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以 学 为中心的教学设计研究综述

【摘要】以"学"为中心的教学设计(ID3)是现代教育技术学中一个活 跃的领域，许多专家已将更多的精力从支持"教"的系统设计转移到支持"学 "的系统和环境设计上来。尽管 ID3 理论体系的建立是一项艰巨的任务，并 非短期内能够完成，但基本思想和原则已经明朗，如强调情境，协作学 习，利用资源等，并已开始实际应用于指导多媒体和 Internet 环境中的教 学设计。本文分析了 ID3 的发展历程、现状和存在的问题，并阐明了今后 的研究方向。
【关键词】教学设计；建构主义；多媒体网络；认知工具；以"学"为 中心
新一代教学系统设计(ID3)的发展主要来自两方面的研究成果：多媒 体网络技术和建构主义理论。技术为丰富的教学环境和活动构建提供了支 持，而建构主义理论为技术活化和技术整合到学习中指明了方向。这两类 成果在教学中的应用常常交织在一起。
一、教育领域中技术的发展
在过去短短的十年中，计算机技术，特别是多媒体、网络，已经从科 学研究和数据交换的专用技术迅猛发展为覆盖全球的广泛运用于各个领域 的庞大的通用技术。计算机技术对教育手段的更新主要体现在三个方面： 多媒体，网络，智能技术。
多媒体技术首先指图形、图像、动画、音频、视频等技术的实现，使 信息呈示的多感官化和教学内容表征的多样化成为可能；光盘技术作为一 个大容量的存储器，大大拓宽了教学资料的来源；而超文本和超媒体技术 使各种媒体能够建立逻辑连接，改变了课本，录音带，录像带等线性形式 的存储。这种组织形式更类似人类认知的联想网络结构，可以促使计算机 学习由封闭式变为开放式。虚拟现实虽然在学校教育应用还不广，但因身 临其境的特性，能强烈地感知，而且能动手操作虚拟世界中的各种对象， 同时又可为学习者提供因微观、宏观、危险、经济成本等不可及的环境， 因此备受教育技术和培训领域的关注。
网络技术的发展主要包括形式的扩展，如从局域网、广域网到 Internet，和提供服务的增加，如从 E-mail、 FTP、 Telnet、 WWW 到视频会 议系统、 MOO 和 MUD 等。网络促进了教学资源的共享和提供了新的教学环 境，不仅仅支持通讯意义上的交流(如思想和语言的交流)而且支持基于任 务的协作，从而为协作的教学模式开拓了新的天地。计算机支持的协同学

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习(CSCL)正是计算机协同工作在教育中的延伸。网络学校和虚拟教室则将 过去学校组织形式空间搬迁到信息空间。目前正在兴起的无线入网技术如 蓝牙技术，则将进一步突破时空限制，为随时随地泛在的学习提供可能。
尽管计算机的智能化程度仍然不够理想，但是仍然有不少研究成果运 用到教育中，如语音识别技术、图像识别技术促进了学习的交互性；正在 热门研究的绩效支持系统(EPSS)和智能代理Agent 技术为教学的适时训练 和帮助提供了更为全面的支持，例如 CASCADE 就是一个基于 EPSS 支持的课 程分析、设计与评价系统。
在教育技术领域中，早期对技术应用的研究集中在媒体信息呈现和传 递模式上，如多感官作用对教学的价值。较近的一些研究集中在交互、人 机界面、超媒体环境中的导航等问题上。这些研究较多地关注学生反应， 但本质仍是通过信息内容的"适时"呈示，照顾学生的个别特点。与此同 时，技术应用研究的另一个重点方向是如何利用计算机作为学生的认知工 具。所谓认知工具(cognitive tools)(Jonassen， 1996)即帮助学生表征他 们已有的知识结构，组织新的知识，并用于解决问题的工具，以更好地发 展学习者的批判性思维、创造性思维和综合思维能力。计算机这种使用方 式已经开始关心过程和问题解决，帮助学生面向未知时发现问题，探索和 解决问题。这表明教育技术领域中开始注重把计算机看做支持学习过程和 意义建构的工具。最近几年，网络被看做信息资源的空间，基于资源的学 习成为研究的热点；网络又作为一个活动的空间，是包含社会性质和工具 性质的空间，网络环境下的教学活动，如抛锚式教学，基于问题的教学， 探究式教学等都体现了技术支持"学"的理念。
"信息技术是建构主义应用于教学的先决条件"何克抗， 1998。确定技 术在支持教和支持学的系统中不同的功能，如何使技术从信息来源和交流 的工具发展成为促进学习者的认知发展、问题解决、反思能力的"认知技术 "，便成了以"学"为中心教学设计的重要课题。
二、以学为中心和建构主义理论的发展
1.早期研究阶段
杜威在 1900 年发表的《学校与社会》中提出儿童是教育的中心，课 程应采取的组织形态是"工作单元"的形态，而不是知识的分科。他强调让 学生从活动中获得经验，推广"做"中学，以发展学生的实践能力。因其影 响深远，国际上一般以此作为近代以学为中心教育思想的开端。建构主义 之父皮亚杰用"同化"与"顺应"解释了儿童的认知发展过程，为建构主义奠 定了理论基础。维果斯基强调认知过程中学习者所处社会文化历史背景的

