如何設計“以學習為中心”的學習空間？＊
——以小學階段為例

景玉慧 沈書生 李浩君

（1.浙江工業大學 教育科學與技術學院，浙江杭州 310023；2.南京師范大學 教育科學學院，江蘇南京 210097）

在智能時代，核心素養導向的新型人才培養目標正在引領教育形態從“以教為主”的教學結構轉向“以學習為主”的學習結構[1]。在此過程中，設計“以學習為中心”的學習空間，為學習結構視角下的教與學提供適切支持，成為了近年來國際教育領域共同關注的重要研究話題。本研究針對學習空間設計與教育需求不適配、已有理論研究操作性不強等問題，從發生認識論揭示的主體人認識規律為學理，探討“以學習為中心”的學習空間設計，以期為教育工作者設計“以學習為中心”的學習空間提供理論參照，為教學結構向學習結構轉型提供基礎條件支撐。

一 問題與歸因：已有研究成果與實踐中的研究不足

理論研究的價值在于指導教育教學實踐，而實踐中存在的問題也應回溯到理論研究中尋找解決方案。基于此，本研究聚焦實踐中學習空間存在的問題，從理論研究的角度進行歸因。

1 問題聚焦：實踐中學習空間存在“建不適需”的問題

綜合理論與實踐是全面診斷學習空間現存問題的有效路徑：①通過文獻梳理發現，實踐中學習空間設計主要有三種典型思路，即企業全權主導設計，利益相關者需求缺位[2][3]；教師有限性協同設計，教育需求不全面[4]；師生形式化協同設計，學生認知被忽視[5]。②疫情期間本研究團隊面向J 省所有中小學在線教學教師開展了關于網絡平臺、數字資源滿意度問卷調查（有效問卷226956 份），其李克特五點量表統計結果顯示教師對平臺、資源的滿意度均值分別為3.68分、3.66 分，整體尚未達到“較符合需求（4 分）”水平；同時，結合本研究團隊對42 名教師進行的半結構化訪談發現，學習空間存在的主要問題是一體化集成功能缺失、資源尤其是指向學習的資源與教育需求適配性不足，導致學習空間在服務于“以學習為中心”的教育時力不從心。

2 問題歸因：理論研究缺乏學理依據且實踐可操作性不強

“建不適需”問題可以說自重新設計學習空間之日起就一直存在，是指建設的學習空間不能適應教師教學和學生學習的需求。梳理相關研究成果發現，研究者主要從設計要素、設計思路、設計框架、設計功能等方面對學習空間進行研究。其中，典型的學習空間設計思路與設計框架有：澳大利亞教育和青少年發展部提出的“調查學生能力與需求→基于能力需求了解教學實踐→基于教學需求設計學習空間”[6]；王繼新等[7]提出的學習空間建設六步驟，包括需求分析、方案規劃、初步設計、詳細設計、施工維護、管理評價；Fisher[8]提出的“教學活動→教學屬性→過程步驟→行為前提→空間布局”的物理空間設計思路；Linda 等[9]提出的關注“與他人合作開展豐富教學設計、評估新空間中的學習、整合創新理念、重新審視設計方法”等四要素的結對設計思路，以及Britnell 等[10]提出的多項協作式框架、Radcliffe[11]提出的“教育-空間-技術”（Pedagogy-Space-Technology，PST）框架和在此基礎上陳向東等[12]改造的“教育-社會-空間-技術”（Pedagogy-Social-Space-Technology，PSST）框架等。

