问题，即学生通过学校教育获得的是不扎实的技能与惰性的知识。此外，认知学徒制关注的主要不是体力技能和信息加工过程，而是有关认知与元认知技能的学习经验。也就是说在将学徒制方法主要应用于认知技能的获得时，首先必须使专家在解决问题和完成任务时进行的内部认知过程外化，使原来隐蔽的过程公开，以便于学生在教师或其他同学的帮助下进行观察、复演和实践。 20认知学徒制还需要一种延伸的技术以促进自我修正和自我监控技能的发展，这是因为在认知技能的学习中，过程与结果之间的关系不可能十分清晰地显示出来。为此，为了培养学生的元认知技能，研究者识别出两种重要的基本手段：1）通过新手与专家轮流作

21、业或通过被称之为“抽象重演”的技术鼓励学生对新手与专家之间的区别进行反思。新手与专家轮流作业是指在一个共享的问题解决情境中，由专家和新手轮流做出努力，这一方法能帮助学生增强对专家作业细节的敏感度，并以此作为基础强化对自己作业的调节。“抽象重演”的技术则试图借助于计算机或录象，通过突出关键特征，使学生在进行观察和比较时，直接将注意的中心放在他们自己与专家作业的基本特征上。2）促进自我修正和自我监控技能发展的第二种手段基于这样一种认识，即自我修正和自我监控技能要求问题解决者在执行复杂任务时轮流从事不同的认知活动。最值得注意的是复杂的认知活动通常包括生成性过程和评价性过程。然而，这两种类型的过程是合

22、成的，这会给学习造成困难。为此，在认知学徒制中，研究人员设计了一个“生产者-评论者对话”，将生成性过程和评价性过程外化。这一外化过程可以通过讨论、教师与学生角色的互换以及小组问题解决等方法完成。以上手段均有助于学生将复杂的认知与元认知过程逐渐内化。 21认知学徒制学习环境的基本组成构件内容学科领域知识启发式策略控制策略学习策略方法建模教练脚手架的搭建与拆除清晰表述反思探究序列复杂性的递增多样性的递增全局技能先于局部技能社会性情境学习专家实践的文化内部动机开发性的合作开发性的竞争22由Collins, Brown, and Newman（1989）首先提出的认知学徒制模式包括了上述的四个构件：内

23、容、方法、序列和社会性。这些构件的有机组合能有效地使传统学徒制的特征适应学校教育中有关认知技能的教学，从而定义一个适合不同课堂和师生角色的有效学习情境。为了帮助教师设计支撑认知学徒制教学模式的理想的一般学习环境，学者们在研究中不仅识别出反映该学习环境的四个维度的主要构件，而且还从每一个构件中又识别出在建构或评估学习环境时必须考虑的一系列特征。“学徒制”概念强调经验活动在学习中的重要性，并突出学习内在固有的依存于背景的、情境的和文化适应的本质 23学习环境设计的概念学习环境是学习活动展开的过程中赖以持续的情况和条件。学习环境的要素就不仅仅是支撑学习过程的物质条件（学习资源），而且还包括教学模式、

24、教学策略、学习氛围、人际关系等非物质条件。 在教学论中，教学环境往往被定义为“由学校和家庭的各种物质因素构成的学习场所”或“课堂内各种因素的集合”（田慧生，1996，p5），主要内容是家庭、学校、课堂中的物质因素，而文献中往往又把教学环境称之为为学习环境（田慧生，1996，p5）。 24学习环境的概念美国教育技术学家Knirk.F.G(1979, 引自 田慧生，1996)就明确将学习环境定义为“由学校建筑、课堂、图书馆、实验室、操场以及家庭中的学习区域所组成的学习场所”。 25学习环境的概念日本学者加藤幸次（1995）：人的学习环境：整体而言，教师是人的学习环境中的主角，教室、教材、教具等物理

