學(xué)習(xí)科學(xué)研究的重點(diǎn)領(lǐng)域與熱點(diǎn)探析*——以2003～2017年美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助項(xiàng)目為據(jù)

李樹(shù)玲 吳筱萌 尚俊杰

?

學(xué)習(xí)科學(xué)研究的重點(diǎn)領(lǐng)域與熱點(diǎn)探析*——以2003～2017年美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助項(xiàng)目為據(jù)

李樹(shù)玲 吳筱萌 尚俊杰

（北京大學(xué)學(xué)習(xí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，北京 100871）

為了解美國(guó)學(xué)習(xí)科學(xué)的發(fā)展與研究熱點(diǎn)，文章運(yùn)用主題分析法分析了2003～2017年美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（National Science Foundation，NSF）資助的436項(xiàng)學(xué)習(xí)科學(xué)研究項(xiàng)目。分析結(jié)果顯示，美國(guó)的學(xué)習(xí)科學(xué)項(xiàng)目的研究領(lǐng)域包括學(xué)習(xí)基礎(chǔ)研究、設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)研究、學(xué)習(xí)科學(xué)的實(shí)踐應(yīng)用研究以及非正式學(xué)習(xí)研究。在研究熱點(diǎn)變化方面，美國(guó)學(xué)習(xí)科學(xué)的研究熱點(diǎn)呈現(xiàn)了3個(gè)方面的轉(zhuǎn)變，分別是從關(guān)注認(rèn)知神經(jīng)到關(guān)注學(xué)習(xí)文化、從關(guān)注正式學(xué)習(xí)情境到關(guān)注學(xué)習(xí)環(huán)境的開(kāi)發(fā)和多學(xué)科的協(xié)同加強(qiáng)、從關(guān)注學(xué)習(xí)中的技術(shù)應(yīng)用到關(guān)注運(yùn)用技術(shù)強(qiáng)化的學(xué)習(xí)。研究涉及的對(duì)象有中小學(xué)生、大學(xué)本科生和研究生，以及嬰幼兒、殘疾兒童、女性等特殊群體。

國(guó)家科學(xué)基金會(huì)；學(xué)習(xí)科學(xué)；資助項(xiàng)目

一研究背景

學(xué)習(xí)科學(xué)正式產(chǎn)生于1991年，源于第一次學(xué)習(xí)科學(xué)國(guó)際會(huì)議的成功舉行和《學(xué)習(xí)科學(xué)期刊》（）的創(chuàng)刊[1]。這個(gè)領(lǐng)域的研究以“學(xué)習(xí)”為基點(diǎn)，主要探討“人是如何學(xué)習(xí)的，怎樣促進(jìn)有效的學(xué)習(xí)”的問(wèn)題[2]。其研究的目標(biāo)是為了更好地理解認(rèn)知過(guò)程和社會(huì)化過(guò)程，用學(xué)習(xí)科學(xué)的知識(shí)來(lái)重新設(shè)計(jì)課堂和其它學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)習(xí)者進(jìn)行更加深入的學(xué)習(xí)[3]。隨著時(shí)代對(duì)“學(xué)習(xí)”的關(guān)注越來(lái)越緊密，學(xué)習(xí)科學(xué)也受到了世界各國(guó)研究機(jī)構(gòu)的廣泛關(guān)注。近年來(lái)，中國(guó)學(xué)者也越來(lái)越關(guān)注學(xué)習(xí)科學(xué)的研究及其在實(shí)踐中的應(yīng)用。這需要我們更多地了解國(guó)外的研究與熱點(diǎn)。同時(shí)，國(guó)內(nèi)相關(guān)的學(xué)術(shù)基金會(huì)也需要相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持其基金的投入。

