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走向统合的学习科学与教学设计

走向统合的学习科学与教学设计 第一页

走向统合的学习科学与教学设计

杨南昌 

（华东师范大学 课程与教学研究所，上海200062）

文章发表：《中国电化教育》2006年第4期

摘要：近十年来，对教育技术研究出现了类似斯诺所说的“两种文化”分立现象。新兴的学习科学与传统的教学设计学科在对技术与学习的研究上拥有诸多共同的研究旨趣/内容，但两研究共同体却在过去的十年中各自秉持自己的研究领域，很少共享观念而互不知彼此。这种研究分立影响着双方在学习与技术问题上的研究和理解。鉴于此，两共同体的先驱者开始跨越藩篱，走向一条统合之路。本文翔实分析了学习科学与教学设计研究之异同、造成分立研究之原由以及方法论上的统合之桥梁。正如这些先驱者们所期望的那样，两领域需要更多了解，更多互惠合作，这对于学习科学与教学设计领域在统合中求得发展与创新是极为重要的。

关键词： 学习科学；教学设计；教育技术；基于设计的研究；统合

中图分类号:G434                 文献标识码：A

 

日新月异的信息技术正多方位全触式地渗透于生活世界的方方面面，改造和创新我们的学习文化。不可置否，技术以它对教育和学习不可抗拒的作用力，吸引着越来越多关注目光，激起了众多学者的研究兴趣，甚至于政府官员和家长们也热衷于技术于学习的服务功效。前者以政策决策眼光关注学习型组织、学习型社区和学习型都市的建设，而后者则以智力投资预算盘点各种学习技术在孩子身上如何最大发挥支持学习的作用。究竟谁在研究教育技术？他们可归属于什么性质的研究学科或研究共同体？我们很难一一而知。美国学习科学研究学者Christohper M.Hoadley认为，一个研究共同体的主要标识是它的产品，如它的知识共享的会议、发表思想观点的刊物等。在研究共同体中，其研究者成员共同发展他们的认识论、规范、共享的概念框架和学术主体^[[1]^]。不同的研究共同体之间往往会围绕一些学科中的重要问题要么展开唇枪舌战的纷争，要么干脆漠视对方。当某些重要问题的讨论/争执不断升级，这些学科或研究共同体便面临新的重组与统合。如今，这样一种统合与重组正悄然发生在教育领域，特别是对技术与学习研究的两大学术共同体中。这两大研究共同体便是研究教育技术的传统学科——教学设计（或教学系统设计,ID或 ISD，）和新兴的学习技术的研究群体——学习科学(LS)。

一、学习科学与教学设计：教育技术研究的“两种文化”

英国物理学家和小说家斯诺(C.P.Snow)于1959年发表了一场题为《两种文化》的著名演讲，指出了一个普遍存在但是又被普遍忽视的人文学者文化与科技专家文化分裂的现象。“他们的才智相近、种族相同、社会出身差别不大、收入相差不多，但却几乎没有什么沟通。”^[[2]^] 近十年来，对教育技术研究也出现了类似斯诺所说的“两种文化”分裂现象。作为新兴的学习科学与传统的教学设计学科在对技术与学习的研究上十年来各自秉持自己的研究领域，他们拥有共同研究旨趣却不共享观念而互不知彼此。

（一）学习科学：兴起与特征

1、学习科学的兴起

 学习科学（Learning Sciences）最早脱胎于认知科学。20世纪下半叶，认知科学研究者开始意识到认知科学的传统基于实验室的心理测验方法研究认知的局限，认为认知科学研究太多“纯净”（neat）成分，而缺少“芜杂”（scruffy）的观点；过多关注于人脑中的认知机制，而忽略了现实世界的复杂性，以至于忘记了人的推理与学习是通过与环境交互和社会的交往进行的^[[3]]。此外，研究者们也开始反思传统学习理论中存在的争议问题，如通常只把将学习看作是学习者头脑中的一个内部过程来研究，涉及的仅仅是个人的学习过程，却无视学习的社会文化脉络以及学习过程中的社会性协作等。基于此，学习的研究者们开始从不同的学科视角对人的学习进行了多层面、全方位的研究，并在此基础上催生了一个新的研究领域——学习科学^[[4]] 。到上世纪90年代初，随着《学习科学》（JLS, Journal of Learning Sciences）的创刊以及首届学习科学国际会议的召开，逐渐形成一个由来自认知科学、科学教育、教育学、教育技术、认知心理学、计算机科学、信息科学甚至少数来自教学设计领域研究者组成的学习科学研究共同体，开始分享着与认知科学研究不同的多学科视野的学习研究成果。

