聚焦真实问题解决的经典意义学习模式解析

陆 琦,肖龙海

(浙江大学教育学院，浙江杭州 310058)

“以学生为中心”“转变学习方式”是近几年我国教学改革与实践的两大重要关键词。与此同时，来自国外的一些新式教学设计模型，如PbL(Problem-based Learning)、UbD(Understanding by Design)、深度学习、4C/ID模型、ICAP学习方式分类学等，也成为我国中小学课堂教学的理论与实践研究热点。虽然这些模型在国外已得到了大量实证研究支持，但在国内的教学改革活动中，教师们还处于理论学习与实践探索阶段。对教师们来说，更迭快速且特征不一的学习模型容易让人“眼花缭乱”，更难以厘清模型之间的关系与其价值理念。那么，这些新模型是否拥有着一个共性的学习理念可以来帮助教师们理解和学习呢？本文旨在“剥茧抽心”，提取出这些模型共同的“意义”。

“告知过的便忘了，见过的才记住，参与过的方懂得。”[1]165这句话通俗地解释了意义学习的要义，即学习者需要主动地在学习的内容与已知之间建立联系，在认知结构中整合新旧知识，在经验中建构意义。那么，意义学习是如何一步步从定义、属性、价值发展成为完整的可持续发展的教学设计理念的呢？本文主要从意义学习的理念、技术应用观、教学设计思想来作一些探讨。

一、 面向意义学习的学习理念解析

(一)意义学习的定义与概念解析

“意义学习”这一概念最早由格式塔心理学家卡托纳(G.Katona)提出，他区分了两种学习类型：机械学习(Rote Learning)与意义学习(Meaningful Learning)。机械学习是条件反射或重复练习所形成的某种联结，而意义学习则要求学习者能从某一情境中获得顿悟或能理解某一过程。[2]5之后，奥苏贝尔(A.David)对意义学习的发生条件作出了辨别，即：(1)学习材料本身具有逻辑意义；(2)学习者的认知结构中具备了与新知识建立关联的知识准备；(3)学习者具有参与意义学习的心向或意向。[3]1梅耶(R.E.Mayer)的研究继承了奥苏贝尔的认知立场，同时又加入了建构主义对于学习本质的讨论。他指出意义学习的发生要经历三个认知过程：(1)选择：选择相关信息；(2)组织：将所选择的信息组织成一个连贯一致的整体；(3)整合：将组织好的信息与原有知识结构整合在一起。[4]在认知探讨的基础上，罗杰斯(C.R.Rogers)继续补充了情感维度。他将有意义发生的学习命名为“意义学习”，意义学习不仅包含事实累积的学习，还涉及使个体的行为、态度、个性以及在未来选择行动方针时发生重大变化的学习，[5]“价值(Value)”是判定意义学习是否对个人产生意义的主要标准。意义学习的发生需要满足四个要素：个人参与，自我发起，学习渗透，自我评价学习。在完善了意义学习的认知与情感维度后，乔纳森(D.H.Jonassen)进一步为意义学习赋予了学习目的，他建立了“意义学习分类学”模型，使意义学习的发生指向了问题解决，并概述了意义学习的五种属性：主动的、建构的、合作的、真实的、有意图的。[6]

(二)意义学习的内涵异同解析

1.从学习者地位来看，意义学习强调学习者主动参与学习的意向。奥苏贝尔以“心向(Learning Set)”一词描述这个概念，只有学习者具备主动将新知识与认知结构进行联结的意愿时，新知识才会获得实际意义；梅耶指出选择、组织、整合是一个连贯的认知加工过程，学习者不仅需要行为上的主动，更需要认知上的主动。罗杰斯的观点使意义学习多了一层人本主义关照，在认知参与的基础上又强调了情感投入的重要性，学习的本质并非全能以认知活动来概括，无论是学习材料的选择还是学习结果的评价都需要学习者对自己的学习活动解释其情感价值，这使得学习者(价值判断)的主体性地位得到了空前提高。乔纳森则为学习者的主动参与建立了明确的导向性，学习者需要具备问题解决的相关技能，在真实学习任务中解决问题，建构意义模型。