美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（National Science Foundation，NSF）是美國(guó)資助科學(xué)研究的聯(lián)邦政府行政機(jī)構(gòu)[4]。早在2004年，該機(jī)構(gòu)宣布撥款1億美元構(gòu)建了規(guī)模龐大的“學(xué)習(xí)科學(xué)研究計(jì)劃”，旨在組建學(xué)習(xí)科學(xué)的跨領(lǐng)域研究團(tuán)隊(duì)，讓學(xué)習(xí)科學(xué)研究成為美國(guó)科學(xué)研究的重要組成部分，進(jìn)而推動(dòng)教育改革和學(xué)習(xí)實(shí)踐[5]。十多年來(lái)，學(xué)習(xí)科學(xué)一直是NSF資助的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。可以說(shuō)，NSF對(duì)學(xué)習(xí)科學(xué)研究項(xiàng)目的資助，在一定程度上反映了美國(guó)學(xué)習(xí)科學(xué)領(lǐng)域的研究狀況。為此，本研究力圖通過(guò)對(duì)2003～2017年期間NSF支持學(xué)習(xí)科學(xué)研究項(xiàng)目?jī)?nèi)容的梳理，發(fā)現(xiàn)美國(guó)學(xué)者在學(xué)習(xí)科學(xué)領(lǐng)域的關(guān)注熱點(diǎn)及其發(fā)展變化，以便為國(guó)內(nèi)學(xué)者及基金會(huì)提供參考。本研究著重分析和探討以下三個(gè)問(wèn)題：①美國(guó)學(xué)習(xí)科學(xué)項(xiàng)目受到NSF哪些部門(mén)的關(guān)注？②美國(guó)學(xué)習(xí)科學(xué)的研究聚焦在哪些領(lǐng)域？③美國(guó)學(xué)習(xí)科學(xué)的關(guān)注熱點(diǎn)有哪些變化？

二數(shù)據(jù)收集與分析

1 數(shù)據(jù)收集方法

本研究以“l(fā)earning science”“l(fā)earning sciences”和“science of learning”為檢索關(guān)鍵詞，在美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)官網(wǎng)1檢索了2003年1月1日至2017年12月25日期間NSF對(duì)學(xué)習(xí)科學(xué)的資助記錄，發(fā)現(xiàn)每一條記錄都詳細(xì)記載了被資助項(xiàng)目以及NSF資助部門(mén)的相關(guān)信息。本研究使用的信息有6類(lèi)，分別是被資助項(xiàng)目的編號(hào)、標(biāo)題、摘要、起始時(shí)間、資助部門(mén)以及資助金額數(shù)。據(jù)本研究統(tǒng)計(jì)，有效的受資助項(xiàng)目數(shù)為436項(xiàng)，受資助總金額達(dá)4.2億美元。

2 數(shù)據(jù)分析

在數(shù)據(jù)分析中，本研究運(yùn)用了描述統(tǒng)計(jì)和主題分析方法——描述統(tǒng)計(jì)用于統(tǒng)計(jì)檢索結(jié)果中的數(shù)值型數(shù)據(jù)（受資助項(xiàng)目數(shù)、資助金額等），旨在得到NSF對(duì)學(xué)習(xí)科學(xué)的整體資助情況；主題分析方法注重審查原始數(shù)據(jù)中的主題，旨在讓研究者通過(guò)對(duì)原始數(shù)據(jù)中重要內(nèi)容的編碼，深入理解數(shù)據(jù)的內(nèi)隱及表面含義[6]。主題提取步驟為：熟悉數(shù)據(jù)－對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一級(jí)編碼－在編碼中提取主題－審查主題－對(duì)主題進(jìn)行定義和命名－產(chǎn)生最終的報(bào)告[7]。遵循以上步驟，本研究分析了受資助項(xiàng)目的標(biāo)題和摘要，以探究美國(guó)學(xué)習(xí)科學(xué)研究開(kāi)展的主要領(lǐng)域及其關(guān)注熱點(diǎn)的變化。

表1 不同部門(mén)資助學(xué)習(xí)科學(xué)的項(xiàng)目數(shù)、金額數(shù)及側(cè)重點(diǎn)統(tǒng)計(jì)

三美國(guó)學(xué)習(xí)科學(xué)研究的重點(diǎn)領(lǐng)域及特點(diǎn)

1 資助學(xué)習(xí)科學(xué)研究的NSF部門(mén)及各部門(mén)資助的側(cè)重點(diǎn)

NSF共設(shè)置1個(gè)總檢察長(zhǎng)辦公室（Office of the Director，OD）和7個(gè)學(xué)部。據(jù)描述統(tǒng)計(jì)，這些部門(mén)都在一定程度上對(duì)436項(xiàng)學(xué)習(xí)科學(xué)研究進(jìn)行了資助。其中，社會(huì)、行為和經(jīng)濟(jì)學(xué)部（Directorate for Social, Behavioral &Economic Sciences，SBE）和教育和人力資源部（Directorate for Education & Human Resources，EHR）對(duì)學(xué)習(xí)科學(xué)項(xiàng)目的資助力度最大，其資助額分別占受資助總額的40.92%和41.23%。計(jì)算機(jī)信息科學(xué)部（Directorate for Computer & Information Science & Engineering，CISE）對(duì)學(xué)習(xí)科學(xué)項(xiàng)目的資助力度次之，占10.46%。其余資助來(lái)自于工程部（Directorate for Engineering，ENG，3.24%）、地理科學(xué)部（Directorate for Geosciences，GEO，占1.87%）、生物科學(xué)部（Directorate for Biological Sciences，BIO，占1.37%）、總檢察長(zhǎng)辦公室（OD，占0.73%）以及數(shù)學(xué)和物理科學(xué)部（Directorate for Mathematical & Physical Sciences，MPS，占0.18%）。不同資助力度顯示各部門(mén)對(duì)學(xué)習(xí)科學(xué)研究有不同的資助側(cè)重點(diǎn)。本研究通過(guò)分析各部門(mén)資助項(xiàng)目的標(biāo)題和摘要，將不同部門(mén)的資助側(cè)重點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)，如表1所示。