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作用，深入地研究了"活动"和"社会交往"在人的高级心理机能发展中的重 要作用。
所有这些研究都使建构主义理论得到进一步的丰富和完善，为实际应 用于教学过程创造了条件。这一阶段的研究在各自的领域都是开创性的， 但对于教育技术领域中的教学系统设计来说，在当时却是陌生的。教学设 计还是集中在以"教"为中心的思路，其理论基础是行为主义和"联结-认知" 的理论。早期这些情况一直持续到上世纪 90 年代才有所改变。
2.成为教学理论的研究阶段
上世纪 90 年代以来，随着计算机多媒体和网络技术的发展，建构主 义迅速成为教育技术研究的热点并成为以"学"为中心的教学系统设计的理 论基础。在短短的 10 年时间内，关于以"学"为中心的理论和研究不断更 新，不同的学者在建构主义如何指导教学设计(或学习环境开发)上从各个 角度提出了新的见解。
普金斯(Pekins 1991)提出了分析学习环境的要素。他认为，所有的 学习环境，包括传统的教室，都由以下要素组成： (1)信息库； (2)符号 簿； (3)表现场所； (4)建构工具； (5)任务管理者。
当前最有影响的建构主义代表人物之一乔纳森(Jonassen， 1996)提出 了用于设计建构主义学习环境的模型，该模型由六部分组成： (1) 问题(包 括疑问、项目、分歧等)； (2)相关的实例(或个案)； (3)信息资源； (4)认 知工具； (5)会话与协作工具； (6)社会背景支持。
这一阶段，建构主义已经融入到教学中，并成为教育技术领域的指导 理论。
三、以"学"为中心的教学实践和第三代教学系统设计现状
在过去十年中，以"学"为中心的教学系统设计和开发从不同的角度展 示了建构主义和多媒体网络技术结合起来为教学提供的丰富内涵。尽管当 前 ID3 还没有代表性的模型，但是 ID3 的思想已在教学实践中展开，从不 同的侧面体现了系统实现的方法。
在教学实践中，以学为中心的教学研究已取得很大的发展，并且也进 行了各种各样的教改试验。如果不考虑教学模式的分类标准、层次关系， 单就近年来出现的新的教学模式名称看有如下一些：基于资源的学习，基 于问题的学习，探究学习， (网上)协作学习/计算机支持的合作学习，角色 扮演，研究型学习，情景教学，支架式教学，抛锚式教学，随机进入教学 等等。可以看出，基于问题解决、学生自我探索、社会化和情境化的以"学