2.认知加工对象

从认知加工对象来看，意义学习对学习材料的逻辑意义作出了要求。学习者能够理解学习材料，方能以非任意的方式将其与已有知识结构建立联系。梅耶在创建意义学习的SOI模型时指出教师应选择结构上连贯一致的，且对学习者的发展有一定价值的材料。罗杰斯认知加工对象的判定以学习者自身的情感与理智为依据，支持让学习者“随心”地找寻自己满意的学习材料，为自己的学习行为和学习结果产生的价值负责。从这个角度来说，虽然罗杰斯的观点是对奥苏贝尔等“重认知主义”观念的超越，但他又不可否认地轻视了学习材料的属性对学习有效性的影响，因而未必能保证意义学习的“意义”真正发生。乔纳森则以“真实性”属性完善了意义学习发生的情境条件。乔纳森认为当教学从所处的情境中剥离出来时，也剥夺了教学的情境性线索和信息。[7]学习材料如果失去情境性，学习者就只能把这种“失真”的知识简单地当作算法程序一样去理解，无法建构知识与真实世界的联系。从这个角度来说，教学应既要让学习者去解决那些简单的、良构的问题，也要让他们接触复杂的、非良构的问题。

3.学习发生机制

从学习发生的内在机制来看，意义学习主要涉及的是认知结构上的变化。奥苏贝尔以同化理论来解释意义学习的内在机制。学习者能取得怎样的学习效果，主要取决于学习者认知结构中有没有与当前新学习内容相似的观念，以及相似的程度如何。[8]同化，即先“汲取相同”后“化为整体”，通过同化，新知融入到学习者的已有认知结构中，既丰富了内容，又完善了组织。

图1 梅耶的意义学习SOI模型[9]

梅耶提出了“意义学习的SOI模型”，如图1所示。意义学习发生于学习者对新信息进行认知加工的连贯过程。外部的教学首先进入感觉记忆中，学习者对其中的部分内容进行“选择”，选择后的信息进入到工作记忆中进行深加工，学习者在工作记忆中对这部分信息进行“组织”，形成连贯的心理表征，接着在长时记忆中与激活的已有知识进行关联，最后再次回到工作记忆中进行“整合”。只有当学习者完成了选择、组织、整合的三个阶段，意义学习才会发生，如果学习者只能完成其中的部分阶段，则有可能产生无效学习、非意义学习以及不充分意义学习的结果。罗杰斯基于存在主义哲学观的立场，重视经验对于理解人的行为的重要性，学习者在学习中以自我为中心，感知和体验学习对自身的意义与价值。但罗杰斯对这种人本主义的意义学习的论述更偏原则性和方向性，没有具体阐述个体经验的关联过程或价值的创造过程。奥苏贝尔与梅耶从记忆加工的角度描述了意义学习发生的整个过程，而乔纳森则从知识建构角度阐述了意义学习的模型建构活动，如图2所示。

图2 乔纳森的心智模型建构机制

意义学习首先需要概念转变。概念转变伴随着知识建构，其结果是生成相应的内在心智模型。建构是一个通过内部协商逐渐使得内在心智模型清晰化的过程，通过观察、操作、反思，运用心智模型解释、预测、推断他们对该模型的使用，从而进一步完善内在心智模型。[10]因而，概念转变是形成意义学习的核心机制，模型建构则是引发、支持并评估学习者概念转变的有力策略。

值得一提的是，奥苏贝尔与梅耶主要关注的是学习者个体的认知过程，而教学应采用各种策略来帮助学习者完成认知加工。其背后的隐喻是将学习视为个体的活动，并没有涉及到对学习社会性的探讨。罗杰斯认为若要使学习者在情感和理智上都能自我发起、全身心投入学习活动，则需要创设能让学习者自由学习的环境。[11]这里的“自由”不仅包括学习者独立组织学习活动的自主性，还包括能让学习者摆脱束缚心理，能与他人进行自由的、直接的、自发的沟通的宽松氛围。因此他主张学习者利用社区、建立小组等，与其他学习者多进行交流，这些互动策略有助于学习者解除戒备心理，促使学习者自主发现，探究问题。可见，虽然意义学习是自我建构意义的过程，但罗杰斯也认识到了群体与合作学习对于个人自由体验与表达思想和感情的积极作用。乔纳森也支持意义学习的“合作性”，学习是一个社会对话的过程，因而主张当代的学习理论应该更多地关注意义建构的社会本质。[12]7当人们遇到新问题或真实世界任务时，一方面可能会去寻求已有的问题解决方案，另一方面则有可能会去咨询有相关经验或经验丰富的他人从而找到问题解决方法。这种对学习社会性的认识以及开放的心态亦是意义学习应该具备的品质与理念。(表1)

发射台的发射天线基本都在60米以上，在当地也算是最高的建筑了，天线即作为发射体，也是最好的引雷体，因此遭受雷击的几率比较高，特别是雷电高发区，经常遇到雷电损坏匹配网络和发射机部件的事故，因此，在天馈线匹配网络中一定要增加避雷装置，确保发射系统的安全。图4是三种防雷网络原理图。

