学习 / 教学项目的创新设计

1. 学习/教学项目的创新设计 华东师范大学课程与教学系 华东师大学习科学研究中心 裴新宁 Xnpei@kcx.ecnu.edu.cn 引用本文献时请注明作者

2. 讨论框架 • 背景 • 基于学习科学的教学设计原理 • 基于学习科学的教学设计方法与策略 • 学习与教学项目创新设计案例评析

3. 关于今天的话题 学习科学 Learning Sciences 人是如何学习的？ 怎样帮助人们有效地学习？ 教学设计 Instructional Design

4. 工作 分布的 资源 学校 学习与发展 伙伴 家庭 社区 学习的生态圈

5. 我们的今天 新经济——以全球化、信息化为特点 新政治——以多极化、社会化为特点 新科技——以生态化、智能化为特点 新文化——以融合化、网络化为特点 新教育——以教育的可持续性发展为特点 （公平发展教育、终身素质教育、 科学人文教育……） 人的可持续性发展

6. 20世纪（乃至今天），三种强势媒体： 教师（teacher） 黑板（chalkboard） 课本（textbook）， “TCT”组合。 • 尽管电子媒体设备大量地用于课堂,但充当的作用仍然如同“TCT”

7. “媒体”、“教学媒体” ---教学设计中最为关键的两个基本概念。 回答了教育中的一个基本问题/基本假设：通过什么来学习？或者，通过什么进行教育或接受教育？———教育的基本手段是什么？ -学习/教学/教育的有效性 -学习/教学方法改革 ……..

8. 现代教学媒体的主要功能 • 能够描述学习经验并提供实物替代物或具体经验的替代经验，“超越时空”，从而拓展学习的可能范围 • 可以通过多元化的途径创设情境，把各种具体经验联合起来，帮助学习者整合已有经验，从而增加理解抽象知识和解决问题的可能性

9. 教学材料：依据一定的教学目标筛选的一切信息及其组织。如文字材料（如教科书）、挂图、教学仪器、CAI课件、 教学影视、计算机学习软件、网络等 支持系统：支持学习者有效学习的外部条件。如能源设备支持、信息支持、人力资源等； 环境资源：真实物理环境（学校、教室）、文化环境（文化氛围）、对话环境（人与物、人与人）、网络协虚拟真实环境等； 其他学习者：教师、专家、同伴………. …… 学习资源 现代学习资源

10. “设计不是预测未来，而是创造未来；我们不是为未来而设计，我们是在设计未来”“设计不是预测未来，而是创造未来；我们不是为未来而设计，我们是在设计未来” ——Banathy,1998

11. 什么是教学设计？ • 系统（system）：是一套彼此相互作用的元素组成的整体。 • 系统的重要特点： • 多元性( multielement) • 相干性（interdependent） • 整体性（holistic） • 协同性（synergistic） • 动态性(dynamic) • 有控性(cybernetic)

12. 输出 输入 教学系统 条件 变量 方法 变量 结果 变量 内容特点 组织策略 教学效果 教学目标 传递策略 教学效率 学生特点 管理策略 吸引力 实际约束 教学设计的系统观 条件 方法 结果

13. 教学设计的根本原则：贯一设计（grounded design） • 设计所依据的核心基础跟设计假设要达成精致的协调，所采用的设计方法、手段跟相应的认识论主张形成一致性联系

14. 现代教学设计的重要特征 • 学习者中心 • 目标定向 • 关注学习者在真实世界中的表现 • 可信、有效、多元的评价手段 • 贯穿经验与反思的设计过程 • 技术的有效支撑 • 团队协作的设计

15. 从学习结果看三种状态的学习 无效学习（no learning）。既没学到知识，更不能迁移运用。 学/教的模式创新设计的焦点： 帮助学习者进行意义学习 机械学习（rote learning ）。能记住相关的信息，但不理解也不会运用，学习者所做的是尽量多地在记忆中增添新的东西，主要的认知过程是“编码”（将信息储存到长时记忆中）。 意义学习（meaningful learning）。既能熟记相关信息，同时也能理解和运用。

16. 主动的 （操纵/留心观察） 什么是有意义的学习？ 有意图的 （反思/调节） 建构性的 （阐释/反思） 有意义 的学习 真实性的 （复杂/境脉化的） 合作性的 （协作/对话）

17. 基于学习科学的教学设计方法与策略 • 学习的三种主要隐喻与对应的教学理论： • 学习就是反应的强化——行为主义教学理论 • 学习就是知识获得——认知主义教学理论 • 学习就是知识建构——建构主义教学理论

