意義生成與虛擬學(xué)習環(huán)境系統中的知識建構機制設計*
2005年4月20日 閱讀次數: 148 新聞作者:周躍良1,2，林秀欽1 默認字體 9pt 10pt 11pt 12pt 13pt 14pt 15pt 16pt 17pt 18pt 20pt 25pt
（1．北京師范大學(xué) 知識科學(xué)與工程研究所，北京 100875；2. 浙江師范大學(xué) 教育學(xué)院,浙江 杭州 321004）
摘要：促進(jìn)學(xué)生的意義獲取，可以說(shuō)是任何教學(xué)的核心目標，信息技術(shù)的教育應用也應該體現這個(gè)原則。而從已有的虛擬學(xué)習環(huán)境（VLEs）來(lái)看，由于大多采用隱喻式的設計方法，不能很好地實(shí)現這一原則，導致這些學(xué)習支持系統不能有效地支持真正意義上的教與學(xué)。從外在的符號、信息到學(xué)生能夠理解的內化了的意義，是一個(gè)不斷深入的信息加工過(guò)程。有效的學(xué)習支持系統應該體現對這個(gè)過(guò)程的支持，使信息技術(shù)能夠幫助學(xué)習者進(jìn)行適當的信息加工和知識轉化。作為一種適合于中小學(xué)教學(xué)實(shí)際需要的VLEs——PRIME學(xué)習支持系統，就為教師創(chuàng )設的各種學(xué)習活動(dòng)提供了一個(gè)整合性的、能夠有效解決學(xué)生意義獲取和反思加工的平臺。本文不僅介紹了基于知識轉化和意義生成理念進(jìn)行VLEs設計開(kāi)發(fā)的新思路，還介紹了PRIME的相關(guān)組成，為信息技術(shù)在中小學(xué)教育的應用提供了一種新的思路。
關(guān)鍵詞：意義生成；知識轉化；虛擬學(xué)習環(huán)境（VLEs）；PRIME學(xué)習支持系統
中圖分類(lèi)號：G434 文獻標識碼：A
虛擬學(xué)習環(huán)境（Virtual Learning Environments，簡(jiǎn)稱(chēng)VLEs）是近年來(lái)發(fā)展非常迅速的一個(gè)研究領(lǐng)域，它是指基于計算機的標準化學(xué)習系統，主要用來(lái)支持網(wǎng)絡(luò )學(xué)習的內容傳遞、促進(jìn)在線(xiàn)師生間的交互。它最初為支持遠程學(xué)習而設計，目前已發(fā)展成為網(wǎng)絡(luò )教育不可缺少的支撐平臺，不過(guò)由于它也可用于輔助傳統課堂的學(xué)習，因而中小學(xué)對此的興趣與熱情也日益高漲，認為VLEs是ICT教育應用的一個(gè)極佳的切入點(diǎn)。一份對歐洲17個(gè)國家的相關(guān)調查顯示，其中有11個(gè)國家的政府在資助開(kāi)發(fā)用于中小學(xué)的VLEs[1]。然而從總體情況來(lái)看，目前VLEs在中小學(xué)的應用是“不成熟的和不穩定的”[2]，其原因之一是著(zhù)眼于成人遠程學(xué)習的VLEs在設計和應用模式上還不能很好地適應中小學(xué)教育的需要，因此我們需要提出新的符合中小學(xué)教育實(shí)際的VLEs設計思想和應用方式。
一、VLEs的隱喻式設計方法
VLEs不是簡(jiǎn)單地以在網(wǎng)上重現課堂環(huán)境為目的，而是希望通過(guò)技術(shù)提供各種促進(jìn)學(xué)習的新工具，滿(mǎn)足不同學(xué)習者的需要，為有效進(jìn)行協(xié)作學(xué)習、基于資源的學(xué)習以及廣泛的資源共享提供有力的教學(xué)和技術(shù)環(huán)境支持。相對于一些獨立應用的、具有特定功能的學(xué)習軟件，VLEs的優(yōu)點(diǎn)突出地表現在它可以讓用戶(hù)在一個(gè)整合性的、綜合了各種風(fēng)格一致的工具軟件的環(huán)境中進(jìn)行學(xué)習，從而更容易掌握ICT，交流渠道也更為豐富[3]。
