再论“首要教学原理”（下）

2023-09-12戴维梅里尔肖莉盛群力

数字教育 2023年4期

戴维·梅里尔/著肖莉/译盛群力 /校

（1.犹他州州立大学，美国犹他州洛根 84322； 2.武汉船舶职业技术学院，湖北武汉 430050；3.浙江大学教育学院，浙江杭州 310058）

一、评估问题与方法

（一）教学策略效能水平

“首要教学原理”为设计e3（体验式工程教育）教学提供了指导，这一原理也可用于评估现有教学的效果、效率和参与度。图1（见下页）示例了戴维·梅里尔（David Merrill）观察到的一种常见的课程排序设计。你可能也见过这种常见的课程排序，你自己的课程也可能以类似的方式排序。课程或模块由代表课程内容的主题清单组成。图1中的箭头表示针对主题呈现信息。立方体表示呈现新知后，偶尔插入一次测验或练习帮助解释该主题。教学排序是一次教一个主题。课程或模块结束时，会有一个最终的测试，或在某些情况下，会有一个最终的项目，要求学生运用主题相关知识完成一些任务或解决一些问题。

图1 常见的课程排序方式

有时这种排序方法在帮助学习者获取技能或学会解决问题方面非常有效。但大多数情况下，这种排序都是无效的，对学生来说没有参与度。这种排序对学生学习的效果和参与度的影响取决于学习事件的类型，图1 中采用箭头和立方体表示学习事件。

有很多不同类型的教学事件，也许最常用的教学事件就是呈现信息或“明理”了。明理可以有很多种形式，包括讲座、视频、课本、PowerPoint 演示等。另一种常用的教学事件是让学习者记忆他们所听到的、读到的或看到的东西。我们将这种记忆性的教学事件标示为“答问”。

如果在图1 中呈现的教学事件（箭头表示）标示为“明理”，练习或测试（立方体表示）标示为“答问”，那么这种课程不会很有效，很可能无法让学习者充分准备好运用所学知识完成一个项目。如果最后的教学事件是回答问题式的期末测试而没有采用项目考评，学习者也许会取得良好的考试成绩，但并不能帮助他们将所学知识用于解决复杂问题或完成复杂任务。

戴维·梅里尔提出通过逐一应用“首要教学原理”，形成一组效能逐渐递增的教学策略。伯恩斯坦（Bernstein）主张主动学习，而不是被动学习，但也指出问题不仅仅是“主动学习是否有效”，而是需要进行更为细致的比较，说明主动学习的相对贡献。效能递增的教学策略可能有助于深入了解有关主动学习的假设，梅里尔将这些效能递增的教学策略表述为一系列的假设。如下引用了梅里尔提出的效能递增假设。

图1 代表的“明理-答问”的教学策略被认为是一种只呈现信息、效能水平为0 级的教学策略。尽管它是效果最差、最不吸引人的教学策略，却是最常见的。

假设1：如果在只呈现信息的0 级效能水平教学策略基础上，增加“示证新知”，就是1 级效能水平教学策略，能提高复杂任务的表现水平（示证新知原理）。

假设1.1：在示证新知中增加学习者指导，有助于进一步提升复杂任务完成效率和效果。

假设1.2：在示证新知中采用相关的媒体，有助于进一步提高学习效率、效果和参与度。在示证新知中采用无关的媒体，将降低学习效率、效果和参与度。

假设2：如果在包含信息呈现和示证新知的1 级效能水平教学策略基础上，增加“应用新知”，就是2 级效能水平教学策略，能进一步提升完成复杂现实世界任务的表现水平（应用新知原理）。

假设2.1：在应用新知中提供逐渐减少的辅导，有助于进一步提升学习效率、效果和参与度。

假设3：3 级效能水平教学策略在继续采用示证新知和提供矫正性反馈的应用新知的基础上，加入了“聚焦问题”，能进一步提升解决问题和完成复杂任务的表现水平（聚焦问题原理）。

