面向未來的創造性學習和知識建構：學習科學的思路和方法
——訪學習科學專家張建偉博士

郭 莉

(江蘇第二師范學院 教育科學學院，江蘇南京 210013)

記者：張博士您好！今天非常榮幸有機會和您一起談談我一直很感興趣的話題：“學習科學”以及作為其研究焦點之一的“知識建構共同體”。對于我來說，這是難得的學習機會。

張建偉博士：學習科學是國際上重要的學習研究方向。近幾年，國內教育技術與學習科學交流和推動力度很大。這個“推動”不是指簡單地推動什么工作，而是指教育技術領域推動學習科學的思想、方法以及看問題的視角和視野。學習科學在思想、方法、視野上都有其特色，這為國內教育技術研究和學習的跨學科研究提供了很好的研究框架。

20世紀80年代末90年代初，學習科學成為專門的研究領域，成立了專門的學會，有專門的雜志。學習科學的最初發展是為了突破學習研究原有的局限和瓶頸，因為原來無論是行為取向還是認知取向的學習研究，大多局限在實驗室，對現實學習和教育的貢獻太低。實驗室里展示的好的認知活動、好的學習策略以及好的解決問題策略都不足以解釋教室里真實發生的復雜學習。這是學習科學從實驗室研究走向復雜的、高交互的現場研究的動因。心理學雜志和認知科學雜志發表了大量的實驗室研究，闡述實驗室里看到的認知、學習策略以及解決問題的策略。實驗室研究固然重要，但真實的學習環境中無法控制那么多變量，課堂教學無法復制實驗室里發生的學習過程，因為自然發生的學習過程不能過于簡單化進行變量操作，所以，在復雜學習情境里，研究者考察的研究問題與實驗室里的研究問題不同，研究方法也不同。學習科學研究關注真實工作情境中人的認知和學習，不是實驗室里的認知。研究實際場景中的認知學習不僅關注人如何思考，還關注人如何作選擇、決策，如何進行對話、交互和協作。

對復雜學習活動的關注自然帶來了多學科的視角，比如從語言學看人的學習過程。語言不僅傳達學習內容，也表現文化關系，包括人與人、知識與人、學生與學生、老師與學生之間的關系。人們溝通知識時總帶有特定的態度、有特定的處理方法和思考角度，因此，科學知識在溝通過程中就變成了個性化的內容，語言在其中發揮重要的作用。與語言學相關的是社會學、文化學的視角。每個學生都帶著特定的文化背景參與學習，特別是他成長所處的微觀文化背景。有些學生成長于受過良好教育的家庭，學術化的語言和思維滲透到他們的日常生活中。也有學生出生于教育水平不高的家庭，甚至家庭很困難，他們接觸的是大街上的文化和生活。不同的成長環境自然塑造出不同的語言和思維。學生在學校里的成功不僅與他的思維質量、認知水平和學習動機有關，還取決于他的歸屬感，也就是當他來到教室時，是不是感到這是屬于他的地方。有些學生不覺得學校的游戲規則和說話方式與他有關，他像是個外來人。所以，學習科學試圖探討學生在復雜情境中經歷的完整的經驗和真實的過程，這個過程遠遠超越了教育心理學研究的范疇，需要多學科的視角。

除了用多學科視角看復雜學習，學習科學還有其獨特的研究方法——基于設計的研究。學習科學研究者認為不僅要知道學習是怎么發生的，還要知道如何設計、實施學習和教學。學習的設計和實施就成了重要的研究方向。學習科學研究發現，從理解學習的基本規律到創建有效的學習環境、有效的學習系統、再到創建支撐學習的宏觀社會機制(學習型社會)，中間有許多需要研究的環節和層次，遠不是做完基礎研究就可以直接應用的。應用本身就很有挑戰。學習發生在活動現場，發生在社會實踐情境中。研究學習的發生和有效支持就要研究這種社會實踐系統本身，包括課堂活動、學校實踐系統和學區實踐體系等。所以，設計研究和基于設計的實踐研究發展起來，成為學習科學的特色研究方法。所謂設計研究，不僅指基于設計的研究，還指基于設計的實踐研究，即把設計放在大的城市或大的學區中，研究老師、校長和研究者怎么建立合作伙伴關系和合作模式，從理論上重新認識什么樣的教學實踐是好的，以及產生好的教學實踐的社會支撐系統是怎樣的。好的學習實踐需要好的社會支撐體系，也就是常說的學習型社會。課堂是小的學習型社會，學校、學區是大的學習型社會。如何建立社會支撐系統是學習的實踐部分，這需要基于設計的研究、基于設計的實踐研究和研究—實踐伙伴關系。

