【学习环境的社会结构设计】

　　[摘 要] 学习科学在学习的社会维度上的强调,要求学习环境的设计超越传统技术中心的设计视界,更加关注学习的社会结构设计。文章概要描述了一个由“文化信念”、“实践”、“社会―技术―空间关系”、“与外部世界的交互”四维度组成的社会结构设计框架,并借此分析了一个智能互动白板技术环境下的课堂社会结构的设计研究案例。研究表明,学习的社会结构是影响整个学习环境设计效果的重要因素,应该引起广大教育技术研究者们的重视与关注。
　　[关键词] 学习环境;社会结构;学习科学;设计研究;参与结构
　　[中图分类号] G40-034 [文献标识码] A [文章编号] 1672―0008(2010)02―0019―05
　　
　　当今国际教育技术和学习科学的研究发展表明,学习环境已代替“教学的信息传输观”成为教学的新隐喻,对教学设计的研究重点也随之转向对学习环境的设计研究。早期在教育技术领域进行的学习环境研究大多集中在对技术本身的设计与研究上,而对影响学习更加隐蔽的、深层的社会性因素却很少涉及。随着学习科学研究(特别是追求学习机制研究的设计研究新范式)的兴起以及人们对学习复杂性认识的逐渐提升,学习环境的设计与研究变得更加系统、全面与深入,以往被忽视的学习的社会维度被纳入到整个学习干预设计系统中,成为学习环境设计研究的新焦点。
　　
　　一、作为学习环境设计要素的社会结构
　　
　　
　　自上世纪90年代以来,学习科学领域涌现了大量有关学习环境的设计研究。对布朗(A.Brown)[1]、柯林斯(A.Collins)[2]、库伯与麦克林( P.Cobb & K. McClain)[3]、安德森与雷泽(D.C. Edelson & B.J. Reiser)[4]、山德瓦(W. A. Sandoval)[5]以及斯坦豪尔(G. Stahl et al.)[6]等人的多个有影响的学习环境研究进行的比较分析表明,尽管这些五要素、四要素和三要素的研究观点存在一些差异,但是它们都共同强调了在学习环境的设计研究中需要考虑的三个重要方面(见表1)。
　　从以上分析来看,学习环境的设计研究是一个聚焦“学习”的系统研究,“学习的社会结构”和“学习内容”、“学习支持”三要素共同构成了学习环境中协同作用的干预系统。在这里,学习内容是指学习者将要学习的对象,包括设计的课程、任务、活动内容等;学习支持是指学习者在学习内容时所需要的一切支持,包括设计的工具、资源、样例(worked example)或案例(case)、支架(如评价策略)等;学习的社会结构则是指在学习发生境脉中各要素之间所构成的关系结构,包括课堂精神特质、教师和学生的文化观念、学习者与课堂活动系统的其他行动者(如教师、同伴、家长等)、技术工具、课程内容等各要素所构成的互动关系。
　　从国内外教育技术研究的总体情况来看,显然,作为学习环境设计重要因素之一的社会结构,由于其影响的潜在性在以往的教育技术研究中常被人所忽视。即便有的研究也强调社会结构在技术支持的学习中的重要性,但又少有对这些社会结构的关键变量进行系统说明,也很少考虑如何设计社会结构以帮助我们利用技术工具设计有效的学习环境。例如,在中国知网(CNKI)来源期刊《中国电化教育》1979-2009年的数据库中,分别输入代表上述三要素的关键词“课程”、“技术”和“社会”,相应搜索结果为277、874和19项(除去“信息社会”、“学习型社会”等字条,真正涉及学习环境设计社会维度的研究不到5项)。而学习科学研究在知识的社会性维度上的强调,以及由此建立起的有关“学习是知识的社会建构、学习是意义的社会协商和学习是实践的参与”的学习新隐喻意味着,当今的学习环境研究需要更加关注学习者与群体的社会互动关系以及与学习环境互动关系的研究,而不是像传统认知科学研究一样仅仅关注学习者个体头脑内部的学习。
　　因此,在涉及基于技术环境的设计研究时,设计研究者如要获得对学习的深度理解,必须超越技术设计视域,将系统设计考虑要素扩展到包括像课堂社会结构这样的更广阔因素中,系统地界定和分析与设计密切相关的设计结构的各个方面。
　　
　　二、学习的社会结构设计维度
　　
　　大量关于课堂干预、学生与教师的认识论研究以及信息技术与课程整合研究表明,师生关于知识信念、参与学习的身份认同、参与学习方式与结构、技术之内与技术之外空间的连接等社会结构方面的问题,潜在地影响着技术应用于教学的效果。美国学者凯特林・贝拉可兹可(Katerine Bielaczyc)认为,这些干预设计所涉及的社会结构要素可归结到一个由“文化信念”、“实践”、“社会―技术―空间关系”、“与外部世界的交互”四维度组成的社会结构设计框架中[8]。
