學習科學的兩次重大轉折與學習研究的工程轉向：基于學術思想史的考察

劉三女牙 周子荷 鄭旭東 李卿

摘要：該文從學術思想史的視角出發(fā)，提出自學習科學創(chuàng)建以來，學習研究在三十年間經歷了三次重大轉向。第一次是讓學習研究“立地”的“方法學轉向”，以“基于設計的研究”的提出為標志，緩解了百余年來教育學與心理學之間的緊張關系，為學習研究走向統(tǒng)一提供了一個“腳手架”；第二次是讓學習研究“頂天”的“基礎研究轉向”，以教育與認知神經科學崛起為標志，向基礎研究下沉，并對實踐產生了正反兩方面影響。現(xiàn)在即將迎來第三次重大轉折——學習研究的“工程轉向”與學習工程的崛起。該研究提出，要從前兩次重大轉折中把握學習研究的未來走向，推動學習工程的崛起和可持續(xù)發(fā)展，既要基于“基于設計的研究”的工程隱喻，實現(xiàn)科學思維向工程思維的轉換，促進學習研究中科學、技術與工程的一體化發(fā)展，又要直面學習研究從基礎科學向應用實踐轉化面臨的挑戰(zhàn)與倫理問題，利用人工智能技術賦予的力量跨越二者之間“過于遙遠的橋”，從而緩解“頂天”與“立地”之間重新浮現(xiàn)的巨大張力。

關鍵詞：學習科學；基于設計的研究；教育與認知神經科學；學習工程

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A

學習科學的誕生深刻改變了20世紀初心理學家轉向教育以來教育研究的力量格局，并在很大程度上塑造了21世紀初教育與心理研究的基本景觀。自20世紀90年代初正式登上歷史舞臺，學習科學已走過了三十年歷程。對三十年來創(chuàng)新發(fā)展的重大歷史經驗進行總結和反思，對于把握新時代教育與心理研究的歷史脈動，更好地推進學習科學這一新興學科領域可持續(xù)發(fā)展，具有重要的現(xiàn)實和未來意義。三十年來，學習科學先后經歷了兩次重大轉折，實現(xiàn)了兩個重大突破。從學術思想史的視角出發(fā)來審視這兩次重大轉折，或許可以獲得更多面向未來的歷史教益，使我們更好地應對即將到來的第三次重大轉折——學習工程的崛起。

一、再思“基于設計的研究”：我們是否真正理解了學習科學第一次重大轉折的歷史意義

“基于設計的研究”原創(chuàng)于學習科學，但影響所及卻不僅限于學習科學。作為一種研究方法論，它不僅以其創(chuàng)新性使學習科學卓然而立，還有效緩解了20世紀初以來教育學和心理學之間的緊張關系，對未來發(fā)展具有重大戰(zhàn)略意義。

（一）捉摸不定的科學：教育研究的百年歷史糾葛與現(xiàn)實困境

拉格曼（E. Lagemann）曾指出：20世紀初，心理學家轉向教育，征服了教育學的新世界，帶來了正反兩方面的歷史后果——“專業(yè)化”與“孤立化”[1]。專業(yè)化是指心理學家的加盟使教育研究在短時間內成為一種專門職業(yè)。孤立化是指教育研究遠離了教育實踐。這導致了一系列嚴重負面后果：教育研究困擾不斷，教育學成為“一門捉摸不定的科學”[2]；更重要的是，教育研究成果在改進實踐上效果不彰，讓教育學在某種程度上淪為了中看不中用的“黑板教育學”。學習科學正是在這種背景下登上了歷史舞臺，其首要目標之一就是彌合教育領域內橫亙在理論與實踐之間的巨大鴻溝[3]。自20世紀80年代起，歷經十余年探索，學習科學旗幟鮮明地提出了“人是如何學習的”這一新的研究綱領，明確以人類學習作為研究對象[4]。這必然帶來研究場景的轉換，即從原來的實驗室轉向人類學習發(fā)生的課堂[5]。研究場景的轉換給學習研究帶來了前所未有的復雜性挑戰(zhàn)。為應對挑戰(zhàn)，必須對傳統(tǒng)的實驗室研究范式進行改造，學習科學由此在學習研究的方法論上實現(xiàn)了20世紀后半葉以來的最重大突破，開創(chuàng)了學習研究的新范式——“基于設計的研究”。