但是，就目前已經(jīng)面世的各種類(lèi)型的VLEs來(lái)看，它們在技術(shù)特性上可能有很大差異，但其設計思想都非常相似，基本上是以傳遞課程內容為核心的，WebCT就明確其設計理念是“用以傳遞高質(zhì)量在線(xiàn)教育的課程管理系統” [4]。采用這種理念的VLEs，其功能模塊大都是對傳統課堂活動(dòng)的模擬或隱喻，比如以網(wǎng)頁(yè)隱喻課本、以電子公告隱喻教室中的公告欄，此外還有與練習、考試等相關(guān)的操作都被隱喻到VLEs，這樣發(fā)生在VLEs上的教學(xué)活動(dòng)也成了對發(fā)生在課堂中的教學(xué)活動(dòng)的隱喻，基于文本的講授和基于email和聊天室的答疑似乎成了最主要的網(wǎng)上教學(xué)形式[5]。這種基于隱喻式理念設計的系統，可以為以學(xué)分制為基礎的遠程教育或普通高校提供很好的課程及培訓服務(wù)。但是由于它特別關(guān)注內容傳遞，帶來(lái)的最大益處是時(shí)間和空間上的拓展，實(shí)質(zhì)上并不能真正改變中小學(xué)的教學(xué)模式；而且內容傳遞只是把枯燥的材料轉化為同樣枯燥的網(wǎng)頁(yè)或者耗費不菲的多媒體課件，出現了“技術(shù)前進(jìn)了一步，教育退后了兩步”的不良效果也就在所難免[6]。實(shí)際上，相關(guān)調查也揭示了以傳遞課程為核心的VLEs難以適應中小學(xué)教育的實(shí)際需要[1]。
因此，必須充分意識到中小學(xué)的教學(xué)和學(xué)習主要還是在課堂中完成的，VLEs主要不應該承擔最初所賦予的功能，即內容傳遞，也不應該僅僅用來(lái)加強反饋與練習，盡管研究已經(jīng)證明傳統的CAI和CBI模式通過(guò)反饋與練習可有效提高學(xué)生的學(xué)習成績(jì)[7]，但這不一定導致我們所謂的意義獲取，在改變學(xué)生的認知方式和解決問(wèn)題的技能上也幾乎不起作用[7]。VLEs應該更加關(guān)注如何實(shí)現傳統教學(xué)的拓展與變革，如支持各種層次的協(xié)作、PBL、各種范圍內的交流活動(dòng)等，從而實(shí)現學(xué)生知識建構方式的提升。本文正是以此出發(fā)點(diǎn)，提出了一個(gè)適合于中小學(xué)校的VLEs設計與應用思路。
二、意義生成與VLEs中的知識轉化機制
意義是影響學(xué)習的最重要因素之一[8]，而意義的產(chǎn)生與信息加工的深度有關(guān)[9]。此處的“意義”不是學(xué)習材料本身的客觀(guān)邏輯意義，而是個(gè)體從一個(gè)觀(guān)念或過(guò)程中感知到的意義，它是理解生活和學(xué)習的關(guān)鍵。個(gè)體要獲得這種意義從而轉化為自己的知識，不能僅僅從智力上理解該觀(guān)念或過(guò)程，而需要將該觀(guān)念或過(guò)程與自身建立情感、認知等的聯(lián)系。因此對學(xué)習者來(lái)說(shuō)，通過(guò)記憶而獲得的事實(shí)、程序和行為不一定能夠轉化為意義，記憶應該發(fā)生在獲得理解的過(guò)程中[10]。我們認為，這個(gè)轉化過(guò)程是VLEs的設計者必須予以充分關(guān)注的。
（一）從信息到意義——知識轉化
