[学习科学视域中面向深度学习的信息化教学方式变革的相关分析]

学习科学视域中面向深度学习的信息化教学方式变革的相关分析

一、导致浅层学习的两类信息化教学形态 信息化教学的价值体现不在于技术应用本身，而在于 学生学习过程和结果的实质性改变。笔者从信息化教学的旨 趣进行审视与反思，认为当下信息化教学的各种实践探索中 存在两种典型的教学形态，因其技术介入教学的方式较为机 械、浅层而无法带来深刻的学习变化。

第一种信息化教学形态是当下占主流的课堂教学中 的多媒体课件演示播放。教师借助文字、图像、数据的信息 处理工具对希望学生掌握的知识进行编码、组织和表征，将 其包装在教学媒体之中[1]。这种看似常态并为学校广泛接受的信息化教学方式，其背后是根植于人们头脑中的观念假 设，即知识是有关世界的事实以及问题解决的程序的集合， 学校教育的目标就是将这些事实和程序装进学生的头脑，教 师的工作就是将这些事实和程序传输给学生。较简单的事实 和程序应当先学习，然后再不断学习更为复杂的事实和程序 ……确定学校教育成功与否的方式就是检查学生获得了多 少事实和程序[2]。显然，信息技术在此充当了教师单向地、 递进式地传递由“事实和概念”堆砌起来的知识集合的辅助 角色，其结果是限制而非促进学生的认知加工活动。

第二种信息化教学形态是大量采用新技术手段支持 的“开放型”课堂。自新课程改革以来，提倡“自主、合作、 探究”等新型学习方式的呼声高涨。告别独白和灌输，走向 对话和探究，成为我国教学改革的基本方向。以互联网为代 表的信息技术被视作课程教学创新的利器，有望促进师生合 作交流和对话教学。然而，在一些自称探究性、开放型的课 堂上，学生忙碌于各种技术使用和“自由”的学习活动，“对 于解决的问题，往往停留在对过程和步骤的认识层面上，并 没有形成对问题背后知识科学的深刻理解”[3]。常常是课 堂气氛热闹活跃，教学却流于形式而缺少深度，导致没有“驾 驭”的资料收集，没有聚集反思的动手活动，没有聆听和对 话的协作[4]。技术发挥的是课堂兴奋剂的作用，未能真正 地支持学生对知识的自主探究、深度理解和意义建构。有学 者称其为一种滋生的“技术主义”的倾向，突出表现为课堂上的“虚假对话”“空洞对话”“僵化对话”，导致了教学 的低效化[5]。

上述两种典型的信息化教学方式虽形态迥异，实则陷 入同一的思维窠臼：把信息技术简单地视为比“粉笔加黑板” 更高效、更便捷、更时尚的一种替代性工具，延续传统课堂 中“人灌”的老路而走向“电灌”。学生的深层次知识和能 力目标反而隐匿于人们关注的焦点。信息化教学，除了拥有 资源传输数量和时效性之先天优势，更存在着丰富学习体验、 改变认知和学习过程的可为之处。把信息化教学定位于促进 浅层学习的发展思路，这无疑是教学改革中一种战略上的短 视和褊狭。信息化教学的旨趣应从知识记忆、复述和简单应 用的浅层学习转向促进深度学习目标的实现。

二、学习科学视域下的深度学习机制 关于深度学习的研究，早在Bloom(1956)对认知维度 层次的划分中[6]就已蕴含了“学习有深浅层次之分”这一 观点。Ference Marton和Roger Saljo在长期的实验研究后 首次于1976年提出深度学习的概念[7]。此后Biggs和 Collis(1982)的SOLO分类理论(Structure of the Observed Learning Outcome，即“观察到的学习结果的结构”)[8]， 以及Ramsden(1988)、Entwistle(1997，2001)[9]等学者都 从不同角度发展了深度学习的相关理论。虽然他们对于深度 学习概念的界定不尽相同，但在深度学习(Deep Learning) 与浅层学习(Surface Learning)的差异性以及深度学习的本质理解上，基本达成了共识。深度学习是指学习者以复杂的、 深层次知识(Deep Knowledge)为学习对象，以沉浸、投入的 心理状态，运用高阶思维(Higher-Order Thinking)和复杂 问题解决的相关能力，实现分析、综合、评价等高层次学习 目标的学习方式。它是对学习者的学习过程、状态和结果的 一种质的整体描述，对于个体适应信息时代需求，培养批判 性思维和创新精神，发展问题解决和决策的能力至关重要。

