首页 -> 2006年第11期
从学习环境设计理论解读高中物理教材
作者：杨广军 嵇学红
一､学习环境设计理论的几种观点
1.情境学习的环境设计理论｡情境理论认为,意义和身份都是在互动中建构的,这种建构要受到情境脉络的影响｡实习场的创设是为了解决学校学习的抽象化､去境脉化和个体化的问题,其目的是力图将实践共同体作为一个能整合到学校实践中去的学习舞台,让共同体的成员通过合法的边缘参与建构意义和身份｡
2.社会共享和分布式认知的环境设计理论｡这两个观点突出了人类自然化学习场境中的合作的特征,前者强调了合作､理解､互动并行动,关心解决多重情境脉络中的现实问题｡后者认为认知分布于不同的参与者中,注重分析活动—行动—操作､动机—目标—条件是如何双向操作的,从而将社会——物质情境引入到学习中去｡
3.活动理论和生态心理学的环境设计理论｡这两个理论突出了人的意图对学习活动的影响,阐明了学习者､活动､情境脉络的共存关系｡前者探究在活动系统中工作的活动结构､工具､规则､中介,以及工作所发生的社会和概念的情境脉络,分析它们如何帮助主体将客体转化为结果;后者则从环境的给养和行动者的效能交互决定的角度,认为学习者是信息探测者,学习是意图驱动者(自组织系统)与信息丰富的环境交互作用的结果｡
4.基于案例学习的环境设计理论｡该理论从人在真实的问题解决情境中的有效策略的人类学探讨入手,向我们展示了日常认知和推理的方法——基于案例的学习与推理——在意义赋予和问题解决上的强大力量｡
5.建构主义学习的环境设计理论｡有研究者给出建构主义学习环境的定义是:“支持学习者进行建构性学习的各种学习资源的组合｡”这里的学习资源不仅包括物理上的“硬”资源,如教室､媒体､信息资源等,还包括诸如任务情境､学习氛围､学习观念等“软”资源｡任务情境在学习环境中起着集成其他各种学习资源的作用,一种学习环境是否是建构主义的,关键是看任务情境的性质,因此任务情境是建构主义学习环境的核心｡
上述学习环境设计理论有着一些共同的关键价值观,包括:(1)意义学习中学习者的中心地位;(2)情境化境脉的重要性;(3)个人看法之间的协商和解释;(4)学习者先前经验对意义建构的重要性;(5)高级心智活动中技术手段运用的支持需求;(6)学习的目的是致力于学校中的学习和自然场境中的学习方式的尽可能的统一｡基于此,我们可以建构主义学习环境设计理论为主线,融合其他环境设计理论的合理成分,构建物理教材设计中应体现的学习环境设计理念｡
二､从学习环境设计理论解读高中物理教材
1.关于教材中学习环境设计理论的应用应体现的知识特性｡在高中物理教材中,我们要同时面对两种知识:稳定的､自足的､结构良好的､客观的信息和不稳定的､结构不良的和主观的知识｡前者可称为简单知识,后者可称为复杂知识｡对简单知识,由于其客观性相对更突出一些,因此处理起来就比较容易些｡而复杂知识的主要特征就是结构的开放性､不良性､知识的建构性､协商性和情境性,复杂知识是不可能以现成的､孤立的方式掌握的,掌握它就需要掌握组织成系统形式的知识的不同方面｡因此我们必须用建构主义观点和情境化的方法来处理这一类的学习｡根据知识的特性､专家与新手在学习与处理问题方法上的不同,在高中物理教材设计中建构支持性的学习环境时,就要考虑如下的问题:如何体现与表述知识的建构性､生长性､社会性､情境性､默会性､合作性､复杂性?如何展示并帮助学生建构有意义的信息模式?如何实现知识提取的条件化与情境化?如何才能帮助学生顺畅地提取知识?如何把学生的特定性学习经验转化为适应性的专门知识?
