建构主义学习环境下的教学设计

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建构主义学习环境下的教学设计
北京师范大学现代教育技术研究所何克抗
一、引言
在研究儿童认知发展基础上产生的建构主义，不仅形成了全新的学习理论，也正在形成全新的教学理论。

建构主义学习理论和建构主义学习环境强调以学生为中心，不仅要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者；而且要求教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、促进者。

可见在建构主义学习环境下，教师和学生的地位、作用和传统教学相比已发生很大变化。

这就意味着教师应当在教学过程中采用全新的教学模式（彻底摒弃以教师为中心、单纯强调知识传授、把学生当作知识灌输对象的传统教学模式）、全新的教学方法和全新的教学设计思想。

以“学”为中心的教学设计（Instructional Design，简称ID）正是顺应建构主义学习环境的上述要求而提出来的，因而很自然地，建构主义的学习理论和教学理论就成为以“学”为中心的教学设计（ID）的理论基础，也就是建构主义学习环境下的教学设计（ID）的理论基础。

二、建构主义学习环境下教学设计研究的几种偏向
当前建构主义学习环境下的ID研究（即以学为中心的ID研究），随着建构主义的流行，正日益引起人们的重视，尤其是在多媒体计算机网络或基于Internet的教学环境下，对以学为中心的ID的应用更有其得天独厚的土壤。

因此，这个方面的研究近年来有较大的进展，但与此同时，也出现了一些不容忽视的偏向，应引起我们的警惕。

1. 忽视教学目标分析
在传统教学设计中，教学目标是高于一切的，它既是教学过程的出发点，又是教学过程的归宿。

通过教学目标分析可以确定所需的教学内容和教学内容的安排次序；教学目标还是检查最终教学效果和进行教学评估的依据。

但是在以学为中心的教学设计中，由于强调学生是认知主体、是意义的主动建构者，所以是把学生对知识的意义建构作为整个学习过程的最终目的。

在这样的教学设计中通常不是从分析教学目标开始，而是从如何创设有利于学生意义建构的情境开始，整个教学设计过程紧紧围绕“意义建构”这个中心而展开，不论是学生的独立探索、协作学习还是教师辅导，总之，学习过程中的一切活动都要从属于这一中心，都要有利于完成和深化对所学知识的意义建构。

在学习过程中强调对知识的意义建构，这一点无疑是正确的。

但是，在当前以学为中心的教学设计中，往往存在一种偏向，即看不到教学目标分析这类字眼，“教学目标”被“意义建构”所取代，似乎在建构主义学习环境下完全没有必要进行教学目标分析。

我们认为这种看法是片面的，不应该把二者对立起来。

因为“意义建构”是指对当前所学知识的意义进行建构，而“当前所学知识”这一概念是含糊的、笼统的。

某一节课文内容显然是当前所要学习的知识，但是一节课总是由若干知识单元（知识点）组成的，而各个知识单元的重要性是不相同的：有的属于基本概念、基本原理（是教学目标要求必须“掌握”的内容）；有的则属于一般的事实性知识或当前学习阶段只需要知道还无需掌握的知识（对这类知识，教学目标只要求“了解”）。

可见，对当前所学内容不加区分
一律要求对其完成“意义建构”（即达到较深刻的理解与掌握）是不适当的。

正确的作法应该是：在进行教学目标分析的基础上选出当前所学知识中的基本概念、基本原理、基本方法和基本过程作为当前所学知识的“主题”（或曰“基本内容”），然后再围绕这个主题进行意义建构。

这样建构的“意义”才是真正有意义的，才是符合教学要求的。

2. 忽视教师指导作用
在以学为中心的ID研究中出现的第二种偏向是忽视教师的指导作用。

建构主义提倡教师指导下的以“学生”为中心的学习。

它强调以学生为中心，但并未忽视教师的指导作用。

学生是信息加工的主体，是知识意义的主动建构者，教师则是教学过程的组织者、指导者，教师要对学生的意义建构过程起促进和帮助作用。

因此在以学为中心的教学设计过程中，在充分考虑如何体现学生主体作用、用各种手段促进学生主动建构知识意义的同时，绝不能忘记教师的责任，不能忽视在这过程中教师的指导作用。

