基于學習科學理論的“互聯(lián)網(wǎng)+”教育的應用與探索

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的飛速發(fā)展，教育領域正經(jīng)歷著前所未有的變革。本文基于《應用學習科學》專著，探討“互聯(lián)網(wǎng) + ”時代下教育變革的新路徑。通過梳理學習科學的核心原理與研究成果，本文分析了當前“互聯(lián)網(wǎng)+”教育面臨的機遇與挑戰(zhàn)，包括技術融合、資源共享、個性化學習等方面的優(yōu)勢，以及信息過載、技術鴻溝、教學質(zhì)量參差不齊等潛在問題。學習科學強調(diào)學習者的主體地位和主動加工過程，為“互聯(lián)網(wǎng) + 教育”提供了以學生為中心的教學設計思路。研究結(jié)果表明，將學習科學理論融入“互聯(lián)網(wǎng) + 教育”實踐中，能夠顯著提升學習者的學習興趣、認知能力和學習效果，促進教育公平與質(zhì)量的雙重提升。

1概念界定

1. 1 《應用學習科學》

《應用學習科學》是當代教育心理學家、學習科學家梅耶的代表作之一，也是其作品首次在國內(nèi)引進出版。該書圍繞學習科學、教學科學、評估科學三個部分，深入淺出地闡述了如何將學習科學應用于教育實踐。教育的核心使命是幫助人學習，這本書為理解人是如何學習提供了普適性視角，尤其適合各級、各類學校的教師閱讀。它猶如一位心理學家與教師展開的深度對話，探討學習科學在教育實踐中的具體應用。同時，本書也可以作為教育教學領域的專業(yè)教材和研究資料使用。

（1）學習科學

學習科學是基于實證依據(jù)的關于人是如何進行學習行為的科學研究，其目標在于如何通過開展學習建立有實證依據(jù)的學習模式。書籍首先探討了學習科學的定義及其在教育中的核心作用，指出教育的核心使命是幫助人學習，并闡述了學習過程中的基本原理，如雙層通道原理（人類學習過程涉及言語和圖示兩個獨立的信息處理通道）、容量有限原理（每個通道的處理能力有限）以及主動加工原理（有效學習需要學習者對信息進行深入思考與加工）。

（2）教學科學

書籍討論了教學目標的重要性，以及如何依據(jù)學習科學原理設計教學方法，提出了課堂學習和有效學習的多項教學設計原則，旨在幫助教師更有效地分配注意力、處理資源，促進學生的學習效果。

1.2“互聯(lián)網(wǎng)+”教育

（1）定義

“互聯(lián)網(wǎng) + 教育”是指基于互聯(lián)網(wǎng)，運用云計算、學習分析、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、網(wǎng)絡安全等新技術，突破學校和班級的空間界限，面向?qū)W習者個體，提供優(yōu)質(zhì)、靈活、個性化教育服務的新型模式。這種模式不同于傳統(tǒng)學校教育，是在線教育發(fā)展的新階段，具有技術與教育融合、創(chuàng)新的特征。

（2）核心理念

“互聯(lián)網(wǎng) + 教育”秉承開放教育理念，即“以崇尚自由、順應自然為理念，以社會化教育、終身教育為宗旨，以受教育者為中心，最大限度減少限制、增加選擇機會，借助社會力量與科技成果，提供利于自由、自主學習的思想、教育方式、教育方法、教育手段的總和”。該理念強調(diào)教育的自由性、自主性、社會性和終身性，旨在通過現(xiàn)代信息技術，為學習者創(chuàng)造更加靈活多樣的學習機會，提供質(zhì)教育資源。

（3）實踐應用

在實踐中，“互聯(lián)網(wǎng) + 教育”已經(jīng)取得了顯著成效。例如，通過推動優(yōu)質(zhì)教育資源共建共享，加快優(yōu)質(zhì)教育資源向農(nóng)村、邊遠、貧困、民族地區(qū)覆蓋；鼓勵高校和職業(yè)院校依托優(yōu)勢學科開發(fā)在線開放課程，并制定在線開放課程教學質(zhì)量評價標準與學分認定管理辦法；鼓勵學校或地方與具備資質(zhì)的企業(yè)合作，推進在線開放資源平臺建設及移動教育應用軟件研發(fā)等。這些措施有效提升教育質(zhì)量，促進教育公平。