值得一提的是，SBE附屬的行為與認(rèn)知科學(xué)研究部，下設(shè)專(zhuān)門(mén)的“學(xué)習(xí)科學(xué)研究計(jì)劃”（Science of Learning Program，SLP），足見(jiàn)NSF對(duì)學(xué)習(xí)研究的重視程度。這個(gè)計(jì)劃主要通過(guò)支持變革性的基礎(chǔ)研究，發(fā)展與學(xué)習(xí)原理、學(xué)習(xí)過(guò)程和學(xué)習(xí)條件相關(guān)的理論和基礎(chǔ)知識(shí)[8]。SLP在2003～2017年期間共支持了60項(xiàng)學(xué)習(xí)科學(xué)研究計(jì)劃，提供的資助金額達(dá)15783萬(wàn)美元，占所有檢索項(xiàng)目受資助總額的37.58%，占SBE總資助額的93.86%。

2 美國(guó)學(xué)習(xí)科學(xué)研究的重點(diǎn)領(lǐng)域

本研究對(duì)篩選出的436項(xiàng)研究項(xiàng)目的標(biāo)題和摘要進(jìn)行了主題分析，將這些研究項(xiàng)目歸納為四類(lèi)：學(xué)習(xí)基礎(chǔ)研究、設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)研究、學(xué)習(xí)科學(xué)的實(shí)踐應(yīng)用研究、非正式學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)及學(xué)習(xí)研究。在每一類(lèi)中，又歸納了一些重要的研究方向，具體分類(lèi)如表2所示。

表2 美國(guó)學(xué)習(xí)科學(xué)研究的重點(diǎn)領(lǐng)域

描述統(tǒng)計(jì)顯示，涉及四類(lèi)研究的項(xiàng)目共有499項(xiàng)。疊加項(xiàng)目的總數(shù)大于受資助項(xiàng)目的總和（436項(xiàng)），是因?yàn)橛行╉?xiàng)目會(huì)包含多個(gè)主題詞，在后期對(duì)主題詞進(jìn)行分析和處理時(shí)，該項(xiàng)目會(huì)同時(shí)歸屬在不同主題詞所包含的類(lèi)別中。本部分主要分析美國(guó)學(xué)習(xí)科學(xué)研究的重要領(lǐng)域。

（1）學(xué)習(xí)基礎(chǔ)研究

受資助的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)研究共169項(xiàng)，包括基于腦認(rèn)知和神經(jīng)科學(xué)的學(xué)習(xí)機(jī)制研究、構(gòu)建學(xué)習(xí)科學(xué)基礎(chǔ)理論和知識(shí)的研究、促進(jìn)學(xué)習(xí)和認(rèn)知的新學(xué)習(xí)形式研究和語(yǔ)言和文化對(duì)學(xué)習(xí)的影響研究[9]。其中，基于腦認(rèn)知和神經(jīng)科學(xué)的學(xué)習(xí)機(jī)制研究主要通過(guò)研究人類(lèi)在認(rèn)知和學(xué)習(xí)時(shí)，大腦細(xì)胞、神經(jīng)系統(tǒng)和相關(guān)認(rèn)知通道的反應(yīng)，分析探討嬰幼兒、正常學(xué)習(xí)者和有聽(tīng)障或視障學(xué)生的復(fù)雜思維模式及學(xué)習(xí)行為的形成。隨著技術(shù)的發(fā)展，這類(lèi)研究越來(lái)越注重借助多媒體技術(shù)、自然語(yǔ)言處理技術(shù)、可視化技術(shù)、基因技術(shù)等新興技術(shù)來(lái)觀察并研究學(xué)生理解知識(shí)和運(yùn)用知識(shí)的內(nèi)在機(jī)制。