25、环境则是辅助的支援系统。至今，学校教育可以说大部分仍然依赖老师来进行学习活动。物理性的学习环境：学生是按照物理性空间的认识，产生学习活动。所以，老师如何营造一个“间接的学习环境”，顺着学生的生活方式、学习方式、创设疑问、对环境产生挑战的兴趣，激发学生主动探究的好奇心，并运用自己的能力解决他想要的学习课题，是我们教育者应该考虑的地方。潜在的学习环境（文化环境）：学习活动一定会受到文化、氛围的影响，而这些是“看不见”的环境，可以说是“潜在课程”。在学校里，班级本来就有它的“文化、氛围”存在。营造一种非意图性但有价值的学习环境是相当重要的。刺激学生学习的环境：是要提高学生的兴趣和关心，引起学生学习的

26、欲望，开展探究、调查的学习动机。促进学习的环境：指的是能够让学生探究学习课题的环境，也就是支援学生探究所必须的学习材料。26学习环境设计和教学设计 教学，从其本质上说是一种环境的创造（谢利民，1998），即教学环境的创造。而教学系统设计，即教学设计就其产品来看，实际上是教学环境的设计。教学设计即教学环境设计，教学开发即教学系统开发，是两个不同的阶段。以学为中心的教学设计是教学设计的另一重要发展方向,这种教学设计的主要内容是通过学习分析（包括学习者分析和社会背景分析），设计学习资源、认知工具以及学习者的自主学习、主动学习和支持自主学习、主动学习的教学策略、教学模式，我们把它归结为学习环境的设计。

27、Duchastel.P（1993）认为学习环境设计适合于学习资源的灵活性和学习者中心，因而有可能成为教学设计的继承者。学习环境生来就是面向鼓励和促进学习的，其目的就是促使有效学习的发生。学习环境设计是以学为中心的教学设计观念的落脚点。 27学习环境设计的概念学习环境的设计是一种教学策略。教师一旦决定了学习环境的类型和组织形式，也就同时决定了学生的学习内容和学习方式，对此，皮亚杰曾经写道，“教学意味着创造出学生能够在其中发现图示的环境：决不应该是一种学生只能在口头上而不能在认知结构上同化的传递结构的场所”（Gebhardt-Steele,1985）。28学习环境设计的概念学习环境 Learnin

28、g Environment 学习环境是一种一揽子解决方案的软件，设计用来促进企业的在线学习。它包括了本学习环境中课程的学习管理系统应有的功能，但是不能跟踪非本学习环境中的课程。 一套学习环境具有如下特征，有一个允许学生注册并选课的界面，在课程教学期间可以在该环境中停留。该程序通常包括一个持续数周的课程的学术模型和一些自学部分。该学术模型通常由一个教师推动，在该教学环境中学生可以通过小组举行讨论研习会。许多学习环境通常包括为教师创建课程方便而提供的编辑功能。 引自：E-LEARNING新技术术语定义 (2001) 29学习环境设计的概念Allan Collins （1996）建构主义的学习环境设

29、计的概念 建构主义的教育观，起源于Piaget, Dewey, Vygotsky的思想理论，他们的认为教育的目标是让学生建构他们自己的理解。与介绍性的教学相比，建构主义观点强调学而不是教，强调创设环境而不是介绍目标。基于建构主义理论的设计理论不同于传统的介绍性设计理论。 30学习共同体的设计传统的观点认为学习完全是个人头脑中发生的事，近来的观点认为工具、信念、态度和其他人都对学习有着重要作用。学习已经不是孤立的，而是学习者的活动和经验与课程内容相互作用的结果。学校是学生们学会如何学习的场所，教师是学生们学会如何学习和自我激励的榜样，从这里毕业的学生都是终身学习者，在学习共同体中，学生和教师都不

30、是知识的所有者，而是知识的探索者。使用者和创造者。31建构主义学习环境的设计建构主义教学理论特别强调学习环境的设计。学习环境是学习者在追求学习目标和问题解决的活动中可以使用多样的工具和信息资源并相互合作和支持的场所(毛新勇，1999)。建构主义学习环境可概括为是一种支持学习者进行建构性学习的各种学习资源(不仅仅是信息资源)的组合。其中学习资源不仅包括信息资源、认知工具、人类教师等物理资源外，还包括任务情境等软资源。任务情境在学习环境中起着集成其它各种学习资源的作用。 教育技术专家关于学习环境五要素的理论观点是学习环境资源组合观最主要的理论支持。Perkins认为学习环境由以下五要素组成(D.N