（二）“基于設計的研究”是學習研究走向統(tǒng)一的“腳手架”

課堂學習是一個真實、具有高度復雜性同時也蘊含著豐富文化要素的系統(tǒng)。為了駕馭這一新的復雜研究場景，學習科學家提出了“設計實驗”的新思路。“設計實驗是以整體思維來綜合把握學習實踐的一種研究范式，通過創(chuàng)建有效的環(huán)境，以系統(tǒng)工程的方式處理各種復雜變量”[6]。“設計實驗”后來以“基于設計的研究”廣為人知，開啟了學習科學這一新學科自誕生以來的第一次重大轉折，為20世紀末以來的學習研究提供了新的認識論基石和方法學框架。2000年出版的《人是如何學習的——大腦、心理、經驗與學校》被公認為學習科學的宣言書[7]。學習科學家在其中不僅正式提出了以“人是如何學習”的這一新的命題為核心的一整套進步的科學研究綱領，而且雄心勃勃地要把對大腦、心理、經驗的研究統(tǒng)一起來。對大腦、心理和經驗的研究是在截然不同的場景和時空尺度中展開的。要把它們統(tǒng)一起來談何容易？！如果沒有“基于設計的研究”這一新的科學研究方法論，我們很難想象學習科學家何以可能把研究大腦的認知神經科學、研究心理的心理學和研究經驗的教育學圍繞“學習”這一核心主題統(tǒng)一起來。21世紀以來學習科學的歷史發(fā)展也表明，學習科學家立足于課堂這一真實場景，正是運用“基于設計的研究”這一新的方法學框架，才開啟了讓原本散落在各學科領域中的學習研究走向統(tǒng)一之學習科學的新征程。

（三）“基于設計的研究”是一種研究的方法論而不是方法

長期以來，論者在對“基于設計的研究”的理解上，存在著重大誤解或迷思。它往往只是被作為一種研究方法來對待。回望學習科學的三十年歷史，首先需要澄清的一個認識是：“基于設計的研究”不是具體的研究方法，而是一種研究的方法論。這種方法論有效突破了傳統(tǒng)學習研究從心理學舶來的實驗室研究取向，在對其進行改造的基礎上，拓展了應用場景，實現(xiàn)了對杜威傳統(tǒng)和桑代克傳統(tǒng)的融合乃至超越[8]，開辟了學習研究的第三條道路。借用斯托克斯（D. Stokes）在《巴斯德象限——基礎科學與技術創(chuàng)新》一書中的科學研究分類框架[9]，“基于設計的研究”開創(chuàng)的學習研究新路向，整合集成了以知識發(fā)現(xiàn)和理論建構為取向、由好奇心驅動的純粹的基礎研究（就一般科學來說以玻爾為代表，就學習研究來說以桑代克為代表）和以實踐應用和績效改進為取向、由實用驅動的應用研究（就一般科學來說以愛迪生為代表，就學習研究來說以杜威為代表），屬于學習研究的“巴斯德象限”——由應用激發(fā)的基礎研究[10]。更為重要的是：“基于設計的研究”作為一種研究的方法論，歷經多年發(fā)展，其影響所及早已超越了學習科學這一單一領域，成為更為宏闊之教育研究的新范式，推動了20世紀末以來教育研究的革命，有效緩解了教育研究的百年歷史糾葛與現(xiàn)實困境[11]。

二、教育與認知神經科學的崛起：如何評價學習科學第二次歷史轉折的是非與功過

在提出并發(fā)展了“基于設計的研究”這一新的研究方法論之后，學習科學家便開始了讓學習科學“頂天立地”的新努力。“立地”是指重新回到現(xiàn)實課堂運用“基于設計的研究”研究真實的學習并改進學習績效。“頂天”是指不斷向基礎研究挺進，在細胞、基因乃至分子的水平上揭示學習的機制。學習科學由此也迎來了第二次重大轉折，即基礎科學轉向，其標志性成果便是教育與認知神經科學的異軍突起。