假设3.1：在聚焦问题策略中，增加难度递增的任务序列，有助于进一步提升学习效率、效果和参与度。

假设4：在效能水平1 级、2 级或3 级教学策略的基础上，如果能提供机会或激发学习者回忆相关经验，将进一步提升学习效率、效果和参与度（激活旧知原理）。

假设5：在效能水平1 级、2 级或3 级教学策略的基础上，如果能提供内容的组织结构，将进一步提升学习效率、效果和参与度（激活旧知原理）。

假设6：在上述任何一种教学策略中加入“反思-整合”，都可以进一步提升学习效率、效果和参与度（融会贯通原理）。

假设7：在上述任何一种教学策略中加入“创造-整合”，都可以促进新学知识和技能的迁移，用于解决教学情境以外现实世界中的类似问题（融会贯通原理）。

假设8：在上述任何一种教学策略中加入“公开发布”-整合，都可以提升参与度，进一步提高学习的效率、效果和参与度（融会贯通原理）。

（二）复杂任务或问题解决表现的测评

“首要教学原理”提供了一组综合的处方性策略，可用于促进学习者获取完成完整、综合和复杂任务所需的所有知识和技能。常见的测评形式要求学习者记住灌输的内容，或孤立地执行独立于完整程序的单个步骤，或者根据有限的条件开展孤立的预测，都不足以评估现实世界任务的复杂性，或评估基于“首要教学原理”的教学策略的贡献。对复杂的现实世界任务表现进行合理的测评，要求我们能够检测到能力的增量，表现出在完成一个完整复杂任务或解决一个完整复杂问题的过程中逐渐增加的技能。文献中一般将这种测评称为“能力本位测评”，即测评学习者如何执行现实世界任务和解决现实世界问题，这些任务和问题都是在教学结束很长时间后他们会碰到的。

梅里尔简要地描述了3 种可用方法，设计复杂任务中的能力等级测评。

1.确定一个任务序列，完成任务所需要的步骤或复杂度递增。学习者连续完成任务，直到其无法完成某一项任务。采用合适的评分方式，给任务序列中最高水平的任务打分，学生能以可接受的方式完成该完整任务。

2.对于难以找到难度进阶的复杂任务，给学习者提供辅导程度不同的一个任务。当学习者无法继续下去时，提供第一级的辅导。如果学习者碰到了困难，则提供第二级辅导，直到学习者能够完成任务。学习者解决问题或完成任务需要的连续精细化辅导越多，分数越低。

3.对于单个分阶段的复杂任务，“迈向完整解决方案的每个阶段都需要更多的专业知识……按照学生解决问题所需要的阶段数量来评分”。

（三）波纹环状教学设计模型

波纹环状教学设计模型开发的目的是提供一个比传统教学系统开发ISD（教学系统设计）模型更合适的方法，用来开发以问题为中心的教学设计。该模型试图克服传统教学设计中采用的ISD 模型的局限。

原理取向：ISD 程序中强调的步骤无法带来e3学习结果，这些步骤带来的产品是实现预期学习效果的条件。波纹环状模型则规定了这些教学设计产品，也就是会带来e3学习结果的条件。

内容为先：内容为先的方法强调内容的“细节刻画”，而不是内容的“一般信息”。波纹环状方法的设计流程始于对学习者待解问题实例的细节刻画。该问题实际上就是所要达到的目标的细节刻画，而不是对该问题及解决方案的抽象描述。

聚焦问题：波纹环状方法提供了实际问题的细节刻画及其解决方案的示例，相较于对该问题的抽象陈述，学习者更容易理解。

原型设计：波纹环状模型生成的原型模型包括了实际的学习内容材料，允许学习者与教学策略互动，而不是一个抽象的设计文件。

在波纹环状模型图2 中（见下页），池塘里的小石子代表了一个现实世界问题的实例。石击水面产生的波纹就是教学设计要素。第1 道波纹是明确解决问题；第2 道波纹是设计问题序列；第3 道波纹是聚焦成分技能；第4 道波纹是适配教学策略；第5 道波纹是定型教学设计；第6 道波纹是安排教学评估。