31、. Perkins,1991)： 32信息库(information banks) 信息库是学习环境中最主要的信息资源，它负责向学生提供要学习的领域知识和教学材料。传统课堂教学中，信息库通常是课本、教师讲授的内容以及词典等等。随着信息技术的发展，信息库种类也越来越多，基于计算机的信息库由于检索速度快和高交互的特点，得到了越来越广泛的应用。 符号簿(symbols pads) 符号簿被用于支持学习者的短时记忆，如记录思路、写下要点、处理方程等等。符号簿可以是卡片、练习本以及计算机编辑器等。 建构工具箱(construction kits) 建构工具箱用于帮助学生寻找特定信息、完成认知操作、实现某

32、种设想等等。实验室设备是最常用的工具箱。计算机扩展了工具箱的种类。学生不仅可以构造实物，还可以利用计算机软件构造虚拟的事物。 任务情境(phenomenaria) 任务情境是学习任务呈现给学习者的问题解决情境。任务情境蕴含着等待学生学习的知识和智力操作。建构主义学习环境中的学习任务是真实性任务。学习任务的真实性是指任务情境与知识、技能被应用的实际情境相联系的程度。 33任务情境有两种呈现方式BIG(Byeond the Information given)方式： BIG方式是指直接提供正确结论，但做为建构主义的教学，仅仅提供一些思想和经验是远远不够的。学生还要通过各种方式来检验他们的理解。所以

33、BIG方式的任务还要让学生参与许多能引发思考的活动，以促使他们精细加工对信息的理解。WIG(Without the Information given)方式(D.N. Perkins,1991)。 WIG方式禁止直接提供正确结论，而是鼓励学生自己对现象或问题进行探索和解释。如果出现矛盾，通过学生间或学生和教师间的讨论和协商来克服错误观念，最终得出正确的结论。 引自：(D.N. Perkins,1991)。 BIG与WIG比较： 提倡WIG的人认为，除非重新发现，否则概念对学生来说是无意义的；提倡BIG的人认为，教师可以直接教授概念，再提供足够教学活动以促使学生使用概念和扩展他们的理解。 我们认

34、为这两种方式都是有价值的。BIG方式实际上就是演绎法，WIG方式实际上就是归纳法。归纳和演绎都是人类认识世界的有效认知方式。我认为，两种方法的整合是最理想的方法。34Web-Based Course(WBC)学习环境设计模式的研究实践1、教材开发、网络课程开发351. 研究课题：Web-Based Course的开发Web Web-Based Course设计模式的2种倾向：1.目标指向2.技能指向目标指向：定 义：获取现实的问题解决能力。代表例：Schank,R.C（1994）开发的“基于目标的行动计 划（Goal-Based Scenario,GBS)”模式。优 点： 1.支援学习者根据自

35、我建构的综合性知识，来用 于解决问题和学习的迁移这种复杂的作业。36优 点： 2.可获取现实中所需的解决问题的技能和方法。 3.学习有现实感、有动因、因此会使学习加深、 拓宽。缺 点： 光凭兴趣出发，对整体知识体系来说，开 展学习是断断续续的，学习容易迷失方向， 很难系统地获取知识和技能。 ？：“虽然完成了课题，但是究竟掌握了些什么？”37 技能指向： 定 义：获取可应用的学科基础技能。 代表例： （1）基于逐级法(Step-by-step)的CAI。通过逐渐 积累次级技能来获取复杂技能。 （2）PSI(Personalized System of Instruction) 优 点： 在获取复

36、杂知识和技能方面、以及发展个性化 方面采取循序渐进方式，可以有系统地获取知 识和技能。 缺 点： 缺乏现实感。由于是在脱离开知识的产生与技能应用的现 实状况以外开展学习的，所以学习枯燥、靠死记硬背、缺 少动因，因此会很快忘记。 ？ ？： “学到的各种技能和知识究竟有什么用途？” 38 2. 情境化学习和非情境化学习的问题 1.情境化学习（situated learning) 2.非情境化学习（unsituated learning)情境化学习的问题：Lave & Wenger(1991). 例：学徒制 由学徒制所代表的情境化学习在应用到教育中时表现出以下缺陷： （1）灵活性的问题 （2）学习迁