　　(一)文化信念维度
　　文化信念(cultural beliefs)维度指形塑课堂生活方式的精神特质,或置身其中的人所持有的倾向、认同和观念,包括教师和学生是如何看待学习和知识(客观实体、主观建构、来自书本等)、如何看待学生的身份(学习伙伴、竞争者或无关者等)、如何看待教师的身份(知识权威、活动伙伴或引导者等)、如何看待工具的目的(认知工具或仅仅作为信息加工工具等)四个方面。这些信念影响师生对技术的感知和使用。
　　比如,在师生看待“学习和知识”的问题上,不同的认识论信念潜在影响着设计实施的效果。像“将知识看成来自书本的或被教师所拥有”这样的课堂是很难创建协作探究的学习环境。一些研究已提供了证据,表明学生认识论的存在和它的重要性。比如,学习困难学生通常将物理知识看作事实、公式和问题解决方法的集合,大多与日常思维相分离;他们也将学习看作一项主要与记忆相关的事情。相反,成功的学习者倾向于将物理知识看作连贯的观点系统,把学习看作重新建构和精制某人当前理解的事件。在对于知识的来源问题上,儿童也存在朴素的认识论。有的认为科学知识来自于权威人士,甚至小一点儿童也有看待知识的认识论来源,他们把知识理解为“捏造的”(invented,比如“你怎么知道你的洋娃娃的名字叫‘安’?”“我给它取的!”)或者“推断的”(“你怎么知道我有礼物给你?”“我看到你在外套里藏了东西!”)[9]。
　　(二)实践维度
　　实践维度聚焦于在线和离线学习活动的规范和参与结构,包括学生工作方式、如何分组、教师应用技术工具帮助学生学习时所承担的各种角色。在学习环境的设计研究中,特别需要关注:①学生参与的活动。比如,对于学生活动设计是开放的、半结构化的还是严密序列的?所有学生都将进行同样的活动或者根据学生的不同需要而有所不同?有没有补救活动提供给遇到困难的学生等;②与学生相关的参与结构。比如,学生的分组是如何组织的?以什么方式支持学生的交互?③与教师相关的参与结构。比如,在某个特定的学习活动过程中,教师是在一旁观察还是有所干涉?教师在接管学习过程中应处于什么控制水平?“教师控制”和“帮助学生学会自己导引自己的学习”两者如何平衡?④使用工具和不使用工具(on-tool and off-tool)学习活动的协调。比如,使用工具和不使用工具的学习活动之间是什么关系?使用工具和不使用工具的活动能为学习提供哪些模式等。这些规范和结构对学生的参与水平、自主意识、将所学迁移到其他情境的能力都有潜在影响。
　　(三)社会―技术―空间关系维度
　　社会―技术―空间关系维度指教师和学生通过技术工具交互时与之相关的物理空间和赛博空间的组织。特定学习情境中的人、计算机以及空间的多种形式布置会影响所创建的学习环境的动力系统,影响教师和学生互动中信息的访取、连接和传输。该维度的设计考虑包括:①学生―教师―机器的物理空间结构。如,计算机如何排列?教师位置在哪等;②赛博空间―物理空间关系。设计的问题实例有:使用从学生物理空间收集的数据和其他来源数据之间有什么样的权衡?将在线工作拓展到离线的形式有什么用?与学生工作交互的不同方式能提供什么给养等;③学生―教师―赛博空间结构。设计的具体问题实例有:在赛博空间学习时,学生是独立的还是合作的?学生的产品在赛博空间如何组织?是不是所有人都能访取?教师会上线并亲自使用工具或者通过在离线空间和学生共同工作来策划在线活动等。
　　(四)与外部世界交互维度
　　与外部世界交互维度指学生以在线或离线的方式与外在于学生所在课堂情境中的其它人进行交互的方式。这些交互通过扩展可访取的学习资源的范围影响技术支持的学习。该维度设计需要考虑:如何从外界引入知识(学生作为知识接受者)、为学生的工作扩展观众(学生作为知识生产者)、与课堂外部的其他人合作(学生既为知识接受者,同时又是生产者)等几个方面。设计的具体问题实例有:与合作者的共同活动是什么?如何组织他们的交互?基于技术的工具本身将用来促进这些交互吗等。但是,如果外界的人拥有学科知识专长但是缺乏教学经验,在这种情形下,设计者需要考虑为这些作为外界资源的人提供一些培训。
　　
　　三、一个学习社会结构设计的研究案例分析
　　