好的研究要能帶來變革。學習科學研究的目標不僅是發現學習原理和規律，發表學術文章，還要能真正地推動學習和教育的改良和變革。這包括學習過程和方式的變革，學習環境與社會支撐體系的變革，還包括原有實踐的提升改進和新的學習方式、學習內容和學習環境的創立。比如，原來遇到的瓶頸現在有了突破，遇到的障礙現在克服了，或者教學水平提高了，教學質量改進了，學生學得比原來好了，再或者現在采用了與原來完全不同的學與教的方式，現在教授原來不學和不教的新的重要內容。

學習科學的研究視角、研究方法與思考框架在美國與世界的影響越來越大。美國國家層面重要的教育改革方案背后幾乎都有學習科學家的推動。2013年面向K-12領域的《新一代科學標準》以及2016年國家教育技術規劃報告《未來有準備的學習：重新想象教育中的技術角色》等文件出臺的背后都有一批學習科學家的參與。國內要推動學習科學領域的發展，融合學習科學的視角、方法、框架和思路開展研究是核心。當然，研究者也不一定說自己是學習科學家，但學習科學的思維視角和方法應該交叉滲透入相關學科的研究中。

記者：學習科學超越了傳統的理論與實踐的分界，致力于讓研究回到真實情境。學習科學研究必須改善或推動教育實踐的進步或者變革。那么，學習研究取向和范式發生變化是不是意味著它使人重新認識學習？

張建偉博士：對。學習科學創立的初衷是希望該領域的研究能最大程度地影響學習實踐，變革學習實踐。這也是學習科學的夢想，不只是讓現在的教育實踐變得好一點，而是要面向未來的學習實踐，從未來的角度研究學習、教學甚至教育系統，尋找教育實踐新的方式和可能。

學習科學研究能獲得關于學習過程新的認識，繼而探索設計新的學習系統、新的課程以及新的教育實踐。比如，學習科學關于專家能力的研究，比較專家和新手，專家醫生和新手醫生、專家老師和新老師在解決問題上有什么不同。這也是最早從認知科學轉向學習科學的學習研究主題。專家不僅因為知識積累多，還因為他解決真實的復雜性問題的實踐積累多。因為實踐多，專家變得更靈活，也就是說專家獲得了適應性專長。這種適應性專長可以很好地為將來的學習和問題解決作準備。與以前微觀取向的專長研究不同，學習科學研究者不僅要知道專家的知識結構與新手有什么不同，還要知道他在具體情境中解決復雜性問題的實踐有什么不同。所以，現在學校不僅要求學生學得深，學得多，還要求學生為未來的學習作好準備，同時合理評估學生現在所學的知識能多大程度幫助他們應對新的情景和工作挑戰。

記者：這能理解為是學習遷移嗎？

張建偉博士：遷移的實質不僅是應用知識，還要能幫助學生解決新問題，為未來的新學習作準備。所以，好的學習應能幫助學生將來學得更多，為未來學習作好準備。因此，學習的好壞不能簡單用當下學習的成績衡量。如果我們希望學習真正有效，那么現在小的學習積累要能促進學生未來的發展。人的核心素質不是靜態的知識，而是在各種動態的挑戰面前，善于學習，善于思考，善于彌補自己的不足，善于在解決問題時與他人合作共贏，也就是面對生活挑戰時能靈活應對，不斷超越原有的知識，發展和創造新知識。這種應對能力的背后是一套類似專家才有的適應性專長。事實上，專家越重視學習，越知道自己的不足。專家善于超越自己，主動發現自己知識的局限，善于把未知領域分辨清楚，為未來的學習作準備。美國《新一代科學標準》指出，學生在每個課程階段的學習內容既包括學科核心概念， 還包括跨領域的交叉性思維，以及科學方法和科學實踐。