37、移问题 （3）知识体系问题非情境化学习的问题： 例：学校教育课程 今天的学校教育课程可以看成是一种典型的非情境化学习。其问题： （1）学习动机问题 （2）缺乏现实感 （3）知识保持问题39情境认知20世纪80年代在认知科学中作为“平静的革命”而登场。针对认知科学中的“信息加工”理论存在的弊端，提出学习是依存于情境的论点。Lave & Wenger(1991)通过对利比亚传统的裁缝店中“徒弟学习现象”的“实地考察”，从新构建“学习”的概念。提出“正规性周边参加理论（legitimate peripheral participation)”所谓的学习：只有在学习者亲自参与具有某种社会性意义的某个实

38、践共同体中活动时才可以称之为学习。在共同体中维持与他人的社会性关系，与共同体提供的各种各样的物的、环境的、精神的东西不断地相互协调，开始时从“周边向共同体”参与，逐渐地得到共同体的承认，由此发展到“完全地参与”，这一学习者发展轨迹被看成是真正的学习。知识是在共同体中通过实践和谈话、交流、活动等形式而获取的。儿童相互协调合作，但他们是独立的个体。教师是师长、是通向智慧资源的领路人。40 熟练的学习者的特点 他们能够克服上述情境化学习与非情境化学习的缺陷，并以抽象知识和技能为中心组建知识结构，并可以把这些知识和技能应用到现实中的各种各样情境中去。 作为教育工作者的课题 设计一种可以实现培养熟练学习

39、者的学习环境 413.R.Schank(1994)的基于目标的学习计划Goal-Based Scenario（GBS) of R. Schank（1994）GBS是一个实现情境化学习环境的典型例子。根据Collins(1994)的研究，GBS的设计原则归纳起来有一下几点。真实性原则：知识、技能、态度是埋藏在课题和学习计划当中的， 并能够在现实的学习和作业中反映出来。交织性原则：完成课题，并在完成课题中获得特定的潜能，学习在这两者之间往返进行。分节化原则：把学到的东西与自己的思考进行接合。把特定的文 脉中的学习进行抽象和概括。内 省 原 则： 定期的对自己做过的东西和事情进行反省，并根据与他人的

40、绩效进行比较，找出有效的方法。学习循环原则：学习是在“计划实施内省”的周而复始中开展的。综合媒体原则：从各种各样媒体中选择最能够发挥效用的媒体。424.与PSI的对比：对Web-Basd Course设计与开发的建议(1)个人化教学系统（personalized system of instruction,PSI)凯勒（Keller,1968)模式是个别化教学思想的代表，其主张如下：1.学生可以控制自己的学习速度。2.讲述在凯勒教学模式中主要的功能是在激发学生的学习动机，而 不是作为教材内容知识的来源。3.要求学生对每一个单元都达到熟练的地步，亦即单元的完全标准。 此外，学生必须在前一单元都达

41、到熟练程度后才继续下一单元的学 习。4.教学的主要来源不是教师，而是依赖书面的文字材料，包括单元学 习指南、教材、测验试题等。5.设有学习指导者，其功能是提供学生单独辅导的机会以满足学生随 时要求的单元检测以及评定与反馈工作。43(2).PSI的特征以及与GBS的区别PSI特征是：把应该学习的知识和技能制作为单元，并在课程中明确表示出来。学习是按照教程一步一步地在完全掌握过程中向前推进的。与GBS的区别：GBS与PSI的主要区别就在于是“目标指向”和“技能指向”的方向性不同。GBS中，并未明确呈示单元和应该获得哪些技能。GBS中，只是明确表示出具体事例和应该到达目标，而这些知识和技能被看成是为

42、到达目标所必须的前提条件。GBS是根据现实生活中的人类行为是目标导向的这一事实而设计的。44Web-Basd Course设计模式 由上述分析，我们可以得出结论： Web-Basd Course设计模式应采用“目标指向”和“技能指向”两者互补的形式。45(3).改善传统的学校教育方式传统的学校教育模式是一种可以对众群体数进行教育的强调经济效果的教育方法。其反面，“枯燥”、“学到的知识在现实生活用不上”是这一模式的缺点。高等教育中有很多方面与企业教育有类似的地方。教育目标的界定未必明确。如：“素质教育”、“大学生的素养”等等。因此，社会、时代要求我们明确教育的目标。如：在什么情况下采取什么样的行