18. 1、促进行为学习的教学设计策略 行为主义的学习与教学主张  学习是反应的强化  教学就是操练

19. 初期练习 • 中期练习 • 终期练习 • 教学过程的三个阶段： • 支持教学过程的六种“工具” • 提示量 • 学习单元长度 • 刺激与反应模式 • 练习任务种类 • 内容类型 • 练习频度 有效的练习策略

20. 有助于意义学习的教学设计的几项原则 • 制定目标：将教学期望明确表示为学生所能显现的行为； • 经常检查：在课程的学习过程中经常复习和修正，保证能够适当地形成预期的行为； • 小步子和低错误率：将学习材料设计成一系列小单元，使单元间的难度变化比较小，达到较低的错误率； • 自定步调：允许学生自己控制学习速度； • 显式反应与即时反馈：课程中通常包含频繁的交互活动，尽多地要求学生作出明显反应；当学生作出反应时应立即给予反馈；

21. 行为论的实用性：有效练习的策略 • 比较适用于动作技能及学科用语的学习 • 教师要慎重思考教学行为的预期，清晰叙写学科教学目标 • 通过重复训练让大多数学生对一些事实性及程序性知识学得更好。 • 对学科教学标准研究的发展起到了推动作用，命题标准化，标准化考试。

22. 例如：清晰地叙写教学目标 （行为条件＋）行为主体＋行为动词＋（程度标准）行为结果 C A B D C

23. 一个叙写良好的目标包括四个要素：ABCDs • 观众（Audience）：搞清目标所指的教学对象（或 观众）；行为主体是学生。 • 行为或能力（Behavior 或Capability）：说明所要学习的行为或能力；行为动词 • 条件（Conditions）：所习得的行为或能力应在何种条件之下表现出来；行为条件 • 程度（Degree）：评判该项能力的标准，如时间限 制、正确的程度、所要求的正确反应比例、量化标准等。表现程度

24. 例子 • 高中化学“化学反应与能量”主题的探究教学，其中一个教学目标： 提过查阅资料，学生能够说明能源是人类生存和发展的重要基础，并例举生活中能源使用的现象，提出至少一条提高能源利用的合理化建议

25. 某校组织高一的学生调查当地汽车流量与空气污染的关系。其中一个教学目标：某校组织高一的学生调查当地汽车流量与空气污染的关系。其中一个教学目标： 这些高一的学生能够以3-4人组成一个小组的方式，共同提出口头报告的主题，进行小组讨论，得出结论。该项报告必须包括各种资料汇集的技能（如调查、观察、访谈等），还包括运用各种图形（如块状图、条形图或饼状图）等来呈现其统计数据

26. 2、促进知识获得学习的设计策略

27. 促进知识获得（讲解）的教学设计重点：设法传递给学习者足够的信息，增加学习者头脑中知识的量，记忆的时间长。促进知识获得（讲解）的教学设计重点：设法传递给学习者足够的信息，增加学习者头脑中知识的量，记忆的时间长。 材料呈现和讲解的有效策略

28. 教学设计的几项原则 • 用直观的形式显示学科内容结构，让学习者了解教学内容中涉及的各类知识元之间的相互关系 • 材料的呈示要适合学习者认知发展水平，按由简到繁的原则来组织教学内容。由简化的整体到复杂的整体 • 追求理解才能有助于知识的持久和可迁移 • 提供信息丰富的认知反馈, 确认正确知识和纠正错误 • 学习者基于内在动机自定目标 • 既以归纳序列又以演译序列提供材料 • 学习材料要体现辩证冲突，引发学习者的高水平思维

29. 有效的讲解策略 Ÿ信息组块 Ÿ框架； • 概念表象 Ÿ先行组织者 • 隐喻-比拟 Ÿ演练（复述） • Ÿ想象 Ÿ助忆术 认知策略 元认知策略 Ÿ追问 Ÿ形成行动计划 Ÿ维持并监控计划的执行过程 Ÿ评价计划的效果

30. 教学设计的实用方法 ：材料组织与讲解的设计 • 关注学习者个人认知结构，让学习者在学习中要主动获取、加工和重组知识。 学习者分析： （1）学习者先拥概念及其组织， （2）学习者在信息加工技能方面的总体倾向，学习者的认知和社会性发展水平， （3）学习的动机、态度、个性、兴趣等特征。

31. 心智任务分析。 如：信息加工分析，或认知任务分析。

32. 学习、教学与评价的统一。 教学目标 评价任务 学习任务 链接到目标

33. 促进良构知识学习的教学设计. （1）按照学科主要概念或原理组织认知任务，形成结构化的知识，可促进学习者对科学知识的理解和掌握； （2）设计适当练习加强新旧知识联系，可促进信息存储与提取，发展认知结构，引发有效长时记忆。

