基于WEB的学习环境设计.docx
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基于WEB的学习环境设计
基于WEB的学习环境设计
基于WEB的学习环境设计
武法提
北京师范大学现代教育技术学研究所，北京，100875
【摘要】学习环境设计是以学为中心的教学设计的落脚点。
本文首先界定了学习环境的涵义，讨论了学习环境设计和教学设计的关系，总结了基于WEB的学习环境中的九种教学策略，在此基础上提出了基于WEB的学习环境设计的模型──WBLED模型。
【关键词】学习环境，学习环境设计，教学设计，教学系统，教学策略
一、学习环境的涵义
在当前的教育技术文献中，使用频率最高的名词（不是术语）之一就是“学习环境”。
但是，尽管“学习环境”一词在文献中频频出现，却极少有人去深入讨论究竟什么是“学习环境”，它有怎样的内涵,下面我们就来讨论这个问题。
环境是相对某项中心事物而言的，环境意味着中心事物在其特定活动展开的过程中赖以持续的情况和条件。
由此推及学习环境，它当然是学习活动展开的过程中赖以持续的情况和条件。
由于学习活动的主体是学习者，因而也可以把学习环境说成学习者在学习过程中进行学习活动的情况和条件。
学习环境中的“情况”是学习活动的起点和某一时刻的状态，而“条件”则是学习活动继续进行的保证。
学习环境中的“条件”包括物质条件和非物质条件，物质条件主要指学习资源；非物质条件包括我们常说的学习氛围、学习者的动机状态、人际关系，此外还包括系统采用的教学模式和教学策略。
学习环境是相对于教学环境提出来的，学习环境主要强调通过各种学习资源和教学策略支持学习者的学习活动，因而学习环境的概念是以“学”为中心的教学系统和学习系统的基础。
目前对学习环境的概念存在多种不同的理解。
在教学论中，教学环境往往被定义为“由学校和家庭的各种物质因素构成的学习场所”或“课堂内各种因素的集合”（田慧生，1996，p5），主要内容是家庭、学校、课堂中的物质因素，而文献中往往又把教学环境称之为为学习环境（田慧生，1996，p5）。
因此教育技术学理论中的学习环境也往往成为教学环境的代名词，没有涵义上的区别，如美国教育技术学家Knirk.F.G（1979,引自田慧生，1996）就明确将学习环境定义为“由学校建筑、课堂、图书馆、实验室、操场以及家庭中的学习区域所组成的学习场所”。
但是，我们认为不论教学环境或学习环境都绝不仅仅是物质环境，它们都包含着物质之外的教学模式、教学策略、学习动机、学习氛围等因素。
二者的区别在于教学环境是以“教”为主的环境，而学习环境是以“学”为主的环境。
因此，本文讨论的学习环境有其特定的内涵，绝不仅仅是“学习赖以进行的物理环境”，更不是讨论如何美化校舍、如何在教室中布置课桌椅等。
对学习环境的一种误解是认为学习环境是一个静态概念。
这种误解来源于前面讨论的“学习环境仅仅是物质环境”的判断。
事实上，学习环境是一个动态概念，学习环境与学习活动进程是共存共生的，随着学习活动进程的展开，学习环境中的情况和条件也不断变化，如：
当学习者遇到困难时，教学系统通过诊断来调整教学策略和学习内容，或者通过协作学习活动来支持学习者。
因此，学习环境和动态的学习进程是紧紧联系在一起的，把二者割裂开来就会导致静态的学习环境观。
也只有把学习环境放到动态的学习进程中去考察，才能设计出有效的教学系统或学习系统，也才能把握住学习环境的本质。
综合以上讨论，我们认为学习环境是学习活动展开的过程中赖以持续的情况和条件。
根据这个定义，学习环境的要素就不仅仅是支撑学习过程的物质条件（学习资源），而且还包括教学模式、教学策略、学习氛围、人际关系等非物质条件。
二、学习环境设计和教学设计
教学，从其本质上说是一种环境的创造（谢利民，1998，p92），即教学环境的创造。
而教学系统设计，即教学设计就其产品来看，实际上是教学环境的设计。
教学设计的结果是理想教学环境的蓝图，而按照这个蓝图进行教学开发的结果就是教学系统。