　　以上四维度组成的学习社会结构设计框架,既可作为学习环境设计研究的设计工具,又可作为对它的分析工具。以下,我们将借用贝拉可兹可的设计观点,对我们在小学二年级自然课堂中进行的一项“基于智能互动白板技术的有效教学研究”[10]所体现的社会结构设计,以及这些社会结构对学习的影响作用进行描述与分析。
　　(一)转变教师的文化信念:智能互动白板技术不是PPT
　　智能白板加上“按按按”反馈系统所构成的课堂互动技术,其最大的优势在于促进师生之间、师生与技术即时生成的课堂资源之间的真实互动。这符合创生性的课堂理念,弥补了PPT技术造成的程式化预设式教学的不足。然而,受教师根深蒂固的授受式教学观念以及长期使用PPT教学方式的影响,在互动白板进入课堂后,教师很大程度上仍将互动白板当作PPT来使用,仍然不敢在课堂上放手提供学生更多的时间和机会进行小组讨论与意义的协商。由于教师在大部分时间依旧进行授受式的教学活动,互动白板的应用只是增加了教师在信息传输上的便利,而在促进学生的课堂互动和协作参与上仍没有多大改变与提升。
　　显然,教师原有的一些文化信念严重地制约了互动白板的使用效果,在“看待工具使用目的”的文化信念上,将“互动白板当作PPT来使用”和将“其看作互动的、资源生成工具”两种不同工具观的教师,产生的教学效果明显不同。当然,文化信念其本身通常不能看作能被设计的东西,但可通过设计的活动来“培养”或改变。因而,我们将转变教师看待白板技术的文化信念看作通往成功设计课堂学习环境的第一步。
　　(二)聚焦实践维度中的参与结构设计
　　参与结构是共同体或小组实践的多方面,描述的是活动在功能方面的分布,包括行事权(agency)、权威、责任、领导和跟随、启动、参与、接受、质疑或挑战等[11]。此外,参与结构还用来描述课堂中的言语交互,包括规范、角色、物理位置和对话序列等[12]。
　　在本研究的前期进行的境脉考察亦发现,虽然在该研究中学生的课桌安排采用了4-5人的小组形式,教师也在课堂中安排了小组活动,但是,课堂教学的实际观察和分析表明,这些小组活动明显没有经过设计,学生的角色分工不明,其结果是“有小组学习的方式却见不到合作学习的成效”。这也是造成研究初期白板技术教学效果不好的重要原因。意识到这一点,我们开始将研究的焦点从关注“互动白板技术本身”转向对“课堂的社会结构”的关注,特别是课堂参与结构的关注,重点涉及如下几方面的设计:
　　1.有形结构设计。主要考虑影响参与结构的物理编排,包括小组组建和教室座位空间的布置等。
　　老师组建小组通常的做法是:按学号顺序将前后学生临时组成一个学习小组。显然,对小组组建几乎是没有经过设计。那么,什么人应该在同一个小组?小组成员之间的关系会不会影响他们的交流与参与呢?带着这些思考,我们尝试设计了一种“学生自选学习伙伴”的编组方式,其假定是:学生和自己喜欢的伙伴在一起学习有利于小组活动的合作参与。首先,通过问卷了解学生喜欢和哪种类型的同学在同一个小组学习。然后,根据学生的问卷选择情况,优先考虑互选的同学编排在一起,尽量保证小组中有他/她喜欢的一个好朋友,并在核心人员与其他圈层同学之间的比例上作适当的平衡调整。
　　2.无形结构的设计。主要考虑的是课堂学习活动的两种互动结构――IRE和IARE的互补应用、课堂探究规范的建立和学习活动中的行事权分配问题。
　　(1)两种课堂学习的两种互动结构―IRE和IARE的设计。我们认为,IRE,即教师发起问题(initiation)、学生回应(response)和教师评价(evaluation)与增加小组活动(Activity)要素的IARE结构,即教师发起问题―小组协作学习活动―小组汇报学习结果―评价(教师或学生),两种互动参与结构都是科学探究课堂所必需的。两种互动参与结构可依据探究内容的连续统问题性质进行选择和设计。一般认为,探究性、开放性、挑战性强的问题比较适合小组形式的互动参与。前者是一种传授导向的互动结构,而后者是一种探究导向的互动结构。
　　在研究中,我们特别强调保持小组活动在IARE各环节上的完整实施。IA与R/E环节的完整实施有利于形成促进小组“参与―强化”的良性互动学习机制。按照活动理论和分布式认知理论的观点,我们认为,每个小组的活动都会有一个学习结果的产出,提供给小组发表产出的机会与评价是对小组学习的一种激励与强化,同时也是促进探究共同体集体智慧分享与参与的重要方式。如果只强调实施A环节,忽视R和E环节,学生得不到展示小组学习结果的机会,也得不到来自教师、其他同学的评价,他们的参与积极性将会大大受挫,容易形成一种“假冒的学习小组”[13]。