表1 奥苏贝尔、梅耶、乔纳森与罗杰斯的意义学习观比较

二、面向意义学习的技术应用观解析

问题解决为学习者提供了学习的目的，意义学习正是在问题解决的实现过程中发生的。为了解决日常生活中更频繁出现的非良构类问题，乔纳森提出利用技术作为学习者的思维工具。[13]10-18技术是支持学习者知识建构的工具，既能作为社会中介支持学习者在对话中学习，又可作为智能伙伴支持学习者在反思中学习。(图3)

图3 乔纳森的技术思维工具

对技术在教学方面的应用研究十分热衷的还有梅耶。梅耶以认知负荷理论为基础创立了多媒体双通道加工理论。(图4)

图4 梅耶的多媒体双通道加工理论[14]71

认知负荷的高低会影响学习者认知加工的效率与效果，因而可利用技术来解决学习者在学习过程中的认知资源分配问题。梅耶指出，人类的信息加工分别在言语信息加工通道和画面信息加工通道完成，教学过程中应同时向学习者呈现这两种信息类型，实现认知资源的充分利用。值得一提的是，虽然乔纳森确切指出了技术应用的切入点，把技术作为学习者对现象进行建模的工具，帮助学习者更好地将内在心智模型加以外显化，促进学习者的反思性概念转变与知识建构。但乔纳森的这一技术建模理念的不足之处也在于此，学习者在建模的时候需要整合大量的外部信息，这可能会给学习者带来高认知负荷从而妨碍了知识建构的效率。为解决这一问题，乔纳森提出了两个方面的建议：其一，技术工具提供更加完善的智力模型；其二，学习者进行更多的技术练习实践，提高图式应用的熟练度水平。在乔纳森的建构主义学习环境中，他为学习者提供了多种针对不同现象而使用的建模工具。然而这些思维工具的使用在很大程度上依赖学习者自身的专长水平，相较于不熟练学习的新手学习者，专家型学习者则更能因熟练地将多个要素合并为一个要素使得工作记忆的容量限制降低而获益。[15]22(表2)

表2 乔纳森、梅耶的意义技术观比较

三、面向意义学习的教学设计思想解析

从20世纪70年代至今，意义学习的教学设计思想在学习科学的发展中逐渐揭示其精华。

从教学设计的原理来说，奥苏贝尔以同化理论作为意义学习的发生机制。新学习内容与学习者已有知识之间的关系揭示了同化中协调与整合知识的不同水平，因此他提出了渐进分化、综合贯通、序列组织以及巩固的教学原则。[3]160-178奥苏贝尔认为，教学内容应该按照知识的包容性水平由高到低地安排，并由此区分从一般到具体的演绎教学以及从具体到一般的归纳教学。而为了促进学习者厘清新旧知识之间的包容性关系，则可采用先行组织者的教学策略。简单来说，就是在新知与旧知之间搭建一座桥梁，在呈现新知之前先向学习者提供先行组织者，为学习者提供一种便于同化的情境激活旧知，从而促进新旧知识建立关联，实现同化。梅耶的教学原理以认知加工理论为基础，学习者若要实现意义学习，就必须主动选择、组织和整合信息。在这过程中，良好的教学设计能为学习者尽可能地减少外在认知负荷的影响，帮助学习者更合理地分配认知资源。因此他主张为学习者创设一种能够使学习者和学习材料发生有意义互动的，符合双通道加工原理的开放式学习环境，促使学习者主动进行认知加工，进行意义建构。然而奥苏贝尔与梅耶所设计的教学策略都只针对学习者的某一认知环节，并没有生成完整的教学设计模式。从这一点来说，乔纳森与梅里尔(M.D.Memill)从意义学习的实现路径—问题解决出发建构了较为完整的教学设计体系。乔纳森认为，在问题解决的过程中可能会涉及四个活动要素：类别、建模、推理与论证。这四个要素并不是以线性的方式循序开展的，它们可能相互包含，如论证中需要建模、建模中又需要推理等。学习者在建构主义的学习环境中将通过思维工具更迭式地经历这些活动要素，不断提升工具使用的熟练度，磨合心智模型的完整度。梅里尔的首要教学原理是一个可螺旋发展的教学模式。先向学习者呈现真实问题，将问题分解成各项具体任务开展教学，再向学习者展示如何将学到的知识应用到问题解决之中。每次从激活旧知到融会贯通的一次经历都会完善学习者的认知图式，并以此作为下一次激活旧知的认知基础，从而使学习者在这个教学体系中能够获得可持续发展。就基本理念来说，乔纳森与梅里尔的教学设计都是为了促进学习者在问题解决中发展图式，但梅里尔的首要教学原理对于教学设计的方向指导更为清晰。