也有研究认为，教学设计的结果是经过验证、能实现预期功能的教学系统。
但是，我们倾向于将生成教学系统的过程分为教学设计和教学开发两个阶段，教学设计就是为了进行有效教学而对教学过程和教学资源所作的系统安排，教学开发就是按照教学设计结果开发教学系统的过程。
因此，教学设计即教学环境设计，教学开发即教学系统开发，是两个不同的阶段。
当前的研究认为，教学设计理论根据其理论基础，分别朝以教为中心的教学设计理论和以学为中心的教学设计理论两个方向发展（何克抗，1998b，p104）。
而以教为中心的教学设计理论深深植根于加涅的信息加工论，并以他关于教学设计的9－5矩阵为基础。
经过几十年的发展，教学设计理论基本形成了“加涅范式”。
处于“加涅范式”中的大部分教学设计原理隐含的概念是：
知识是背景独立和内容独立的，这种知识或技能一旦获取就能够容易地迁移到任何领域。
根据这种理论，任何事物都可以通过一个唯一的、最好的概念来表示，只要通过一定的教学事件，使学习者掌握这一概念，这种概念或知识就能够迁移到任何领域。
因此，以教为中心的教学设计的最主要的内容就是通过教学分析进行教学事件的设计以及呈现教学事件的教学策略的设计，我们把它归结为教学环境的设计。
因此，我们也可以说，以教为中心的教学设计就是教学环境的设计。
以学为中心的教学设计是教学设计的另一重要发展方向。
以学为中心的教学设计是以建构主义的学习理论为理论基础的，按照建构主义学习理论的观点，学习是学习者在一定的社会背景中，利用学习资源或外界帮助主动建构知识意义的过程。
因此，教学设计的主要内容是通过学习分析（包括学习者分析和社会背景分析），设计学习资源、认知工具以及学习者的自主学习、主动学习和支持自主学习、主动学习的教学策略、教学模式，我们把它归结为学习环境的设计。
因此，我们认为，以学为中心的教学设计就是学习环境的设计。
学习环境设计相对于传统的教学设计是一种崭新的观念，Duchastel.P（1993）认为学习环境设计适合于学习资源的灵活性和学习者中心，因而有可能成为教学设计的继承者。
学习环境生来就是面向鼓励和促进学习的，其目的就是促使有效学习的发生。
综上所述，学习环境设计是以学为中心的教学设计观念的落脚点，这一论断是基于我们对学习环境本质的认识。
三、基于WEB的学习环境中的教学策略
1、教学策略的涵义
关于教学策略的涵义，乌美娜（1994）认为教学策略是对完成特定教学目标而采取的教学活动程序、方法、形式和媒体等因素的总体考虑。
何克抗（1998，p120）认为教学策略是指教学方面的指南和处方。
这两种定义都是从教师教学的角度对教学策略的理解。
从学习者学习的角度来理解，我们认为，教学策略是为了支持和促进有效的学习而安排学习环境中各个元素的程序和方法。
在基于WEB的学习环境中，教学策略分为主动性策略、社会性策略和情境性策略。
这与Reigeluth（1983）将教学策略分为教学组织策略、教学传递策略和教学管理策略有所不同，但二者并无矛盾，区别在于前者是宏观上的划分，后者是微观上的划分，事实上在我们划分的每一类教学策略中都包含了组织、传递和管理的程序和方法。
在基于WEB的学习环境中主要的教学策略有9种，分属于以上三类（如表1所示）。
必须注意的是，这种分类并非绝对的，在9种教学策略中，某一种策略可能既体现了主动性原则的要求，又体现了社会性原则和情景性原则的要求，之所以将它们分类，是为了突出该策略的主要特点。
主动性策略
教练策略、建模策略、支架与淡出策略、反思策略
社会性策略
合作学习策略、小组评价策略
情境性策略
抛锚策略、学徒策略、十字交叉形策略、
表1基于WEB的学习环境中的主要教学策略分类
2、基于WEB的学习环境中的教学策略
（1）抛锚（anchoring）策略
在抛锚教学策略中，“锚”指的是包含某种问题、任务的真实情境。
抛锚教学策略的主要目的是使学习者在一个真实、完整的问题背景中，产生学习需要，通过学习者的主动学习、生成学习和教师的嵌入式教学以及学习小组中成员间的交流与合作，学习者亲身体验到从识别目标到提出和达到目标的全过程。