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"为中心的教学观念和模式正在形成。这些名称各异的教学模式在本质上是 大同小异的，都反映了在教学设计中注重学生如何学而不是教师如何教。
尽管从名称上出现了很多以"学"为中心的教学模式，但到目前为止， 我国信息化教学实践主要还是借助电子讲稿和多媒体演示来辅助课堂讲 授。即使是像现代教育技术，信息技术等课程中，媒体的使用也基本上局 限于支持教师"讲授"，学生"接受"的教师中心模式，而很少开展一些以"学 "为中心的教学。在教育技术领域内，尽管普遍接受新的思想，但是都因为 在操作方法上复杂等原因，在实际设计以学为中心的教学系统和应用时， 在许多方面仍然沿用旧有的方法。
由于应试标准以及教师运用信息技术水平的限制，以"教"为中心的教 学实践仍是主流，是我国教学发展必经的一个阶段。但是根据发达国家的 一些经验，计算机最大的潜能是作为学习的工具和促进学生的探究。有些 新的教学模式已进入较为成熟的阶段，如圣地亚哥州立大学教育技术系的 伯尼 ·道奇博士和汤姆 · 马奇一起创建了基于 Internet 的在线教学计划-- WebQuest：一个以探究为导向的学习活动。在这个活动中，部分或者所有 能够让学习者进行交互的信息都是来自 Internet。 WebQuest 就是一种任务 驱动，要求学生利用万维网对一个特定的专题进行学习，这种以学为中心 的系统设计已经在许多学校试用。因此，以"学"为中心的教学理论研究和 实践是今后的努力方向。
以"学"为中心的学习环境和系统设计是当今教育技术学中一个活跃的 领域，许多专家已将更多的精力从传统实践转移到学习环境的设计上来， 并从理论和实践两个方面展开。尽管 ID3 理论体系的建立是一项艰巨的任 务，并非短期内能够完成，但其基本思想和原则已经明朗，如强调学习环 境设计，强调情境，协作学习，利用资源等，并已开始实际应用于指导多 媒体和 Internet 环境中的教学设计。
四、 ID3 存在的问题和研究方向
在以"学"为中心的教学系统得到进一步认可的同时，也出现了两种主 要的批评意见。一种批评意见认为，以"学"为中心的环境允许学生做的过 分了，教师把课程中包含的而且是通过考试所必需的信息、事实和基本技 能撇在了一旁，放弃了课程而去追求学生的活动。例如数学和科学课中， 批评者特别关注的是，教师放弃基本的信息，允许学生用过度宽泛的数学 术语和科学术语去思考问题。另一种常见批评意见认为，以"学"为中心的 建构主义教育方法缺乏严密性和操作性。这种意见关注的是，在实际教学 中如何实现和管理以"学"为中心的系统。

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但是，这些批评意见是欠妥的。学生把其先前的经验带到每一个学习 活动中来，教师把课程安置在实际情境中，技术和问题解决过程结合起 来，对于学生面向生活的能力发展，主动的学习习惯培养，适应社会需求 意识的形成至关重要，这种重要性在信息社会更加突出。为了使学习者适 应不断变革的社会，教育应围绕让学生学会认知，学会做事，学会共同生 活，学会生存；扩大了的教育新概念应该使每一个学生都能发现、发挥和 加强自己的创造潜力，也应该有助于发掘隐藏在每个人身上的财富。因此 忽视学生面向未知的问题解决和基于个体经验背景的兴趣，从学生可持续 发展的角度讲，会产生相反的效果，除非我们将教学的标准定义为测试和 记住静态的知识。
但是这些批评确实也反映了 ID3 存在的两个问题：
1.许多接受以"学"为中心思想的教师和教学设计人员片面夸大了建构 主义所适应的教学问题范围，把建构主义当作革新所有教学的工具，希望 以"学"为中心的教学系统能解决所有的教学问题。
多媒网络技术和建构主义的结合，使许多教师和教学设计人员把以" 学"为中心的系统、环境、工具等看成教学革新的利器。但任何教学系统 (内容，过程等)总是针对一定性质的教学问题，要对当前所学内容不加区 分一律要求对其完成"意义建构"即通过学生基于情境的探究、问题解决来 深刻地理解与掌握是不适当的，这不仅在教育学、心理学上仍然存在争 议，在实践中也是不现实的。另外，从目前看，应试教育和常规课程从某 种程度上是不可能取消的，我们仍然要考虑传统教学与"意义建构"系统在 教学中的比重和关系。
2. 以"学"为中心的教学设计还缺乏一个系统的方法，在具体的开发上 还没有统一的规范和可参照的体系。从下面四个子问题的讨论中可以看出 具体方案的缺乏。
(1) 目标问题教育界一直关心适应社会需求的目标，如强调学会学 习，发展能力等，关键是如何体现在目标陈述和教学中。例如，目前信息 素养的研究很多，为了实现这些目标，在学校开设信息技术课程，但实施 结果往往是信息素养的目标又变成了简单的知识目标。例如，要求学生学 习 Office 、搜索引擎使用、网页制作等，虽然内容也是信息素养的基础， 但教学目标显然忽视了真正重要的，如信息综合、评价及信息问题解决过 程中体现出来的反思能力。结局是教学目标又从计算机为工具的目标回到 以学习计算机本身为目标。
问题的主要原因在于目标陈述方法停留在行为主义的目标陈述法。行 为主义的目标陈述方法，如 ABCD 法，具体客观，可操作性强，但主要适合