表3 奥苏贝尔、梅耶、乔纳森、梅里尔的意义学习教学设计思想比较

从教学设计的可行性来说，乔纳森为每一个问题解决中出现的学习结果都匹配了具体的教学策略与方法，并设计了不同学习结果的测评方式，使得教学实践者能够通过对学习结果的评价来检测教学策略和方法实施的有效性。乔纳森的教学匹配设计虽然便于教学实践者依据具体的教学情境有针对性地做出教学设计，但不可否认的是乔纳森将与每个学习结果匹配的教学策略划分得过为细致，致使教学实践者可能需要花费大量的时间去理解与选择合适的策略，这在某种程度上又限制了教学活动的灵活性与应变能力。相较而言，梅里尔是根据知识类型来加以定制教学策略的。梅里尔认为，每一种知识技能的发展需要有相应的教学条件支持，如果一个教学策略不能体现知识技能的特性，不能为技能的发展提供支持和指导，就没有促进学习发展的价值。[16]因此，他根据信息、成分、概念、程序、过程这五种认知领域的知识技能类型制定了相应的教学策略。这使得教学实践者不需要太费心费力地去区别多种不同的教学策略，在有限数量的认知领域中更能灵活地发挥教学智慧，制定个性化的教学策略。但根据知识类型来界定学习结果的分类也轻视了情绪、情感等方面的学习结果，从全视角学习的角度来说，学习是维持心智与身体平衡的活动，在获取新知识与技能的过程中，亦需要重塑动力、情绪与意志。由此，对于学习者在学习动机、学习态度、学业情绪等的积极引导与培养亦成为了意义学习延伸发展的重要课题之一。(表3)

四、经典意义学习的时代价值

21世纪需要更多的问题解决者和意义建构者，[17]这也是我们选择关注意义学习的重要出发点。当今世界需要人们会选择、解释并整合，利用信息来不断解决以往从没遇到过的新的非良构问题。从这个角度来说，帮助人们发展“可迁移的知识与技能”是这个时代对意义学习的“意义”而发出的呼吁。

当下，在我国中小学的教学改革理论与实践研究中，有三种热门的教学设计模型受到人们广泛的讨论与重视—UbD、4C/ID、ICAP学习方式分类学。UbD遵循“逆向设计”的原则，要求学习单元目标、评估要求与教学计划能够保持一致，旨在为学生提供更多机会主动建构意义并将之应用到真实情境中；4C/ID模型是一种专门用于复杂学习/综合学习设计的教学设计模式，通过整合多类学习领域和多样化的学习目标，帮助学生掌握解决复杂实际问题所需的再生性与创生性技能；而ICAP框架则将学习任务、认知过程和学习方式整合在一起，依据学生学习的参与程度将学习分成被动、主动、建构与交互四种方式，学习效能亦随着学生参与建构和交互程度的提升而提升。

图5 全视角学习下的意义学习与新式教学设计模型

之所以列举这三种教学设计模型，是因为它们都至少在内容、动机、互动中的其中两个维度上有着完整而独特的设计理念。UbD根据预期设定的学习结果，逆向规划单元，使得学习者有着明确的学习意图和可规划的学习路径；而理解为先的设计理念则有助于学习者为新知进行认知加工，理解意义并建构图式模型，因而UbD在内容与动机这两个维度上的表现尤为突出。4C/ID模型是专门面向综合/复杂任务情境所设的，学习者在解决问题和完成任务的过程中不仅需要掌握完成该任务所需要的新知识、技能与情感，更为重要的是，他们需要熟练应用协调和整合各种相关知识与技能的能力。[19]因而这样的学习情境常会设置在学习小组中，通过组建学习共同体或实践共同体来完成某项复杂任务，掌握综合认知技能。而ICAP的“被动-主动-建构-交互”框架则为意义学习的“合作性”属性在理论基础上找到了更清晰的依据，交互学习与建构学习既有关联，又有区别。交互学习只有在自我建构、序列建构和协同建构上做出选择，才真正具备了“交互”性，且交互性的程度越高，收获的学习效果越好。“参与就是能力”，“交往就是能力”，[20]从这个角度来说，ICAP学习框架为我们观察和分析课堂教学中的交往行为提供了可操作的工具，更能适应课堂教学的情境要求。(图5)

突出学习的主体性、能动性、适应性、建构性、个性化的自主学习，不仅将成为人们非正式和终身学习的主要方式，而且将成为包括学校教育在内的正式学习的重要方式。可见，无论学习模型或教学设计模式怎样更新，它们都始终围绕着“面向真实”“问题解决”“主动建构”、“迁移应用”这几个关键词展开。意义学习发展至今，其所包容的内涵不仅见证了教学设计领域范式的转变，更凝聚了教学设计历久弥新的精华思想。所谓“万变不离其宗”，相信通过对意义学习形成全面、深刻的理解将能帮助教师更好地学习与理解教学设计的新理论与新思想。