上述研究雖在設計流程、關注要點上對學習空間設計進行了較為系統的闡釋，但大多將學習空間作為“存在者”進行研究，而很少思考“存在者如何和為何‘存在’”，也就是說設計缺少學理依據；同時，這些研究多是思路探討，尚未在此基礎上進一步深入剖析操作過程，存在難以指導實踐的問題。此外，研究者雖然提及設計要關注學習者的學習特征與需求，但并未就如何落實展開專門研究，且研究中多采用調查法來獲取教師與學習者的需求，這種方式雖能獲得部分真實需求，但難免會因樣本受限而有失偏頗，導致不能承擔指導頂層設計的重任。基于此，本研究認為有必要尋找學理基礎，從關注實踐操作的層面建構“以學習為中心”的學習空間設計理論，為解決上述問題提供理論參考。

二 轉向與出路：兼顧學理基礎與實踐操作的學習空間設計模型

學習空間設計的研究勢必要從基于學理和關注實踐這兩個層面展開。為此，本研究立足于發生認識論和學習空間結構要素，從學理、操作層面討論學習空間的設計。

1 從表象到本質：從關注場所、條件與內容到兼顧認識發生

設計學習空間的目的在于為教與學提供更加符合認知特點與需求的外部支持，以更有效地促進學生的認識發生。

（1）從注重“場所設計”轉向兼顧“認識規律”

學習是在恰當外部條件支持下發生的[13]。學習空間作為提供場所與認識發生所需客體的中介[14]，并非“純粹”意義上的場所，其還需提供符合認識特點與需求的學習支持。當前，研究者多將學習空間設計定位在場所層面，如聚焦物理空間布局[15]，而很少關注學生的認識規律。作為認識發生的中介，學習空間的設計勢必要從注重場所轉向兼顧認識規律。

（2）從注重“條件配置”轉向兼顧“認知需求”

重新設計學習空間絕非簡單的場所設計與新技術工具添置，而是以認知需求為導向的學習支持條件的設計。因受企業主導與學校智慧校園建設需求等外生力量的驅動，學習空間設計普遍重條件配置、輕需求分析，存在“形式化”“技術化”“工具化”等問題[16]。就構建技術賦能的“以學習為中心”的新型教育生態而言，兼顧教育需求與社會變革才是構建遵循教育規律的學習空間的有效路徑。

（3）從注重“內容設計”轉向兼顧“個性特點”

教育的目的在于成就每位學習者。技術賦能的新型學習空間擁有豐富的資源與工具，為教師能夠關注每位學生提供了可能。然而，學習空間設計存在重內容映射的知識本身而對內容表征形式和映射的認知層次等關注較少的問題，如學習資源多是以文本為主要形式表征的作業、練習，而較少關注認知層次。但因學習者個體差異的存在，空間設計勢必要考慮不同學習者的個性特點，在注重內容映射的知識本身的基礎上進一步關注內容樣式與層次。

2 從經驗到學理：發生認識論對學習空間設計的關注

基于當前學習空間設計多以經驗為主、缺乏學理依據的現實，本研究以發生認識論為學理基礎，從映射學習規律與需求的視角，關注“以學習為中心”的學習空間設計。

（1）從外顯學段到內隱認知的適配設計

發生認識論具有“生物—心理”雙維度內涵：生物維度指向個體的身體機能，而心理維度指向個體的認識特點與機制。其中，生物發生是心理發生的生物學前提，只有生理機能達到相應的成熟度，心理認知才有達到相應層次的可能[17]。具體描述中，皮亞杰[18]從感知運動階段、前運演階段、具體運演階段、形式運演階段等四個階段對認識發生的特點與機制進行了詳釋。

從生物發生關注的學習者身體機能水平出發，學習空間設計需分學段進行，關注學習者成長過程中的認知差異，形成源于認知規律、服務于認知需求的設計思路；從心理發生關注的學習者認識特點與機制出發，學習空間設計需匹配不同認知層次的認識客體，一方面適應不同學段學生的認識層次，另一方面適應學段內不同學生的認知差異，使學生更好地開展個性化學習。