相对而言，浅层学习则是一种对知识的机械记忆和被动接受 的学习方式。当然，深度学习并非与浅层学习决然对立或相 斥，学习从浅层到深度是一个连续的区域[10]。那么，深度 学习需要具备哪些内在要素，其间的相互关系是怎样的？深 度学习展开过程中所遵循的基本逻辑和内在机制是怎样 的？这些问题的研究是开展面向深度学习的信息化教学的 重要前提，必须进一步追问和厘清。

近20年来兴起的学习科学(Learning Sciences)，作 为一个研究教与学的跨学科领域，在对传统学习理论的批判 和反思中日渐突显并受人瞩目。它的研究直指教育实践，直 指仍盛行于当今课堂中的具有工业时代烙印的授受主义教 学(Instructionism)，努力创建各种有效的学习环境以帮助 人们学得更好[11]。学习科学把人的深度学习作为重要的研 究内容，认为学习既是个体感知、记忆、思维等认知过程， 也是根植于社会文化、历史背景、现实生活的社会建构过程 [12]。虽然深度学习因现实中学习者、学习对象、学习途径的具体差异可表现为不同形态的学习活动，但从学习科学的 视角来看待真实情境中深度学习的发生仍具有基本的同一 性。故而，笔者尝试从学习科学的视角，通过知识内容(学 习客体)、社会中介(主体间性)、学习者心理机能(学习主体) 三个要素及其相互关系的分析，对深度学习发生的机制和条 件做出阐释。

(一)深度学习的知识内容 知识内容是学习者认知的对象和实践的客体。从深度 学习来看，学习者所面对的学习客体需要浸润在非良构的复 杂问题域和真实的社会境脉中。深度学习发生在复杂的社会 情境中，而并非是单节课堂中的教学可以习得的(索耶， 2006)。人总是基于错综复杂的问题去学习知识，知识具有 社会性和情境性的本质。学习并不是一个孤立的过程，它应 该被看作是生活实践的一部分，学习是无所不在的[13]。现 实生活中存在的问题大都是复杂的、不确定的非良构问题 (Ill-Structured Problem)。因此，只有当学习者面对的知 识内容，浸润在非良构的、复杂的问题域和真实的社会境脉 中，学习者才有可能有机会将多学科的概念和方法应用到不 同的情境和知识领域中，明确所学知识有效使用的脉络和使 用的限域[14]，使知识“条件化”(Conditionalizing Knowledge)。这是深度学习发生的必要前提。然而遗憾的是， 学校情境提供的知识大部分是经过“精细筛选”“改造”后 的结构良好的知识，往往脱离真实的社会问题和学习者的生活经验，极易导致课堂上的知识习得成为“惰性”知识的浅 层学习，难以迁移至社会复杂问题的解决。

(二)深度学习的社会中介 主体间性作为主体间关系的规定[15]，描述的是多个 学习主体的内在相关性。分布性认知(Distributed Cognition)观点认为，人往往要借助外在的环境线索、文化 工具(如计算机)和他人的互动来完成各种认知活动[16]。人 类学家莱夫、温格(1991)也指出，协商、社会交往是学习的 基本形态，学习是“现实世界中的创造性社会实践活动中完 整的一部分”，是“合法的边缘性参与”的过程。因此特别 强调个体与特定的共同体(Community)之间的相互作用，这 个共同体不是因为要完成某一项具体的活动而将大家临时 聚在一起的松散结构，而是该团体的成员具有共同的文化与 历史继承，有共同的目标、信念系统和实践活动[17]。维果 茨基早已提出，人、物、工具、符号对人类认知发展起到关 键的媒介作用。“协作”这一概念不仅仅被看作建构共同意 义的过程，而且还被视为一种社会化共同参与的过程[18]。