（一）以認知科學為中介學習研究與神經科學聯(lián)姻的三部曲

將神經科學融入學習研究的努力迄今經歷了三個階段。早期，以桑代克為代表的教育心理學者便提出“構成神經系統(tǒng)的神經元及其附屬器官的結構和活動是個體智力、個性和技能的生理學基礎”[12]。但整個20世紀上半葉，年輕的學習研究與同樣年輕的神經科學之間并無太多實質性聯(lián)系。20世紀60年代后，功能性核磁共振等技術的蓬勃發(fā)展，細胞神經科學、分子神經生物學的進步，讓認識人腦認知活動的機制成為可能。心理學家米勒（G. Miller）于20世紀70年代首次提出了“認知神經科學”的概念，將認知科學與神經科學結合，旨在回答人類大腦如何調用各層次的組件包括分子、細胞、腦組織和全腦去實現(xiàn)人類的認知或學習活動，揭示神經系統(tǒng)的不同結構如何聯(lián)結或組織而影響人類的行為，探索自我意識、思維、想象和語言等涉及人類認知活動的神經機制[13]，建立心智、行為與大腦三者的聯(lián)系。在這一時期，認知神經科學對腦內部的功能及認知機制的關注[14]，極大豐富了學習研究的視野與內涵，推動了學習研究進一步的整合與發(fā)展，并為教育與認知神經科學的崛起鋪平了道路。

近年來，生命科學的飛速發(fā)展、神經影像等技術工具的進步，初步揭示了神經系統(tǒng)中的生物進程對學習的影響機制。但神經科學精細實驗的研究成果往往難以明確應用于可變因素較多的復雜教育場景，無法真正給教育實踐改進及教育政策制定提供指引[15]。為了讓教育學更科學，同時也為了讓神經科學更有用，以認知科學為中介與橋梁，以學習科學家為主力，教育與認知神經科學這一交叉學科便應運而生，并成為21世紀以來學習科學最重要的歷史進展。卡魯（T. J. Carew）和馬格賽門（S. H. Magsamen）將其定義為“一門整合神經科學、心理學、認知科學和教育的共同領域，針對學習與教學中的諸多問題，通過腦成像等技術手段，從生理、心理、行為等角度更全面地了解學習過程，從而將有關學習神經機制的研究成果轉化為更有效的教學方法、課程和教育政策”[16]，以基礎科學的眼光來審視教育這門“藝術”[17]，在自然科學的意義上奠定教育發(fā)展的科學基石。從這一意義上講，神經科學的加盟、教育與認知神經科學的崛起，進一步延長了學習研究的戰(zhàn)線，使學習研究進一步向縱深推進，人類離打開大腦這一學習實踐中最后的黑箱又進了一步。

（二）好的、壞的和爛的：教育與認知神經科學的是與非

然而，教育與認知神經科學自誕生以來便面臨著爭議，在實踐中也產生了“好的”“壞的”和“爛的”教育與認知神經科學。總體來看，教育與認知神經科學以學習研究這一主題為樞紐，對教育學、心理學和神經科學進行高度整合，推動了人類對學習與大腦機制的全面探索，對學習這一復雜系統(tǒng)做出了更深刻解釋，有力推動了學習科學發(fā)展，特別是促進了學習研究的基礎科學化，從而使學習科學的根扎得更深、更牢。對學習的科學研究自此由宏觀走向微觀，從使用交互分析、話語分析、教育數(shù)據挖掘等方法關注顯性學習行為改變過程，到應用腦成像、腦電、心率等技術測量隱性大腦活動變化狀態(tài)[18]。“好的”教育與認知神經科學在清晰解讀人類學習的基礎上，致力于打通神經科學、心理學和教育之間的界限[19]，實現(xiàn)神經知識向學習實踐的成功轉譯，從而產生明確的教育實踐價值[20]。