43、动，可以认为是具备“素养”的标准（GBS)。46计算机与GBS、PSIGBS中未必一定要使用计算机等信息技术与媒体，但要保证个人化学习效的效果而必须采用一对一的交互式学习的话，最好是同计算机以及网络技术相互融合。PSI也不一定以信息媒体与技术使用为前提，但是，如果是要提供一个基于个人步调的学习环境的话，最理想的方案是与计算机以及网络技术相结合。可以预测，今后，代表上述2种类型的基于目标的行动计划（GBS)模式和个别化教学系统（PSI)模式在远距离教育、e-learning领域中都将会成为主要的设计模式。47群体合作式协商学习环境设计的调查研究实践2、先行研究(文献调查)48群体合作式协商学习环

44、境的设计框架背景在美国和日本，以能源部为中心，正在开展研究者相互协作为高效率解决大规模、复杂的科学或工科问题，利用IT先进的群体合作技术支援环境的开发研究。群体合作，一般被称为21世纪新型研究风格，以美国和日本为中心的工业发达国家，正在先端科学、工学领域实施着群体合作型项目研究。在教育领域，随着IT的发展，近年来，根据教师与学生、学生与学生的双向互动，促进对复杂的科学、物理现象等的深入理解和学习为目标，利用可视化多媒体技术的教育软件和学习环境的要求高涨。49群体合作式协商学习环境的设计框架“群体合作（Collaboratory)”定义 群体合作是指，远距离的研究者小组之间，在开展双向交流、远程

45、访问实验设备、共享数据和计算机资源、以及对数字图书馆内情报的检索的同时，可以实施协同研究的“无墙研究中心”（环境）。 支撑这一环境的是，在各个站点能够协调地、实时地开展研究 和作业的计算机软件。一般包括：电子笔记本：在协作讨论过程中，可以利用手写的平面画板、计算 公式等交互地进行说明的一种工具，它可以自由地在白板上书 写和进行访问。白板：是一种用来代替纸上的讨论研究和实验笔记的工具，它是为 相互保存、编辑、记录协作工作过程中个人的想法和实验结果（包括文本、图像、图形、数据），或者共享参加者作业结果的 工具。50群体合作式协商学习环境的设计框架协作学习的定义 协作学习是指：学习者群体利用计算机开

46、展交流的同时，大家共同解决问题的活动、具有共同学习目的的小组开展学习的活动。支撑环境 利用聊天工具、学习者间根据交流交换想法和信息，支援对共同信息和文档的检索、访问，开展对问题解决型活动反馈的环境。群体合作式协商研究系统：Habanero项目（美国）Real Time Collaboration Managengent项目（美国）DOE2000 Electronic Notebook项目（美国）Shastra Collaboratory项目（美国）Collaboratory Builders Environment项目（美国）51协作学习研究项目CSILE项目：开发者：University o

47、f Toronto（加拿大）项目概要：这是一个将以记忆为中心的大学教育转向以理解为中心的教育为目的的研究项目。这一研究试图开发一个，学生以可以访问彼此想法、疑问、讨论、发现等的公用数据库为媒介开展协作学习的系统。Virtual-U项目：开发者：Simon Fraser University（加拿大）项目概要：开展大学在线课程学习的最先端的协作学习系统。Classroom 2000（旧eClass）项目开发者：Georgia Institute of Technology （乔治亚技术协会）项目概要：52 CSILE的主画面之一53CSILE项目目的： 80年代，根据Scardamalia &