因此，从学习科学的角度来看，缺失社会互动的纯粹的个体 性学习是无法实现真正的持久的深度学习的。学习者在教师 的支持下，实现“新老成员”交互、实质性参与相应的学习 共同体，正是深度学习主体间性的本质特征。而工具、环境、 文化、语言、符号等媒介，共同构成了深度学习这种“共同 体”主体间性所必要的社会中介。学习者正是在“社会中介”的支持下，以适应、协商、交往、分享的方式，为共同体贡 献个人的知识和经验，同时也在参与共同体的过程中参照或 吸收他人的知识与经验。

(三)深度学习者的心理机能 (四)深度学习机制的三维结构 知识内容、社会中介和学习者心理机能，分别从学习 客体、主体间性和学习主体三个不同的侧面诠释了深度学习 过程发生的条件。学习者通过浸润于真实社会境脉的知识内 容实现认知性学习，建构关于客观世界的意义与关联。此过 程中在媒介工具的支持下与老师、同伴进行协商互动，实现 与他者关联的社会性学习；
同时作为学习主体展开与自身的 对话，探求自我存在价值、构建身份感的自我认同。因此， 深度学习的发生，实则是深度的认知性学习、社会性学习与 身份发展三位一体的共同结果。另一方面，深度学习的三个 维度是相互作用、互促发展的。知识内容创设的情境、任务 或问题，是社会中介支持的学习共同体的活动缘起与目标导 向；
学习者在与他者的社会性互动中产生的主体间关系，会 增强学习者对自身角色的判断和身份感；
而学习者的自我认 同与自我反思也影响着对作为学习客体的知识内容的认知 程度。正如佐藤学所言，我们倘若不是丰富地建构客体的意 义世界，就不能丰富地建构自己，也不能建构自己同他人的 关系。反之，能否丰富地建构客体的意义世界，依存于学习 者自己内部广阔世界的丰富性，依存于同该学习者相关的人际关系的丰富性[21]。概言之，这三个维度以融合的、整体 性的方式构成了深度学习的发生机制，如下图所示。知识内 容、社会中介和学习者心理机能的层次，共同决定了学习者 在浅层学习至深度学习的连续谱系中所处的水平状态。

深度学习机制模型 三、面向深度学习的信息化教学方式变革的内容 从深度学习的内涵和机制来审视信息化教学实践，有 助于我们发现其中存在的根本性问题，探寻信息化教学方式 变革的路径。当今课堂中学生们使用信息技术经常是相当边 缘性的，把技术作为知识传递、刺激感官知觉的工具，或是 充当课堂气氛活跃的道具，对于改变学生学习经历的本质变 化影响甚微。笔者认为，信息化教学方式的变革，应在符合 深度学习机制的框架之下着手努力优化技术融入课堂教学 的方式，从知识内容、社会中介、学习者心理机能这三个方 面，发挥信息技术内核式的而非边缘化的支持作用。

