學習科學視角下的認知學徒制

當前學校教育研究機構，主要專注于研究教師培訓，研究重點大多是以學習內容、教師專業發展和教師教學技巧為主，但對于人類是如何學習這一問題并沒有進行持續性、系統性的研究，教育理論與教學實踐脫節。本研究旨在通過分析深層學習和傳統課堂學習的差異，研究學習科學視角中認知學徒制的教學實踐模式，力求探討提高新手教師教學實踐能力的一種新途徑。

一、教師教學實踐的現狀

今天的學校教育，往往把陳述性和程序性知識傳授給學生，當學生知道了這些知識，就被認為接受了教育。教師的工作則是把陳述性知識和程序性知識傳授給學生，教師先教授較簡單知識，然后教授復雜的知識，而這些知識復雜與簡單的界定，以及學習內容的教授順序通常是由教師或者所謂的專家來決定，而不是根據學生個人的學習需求來確定，尤其是檢驗學習、教育是否成功的標準，是通過測驗學生獲得多少陳述性知識和程序性知識。這種傳統的教授主義，已不適應當前社會快速發展的需要，也無法幫助學生更快速地適應社會。在知識經濟時代，對知識必須要有更深層次的理解以及整合、掌握、利用復雜概念和新知識的能力，同時還要有終身學習的能力。

對于教育理論和教學實踐脫節的問題，楊南昌認為：“研究工作者和教育工作者在不同環境中工作，而彼此缺乏相互交流，這種研究狀況造成的結果是：一方面，高等院校等教育研究機構產出大量的教育理論；另一方面，教師仍然保持自己的教學方式。”[1]這就要求，教育研究應該是提供可用知識以幫助教師提高教學實踐能力，并可彈性應用在課堂教學上，使得學生學會知識，同時創造知識，提高學生的學習能力。索耶指出：“教師閱讀新的學習科學方面的知識，就能夠使他們在課堂中更加有效率。教育研究者閱讀新的學習科學方面的知識，就能發現他們自己的研究與學習科學有何關系，并且也能了解如何參與到未來學校的建設中。”[2]

教師在師范院校接受培養后，順利取得學位并成為一位新手教師，而新手教師如何成為有教授能力與知識實踐能力的教師是一個非常重要的議題。

二、學習科學視角下認知學徒制模式的理論分析

新的學習科學的特點是強調理解性的學習，專注于認知的過程，同時也強調學習者對學習進行自我調控的能力，以及強調教師的反思性教學——反思什么、如何教、如何評價學習。認知學徒制是以教和學為基礎，這里的“認知”強調的是關注認知技能和認知過程，便于學生觀察、模仿、評論和修正，是一種提高新手教師教授能力和知識實踐能力的一種有效模式。

1.深層學習與傳統課堂實踐的差異

認知科學研究發現，當學生學習深層知識并且可清楚知道如何應用這些知識時，知識將會存在于大腦的長期記憶中，也能夠應用到其他環境當中。表1分析歸納了深層學習和傳統課堂實踐的差異。

2.學習科學和認知學徒制的理論基礎

學習科學的基礎包含了建構主義、認知科學、教育技術學、社會文化研究、學科知識研究等。皮亞杰曾提出兒童的知識結構和成人的知識結構完全不相同。建構主義是以學習者為中心，強調學習者經驗和知識的自我生長過程。在學習過程中，學習環境包含了人、計算機、建筑教室和環境中的有形物體以及無形的社會文化環境。認知科學不只是傳統的認知心理學，還包括社會學和人類學，主要是日常生活中人們是如何應用他們所學到的知識。這些能夠從專家的智力表征、認知基礎、反思能力、問題解決能力和思維來了解這些專家是如何使用知識的。