（2）從外在整體到內在構成的貫通設計

已有學習空間設計的研究成果多集中于整體層面的宏觀、中觀探討，而從學理層面關注外在整體進而深入內在構成展開設計的研究成果近乎未見。以發生認識論為學理基礎，從認識發生與學習空間的內在關系切入，在探討學習空間設計思路的基礎上，深入學習空間結構要素進行具體設計，不僅能形成基于學理的設計理論，還能使理論變得更具操作性。

①設計思維路徑導向的外在整體設計。以發生認識論為學理基礎設計學習空間，首先要厘清發生認識論和學習空間之間的內在關系。皮亞杰[19]指出活動是認識的發源地，即認識發生寓于學習活動之中，學習活動過程伴隨學習者的認識發生。前期研究結果顯示，教師可以通過調配與組織學習空間附載組件，構建學習活動賴以發生的學習環境（刺激物）為認識發生提供支持[20]，那么從學習活動切入，就可以得到“學習空間（學習環境）→學習活動→發生認識論”這條指向促進認識發生的學習空間應用的思維路徑。反過來，發生認識論指導學習空間設計的思維路徑便是“發生認識論→學習活動→（學習環境）學習空間”，即從發生認識論揭示的認識特點與機制出發，分析適合的學習活動，進而分析學習活動開展所依賴的學習空間。以此思維路徑為指導，即可明確學習空間設計的整體思路。

②四大結構要素導向的內在構成設計。設計的思維路徑雖然明確了學習空間設計的思路，但尚未說明設計抓手。前期研究從認識發生過程剖析學習空間的本質屬性，得到了學習空間的四大結構要素：物理場所、虛擬場所、工具性客體和對象性客體[21]。其中，工具性客體是指表述對象性客體的中介，通過促進主體與客體、他者間交互，使學習變得更加有效、便捷，包括形式性工具、傳統工具和信息技術工具等；而對象性客體是指映射認識對象的中介，是主體認識發生所需要的一切現實和可能的外部資源集合，包括物質資源、交往資源、經驗資源等[22]。

設計思維路徑導向的外在整體設計和四大結構要素導向的內在構成設計，形成了兼顧學理基礎與實踐操作的學習空間設計邏輯。以此為參照，本研究構建了發生認識論視角下的學習空間設計模型，如圖1 所示。該模型以發生認識論揭示的認識發生規律來指導學習活動（認識發源地）的設計，基于學習活動發生所需的外部支持條件剖析學習空間（學習空間提供學習活動發生的支持條件）的設計，進而從學習空間的四大結構要素對其進行設計解構，最終形成具有學理依據且兼顧實踐操作的設計模型。

圖1 發生認識論視角下的學習空間設計模型

三 思路與方案：針對小學階段的學習空間設計方案

本研究基于發生認識論視角下的學習空間設計模型，以小學1～6 年級為例，構建了小學階段“以學習為中心”的學習空間設計方案（如表1 所示），以期形成更具實踐操作性的設計理論。考慮到基于發生認識論分析學生認識規律的可操作性，本研究參照《義務教育課程標準（2011年版）》，將小學階段劃分為1～3 年級和4～6 年級兩個學段。

DP-ER系統應設有備份保護功能。當發生故障，系統無法進行保護功能或保護功能執行后仍不能解除故障時，此時應利用備份保護功能，隔離故障系統或組件。在備份保護系統執行后，新的冗余組件滿足系統冗余設計要求。設總的發電機數為n臺，假定1臺備用發電機發生故障無法啟動，這意味著可用的備用發電機數將少1臺為n-1，此時剩余的可用備用發電機仍應滿足系統的供電要求，即n-1原則。