图2 波纹环状教学设计模型

设计问题原型包括如下活动：

·确定教学的内容领域、主要目标和学习者群体。

·确定一类问题，当解决这些问题时，就能完成学习目标。

·收集问题细节刻画的样本。

·确定问题的内容要素——结果、条件、步骤和特征。

·设计问题细节刻画的原型示证。

·设计问题细节刻画的原型应用。

设计问题序列包括以下活动：

·从易到难设计多样化的问题细节刻画序列。

·确定序列中解决每个问题细节所需的成分技能。

·调整先后顺序，为学习者提供足够的机会，掌握所有需要的成分技能。

设计成分技能包括以下活动：

·针对问题序列中所有细节刻画的条件和步骤，决定如何分配示证和应用教学活动。

·针对问题序列中所有细节刻画的条件和步骤，根据以上分配策略，确定如何开示例证和应用教学活动。

·采用“课程评价检查表”，检查所设计的教学策略是否恰当。

设计结构化框架强化策略包括以下活动：

·设计一个结构化框架。

·设计基于结构框架的指导。

·设计基于结构框架的辅导。

·设计基于结构框架的反思。

设计同伴互动强化策略包括以下活动：

·同伴互动小组分组。

·设计用于激活旧知的同伴分享。

·设计用于示证新知的同伴讨论。

·设计用于应用新知的同伴合作。

·设计用于融会贯通的同伴互评。

通过完成如下步骤，最终确定你的功能原型产品：

·采用“课程评价检查表”评审课程。

·设计缺失的课程成分。

·设计标题页面和导入性学习事件。

·设计指导和辅导用的结构化框架。

·设计学习小组使用的同伴互动。

·设计总体的课程结构。

·设计有参与度的外观。

·设计清晰的导航和说明。

·设计细节刻画拓展材料的链接或补充材料。

·设计课后材料，用于学习者以后复习。

采用如下步骤，实施合适的评估：

·确认评估机会，为收集学习者表现数据而设计反应事件。

·设计和调整反应事件，确定要收集到的特定数据。

·设计和调整功能原型，使其有助于你收集和保存学习者的表现数据。

·实施持续性评价，获取学习者互动数据和表现数据，包括专业评审、一对一试验和小组试验。

·将评价数据运用到功能原型的持续性改进中。

二、核心研究结果和当前趋势

如下论文回顾了梅里尔提出“首要教学原理”所查阅和参考的教学设计原理，总结了很多支持“首要教学原理”的研究结果。有些研究直接测试了“首要教学原理”的实施效果，本节最后部分也提到了来自世界各地的最新研究情况。

（一）“首要教学原理”是否得到了广泛实施？

巴克利（Barclay）等人的一项研究分析了5 个国家的网站，其中少数网站实施了“应用新知”或“示证新知”原理，但大多数网站没有实施“首要教学原理”中的任何原理。

慕课（MOOC）是最近非常流行的一种授课方式，这些大规模在线开放课程（massive open online courses）在实施“首要教学原理”方面做得如何呢？马加里安（Margaryan）及其同事仔细分析了不同机构提供的内容不一的76 门慕课，以了解这些课程实施“首要教学原理”的情况。总的结论是，这些课程大多没有实施“首要教学原理”。

经查阅一所美国国际大学52 名教师所授课程的129 份教学大纲。教学大纲被分成了4 种类型：不合格型（inadequate）、传统型（typical）、教学型（instructional）和问题中心型（problem-centered）。传统型教学大纲一般包含：记忆性目标或笼统的目标、按主题排序的课程安排、明理-答问式的学习任务和一场期末体验或测试。教学型教学大纲包括：识别实例（DO-identify）或执行步骤（DO-execute）的目标、以任务为中心的课程安排、识别实例或执行步骤的作业，以及一项要求完成识别实例或执行步骤任务的最终活动。问题中心型教学大纲包括：聚焦问题的目标、按问题序列排序的课程安排、涉及解决完整问题或完成完整任务的作业，以及要求完成一项新任务或解决一个新问题的最终活动。传统型教学大纲没有实施“首要教学原理”；教学型教学大纲实施了“首要教学原理”里的1 级和2 级效能水平教学策略；问题中心型教学大纲实施了3 级效能水平教学策略。调查结果显示，一共有7 个不合格型教学大纲、82 个传统型教学大纲、27 个教学型教学大纲和13 个问题中心型教学大纲。提交了教学型和问题中心型教学大纲的教师都曾经参加过作者提供的“首要教学原理”研讨会。