事实上，以学为中心的教学设计的每一个环节（如情境创设、协作学习、会话交流和意义建构）若想要取得较理想的学习效果都离不开教师的认真组织和精心指导，以学生为中心，并不意味着教师责任的减轻，和教师作用的降低，而是恰恰相反——这两方面都对教师提出了更高的要求。

如果以学为中心的教学设计忽视了教师作用的发挥，忽视了师生交互的设计，那么这种教学必定失败无疑：学生的学习将会成为没有目标的盲目探索，讨论交流将成为不着边际的漫谈，意义建构将会事倍功半，花费很多时间，不得要领，甚至可能钻进牛角尖。

必须明确：在以学为中心的教学设计中教师只是由场上的“主演”改变为场外的“指导”（主演改由学生担任），教师对学生的直接灌输减少了甚至取消了，但教师的启发、引导作用和事先的准备工作、组织工作都大大增加，所以对教师的作用不应有丝毫的忽视。

3. 忽视自主学习设计
建构主义的核心是强调学生主动建构知识的意义，这无疑是正确的。

但是不少研究人员却由此得出结论：基于建构主义的、以学为中心的教学设计主要是学习环境的设计，即如何设计出适合于学习者主动建构知识意义的学习环境。

学习者的“自主学习”本身反而被忽视了。

显然，这是一种本末倒置。

建构知识的意义——这是建构主义的基本出发点，也是建构主义追求的最终目标。

但是“意义的建构”不是由别人（例如教师或辅导员）而是要由学习者自己完成——要由学习者在适当的学习环境下通过主动探索、主动发现，即通过“自主学习”才能完成。

学习者是认知的主体，学习者的自主学习才是对所学知识实现意义建构的“内因”，学习环境只是促进学习者主动建构知识意义的外部条件，是一种“外因”。

外因要通过内因才能起作用。

设计理想的学习环境是必要的，因为这有利于促进学习者的意义建构；但是更应重视学习者自主学习的设计，因为缺少这种自主学习，就是有再理想的学习环境，意义建构也无从说起。

以当前最有影响的建构主义代表人物之一D.H.Jonassen的观点为例，他就特别强调学习环境的设计。

在他最近发表的文章中[9]，提出了一种用于设计建构主义学习环境（Constructivist Learning Environment, 简称CLE）的最新模型，该模型如图1所示。

由图可见，它由六部分组成：
问题（包括疑问、项目、分歧等）：这是整个建构主义学习环境（CLE）设计的中心，学习者的目标是要阐明和解决问题（或是回答提问、完成项目、解决分歧）；
相关的实例（或个案）：与问题相关的实例或个案（如法律、医疗、或社会调查等方面的实例或个案）；
信息资源：与问题解决有关的各种信息资源（包括文本、图形、声音、视频和动画等）以及通过WWW从Internet上获取的各种有关资源；
认知工具：主要指在计算机上生成的、用于帮助和促进认知过程的工具，通常是可视化的智能信息处理软件。

如知识库、语义网络、几何图形证明树、专家系统等；
会话与协作工具：使学习者群体可以相互交流、讨论、协商，共同建构问题的意义；
社会背景支持：在设计建构主义学习环境时要考虑社会文化背景、客观环境、物质条件等方面对于当前学习所能提供的支持。

该模型所设计的建构主义学习环境可以为学生的自主学习提供三种教学策略支持：
建模策略：建模是CLE中最常用的教学策略。

有两种不同类型的建模：显性的行为建模和隐性的认知过程建模。

行为建模用来表明学习者在学习活动中应执行哪些活动以及如何执行这些活动；认知建模则说明学习者在从事这些学习活动时应当使用的推理方法。

提供操作实例就是“问题求解型”行为建模最常用的一种方法。

对认知过程的建模要复杂一些，为此要对各种学习活动中的思考过程事先进行记录、整理和分析，以便从中提炼出能帮助学习者加深对问题理解的推理结构。

教练策略：正确的教练策略有利于激发学习者的学习动机；可以观察、指导学生的操作并提供反馈；通过分析学生的成绩还可对他们的进一步学习提出中肯的建议。

教练的最重要工作是监控、分析和调节学习者各种能力的发展（包括言语信息、智力技能、认知策略、学习态度、动作技能等方面的能力发展）。

支架策略：这是根据维果斯基的最邻近发展区理论，对较复杂的问题通过建立“支架式”概念框架，使学习者自己能沿着“支架”逐步攀升，从而完成对复杂概念意义建构的一种教学策略。