2學習科學與“互聯(lián)網(wǎng) +^，，， 教育

2.1學習科學與在線教育平臺結(jié)合

學習科學（LearningSciences）是國際上近30年發(fā)展起來的跨學科研究領域，涉及教育學、信息科學、認知科學、腦科學、生物科學等學科。其發(fā)展歷程經(jīng)歷早期萌芽、行為主義、認知主義等關鍵階段，直至當代與腦科學、計算機科學等多學科融合，其地位在推動教育創(chuàng)新、理解學習本質(zhì)及促進個人與社會發(fā)展中日益凸顯。它不僅是教育創(chuàng)新的重要驅(qū)動力，也是理解學習本質(zhì)、促進個人發(fā)展和社會進步的關鍵所在。通過不斷學習和探索學習科學理論，我們可以更好地把握教育的未來趨勢，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的人才作出更大貢獻。這一領域的知名專家如索耶（R ? Keith ? Swayer）在《劍橋?qū)W習科學手冊》中詳細闡述了學習科學的重要性和研究方向。

學者西蒙斯基于關聯(lián)主義理論，對在線教育提出兩點建議：其一，在線教學應鼓勵學習者通過交互行為連接各個信息源，進而創(chuàng)建、發(fā)展與共享個人學習網(wǎng)絡，這要求在線平臺提供豐富的資源和多樣化的交互工具，如論壇、社交媒體、在線協(xié)作工具等，以促進學習者之間的交流與合作；其二，關聯(lián)主義學習理論強調(diào)學習的動態(tài)性，隨著時間和環(huán)境的變化而變化。在線教學需適應這一特性，提供靈活的學習路徑和個性化的學習支持。教師可以利用學習分析技術跟蹤學生的學習進度和表現(xiàn)，及時調(diào)整教學策略和提供個性化的反饋。

近年來，隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等技術的發(fā)展，學習科學與在線教育的結(jié)合日益緊密。例如，研究人員借助先進的認知神經(jīng)科學研究技術，從微觀的神經(jīng)聯(lián)結(jié)層面研究真實情境中的教與學過程，并結(jié)合人工智能與大數(shù)據(jù)技術分析學習行為，從而優(yōu)化在線教育環(huán)境與學習體驗。

2.2實際案例

（1）科學防疫“宅”趣無窮

東莞市寮步鎮(zhèn)西溪小學科學課程組設計了豐富多彩的線上學習任務，如制作口罩、趣味實驗等。這些任務不僅讓學生了解了科學防疫知識，還鍛煉了他們的動手能力、探究能力和語言表達能力。通過線上教學視頻、學習單等資源的推送，以及師生互動和親子探究項目的開展，實現(xiàn)了居家學習的有序性、趣味性與高效性。

（2）Coursera的混合式學習模式

Coursera作為全球領先的M00C平臺，其課程設計和教學實施充分體現(xiàn)了學習科學與在線教育的結(jié)合。該平臺不僅提供高質(zhì)量視頻資源，還通過討論區(qū)、作業(yè)提交、在線測試等方式促進學習者的互動和反饋。此外，Coursera還推出了混合式學習模式，即線上學習與線下實踐相結(jié)合，學習者可以在線上完成理論知識學習，然后在線下通過實踐活動鞏固和應用所學知識。這種模式不僅提高了學習者的學習動力和參與度，還增強了學習的實際效果。

（3）Knewton的個性化學習系統(tǒng)

Knewton是一家專注于個性化學習的教育科技公司，其學習系統(tǒng)基于學習科學的研究成果，通過分析學習者的學習數(shù)據(jù)與行為模式，為每位學習者提供定制化的學習路徑與資源推薦。該系統(tǒng)能夠?qū)崟r跟蹤學習進度與成效，并根據(jù)學習者的學習需求與能力水平，動態(tài)調(diào)整教學內(nèi)容與難度，確保學習者在適合自己的節(jié)奏和環(huán)境中高效學習。這種模式顯著提升了學習效率，為在線教育的發(fā)展提供了新的思路與方法。