與此同時，大量“神經神話”也涌入教育領域[21]，從而產生了“壞的”和“爛的”教育與認知神經科學。例如，男性腦和女性腦、大腦只開發(fā)了小部分、將兒童區(qū)分為左腦和右腦學習者等話語體系在教育界和社會公眾中擁有很大市場，并由此衍生出了所謂“基于腦的教育”，甚至提出神經科學與教育之間產生聯(lián)系的原因是由于學習者都有大腦[22]。“神經神話”看似以神經科學為基礎，實際上缺乏可靠的實證研究基礎，常常將不科學的知識與無效的、未經評估的課堂教學方法生硬聯(lián)系在一起，在課堂中運用、傳播，嚴重違背了教育與認知神經科學發(fā)展的初衷，也會讓致力于向基礎研究下沉的學習科學誤入歧途。為了教育與認知神經科學的可持續(xù)發(fā)展，為了學習科學在向基礎研究下沉的道路上走得更穩(wěn)、更遠，必須剔除毫無根據的“神經神話”，堅持對學習的神經機制、遺傳特征、認知過程等方面進行全面的基礎分析[23]，為情境化環(huán)境中的教與學提供扎實的研究支撐，為教育領域創(chuàng)造科學的知識[24]。

三、汲取歷史的經驗與智慧：從兩次重大轉折中把握學習科學的未來走向

（一）科學、技術與工程的一體化發(fā)展：“基于設計的研究”的工程隱喻及其未來意蘊

在“基于設計的研究”中，“設計”與“迭代”這兩個工程學的核心概念占據著重要地位。“基于設計的研究”因此而成為一種具有整體性系統(tǒng)思維和工程視角的學習研究方法論，集干預性、迭代性、過程性、效用性與理論性于一體[25]，對學習科學可謂影響深遠，其集中表現(xiàn)為使后續(xù)的學習研究展現(xiàn)出濃郁的工程學色彩。進一步豐富和發(fā)展“基于設計的研究”這一理論與實踐一體化的研究方法論框架，使科學、技術與工程之間形成穩(wěn)定的耦合結構，相互推動，一體發(fā)展，才能把學習研究不斷往前推進。學習是一個復雜系統(tǒng)，變量元素的不確定性使得在學習研究過程中的每個環(huán)節(jié)無法被嚴格控制，因此學習實踐結果的未知性對整個系統(tǒng)的調整與優(yōu)化提出了更高要求。“基于設計的研究”提供了一套完整框架，通過層層遞進的評估與分析、漸進式的迭代與反饋及持續(xù)不斷的設計與優(yōu)化，可以適應復雜的學習場景。如果三十年前，它可以有效彌合當初主要是心理學層面上的學習研究與教育實踐之間的巨大鴻溝，今天它同樣可以以認知科學為中介與橋梁有效緩解神經科學層面上的學習研究與教育實踐之間的緊張關系，并在這一過程中開辟出一個科學、技術與工程一體化發(fā)展的學習研究新天地。

“基于設計的研究”強調實踐場景下的設計、反饋、修正及循環(huán)迭代[26]，十分符合當今科學、技術與工程在一個從理論到實踐的連續(xù)統(tǒng)中耦合發(fā)展、交織前進的基本趨勢。科學理論的發(fā)展建立在觀察與歸納、推理與驗證的基礎上，是一個不斷完善、修補與試錯的過程，而“基于設計的研究”也是遵循這樣一套循環(huán)迭代的邏輯，這樣的研究模式有助于發(fā)展復雜情境下的學習理論。同時，“基于設計的研究”強調認知過程、學習過程及研究過程的清晰化和透明化，為科學演繹與驗證提供了豐富材料。借助造物取向的工程隱喻，“基于設計的研究”超越了對世界的靜觀，深度參與到對研究境脈的系統(tǒng)性構造中，并以此促進新理論的產生、發(fā)展，并推動其向實踐的無縫遷移和平滑應用[27]。從這一意義上講，“基于設計的研究”還遠遠沒有喪失自身的歷史合理性。更重要的是，早在一百年前，杜威就曾指出，教育科學的源泉從根本上講，不在實驗室而在課堂[28]，“基于設計的研究”作為一種面向真實復雜場景的研究方法論，把學習研究真正扎根于鮮活的學校教育與課堂學習實踐，這何嘗不是歷經百年之后對學習研究之本真的回歸。