學(xué)校是以知識傳播與生產(chǎn)為主要功能的特殊組織，知識是其最重要的資源。但是外來(lái)的各種資料、素材（如課本、課件之類(lèi)的）只有經(jīng)過(guò)轉化才會(huì )變?yōu)閭€(gè)體和組織的知識和意義。Beckman[11] 認為從“數據”到“能力”的轉化過(guò)程是相當復雜和不容易的，至少經(jīng)歷5個(gè)層次（見(jiàn)表1）。每一層次的躍升都需要特定的認知加工，例如要實(shí)現從信息到知識的轉化，需要推理、抽象、建立聯(lián)系和應用等才能實(shí)現，而要將知識轉化為專(zhuān)業(yè)知識和技能則需要選擇、經(jīng)驗、規則、約束等活動(dòng)。應該指出，Beckman列出的這些認知活動(dòng)在學(xué)校情景中通常會(huì )以不同的方式出現，并且這些活動(dòng)會(huì )與師生之間的各種教學(xué)交互發(fā)生密切的關(guān)系。如一項關(guān)于如何培養高級認知能力的研究指出，當認知方法和社交方法很好地被整合時(shí)，學(xué)習效果將會(huì )得到最大化[12]。事實(shí)上，社會(huì )文化理論已經(jīng)明確指出，發(fā)生在學(xué)習環(huán)境中的對話(huà)對于幫助學(xué)習者內化來(lái)自社會(huì )的觀(guān)點(diǎn)和信息有著(zhù)重要的促進(jìn)作用。因此，我們不僅應該關(guān)注認知對意義生成的作用，還應該重視社會(huì )交互活動(dòng)在知識轉化中的價(jià)值。
表1 知識的五層次構架
1. 數據（Data）
文本、事實(shí)、代碼、圖像、聲音（+ 意義 + 結構=）
2. 信息（Information）
經(jīng)過(guò)組織的、結構化的、解釋的、總結的數據（+推理+抽象+關(guān)系+應用=）
3. 知識（Knowledge）
案例、規則、程序、模型 (+ 選擇 + 經(jīng)驗 + 原則 + 約束 + 學(xué)習 = )
4. 專(zhuān)業(yè)知識（Expertise）
快速精準的建議、對結果的解釋和辯護、推理(+ 整合 + 分配〈分類(lèi)〉 + 導航= )
5. 能力（Capability）
組織技能：知識庫、整合性的績(jì)效支持系統、核心能力
這一觀(guān)點(diǎn)也得到了Brown等人提出的情境認知理論的有力支持。他們認為，知識是情境化的，只有把知識的學(xué)習置于社會(huì )的和物理的情境之中、使其能夠得以應用時(shí)，有意義的學(xué)習才會(huì )發(fā)生[13][14][15]。Brown等人提出的認知學(xué)徒式教學(xué)，核心的觀(guān)點(diǎn)是通過(guò)師生之間的交互使學(xué)習者學(xué)會(huì )“專(zhuān)家”問(wèn)題解決的方式，從而幫助學(xué)習者適應真實(shí)的實(shí)踐活動(dòng)，促使學(xué)習者進(jìn)行深度的信息加工。Brown等人還指出，在現場(chǎng)活動(dòng)中獲取、發(fā)展和使用認知工具來(lái)進(jìn)行特定領(lǐng)域的學(xué)習，是認知學(xué)徒式的另一個(gè)重要特征，這與目前認知心理學(xué)十分關(guān)注的、認為個(gè)體的內部表征與媒介的外部表征共同促成意義獲取的分布式認知觀(guān)點(diǎn)十分接近，也為ICT環(huán)境的搭建及其教學(xué)應用提供了支點(diǎn)。因為，ICT可以使學(xué)校的學(xué)生能夠像現場(chǎng)的專(zhuān)業(yè)人員那樣使用工具，而VLEs可以較容易地實(shí)現過(guò)程呈現、過(guò)程提示、過(guò)程模型以及反思性對話(huà)等PBL與認知學(xué)徒式所需要的情境[16][17]，它們對學(xué)習者的意義獲取尤其是高級認知能力的獲取是非常有價(jià)值的[18]。