　　(2)建立“基于证据的观点(evidence-based argument)发表”的课堂探究规范。在科学课中,除了帮助学生学习重要的科学概念以外,更重要的是帮助学生建立正确的科学规范,培养他们良好的科学观念与科学素养,促使学生在科学探究和学习活动中能像科学家一样的思考和工作。比如,“假设只有得到检验后才能被称为观点(claims) ”就是一条重要的科学观念[14]。
　　为建立这样一条探究规范,我们设计了一些促进活动,比如,要求学生在课堂上使用“我的理由是”、“经我们的研究发现”等这样话语来回答问题。另外,我们还通过探究任务单的设计来支持学生进行实验前和实验后的观点对照,目的在于强调“科学探究的假设需要实验来证明”科学观念。这些课堂规范的建立是一种渐进的过程。一旦建立,便会渗透到共同体成员的内心当中,影响着他们的课堂行为。比如,在一次邀请家长参与的小组探究课堂中,有一小组在规定时间快到时还没有完成任务,有些家长干脆以成人的常识直接告诉孩子实验答案。然而,录像回溯分析发现,这些孩子并没有听信家长,而是继续坚持通过实验来证明。这说明,这一规范已初见成效。
　　(3)行事权的分配。学习科学把行事权看作合作建构群体心智模式的各种群体的特征[15],是分析学习活动的重要概念。本案例主要关注小组活动中,成员之间的平等参与,包括实验操作、发表观点的平等机会。因为,在小组活动中,经常会出现“一个成员主宰整个活动”或者“争抢操作权”的情况。为促进学生在小组中的和谐合作,我们通过设计支持小组任务分配的工作单和相关的策略(比如“中间的笔 ”策略[16])来分配小组成员的行事权,帮助他们建立“人人参与、协作互助”的团队合作意识。当和谐互助的团队精神在小组成员中深入人心,小组成员不再为操作争执,像“中间的笔”此类分配行事权的支持方式也就没有存在的必要,即可拆除。
　　(三)其他维度的社会结构设计
　　以往的小组活动研究往往忽视教师的参与维度。在本案例中,我们还通过师生互动的话语设计和话语分析考察了教师介入小组活动的方式和角色,即考察了贝拉可兹可所指的“与教师相关的参与结构”和“教师关于看待自己身份的文化信念”维度。设计和分析主要借鉴特柏克(Tabak,I.)和鲍姆加特纳(Baumgartner,E.)关于“参与结构类型中的教师角色(监控者、指导者和伙伴)特征”描述框架[17]进行的:①教师作为监控者的参与结构是一个不对等的师生关系,通常的话语模式是“I-R-[F]”,即教师发起一个问题任务――学生作出应答――(有时)教师对此作出反馈,教师角色就是设定任务并确保任务的实施,而学生的角色就是执行并提供有关任务进展的信息;②在教师作为指导者的参与结构中,师生互动主要集中对探究过程实质的支持,教师尽力帮助学生将他们的思维和行动与科学规范联结一致,而非对学生指令行动或解释。话语模式通常也是一个不对等的师生关系形成的“I-R-[F]”。但是,不像典型的复述式“I-R-E”模式中的检测与评价(E),指导者结构中的I-R话语序列倾向于更有说服性的话语,它为观点的解释、协商留有空间;③教师作为学习伙伴的参与结构与作为指导者的参与结构相似,两者最主要的区别在于教师所持的姿态。在前者中,教师将自己看作与学生等辈的同侪,而在后者中,教师将自己看作一个权威角色(虽然是在一个说服性的情境脉络中)。另外,互动模式也有不同。不像在指导者参与结构中教师和学生一问一答对句式的I-R互动,伙伴角色参与结构中的互动通常是几个连贯的学生话轮(turns)或教师话轮组成的一个话语序列,教师和学生都能对他们观察到的数据作出应答和解释(R[T,S])。
　　三种教师参与角色可应用在课堂活动的不同时刻,但是,我们主要关注和倡导后两者角色的设计。我们通过上述话语设计逐渐促成教师在科学探究课堂中作为指导者,特别是伙伴者的参与信念,并与通过上述行事权分配设计促成的“人人参与,协作互助”的学生参与信念,一同形塑了协作探究的课堂精神特质。
　　此外,本案例还涉及社会结构设计的其他维度。比如,在“使用工具和不使用工具学习活动的协调”问题上,我们根据不同的科学探究内容选择在“有电子白板的教室”和“没有电子白板工具的实验室”里进行教学,实现两者的互补;在“与外部世界交互维度”的设计上,我们邀请了家长参与学生的探究课堂。与以往“让家长只坐在教室后面观看”不同的做法是,我们允许家长进入小组中和儿童一起参与探究,让学生在探究过程中分享成人专长的同时,还考察了学生对探究规范的遵守。