有關學習的很多新認識在教學模式和課程設計上都有重要的應用。“為未來的學習作準備”是學習科學最典型的貢獻之一?！盀槲磥淼膶W習作準備”意味著把現在每一步的學習都變成未來學習的新積累。知識建構教學模式支持學生在各種挑戰面前，主動發現自己的不足，把不知道的部分弄明白，這正是面向未來的學習所需要的?！缎乱淮茖W標準》在課程設計上吸取了這種思想，倡導學生在科學實踐中學習應對挑戰與問題的科學方法和實踐。真正有效的學習是深度學習。學習效果表現為學習者真正發生的深層變化，特別是思維上升到新的境界。新的測評也需要測評學生的適應能力。它不僅測評學生穩定表現出的能力，還要測評學生在解決問題時是怎么做的。也就是說，它不僅測評學生已知的知識，還測學生動態的認知前沿，即看學生面對信息不全、所知有限的情境時怎么應對。這種對學生適應性問題解決能力的測評比傳統考試更有意義。

記者：不僅評估學生的靜態知識，而且評估學生是否建構了能為未來學習做準備的思維模式，這種模式是成長型思維模式？

張建偉博士：你可以把它稱為成長型思維。這是一種融匯貫通式的學習，不僅要獲取知識、訓練技能和應用問題解決策略，還要知道知識背后的問題和該問題場景下思考的方法，以及在掌握知識點和技能訓練基礎上形成思維習慣。在學習不夠深入時，這種思維習慣能夠讓學生容忍持續遇到的新問題。在面臨復雜問題時，學生不感到這是對自己能力的否定，不意味著自己沒學好、失敗，而意味著新的學習機會。新問題是拓展學習者思維能力的，不是威脅和貶低學習者的。

學習導致的深層變化是學生對身份認同發生改變。深度學習不只是深度的細節學習，學知識點、概念、問題解決和態度等。當學習深度發生變化時，學習者將整體發生變化。越深入的學習越能改變人的習慣，改變人對知識的認知，改變人對自己的認知。原來自己認為不擅長的，后來發現通過努力也可以達到。原來覺得物理跟自己沒關系，學習后發現了解宇宙原來是充滿樂趣的，自己也可以思考大話題，這就是身份認同發生了變化。我們實驗學校吉爾德蘭小學的老師在寫作課堂中稱學生是“我的作家們”，在科學課上稱學生“我的科學家們”。老師在教學中有意地用能夠提升學生自我身份認知的稱謂，學生也覺得自己是小作家和小科學家。他們像小作家一樣寫作，像小科學家一樣做研究。這就是身份認同的變化。學生可以是進行微創新(mini-c creativity)的小專家，也可以是自我成長過程的小專家。人的自我定位變化是深度的變化，比把薄弱的知識點補齊了、把不會的數學題做好了、把分數提高了而發生的變化要大得多。好的學習改變了人的身份認同和精神面貌，也就是改變了人的一整套選擇體系，做什么，不做什么，選擇跟誰在一起，跟誰交流等。身份認同不僅涉及個人身份，還關乎社會網絡。比如，當學生覺得自己是視頻游戲玩家時，他就愿意找最愛談視頻游戲話題的同伴談話。當學生對動物感興趣時，跟動物有關的資源、人、圖書、科普電視節目等都可能成為他的經驗。這些新經驗又反過來塑造學生的身份認知，思考自己到底是誰，想成為誰。這樣，學生不僅思維深刻了，還把自己看作是某領域的重要成員，深度參與，深度共享。這意味著他們不斷地用學得的知識為未來的學習做準備。

開展深度適應性學習，需要學習科學家重視設計參與性與創造性的學習環境，重視構建學生的持續學習軌跡和歷程。好的學習環境設計就是構建學生的學習軌跡，觀察學生學習軌跡的每個時間點上發生的學習如何拓展已有的學習，以及為未來學習做了什么準備。如果每個學習時間點學生都發生了深度適應性學習，那么這個學生即便現在學得不好，將來也會學好。