48、Bereiter的提议，作为大学教学改革的概念将大学班级改变成促进集体的知性成长的调查团队，由此而开发了知识构筑共同体（Knowledge-building Community)”。目的是使得学习由死记硬背转向理解的活动。 CSILE开发，不是利用在研究所或实验室中设计制作后在大学生集体中进行实验这一过程开发的，而是根据认知心理学家、计算机专家、教师、学生等大学研究者提议的新型教育模式制作而开发的。目标系统制作便于共享信息、便于互相提问并解答、答疑以及提醒等；把疑问、想法、发现、信息等保存在数据库中，能够看到班级所有人的意见和建议。54CSILE的发展或变迁55协作学习的框架Learning

49、in Motion公司 CSILE WebCSILEKnowledge Forum 提供协作 变更为 对认知的目标 建构知识的 基于网络的 进行自我监控 在线交流工 使知识结构化 具56协作学习的框架57平台安装支持服务器软件（用户管理、程序管理、数据库）客户端软件（应用程序版、Web版、数据库）。Protocol(协议）：Web版中使用超文本传输协议（HTTP）；应用软件版以及Web版在对于数据库的访问均使用SQL以确保相互连接性。58开发利用的协作学习技术的特征和功能Knowledge Forum的构成Note（笔记本） 可以把想法用文本形式计入的笔记本。有3种： 可以阅读、写、编辑 可以

50、阅读但不能编辑 不能编辑也不能阅读View（视图） 把想法、思考等建立联系进行表示的工具DisplayTool（显示工具） 表示关键词、问题、View、Note等NoteReader（笔记读写器） 对笔记、记录等进行收集、阅读、印刷等59知识的建构参加者：指导者（教师）、学生。提供为建构知识而实现的4种功能 (1)NewNote（新建） (2)BuildOn（建构） 可以实现使用别人记录（笔记）开展协作学习的功能。可以链接 彼此的记录。反复操作，可以链接与此相关的知识、使之发展成 为更深、更广的知识。 (3)EditNote（修改） (4)DeleteNote（删除） （1）、（3）、（4）用

51、来做成、编辑、消除Note。60协作学习开展流程图61论坛支持工具（为开展讨论，平台提供了几种支持模块）My theory（自己的想法）I need to understand（我需要了解的）New Information（新信息）A better theory（更好的想法）62建构（Build On)的画面之一6364运行环境服务器端 Knowledge Forum Server/数据库Power MacintoshWindows95,NTLinux(Red Hat5.0）客户端Macintosh Power PCWindows Pentium machine浏览器Netscape3.0以上

52、Explorer4.0以上65使用情况Knowledge Forum在北美、欧洲、澳大利亚、日本得到广泛采用。并有众多利用效果研究报告。66Virtual-U项目目的 作为大学在线课程利用目的的Virtual-U项目，采用了最先端的软件（协作学习系统）开发而成的。目标 支援协作学习、知识构建，开发一种灵活的虚拟大学框架。参与开发机构Telelearning NCE（加拿大远程学习机构：政府、教育机关、企业等）研究主题： （1）学习模式：设计以及手法 （2）社会、经济模式：为开发人才的知识建构网络 （3）系统模式：计算机建构论、工作站（workstation）、 多媒体工具、适应这些技术支持学习

53、系统。 （4）K-12知识建构共同体：计算机工具、资源用于解决教育实践 问题。 （5）后义务教育：虚拟校园研究、网络型学习环境设计以及评价 的研究。 （6）在职远距离教育：开发远距离学习系统设计、知识处理技术 和多媒体学习资源用于在职教育的手法和工具。 （7）教师教育：专家参与远距离教育的方法。67Virtual-U项目协作学习的框架Virtual-U是一个基于网络的协作学习环境。服务器由网络服务器和CGI(Common Gateway Interface)，采用Perl语言开发而成。开发或利用的协作学习技术的特征和功能（1）特征（a）用户自选课程（ customerstion ） 可以按照个

54、人目的用户自选学习课程的用户分帐户管理。 （b）协作设计 在线会议（conference)、建立课程、论坛、聊天等协作学习工具 （c）课程设计的支持。 对教员设计课程，提供表示在线指导和提示的功能。 （d）可用性（usability） 系统具有使用方法的指导功能。用一个密码就可以实现所有课程学 习和资源检索。 （e）个别化 所有的工具都可以记录、保存个人的履历和信息。68Virtual-U项目（f）支持多种语言 支持英语、法语、西班牙语、葡萄语（g）安全性（security) 可以设定教师与学生之间、不同的安全性水平。（2）功能（a）Virtual-Group:在线会议环境。包括书写提交发言、