抛锚式策略试图创设有趣、真实的背景以激励学习者对知识进行积极的建构。
因此，抛锚式教学不同于通常课堂上的讲授，它在教学中使用的“锚”往往是有情节的故事，而且这些故事设计的有助于学习者进行探索。
（2）认知学徒策略（cognitiveapprenticeship）；
认知学徒策略的涵义是：
通过允许学生获取、开发和利用真实领域中的活动工具，来支持学生在某一领域中的学习。
“学徒”概念强调经验活动在学习中的重要性，并突出学习内在固有的依存于背景的、情景的和文化适应的本质。
学徒策略为学习者提供了大量的实践机会，它把工作当作学习的内驱力，学习不是为了一步步接近一个象征性的目标，而是把出色地完成工作作为学习的直接价值。
（3）十字交叉形（criss-crossing）策略
认知灵活性理论认为，学习者在建构知识意义的过程中，只有对知识进行多维表征，才能达到对知识的全面理解和灵活运用。
不同背景下建构的对知识的理解往往存在差异，这种理解从各自的角度看都是正确的。
而通过对知识意义的多角度建构，就会最终形成对知识的全面理解，这就是十字交叉形教学策略的涵义。
根据十字交叉形的思想，要求学习者从多个角度检查某一概念，这既能增强对该概念的理解，同时也能增强将这一理解迁移至其它领域的能力。
（4）建模（modeling）策略；
建模策略的涵义是：
在问题解决的过程中，通过对同类问题多个实例的研究，总结出解决某一类问题的固定程序和步骤，形成一个问题解决模型。
模型的功能在于详尽囊括了各项离散的学习行为，通过建模，学习者观察到了正式教育中无法看到的过程，开始将发生的事情同其原因联系在一起。
（5）教练（coaching）策略
教练策略的涵义是当学习者在学习过程中遇到困难、需要帮助时，教学系统通过诊断适时地给予适当的指导、建议、暗示和反馈。
它包括了给学习者指明方向、大略步骤的提示、提供附加的任务、问题或有疑问的环境。
教练可以是教师或智能导师。
在自主学习过程中，通常要求学习者自己做出决定和自己决定解决问题的策略，因此，指导和建议更多的是暗示性的而不是直接的，它只在学习者需要的时候才出现。
教练策略可以帮助学习者最大限度的使用自己的认知资源和知识，作出适当的决策。
（6）支架、淡出（scaffoldingandfading）策略；
与建模策略和教练策略相比，支架策略在支持学习者方面显得更为系统化。
支架策略的涵义是：
“为学习者建构自己对知识的理解提供的一种概念框架。
这种框架中的概念是为发展学习者对问题的进一步理解所需要的，为此，事先把复杂的学习任务加以分解，以便于把学习者的理解逐步引向深入”。
由此可知，支架的作用就是引导学习者在未知的知识空间逐步攀升。
（7）合作学习（cooperativelearning）策略
合作学习是指两个或两个以上的学习者通过讨论、互助等方式来互促学习，提高学习成效的一种教学策略。
合作学习策略所包含的所有方法都包含了这样一种思想：
学生们在一起学习，对自己和学习伙伴的学习都要负责。
合作学习策略按人数的多少可分为：
双人合作学习策略和小组合作学习策略。
（8）小组评价策略
小组评价策略有两种涵义：
一种是学习小组对其成员的学习成果进行评价；另一种是对小组的整体评价。
在这种策略中，学习者的努力程度、成绩和学习策略由传统的以教师为中心的观察和测验转向以学生为中心的小组合作评价方式。
小组评价的内容不仅包括学术方面的，也包括社交方面的学习。
（9）反思（reflection）策略；
反思是学习者反省自己的学习过程的策略。
反思策略往往并不被单独使用，而是和其它策略一起使用，作为其它策略的一个部分。
但作为一种有效的深化认知的手段，我们仍然将它作为单独的策略来讨论。
四、基于WEB的学习环境设计模型
1、关于教学设计的方法
基于“加涅范式”的传统教学设计是自上而下地展开教学设计进程的。
传统教学设计理论认为知识是有层次结构的，教学要从基本子概念子技能的学习出发，逐级向上，逐渐学习到高级的知识技能。
