基于證據(jù)啟發(fā)的學習設計：讓教師教學站在理解教育規(guī)律的基礎上

蔡慧英 盧琳萌 董海霞

編者按：保羅·基爾希納（Paul Kirschner）是世界知名教育心理學和學習科學專家，曾任國際學習科學協(xié)會主席，為荷蘭開放大學杰出教授、芬蘭奧盧大學客座教授、荷蘭人文和社會科學高級研究所研究員，擔任學習科學領域SSCI期刊《計算機輔助學習雜志》（Journal of Computer Assisted Learning）主編和《人類行為計算》（Computers in Human Behavior）副主編。保羅·基爾希納教授的研究興趣涉及教育心理學、學習科學、計算機支持的協(xié)作學習等領域，發(fā)表相關學術(shù)論文350余篇，出版專著10余部，在認知負荷理論、計算機支持的協(xié)作學習等方面作出了卓越的學術(shù)貢獻。

摘要：人工智能等新技術(shù)在教育中的廣泛應用，將使教師職能從完成常規(guī)教學任務轉(zhuǎn)向促進學習者高階認知能力發(fā)展，這對教師的學習設計能力提出更高要求?；谧C據(jù)啟發(fā)的學習設計倡導教師以科學證據(jù)而非感受、經(jīng)驗或直覺為基礎進行學習設計，有助于學習者實現(xiàn)有效、高效和有趣的學習體驗。作為國際知名教育心理學和學習科學專家的保羅·基爾希納教授指出，教師在實施基于證據(jù)啟發(fā)的學習設計時，首先要理解人的認知架構(gòu)的工作機制、認知負荷理論等有關“人是如何學習” 的基本教育規(guī)律，從而構(gòu)建起實踐性教學知識體系。在此基礎上，教師要為學習者精心創(chuàng)設催生學習生成的活動，并在活動中根據(jù)學習情境設計和整合適宜的支架，幫助學習者減輕認知負荷并引導其進行深度認知加工。此外，他還特別強調(diào)，為有效實施基于證據(jù)啟發(fā)的學習設計，需要培養(yǎng)教師的批判性思維和研究意識，使其能對教學主張的正確性做出理性判斷，并能通過有意義的質(zhì)疑促進自身專業(yè)發(fā)展。

關鍵詞：基于證據(jù)啟發(fā)的學習設計;教師教學;認知負荷;支架;學術(shù)訪談

中圖分類號：G434? ?文獻標識碼：A? ? 文章編號：1009-5195（2021）04-0011-09? doi10.3969/j.issn.1009-5195.2021.04.002

基金項目：全國教育科學“十三五”規(guī)劃2020年度教育部青年專項課題“以‘教師—研究者協(xié)同設計提升教師在線教學能力的策略研究”（ECA200396）。

訪談者簡介：蔡慧英，博士，副教授，碩士生導師，江南大學江蘇“互聯(lián)網(wǎng)+教育”研究基地、人文學院教育技術(shù)系（江蘇無錫 214122）;盧琳萌、董海霞，碩士研究生，江南大學江蘇“互聯(lián)網(wǎng)+教育”研究基地（江蘇無錫 214122）。

一、基于證據(jù)啟發(fā)的學習設計的基本內(nèi)涵

訪談者：保羅·基爾希納教授，您好！十分感謝您接受我們的訪談。我們知道，您是國際知名的教育心理學和學習科學領域?qū)＜?，能否請您先簡要介紹一下您目前從事的研究？

保羅·基爾希納：你好，我目前是荷蘭開放大學教育心理學教授，此外還創(chuàng)建了自己的教育公司——Kirschner-ED，主要為教師、學校領導和教育政策制定者提供職后培訓、教育會議策劃和教育咨詢等服務。作為一名教育心理學家和學習科學研究者，我的研究主要關注人是如何學習，以及如何為學習者設計有效、高效和有趣的學習體驗。其中，“有效”是指讓學習者能在規(guī)定時間內(nèi)學得更多、更深入;“高效”是指讓學習者能學得更快，能最優(yōu)化認知負荷以促進學習;“有趣”是指讓學習者感受到學習帶來的成就感。

在過去幾十年里，我關注的研究領域包括計算機支持的協(xié)作學習、數(shù)字學習環(huán)境設計、信息技術(shù)在教育中的應用、認知負荷理論等。目前，我主要關注如何運用間隔、檢索、交叉等練習策略提升學習資源的設計質(zhì)量，以及如何幫助職前和在職教師設計和實施教學干預以提升學習者的學習質(zhì)量等。除此之外，我投入了大量精力撰寫博客和專著，以及在培訓項目和學術(shù)會議中做報告，目的是幫助教師能在理解類似“學習如何發(fā)生”等認知科學的基本規(guī)律基礎上，進行基于證據(jù)啟發(fā)的學習設計（Evidence-Informed Learning Design），從而有效地改進教學質(zhì)量。

訪談者：我們了解到，您和米亞姆·妮倫（Mirjam Neelen）共同經(jīng)營了一個名為“三星學習體驗”（3-Star Learning Experiences）的學術(shù)性博客網(wǎng)站①。該網(wǎng)站博文主要為教師、教學設計者、內(nèi)容開發(fā)者、培訓師等專業(yè)人員傳遞“基于證據(jù)啟發(fā)的學習設計”的理念和方法。在您看來，基于證據(jù)啟發(fā)的學習設計的內(nèi)涵是什么呢？

保羅·基爾希納：基于證據(jù)啟發(fā)的學習設計是指教師要基于來自學習科學領域的研究發(fā)現(xiàn)，為學習者進行學習設計?；蛘哒f，這一理念倡導教師要基于科學證據(jù)，而非感受、經(jīng)驗或直覺來進行學習設計。