从以上分析及图6所示模型可见，Jonassen对基于建构主义的、以学为中心的教学设计，重点是放在学习环境的设计，并从该模型所包含的六个组成部分出发，从六个方面对CLE的设计展开了详细论述。

而对在此环境下的学生的自主学习，只提供了三条教学策略予以支持，有关论述也比前面关于CLE设计的简略。

显然，这是没有把“自主学习设计”放在重要位置来考虑的本末倒置作法。

有的文章甚至干脆认为，基于建构主义的、以学为中心的教学设计就是指建构主义学习环境的设计[3]，这就走得更远了——完全抹杀了自主学习设计的必要性。

所以，我们认为，这是当前关于以学为中心教学设计理论研究中的又一个值得注意的偏向。

三、建构主义学习环境下教学设计的方法与步骤
根据目前国外有关文献资料和我们近年来在中小学进行试验研究的实践，我们认为，建构主义学习环境下的教学设计（即以学为中心的教学设计）其方法与步骤应如下面所述：
1.教学目标分析
对整门课程及各教学单元进行教学目标分析，以确定当前所学知识的“主题”（即与基本概念、基本原理、基本方法或基本过程有关的知识内容）。

在以教为中心的教学设计中，进行教学目标分析的目的是要从教学大纲所规定的总教学目标出发，逐步确定出各级子目标并画出它们之间的形成关系图。

由形成关系图即可确定为达到规定的教学目标所需的教学内容。

在以学为中心的教学设计中，进行教学目标分析的目的，如前所述，是为了确定当前所学知识的“主题”。

由于主题包含在教学目标所需的教学内容（即知识点）之中，通过教学目标分析得出总目标与子目标的形成关系图，即意味着已经列出为达到该教学目标所需的全部知识点，据此即可确定当前所学知识的主题。

常用的教学目标分析法有归类分析法、层级分析法、信息加工分析法和解释结构模型法（ISM分析法）等多种，详细内容可参看一般的教学设计教材（如文献[4]）。

2.情境创设
创设与当前学习主题相关的、尽可能真实的情境。

建构主义认为，学习总是与一定的社会文化背景即“情境”相联系的，在实际情境下或通过多媒体创设的接近实际的情境下进行学习，可以利用生动、直观的形象有效地激发联想，唤醒长期记忆中有关的知识、经验或表象，从而使学习者能利用自己原有认知结构中的有关知识与经验去同化当前学习到的新知识，赋予新知识以某种意义；如果原有知识与经验不能同化新知识，则要引起“顺应”过程，即对原有认知结构进行改造与重组。

总之，通过“同化”与“顺应”才能达到对新知识意义的建构。

而同化与顺应离不开原有认知结构中的知识、经验与表象，情境创设则为提取长时记忆中的这些知识、经验与表象创造了有利条件。

在传统的课堂讲授中，由于不能提供实际情境所具有的生动性、丰富性，不能激发联想，难以提取长时记忆中的有关内容，因而将使学习者对知识的意义建构发生困难。

情境创设应分两种情况[3]：一种是学科内容有严谨结构的情况（数学、物理、化学等理科内容皆具
有这种结构），这时要求创设有丰富资源的学习环境，其中应包含许多不同情境的应用实例和有关的信息资料、以便学习者根据自己的兴趣、爱好去主动发现、主动探索；另一种是学科内容不具有严谨结构的情况（语文、外语、历史等文科内容一般具有这种结构），这时应创设接近真实情境的学习环境，在该环境下应能仿真实际情境，从而激发学习者参与交互式学习的积极性，在交互过程中去完成问题的理解、知识的应用和意义的建构。