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知识内容的描述，而不适合能力目标和过程目标的陈述。尽管人们已经意 识到高级能力目标描述的复杂性和以"学"为中心的环境中目标的动态性， 但目前适合 ID3 的目标陈述模式的研究还没有。
(2)教学过程如何来组织和设计有助于学习经验形成的过程，是教学 系统另一个重要问题。尽管以"学"为中心的思想确立，但对教学的两大要 素：内容和过程，我们仍集中于内容的设计，而不是过程的设计；即使在 内容上，我们仍集中在既定知识的设计，而不是开放学习内容的组织，或 体现信息时代特征的内容。因此我们需要选择或设计一个教学过程，这个 过程能给学生提供作出个性化问题选择的机会，涉及解决问题的方法和实 际意义。虽然，在以"学"为中心的教学系统的探索中，已经普遍体现出对 探究过程的重视，如发现式教学，基于项目的学习，研究性学习等，但是 对于探究过程中的问题产生阶段、问题结果的交流和争辩阶段的设计还没 有足够的重视。
(3)媒体和技术的教学功能问题媒体和技术，尤其是多媒体网络，已 成为信息化教学的必要工具。它们的应用促进了以"学"为中心的教学理念 和教学模式的发展。在过去几十年中，媒体在教育中的应用研究主要集中 在以"教"为中心的系统上，对媒体功能分类主要采用感官的分类标准，这 是基于一种传播学的观点，假定知识是传播所获得。把课程和教材搬上光 盘、网络的电子化形式就是支持"教"的媒体功能的一个例子。不少研究开 始倾向于把媒体视作认知工具，协作工具等，但教育技术领域对媒体分类 仍然集中在过去的传播学的分类体系上。因此在教育媒体和技术的教学功 能的分类上要引入新的机制，重新认识媒体和技术在"意义建构"基准上的 学习功能。因为以"学"为中心的系统中强调通过活动来实现意义建构，引 入基于"活动"的分类标准可能会有助于认识和促进学习过程中的活动，发 展学生信息分析的元认知策略和创造性解决问题的能力。
(4)评价问题传统的评价范式，源于教育研究中一直占优势的实验或 心理测量传统。例如，标准参照测量 (Criterion-Referenced Measurement)
就是通过结果与目标两者对比测量，判定学习者是否掌握了预先设定的内 容。这种评价范式只适用于有明确结果(答案)的学习，不能解决评价中所 遭遇的复杂问题。如何开展在问题和情境不同的开放式学习结果的评价； 如何采集能反映学生学习首创性、成长性的数据；如何将评价作为学习的 工具等等，关系到以"学"为中心的教学能否真正实施。
从上面存在的问题，我们可以确定以"学"为中心的教学设计研究的方 向：

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方向 1：以"学"为中心和多媒体网络技术基础上的教学系统对哪类性 质的教学更为有效?这一问题的提出是基于以建构主义为指导的教学系统在 对不同的教学目标和问题上所起的效果将是完全不同的假设。在对这一问 题没有找到正确答案(研究成果)前，人们很难把握建构主义指导的教学系 统设计应在什么教学问题和目标层次上开展应用，从而造成技术资金投入 的浪费，或是产生与人们期望相反的教学效果。
方向 2：当确定教学系统面向的教学问题和目标层次后，教学设计中 应该如何具体地实现反映思想原则和我们期望解决的问题。这一问题的提 出是基于教学环境、系统目标、条件的变化会导致教学模式和策略的变化 的假设。许多教育工作者已经接受以"学"为中心的思想，但在具体到目 标、过程、评价、及媒体的应用方面的设计时仍采用行为主义的一套方 法。因此，实现在多媒体网络环境下促进和支持学生活动、意义建构、问 题解决的教学设计必须要有新的目标、过程和评价的具体方法和模式。
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