3學習科學理論促進“互聯(lián)網(wǎng)+”教育的問題解決

3.1信息過載

在“互聯(lián)網(wǎng) + ”時代，海量教育資源導致學習者面臨信息過載的問題，難以精準篩選適配內(nèi)容?！稇脤W習科學》提出的容量有限原理指出，人類信息加工系統(tǒng)運行機制的每一個通道一次只能加工少量信息，面對信息過載，人類很難單憑自己的能力篩選海量的教育資源。而學習科學則可以為這個問題提出相應解決方案。其一，信息篩選與過濾，利用學習科學中的認知負荷理論，設計合理的信息篩選機制，幫助學習者減少不必要的認知負擔，快速定位關鍵信息；其二，設置個性化推薦系統(tǒng)，基于學習科學中的學習者特征，構建個性化推薦系統(tǒng)，依據(jù)學習者的興趣偏好、能力水平和學習風格特點，為其推薦適配的學習資源。

3.2學習質(zhì)量參差不齊

互聯(lián)網(wǎng)上教育資源質(zhì)量良莠不齊，部分內(nèi)容陳舊、錯誤，甚至存在誤導性，嚴重影響學習效果。所以，需建立科學的內(nèi)容質(zhì)量評估體系，對學習資源進行嚴格審核和篩選，確保內(nèi)容的準確性和科學性。依據(jù)學習科學的教學設計原理，對教育資源進行重新設計與優(yōu)化，使其更符合學習者的認知規(guī)律和學習需求。

3.3學習互動與反饋不足

相較于傳統(tǒng)課堂，“互聯(lián)網(wǎng) + 教育”雖然提供了便捷的學習途徑，學習互動和即時反饋往往不足，影響學習者的學習動力和效果。解決方案如下：一是增強學習互動，利用互聯(lián)網(wǎng)技術的優(yōu)勢，設計多樣化的學習互動環(huán)節(jié)，如在線討論、協(xié)作學習等，增強學習者之間的交流與合作；二是建立即時反饋機制，對學習者的學習情況進行實時監(jiān)控和評估，并及時給予反饋與指導，幫助學習者動態(tài)調(diào)整學習策略和方法。

4學習科學視角下的教學策略

在《應用學習科學》中，教學需圍繞學習科學核心理念展開。首先，教學目標應具體、可衡量，并緊密貼合學生實際需求與學習成果。其次，依據(jù)認知容量的三個要求（即工作記憶的限制）設計教學活動，確保信息以適宜的方式呈現(xiàn)，避免認知過載。在教學過程中，教師應注重三種教學場景（多媒體學習、日常課堂教學和自主學習）的靈活運用，依據(jù)不同場景調(diào)整教學策略。遵循課堂學習的十二條教學設計原則，如多媒體原則、一致性原則等，以提高學生的學習效果。此外，有效學習的八條教學設計原則強調(diào)學生的主動參與和深度加工，鼓勵學生通過解決問題、討論交流等方式主動建構知識。教師應成為學習的引導者和促進者，而非知識的灌輸者。最后，指導認知加工是提升教學質(zhì)量的重要途徑。教師應幫助學生建立有效的學習策略，如認知監(jiān)控、自我反思等，以提升學生的自我調(diào)節(jié)能力和學習成效。

4.1明確教學目標與學情分析

依據(jù)三維目標要求，教師要設定明確的教學目標，根據(jù)教學大綱與教學內(nèi)容，結(jié)合學生的學習實際情況，設定具體、可達成的教學目標，涵蓋知識、技能和態(tài)度三個方面，促進學生全面發(fā)展；進行學情分析，教師了解學生的學習習慣、信息技術掌握程度以及計算機操作能力，以便更好地設計教學活動，精準選擇教學方法。