認知學徒制理論包含了杜威的實用主義探究取向、維果茨基的最近發展區理論、布魯納的發現學習理論、萊芙和溫格的情境認知社會理論。

杜威強調，學校是學生行使民主主義和有機會與他人進行合作來發現、解決問題的地方，所以學習是屬于一種社會性的活動。杜威的學校模式運用了學徒制的方法。維果茨基的最近發展區理論強調，學習活動的設計內容應該根據學習者在當前的已知知識和能力狀態下，提高一些可接受的足夠挑戰，但不能超出他們的現在知識學習能力的范圍。最近發展區是一個動態區間，它的增加或者減少是根據學習者的發展而改變的。布魯納和伍德等在1976年創造了“腳手架”理論(scaffolding)，解釋了維果茨基的最近發展區理論發展區中成人對兒童的學習思維和解決問題的能力的作用。“腳手架”理論認為，課程設計應該按螺旋式方式發展，這樣可以幫助學生輕松地學會新課程內容。教師用“螺旋式”方式呈現教材內容，可以簡化學生的學習過程，自己生成新知識、新觀點。

情境認知理論認為，學習是發生在活動、情境和當前文化的相互作用過程中，情境認知的基本概念是來自合法的邊緣性參與。溫格(Wenger)認為，把學習視為實踐、共同體、身份認同和意義的相互作用，在延伸的情境中學習，也就是通過類似真實的情境中的積極參與和實踐。[3]這樣就更容易把知識做遷移學習，也是做中學，在逼真的情境中學習。

3. 認知學徒制的四個維度

柯林斯認為，認知學徒制基本上有四個維度：內容、方法、順序和社會學（詳見表2）。[4]

4.認知學徒制和傳統學徒制的差異

認知學徒制和傳統學徒制的差異主要是傳統學徒制較重視技能學習，教學和學習任務并不是以教育目的，它是基于工作上的需要，而認知學徒制強調一般化的技能，以便可以應用在不同環境中。根據相關國內外的研究著述，總結歸納出傳統學徒制與認知學徒制之間的區別（如表3）。

在學徒制方法可以應用于學習認知技能之前，必須改變學習環境以使得這些內部思維外顯化。設計認知學徒制是用來將這些認知過程外顯化，這樣以來，學習就容易觀察了。把傳統學徒制轉變成認知學徒制，應該做到以下幾點：一是把任務過程可視化。二是把抽象任務放置在真實的情境中，讓學生了解學習的內容和任務的相關性。三是改變情境的多樣性，同時把共同點表現出來，使得學生可以遷移他們所學的知識。

三、認知學徒制應用于新手教師培訓的特點與方法

1.認知學徒制應用于新手教師培訓的五大特點

一是實踐性強。認知學徒制拓展了實踐的應用范圍，并明確了應用規則。這樣以來，新手教師可以在不同的環境下運用所學的技能和知識，極大地彌補了教和學間的鴻溝。

二是教學內容知識外顯化。認知學徒制將認知過程外顯化，學生可以觀察和模仿、參與和實踐所學的知識。大量的研究表明，學習者可以通過模仿，學習到大量的知識。影響學習的不僅僅是教師，還有父母、電視內容、同年齡同伴、信息科技等。在認知學徒制模式中，內因學習無所不在，學習者在設計的活動中通過觀察、模仿，直接或間接地影響他們的學習。

三是可科技化。認知學徒制系統的最新發展，主要是大力運用現代科學技術，將學習科學帶進課堂。隨著科技的發展，計算機的學習環境更為普遍，在美國已有少部分的研究機構持續發展出新的方法，將認知學徒制原則設計到計算機學習環境中——“認知導師”。“認知導師”提倡做中學，這是人工輔導的一個本質特征。它可以監控學生的行為表現，也可以監控學生的學習和問題解決的活動過程。國外已有不少案例使用認知導師軟件：艾利文和柯丁格的幾何認知導師應用，他們發現使用幾何認知導師中學生的自我解釋更準確，建立了從應用到更廣泛領域的規則。[5] 當前，已經出現了網絡聊天室(建立聊天群族)、新浪SHOW網路教育平臺等。學習科學家們強調計算機可以在課堂上有明顯的作用，同時也可以有效地支持學習者經歷和體驗深層學習的行為。索耶指出，“教育軟件是學習科學的中心，因為個人電腦的可視化功能和處理能力可以支持深層學習”。[6]