　　
　　四、结语
　　
　　由于篇幅所限,我们不能详尽地展示这个案例涉及的社会结构设计与研究的全过程。研究结果表明,该案例在关注技术、课程内容设计的同时,加强对教师的工具观念、课堂探究规范、课堂小组学习活动的互动结构、学生在学习活动中的行事权等社会结构设计的关注,课堂教学整体效果比在研究前期只关注白板技术设计有了明显的提升。
　　正是意识到社会结构对学习环境设计效果影响的潜在性,随着有关学习的设计研究在自然实践情境中的逐渐深入,越来越多的研究者开始分享着情境观、分布式认知、社会文化观等关于学习的基本假定,从专注“技术设计”或“课程设计”的单一研究维度转向对课堂生态整体关系的多维研究。分析的焦点亦从“信息结构”中的孤立“个体”转向“活动系统”中的关系“群体”。因而,话语分析、录像分析、关键事件分析和社会网络分析等互动研究方法逐渐受到青睐,这些方法既可对中介群体学习的话语内容进行质的意义解剖,也可对共同体成员之间交互形成的社会关系进行量的数据呈现,为微观洞察“自然场景下学习者在整个文化境脉中与各种分布的人工制品和人之间的社会交互机制”以及评价学习环境的社会结构设计效果,提供了可靠的支持证据。
　　总之,社会结构作为学习环境设计的重要因素潜在地影响着学生参与学习的效果,只有将它纳入到学习环境研究的总体设计和分析框架中,我们才更有可能创建一个成功的学习环境,并由此更为全面与深入地理解发生其中的学习。对此,学习环境的设计研究者们应该予以重视。
　　
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　　Designing Social Structures for Creating Learning Environments
　　Yang Nanchang1& Liu Xiaoyan2
　　(1.Institute of Curriculum and Instruction, Jiangxi Normal University;
　　2. College of Communication, Jiangxi Normal University, Nanchang Jiangxi 330022)
　　
　　【Abstract】 As learning scientists gave emphasis on social aspects of learning, the process of designing learning environments must be extended beyond the technology-centered perspective to encompass a broader range of factors such as the social structures. This paper described briefly a social structures design framework which was composed of four dimensions: culture beliefs, practices, socio-techno- spatial relations and interaction with the “Outside World ”Then, a case study on designing classroom social structures in the learning environment with Interactive Whiteboard tool was analysed by this framework. Researches have showed that social structures were the important aspects in design learning environments, thus researchers in educational technology should lay much attention to them.
　　【Keywords】 Learning environments; Social structures; Learning sciences; Design research; Participation structures
　　
　　本文责编:陶侃