要正確理解“基于證據(jù)啟發(fā)的學習設計”的內(nèi)涵，我們首先要理解“基于證據(jù)的實踐（Evidence-

Based Practice）”和“基于證據(jù)啟發(fā)的實踐（Evidence-

Informed Practice）”的區(qū)別。基于證據(jù)的實踐是源自醫(yī)學領域的跨學科臨床診斷方法。它的意思是在治療病人時，醫(yī)生要將當前獲得的高質(zhì)量科學證據(jù)與自身的臨床診斷專長及患者的價值觀整合起來，如圖1所示。在醫(yī)學情境中，綜合量化的醫(yī)學研究證據(jù)和對病人的病情診斷，醫(yī)生就可以為具有相似病情的病人開具醫(yī)囑。具體而言，就是關于吃什么藥、如何攝入以及攝入多少藥量等醫(yī)囑適用于特定的疾病和特定范圍的病人（如30～50歲無基礎性疾病且具有X、Y或Z等癥狀的病人）。然而，類似的基于證據(jù)的實踐并不能簡單地遷移到學習設計情境中，因為學習是非常復雜的現(xiàn)象。

圖1 基于證據(jù)的實踐

一方面，與醫(yī)生分析病人病情時考慮的變量不同，學習情境中存在很多相互影響且難以控制的變量，有的變量來自于學習環(huán)境（如學習環(huán)境中的物理布局、燈光等），有的變量來自于學習者（如學習者的先驗知識、學習信念、學習動機等）。這些變量的輸入都會對學習者的學習結(jié)果產(chǎn)生影響。因此，在進行學習設計時，教師需要根據(jù)影響學習的眾多變量的特點，適宜地調(diào)整學習設計方案。例如，對高先驗知識的學習者而言，教師可能只需要為其設計一定的教學提示，就可以幫助他們完成特定的學習任務;而對低先驗知識的學習者而言，教師可能需要為其設計詳細的教學講解，再為其提供練習才可以幫助他們完成特定的學習任務。可見，與醫(yī)學診斷不同，在進行學習設計時，教師需要為學生提供個性化、精準的干預，才能使學習者達到高質(zhì)量的學習效果。

另一方面，雖然醫(yī)學領域的醫(yī)生和教育領域的教師都需要基于高質(zhì)量的科學證據(jù)來實施相應的實踐行為。但是在醫(yī)學領域，研究者大多是基于量化數(shù)據(jù)分析得出研究發(fā)現(xiàn)，這些科學結(jié)論不依賴于特定的研究情境，可適用范圍廣。因此，對臨床醫(yī)生而言，這些科學結(jié)論可以為他們診斷病人的病情提供直接的實踐指導。然而，在學習研究領域，研究者大多收集和分析的是依賴于教育情境的質(zhì)性數(shù)據(jù)。而且，我們一般運用“替代物”（Proxy）對我們真正關注內(nèi)容的屬性進行間接測量。例如，我們想了解學習者的學習情況，但我們無法直接測量學習情況。這時，我們會采用觀察者的他評或?qū)W習者的自評等方式評估學習者的學習投入，并通過分析學習投入情況間接推斷學習者的學習情況?；谶@類數(shù)據(jù)分析而獲得的研究發(fā)現(xiàn)大多僅適用于特定的教學情境。因此，這些科學證據(jù)對學習設計實踐的直接指導作用微弱。盡管如此，這并不意味著我們在教學實踐中不應該運用來自學習科學領域的科學證據(jù)。與之相反，教師需要有效利用這些科學證據(jù)，通過綜合實踐智慧、情境感知或外在的輔助手段對學習情境作出科學的判斷，從而進行有效的學習設計。因此，與醫(yī)學診斷不同，在進行學習設計時，教師不僅需要更加謹慎地對待學習科學領域的科學證據(jù)，還需要綜合利用從其他渠道獲得的證據(jù)（如學習技術(shù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)等），作出智慧的學習設計決策。

為了區(qū)別醫(yī)學領域中基于證據(jù)的實踐的理念，并突出學習研究領域中基于證據(jù)的實踐的特點，我們運用“基于證據(jù)啟發(fā)的學習設計”這一術(shù)語。我們認為，在實施基于證據(jù)啟發(fā)的學習設計時，教師需要綜合三方面的知識，如圖2所示。第一，知曉和理解學習科學領域的科學證據(jù)。這將讓教師擺脫樸素的教學經(jīng)驗或直覺，運用科學的理論和證據(jù)指導他們的教學實踐。第二，綜合考慮來自學習者或其他相關人員以及技術(shù)系統(tǒng)中的學習數(shù)據(jù)等輸入。第三，有效利用逐漸積累的學習設計專長。

圖2 基于證據(jù)啟發(fā)的學習設計

二、實施基于證據(jù)啟發(fā)的學習設計的前提： 理解人是如何學習的

訪談者：在您看來，教師在進行基于證據(jù)啟發(fā)的學習設計時，他們需要擁有哪些基本知識呢？

保羅·基爾希納：我認為，一名優(yōu)秀教師必備的基礎知識包含認知心理學、大腦工作原理等“人是如何學習”的基本教育規(guī)律。我一直堅信，知道該做什么并不是最重要的，最重要的是懂得為什么（不）做某件事，以及某些事情在特定情況下是如何（不）起作用的。對教師而言，知道“為什么”比知道“如何”更加重要，因為他們在教學中經(jīng)常需要作判斷。例如，為什么某些教學方式對新手學習者有效而對專家型學習者無效？為什么在某種情境下的教學效果是相反的？為了理解這些教學現(xiàn)象并對其作出準確判斷，教師需要掌握“人是如何學習”的基本教育規(guī)律。