（二）跨越“過于遙遠的橋”：學習科學從基礎研究向實踐轉化面臨的挑戰(zhàn)與倫理問題

如果說教育神經科學在推進學習科學向基礎研究的更深層次邁進上做出了突出貢獻，讓學習科學能夠更加“頂天”，那么在“立地”這一層面上則仍面臨巨大挑戰(zhàn)。教育與認知神經科學在學習研究上的基礎科學發(fā)現(xiàn)在向現(xiàn)實的教育與學習實踐轉化時盡管不乏成功例子，但更多的是遭遇質疑乃至失敗。2001年，為了把教育實踐建立在科學的基石上，美國國家科學基金會啟動了學習科學中心項目。其中一個中心“認知與教育神經科學中心”便是由神經科學家加扎尼加（M. Gazzaniga）領銜，致力于認知神經科學與教育領域的融合，推動認知與教育神經科學的基礎研究，促進神經科學家與教育工作者之間的對話與合作，基于神經科學的成果創(chuàng)建教學干預措施，提升學習績效，深化教育改革。該中心僅運營一年時間便停止了，背后的原因令人深思。盡管教育學與神經科學目前自身的發(fā)展都已相對成熟，然而它們本身都已經形成了根深蒂固以及差異化的學科文化及研究方法。教育學的現(xiàn)象學視角強調學習者的個人經驗，而神經科學的自然科學視角注重科學分析。此外，它們在科研成果的轉化和運用上也存在不同的話語體系。二者之間的距離被布魯爾（J. Bruer）稱為“一座過于遙遠的橋”[29]。能不能越過這座橋，決定了學習研究最終是否能夠達到一門統(tǒng)一的學習科學這一彼岸。

此外，還需要關注的一個重大議題是學習科學的基礎研究成果在向實踐轉化應用中的倫理問題。不恰當?shù)厥褂蒙窠浛茖W相關技術可能會干預人類的自主權利，影響人類的自由意志和自我意識[30]。教育神經科學研究的大腦是人體最復雜、最特殊的器官，若對其進行神經層面的干預，則會直接影響人類的思維與意識，這樣的操作在教育實踐中有著極大倫理風險，若不加以控制與引導，將對學習者產生嚴重不良后果。針對教育與認知神經科學實踐中的種種倫理問題，樹立以人為本、尊重人、保護人、發(fā)展人的教育與認知神經科學實踐價值觀，保護學習者的個人權利，顯得尤為重要。為了避免教育與認知神經科學的錯用和誤用，神經倫理學，一門“從哲學視角研究人腦治療和增強以及對人腦的干預的對與錯，好與壞”的學科，為神經科學的知識在教育領域的應用實踐提供了倫理層面的初步指引[31]。然而，要讓學習科學在教育與認知神經科學層面上的基礎研究成果全面走向教育與學習的實踐，僅有這些初步指引遠遠不夠。新生的教育與認知神經科學需要構建一套完整的倫理準則，才能為日后自身的發(fā)展乃至整個學習科學的進步保駕護航，指明方向。

四、學習研究即將到來的第三次轉折：學習工程的崛起與“頂天”“立地”之張力的消弭

自20世紀90年代以來，學習科學在“頂天”“立地”上實現(xiàn)了重大進展。然而“頂天”和“立地”是兩個不同的發(fā)展方向。在這兩個方向上取得的進展越大，理論和實踐之間的張力便越大。如果說在前15年間學習科學通過“基于設計的研究”一度緩解了理論與實踐之間的張力，鑒于后15年教育與認知神經科學的迅速發(fā)展及其在學習的基礎科學層面上獲得的眾多發(fā)現(xiàn)，理論與實踐之間的張力又重新達到了新的嚴重程度。

（一）“垂直問題”及其破解：學習研究中科學思維與工程思維的分野與轉換

學習的基礎研究與教育實踐存在著很大差異。神經科學家從研究單個基因和蛋白質的作用到研究整個大腦，而教育研究往往從單個孩子的層面開展。在毫秒尺度發(fā)生的事件難以影響學習這一發(fā)生在中觀時間尺度的事件，兩者之間研究層次上巨大的差異被威林厄姆（D. T. Willingham）稱為“垂直問題”[32]。此外，神經科學中大部分研究場景都是單一的、去情境化的，忽略了教育環(huán)境中教育工作者自身在內的各種社會和環(huán)境因素等所起的“擾動”作用[33]，很難實現(xiàn)基礎知識向教育實踐的直接運用與轉化。因此，基礎理論研究如何影響教育政策或實踐，或如何推進一門新的、綜合性的教育科學，具體機制和路徑目前尚不明了[34]。一如學習科學誕生之初，伴隨著“南轅北轍”的兩次重大轉折重新出現(xiàn)的這種巨大張力，既使學習研究陷入了巨大危機，同時也蘊含著新的突破性發(fā)展的戰(zhàn)略機遇。如何克服在真實的課堂世界中的應用研究和在受控的實驗室世界中的基礎研究之間存在的哲學界限[35]，縮小理論與實踐之間的巨大鴻溝，彌合“頂天”與“立地”之間的張力是目前教育領域亟待攻克的難關。

