變構模型與指導性學習環境創設研究

劉一凡 黃亨奎

摘 要：變構模型突破了已有學習理論從單一維度解釋學習現象的局限，以綜合的視角把學習視作學習者自主發生的概念系統轉換。其實質就是學習者主動發現、自我探究的過程，由此提出了影響學習的環境參數，給指導性學習環境創設提供了啟示。

關鍵詞：變構模型；概念系統；學習研究；指導性學習環境

一、引言

1.問題提出

關于學習，在教學領域有三大傳統。

第一種傳統把學習能力描繪成一種簡單、機械的記錄；知識的獲得是由一個空白的、隨時待命的大腦進行的，它是傳遞的直接結果。相應的，在教學中就表現為對知識的直線傳遞。這是一種教師直接教學、學生間接學習的模式，因此這種教學法被稱為“直授型”教學法，它假設信息的發出者和接收者之間只存在一種線性的、直接的關系。主要代表的理論為：學院派理論、認知派理論、技術派理論等。它的主要弊端是：學習者往往是被動地接受，失去了能動性。

第二種傳統建立在訓練的基礎上，人們設計一些情境，在情境中伴隨著可以立刻引發各種答案的問題；學習由“獎勵”或是“懲罰”促成；通過這樣一種條件反射，個體最終會選擇適當的行為，也就是可以使他避免遭受懲罰的行為。最具代表性的是行為主義模型。它的弊端主要是：一方面，它和前一種模型一樣，沒能激發學習者在學習期間的動機，覺得枯燥乏味。另一方面，這種模型不能處理復雜的學習。因為學習是個復雜的過程，不能僅僅用“刺激—反映”的方法來簡單處理。

第三種傳統就是所謂的“建構”教學法。它從個體自發的需求和興趣出發，提倡個體的自由發表、創造和覺知；它強調自主發現或是在學習行動中“嘗試—修正”的重要性。個體不再滿足于接受原始信息，而是要對其進行選擇并同化。建構模型將心智活動假設為在信息之間建立聯系的過程，甚至是不同層級的信息處理過程，這僅限于一些簡單的知識學習。抽象水平很高的主體在一些復雜的、高水平的新問題面前，不僅涉及運算水平，還涉及問題的類型、參考框架、語義網絡等。對思維方式和學習方式起定向作用的因素如此之多，卻沒有提及，這正是缺陷所在。

由此可見，三種主流的教學模型存在著一定的缺陷和不足，很有必要構思與推廣一種新的學習模型。

2.研究意義

為了揭示復雜的學習過程的機理，20世紀90年代，在美國及歐洲發達國家興起了學習科學研究熱潮。這一學科興起是為在通過對不同場景中教與學活動的跨領域研究形成對導致最有效學習的認知和社會過程的全面分析，進而幫助人們更深入、有效地

學習。

二、概念界定和理論闡述

“變構學習”這一術語來自生物化學的隱喻，它涉及一類叫做“變構蛋白質”的功能和結構。“變構學習”的發生機理與化學上的“變構蛋白質”的結構與功能很相似。在1988年間北美及澳洲地區召開的系列會議上最終確定將這種學習的理論命名為“變構學習模型（allosteric learning model）”。

1.學習的變構模型”有兩層隱喻內涵

（1）構成學習者思維獨特性的并非是他所錄入的觀點序列，而是他有能力啟動和調用。如同變構蛋白質的特定功能跟氨基酸序列無關，而是取決于氨基酸序列上起決定作用的活性位點的關聯程度。

（2）變構蛋白質的形態和功能只能從外界環境來改變，是環境讓他們運作起來。教師不可能直接參與學生的個體思維，但可通過教學環境來干擾學生的概念系統，進而促進學生學習。

2.變構模型對學習發生機理的解釋

（1）概念是一種思考方式，它不是教師到學生的單向簡單

傳遞。“優秀的教師奉送真理，偉大的教師引導學生發現真理。”變構學習理論認為，成功的教學在于讓學生學會學習，其前提和關鍵是學習者必須擁有適當的概念（concept）并形成可持續發展的概念系統（conceptions）。

學生的思維不是被動接受。教師在呈現出一個信號之前，學生的頭腦中已經擁有了跟這一信號相關的概念系統。這個概念系統不僅包括學習者已有的知識背景，還包括他們進行判定決斷時所運用的推理方式。兩者結合，使個體可以從周圍的世界中汲取有價值的信息。通過這種方式，可以對情境進行識別，來促進學生的已有知識，同時這一過程本身也成為學生獲得新知識的重要

途徑。

（2）擁有知識是由學習者起決定性作用的概念系統轉換過程

所致。教不等于學，只有在一些特殊的條件下，知識才能進行直接的傳遞，而這些特殊條件很少會在課堂上出現。每個個體都必須煉制和他自己已有經驗相容的含義體系。

獲取知識要經過一個叫做“概念煉制（elaboratin）”的活動。概念煉制，是指學習者借以把新信息與所調用的知識進行對照并生產出對解答他們的問題更為恰當的新意義，從而實現概念系統轉化的方式。