記者：我梳理了您研究項目的關鍵詞：2007年到2010年，您關注“合作責任”“推進性的問題生成過程”“交流空間”①；2011年到2014年，您關注“集體知識進展”“持續的知識建構”②③?，F在，您研究思維脈絡地圖(Idea Thread Mapper，簡稱ITM)如何促進知識建構共同體生成，內容包括學生個體的思維脈絡和學生集體的思維脈絡④。您帶領團隊利用思維脈絡地圖支持跨學習社區、跨班級甚至在網絡基礎上跨越地域、跨學年“持續知識建構”。這些研究的軌跡是怎樣形成的？

張建偉博士：在國內我一直研究建構主義學習，后來到多倫多大學做博士后，研究知識建構共同體。知識建構共同體是建構主義學習研究領域的一種特定模式，也是最具有挑戰的模式，它會帶來深度的教育變革。從個體知識建構到集體知識建構，從合作學習到合作創造，這些學習過程都需要學生承擔高水平的認知責任，他們不僅要回答老師事先設計的問題，還要提出自己的問題。在知識建構課堂中，學生可以從預設問題開始學習，但我們更希望學生能發現好的問題。這些是我早先的研究重點。比如，學生能知道自己還不知道什么嗎？他們生成什么問題？問題會激發學生探究的能量嗎？會激發他們的探究投入嗎？會成為他們探究對話的焦點嗎？這是博士后研究階段我最好奇的。我和合作者研究了小學四年級學生如何探究光學，以及學生好奇彩虹是怎樣形成的。書本通常會闡述赤橙黃綠藍靛紫七種顏色和彩虹形成的原因，而學生在這些理解的基礎上問彩虹的顏色為什么會有固定的次序，這個問題比彩虹有幾種顏色更有意義。學生通過不斷深入的問題推動自己思維的發展，這是一種高級的認知責任。

好老師能把高級認知責任和集體認知責任更多地轉移到學生身上。教師怎么轉移認知責任，責任轉移會給學習過程帶來什么變化？2009年，我們團隊基于三年的研究數據在《學習科學雜志》發表了基于設計的研究，考察知識建構共同體的集體認知責任。在高交互的協作學習中，老師把引導學習的責任轉移給了學生，那么老師在課堂中做什么？如果老師不告訴學生做什么，不布置任務，學生怎么知道該做什么？沒有老師指揮，學生的學習活動怎樣延伸？他們怎么知道日常學習要做什么？這些都是要回答的問題，也是我們后續研究持續跟蹤的焦點。研究團隊進入課堂觀察每次教學活動是怎么發生的，他們不僅收集數據，還把課堂學習過程放到一個框架中去解釋，將課堂協作探究過程透明化。

好的協作知識建構課堂怎么產生？是學生和老師共同生成的。學生要探究什么？ 探究過程是怎么樣的？誰該做什么，如何合作？以前，老師給學生指令，把任務設計好分配給學生，預設學習步驟后提供學習指導，學生按照老師給的步驟開展探究學習。在我們的知識建構課堂中，學生的課堂學習仍需要程序，但不都靠老師提供，而是在學生與老師以及與同伴的互動中，自下而上逐步生成學習活動的程序。我們能從自下而上的數據中看到學生畫出來的探究圈。在最初的四五次課上，學生按照自己的想法進行探究。然后,師生一起回顧提煉探究過程。學生把自己的探究過程提煉成一張圖，掛在教室里，這張圖成為他們下一步探究的指南和工具。學生覺得是他們自己生成了探究指南，不是老師的圖或課本里印的圖。這對學生自主探究的推動和影響是巨大的。陶丹的博士論文的核心部分試圖解釋高度交互開放的課堂教學過程是怎么運轉成功的，老師怎么給學生提供必要的指導，什么樣的指導能增強學生的高級學習責任而不是縮減他們的責任。