NSF也支持學(xué)習(xí)理論的建構(gòu)和完善，特別是針對(duì)具體的對(duì)象和領(lǐng)域進(jìn)行的學(xué)習(xí)理論建構(gòu)。如有關(guān)嬰幼兒的態(tài)度、感知、學(xué)習(xí)和記憶的理論，以及用于培養(yǎng)聽(tīng)力有障礙學(xué)生的語(yǔ)言素養(yǎng)的理論等。NSF也支持促進(jìn)學(xué)習(xí)和認(rèn)知的新學(xué)習(xí)形式研究，包括在線(xiàn)學(xué)習(xí)形式，如在線(xiàn)指導(dǎo)學(xué)習(xí)（Tutor Learning）；自然或非結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)環(huán)境中的學(xué)習(xí)形式，如基于自然的學(xué)習(xí)（Nature-based Learning）；能夠靈活遷移到新環(huán)境且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的學(xué)習(xí)形式，如匹茲堡學(xué)習(xí)科學(xué)中心（Pittsburg Science of Learning Center，PSLC）研究的強(qiáng)健式學(xué)習(xí)（Robust Learning）[10]等。

此外，受維果斯基流派文化歷史傳統(tǒng)的影響，一些項(xiàng)目關(guān)注語(yǔ)言和社會(huì)文化對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生的影響。NSF支持的相關(guān)研究重在分析語(yǔ)言和文化與學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)者性別、學(xué)習(xí)者本身狀態(tài)以及學(xué)習(xí)環(huán)境之間的關(guān)系。在這類(lèi)研究中，以研究雙語(yǔ)環(huán)境對(duì)學(xué)習(xí)者大腦反應(yīng)和認(rèn)知神經(jīng)影響的研究、語(yǔ)言學(xué)習(xí)模式和學(xué)習(xí)過(guò)程的研究居多，其余研究關(guān)注學(xué)生性別、種族以及聽(tīng)力障礙對(duì)學(xué)生語(yǔ)言、知識(shí)習(xí)得的影響。

（2）設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)研究

設(shè)計(jì)研究聚焦于自然情景學(xué)習(xí)的理解和有效學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)，通過(guò)迭代式的設(shè)計(jì)探究將理論與實(shí)踐連接起來(lái)[11]。在NSF資助的項(xiàng)目中，這種研究方法被運(yùn)用在虛擬協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)和教學(xué)工具、STEM課程以及教學(xué)模型和方法等的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)中，如表2所示。

受資助的虛擬協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境開(kāi)發(fā)研究比較重視對(duì)在線(xiàn)沉浸式學(xué)習(xí)環(huán)境[12]和智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的開(kāi)發(fā)。游戲化學(xué)習(xí)環(huán)境是前者的一種，其開(kāi)發(fā)研究主要面向中學(xué)生，旨在借助虛擬技術(shù)，促進(jìn)學(xué)習(xí)者的虛擬化身與數(shù)字代理、人工制品及環(huán)境之間多樣的交互。沉浸式仿真學(xué)習(xí)環(huán)境是另一種，主要集中在生理學(xué)、物理學(xué)和工程領(lǐng)域中，學(xué)習(xí)群體包括中學(xué)生和成年人。智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的開(kāi)發(fā)研究借助自動(dòng)感覺(jué)設(shè)備、探測(cè)與跟蹤技術(shù)、數(shù)據(jù)科學(xué)等新興技術(shù)，主要探究學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)認(rèn)知和情感之間的交互，旨在解決科學(xué)學(xué)習(xí)中普遍存在的情感困惑和認(rèn)知不平衡的問(wèn)題。

受資助開(kāi)發(fā)的工具包括學(xué)習(xí)和教學(xué)工具。開(kāi)發(fā)的學(xué)習(xí)工具主要面向中小學(xué)和高等教育階段的學(xué)生和老師。針對(duì)中小學(xué)的主要是游戲化學(xué)習(xí)工具，旨在提升學(xué)生的認(rèn)知和自主學(xué)習(xí)能力。面向大學(xué)生的學(xué)習(xí)工具包含交互式計(jì)算機(jī)界面、仿真模擬工具等，旨在促進(jìn)面向?qū)ο蟮闹R(shí)、能力、經(jīng)驗(yàn)和思維的發(fā)展。開(kāi)發(fā)教學(xué)工具旨在輔助教師和家長(zhǎng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，輔助教師和研究者對(duì)學(xué)生的推理能力、辯證性思維能力、學(xué)習(xí)能力進(jìn)行測(cè)評(píng)等。