總之，從信息到意義的轉化過(guò)程涉及十分復雜的過(guò)程和活動(dòng)，不僅要有認知活動(dòng)的參與，學(xué)習情境以及學(xué)習過(guò)程中發(fā)生的社會(huì )交往活動(dòng)也起著(zhù)很關(guān)鍵的作用，這對于設計適合于中小學(xué)的VLEs具有更重要的指導和啟發(fā)意義。
（二）基于知識轉化與建構的VLEs設計思路
人們一直認為，ICT作為一種認知工具既可以減輕學(xué)習者的某些認知負擔，允許學(xué)習者專(zhuān)心于完成更為復雜的認知任務(wù)，也可以通過(guò)認知學(xué)徒式直接促進(jìn)學(xué)習者意義的獲取和高級認知能力的發(fā)展[19][20][21][22]，但要取得理想的效果還必須考慮交互、協(xié)作等社會(huì )性因素[23]。VLEs作為ICT應用的綜合形式可以充分考慮這些要求，從而突破以?xún)热輦鬟f為核心的設計思想及傳統ICT應用的CAI和CBI模式。
從著(zhù)名的CSILE發(fā)展而來(lái)的Knowledge Forum是近幾年來(lái)較有影響的可以適用于中小學(xué)的VLEs系統，它為學(xué)習者提供了通過(guò)使用圖文并茂的公共數據庫開(kāi)展合作學(xué)習活動(dòng)的機會(huì )，學(xué)習者在此環(huán)境中通過(guò)對話(huà)使用各種信息和資源得出結論或者新的觀(guān)點(diǎn)，因此設計者認為它是一個(gè)專(zhuān)門(mén)支持知識建構（Knowledge Building）的學(xué)習環(huán)境[24][25]。不過(guò)CSILE/Knowledge Forum并沒(méi)有考慮知識是如何從最初的數據或者信息轉化而來(lái)的，與課堂教學(xué)的關(guān)系也不那么明晰。我們認為用于中小學(xué)的VLEs一方面要支持各種高級的知識建構活動(dòng)，另一方面它要與課堂教學(xué)過(guò)程建立有效的銜接，從而真正成為ICT教育應用的一種全新模式。以下幾個(gè)方面可以認為是VLEs支持知識轉化與建構活動(dòng)的關(guān)鍵：
交互。交互是所有VLEs的關(guān)鍵特征之一[26]。VLEs用于中小學(xué)的一個(gè)核心原則，就是要突破傳統班級授課的時(shí)空限制，使學(xué)習者能夠進(jìn)行多層次、多角色的交互，從而突破單一班級內的線(xiàn)性交互模型，形成一種分布式認知的環(huán)境，支持以學(xué)習者為中心的教學(xué)思想。
協(xié)作。協(xié)作可使學(xué)習者有更多機會(huì )參與到社會(huì )性的學(xué)習活動(dòng)中，并促進(jìn)他們經(jīng)常對所采用的學(xué)習策略及自身的變化進(jìn)行闡述、討論、反思，從而促進(jìn)學(xué)習者的知識建構[27]。VLEs可以為每一個(gè)用戶(hù)提供存儲、組織和表達思想的空間，當學(xué)生沉浸其中進(jìn)行協(xié)作時(shí)，他們就形成了對項目的擁有感，這不僅有助于激發(fā)動(dòng)機，還將幫助建立一種創(chuàng )造知識的集體承諾和動(dòng)力[28]。
資源協(xié)商。資源的協(xié)商就是改變學(xué)習者以往被動(dòng)接受、理解外來(lái)教學(xué)材料的狀態(tài)，與教師共同參與資源的建設，比如重新組織、評論所呈現的材料。需要強調的是，這里的資源不僅包括我們通常所指的外來(lái)的教學(xué)材料，還應包括對學(xué)習過(guò)程和學(xué)習成果的記錄，因為對學(xué)習者來(lái)說(shuō)，自身及他人的學(xué)習積累不僅體現了知識轉化和建構的過(guò)程，同時(shí)也使反思有了參照。因此，我們認為由學(xué)習者參與創(chuàng )建的資源應該構成VLEs 的分布式資源的核心部分，而傳統的課程內容只是其中的一部分資源。