然而，我發(fā)現(xiàn)目前大多數(shù)師范教育存在一定的缺陷。第一，師范生會被灌輸一些不能指導實踐的理論性知識。例如，大多數(shù)師范院校會教授師范生諸如學習金字塔、學習風格等不實用的理論性知識，而非幫助他們建構(gòu)諸如設計檢索和間隔練習，或設計插圖和文本資源等實踐性知識。其實，只有建構(gòu)起實踐性教學知識體系，教師才能掌握實施教學行為的策略技能。第二，大多數(shù)師范生會被教導應該如何教學，而并沒有被教導為什么要如此教學。如此，教師在教學中就會不明白某些教學策略起作用或不起作用的緣由。這種“知其然而不知其所以然”的師范教育方式會導致教師無法以有效、高效和愉快的方式完成教學工作。

為了讓教師不是基于經(jīng)驗，而是基于對教育規(guī)律的理解實施教學活動，2020年3月，我和英國惠靈頓學院首席研究專家卡爾·亨德里克（Carl Hendrick）博士②合作完成了專著《學習如何發(fā)生——教育心理學中的經(jīng)典理論及實踐啟示》③。該書系統(tǒng)梳理了近年來教育心理學和學習科學領域的經(jīng)典理論，不僅能幫助教師理解經(jīng)典的教育理論，也能引導他們反思自己的教學實踐，為有效設計學習提供實踐性指導。

這本書主要是為職前教師、初級教師以及青年教育心理學研究者所寫的。在我看來，不論是年輕的還是經(jīng)驗豐富的教師，或是我指導的博士生，他們大都缺乏扎實的教學理論基礎。這好比醫(yī)生因缺乏對細胞、病原體、抗生素等基礎知識和原理的認知而無法有效工作一樣，他們對關于“人是如何學習”的基礎理論也缺乏系統(tǒng)且有效的理解，這不利于他們未來的職業(yè)發(fā)展。因此，我們寫了這本向教師介紹在教育心理學和學習科學領域中被我稱之為“精髓的教育理論”的書。

該書以創(chuàng)新的方式向讀者呈現(xiàn)了“人是如何學習”的基本教育規(guī)律。該書不僅闡述了各種學習理論是什么，為什么這些學習理論很重要，還介紹了在教學情境中教師如何理解和使用這些學習理論。為了培養(yǎng)讀者的批判性思維和科學研究意識，書中各章節(jié)介紹了相關學習理論最原始的文獻來源，并在章節(jié)最后利用二維碼呈現(xiàn)了參考文獻和拓展文獻，讓讀者能便捷地訪問相關材料。例如，《雙重編碼理論與教育關系》章節(jié)介紹了雙重編碼理論的起源及由此衍生出的著名理論——認知負荷理論和多媒體學習認知理論。隨后，該章節(jié)歸納了這些理論對教學實踐的啟示，以及教師如何運用上述理論指導教學的建議。對正在學習如何成為教師的師范生來說，這是一本會讓其受益匪淺的書，因為他們可以從這本書中系統(tǒng)地學習專業(yè)實踐性知識。

訪談者：為了讓學習更有效、高效和有趣，教師需要運用教育規(guī)律指導學習設計。在學習研究領域，研究者們會從不同視角揭示“人是如何學習”的教育規(guī)律。有的研究者從認知發(fā)展角度研究個體學習的規(guī)律，如信息加工理論;有的研究者從社會性互動角度研究群體學習的規(guī)律，如維果茨基的社會文化理論。請問，在實施基于證據(jù)啟發(fā)的學習設計時，教師該如何對待這兩種風格迥異但又都揭示“人是如何學習”的教育規(guī)律呢？

保羅·基爾希納：我認為，不管是運用個體認知發(fā)展視角還是群體社會性互動視角的教育規(guī)律指導學習設計，教師首先需要理解的最基本的教育規(guī)律是人的認知架構(gòu)（Cognitive Architecture）的工作機制。因為無論在個體學習還是在群體學習中，學習總與大腦處理信息相關聯(lián)，所以，教師應該以人的認知架構(gòu)如何工作以及學習者如何處理信息為基礎，來理解學習。如果教師不了解大腦如何處理信息，那就無法以科學的行動實施學習設計，教學效果也會大打折扣。

人的認知架構(gòu)由短時記憶和長時記憶組成。短時記憶只能短暫地存儲5～9個單位的信息。從外部世界輸入到人腦短時記憶中的信息，需要經(jīng)過編碼，才能以圖式的形式永久地存儲在長時記憶中。在解決具體問題時，學習者需要通過檢索，才能從長時記憶中提取出圖式，并與短時記憶中短暫存儲的信息相結(jié)合，進而產(chǎn)生解決復雜問題的方案。因此，從認知架構(gòu)工作機制角度看，學習的過程就是信息在短時記憶與長時記憶中不斷被認知加工的過程。通過深度認知加工，長時記憶中存儲的內(nèi)容如果有所增長，就意味著有效學習發(fā)生了。

基于人的認知架構(gòu)工作機制的基本原理，澳大利亞新南威爾士大學的認知心理學家約翰·斯威勒（John Sweller）提出了指導個體學習情境下學習設計的理論——認知負荷理論。這一理論為教師進行基于證據(jù)啟發(fā)的學習設計提供了豐富的設計原則指導（Sweller et al.，2011）。