開(kāi)發(fā)的STEM課程面向本科及研究生，旨在培養(yǎng)學(xué)生（尤其是女學(xué)生）對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)的熱情，提高其解決綜合問(wèn)題的能力，以增加工程領(lǐng)域?qū)W生的保留度。設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的模型包括教學(xué)模型、學(xué)習(xí)及研究模型。其中，教學(xué)模型有研究生教育模型、社區(qū)大學(xué)的信息技術(shù)教學(xué)模型、強(qiáng)健式學(xué)習(xí)的教學(xué)模型以及將博物館學(xué)習(xí)和課程教學(xué)進(jìn)行整合的模型等；學(xué)習(xí)及研究模型有理解復(fù)雜學(xué)習(xí)系統(tǒng)的SBF模型、培養(yǎng)教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展的學(xué)習(xí)模型、用于理解非言語(yǔ)行為和交流技巧的計(jì)算模型、人類(lèi)學(xué)習(xí)的普遍模型等。這些模型不僅適用于正式學(xué)習(xí)環(huán)境中的教與學(xué)，也適用于非正式學(xué)習(xí)環(huán)境中的學(xué)習(xí)實(shí)踐和教學(xué)實(shí)踐。此外，NSF也支持開(kāi)發(fā)創(chuàng)新教育方法。這類(lèi)研究主要面向中小學(xué)生、大學(xué)生以及女性群體和聽(tīng)力有障礙的學(xué)習(xí)者。開(kāi)發(fā)的教育方法適用的領(lǐng)域有地球科學(xué)、生命科學(xué)、氣候科學(xué)的教育以及數(shù)學(xué)教學(xué)、STEM教育和跨學(xué)科教學(xué)等。

（3）學(xué)習(xí)科學(xué)的實(shí)踐應(yīng)用

涉及學(xué)習(xí)科學(xué)應(yīng)用實(shí)踐的項(xiàng)目共56項(xiàng)，其主要的研究方向包括跨領(lǐng)域研究共同體的構(gòu)建、學(xué)習(xí)科學(xué)及其研究成果的傳播以及學(xué)習(xí)科學(xué)成果在其它學(xué)科領(lǐng)域的應(yīng)用。構(gòu)建跨領(lǐng)域研究共同體的項(xiàng)目旨在整合認(rèn)知科學(xué)、腦神經(jīng)科學(xué)、教育學(xué)及人工智能等領(lǐng)域的專(zhuān)家和學(xué)者，試圖揭示有關(guān)學(xué)習(xí)的社會(huì)境脈，構(gòu)建新的學(xué)習(xí)與教學(xué)環(huán)境。受資助的學(xué)習(xí)科學(xué)實(shí)踐應(yīng)用研究主要是指運(yùn)用學(xué)習(xí)科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和研究成果，解決其它相關(guān)領(lǐng)域中的問(wèn)題。

（4）對(duì)非正式學(xué)習(xí)環(huán)境的研究

受資助的非正式學(xué)習(xí)環(huán)境研究有94項(xiàng)，受資助額為11834萬(wàn)美元，其主要的研究方向有非正式學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)與建設(shè)和此類(lèi)環(huán)境中學(xué)習(xí)理論的建構(gòu)與完善。NSF資助與博物館等非正式學(xué)習(xí)場(chǎng)所的設(shè)計(jì)和建設(shè)相關(guān)的研究。通過(guò)探究將博物館中的學(xué)習(xí)和課堂教學(xué)聯(lián)系起來(lái)的方式，這類(lèi)研究在博物館中運(yùn)用跟蹤技術(shù)并分析學(xué)習(xí)者行為，對(duì)學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，旨在開(kāi)發(fā)新的適應(yīng)非正式學(xué)習(xí)需求的學(xué)習(xí)方式、教學(xué)模型和學(xué)習(xí)環(huán)境。NSF也會(huì)資助文化情景中基于藝術(shù)的學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)以及對(duì)自然學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)等研究。