表1 小學階段“以學習為中心”的學習空間設計方案

1 第一學段：“具體形象”型學習空間的設計

第一學段（1～3 年級）學生以具體形象思維為主[23]，本研究將適合此學段學生的學習空間描述為“具體形象”型學習空間。

（1）物理場所：創建生動逼真、寬敞靈活的物理空間

基于第一學段學生的認識特點與活動特征分析，為此學段學生提供直觀的實物客體（與真實世界保持一致，不限于實體形式與虛擬形式）、助力其與他者的強互動、外部支持條件協同的具體指導與幫助，是設計促進認識發生的學習空間時所需關注的。將這些內容映射到物理場所，進行學習空間設計時需關注四點：①融入以實物為主的圖片、掛圖、物體或配備能提供這些內容的設施設備等，營造直觀、逼真的學習環境；②為學生提供足夠多的活動機會和足夠靈活的空間，讓學生在與以實物為主的客體互動并獲得具身體驗的過程中，通過觀察、探索、實驗等方式直接參與，開展符合自身特點與認知需求的學習；③通過快速改變和重新布置家具、設備等，為多種強互動參與類型的學習活動提供支持[24]；④提供服務于教師個性化指導和集體化指導的場所，以有針對性地指導與幫助學生學習。

（2）虛擬場所：創建具有真實性、趣味性、故事性、強交互性的虛擬空間

虛擬場所作為物理場所之外的學習空間，學生需要借助工具性客體連通物理場所與虛擬場所以實現“身臨其境”。結合第一學段學生的認識特點，虛擬場所的設計需重點關注：

①內容設計的“真實性”（與學生的生活世界保持一致）。學生的生活面往往較窄，需要通過與實物為主的客體交互認知，故在進行內容設計時需要體現與學生生活世界保持一致的“真實性”特征，一方面可滿足學生與以實物為主的客體交互的認知需求，另一方面緊密關聯生活的真實世界更符合學生的認知水平，有效解決學生儲備的有意義符號不夠豐富的問題。

③外觀設計的“趣味性”，即使用過程中平臺給用戶帶來的愉悅感。小學低年級學生擁有很強的好奇心，但有效注意力時間不長，故以平臺趣味性激發他們的學習熱情，提升其學習積極性就顯得尤為重要[25]。在實踐中，可通過可視化、結構化、真實性的界面主題體現趣味性特征。

④功能設計的“強交互性”，即學習者與平臺或通過平臺與他者之間的互操作性。學生主要借助與實物交互的具體經驗過程認知，他們剛剛走出自我中心觀，社會中心觀亟需發展。由此，學生與外部世界的互動、交流至關重要，對虛擬場所的交互需求也更為顯著。考慮到學生頭腦內部儲備的表象、概念尚不夠豐富，虛擬場所的強交互性可以借助多樣化的輸入與輸出方式、簡潔與結構化的導航等實現。

（3）工具性客體：以建立主體與“完件”間的直觀關系為主

“完件”是指具備完整性與真實性的外部客體。第一學段的工具性客體旨在助力主體與“完件”類認識客體之間的交互，應具有易于理解、易于操作、易于配置（如購買、安裝）等特點：①在形式性工具（如語言）方面，由于第一學段學生的具體形象思維占主導，故語言要直白、淺顯、生動；②在傳統工具（如積木、盒子、玩具等）方面，既需具有實物直觀的特點，又需具有配備成本低、容易揀選、支持排列與分類操作等特征，以便學生操作、體驗，適應前運演和具體運演的思維特點[26]；③在信息技術工具（如各類終端、平臺、軟件）方面，需具備簡單、易操作、可視化、趣味性等特征，一方面降低學生操作的認知負荷提升使用意愿，另一方面適應學生的直觀形象思維。

（4）對象性客體：實物直觀、言語直觀和模象直觀

①從特點來說，適應具體形象思維的對象性客體需以直觀為主，一方面便于學生聯系實物進行認知，另一方面以生動、形象的資源形式吸引學生的注意力，改善低年級學生難以長時間保持有效注意的問題。具體實踐中，可以用色彩鮮艷的圖片、實物標本、實驗、動畫、視頻等來表征對象性客體。