55、展示提交 的发言内容。会议环境分为三层：主会议、次级会议等三层。 （b） Virtual-Group的功能： Creator（会议创建人，定义在线会议） Moderator（会议主持人，对接收到的发言分类判断、将发言 作成分级在线会议） 参加者：可以读、写、提交发言。 Observer（游客，只能阅读发言）69Virtual-Group的画面之一70Virtual-U项目个人作业空间（Personal Workspace) Personal Workspace：时间表、活页资料等，可以上传、下载文 件等。 （c）课程建构 预备有一周内的小组在线会议计划、内容，成绩管理、讲座 概要。客户（教师）

56、、学生利用这一功能，即使不清楚程序 是怎样运作的也能够开发、编制、学习课程。 （d）评价 Virtual-U中设置了学生成绩评价系统。本系统中，可以由几位教官同时开展评价；学生还可以通过文本和图来表示自己的成绩。 （e）聊天室 Virtual-Group中开发的聊天室是用于非实时的互动。这个系统包括论坛可以上传和书写。另外，还配有视频（录像）和音频（录音）等链接，可以实时传送发言或讨论。71个人作业空间画面之一72课程建构画面之一73学生评价画面之一74Virtual-U平台运行环境Virtual-U采用Web服务器。Web浏览器Netscape2.0以上Internet Explorer4.

57、0以上OSWindows(3.1,95,98,NT)Macintosh(MacOS7.x 以上）Unix75Virtual-U平台需要解决的技术课题从研究的角度来看，以下的课题有待进一步研究。在线学习中，如何有效地支持协调地建构知识的过程的方法？在线学习中，整合不同领域专业知识的途径（方法）？76Classroom2000项目目的EClassroom原版，用于研究日常处理为目的的系统。日常事务处理（Everyday Computing）应用于教育的效果研究。本项目的目的是，开发一个类似于通常大学教学中顺利地进行师生、生生间互动的基础软件（平台）和理想环境。这种环境目的是，学生在教学中可以进入不

58、同的分支、提供整合这些不同分支的简单的操作界面从而为减少记笔记等事件提供技术支持，为此，可以提高学生在教室中讨论得更深入更容易理解等效果。77Classroom2000概念图 ZenPad 事件 (Java Applet)annotation（注释） 不需要笔记教学中 audio（音频） 集中听讲 Video（视频）教学后 HTML Web Page 可以再现教学 事件时间记录78Classroom2000项目的目标日常事务处理（Everyday Computing）应用于教育，改革大学课堂教学。日常事务处理（Everyday Computing）和应用软件的研究。 提供自动读取、整合、检索教

59、学事件的工具。建构未来教室 开发并安装用于实验的教室，开展实验研究。建构互动的环境 开发可用于教师和学生共享和互动的高清晰度、大型显示器装置。开发电子笔记 为提高学生的学习工作效率（生产性）、设置可用笔来操作的显示器、在教学中任何时候都可以在属于自己的画面上读取和书写。 书写内容作为教学事件被记录在案，任何时候都可以在自家的计算机前查阅自己的笔记。追踪学生理解度 根据对学生理解程度的把握，教师开始更有效地教，学生也会有效地复习过去的课程。积极学习79Classroom2000项目的目标积极学习观看主屏幕的同时，通过个人微机与他人相互检索、解释、说明自己的想法，由此通过这一手段激发积极学习。个人

60、化学习可以根据自己的学习过程和情况，使用“个别化指导”，开展学习。 “个别化指导”可以把握学生的学习过程、支持预习和复习，避免重复同一种错误。事件的读取、整合以及检索为了方便地检索访问整合的教学事件记录，需要探讨如何自动记录（读写）个人或小组的体验？如何顺利地提供各种服务？如何提供对不同机器开展的有效的日常处理服务？80Classroom2000项目的开发机构Georgia Institute of Technology(乔治亚州技术协会）的Group of Future Computing Environments(FCE：由州内学生、研究者、教授组成的未来计算环境团体)。后援：AppleN