好的學習最終體現為學生對自己的學習負責。知道自己不知道什么以及如何尋求所需的知識是重要的元認知能力。在教學中，老師的指導職能很重要，如果沒有老師指導，學生很難開展自主學習探究。但值得注意的是，很多課堂中，老師代替學生把他們該做的元認知任務做了，削弱了學生元認知層面的反思參與。要讓學生為自己的學習負責，就一定要讓他們承擔更多的學習責任。這意味著學生不僅要完成學習任務，還要主動安排自己的學習任務。因此，教師要支持學生在學習的每一步都為將來的學習做準備，培養他們承擔高級學習責任的思維習慣。這樣，學生將來的學習就會一直為更深遠的學習做準備。我們研究學生合作完成持續知識建構過程中的集體責任就是希望學生有信心把高級認知責任承擔起來，讓現在的學習為將來的學習做準備。這也是現在的教育和我們試圖實現的未來教育的差別。

記者：目前知識建構領域有哪些研究熱點？

張建偉博士：知識建構理論是學習科學領域的基礎理論?！秳驅W習科學手冊》也是這樣界定的。從微觀層次上考察學生協作互動、科學概念的發展轉變，考察具體學科知識建構的過程，進而形成理論原則體系并指導課堂實踐轉變，是過去二十多年知識建構研究的重要進展。但知識建構研究一旦超越課堂在整個學區甚至更大范圍實施，教學實踐面臨的挑戰就變得很大?？沙掷m性和規模化是協作知識建構研究的長遠目標之一。實現這個目標需要解決一系列具體問題。

首先需要解決協作知識建構的測評問題。已有研究揭示了知識建構課堂里老師和學生該怎么操作，但如何測評學生的知識建構效果仍是需要解決的問題。我們根據教學實踐需要開發了思維脈絡地圖軟件，它支持對個體知識建構和對集體知識建構的測評。那么，如何在實踐中利用思維脈絡地圖軟件跟蹤集體測評的過程？這就需要解決測評實施和教師轉變等一系列具體問題，需要設計新的學習分析和智能工具支持動態測評。

第二，怎么讓老師從傳統教學向知識建構教學發生可持續的轉變，這也是我們一直關注的問題。老師們需要什么支持？轉變過程是怎樣的？怎么建立互相支持的教師共同體？我們在吉爾蘭德小學研究發現，兩三個老師組成的教師共同體好過老師獨自的探索。老師獨自探索很難堅持。參與研究的老師表示，不管將來是否繼續與研究者合作，他們已經不可能再回到原來的教學模式了，已經不太會用原來的方法教學了。這反映了一種可持續的教師轉變。教師在發展學生知識建構的總體規劃能力，包括怎么理解課程，課程單元怎么開始，怎么導入教學，希望學生經歷什么樣的學習過程等。教師還要設計與學生相處時自己的定位、對學生的期待以及自己在課堂中關注什么。這些細節影響著教師的教學方式。以前教師更多地關注自己和課程內容，對學生的關注比較表面，比如課堂上誰發言了，誰沒有；誰舉手了，誰需要特殊指導等?，F在教師要關注學生的興趣、能量投入和思維過程。在我們的研究中，老師們每周撰寫反思日志，捕捉學生知識建構的動態信息。比如，某個學生問了個好問題，某個學生已經探索某個問題一段時間了，但似乎還沒有進展。教師關注學生思維探究歷程，而不只是關注學生考分多少，是不是有紀律行為等。當這些關注點融匯到日常教學行為時，教師深層的可持續的轉變就發生了。即便課程會變，技術工具會變，但教師在課堂中給自己的定位，對學生的期待以及言語和交互的習慣會始終鮮活地發揮作用。