2、学习科学与学习科学学家

到上世纪90年代学习科学作为一个研究共同体形成以来，我们才可能对什么是学习科学学家以及什么是学习科学作出描述。虽然众说纷纭，但我们还是能抽取一些公认的特征。

学习科学研究者目的在于利用活动学习观点、建构主义学习观点和参与学习观点来设计促进深度学习和持久学习的各种软件、学习环境和各种教学方法。另外，他们还研究在工作场所等自然场景中的人们互动交往、行动和学习，以更深入理解学习本身，理解如何能更有效地学习等。学习科学学家们秉持的信条是^[[5]]：（1）学习者是社会性动物，参与着各种共同体。他们通过参与和积极的心智模式建构来学习（学习科学根植于认知、社会认知和社会文化观点的学习）；（2）技术能强有力地促进学习。这需要精细设计，既要考虑学习者的需要以及他们所处的整个社会系统和环境，又要考虑如何通过设计将软件整合到学习环境中。学习者中心的设计（如Soloway等，1993）、教室中心的设计（如Tabak,Reiser,1997）提供了设计学习环境的指导原则；（3）我们需要与熟知学习环境和学习者的人（如教师）合作；（4）如果要真正理解学习在复杂情境中是怎样发生的，就要研究发生在这些情境中的学习，注意保持环境的现实世界凌乱原样，这样通过一定的方法我们还是能抽取和描述学习规律；（5）设计本身就是一种重要的研究，而不是仅仅服务于研究。

因此，Janet.Kolodner（2005）认为，学习科学作为一门跨学科交叉的学科，其主要的研究目标可归结如下几个方面^[[6]]：（1）理解什么是旨在适应的学习（learning for applicability），研究学习的发展轨迹、理解和能力的不同等级描述。最终目的是使学习者能有效地使用他们所学的概念、技能和练习；（2）探寻促进深度学习和持久学习的方法。研究诸如复杂技能、练习和内容的学习；教室学习、工作场所的学习以及其他非正式的学习；面对面学习和远程学习等；（3）探寻影响人们学习的环境因素。如谁和什么东西需要起作用？他们需要起什么作用？扮演这些角色的具体细节有哪些？等等；（4）设计相关软件、活动步骤、课程材料、环境和教师的专业发展等来促进这类学习；（5）设计相关方法来研究个体内部的学习。

总之，对于学习科学而言人的学习是极为复杂的现象，学习科学对学习的研究已不同于传统囿于心理学视角的学习理论的研究，把学习置于多学科研究的广泛视野，突破了单一实验室和学校教育意义上的学习研究，专家学习、儿童学习、日常学习、工作场景中的从业者学习、传统学徒制学习以及技术中介的学习（特别是网络技术中介的学习）都纳入学习的研究视域。一个广阔立体丰满的学习研究图景展现在我们面前。

（二）学习科学与教学设计研究之比较

C. M.Hoadley（2004）提出了一个区分学科研究群体的比较框架。他认为，帮助我们界定和区分学科研究之间的特征包括研究范畴和目标（scope and goals）、理论立场（theoretical commitments）、认识论和方法（epistemology and methods）以及历史背景（history context）^[[7]]。借用这个框架考察学习科学与教学设计的研究，我们发现，学习科学和教学设计在多方面研究上存在重叠与分立：重叠的研究范畴、整合一致的理论、不同进入教育技术的历史和同样快速变化的认识论与方法等。

1、研究范畴与目标。就研究范畴上来说，学习科学和教学设计研究都包含技术与学习的内容，对教育技术表现出类似的研究兴趣。教学设计关注如何产生一个有效系统促进学习的最好方法。而早期教学设计研究主要集中在如何开发教学材料上。最近几年，教学设计研究包含了教师、学习者、材料/技术、环境在内的影响学习的更大系统。技术当然是这个系统中的重要因素。而学习科学关注的是人支持不同境脉和终生学习中的心理过程、社会过程和技术过程的系统研究与设计^[[8]] 。它也需要开发更多利用计算机促进学习的创新方法。