3.多個參數參與概念系統轉換

對學習者來說，概念系統轉換是一個繁復的過程。可以用函數來表示：CONCEPTION=f（P，R，M，N，S），也就是說，概念系統轉換是P，R，M，N，S等幾個參數相互作用的結果。

其中，P（Problem，問題），系指一系列的可以激發概念的比較明確的問題形式；R（set of References，參照系），是主體已有的一系列知識儲備，如各種思考和推理的程式等；M（mental Processes，心智處理），指由學習者自我控制的一系列智力加工；N（Semantic Network/grid，語義網絡），是指某一概念的核心和相關要素之間所有關系的相互聯系創造的具有新意義的網絡，并給概念自身賦予了含義；S（Signifiers，意義符），系指觀念、符號和標記等。

三、指導性學習環境的創設

實踐中，教師可以根據情境的需要，自己創設適當的教學環境。要通過八個交互的過程才能實現概念的轉換，即（1）提取知識；（2）自我對抗；（3）感受困惑；（4）大膽猜想；（5）勇于探索；（6）調用知識儲備；（7）思考或實施；（8）借助思維助手。為了確保上述學習過程的有效發生，教師必須提供相應的指導性學習環境，即在學習情境中，為了幫助學生解決問題，教師提供給學生所必須的各種條件性要素。由于學習者建構知識的方式并不是單一的，故指導性學習環境也應該是動態的，即所有學習環境要素只有發生相互作用并與8個正向學習過程進行交互才能實現對學習的有效干預。指導性學習環境設計要素主要包括以下七方面。

1.激發學生的學習欲望

成功學習的第一步是激發學生的學習興趣，產生學習的意愿和欲望。因為學生有了興趣，才會積極主動地愿意學習、樂于學習。因此，這就要求教師悉心發現、設計學生的興趣所在，這樣便會讓學生覺得所學內容與自己生活緊密相關，對所學知識充滿興趣。教師或活動設計者也可運用多種策略，如觀察、實驗、調查等，可以讓學生體會“動手”的樂趣、行動的樂趣。

2.制造學習“誘因”

學習中產生的困惑或不解往往是學生渴望學習的最佳動機。因此，可以利用學習環境創設一定的情境讓學生發現自己的理解或推理是有限的，甚至是矛盾的“失衡”狀態，從而產生學習的動力與渴望。這時，所提出的問題就會對他們的學習產生積極的推動作用。

3.保護并指導學生的探索

創造學習的誘因，也就是“失衡”狀態是讓學生產生動機的良好手段，但如果這種擾亂程度太大又會打擊學生的自信心從而阻礙學習。因此，教師還要創設安全信任的氛圍讓學生敢于探索并敢于質疑。在基于課堂的指導性學習環境中，教師更傾向于做學生的組織者、保護者與指導者，維護學生學習的動力與平衡。

4.創造想象與創新機會

想象常常是最好的學習手段，幫助學習者連結真實環境與科學世界的距離并超越已有的知識經驗探索未知的內容。想象往往為我們提供嘗試性的解決問題或形成概念的方法。因此，學習中要特意設計一些想象的任務，幫助學生在已有經驗的基礎上大膽探索未知，并提供檢驗假設的機會。

5.知識與生活相聯系

知識只有通過運用才能得到活化，才能具有可用性。設計的一個重要環節就是為學生提供能夠在生活中運用知識的情境，在生活中檢驗是否真正理解并掌握知識。這種知識運用的意義并不是簡單的遷移，它可以使學生跳出定式，形成某種抽象的能力。

6.引導學生學會優化組織知識

惰性知識是零散的、不系統的、缺乏意義的，這些知識通常很難運用。因此，設計中不能單純停留在讓學生獲得具體的單一知識，重點是能夠指導學生運用思維技能，在單一知識間產生聯系，建立良好的知識體系。這樣，知識才會被學生掌握地更牢靠。

7.幫助學生啟用思維助手

為了實現一定的學習，教師所必須提供的各種信息媒介和方法，這就是所謂的“思維助手”。學習啟動之初，學生借助一定的介質以幫助自己思維。思維助手是一類幫助思考的工具，具有多樣的形式，通常表現為符號體系、圖示、模型等。當模型與現實相符合時，學習能夠順利進行。

所有學習環境參數必須相互作用，才會對學生的學習有推動。在這樣的學習環境中，學生與學習的每個環節產生聯系，逐步建立起自己的知識體系。因而，變構學習模型所理解的學習，關鍵前提是強調學生的主動性，有助于學生發展批判性思維，更有利于知識的運用。

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編輯 薛直艷