在这两种环境中均应有自包含的“help”系统，以便为学习者在学习过程中随时提供咨询与帮助。

3.信息资源设计
信息资源的设计是指：确定学习本主题所需信息资源的种类和每种资源在学习本主题过程中所起的作用。

对于应从何处获取有关的信息资源，如何去获取（用何种手段、方法去获取）以及如何有效地利用这些资源等问题，如果学生确实有困难，教师应及时给以帮助。

4.自主学习设计
自主学习设计是整个以学为中心教学设计的核心内容。

在以学为中心的建构主义学习环境中常用的教学方法有“支架式教学法”、“抛锚式教学法”和“随机进入教学法”等。

根据所选择的不同教学方法，对学生的自主学习应作不同的设计：
（1）如果是支架式教学，则围绕事先确定的学习主题建立一个相关的概念框架。

框架的建立应遵循维果斯基的“最邻近发展区”理论[5]，且要因人而异（每个学生的最邻近发展区并不相同），以便通过概念框架把学生的智力发展从一个水平引导到另一个更高的水平，就像沿着脚手架那样一步步向上攀升。

（2）如果是抛锚式教学，则根据事先确定的学习主题在相关的实际情境中去选定某个典型的真实事件或真实问题（“抛锚”）。

然后围绕该问题展开进一步的学习：对给定问题进行假设，通过查询各种信息资料和逻辑推理对假设进行论证，根据论证的结果制定解决问题的行动计划，实施该计划并根据实施过程中的反馈，补充和完善原有认识。

（3）如果是随机进入教学，则要创设能从不同侧面、不同角度表现学习主题的多种情境，以便供学生在自主探索过程中随意进入其中任一种情境去学习。

不管是用何种教学方法在“自主学习设计”中均应认真考虑以下三方面的问题：
●要在学习过程中充分发挥学生的主动性，要能体现出学生的首创精神；
●要让学生有多种机会在不同的情境下去应用他们所学的知识（将知识“外化”）；
●要让学生能根据自身行动的反馈信息来形成对客观事物的认识和解决实际问题的方案（实现自
我反馈）。

以上三点，即发挥首创精神、将知识外化和实现自我反馈可以说是体现学生自主学习的三个要素。

上面列举的三种自主学习设计（围绕“概念框架”的自主学习、围绕“真实问题”的自主学习和围绕“事物多面性”的自主学习）是目前国外比较流行的、适用于多媒体网络教学环境的自主学习方式，其详细内容及具体设计方法可参看文献[5]。

事实上，只要能体现学生自主学习的三个要素，就能有效地促进学生对知识意义的主动建构，而不一定局限于上述三种自主学习方式，更不一定要局限于外国的经验。

从我们自身的文化传统和教学实践中也能总结出不少非常有效的自主学习方式。

以发挥学生的主动性和首创精神为例，我们的先哲孔子所创造的“启发式教学法”就是一个光辉的范例。

关于“启发式教学法”，许多人都以为这是苏格拉底的首创。

这对于言必称希腊的西方学者来说是不足为怪的，可是在我们中国也有不少人持这种看法（尤其是在计算机教育界），这就未免“数典忘祖”。

事实上，孔子不仅一贯坚持启发式教学，而且“启发”式这个名称本身也是由孔子（而不是苏格拉底）所创造。

孔子比苏格拉底大82岁，孔子逝世后10年，苏才出生。

所以孔子才是真正的当之无愧的“启发式教学”创始人。

除此以外，孔子所创造的启发式教学法，其内涵也要比苏格拉底的“产婆术”更为丰富、更为深刻。

为了说明这个问题，我们不妨将称之为“产婆术”的苏格拉底启发式对话法与孔子的启发式教学法作一比较。

一位名叫欧谛德谟的青年，一心想当政治家，为帮助这位青年认清正义与非正义问题，苏格拉底运用启发式方法和这位青年进行了下面的对话（以下皆是苏问，欧答）[16]：
问：虚伪应归于哪一类？
答：应归入非正义类。