此外，NSF還資助非正式學(xué)習(xí)環(huán)境中的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)研究和對(duì)學(xué)習(xí)科學(xué)研究進(jìn)行綜述的項(xiàng)目。其中，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)研究關(guān)注非正式學(xué)習(xí)環(huán)境中的學(xué)習(xí)理論建構(gòu)、人類(lèi)學(xué)習(xí)的社會(huì)基礎(chǔ)原理研究以及學(xué)習(xí)和教學(xué)模型的設(shè)計(jì)，旨在探究學(xué)習(xí)的本質(zhì)，發(fā)展學(xué)習(xí)科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，設(shè)計(jì)促進(jìn)教與學(xué)實(shí)踐的工具和環(huán)境，為培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)技能開(kāi)辟新的途徑。對(duì)學(xué)習(xí)科學(xué)研究進(jìn)行綜述的項(xiàng)目關(guān)注非正式教育環(huán)境中學(xué)習(xí)科學(xué)的知識(shí)現(xiàn)狀、研究現(xiàn)狀、發(fā)展前景及研究成果應(yīng)用，此類(lèi)項(xiàng)目主要從學(xué)習(xí)科學(xué)研究本身出發(fā)，旨在促進(jìn)更有效的學(xué)習(xí)科學(xué)研究，并為下一步的研究確定框架。

四美國(guó)學(xué)習(xí)科學(xué)研究熱點(diǎn)的發(fā)展

本研究通過(guò)梳理歷年的主題詞發(fā)現(xiàn)，在2003~2017年間，美國(guó)學(xué)習(xí)科學(xué)的研究熱點(diǎn)呈現(xiàn)了3個(gè)方面的轉(zhuǎn)變，分別為：從關(guān)注認(rèn)知神經(jīng)到關(guān)注學(xué)習(xí)文化、從關(guān)注正式學(xué)習(xí)情境到關(guān)注學(xué)習(xí)環(huán)境的開(kāi)發(fā)和多學(xué)科的協(xié)同加強(qiáng)、從關(guān)注學(xué)習(xí)中的技術(shù)應(yīng)用到關(guān)注運(yùn)用技術(shù)強(qiáng)化的學(xué)習(xí)。

1 從關(guān)注認(rèn)知神經(jīng)到關(guān)注學(xué)習(xí)文化

通過(guò)主題分析，本研究發(fā)現(xiàn)2006年以前的研究多關(guān)注個(gè)體學(xué)習(xí)時(shí)大腦細(xì)胞、神經(jīng)機(jī)制的反應(yīng)、特定神經(jīng)通道對(duì)大腦和行為的影響等。隨著對(duì)人腦學(xué)習(xí)機(jī)制的研究越來(lái)越多，以及對(duì)個(gè)體在實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景、學(xué)校場(chǎng)景和日常生活場(chǎng)景中學(xué)習(xí)差異的不斷揭示，學(xué)習(xí)科學(xué)家們開(kāi)始持續(xù)關(guān)注不同文化背景下學(xué)習(xí)的組織和社會(huì)文化動(dòng)力，以及文化多樣性對(duì)學(xué)生的能力和認(rèn)知情感的影響。近年來(lái)，研究項(xiàng)目除了關(guān)注學(xué)校學(xué)習(xí)及學(xué)校環(huán)境建設(shè)，不少項(xiàng)目也在研究自然學(xué)習(xí)、日常學(xué)習(xí)等非正式情境中的學(xué)習(xí)機(jī)制，探討發(fā)生在學(xué)習(xí)背后的文化動(dòng)力及組織作用。在維果斯基文化歷史流派的影響下，學(xué)習(xí)科學(xué)家越來(lái)越關(guān)注所有智能行為發(fā)生所依賴(lài)的復(fù)雜的社會(huì)及人為環(huán)境。

2 從關(guān)注正式學(xué)習(xí)情境到關(guān)注學(xué)習(xí)環(huán)境的開(kāi)發(fā)和多學(xué)科的協(xié)同加強(qiáng)

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和教育理念的逐漸完善，學(xué)習(xí)研究中的學(xué)習(xí)情境不再拘泥于學(xué)校教育情境。后期研究中的學(xué)習(xí)情境不僅向博物館、數(shù)字圖書(shū)館、社區(qū)等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了橫向的拓展，而且從線(xiàn)下到線(xiàn)上，實(shí)現(xiàn)了向虛擬智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的縱向拓展。這兩方面的轉(zhuǎn)變?cè)谏鲜龇钦綄W(xué)習(xí)環(huán)境的研究以及學(xué)習(xí)工具和學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)研究的分析討論中體現(xiàn)得尤為具體。此外，由于縱向、橫向的拓展不僅需要計(jì)算機(jī)科學(xué)家、教育學(xué)家、心理學(xué)家、神經(jīng)科學(xué)家等領(lǐng)域?qū)＜业暮献餮芯浚残枰斯ぶ悄軐?zhuān)家、教育技術(shù)學(xué)專(zhuān)家等技術(shù)專(zhuān)家的對(duì)話(huà)與交流，因此跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的研究形式逐漸成為了近年來(lái)獲得NSF資助的學(xué)習(xí)科學(xué)研究開(kāi)展的基本形式。