長期以來，我一直致力于運用認知負荷理論研究協(xié)作學習，目的是形成指導協(xié)作學習設計的有效原則，由此我提出了協(xié)作認知負荷理論（Kirschner et al.，2018）。我認為，與個體學習不同，在協(xié)作學習情境中，小組學習者之間會形成集體式的工作記憶。而且，協(xié)作學習的社會性屬性會影響學習者認知架構(gòu)中認知負荷的產(chǎn)生機理，這將引發(fā)認知負荷的分配優(yōu)勢和交流成本等新的學習機制。這些變化為教師有效地進行協(xié)作學習設計提供了科學的證據(jù)支撐。

雖然認知負荷理論不見得是最佳的學習設計指導理論，但其應該是教師理解學習設計的基礎。如果教師不理解認知負荷理論，那么，他們就像是在缺乏堅固地基的情況下嘗試建造大樓一樣，如此創(chuàng)建出的學習設計“作品”很難有好的效果。

訪談者：的確，認知負荷理論為教師實施基于證據(jù)啟發(fā)的學習設計提供了最基礎的理論指導。從教學實踐角度看，目前，學習科學領域倡導教師開展以建構(gòu)主義理論為指導的教學，如問題解決教學、探究式教學、基于項目的學習等。在您看來，在實施以建構(gòu)主義理論為指導的教學時，教師需要理解哪些重要的教育規(guī)律呢？

保羅·基爾希納：在實施以建構(gòu)主義理論為指導的教學時，教師必須明白：學習者在解決復雜問題之前，需要掌握特定的領域知識和技能。學習者只有具備解決復雜問題所需的特定領域知識，才能運用知識解決復雜問題。在此基礎上，學習者還需要擁有特定的領域技能。只有這樣，學習者才能調(diào)用特定領域知識順利解決復雜問題。這就好比象棋愛好者只有知道象棋的工作原理和下棋技巧后，才能下好象棋一樣。如果讓學習者試圖用純粹的發(fā)現(xiàn)式學習來解決下象棋中的問題，這將會花費他們很多時間和精力，并且成功解決問題的可能性極低，很有可能最終形成的解決方案會存在錯誤。也就是說，學習者通過發(fā)現(xiàn)式學習的方法學到的東西可能是非?；A且存在錯誤的?；趩栴}解決、探究、項目的發(fā)現(xiàn)式學習的基本假設是學習者可以在解決復雜問題的過程中學習特定領域知識，其認為解決復雜問題是一種通用技能。但實際上，研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)式學習是非常低效甚至無效的。因此，在讓學習者嘗試解決問題之前，教師首先需要讓他們具備特定領域的知識和技能，這一點很重要。

另外，教師還必須意識到，新手學習者和專家學習者具有不同的信息加工方式，新手學習者在解決復雜問題時并不擅長深度認知加工。當為新手學習者設計復雜學習任務時，我們的預期是他們能像專家學習者一樣解決復雜任務并獲得新知。但在實際學習過程中，新手學習者并不能像專家學習者一樣解決任務。只有在獲得足夠的專業(yè)知識和技能之后，新手學習者才能開始深度認知加工。因此，讓新手學習者去解決一些模棱兩可的、生活中的真實問題，并期待他們在解決問題的過程中習得知識，這是一種錯誤的教學觀。對新手學習者而言，教師需要先教會他們所需的知識和技能，這樣他們才能在解決復雜問題的情境中深入地加工信息。否則，他們將持續(xù)地進行淺層認知加工，無法開展深度學習。

為什么新手學習者在復雜問題情境中不能深度加工信息呢？這就需要我們了解學習科學領域關于新手和專家學習者具有不同信息加工行為的研究成果。其中，最具代表性和啟發(fā)性的研究是國際著名認知科學研究者季清華（Michelene T. H. Chi）教授和她的同事做的系列實驗（Chi et al.，1981）。她們對比分析了某大學物理專業(yè)一年級學生（新手學習者）和物理專業(yè)博士生（專家學習者）在解決復雜物理學習任務時的信息加工行為表現(xiàn)。該項研究發(fā)現(xiàn)：在解決復雜任務時，雖然新手學習者和專家學習者都會對任務進行歸類和分析，但其在歸類和分析方式上存在差異。新手學習者是根據(jù)任務描述的特點來歸類問題，關注需要解決問題的表面特征;而專家學習者是根據(jù)任務描述中暗含的物理定律來歸類問題，關注物理定律以及它們所適用的情形。由于專家學習者專注更深層的、暗含的物理定律，他們會立即產(chǎn)生解決問題的策略和方案;而新手學習者專注任務的表面特性，他們會比較緩慢地感知到問題與解決問題所需知識之間的聯(lián)系。季清華教授等人還發(fā)現(xiàn)，之所以新手和專家學習者在歸類和分析任務時表現(xiàn)出不同的信息加工行為，是因為他們在掌握的先驗知識上存在差異。新手學習者的先驗知識是與待解決問題相關的陳述性知識，不包含問題與可能解決方案之間的聯(lián)系。與之不同，專家學習者的先驗知識主要是關于如何解決問題的程序性知識，以及在何種情況下采取哪些步驟的深層次概念性知識。這就是為什么當遇到新問題時，專家學習者會以解決方案導向的方式進行思考，而新手學習者則不行的原因。這也說明新手與專家學習者間的差別并不只在于知識儲備的多少，更在于他們具有不同的認知圖式和思維方式。因此，在引導學習者深度認知加工時，教師需要對新手學習者和專家學習者采取不同的教學策略，進行差異化教學。