显而易见，学习科学和教学设计在教育技术研究上有着某些共同的研究领域。在某种意义上说，两学科的研究者都是教育理论家（Educationist）。他们都关注如何促进学校内和学校外的学习。但是，他们所采用的行动模式和最终要获得的研究目的明显各一。在行动模式上，教学系统设计领域基本上是设计导向的（design-oriented）,因而对教育表现出直接的干预立场。而学习科学秉着科学服务于教育的信条，希望通过更好的理论和科学产生更好的教育干预。

这样看来，它们在表面上好像指向共同的“教育”大目标。而实际上，教学设计在帮助人们有效完成任务后，其工作便可停止。正如Reigeluth（1999）总结的一样，“如何帮助人们学习的更好，这是教学设计的全部”^[[9]]。而学习科学脱颖于认知科学，在完成这个目标的同时和认知科学一样需要对学习进行解释。这是两者在研究目标上的最大不同。学习科学既要专注于用创新的方法促进学习，更要关注未来的学习可能是什么样。教学设计往往专注于利用当前的理论来设计学习环境。如对于当前热点研究建构主义理论，教学设计者通常利用建构主义新理论来指导设计学习过程，他们从学习科学研究的新成果中逐渐改变创新设计方法，这种发展的路线是进化性的（evolutionary），而学习科学需要不断去突破原来理论框架，它的路线是革命性的（revolutionary）。

2、理论立场。虽然学习科学和教学设计两个研究领域各自有多种理论立场，但是这些理论看起来是整合一致的。（如对建构主义的立场，建构主义是一系列相似的有关学习与教学的新观点的集合，而不是单一的学习理论。）教学设计的理论最早根植于指令性的（instructionist）行为主义传统，不过现在已在改变，逐渐将目光投射到建构主义理论中。乔纳生（Jonassen）等教学设计研究者在教学设计模式中明确强调建构主义。而在学习科学家看来，建构主义是理所当然的，只是在认知加工和社会文化观点研究者之间存在不同建构主义版本的争论。

3、认识论和方法论。总体来看，学习科学和教学设计的认识论和方法论同时都在改变。十年前，学习科学和教学设计研究者在各自领域倾向于进行实验研究（experimental study）。教学设计者往往通过实验研究来论证一个设计的教学干预功效(efficacy),而学习科学家则通过实验研究来验证（validate）或伪证(invalidate)一种学习理论。这些推理模式明显带有实证主义的人为控制。因为学习情境的复杂性使得这些试验性研究很难适用于自然情境中的学习。因此，最近几年来，两者都注重设计研究适合自然的认知方式。

另一方面，从20世纪60年代起，经过30多年的发展，教学设计最终基本形成并完善了集系统工程学、传播学、学习心理学与技术为一体的ISD理论与ADDIE模型^[[10]]。 随后的研究围绕ADDIE各步骤的描述形成了众多不同的模式。相比之下，学习科学没有这样一种单一方法，相反却采用多种方法来设计人工制品用于情境中帮促我们对人类学习的理解。正因如此，B.K.SmithR认为，教学设计学科更象一门“纯净”（neat）学科，而学习科学则更多“芜杂”（scruffy）成分^[[11]]。“纯净” 关注的是事情的有序和可预测的，而“芜杂”关心的是生活本身的自然杂乱。对于“纯净”观的研究者来说，研究目标在于开发可信赖的、可以预测和解释诸如人的推理等现象的形式化理论。而“芜杂”观的研究者认为，对智力的解释不能简化成数学化的形式理论，因为人的智力天生是复杂的，所以应该采用人类行为的经验观察来设计特定的方法和表征模拟智力。

4、与教育技术的历史背景。学习科学和教学设计是如何进入教育技术（这里的教育技术主要指以网络多媒体计算机技术为核心的信息技术）领域的？两者有不同的历史背景。对于教学设计，计算机技术的添加是对原先用于教学的其他媒体（如课本、广播电视、录像等）的延伸扩展。教育技术在教学设计中作为建构教学经验的工具。