3 從關(guān)注學(xué)習(xí)中的技術(shù)應(yīng)用到關(guān)注運(yùn)用技術(shù)強(qiáng)化的學(xué)習(xí)

技術(shù)是學(xué)習(xí)科學(xué)發(fā)展的一個(gè)要素，從2003年開(kāi)始，學(xué)習(xí)科學(xué)研究者就開(kāi)始關(guān)注如何利用技術(shù)進(jìn)行有效的學(xué)習(xí)。隨著新媒體技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，傳統(tǒng)教室的數(shù)字化研發(fā)和改造、基于網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)社群、基于移動(dòng)終端的課程以及沉浸式虛擬協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境等都在我們生活中日益普及。技術(shù)不再是教與學(xué)中的“舶來(lái)品”，而已經(jīng)發(fā)展成為日常教與學(xué)實(shí)踐中必不可少的一部分。除了思考如何將技術(shù)應(yīng)用于學(xué)習(xí)，目前的學(xué)習(xí)科學(xué)家更關(guān)注如何用技術(shù)強(qiáng)化學(xué)習(xí)，提升學(xué)習(xí)的效率和績(jī)效。借助仿真模擬技術(shù)、數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)等新興技術(shù)，學(xué)習(xí)科學(xué)家設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的各種工具、環(huán)境以及模型等，不僅促進(jìn)了學(xué)習(xí)及教學(xué)效率的提升，也輔助實(shí)現(xiàn)了從關(guān)注學(xué)習(xí)者內(nèi)部靜態(tài)結(jié)構(gòu)的認(rèn)知研究到關(guān)注在復(fù)雜環(huán)境中學(xué)習(xí)者與技術(shù)產(chǎn)品以及技術(shù)中介的互動(dòng)研究[13]的轉(zhuǎn)變。

五研究結(jié)論與建議

本研究通過(guò)分析2003~2017年NSF資助的學(xué)習(xí)科學(xué)研究項(xiàng)目，嘗試總結(jié)了美國(guó)學(xué)習(xí)科學(xué)研究關(guān)注的重點(diǎn)領(lǐng)域及研究熱點(diǎn)的變化。研究發(fā)現(xiàn)，美國(guó)學(xué)習(xí)科學(xué)的研究?jī)?nèi)容不僅涉及對(duì)學(xué)校學(xué)習(xí)及環(huán)境設(shè)計(jì)的研究，也涉及對(duì)非正式學(xué)習(xí)環(huán)境和虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境中的學(xué)習(xí)及環(huán)境設(shè)計(jì)研究；研究對(duì)象不僅包括中小學(xué)、高等教育階段的在校學(xué)生，也包括殘疾學(xué)生（聽(tīng)力或視力有障礙的學(xué)生、自閉癥學(xué)生等）及女性群體等。此外，研究的視角越來(lái)越多元化，注重從認(rèn)知科學(xué)、腦科學(xué)、文化、技術(shù)與社會(huì)等視角綜合性地理解學(xué)習(xí)，研究也越來(lái)越關(guān)注技術(shù)作用下的學(xué)習(xí)效率。

上述研究發(fā)現(xiàn)為我國(guó)的學(xué)習(xí)科學(xué)研究提供了一定的參考依據(jù)。基于此，本研究認(rèn)為我國(guó)的學(xué)習(xí)科學(xué)研究可以在四個(gè)方面加大投入，分別是：①整合認(rèn)知科學(xué)、腦神經(jīng)科學(xué)、文化、技術(shù)與社會(huì)等視角的合作研究；②基于博物館、自然情境的非正式學(xué)習(xí)及其環(huán)境建設(shè)研究；③在線(xiàn)虛擬學(xué)習(xí)研究及其環(huán)境開(kāi)發(fā)研究；④面向殘疾學(xué)生、女性等特殊群體的研究。其中，合作研究的開(kāi)展旨在幫助人們深入地理解認(rèn)知過(guò)程和社會(huì)化學(xué)習(xí)過(guò)程，并輔助教育工作者和相關(guān)的政策制定者優(yōu)化學(xué)習(xí)環(huán)境，制定有效的教育政策。對(duì)非正式學(xué)習(xí)環(huán)境及在線(xiàn)虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境中的學(xué)習(xí)研究及環(huán)境開(kāi)發(fā)研究將為探索更有效的“技術(shù)強(qiáng)化的學(xué)習(xí)”奠定基礎(chǔ)；而面向特殊群體的學(xué)習(xí)研究將幫助學(xué)習(xí)科學(xué)研究者進(jìn)一步明確不同群體的學(xué)習(xí)特征、學(xué)習(xí)需求以及發(fā)展?fàn)顟B(tài)等，進(jìn)而完善我國(guó)的育人體系。在資金投入方面，本研究希望我國(guó)相關(guān)基金加大對(duì)這些領(lǐng)域的支持力度，促進(jìn)我國(guó)的學(xué)習(xí)科學(xué)研究更加深入、領(lǐng)域更加寬廣。