三、實施基于證據(jù)啟發(fā)的學習設計的關鍵： 精心設計催生學習生成的活動

訪談者：從某種程度上講，教師實施基于證據(jù)啟發(fā)的學習設計的目的是讓學習者進行深度的認知加工。在您看來，在設計學習時，教師讓學習者進行深度認知加工的關鍵是什么呢？

保羅·基爾希納：學習科學領域的研究發(fā)現(xiàn)，很多因素會影響學習者的深度認知加工。在我看來，在設計學習時，教師需要為學習者創(chuàng)設催生學習生成的活動（Mathemagenic Activities），以引導學習者進行深度認知加工。

雖然我們可以為學習者設計學習體驗，但我們不能逼迫學習者學習，而應當讓學習者自己驅(qū)動他們的學習歷程。就像美國貝爾實驗室研究員歐內(nèi)斯特·羅特科普夫（Ernest Rothkopf）說的那樣，“我們將一匹馬帶到水池邊，只有馬自己喝水，水才會進入馬的肚子里。” （Rothkopf ，1970）同樣地，在學習情境中，影響學習者學習效果（就如“喝到水”）的關鍵因素并不是我們給學習者提供了什么樣的學習資源（就如“水”），而更多取決于學習者運用我們提供的學習資源做了什么（就如“如何喝水”）。所以，在進行學習設計時，教師為學習者創(chuàng)設催生學習生成的活動非常關鍵。

在二十世紀六七十年代，羅特科普夫基于一系列研究發(fā)現(xiàn)，提出了“催生學習生成的活動”理論。這是第一個認為學習的中心是學習者而不是課程或教師的理論?！按呱鷮W習生成的活動”的英文表達中的“Mathemagenic”源于“Manthanein”和“Gignesthai”兩個希臘詞的組合，前者是指“要學習的內(nèi)容”，后者是指“催生”。因此，“Mathemagenic Activities”字面上的意思是在學習過程中引發(fā)學習者認知加工的活動。

羅特科普夫主要從事文本學習的特征研究，特別關注被他稱為“附加問題”（Adjunct Questions）的因素對學習者文本學習結(jié)果的影響。在一項研究中，他在一段閱讀材料之前創(chuàng)設了不同類型的問題要求學習者回答，意圖探究為學習者創(chuàng)設不同的問題是否以及如何影響其閱讀和思考學習材料的方式。研究發(fā)現(xiàn)，如果在閱讀材料段落前給學習者設置事實性問題，那么學習者會帶著“我必須記住事實”的想法閱讀材料;但如果在閱讀材料段落前不斷地給學習者設置應用性問題，那么學習者在閱讀時則會思考如何使用閱讀材料回答這些問題。這也就說明，不同類型的問題會引導學習者以不同的方式加工文本材料，隨之會引發(fā)不同類型的學習。同樣地，當教師在上課前給學習者提供兩到三分鐘的導學視頻時，如果教師在視頻中告訴他們——“在我的課程中你需要學習很多重要的術(shù)語”，那么學習者會以一種方式完成接下來的學習活動。但是，如果教師在視頻中告訴學習者——“在接下來的教學中你需要思考認知負荷在學習中發(fā)揮了什么作用”，那么學習者就會以另一種完全不同的方式學習。在后一種情形中，學習者可能會關注教師教學中所講的內(nèi)容，以及如何在實踐中運用所學知識。也就是說，這些教學行為會激活學習生成活動，從而促使學習發(fā)生。

基于相關研究發(fā)現(xiàn)，羅特科普夫?qū)⒋呱鷮W習生成的活動歸納為三類：第一類是引導式學習活動，其目的是帶領學習者掌握必備知識。該類學習活動還涉及吸引和保持學習者的注意力，使學習者不受他人干擾。第二類是目標習得式學習活動，其目的是將學習者的認知聚焦在催生學習目標的活動上。第三類是認知編碼和處理式學習活動。這類學習活動不僅會影響學習者對學習材料的理解和使用，還會影響學習者大腦對信息進行識別、分割和編碼等閱讀伴隨式認知活動和內(nèi)部語言的表征結(jié)果。

訪談者：我很贊同學習活動設計會影響學習者的認知過程這一觀點。在您看來，教師如何才能有效設計催生學習生成的活動呢？

保羅·基爾希納：針對該問題，我建議教師可以閱讀我和荷蘭馬斯特里赫特大學杰羅姆·范梅里恩伯爾（Jeroen J. G. Van Merri?nboer）教授合作出版的專著《綜合學習設計》④。該書中提到的4C/ID教學設計模式為教師設計催生學習生成的活動提供了一套程序化、操作化的指導步驟?；?C/ID教學設計模式可知，為了有效地設計學習，教師需要設計整體性學習任務（Learning Tasks）、支持性信息（Supportive Information）、程序性信息（Procedural Information）和專項任務練習（Part-Task Practice）。

第一，設計整體性學習任務。學習任務是引發(fā)學習者知識、技能以及態(tài)度提升的重要支柱和關鍵要素。學習者是在完成由簡到難的學習任務的過程中逐步習得知識、技能和態(tài)度的。整體性學習任務可以是案例、項目、復雜問題或者要求學習者完成的練習等。

第二，設計支持性信息。學習者要成功地完成學習任務就需要具備諸如問題解決、推理、決策等非常規(guī)技能。然而，在完成學習任務之前，學習者一般缺乏相應的非常規(guī)技能。因此，這就要求教師設計支持性信息，以幫助學習者在已有學習水平（如先驗知識等）和需要達到的學習水平之間建立聯(lián)系，從而引導他們有效地解決學習任務中需要非常規(guī)技能才能應對的問題。這類支持性信息大多以教材、講解和在線資源等形式呈現(xiàn)，通常被稱為“理論”，能在學習者進行精細化加工的認知過程中幫助其建立認知圖式。