（二）“首要教学原理”是否能促进更多的e3 教学？

NETg 是一家销售计算机应用软件教学服务的公司，该公司进行了一项研究，将他们现有的、主题中心式Excel 课程版本与问题中心式课程版本进行了比较，后者是根据“首要教学原理”开发的。实验的参与者来自几个不同的公司，他们都是NETg 的客户。两组的评估都包括为3 个现实世界问题制作Excel 电子表格。问题中心式课程学习小组比主题中心式课程学习小组得分明显更高（分别为89%和69%），解决问题的时间明显更短（分别为29 分钟和49 分钟），并表现出更高的满意度。所有差异的统计学意义都超过了0.001 的水平。

佛罗里达州立大学一名博士生完成了一项论文研究，其以Flash 编程学习为例，比较了主题中心式课程与问题中心式课程。这是一项严格控制的研究，变量仅限于技能教学的安排，一个是基于任务教学，一个是一项一项地教授技能。除了教学顺序和情境不一样，两个小组的学习活动是完全相同的。在迁移任务中，要求学生将所学Flash 编程技能用于新问题的解决，问题中心式课程学习小组的分数远远高于主题中心式课程学习小组，该小组的学生也认为教学更有针对性，使他们对自己的表现更有信心。报告也显示，在迁移任务中，问题中心式课程学习小组认为认知负荷更低。两组完成最终项目的时间没有差异。

弗里克（Frick）及其同事基于“首要教学原理”开发了一门关于学术不端的在线慕课。弗里克和达格里（Dagli）评估了2016 年该课程的学生成绩，以确定“首要教学原理”的效果。为了备考，学生可以学习所有或部分辅导材料。学生可以采用一种评估工具说明在学习这些辅导材料的过程中，体验到了哪种“首要教学原理”。研究取得了如下结果：

在研究生组中，认为自己经历了“首要教学原理”和成功学习时间（Academic Learning Time，简称ALT）的学生，比认为自己没有运用“首要教学原理”和ALT的学生，约有5 倍大的可能性达到“高度掌握”的程度。同样，在高中生和本科生组中，认为自己运用了“首要教学原理”和ALT 的学生，比认为自己没有经历“首要教学原理”和ALT的学生，约有3倍大的可能性达到“高度掌握”的程度。此外，根据每个原理的相对贡献值调查，高中生和本科生组更多地依赖“示证新知”和“应用新知”原理来实现知识掌握，而研究生组则倾向于体验所有的“首要教学原理”。而且，研究生组认为“聚焦问题”和“融会贯通”原理更有助于实现知识掌握，贡献值的分值更高。

本研究的结论是：

这些研究结果与梅里尔的主张及其有关“首要教学原理”能促进学习的预测一致。研究1 的结果显示，如果慕课采用“首要教学原理”设计，可能会带来更高质量的教学和满意度，并能促进学生在慕课中的学习。

从这些关于“首要教学原理”的研究中可以得出的结论是：基于“首要教学原理”设计的课程确实能促进学习效果、效率和学习者满意度的提高。

如下是在各种学科中和一些不同国家和地区实施“首要教学原理”的研究样本：

2015 年，杨百翰大学评审了3 套针对博物馆教育工作者的基础阅读材料，确定其是否采用了“首要教学原理”。

2016 年，德黑兰阿尔达比勒医科大学护理专业的学生被分为实验组和对照组，接受了实施“首要教学原理”教学的实验组在记忆和应用方面的表现都优于对照组。

2016 年，伊朗德黑兰的高中男生，实施了“首要教学原理”的一个生物课班级与传统方法组进行对比。研究结果表明，实验组的学生在4 个创造力要素方面比对照组的学生要好。