学习科学从其诞生之日起就与技术密切关连，尽管技术从未作为学习科学领域名称的一部分。从最初的认知科学对人工智能研究开始，技术便开始介入学习科学领域。当时人工智能的研究主要集中于计算机科学和心理学，通过计算机技术设计的人工智能系统支持人的工作绩效。此后，技术被学习科学家看作学习环境的重要组成因素来研究。

（三）造成两领域分立研究之原由

从上述比较可以看出，学习科学和教学设计两领域在教育技术研究上存在共同的研究志趣，然而两领域的研究者们却固守着自己的研究领地，形成了两种分立的教育技术研究文化。美国西北大学学习科学博士项目的主席D.C.Edelson认为，两者分立的原因主要是历史的、地域的和社会的因素造成彼此对对方的无视。

曾有不少人认为学习科学应该并入到教学设计学科中，因为学习科学所需要的学习环境设计专家都在教学设计领域。事实并非仅仅如此。一是建立学习科学共同体的研究者来自没有教学设计项目的不同学术机构，他们很少有机会接触教学设计，从地域上与教学设计产生了分立。另一方面，早期两学科不同的理论立场也是导致两者分立的主要原因。那时，教学设计仍维系于行为主义学习理论（即使现实不一定如此，早期行为主义对教学设计根深蒂固影响的名声还左右人们对它的看法）。而此时大多新兴的学习科学家们都参与了揭批行为主义在解释人类学习/理解上的局限的一场认知革命。这一历史事件，从很大程度上促成学习科学共同体对教学设计的误解：他们感到不需要向教学设计领域学习，教学设计者对他们来说没什么帮助^[[12]]。

也有人认为，教学设计应该并入到学习科学中。在学习科学建立之初，教学设计领域正热衷于如何将建构主义整合到它的理论框架中（如Duffy 和Jonassen,1992）。但为什么教学设计不加入到学习科学中来解决这些问题呢？当时，美国的《教育技术》（Educational Technology）杂志还邀请过学习科学研究者如Roger、 Schank、Allan等人在该杂志上发表文章展开交流。1992年，教学设计领域也曾邀请美国温特贝尔特大学认知与技术小组参与Duffy 和Jonassen的对话。但是，两学科并没有走到一起，仍然保持分立状态。在D.C.Edelson看来，教学设计共同体比较稳定，这一共同体成员认为他们不需要背离本共同体或加入到另一共同体中就能够从其他共同体中吸取新的理论。如果这样推测的话，教学设计共同体有可能把学习科学共同体看成了一个新生儿，认为学习科学应该加入到教学设计中学习他们的经验并从中获益，而不是教学设计加入到他们当中。

另外，两个研究共同体研究成果发表策略也部分地造成彼此的分立。众所周知，由同行审稿，在观点相近的杂志发文章较在其他地方要容易得多。因此，学习科学研究者往往向《学习科学杂志》（JLS）投稿，而教学设计研究者则在《教育技术研究和发展》（ETR&D）发表文章。其结果是，两群体的论文迥然不同，而这恰恰使得各自有理由乐于发表在各自的“自留地”上，而不愿到他人田地耕作，这最终导致一种“赞美诗同唱”现象，毕竟在自家研究领域上的人还是更能彼此认同的。

二、由分立走向统合

（一）为何统合

作为多学科交叉的学习科学和教学设计学科，分立研究毫无疑问给双方的研究造成重复低效的劳动。这种低效直接产生于两研究群体的知识不共享。随着研究的深入，学习科学开始从小规模的学习交互设计转向大规模的学习交互设计。他们发现，此时非常需要一种框架和过程来支持他们的设计和开发。而这恰恰是教学设计擅长的，现时学习科学和教学设计比任何时候都更需要 “互利的统合”。美国的学习科学学家如D.C.Edelson（2004）等人，以自己的亲身经历说明教学设计领域的ADDIE等模式在帮助他们设计工作中提供更为严紧的思维框架。Brian K.Smith（2004）则认为，教学设计中的“纯净”方法和学习科学中的“芜杂”方法没有好坏之分，在真实的学习境脉中需要“纯净” 与“芜杂”两者的平衡，教学设计ADDIE模式与学习科学的解释方法相互统合将为设计学习干预（learning interventions）开启一条新思路。如“纯净” 的程式化人工智能的实现需要“芜杂”操作方法以产生更有探试性的或启发性的智能。Carr-Chellman（2004）从另一个侧面说明两领域统合的重要性，他把学习科学看成是一种解析的/分解的学科，而把教学设计看成综合的/整体的、设计导向的学科。他认为，应该建立解析和综合的统一，把它们看作研究的不同思维和行动方法，而不是作为专业特征用来区分两学科。对于两学科来说，解析和综合都是必要的。