第三，設計程序性信息。除了非常規(guī)技能之外，學習者要成功地完成學習任務還得掌握特定的常規(guī)技能。例如，在運用Scratch軟件創(chuàng)作作品時，學生需要具備操作Scratch軟件的常規(guī)技能。通常在完成新的學習任務之前，學習者并不具備相應的常規(guī)技能。這就需要教師設計程序性信息，幫助學習者在學習任務中習得特定的常規(guī)技能。通常，程序性信息是以講授或指導手冊的形式呈現(xiàn)，其目的是告訴學習者在完成學習任務時需要進行的操作步驟等基本內(nèi)容。在程序性信息的支持下，學習者可以在完成學習任務的過程中習得一定的認知規(guī)則，并將其遷移運用到新問題的解決中。需要注意的是，隨著學習者在完成學習任務的過程中對特定認知規(guī)則的逐步掌握，教師需要逐漸撤掉程序性信息，讓學習者自主完成學習任務，從而更好地引發(fā)有效學習。

第四，設計專項任務練習。在完成整體性學習任務時，學習者需要具備自動化的常規(guī)技能。但在已有的學習歷程中，學習者有可能并沒有經(jīng)過足夠的常規(guī)技能訓練，這就需要教師設計專項任務練習，幫助學習者強化常規(guī)技能訓練，使他們順利完成整體性學習任務。例如，為了完成演奏某首經(jīng)典樂曲的整體性學習任務，學習者首先需要完成大量的音階練習等專項任務;為了完成病情診斷的整體性學習任務，學習者首先需要完成身體檢查技能練習等專項任務。可見，設計專項任務練習的目的是以大量額外練習的方式幫助學習者形成一定的認知規(guī)則。因此，除了在整體學習任務中設計程序性信息外，也可以通過設計特定的專項任務練習來幫助學習者習得常規(guī)技能?？偟膩碚f，前三個要素對學習設計來說必不可少，而是否需要安排專項任務練習則應視具體情況而定。只有當學習者必須要通過額外的常規(guī)任務操練，以達到熟練掌握認知規(guī)則的時候，教師才需要為其設計專項任務練習。

在設計催生學習生成的活動時，教師要確保學習者具備必要的先驗知識，幫助他們從完成簡單的學習任務逐步轉(zhuǎn)向完成復雜的學習任務。此外，教師還應當為學習者提供足夠的支持和指導，使他們能夠順利完成學習任務。最后，教師還需要充分發(fā)揮學習媒體對于學習的支持功能，并在學習過程中給予學習者恰當?shù)姆答仭?/p>

四、實施基于證據(jù)啟發(fā)的學習設計的要點： 在學習活動中整合支架

訪談者：4C/ID教學設計模式倡導為學習者設計復雜的整體性學習任務，讓學習者在完成任務的過程中培養(yǎng)綜合技能和專業(yè)能力。從認知負荷理論角度看，學習者在面對復雜的學習任務時會產(chǎn)生較高的認知負荷，這不利于有效學習的發(fā)生。那么，在這一情況下，教師該如何有效地減少學習者的認知負荷呢？

保羅·基爾希納：教師減少學習者認知負荷的方法有很多。首先，教師要確保學習者具備所需的特定領域知識和技能，以順利完成教學項目中的學習任務。但事實上這并不容易做到。通常情況下，在讓學習者完成整體性學習任務時，教師傾向于一開始就直接告訴學習者接下來要完成的學習任務是什么，或是在解決問題的過程中讓學習者進行自主的發(fā)現(xiàn)式學習。這是不符合教育規(guī)律的。為了提高學習效率，教師可以給學習者提供一份可執(zhí)行的任務清單，也就是前面提到的設計程序性信息，以支持學習者完成復雜的學習任務。但需要明確的是，當學習者缺乏執(zhí)行任務所需的知識時，就難以完成這些步驟。這就好比學習下棋的第一步是觀察和理解棋子在棋盤上的位置一樣，如果學習者不理解每個棋子在棋盤上的移動規(guī)則，他們就無法有效地掌握下棋這項技能。因此，教師要做的第一件事是確保學生掌握類似“下棋的規(guī)則是什么”以及“棋子移動范圍是什么”等事實性和陳述性知識，之后，才能讓學習者理解類似“下棋的策略是什么”以及“運用什么戰(zhàn)術(shù)可以戰(zhàn)勝對手”等程序性知識。

其次，教師可以根據(jù)學習情境設計和整合適宜的模型等支架，幫助學習者減輕認知負荷。在運用該策略時，教師需要向?qū)W習者展示解決問題的過程（或方法），同時也需要為學習者解釋這些過程（或方法）為什么能有效地解決問題。在這個階段中，教師可以展示一些完整的具有代表性的樣例，以更加直觀地演示解決問題的步驟和方案。然后，教師再慢慢撤掉支架，直到學習者能自己解決問題。

訪談者：支架設計是學習科學領域非常重要的研究主題。您認為，教師在設計支架時需要理解的關鍵內(nèi)容是什么呢？

保羅·基爾希納：教師是否能夠充分并且正確地使用支架是值得關注的問題。支架最重要的教學功能是為學習者創(chuàng)造能促進其有效學習的支持和指導。隨著教學活動的逐步開展，當學習者的能力達到不再需要支架的時候，教師就要慢慢地移除支架。這對教師來說是有難度的。通常情況下，教師會在一開始為學生提供大量的支持和指導，然后很突然且快速地移除支架。這種做法不利于達成較好的教學效果。