2017 年，香港大学将“首要教学原理”用于设计数学科目的两个翻转课堂教学。两组都有显著的学习效果。

2017 年，圣莫尼卡学院和新东南大学，基于“首要教学原理”，设计了一门混合式大学统计学课程。该课程促进了学习者在读写、推理和统计思维方面的概念理解。

2018 年，香港大学，“首要教学原理”用于设计翻转课堂。学生在中文、数学和物理科目的成绩水平都得到了提高。

2019 年，河内大学设计了一套编码方案，用于评估课程实施“首要教学原理”的情况。他们采用这一工具分析了一门英语精读课程。

2020 年，阿塔图尔克大学的一门数学课程采用“首要教学原理”设计了3 个版本：数字学习、混合式学习和翻转课堂学习。翻转课堂学习小组的成绩高于其他两个小组。

（三）“首要教学原理”对评估现有的教学有用吗？

科里斯（Collis）和马尔加良（Margaryan）以“首要教学原理”为基础，开发了评估标准，评估一家跨国公司60 门企业培训课程的质量。对于正在开发的课程，他们采用“首要教学原理”工具进行形成性评估；对于已经开发好的课程，进行培训后评估。他们的结论是：“首要教学原理”可以“作为一个评估框架，用于提高面向企业需求和工作场所任务的培训的质量”。

弗里克及其同事设计了一份学生评价问卷，让学生说明被评价的课程是否应用了“首要教学原理”。相关数据显示，课程中应用“首要教学原理”的程度与学生对教师质量的评价，以及课程的满意度评价具有相关性。如果课程采用了“首要教学原理”，那么学生花在任务上的时间更多，教师也认为他们学习进步更大。

坦纳（Tanner）探讨了将基于“首要教学原理”开发的评价量规作为一种质量标准的效度。通过该质量标准，可以依据课程本身的教学设计来评估其内在质量。该研究回应了梅里尔所说的“需要在各种环境、受众和学科领域中验证这些原理”。这一研究也旨在研究现有的专业知识测评和课程开发者与应用“首要教学原理”之间的关系，通过考察课程开发者如何应用“首要教学原理”来进一步了解其具备的专业知识，以及看是否有可能通过这种方式来验证现有的专业知识测评。

坦纳发现“首要教学原理”的应用与教师对教学设计概念了解情况的自评之间存在着明显的相关性。这些概念包括成人学习、多媒体理论、教学设计理论和教学设计知识水平。他发现“首要教学原理”可以用于教师主导的课堂、在线教学和混合式教学（讲授与在线学习相结合）。他也发现“首要教学原理”在某些学科中更容易得到应用。他的结论是：该研究验证了将“首要教学原理”评价量规作为一种质量标准的效度，这一质量标准仅仅根据课程的教学设计来评价课程内在的教学质量。

三、挑战、获得的教训和启示

有些人类专业知识领域是如此普遍，以至于每个人都觉得自己可以胜任，所需要的只是基本常识。在梅里尔的《首要教学原理》一文发表后，他经常听到有人说：“我很同意这些原理，我在教学中一直都在用啊。”有时候，对方还会提供机会，让梅里尔去评审或评价他们的教学。但几乎在所有案例中，梅里尔的观察都显示，教学设计者所认为的“示证新知”离他认为已经描述得非常清楚的“示证新知”差得很远，教学设计者所认为的“应用新知”更是无法满足他的e3教学标准。“示证新知”和“应用新知”是常见的词语，很多人读到这两个词就认为他们知道了这两个词的含义，认为自己设计的活动也符合这些原理。这些教学设计者似乎跳过或忘记了伴随这些原理的推论。这些课程都自认为实施了“首要教学原理”，实际上并没有。对这些课程的观察得到了严格实施的调查研究的验证。这些研究试图确定现有的教学在多大程度上实施了“首要教学原理”。研究发现，大多数被调查的课程都没有实施“首要教学原理”。

“首要教学原理”旨在提供一种处方性教学设计理论，可用于指导教学设计或评估教学。为了尽可能精确，一个理论必须仔细界定所涉及的概念和命题。这就要求在提及这些概念和命题时，一定要简洁并统一。在梅里尔提出“成分呈现理论”时，采用了简洁但较为深奥的术语（讲解通则、探究通则、讲解实例、探究实例），希望这些不常见的术语会让读者注意到这些术语的指称，不与更常见的词语相混淆。但读者经常抱怨说，有太多的专业术语，难以理解或记忆。因此，在这个理论的后期版本中，他使用了日常用语（明理、答问、示例、练习）。但由于这些术语非常常见，读者往往认为他们知道这些术语的含义，而没有将其含义限制在理论的精确概念上。