事实上，随着学习科学的发展，教育传统研究领域的（如教育心理学、数学和科学教育）研究者已经跨出了迈向学习科学的步子。与此同时，学习科学众多研究者也开始参与学校教学干预研究，并发现存在很多他们需要去理解的超越个体学习的系列问题。他们对当前学科的不满加上学习科学内在理论与研究方法上的纷争一起促成了两者的“联姻”。打破原来学科研究共同体之内的平衡促使成员加入到一个新生研究共同体中对学科发展来说很有必要。相比之下，教学设计研究共同体内还没有形成足以促使他们迈向学习科学统合步伐的不平衡力量。不管怎样，两学科走向统合力量正在不断增长，当两共同体中的研究者们看到统合带给他们越来越多的互利时，两者的真正统合也就不远了，而且他们似乎找到了一条统合的桥梁：基于设计的研究。

（二）基于设计的研究：一种方法论的统合桥梁

基于设计的研究（Design-based Research），又称设计研究（Design Research）或设计试验（Design Experimentation），最早由学习科学研究者Ann Brown(1992)在其文章中提出。他认为，基于设计的研究是一种借助系统设计来研究不同情境学习的新兴研究范式，它要求研究者系统调节经设计的学习情境中的各因素，以使每一次的调节都能作为一种试验供研究者检测和产生关于自然情境学习的新理论^[[13]]。 Sasha Barab等人进一步指出，基于设计的研究不是指单一的一种研究方法，而是系列方法的集合，旨在于产生一些新理论、设计一些人工制品和实践应用以能来阐释潜在影响自然情境之中的学习和教学^[[14]]。

知识的复杂性、社会性、情境性、建构性和默会性使得现实的学习研究变得复杂。学习科学和教学设计两学科基于实验室的学习研究远远无法解释自然情境之中的学习现象。基于设计的研究由于关注真实世界的学习现象而有别于传统心理实验研究成为两学科研究学习的新范式。

表1：心理实验方法与基于设计的研究对比^[[15]]

类 别	心理实验	基于设计的研究
研究地点	实验室情境	有嗡嗡杂乱声的现实生活情境，大多数学习都发生在这样的情境中
变量的复杂性	通常涉及一个和几个因变量	涉及多个变量，包括氛围变量（Climate Variables，如学习者之间的合作、可用的资源等），结果变量（如内容学习、迁移等），系统变量（如传输、可持续性等）
研究焦点	集中于界定几个变量以及控制这些变量保持不变	集中于描述情境的所有复杂性，基本上不是假定的
过程的开展	用固定的程序	需要弹性的设计修订，其中最初的试验性设计可根据实践的成功程度作修订
社会交互量	隔离学习者，将其置于控制的交互中	通常包含复杂的社会交互，参与者可共享观念、互相打扰等
对发现的描述	集中于检测假设	着眼于设计的多方面，并形成一个描述实践中设计特征的定量与定质的框架（profile）
参与者的角色	把参与者看作实验对象	设计包含不同的参与者，他们可以带来不同的专业知识生成设计和分析设计

学习科学和教学设计研究者都致力于如何提升学习者的学习，用杜威的话来说，都是教育主义者（Educationist）。但是，他们各自的做法使得研究和设计分立。学习科学研究者致力于揭示基本的能应用于教学的科学学习原理。而教学设计研究者应用理论设计系统化过程，将理论融入教学环境，解决教学实际问题。这种研究模式有时会导致应用的不足。在实践中，科学和设计是往往不能分离。教育领域中的“纯”科学研究者常常需要大量的设计来验证理论。比如，我们很难单独界定“基于问题的学习”或“抛锚式教学”这样的理论概念，也很难单独产生一个在某个特定境脉中体现/验证该理论的设计。