就好比教人學騎自行車：在開始學騎車時，我在后面扶著你，并為自行車安裝輔助車輪。這就為你學騎車提供了支架。在學騎車一段時間之后，我取下輔助車輪，但在你后面繼續(xù)扶著你學騎車。在這個過程中，我還會給予你指導。最后我逐步放手，讓你獨自騎車。經(jīng)過這一系列的逐步移除支架的過程，你就可以成功學會騎自行車了。

在教學中，教師也需要同樣如此。為了有效支持學習，教師可以在教學中的不同環(huán)節(jié)逐漸移除部分支架。為了幫助學習者學會解決復雜問題，教師可以在最開始時為學習者提供“樣例”（Worked Examples）這一支架。隨著學習進程的推進，教師可以逐步移除“樣例”支架，再為學習者提供諸如“部分樣例”（Partially Worked Examples）的支架。最后完全移除支架，讓學習者獨立解決復雜任務。

五、實施基于證據(jù)啟發(fā)的學習設計的建議： 培養(yǎng)批判性思維與研究意識

訪談者：您的最新專著《學習如何發(fā)生——教育心理學中的經(jīng)典理論及實踐啟示》包括六個部分。在最后一個部分，您給讀者呈現(xiàn)了被稱為“警示故事”（Cautionary Tales）的內(nèi)容。請問，為什么要在專著最后部分給讀者介紹這些內(nèi)容呢？

保羅·基爾希納：是的，該書的最后一部分包括四個章節(jié)，每個章節(jié)分別為讀者呈現(xiàn)了不同的具有教育啟發(fā)性的警示故事。這些內(nèi)容源于我在以往的教學、演講和研討會等場合與教師互動的過程中獲得的啟示。對教師而言，許多教學理論或主張似乎很有道理，但對教學實踐卻沒有直接的指導作用。諸如“我們可以并應該在學習中使用多媒體”的教學主張，其實會扼殺學習。人們普遍認為，多媒體的使用可以讓學習變得更加有趣和真實易懂。然而我認為，使用多媒體的目的是讓學習變得更有趣的論點其實是個偽命題。如果為了制造歡樂的學習氣氛，向?qū)W習者呈現(xiàn)過多無用的細節(jié)內(nèi)容，其實會增加他們的認知負荷，讓學習變得更加困難。因此，為了讓讀者形成對教育理論或教學主張的批判性意識，我認為有必要在書的最后一部分闡明一些雖是通過科學研究發(fā)現(xiàn)的，但我們不應該直接采納的教學主張。

在該書第六部分的第一章中，我們主要闡述了當下教育技術(shù)領域研究者普遍認同的三個錯誤共識?；诖耍覀兲釤挸鲆粋€重要觀點：不能認為學習者是對其將要學習的知識最了解的人，也不能認定學習者是推進自身學習歷程的主導者。也就是說，為了讓學習者在復雜學習任務中更好地習得新知，教師的支持和指導是很有必要的。第二章向讀者傳遞的主要觀點是，當教師設計的教學方法和學習環(huán)境同學習者的先驗知識和能力不匹配時，教學反而會制約有效學習的發(fā)生。這類不恰當?shù)慕虒W不利于學習者掌握技能和學習知識，因此，教師需要根據(jù)學習者的特點組織個性化的教學活動。新興學習技術(shù)給教育研究者和實踐者帶來了對教育變革的預期，也顯著地提高了學習者的學習績效。對此，我們在第三章中對近年來的學習技術(shù)應用案例進行了系統(tǒng)梳理。通過分析發(fā)現(xiàn)，在教學中整合任何特定的學習技術(shù)并不能確保學習效果的提升，學習技術(shù)帶給學習者在時間和效率上的收益會受到教學方法的影響。因此，決定教學是否有效的主導因素并非學習技術(shù)本身，而是學習技術(shù)支持下的教學方法。在第四章中，我們主要向讀者介紹了教學中存在的十個誤區(qū)，目的是提醒他們在教學中不應采納的教學理論或主張。例如，較強的學習動機會帶來有效的學習。雖然學習者持有較高的學習動機確實可以讓他們對學習更有激情，但這并不是有效學習的保證。

在實際教學中，很多教師會使用一些流行的教學主張指導教學實踐。這些主張雖然聽起來不錯，但科學研究的結(jié)果往往表明其對改善教學并沒有用處。因此，我們不僅要告訴教師應該遵循的教育規(guī)律，還需要提醒他們不應該遵循的“教育規(guī)律”，尤其是那些對學習有害的教學主張?？偠灾矣X得告訴教師在教學中什么不起作用很重要，因為教師現(xiàn)在遵循的很多教學主張對教學并無實際用處。

訪談者：我同意您的看法。有時候，一些教學主張并不會對教師教學實踐產(chǎn)生積極影響，反而會誤導教師。對于此，教師需要對教學理念具有甄別意識，須擇其精華而用之。最后一個問題，對于未來教師培養(yǎng)這一話題，您有什么寶貴的建議呢？