(一)从“脱境”的知识内容呈现转向融入“真实境脉” 的问题创设 信息化教学方式首先必须从辅助于知识的演示、“脱 离情境”的呈现，转向创设复杂、真实的学习活动所需的问 题情境。基于信息技术的问题情境，不能简单地针对教科书 上零散、具体的知识点，而要指向学科核心思想和深层次理 解，能够提示学习内涵丰富性和复杂性的问题[22]。技术应该作为智力工具包，使学习者建构更有意义的关于世界的个 人解释和表征。这些工具包必须能支撑某一课程学习所需要 的智力功能[23]。顺乎这一逻辑，对各类不同形态的技术进 行选择不在于技术本身的先进程度，而在于与知识内容的深 层理解的契合程度。从最简单的录像、幻灯片到各种计算机 软件再到超媒体、互联网技术，经过合理的设计都有可能成 为创设问题情境、实现知识可视化的有效工具。例如美国著 名的Jasper系列教学活动，采用录像带制作成系列历险故事 并由此衍生出问题驱动和学习任务，创设了交互性的抛锚式 情境性教学的成功典范[24]。再如，我国张景中院士领衔团 队研发的数学教育软件——超级画板，被巧妙地融入“拼图 与勾股定理”数学课堂，提示了勾股定理的历史文化，不仅 让学生感受到了数学历史文化的深邃，更让学生感受到了 “数学是美的”“数学是可以欣赏的”，取得了极大的教学 成功[25][26]。其他更多的现代技术手段如虚拟仿真、娱教 技术、数字博物馆等，则提供了更多有利的情境创设条件。

总之，要充分考虑不同技术与特定学科知识相结合所能产生 的匹配度和功能性，创设出蕴含深层理解、问题原理和历史 文化感的知识情境。

(二)从支持个体化学习转向社群学习所需的社会中 介 要从纯粹辅助于零散的个别化学习的技术应用，转向 构架分布式认知的中介桥梁、实现学习共同体的社群学习。支持社会性学习的信息技术蕴含了共同体知识建构的新型 学习文化。博客、维基、社会性书签、社交网站、论坛等社 会性软件工具，有助于形成富有成效的深度在线讨论和实践 共同体，使学生创建内容、积聚集体智慧的理念得以成为现 实。教师必须付出努力，合理地将技术融入教学过程以提供 认知支架，如提供问题、组织辩论、引导学习者进行因果推 理等。以英语写作课程为例，教师可以利用Wiki或Google Group自行搭建社群学习平台，实现学生之间协同式的英语 写作以及作品的相互鉴赏、评价，创设出面对面交流与网络 交互相结合的混合式学习环境[27]。再如，加拿大多伦多大 学的Marlene Scardamalia和Carl Bereiter教授于1995年研 发的知识论坛(Knowledge Forum)，被视为经典的网上协作 知识建构环境。它是一种由注解和视图两部分构成的多媒体 数据库，能够为学生搭建脚手架并支撑分布式的认知活动。

作为共同体成员的学生可以通过图标、动画、电影和小应用 程序等方式贡献个人的注解、评论和观点。近年来知识论坛 一直处于不断地完善、试用和推广中，与之相适应的知识建 构教学法也得以演进和发展。基于知识论坛的信息化教学已 经在许多国家的中小学、大学甚至校外机构的教学中成功实 施，很好地例证了深度学习的理念。鉴于此，教师在开展信 息化教学活动的关注焦点应有所转移——从关注任务活动 到关注思想的持续改进，从强调个人的学习过程和成绩到强 调共同体知识的建构，从预先设定好的、教师主导的对话过程到围绕知识建构进行自组织性的分布式对话[28]。

(三)促进学生心理机能的认知与身份认同的双重发 展 四、结论 从学习科学的视域来洞察深度学习的机制，有助于避 免粗糙、僵化甚至错误的认识，合理、科学地诠释深度学习 “黑箱”的内部过程。学校教学虽然被视作“特殊”环境下 的认识实践活动，但不应该也不可能脱离人类学习共有的基 本机制而孤立存在。因此，学校应把深度学习的基本机制作 为开展信息化教学实践的重要依据。一方面要挖掘不同类型 的信息技术促进深度学习的教育价值和功能；
另一方面要以 深度学习内在机制为依据来设计和干预技术嵌入的教学活 动，处理好技术和教学的融合关系。从知识内容、社会中介、 学习者心理机能这三个方面切入，为学习者创设融入真实境 脉的、沉浸于实践共同体之中的学习场域，推动学习者认知 和身份感的双重发展，以达到信息化教学真正实现与知识社 会对人的发展需求的耦合。