以这种理论为基础进行教学设计时，首先要进行任务分析，逐级找到应该提前掌握的知识，而后分析学习者既有的水平，确定合适的起点，设计出向学习者传递知识的方案。
建构主义者批判了自下而上的教学设计，认为它是过于简单化的根源。
他们在教学设计上遵循自上而下的设计路线。
即首先呈现整体性的任务，让学习者尝试进行问题的解决，在此过程中，学习者要自己发现完成整体任务所需首先完成的子任务，以及完成各级任务所需的各级知识技能。
在教学中，首先选择与儿童生活经验有关的问题，同时提供用于更好地理解和解决问题的工具。
而后让学习者单个或在小组中进行探索，发现解决总问题所需的基本知识技能，在掌握这些知识技能的基础上，最终使问题得以解决。
我们认为，不论哪种教学设计方法都有其优点和局限性，它们都有其特定的适应范围。
采用自下而上的设计方法，对概念、事实、规则等良构领域的知识可能教学效率更高一些。
而采用自上而下的教学设计对于非良构领域的知识如问题解决、策略学习则更加合适。
因此，我们认为应当区分不同的知识领域，有针对性地进行设计。
而不应当简单地以一种设计方法去否定另一种设计方法。
基于以上讨论，并在参考相关模型的基础上，我们提出了基于WEB的学习环境设计模型─WBLED（Web-BasedLearningEnvironmentDesign）模型。
2、WBLED模型
学习环境的设计可以从学习内容和教学策略两个方面分别进行，通过相互协调的循环设计，最后形成稳定的教学模式而融合到统一的学习环境中。
学习内容设计主要是考虑在创建学习环境时如何组织知识领域，包括问题情境中的知识序列和链接设计、学习资源的设计、认知工具的设计。
教学策略设计是指在学习环境中系统如何指导、暗示学习者、如何影响学习者决定学习的进程、协作和交流如何进行。
通过对学习内容和教学策略的循环设计形成稳定的教学进程模式或学习进程模式，从而创设出学习环境。
根据这个思想，得出以下WBLED模型，如图1所示。
定义学习领域
定义学习者特征
教学模式设计
学习情境设计
评价和修改
图1WBLED模型
这个模型的假设是教练的角色既可以由计算机承担，也可以由教师来承担。
在设计中，该模型努力将预定教学目标和学习者学习目标区分开来。
预定教学目标代表设计者希望学习者在学习环境中建构的知识。
学习者学习目标是学习者在自主学习过程中自定的目标。
传统的ISD模型主要关心预定教学目标,而WBLED的设计思想是学习者目标是第一位的，而基于WEB的学习环境的作用则是支持和帮助学习者达到他的学习目标。
（1）定义学习领域。
在学习环境设计中，需要首先定义学习环境所覆盖的领域知识有哪些，并区分领域内不同的知识类型：
良构知识或非良构知识。
在这一步，WBLED模型需要根据不同的内容区分预定教学目标和学习者学习目标，以便在下一步设计教学策略时确定不同的学习路径。
良构领域的知识常常采用预定教学目标，非良构知识常常由学习者自己生成学习目标，系统允许学习者选择是否提供有关学习目标的参考性建议。
（2）定义学习者特征。
分析学习者现有的认知结构和认知特点，据此建立学生模型，供智能教学系统查询。
学生模型是开放的，随着学习者不断使用系统，学生模型也随之修改。
需要指出的是，目前的教学系统不论是ITS系统或Agent系统，都没有很好地解决学生模型的建造问题，因为学习者的认知特点很难量化，不易于测定。
比较有效的办法是由学习者自己确定自己的认知特点。
（3）教学策略设计。
教学策略设计是WBLED模型的核心环节。
对于预定教学目标的内容，往往采用有指导路径，而由学习者自己生成学习目标的内容，则允许学习者自己控制学习路径。
在有指导路径，需要通过上述某一种或几种教学策略来创建一个引导学习者在这个领域学习的路径，有指导不等于强制，学习者仍然有很多自由选择的空间。
学习者控制路径允许学习者自己选择想学习的知识，而不需要设计者预先确定学习路径。
此时，系统必须提供学习资源、认知工具和相应策略的支持。