②從資源類型來說，既包括實體資源（如掛圖、真實場館等），也包括非實體資源（如經驗資源、數字資源等），但均以供給“完件”類認識客體為主。其中，實體資源的主要優勢是提供基于實物和知識儲存的場所，讓學生獲得直接的感性經驗。而非實體資源的主要優勢是為學生提供方法指導，并模擬難以觸摸到的實物以讓學生獲得具身體驗。將實體資源與非實體資源相結合，可以助力學生獲得“完件”類認識客體，促進認識的發生。

③從認知層次來說，由于具體形象思維占主導而欠缺抽象特征，故對象性客體映射的新知可以以具體知識為主或以相對獨立的知識為主，如認識長方形的圖片、學習一首古詩的微視頻等，以實現“完件”的設計。具體而言，對象性客體的設計可以立足內容視角下的具體知識，借助具體知識映射的具有完備性的對象性客體，支持學生以直觀形象思維為主的認知過程。

2 第二學段：“形象—抽象”型學習空間的設計

第二學段（4～6 年級）學生以“形象—抽象”思維為主（“—”為過渡符號），本研究將適合此學段學生的學習空間描述為“形象—抽象”型學習空間。

（1）物理場所：提供形象深刻、靈活布局的物理空間

形象深刻指既具有直觀的特征又包含有意義與內涵的表達，是具體與抽象的聯結。基于第二學段學生的認識特點與活動特征，為學生提供從直觀向抽象過渡的構件類客體（即系統或結構的組成單元，強調客體的去完備性），設計認知沖突，供給學習支架，聚焦已有經驗和抽象屬性、抽象關系的認識客體，是設計促進學生認識發生的學習空間時需關注的重點。將這些內容映射到物理場所，進行學習空間設計時需關注三點：①在體現形象、生動特點的同時關注抽象屬性的融入，如借助貼圖與掛圖（文字、學科語言比重增加）等，營造意涵深刻的學習環境；②依賴連接具體與抽象的客體集合體，關注抽象屬性與抽象關系，為學生提供靈活操縱客體集合體的空間；③支持自主與合作探究。相應地，學習空間內的桌椅布局也要做到既支持個體與集體授導，又支持個體與合作探究。

（2）虛擬場所：創建具備真實性、關聯性、協作性的虛擬空間

結合第二學段學生的認識特點，虛擬場所的設計需重點關注：

①內容設計的“真實性”。結合學生靈活操縱客體集合體、積極探索客觀世界、頭腦內部表象豐富的特點，虛擬場所內容的“真實性”可以從生活世界映射的真實性，延伸到更加廣闊的自然、社會現象等問題映射的真實性。從真實世界中的自然、社會現象出發開展虛擬場所相關內容的設計，一方面能夠使學生頭腦內部相對豐富的內部表象和概念得到擴展，另一方面也能夠滿足學生積極探索外部事物的好奇心，同時促進其將所學知識遷移到真實世界并加以應用。

②結構設計的“關聯性”。結構設計的目的，旨在讓學生能夠協調客體集合體，通過與客體集合體交互進行認知。關聯性主要指學習空間內部版塊、結構等與對象性客體的相互關聯。構建關聯結構的學習空間，有助于為學生創設更有序、更靈活、更廣闊的學習場所，提供指向相同或類似問題解決的相關工具性客體和對象性客體；同時，支持教師設計關聯學習場景，借助關聯學習場景中豐富的關聯客體，為幫助學生建立直觀、抽象的認知關系提供多維度支持，滿足此學段學生基于客體集合體建構關系模型并以此模型為基礎進行抽象認知的需求。

③功能設計的“協作性”。“協作性”是學生與外部世界交互的一種方式，相較于第一學段功能設計的“強交互性”，本學段的功能設計更加關注人與人之間的合作交流。針對學生積極探索外部世界但經常出現認知不平衡的問題，協作學習的開展一方面有利于學生化解認知沖突、增強效能感、明確學習目標、培養自主學習能力，另一方面也可以幫助學生增強自信，規避認知不平衡所引起的潛在挫敗感風險等[27]。因此，設計適合此學段的虛擬場所時應格外關注場所支持協作學習的功能。