4.2設計多樣化的學習資源

教師要充分利用多媒體技術與互聯(lián)網(wǎng)技術，將教學內(nèi)容制作成多媒體教學資源，以更加生動直觀的方式呈現(xiàn)給學生。這些資源應緊密結(jié)合教學內(nèi)容，注重寓教于樂，激發(fā)學生的學習興趣；搜集和整理相關資源，除了自制資源外，教師還可以搜集和整理與教學內(nèi)容密切相關的網(wǎng)絡資源，如科普文章、實驗視頻等，進一步豐富學生的學習資源。

4.3搭建高效的學習平臺

依托網(wǎng)絡平臺進行教學，教師可通過班級QQ群、微信群等平臺，發(fā)布學習任務、上傳教學資源，并與學生進行實時互動。這些平臺不僅可以方便學生隨時隨地進行學習，還可以提升教學效率；創(chuàng)建在線學習社區(qū)，鼓勵學生參與在線學習社區(qū)，激發(fā)學生的學習動機，鼓勵學生分享學習心得、交流學習經(jīng)驗。這種互動可以激發(fā)學生的學習興趣，促進知識的共享與傳遞。

4.4實施多樣化的教學策略

（1）翻轉(zhuǎn)課堂

通過課前發(fā)布學習視頻和任務，讓學生在課前進行自主學習；課堂中則主要進行問題解答、討論和實驗等活動。這種教學模式可以提升學生的自主學習能力和課堂參與度。

（2）組織學生進行小組合作學習

通過分工合作、共同探究等方式完成學習任務。這種教學策略可以培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力和解決問題的能力。

（3）個性化教學

根據(jù)學生的學習情況和需求，提供個性化的學習資源和指導。例如，為學習困難的學生提供額外的輔導和練習，為學習優(yōu)秀的學生提供高難度的挑戰(zhàn)。

4.5注重評估與反饋

采用多種評估方式，如課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況、實驗報告等，全面評價學生的學習成效。同時，注重過程性評價，關注學生在學習過程中的努力和進步。對學生的學習成果給予及時、具體、建設性地反饋。這些反饋應幫助學生明確自己的優(yōu)點和不足，并引導他們制訂改進計劃。

5總結(jié)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的迅猛發(fā)展，教育領域正經(jīng)歷著深刻的變革。專著《應用學習科學》為這一變革提供了堅實的理論支撐和實踐指導。首先，“互聯(lián)網(wǎng) + 教育”打破了傳統(tǒng)教育的時空限制，使得學習變得更加靈活和便捷?！稇脤W習科學》中提出的個性化教學、混合式學習等理念，在“互聯(lián)網(wǎng) + 教育”環(huán)境中得到了充分地實踐。通過大數(shù)據(jù)分析，教師可以更準確地了解學生的學習需求和風格，進而提供定制化的教學內(nèi)容和策略，實現(xiàn)真正意義上的因材施教。其次，“互聯(lián)網(wǎng) + 教育”為學習科學的應用提供了豐富的資源和工具。在線課程平臺、編程學習網(wǎng)站、在線編程競賽等，不僅豐富了學習資源，還增強了學習的互動性和趣味性。學生可根據(jù)自己的興趣和需求，選擇適合自己的學習路徑，并通過在線討論、問題解答等方式與同學、教師進行交流，提高學習效果。此外，教師可以通過設計具有啟發(fā)性和互動性的教學活動，引導學生主動探索、積極建構知識，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和問題解決能力。未來，隨著技術的不斷進步和應用，“互聯(lián)網(wǎng) + 教育”必將迎來更加廣闊的發(fā)展前景。

本文系2023年安徽省高等學校質(zhì)量工程教學研究項目“賽教融合 + ”教育技術學師范生實踐能力培養(yǎng)模式的探索與研究（項目編號：2023jy×m0167）；2020年安徽師范大學本科教學研究項目“挑戰(zhàn)式學習：以學生為中心的教學研究”（項目編號：112）研究成果。

（作者單位：安徽師范大學教育科學學院）