監控與反思。反饋一直被看成是成功學(xué)習的關(guān)鍵，監控就是要尋找和利用與個(gè)人進(jìn)步有關(guān)的反饋。監控不僅僅為教師所需要，學(xué)習者本身更需要自我監控。而個(gè)體對思維、感覺(jué)及行動(dòng)方式的反思，有助于個(gè)體在更深層次上的學(xué)習，因為個(gè)體通過(guò)反思更能認識自我及自我與周?chē)h(huán)境的相互作用。建構主義者把反思置于學(xué)習活動(dòng)的中心地位，他們認為學(xué)習活動(dòng)對意義建構是必要的，但不是充分的，它們必須借助意圖和反思的引導才會(huì )完成意義建構[29]。事實(shí)上，發(fā)生在VLEs中的認知活動(dòng)和元認知活動(dòng)的類(lèi)型和水平，既是評價(jià)VLEs有效性的重要指標，也是決定知識加工水平和建構效果的關(guān)鍵因素[30]。
虛擬的班級成員關(guān)系。在中小學(xué)中，幾乎所有的課程都是以班來(lái)組織的，班集體的觀(guān)念對于中小學(xué)生來(lái)說(shuō)是非常重要的。為中小學(xué)設計的VLEs應當支持這種班級成員關(guān)系的建立，增強學(xué)習者在社區中的歸屬感，減少網(wǎng)絡(luò )學(xué)習的孤立感。為了促進(jìn)不同班級和年級的學(xué)生之間的有效協(xié)作和交互，建立具有歸屬感和群體規范的虛擬班級尤為重要。
三、PRIME學(xué)習支持系統中的知識轉化機制
PRIME學(xué)習支持系統是我們?yōu)橹行W(xué)校設計和開(kāi)發(fā)的一個(gè)VLE，已經(jīng)在兩所小學(xué)中試用了一年多，目前已升級到2.0版本。關(guān)于PRIME的整體架構，我們將另文詳細描述，在此主要闡述PRIME系統中支持學(xué)習者知識建構或轉化過(guò)程的機制。
PRIME系統為學(xué)生、教師和家長(cháng)設置了不同的界面和功能。我們以學(xué)習者知識轉化和加工為線(xiàn)索闡明PRIME系統知識建構的功能設計。PRIME系統以教學(xué)互動(dòng)模塊為中心，將支持學(xué)生意義生成和知識建構的各種功能有效地整合在一起，使學(xué)生的認知活動(dòng)與社會(huì )性交往相互交融。表2是支持學(xué)生的意義獲取和知識轉化的主要功能模塊及其相應的功能描述。
表2 PRIME系統中促進(jìn)知識轉化的機制
模 塊
功能與應用
電子學(xué)檔
E-portfolio
¨ 制定學(xué)習計劃，明確學(xué)習目標，從而形成Jonassen[29]和Zimmerman[31]都十分關(guān)注的學(xué)習中的“意圖”
¨ 集中管理學(xué)習成績(jì)、評價(jià)、作品等，可以幫助學(xué)生組織、監控和評估自己的學(xué)習，形成對自我的全面了解
¨ 可以成為家校聯(lián)系的紐帶，促使家庭教育和學(xué)校教育的有效整合
學(xué)習資源與知識管理
¨ 師生共同創(chuàng )建學(xué)習資源，并按主題或者單元收集組織各種資源，呈現知識轉化過(guò)程
¨ 以個(gè)人、小組、班級、年級等為單位保存、展示和評價(jià)學(xué)生的學(xué)習成果，實(shí)現資源協(xié)商,這不僅可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習動(dòng)機，來(lái)自伙伴的作品更可以激發(fā)其進(jìn)一步的創(chuàng )造