问：偷盗、欺骗、奴役等应归入哪一类？
答：非正义类。

问：如果一个将军惩罚哪些极大地损害了其国家利益的敌人，并对他们加以奴役这能说是非正义吗？
答：不能。

问：如果他偷走了敌人的财物或在作战中欺骗了敌人，这种行为该怎么看呢？
答：这当然正确，但我指的是欺骗朋友。

苏格拉底：那好吧，我们就专门讨论朋友间的问题。

假如一位将军所统帅的军队已经丧失了士气，精神面临崩溃，他欺骗自己士兵说援军马上就到，从而鼓舞起斗志取得胜利，这种行为该如何理解？
答：应算是正义的。

问：如果一个孩子有病不肯吃药，父亲骗他说药不苦、很好吃，哄他吃下去了，结果治好了病，这种行为该属于哪一类呢？
答：应属于正义类。

苏格拉底仍不罢休又问：如果一个人发了疯，他的朋友怕他自杀，偷走了他的刀子和利器，这种偷盗行为是正义的吗？
答：是，他们也应属于这一类。

问：你不是认为朋友之间不能欺骗吗？
欧谛德谟：请允许我收回我刚才说过的话。

从这一段生动的对话可以看出，苏格拉底启发式教学的特点是：抓住学生思维过程中的矛盾，启发诱导，层层分析，步步深入，最后导出正确的结论。

下面再看孔子的启发式教学。

他只有八个字：“不愤不启，不悱不发。

”（《论语·述而》）。

按宋代朱熹的解释：“愤者，心求通而未得之意；悱者，口欲言而未能之貌；启，谓开其意；发，谓达其辞。

”[17]可见，“愤”就是学生对某一问题正在积极思考，急于解决而又尚未搞通时的矛盾心理状态。

这时教师应对学生思考问题的方法适时给以指导，以帮助学生开启思路，这就是“启”。

“悱”是学生对某一问题已经有一段时间的思考，但尚未考虑成熟，处于想说又难以表达的另一种矛盾心理状态。

这时教师应帮助学生明确思路，弄清事物的本质属性，然后用比较准确的语言表达出来，这就是“发”。

孔子的启发式教学虽然只有八个字，但它不仅生动地表现出孔子进行启发式教学的完整过程，而且还深刻地揭示出学习过程中遇到疑难问题时将会顺序出现两种矛盾的心理状态，或者说两种不同的思维矛盾，以及这两种矛盾的正确处理方法。

和苏格拉底对话法相比较，二者的共同之处是：彼此都十分重视学生思维过程中的矛盾，但是两者处理思维矛盾的方法则完全不同：苏格拉底是通过教师连续不断的提问迫使学生陷入自相矛盾状态，从而把学生的认识逐步引向深入，使问题最终得到解决。

孔子则是由教师或学生自己提出问题，由学生自己去思考，等到学生处于“愤”的心理状态，即遇到思维过程中的第一种矛盾而又无法解决时，教师才去点拨一下。

然后又让学生自己继续去认真思考，等到学生进入“悱”的心理状态，即遇到思维过程中的第二种矛盾且无法解决时，教师又再点拨一下，从而使学生柳暗花明，豁然开朗。

由以上分析可见，苏格拉底的对话法实际上是以教师为中心，学生完全被教师牵着鼻子走，这种启发式虽然也能使学生印象深刻，但是由于学生的主动性发挥不够，对于较复杂问题的理解，即涉及高级认知能力的场合，恐怕对问题难以理解得很深入。

而孔子的启发式则是以学生为中心，让学生在学习过程中自始至终处于主动地位，让学生主动提出问题、思考问题，让学生主动去发现、去探索，从中找出解决问题的方法，教师只是从旁边加以点拨，起指导和促进作用。

两相比较，不难看出，尽管两种启发式在教学中都很有效，都能促进学生的思维，但是显然孔子的启发式有更深刻的认知心理学基础，更能发挥学生的主动性和首创精神，更有利于对知识意义的主动建构，因而在自主学习设计中我们应当采用的是孔子的启发式方法而不是苏格拉底的对话法。