為了緩解這種重新浮現(xiàn)的巨大張力，推動學習科學新一輪創(chuàng)新發(fā)展，思維方式的轉換迫在眉睫，即從面向理論構建的分析的科學思維轉向面向實踐發(fā)展的綜合的工程思維。從已有的歷史實踐看，科學思維與工程思維之間存在著明顯的分野。科學致力于理解和探索自然現(xiàn)象，以促進知識的增長。工程則著力于設計和制造人造物[36]，以提升實踐的效能。科學家以單維、邏輯的思維方式為主，往往秉承一個立場，一以貫之。在這種思維的主導下，科學家構建的理論模型往往是封閉性的、理想化的、去情境化的，對模型的輸入有著明確的規(guī)定和嚴格的控制，由此產生確定的、唯一的輸出方案，這與現(xiàn)實世界相距甚遠，很難與現(xiàn)實情境的多樣性與復雜性兼容。工程師則面向實踐背靠理論，面對現(xiàn)實的技術、經濟等約束性條件，需要協(xié)調多種變量，強調綜合思維，他們采用的模型具有很強的開放性，與真實場景密切相關，能夠實現(xiàn)與現(xiàn)實場景的實時動態(tài)交互，根據反饋情況進行調整與改進，在此基礎上形成不斷優(yōu)化的工程實踐輸出方案。為了應對學習研究的復雜性，彌合重新浮現(xiàn)的理論與實踐之間的巨大張力，實現(xiàn)科學思維向工程思維的轉換，刻不容緩。這種轉換不但有其自身的內在邏輯和歷史必然性，而且將催生一個嶄新的學習研究領域——學習工程，進而改變既有學習研究的力量格局。

（二）學習工程是否可能及如何可能：學習研究引入工程思維的內在邏輯與技術支撐

學習是一項面向實踐的復雜過程，需要不斷探索、設計與優(yōu)化，工程思維則是對學習過程進行探索、設計與優(yōu)化的天然良方。學習工程基于學習理論，借助學習技術，在改造現(xiàn)實世界的造物實踐中，對科學理論進行驗證，為技術應用創(chuàng)造平臺，最后達到最優(yōu)化的學習效果。這意味著，學習工程的崛起，將促使學習研究在學習科學登上歷史舞臺之后迎來第三次重大轉折，有力推動學習研究從“科學”向“工程”轉向，更有效地打破學習研究中理論與實踐之間的割裂。

為學習研究引入工程思維，推動學習工程的崛起，核心、首要和基本的任務是為學習工程構建一套不同于學習科學、也不同于學習技術的新方法論。這套新方法論以工程思維為內涵，基于過去的經驗和分析的方法設計復雜系統(tǒng)，并綜合科學和社會等條件限制以滿足既定目標[37]，從而促進未知世界和約束環(huán)境中的最佳變化[38]，能夠引領學習科學、學習技術在學習工程實踐中的整合，有效應對學習實踐的復雜性。學習工程的方法論既吸收了一般意義上的工程方法的合理內涵，又在認識論和實踐論的高度上超越了它，具有工程性、系統(tǒng)性及最優(yōu)化的特點。工程性意味著實踐性強，對學習基礎研究向實踐的高效轉化，學習技術在真實情境下的精準運用提供了明確步驟。系統(tǒng)性代表著系統(tǒng)內部的元素之間有著高度的相關性和整體性，強調不同學科之間的融合、組織與協(xié)調。最優(yōu)化體現(xiàn)了學習工程方法論的高效性、適應性，通過循環(huán)迭代不斷修正與完善，可有效提升學習實踐的績效，并以跨學科方式推動學習科學和學習技術的雙向賦能。