2.关于学习与迁移的问题环境设计｡通过上面学习环境设计理论的分析,我们已经知道了情境设置对学生学习的重要作用,但是我们同时也应该注意到设置情境的方法｡为了增强学习时迁移的效果,我们在高中物理教材设计中要给予学生适当的情境,但是应避免过度情境化,因为这样反而会使学生陷到具体情境中去而不能灵活进行迁移,因此这个度的把握十分重要｡在所设计的情境中,我们应尽可能使情境复合化而避免单一,因为理论的研究已经表明复合的情境比单一化的更有利于学生知识技能的迁移｡对于在情境化学习中获得的知识,我们还应设法引导学生总结方法,从单一的问题解决中走出来,去理解相关类群问题解决的方法与策略｡
这一点也同样适用于问题表征,无论是我们设计的问题,还是学生在解决问题中要总结的一般原理与方法,我们都要由单一问题的表征走向更高层面上一般问题的表征｡为了帮助学生比较顺利地实现学习的迁移,高中物理教材正文中的例子和课后的习题之间在原理和使用方法上要有一定的重叠量,同类问题的内部之间､不同类问题之间要有一定的联系,也就是说要注意学习领域和应用领域之间的重叠部分的比例,比例太大则对学生而言过于简单而没有挑战性,达不到迁移的目的;比例太小又会因跨度过大而使学生感觉十分困难,同样不利于迁移｡对于比较庞大或难度较高的问题,我们应设计一些小的子问题来减缓坡度,这些小的问题同时还兼有一些提示的作用｡
3.关于技术手段的应用方法和目的｡可以说,技术是构建学习环境的一个手段,其目的是创设一种高情境化的学习,因此在教学中有关技术手段的运用应同样以此目的作为引导｡高中物理教材中技术手段的应用更大量地应该在怀疑､拓展､探索与研究上｡基于这一目的,同样的问题我们就能用不同的方法呈现出来,对学生可提出不同的要求,当然结果也就不能总是强求一律,这是我们在各种实验设计中首先要摆正的观点和方向｡
4.关于教材中的多媒体和超媒体提供｡基于知识的多种外部表征有利于学习的原则思考,教材虽然主要表现为一种文本化的知识表征,但它应提供一些超媒体学习的链接方式和提示｡多媒体教学的教学方式实际上是教材内容呈现的一种立体化和活化,它是目前发达地区教学的主要呈现方式｡然而网络技术的发展和网络资源的丰富使得它能够提供的素材和呈现手段更为先进,与多媒体教学相比,具有其许多不可比拟的优势｡个性化学习和个性化教学也是当前国际､国内课程改革与教学改革的发展趋势和要求,因此超媒体教学引入教材,应是新课程标准下高中物理教材编制者在设计问题场景时必须要考虑的一个技术要点｡我们的教材不仅要提供文本材料,而且应包括一些相应教学网站资源的建设,应大量提供相应内容的网络链接,课堂教学中可引入网络应用,这些都需要在教材编制和教学设计中明确体现出引导的方向和要求｡
5.关于认知工具､任务情境和控制方法｡教材与教学不能包办一切,但它们提供的思考问题有使用多种工具的机会｡关于工具的建议是应多种多样的,既可以使用实验室设备,也可以在家中就地取材或学生购买,甚而可包括一部分工具由学生自制｡解决问题的场所可学校､可家里;可实验室中､可教室中;可多人合作､可单独进行;可安排专门课时完成､可留出一周时间作业;可由教师指导讲评､可学生商议互评｡在教材中可以给出部分工具使用方法的提示或制作的方法,但是具体如何使用､制作这些工具应给学生留出思考的空间,有关这一方面的空白和不足应由教师在课堂教学中补足,教材不应安排得过于详细｡
同样对于所提供的任务,必须要体现“真实”的原则｡具体的方法就是:一､应给学生提供尽可能多的广泛而使用各种工具的机会;二､要给学生留出足够的思考和创造的空间;三､学生对该问题应有完成的兴趣和热情,应渴望多方沟通､多种设想,以完成任务来满足自己学习的欲望和成就感,并在任务完成之后对所用知识有清晰的和更进一层的认识;四､所设问题应体现它的社会需要性和现实应用性,学生觉得学有所用,而不是应付教师留下的“作业”｡
关于问题解决过程中的控制方法和程度也应区分为两类来考虑设计:一类可提供程序性的步骤,它们可在程序性的问题和实验验证中出现;一类只提出一些宽泛的要求,它们可在探索性的问题和实验中出现｡在教师指导用书中,一可对问题性质作些说明,以指导教师对这些问题的处理方法｡二可再补充一些有关这两类的问题,这样有利于让教师根据当地学校学生的实际情况灵活调整｡
6.关于教材中学习环境设计理论的应用应体现的态度和思想｡设计者应让学生理解到,不能抱有坚信教科书中的各种规律与概念是客观性的和绝对真理的哲学观点｡各种规律､概念与判断只是前人对客观世界和发生事件的主观性的一种规律性的描述和总结,这种描述手段的运用及其形成过程的本身就不是客观的,做出这一描述与判断的行为主体也是在进行主观性色彩很浓的脑力劳动,他们所描述的对象或事件是客观存在的或客观发生的,但不代表由他们抽象出来的规律与判断也就具有绝对的客观性｡高中物理教材中苦心考虑学习环境设计理论的运用,就是要培养学生敢于怀疑､善于怀疑､勇于创新､团结合作､综合学习､学习过程与社会实践能紧密联系的精神和能力｡(责任编辑 李海燕)