[1](美)R.基思·索耶著.徐曉東譯.劍橋?qū)W習(xí)科學(xué)手冊(cè)[M].北京:教育科學(xué)出版社,2010:1.

[2]尚俊杰,莊紹勇,陳高偉.學(xué)習(xí)科學(xué):推動(dòng)教育的深層變革[J].中國(guó)電化教育,2015,(1):6-13.

[3][9][11]高文.學(xué)習(xí)科學(xué)的關(guān)鍵詞[M].上海:華東師范大學(xué)出版社,2009:34-35、10-12、51.

[4]沈煜,佟仁城.美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)審計(jì)監(jiān)督制度對(duì)我國(guó)的啟示[J].科研管理,2009,(4):138-143.

[5]秦學(xué)明.美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)“學(xué)習(xí)科學(xué)中心”建設(shè)計(jì)劃[J].軟件導(dǎo)刊:教育技術(shù),2009,(11):5-7.

[6]Attride-Stirling J. Thematic networks: An analytic tool for qualitative research[J]. Qualitative Research, 2001,(1):385-402.

[7]Braun V, Victoria C. Using thematic analysis in psychology[J]. Qualitative Research in Psychology, 2006,(2):77-101.

[8]National Science Foundation. Science of learning (SL)[OL].

[10]National Science Foundation. Toward a decade of PSLC research: Investigating instructional, social and learner factors in robust learning through data-driven analysis and modeling[OL].

[12]Dawley L, Dede C. Situated learning in virtual worlds and immersive simulations[A]. Spector J M, Ellen J , Bishop M J (Eds.), The handbook of research on educational communications and technology[C]. New York, NY: Springer, 2014:723-734.

[13]Barab S A, Kirshner D. Guest editors’ introduction: Rethinking methodology in the learning sciences[J]. Journal of the Learning Sciences, 2001,(1-2):5-15.

1美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)官網(wǎng)網(wǎng)址：https://www.nsf.gov。

編輯：小西

Exploration on the Key Areas and Hotspots of American Learning Sciences Research——According to Projects Funded by the National Science Foundation during 2003-2017

LI Shu-ling WU Xiao-meng SHANG Jun-jie

In order to explore the development process and research hotspots of American learning sciences, a total of 436 learning sciences projects funded by National Science Foundation (NSF) from 2003 to 2017 were analyzed using the thematic analysis method. According to the results, research areas of these projects includes studies of learning foundation, design and development, practical application of learning sciences, and informal learning. Meanwhile, the change of research hotspots of American learning sciences during the past 14 years can be summarized from three aspects. Firstly, a shift of research focus from the cognitive neuroscience study to the learning culture. Secondly, a focus shift from formal learning situation to the learning environment development and the multidisplinary synergies. Thirdly, a shift from considering how to integrate technology into learning process to addressing the technology enhanced learning and learning performance. Related research objectives in this research involves elementary and secondary school students, undergraduate and postgraduate students, as well as members form special community, such as infants and disabled children.

National Science Foundation; learning sciences; funded projects

G40-057

A

1009—8097（2018）01—0012—07

10.3969/j.issn.1009-8097.2018.02.002

本文為國(guó)家自然科學(xué)基金2016年度應(yīng)急管理項(xiàng)目“學(xué)習(xí)科學(xué)發(fā)展態(tài)勢(shì)、需求與科學(xué)基金支持機(jī)制研究”（項(xiàng)目編號(hào)：L1624017）的階段性研究成果之一。

李樹(shù)玲，在讀博士，研究方向?yàn)樾畔⒓夹g(shù)的教學(xué)應(yīng)用、課程教學(xué)與教師發(fā)展、學(xué)習(xí)科學(xué)與技術(shù)，郵箱為vickylsl@outlook.com。

2017年12月15日