34. 3、促进意义理解的建构性学习的教学设计 • (1)建构主义学与教理论的基本主张 • 学习是主动建构知识而不是接受知识的过程； • 教学是支持建构知识而不是灌输知识的过程。

35. 何谓“主动”？ • 主动学习（active learning）有两种情况： [第一种情况]：认知上被动，行为上主动 你能举出例子吗？

36. [第二种情况]认知上表现为积极主动，但是在行为上却未“显山露水”。[第二种情况]认知上表现为积极主动，但是在行为上却未“显山露水”。 您能举出例子吗？ 阅读课文时。。。。。。

37. 哪一种“主动学习”更能体现建构性学习的特点呢？哪一种“主动学习”更能体现建构性学习的特点呢？ • 建构性学习较多地依赖于认知活动而不是行为操作。 • 教学设计应更注重鼓励学习者在认知上努力探究，而不是仅仅在乎开展了多少外显的活动

38. 对应于两种主动学习的两种测验 假如：请一个学生阅读一篇关于闪电是如何会发生的课文，然后，提供几个测验题：

39. 记忆测验：评估学习者能够记住多少已经讲过的材料，其中主要手段就是再认（识别）和再现（回忆）记忆测验：评估学习者能够记住多少已经讲过的材料，其中主要手段就是再认（识别）和再现（回忆） 迁移测验：评估学习者能否在一个新情境中应用所学东西，或提出新问题的解决方法。 区分理解能力还是死记硬背：看学习者能否完成“问题解决迁移”

40. 建构性学习与教学： • 不排斥记忆测验，但更看中迁移测验； • 不单单要知道学习者学到了多少东西，同时更关注他们学到的是什么； • 不仅是看中学习者主动建构知识的形式，更追求对意义的（建构）理解。

41. 学习环境设计的几个关键： • 以问题制造“困惑” • 以目标导引解决“困惑” • 以工具/资源和“脚手架”支撑问题解决 • 教学就是创设优化的学习环境。

42. 对话与协商 • 学习者要在有意义的学习任务中积极参与和集思广益。 例如，学习写作文时，学习者可以就如何谋篇立意开展讨论，教师从中加以引导。 • 创建学习者共同体：培育新型的学习文化 要让所有的学生发出自己的声音，允许多元价值的存在，并形成相对共同的价值进行分享。

43. 学习应发生在（或置身于）真实场景 • 将评价整合于任务之中，而不要作为单独的 活动

44. 实作评价：用于检验在真实世界情境中实际应用的复杂的高级知识和能力，这样的评价通常伴有需要被评价者花费一定时间和努力去完成的“开放性任务”。实作评价：用于检验在真实世界情境中实际应用的复杂的高级知识和能力，这样的评价通常伴有需要被评价者花费一定时间和努力去完成的“开放性任务”。

45. 理解性学习的设计 • 建构主义理论将注意力的焦点放在高级认知问题上，教学设计的根本指导思想：以发展意义为先，而不是以行为训练为先。

46. 理解性学习的设计指南。 • 激发学习者的主动性，承认学生以自己的方式理解事物意义的合理性， • 允许同一问题多种观点的存在，设计各种社会协商活动和嵌入学习过程中适当评价，促进形成不断趋于正确的理解；

47. 正确对待教学过程中学生的前概念和迷思概念，将学生的错误或失败以及史料未及的各种反应作为了解学生理解情况的时机。正确对待教学过程中学生的前概念和迷思概念，将学生的错误或失败以及史料未及的各种反应作为了解学生理解情况的时机。 • 教学设计者的基本任务在于通过设计各种过程和资源促进学习者跟学习材料的有意义的互动，形成意义理解，如：促成学习者选择、组织与整合信息。

48. 加强关注学习者的意向。 • 基于信息技术创设学习环境(为学生提供可以经历的经验) 关注：学习的复杂性 设计焦点：创设激发学习者的自主、协作、研究与反思的学习环境

49. 建构主义在学习和教学中应用的主要类型 ●知识的建构（概念的学习） ——必须巧妙地设置认知冲突 ●技能的建构（操作的学习） ——必须有真实性的任务驱动 ●情感-意志的建构（价值与审美观念的学习） ——必须设置价值观冲突并获得情感体验

50. 学习者准备水平 学习环境丰富性 建构主义 认知主义 行为主义 学习任务复杂性 学习理论选择的三个维度