基于设计的研究通过为特定情境设计学习环境的过程进行科学探究使得理论研究和实践设计紧密联系起来，吸引了理论研究者（学习科学研究者）和设计者（教学设计研究者）组成新的研究群体共同参与学习研究工作。这种“研究与设计互动”加上技术背景下“技术与文化互动”成了促进不断进步的学习与教学理论（progressive theory）的重要动力系统^[[16]] 。研究是在自然情境下的通过设计实施，设计作为理论的应用和检验，并在形成性评价的基础上进行多次再设计与理论完善的循环，以不断加深对学习的理解。另外，技术发展产生了新的学习文化，新的学习方式，新的人才需要。不断变化的技术/文化互动动力使得传统的学习设计与学习理论研究滞后于新的学习文化的需要。学习科学与教学设计研究者在基于设计的研究中，借助研究/设计的互动合力保持理论的进步性，保持设计的学习活动的进步性，并将其统合于技术与文化的互动中不断前行（见图1）。

图1：基于设计研究的一般方法^[[17]]

基于设计的研究是建立在“通过构造而识知”（Knowing trough making）的哲学认识论基础之上的。值得注意的是,正如前文中Sasha Barab等人所言，基于设计的研究不是指单一的一种研究方法，而是系列方法的集合，是一种方法论。在基于设计研究的一般方法中（见图1）包含了自然科学研究方法倾向的“实证研究观”、人文社会科学研究倾向的“阐释研究观”以及凸显教学设计研究的核心概念——“设计研究观”，比较符合学习科学和教学设计的跨学科性质。另一方面，基于设计研究的哲学假定不是固定的，而是一种动态的循环。设计研究者的哲学观随着研究者在图1不同阶段的进程而随之改变，而整个基于设计的研究以设计观为导向。在某种意义上，最初就像设计研究者通过构建的干预产生一个实体，然后反思它的合理性，在假设推理阶段记录这个系统的行为，并将这些行为放置假设（理论）的推导中作比较，这时的设计研究者就成了实证主义的观察者。然而观察是阐释性的，它是新理论化和新假设推理的基础。以此为基础，新的干预循环又开始了（参见图1和表2）。

表2：三种研究观的哲学假定^[[18]]

	研  究  观  点
基本信条	实证的（Positivist）	阐释的（Interpretive）	设计的（Design）
实体论	单一实体；可知的、或然论的	多重实体，社会建构的	多重的、置于情境的可选择的世界状态；社会—技术使能的（enabled）
认识论	客观的；不带偏见的；对事实的超然观察者	主观的，即价值和知识从研究者与参与者的交互中浮现出来	通过构造而识知：建构客观地受限于某个境脉；通过循环限定（circumscription）揭示意义
方法论	观察；量化的，统计的	参与；质性的，阐释的，辨证的	开发的；检测对组合系统的人为影响
价值论	事实；普遍的、美的；预测的	理解；情境的和描述的	控制；创造；进步（即提升）；理解

其实，对于理论与实践的问题，早在上世纪初持进步主义主张的杜威就提出了有关知识与实践关系的实验主义主张，并构想有一种联结理论与实践的特殊联系科学（Linking science）。教学设计研究者格罗珀（G.L.Gropper）也意识到“学习理论与教学理论、教学模型之间的一致性关系。描述性的学习理论与教学理论的研究成果才能回馈至处方性的教学理论与处方性的教学模型，进而，在不断得到改善的实践与不断升级的理论之间形成一种互惠的关系，并最终同时在理论和实践中形成系统性的变化。”^[[19]]然而正如前所述，学习科学和教学设计中研究与设计的分立最终使得这些创见没有达到当初所设想的成效。如今，基于设计的研究为学习科学和教学设计者搭建起了真正互惠互动的桥梁。

国际学习科学与教学设计研究发展趋势表明，两共同体之间的对话已经开始。在未来之路上，他们需要更多的互惠合作，需要走向统合，为促进一个不断进步的教育/学习理论而贡献彼此智慧。但是“对于两领域统合问题的任何讨论都必须铭记：我们的最终目标是让学子们创造更大的研究辉煌，前提是他们需要站在学习科学和教学设计两位‘巨人’的肩膀上前行。”^[[20]]

 

参考文献：

(责任编辑：peixinning)

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