保羅·基爾希納：對接受教師教育的師范生而言，我認為最重要的是培養(yǎng)他們的批判性思維和研究意識。當師范生接觸某種教學主張時，他們應該學會去了解該教學主張的來龍去脈，并在此基礎上對其正確性進行理性判斷和評估。在進行學習設計時，教師可以遵循“審視—追蹤—分析—綜合評價”這一流程（Willingham，2012），從而幫忙他們判斷教學主張是否合理、科學。作為未來的教師，他們首先要學會判斷有關教學主張的語言表述是否清晰、客觀、理性和深刻，進而運用假設法對其科學性進行推敲。其次，他們需要追蹤教學主張的理論依據(jù)，即找出支持其說法的證據(jù)，比如追蹤相關文獻。在多數(shù)情況下，人們會對權(quán)威專家發(fā)表的觀點深信不疑。有時候，這些觀點可能聽起來合乎邏輯，但不一定是正確的、合適的。因此，對這些觀點進行追蹤是有必要的。隨后，他們需要對教學主張進行分析。在分析教學主張時，可以輔以學習科學專家的研究結(jié)論，但這仍要求他們具有批判意識。最后，他們需要對教學主張進行綜合評價。如果各個步驟中得到的結(jié)果都很不錯，那就可以確定教學主張的合理性和科學性，就可以將其用來指導學習設計。

此外，我認為教師教育最重要的目標之一就是讓未來教師具有研究意識，成為能進行“有意義質(zhì)疑”的實踐者。教師不應該把教學當作“刺激—反應”式的反射行為，而應該在對教育規(guī)律有科學理解的基礎上理性地實施教學，就像醫(yī)生需要根據(jù)解剖學、生理學、藥學的理論知識進行問診、治療和手術(shù)一樣。在現(xiàn)實中，很多職業(yè)都有對應的專業(yè)領域，能夠為相應的職業(yè)行為提供理論和實踐指導。例如，醫(yī)生職業(yè)對應的專業(yè)領域是醫(yī)學，律師職業(yè)對應的是法學，工程師職業(yè)對應的是建筑學、電子學等。從事這些職業(yè)的人會充分利用專業(yè)背景知識指導實踐，而不是依靠他人說教。然而，教師卻常常忽略自身所應具備的專業(yè)背景知識，這使得他們很難以批判思維的方式看待自身的專業(yè)發(fā)展。因此，我認為教師教育中應該培養(yǎng)教師的研究意識，讓他們能以正確的方式進行有意義的質(zhì)疑，并在質(zhì)疑中促進自我專業(yè)發(fā)展。我希望我們的新書能夠為解決這個問題提供幫助。

注釋：

① 網(wǎng)址為：https：//3starlearningexperiences.wordpress.com。

② 卡爾·亨德里克博士就職于英國惠靈頓學院， 其于2014年與哈佛大學教育研究生院等機構(gòu)合作成立了惠靈頓學習和研究中心，長期從事教育理論與課堂教學相關研究。

③ 該書的英文名是How Learning Happens：Seminal Works in Educational Psychology and What They Mean in Practice，英文版鏈接為：https：//www.routledge.com/-in-Educational-Psychology-and-What-They/Kirschner-Hendrick/p/book/

9780367184575，后續(xù)將有中文譯本出版。該書榮獲2021年美國教育傳播與技術(shù)研究協(xié)會（AECT）頒發(fā)的“James W. Brown出版獎”。此獎項由AECT前主席詹姆斯·布朗（James W. Brown）為國際上教育技術(shù)領域杰出學者出版的具有影響力的專著而設置，自1981年設立以來，僅有8本學術(shù)專著榮獲此獎。

④ 該書已有中文譯本發(fā)行，詳細信息為：杰羅姆·范梅里恩伯爾，保羅·基爾希納（2015）.綜合學習設計[M].盛群力，陳麗，王文智等.福州：福建教育出版社.

參考文獻：

[1]Chi， M. T.， Feltovich， P. J.， & Glaser， R. （1981）. Categorization and Representation of Physics Problems by Experts and Novices[J]. Cognitive Science， 5（2）：121-152.

[2]Kirschner， P. A.， Sweller， J.， & Kirschner， F. et al. （2018）. From Cognitive Load Theory to Collaborative Cognitive Load Theory[J]. International Journal of Computer-Supported Collaborative Learning， 13（2）：213-233.

[3]Rothkopf， E. Z. （1970）. The Concept of Mathemagenic Activities[J]. Review of Educational Research， 40（3）：325-336.

[4]Sweller， J.， Ayres， P.， & Kalyuga， S. （2011）. Cognitive Load Theory[M]. New York： Springer.

[5]Willingham， D. T. （2012）. When Can You Trust the Experts？ How to Tell Good Science from Bad in Education. Hoboken， NJ： John Wiley & Sons.

收稿日期 2021-02-04 責任編輯 譚明杰

Evidence-Informed Learning Design：

Make Future TeachersInstruction Based on Understanding Educational Theories

——An Interview with Professor Paul Kirschner

CAI Huiying， LU Linmeng， DONG Haixia

Abstract： The wide application of artificial intelligence and other new technologies in education will change the teachers role from completing routine teaching tasks to promoting the development of learners higher-order cognitive ability. It will make higher requirements for teachers competence of learning design. The promising idea of evidence-informed learning design advocates teachers to make learning design based on scientific evidence rather than feelings， experience or intuitions， which can enable learners to learn effectively， efficiently and enjoyably. As a famous international education psychology and learning science expert， Professor Paul Kirschner pointed out that to implement evidence-informed learning design， teachers firstly should understand the working mechanism of human cognitive architecture， cognitive load theory and other educational law about “how people learn”， which will help them build practical-based profession knowledge. Based on it， teachers should carefully design learning activities that give birth to learning and integrate appropriate scaffolds according to the learning situation， in order to reduce learners cognitive load and facilitate deep cognitive processing. In addition， he emphasized that in order to effectively implement evidence-informed learning design， teachers should have critical thinking skill and research awareness， so that they can make rational judgments about some teaching assertions， and promote their own professional development through meaningful questioning.

Keywords： Evidence-Informed Learning Design; Teachers Instruction; Cognitive Load; Scaffolding; Academic Interview