但是，学习者控制是相对的，系统仍然需要在学习者需要帮助的时候通过某种策略影响学习者决策，如通过教练策略和合作学习策略等。
教学策略设计还包括媒体的选择，即对某个知识点所包含的内容应当采用何种媒体表现形式以及何种交互方式。
（4）学习资源、认知工具设计。
在学习过程中，如果学习者自己生成的目标和设计者预定的目标不一致，就需要给学习者提供他所需要的资源和工具，以支持他实现自己的学习目标。
设计者应当针对学习主题，提供充分的资源支持，同时提供各种认知工具。
（5）教学模式设计。
教学模式设计是学习环境设计的落脚点，是对目标、资源、工具、策略设计的综合，在宏观上形成稳定的教与学活动的程序。
以上三个步骤需要经过多次循环设计才能完成，各设计环节需要相互协调、相互参考，并最终形成教学模式。
（6）学习情境设计。
以上设计环节经过循环设计，形成教学模式后，需要在一个统一的学习情境中实现，这就是学习情境的设计。
在学习情境设计中需要将以上策略、资源、工具、模式以人机界面的形式呈现给学习者。
学习情境的设计应当尽量采用与学习主题有关的真实的问题情境。
（7）评价和修改。
由学习者、学科专家和教学设计专家对设计完成的学习环境进行评价，提出修改意见，进行进一步的修改，使的设计不断完善。
【参考文献】
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香港，1998年6月
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Web-BasedLearningEnvironmentDesign
WuFati
作者简介
武法提，男，28岁，北京师范大学现代教育技术研究所讲师，教育技术学博士
研究方向：
计算机网络教育应用，智能代理（Agent）教育应用
科研情况：
1.教育部电教委教育技术学教学指导委员会项目CBE课程CAI课件的
研究与开发（1995.6－1996.6）本人为项目主要成员。
2.教育部基础教育司项目“小学语文多媒体汉字辅助教学系统的设
计与开发”（1995.7－1996.1），本人为项目组成员。
3.教育部基础教育司项目“小学语文四结合多媒体教学改革实验研
究”，（1996.9至今）本人为教育部总课题组成员。
4.国家自然科学基金项目“基于VR技术的高质量教育培训系统研究”
（1997.9至1999.4）,本人为项目组成员。
6.广东省南海市教育局项目“基于WEB的多媒体辅助教学系统”，
（1997.10－1998.1）,本人为项目主要负责人。
7.国家教育部、科技部“九五”重点科技攻关项目“佛山教育信息
网”示范工程，1999年3月至今，本人为项目组主要成员。
主要著述：
1、TheResearchofIntelligentDistanceInstructionalSystem
BasedonMulti-Agent,（1998），TheProceedingofICCE'98
Vol.2
2、基于代理的智能远程教学系统研究，（1998）ICCE'国际会议文集，第三卷
3、基于WEB的智能多媒体远程学习系统，（1998），Gccce'98国际会议文集
4、Internet上教育网络资源系统的设计，（1998）,Gccce'98国际会议文集
5、基于WEB的虚拟大学，（1999），计算机世界，1999年4月1日
6、多媒体课件设计的理论探索，（1997），中国电化教育，1997年第8期
7、TheDesignofMultimediaComputerwithVideoTapeAsVideoSource,（1997），TheJournalofLife-longEducation,1997.4
8、多媒体课件开发工具评述，（1996），计算机世界，1996年第44期
9、多媒体课件的设计和开发，（1996），中国电化教育，1996年第8期
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