再以实现自我反馈为例，在我们自己的教改试验研究中也不乏成功的经验。

在小学语文识字教学中，历来有200多个疑难汉字。

这类汉字或者是因笔画相似容易混淆或者是因笔画繁多难以记忆，造成难写、难记、难认。

不少语文教师反映，对这类疑难字，在一个学期中通过课堂讲解或是批改作业往往纠正过五、六次，可是到了期末考试还总是有15%到20%的学生会写错这类字。

为了解决这个教学难点，我们在
试验中设计了让学生通过计算机实现自我反馈的自主学习方式。

在老师讲解完疑难汉字的读音、笔画及字义以后，不仅让学生在田字格上写出来，还要让学生立即用认知码把这个字输入到计算机中去。

由于认知码对汉字的拆分符合语言文字规范和识字教学规律，如果学生对疑难汉字的字形或笔画辨识有误，则屏幕上不能正确显示该生当前输入的汉字（没有显示或是显示出别的汉字），这就等于给学生一个反馈信息：“你对该汉字的辨识有误，请仔细观察该字的字形及笔画”学生得到这个反馈以后，必定会认真考虑：为什么别人输入的对，而我输入的错了？从而去主动检查和发现自己的错误，然后加以纠正并重新输入，直至得到正确的显示为止。

这个过程完全由学生自己主动进行，无须教师介入。

通过几百所试验校的实践证明，运用这种自主学习方式到期末测试，几乎百分之百的学生都能正确掌握上面所说的这类疑难字。

为什么用传统教学方法，老师讲解（或批改）五、六次仍有不少学生掌握不了，而用新方法教学，却无须教师多费口舌去纠正，几乎所有学生都能很快学会呢？其根本原因就在于，前者采用的是传统的以教师为中心的灌输式教学，学生在学习过程中是被动的；而后者则采用能实现自我反馈的自主学习方式，由学生自己去发现错误，改正错误，在这过程中学生完全处于主动的地位。

至于知识外化（在不同情境下应用所学知识）方面的自主学习范例，在教学实践中更是不可胜数，这里就不一一列举了。

总之，自主学习的设计并不神秘，在这方面我们自己就有不少值得总结的经验；外国人强调学习环境设计，他们的好经验我们应虚心学习，但是决不能不加分析地盲目吸收，不能一味地跟在别人后面跑。

5. 协作学习环境设计
设计协作学习环境的目的是为了在个人自主学习的基础上，通过小组讨论、协商，以进一步完善和深化对主题的意义建构。

整个协作学习过程均由教师组织引导，讨论的问题皆由教师提出。

协作学习环境的设计通常有两种不同情况：一是学习的主题事先已知；二是学习主题事先未知。

多数的协作学习是属于第一种情况，但是第二种情况在教学实践中也会经常遇到。

例如中小学的语文课上，在多媒体网络教学环境下，让学生当堂进行看图作文或命题作文，然后在课堂的后半段利用多媒体教室网络进行全班性的评议交流就属于这种情况。

因为在此情况下，事先只确定了一个目标——通过集体的评议交流来促进全班的作文学习，而具体的评议内容即学习主题在事先并不清楚。

对于第一种情况，协作学习环境的设计应包括以下内容：
围绕已确定的主题设计能引起争论的初始问题；
设计能将讨论一步步引向深入的后续问题；
教师要考虑如何站在稍稍超前于学生智力发展的边界上（即稍稍超前于最邻近发展区）通过提问来引导讨论，切忌直接告诉学生应该做什么（即不能代替学生思维）；
对于学生在讨论过程中的表现，教师要适时作出恰如其分的评价。

对于第二种情况，由于事先并不知道主题，这时的协作学习环境设计没有固定的程式，主要依靠教师的随机应变和临场的掌握，但应注意以下几点：
教师在讨论过程中应认真、专注地倾听每位学生的发言，仔细注意每位学生的神态及反应，以便根据该生的反应及时对他提出问题或对他进行正确的引导；
要善于发现每位学生发言中的积极因素（哪怕只是萌芽），并及时给以肯定和鼓励；
要善于发现每位学生通过发言暴露出来的、关于某个概念（或认识）的模糊或不正确之处，并及时用学生乐于接受的方式予以指出（切忌使用容易挫伤学生自尊心的词语）；
当讨论开始偏离教学内容或纠缠于枝节问题时，要及时加以正确的引导；
在讨论的末尾，应由教师（或学生自己）对整个协作学习过程作出小结。

6.学习效果评价设计
包括小组对个人的评价和学生本人的自我评价。

评价内容主要围绕三个方面：
●自主学习能力；
●协作学习过程中作出的贡献；
●是否达到意义建构的要求。

应设计出使学生不感到任何压力、乐意去进行，又能客观地、确切地反映出每个学生学习效果的评。