此外，知識建構共同體研究還要處理與政策制定的匹配與合作問題。當研究者試圖基于研究推動大范圍的實踐應用時，會發現自己在知識結構、思考問題的框架和能力上的局限和不足。建立研究者與教育實踐工作者以及政策制定者的協作關系很關鍵。這種協作是雙向的，不只是研究者幫助實施既有的政策。教育變革不是簡單的自上而下的貫徹推廣。比如，實施新課程標準，不能只是政策制定者編寫課標和教材，開展教師培訓，還需要教師的創造性參與，需要實踐工作者與研究者在學校情境中的創新設計和持續改進。學習科學領域研究者越來越認識到基于設計的實踐研究的重要性。課程設計好后進入課堂，怎么保證在教學過程中貫徹設計的核心精神？怎么保證學生真實地參與并積極主動地思維？怎么保證老師投入地參與、發展和革新教學實踐？這些都需要基于設計的實踐研究。建立實施框架和實施合作團隊(research-practice partnership)是實踐研究最重要的部分。研究者可以在建設的合作團隊中發揮作用，但老師、學生、家長和學區領導者才是實施學習理念的人，是他們把課程標準、教學框架和資源變成鮮活的學習過程。

研究成果的推廣離不開教育政策的支持。學習科學家采用何種途徑和機制與教育決策者對話也是個挑戰。研究者需要學會與教師對話，與教育決策者相互理解，這是經常存在障礙的環節?！秾W習科學雜志》最近一期專門討論學習科學家怎么更好地影響政策制定。研究者怎么理解教育政策制定的過程？決策者需要研究者為政策制定提供哪些信息？哪個層面的研究值得變成政策？不是所有的研究成果都能達到可推廣的程度，研究成果還不到大規模推廣階段就不要輕易推廣，因為這類推廣是不負責任的。研究者需要知道決策者的思維模式，他們決策時會考量什么，然后結合他們考量的內容找到自己可能的契合點。通過參與教育政策制定過程來支持研究成果規?；茝V是很有挑戰的。

教育問題與研究者有關也與大眾教育需求有關。教育研究要滿足教育需求，滿足國家發展的重大需求，同時也要推動、引導社會需求。參與推動政策的實施會讓研究者承擔社會責任。大眾需求一方面體現為教育政策，反映國家發展方向和民眾教育興趣，另一方面，大眾需求也會反過來提供研究的問題。經濟合作與發展組織國際學生評估項目(PISA)有評估學生創造性的問題解決能力的內容，如果評估報告給各國學生的創造力排名，那么就有可能撬動國家層面的需求。當國家、地區、學校對創造性過程和創造性學習有更多的關注和需求時，教育系統就會給與創造力有關的研究成果提供應用空間。協作知識建構與創造力培養的結合也可能成為研究焦點。

記者：您的意思是說，對于學生個人來說，協作知識建構過程也是創造性的學習過程？

張建偉博士：創造力經常會被當成特定能力單獨進行測評。實際上，創造力融匯在學生學習中。如果在每一堂課、每門課，學生都創造性地思考，創造性地寫作、對話，設計制作產品，那么創造性思維和創造性能力也就融匯在學生的學習過程中了。創造性可以單獨教，但更多的時候是融匯在課堂中自然展現出的學生發展。所以，知識建構與知識創造在核心過程上是共通的。主動的知識建構學習為未來創造性地解決問題做了很好的準備。

記者：再次感謝您接受采訪，讓我們得以管窺學習科學的研究思路和潛力。

[注釋]

①Zhang, J., et al. (2009). Designs for collective cognitive responsibility in knowledge building communities[J]. Journal of the Learning Sciences, 18(1):7-44.

②Zhang, J., & Sun, Y. (2011). Reading for idea advancement in a grade 4 knowledge building community[J]. Instructional Science, 39 (4): 429-452.

③Zhang, J., Chen, M.-H., Tao, D., Lee, J. Sun, Y., & Judson, D. (2015). Fostering sustained knowledge Building through metadiscourse aided by the idea thread mapper[C]. In O. Lindwall & S. Ludvigsen (Eds.), Exploring the material conditions of learning: Proceedings of the 11th International Conference on Computer Supported Collaborative Learning (Vol. 1, pp. 166-173). Gothenburg, Sweden: International Society of the Learning Sciences.

④Zhang, J., Tao, D., Chen, M-H. Sun, Y., Judson, D., & Naqvi, S. (2018). Co-organizing the collective journey of inquiry with Idea thread mapper[J]. Journal of the Learning Sciences, 27(3): 390-430.