四是科學性。近十年來，意大利的腦神經科學專家亞科波尼（Iacoboni)發現了鏡像神經元(mirror neurons)在學習中的重要作用，它強調了模仿學習的重要性。同時鏡像神經元的模仿作用可以加速自己和他人的親密關系，如果親密關系越高，鏡像神經元的模仿就越高。手勢也是語言的一部分，就像句子中的短語、標點符號一樣，同時它也是可視和可觀察的。從對鏡像神經元的研究發現，示范、輔導、腳手架等學習支持是能夠有效激活學生的學習腦細胞，也就是說這些學習活動的學習經驗有助于大腦的塑造。

五是教和學個性化。對新手教師而言，教學內容深淺度的把握是重要的學習課題。最近發展區理論幫助新手教師提高觀察學生的已有知識和學習情況，進而調整教學進度與內容，這對新手教師教學實踐是個性化的要求，也是對學生學習的個性化要求。學生學習解決問題的水平和他在教師幫助之下確定的科學合理的學習發展區，能夠充分發揮學生的學習潛能，從而達到最好的學習效果。學習科學研究發現：學習總是在原有知識背景下發生的，學生進入課堂時，并不像一個空容器等著被填滿，而是帶著對現實世界的各種各樣的半成型的觀點。

2.新手教師如何在教學實踐中應用認知學徒制模式

一是要建立一個情境化的學習環境。認知學徒制模式中，必須要重視學習環境的構成。一個好的教師首先應該了解如何建立一個好的學習環境，而這個學習環境恰好是一個好的情境模式，符合學習內容和知識應用實踐—情境化的學習。

二是要建立學生的實踐共同體。要建立一個好的同伴合作的學習氛圍，成立一個實踐共同體的社會文化環境。這樣能夠幫助學生們在這個環境中積極參加討論、交流、操作相關專業知識和技能。

三是要積極運用“腳手架”和示范教學。在教學方法中，學習科學理論和認知學徒理論都非常重視“腳手架”，教師通過“腳手架”，給學生在執行任務時提供支持與輔導，運用不同的學習方法支持學生促進學習。學習過程中，示范是很重要的，這是執行任務的過程教學。也可以通過提問方式、說明困難、歸納總結重點等來支持學生學習。

四是要進行反思教學。要教會學生在學習過程中進行反思。在示范或者實踐共同體的合作學習過程中，學生可以通過反思來比較自己和其他同學的不同，也可以把自己解決問題的能力與專家進行比較，從而找出自己學習的差距。

五是要準確把握教學內容的深淺。對于教學內容的復雜難易，最近發展區理論的應用是一個很好的參考指標。教師可以了解學生已有的知識和能力，在其已有的知識和能力的基礎上增加學習內容的復雜性和有挑戰的難度，然后再增加多樣性的實踐應用范圍，但不能過于困難，導致學生學不會，從而挫傷學生的學習信心。

四、總結

學習科學家在認知心理學、教學設計上已有許多研究，從認知學徒制到認知導師的理論正在發展中。他們認為，學習研究應該整合三個路徑：一是內因學習與大腦，二是非正式學習，三是正式學習與非正式學習的設計，來創造新型的學習理論。但是過去研究者都把這三個路徑獨立進行研究，并沒有找出其中理論對實踐的影響是否有緊密的關聯性。

在學習科學的視域中，關于“教師是如何學習的”很少有人研究。在未來的研究工作當中，可以把“教師的成功學習”當成一個課題，整合上述三種學習路徑理論，從認知學徒制的理論設計到教學，通過設計研究方法，研究專家教師是如何成功學習的，說明什么類型的學習可以幫助教師改變教學實踐。

參考文獻：

[1]楊南昌.學習科學視域中的設計研究[M].北京：教育科學出版社，2010.

[2][4][5][6]R.索耶#8231;基思編.徐曉東等譯.劍橋學習科學手冊[M].北京：教育科學出版社，2010.

[3]Wenger，E..Communities of Practice: Learning， Meaning， and Identity[M].Cambridge， Ma:Cambridge University Press，1998.

(作者單位:北京大學教育學院)

(責任編輯:劉福才)