（3）工具性客體：以建立主體與“構件”間的抽象關系為主

在第二學段，工具性客體旨在助力主體基于“構件”類客體建構關系模型（內容既包括去部分完備性的實物，又包括基于事實建構的抽象關系，連接著形象與抽象），進行從直觀向抽象過渡的“形象—抽象”認知。各種類型的工具性客體都應具有可視化、易操作等特點：①形式性工具客體（如語言）方面，需具備增加學科語言的比重（旨在通過學科語言的意義與內涵表達，幫助學生提升思維的深刻性[28]）、增加提問與質疑的語言頻率（旨在幫助學生理解認知沖突、培養發散思維、提升想象力與多角度思考問題的能力）等特征，為以學生“形象—抽象”為主的思維特征提供適配的外部支持；②傳統工具（如實體教具、學具、展板等）方面，需具備易操作、易配置、支持構件之間建立關聯的特點，為學生從具體運演向形式運演過渡的思維形式提供適配支持[29]；③信息技術工具方面，需具備可視化、易操作等特征，一方面適應學生“形象—抽象”的思維，另一方面降低學生工具操作的認知負荷。

（4）對象性客體：學科語言比重增加，關注認識客體的意涵

①從特點來說，學生具備較強的文字理解、表達與概括能力，對象性客體需要增加學科語言與符號的比重，通過漸增的文字、公式等抽象符號表達，一方面適應并激活學生的“形象—抽象”思維，另一方面兼顧學生抽象能力和想象力的發展與培養。在教育實踐中，對象性客體可以通過圖片、視頻等多形式表征，但設計重點在于能夠通過客體的組織，幫助學生在客體間建構抽象關系并開展基于經驗的推理，為學生提供形象感知與客體關聯的外部刺激和支持。

②從類型來說，結合第一學段中劃分的資源類型和第二學段學生的思維特點，適合4～6 年級學生的對象性客體應以連接直觀與抽象的模型為主，即資源內容應基于并超越真實存在的物體或話題，幫助學生主要運用定義概念、規則建構抽象關系以認識和理解對象。就資源類型來看，適合此學段學生的學習資源與第一學段學習資源的不同并不在于類型，而在于不同類型資源特點及其映射的認識層次，因此需要更多地關注不同表征形式的資源在交叉混用過程中的資源類型配比，應用方式、意圖、路徑，以及資源映射的認識對象層次。例如，可以結合學生抽象思維的萌芽、信息技術應用能力和自主學習能力的提升，在資源表征方式、資源認知層次等方面提供關注抽象、自主學習能力的實體與非實體資源，包括構件類資源（如樂高玩具、積木）、事實性資源（如段落排序、歸納段落或文章主旨）等，一方面滿足學生個性化學習的需求，另一方面培養學生自主學習和抽象思考的能力。

③從認知層次來說，由于“形象—抽象”思維映射直觀與抽象雙重屬性，故所需對象性客體映射的新知內容可以以知識專題為主的形式呈現。例如，借助不同景點表現寫景手法的一組文章，可以將每篇文章中不同或相同的寫景方法組建為知識專題，設計構件類對象性客體（客體集合體），以適應學生“形象—抽象”思維主導的認知過程。

四 結語

本研究以發生認識論為學理基礎，構建了發生認識論視角下的學習空間設計模型，并以小學階段為例構建了“以學習為中心”的學習空間設計方案，以期為學習空間設計實踐提供理論指導。需要說明的是，本研究主要從映射認識規律的學習空間四大結構要素分析其關注的“以學習為中心”的學習空間設計，尚未深入探討支持學習結構的具體要素之間的相互作用，也尚未細化四大結構要素的功能與特征設計并開展相應的實證研究，這是本研究后續的關注方向。