¨ 積累和形成學(xué)校個(gè)性化資源，形成學(xué)校的知識庫，并因此構成協(xié)作和交流的基礎[32]
¨ 內嵌搜索引擎及其它特定插件實(shí)現內部知識挖掘和使用，使整個(gè)VLEs轉化為適當的認知加工工具[22] [33]
交流與協(xié)作
¨ 借助各種同步交流（在線(xiàn)消息、聊天室等）和異步交流（BBS，E-mail、Bulletin等）使每個(gè)學(xué)生擁有質(zhì)疑和回答的機會(huì )，與常規教學(xué)有效結合以推動(dòng)每個(gè)學(xué)生的意義獲得
¨ 使課堂交互過(guò)程得以呈現并能延伸到課外，還可以構成一種分布式學(xué)習環(huán)境[39]
¨ 不同年級學(xué)生以及教師、家長(cháng)的參與可以構建認知學(xué)徒式教學(xué)所需的環(huán)境和條件[34]
¨ 建立具有強烈歸屬感和群體規范的虛擬社區
形成性評價(jià)
¨ 檢測學(xué)生的知識轉化效率，與電子學(xué)檔結合構成外部監控
¨ 確定教學(xué)起點(diǎn)和重點(diǎn)
總結與反思
¨ 借助總結與反思促使外在信息和經(jīng)驗轉化為個(gè)人知識與能力（尤其是高級認知能力）[18]
¨ 通過(guò)Blog幫助學(xué)生學(xué)會(huì )如何閱讀和寫(xiě)作[35] [36]，讓學(xué)生從不同的角度體驗自我，實(shí)現內隱知識外顯化[37]
¨ 反思的交流功能也可以使學(xué)習者在反思的時(shí)候獲得來(lái)自他人的幫助，從而有效地促進(jìn)學(xué)習者有目的地改善自己的認知過(guò)程
主題式學(xué)習
¨ 管理探究性學(xué)習主題
¨ 記錄探究過(guò)程，促進(jìn)問(wèn)題解決能力的提高
PRIME系統為教師創(chuàng )設各種學(xué)習活動(dòng)提供了強大但比較簡(jiǎn)便的操作平臺。需要強調的是，工具不是越多越復雜就越好。PRIME提供的各種工具允許教師對上述功能模塊進(jìn)行選擇、組合，以實(shí)施流暢生動(dòng)而有意義的教學(xué)。實(shí)際上，教師只有在具體的教學(xué)應用中才能確定平臺各部分之間的關(guān)系，從而構建VLEs的具體應用模式。
四、總結
從整個(gè)世界范圍來(lái)看，VLEs在中小學(xué)中還未得到廣泛的應用，其重要的原因是采用了隱喻式的設計模式，難以實(shí)現運用技術(shù)革新傳統教育教學(xué)方式的作用。本文基于眾多的關(guān)于新技術(shù)如何促進(jìn)知識轉化的研究成果，提出了設計適用于中小學(xué)VLEs的新思路，并在此基礎上開(kāi)發(fā)出了PRIME系統，在一定程度上填補國內在這方面的空白。
PRIME學(xué)習支持系統已經(jīng)在兩所實(shí)驗學(xué)校運行了一年多。盡管還沒(méi)有確切的數據分析，但從使用過(guò)程來(lái)看，這種基于知識轉化和生成思想的VLEs非常適合于中小學(xué)教育的需要，也很受學(xué)生、家長(cháng)以及教師的歡迎，可以用來(lái)真正改變教師的教學(xué)模式，并使ICT真正成為學(xué)生學(xué)習的有力手段。不過(guò)，它們能否最終促進(jìn)教與學(xué)，必須要有合適的教學(xué)理念和學(xué)習方式與之相配合。另外，從試用情況看，教師和學(xué)生的信息技術(shù)能力和使用信心是制約PRIME使用效果的一個(gè)重要因素，這與國外的一些研究也十分吻合[38]。
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