如果說新方法論的構建為學習工程的崛起提供了可能，那么以人工智能為代表的新一輪信息科技革命則可以把這種可能轉化為現(xiàn)實。在教育的意義上，人工智能與傳統(tǒng)的信息通信技術具有根本區(qū)別。人工智能在教育變革中的關鍵性地位，與其以人類的學習機制為支撐的技術發(fā)展之路密切相關。人工智能科學家在研究人類智能的基礎上，不但開拓了學習研究的新天地，還引領了新一輪信息技術發(fā)展的時代潮流。人工智能與學習研究同出一源。一方面，人工智能的研究以對人類智能、特別是人類學習機制的理解與認知為基礎和前提。另一方面，對學習機制的科學探索又不斷從人工智能的理論發(fā)展與技術創(chuàng)新中汲取靈感和力量。從這一點看，人工智能的教育應用，不需要經歷像傳統(tǒng)信息通信技術那樣的整合轉化，也不需要額外尋求學習理論的支撐，因為它本身就蘊含了對學習的科學理解，可以直接實現(xiàn)向教育實踐的平滑遷移。人工智能這一領域內在地包含了學習的科學與學習的技術，其面向教育實踐的工程化應用，不但將讓學習工程成為現(xiàn)實，還將實現(xiàn)學習科學、學習技術在學習工程這一平臺上的雙向融合與一體化發(fā)展。

五、結語

心理學家艾賓浩斯曾說：“心理學有一個悠遠的過去，卻只有一個晚近的歷史”。這句話用來評價學習研究也很恰當。學習研究的歷史幾乎和學習本身的實踐一樣悠久，但對學習的科學探索卻是20世紀初葉心理學家轉向教育才開始的，而嚴格意義上的學習科學的出現(xiàn)則是20世紀80年代的事情。自心理學家轉向教育研究以來，一百年過去了，經由一代又一代學者堅持不懈、前赴后繼的努力，學習研究早已越過前山，到了新的更高的境界。自20世紀80年代以來，兩次重大歷史轉折，塑造了今日學習科學的現(xiàn)實景觀，也孕育了學習研究創(chuàng)新發(fā)展的未來之路。面對歷史的風云激蕩，面對即將到來的第三次重大轉折，面對學習工程的崛起，每一位教育工作者都應該思考的是：生逢百年未有之大變局，教育究竟向何處去？學習究竟向何處去？學習研究究竟向何處去？

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作者簡介：

劉三女牙：教授，博士，博士生導師，研究方向為教育大數(shù)據、智能教育、教育技術。

周子荷：在讀博士，研究方向為學習科學、教育技術、理論與國際比較。

鄭旭東：教授，博士，研究方向為教育技術學基礎理論。

李卿：副研究員，碩士生導師，研究方向為教育信息科學、教育大數(shù)據。

Two Returns of Learning Sciences and the Emergence of Learning Engineering： From the Perspective of Intellectual History

Liu Sannyuya1，2，3， Zhou Zihe1，3， Zheng Xudong3， Li Qing1，3

（1.National Engineering Laboratory for Educational Big Data， Central China Normal University， Wuhan 430079， Hubei； 2.National Engineering Research Center for E-Learning， Wuhan 430079， Hubei； 3.Faculty of Artificial Intelligence Education， Central China Normal University， Wuhan 430079， Hubei）

Abstract： This paper from the viewpoint of history of ideas， proposes that learning sciences has experienced three returns over the past thirty years. The first methodological shift was marked by the introduction of design-based research， which relieved the tension between pedagogy and psychology over the past hundred years， providing a scaffold for the unification of learning research； the second basic research shift was marked by the rise of education and cognitive neuroscience， which makes learning sciences focus on micro field， and brings about both positive and negative effects on practice. Now， we are about to facing the third great turning point of the engineering shift of study research and the emergence of learning engineering. The author puts forward that we should grasp the future trend of learning sciences from two major returns， which means it should be based on the engineering metaphor of designbased research to realize the transformation from scientific thinking to engineering thinking， promote the integrated development of science， technology and engineering in learning research， as well as face up to the challenges and ethical issues in the transformation of learning sciences from basic research to applied practice， so as to relieve the enormous tension that has re-emerged between the basic research and practice.

Keywords： learning sciences； design-based research； education and cognitive neuroscience； learning engineering

收稿日期：2021年10月14日

責任編輯：李雅瑄