基于目標導向“教學法—空間—技術”（PST）框架的學習空間再設計及其案例研究

華子荀　馬子淇　丁延茹

摘要：由于技術的進步和教學實踐的不斷革新，學習空間再設計（Redesigning Learning Spaces）成為了各級教育組織適應時代需要進行改革與發展的研究命題。該文在綜合分析PST框架和學習空間再設計的基礎上，提出了目標導向OPST框架的學習空間再設計方法，該框架包括了設計目的、教學法、空間和技術四個方面的設計環節，并且基于該框架開展了案例研究，該研究選取俄亥俄州立大學T&L Classroom學習空間開展研究，在進行現狀分析的基礎上，依據OPST框架，在目的、教學法、空間和技術上提出了學習空間再設計方案。為驗證方案的效果，基于扎根理論對8名受訪者進行訪談，利用Nvivo質性分析軟件對訪談材料進行分析，得到了基于OPST框架學習空間再設計方案的3個核心要素（參與者、空間和方案）和10個評價類屬（空間氣氛、學習活動、學習目的、參與者因素、空間設計、配套設施、技術支持、方案缺點、方案優點、改進措施）。通過以上研究可以發現，參與者及其活動與目的對學習空間具有決定性作用，空間的設計、技術支持與配套設施對學習空間具有重要作用，后續研究將綜合方案的優點和缺點，在方案選擇、空間設計、效果研究方面進行有效改進。

關鍵詞：目標導向；PST框架；學習空間再設計；案例研究；扎根理論

一、研究背景

學習空間（Learning Spaces）通常指整個學校的學習環境，包括正式、非正式和虛擬三種形式。目前，由于教學實踐的不斷革新，新的教學方式、教學模式、教育技術工具的出現促使了學習空間需要進行再設計。學習空間的再設計（Redesigning Learning Spaces），指的是對學習環境進行重新設計，以適應學生為中心的教學方式。由于支持教與學的技術和工具的發展，促使了學校的基礎設施進行持續性更新與變化。2016年美國《地平線報告》指出，“學習空間的再設計將成為教育技術發展的長期趨勢”，它不僅能夠滿足理論學習與實踐應用的雙重需求，更能夠滿足以職業或學術為導向的多元化培養需求。

二、研究綜述

（一）教學法-空間-技術（PST）框架

教學法-空間-技術框架（Pedagogy-Spaee-Technology，PST）是由昆士蘭大學教授D.Radcliffe于2009年基于下一代學習空間項目（NGLS）提出的，PST包含了“教學法”“空間”“技術”三個要素，其中，教學法為技術與學習空間相結合提供了行動指南，學習空間促進了教學法并使信息技術手段內嵌于其中，而信息技術反過來增強了教學法的效果，拓展了學習空間的范圍，所以教學法、學習空間和技術三者是相互補充的關系。

（二）學習空間再設計的原則

隨著技術、教學、知識的發展，學生的學習特點發生了變化，教室已經不是學生學習的唯一場所，學生建構內容成為知識的主要形式，這些變化促使學校進行學習空間再設計，所以再設計的學習空間與以往的教室最突出的區別在于遵循了以學習者為中心的設計原則，力求學習空間通過學生的協作、互動、討論等活動促進其主動學習（Active Learning），通過構建支持學習空間的途徑支持學生的協作學習。

（三）學習空間再設計的實踐

在國內，北京師范大學未來學習中心在綜合分析國內外學習空間再設計案例基礎上，提出了7種新形態的教室，包括互動討論教室、互動教學案例教室、分組互動學習教室、教師教育實訓教室、國際遠程協作教室、未來學習探索實習教室和錄播控制室等新形態教室。

在國外，昆士蘭大學從實際教學需要出發，提出了三種學習空間再設計的案例，包括協作式教學與學習空間（CTLC）、先進概念教學空間（ACTS）和新一代科學實驗室（NGL）；而在PST框架的指導下，很多組織通過各種項目推動學習空間再設計，包括美國國家學習基礎設施倡議聯盟（NLII）、以促進STEM教育為目標的萬花筒項目（Kaleidoscope Proiect）、教學學習與技術聯盟（TLT）和下一代學習空間項目（NGLS）。

（四）問題提出

通過以上綜述可以發現，學習空間再設計不僅在空間層面，更應該在學生、教師、學習環境等多個層面進行設計，而PST框架由于包含了教學法、空間、技術三個要素，成為學習空間再設計的有效解決方案，但是很少有研究針對PST框架提出具有針對性的設計方案。本研究提出以下問題：

1.基于PST框架的學習空間再設計應該包括哪些環節？

2.如何有效實施基于PST框架的學習空間再設計方案？

三、基于PST框架學習空間再設計

PST框架包括總體設計、教學法、空間f包括環境、設施和空間布置）、技術（包括信息技術、實驗室和專業化設備）四個關注點，而在每個關注點中又包含有“概念與設計”“應用與實施”兩個角度，具體內容如表1所示。

在教學法、空間、技術之前，還需要對總體設計（Overall）進行考量，而總體設計是解決學習空間再設計的目的及期望達到效果的問題，所以在三個要素之前應把總體設計囊括到PST流程當中，即以目標為導向的PST框架，本研究認為應包括目的-教學法-空間-技術（OPST）四個環節，如右圖1所示。

（一）學習空間再設計的目的

一般認為學習空間再設計應實現正式學習與非正式學習的融合，本研究也認同以上觀點，所以學習空間再設計在轉變以學生為中心的主題環境中，應包括通過正式學習或非正式學習促進學生學習的兩種目的。

（二）支持學習空間再設計的教學法

教學法是知識產生的過程，包含了教師、學生和知識三個要素。一般來說，教學法是在特定情境下通過對特定對象所采取的教學方式和學習方式的改變來促進學生產生學習效果，所以本研究基于以上觀點認為支持學習空間再設計的教學法應包括：以教為主的方法、教與學并重的方法和以學為主的方法。

（三）支持學習空間再設計的空間結構

Stephen H.通過在悉尼創新學習中心（SCILl的研究，提出了學習空間包括虛擬空間（virtual Space）、教學空間（Pedagogic Space）和現實空間（Physical Space）三個維度。基于Stephen的理論，本研究將現實空間定義為生活空間，即在教學的現實空間外所促進學生學習的空間，所以空間維度包括：教學空間、虛擬空間和生活空間。

（四）支持學習空間再設計的技術

在各種關于學習空間再設計的研究當中，學者們普遍認為將正確的設備融入正確的情境，是技術與學習空間相融合的有效途徑。本研究提出的支持PST框架的技術應包括：支持教師教的技術、支持學生學的技術、基礎設備技術和社群互動技術四個類別。

（五）基于OPST框架的學習空間再設計流程

根據Radcliffe關于學習空間最大化（Place for Leaming Spectrum）的構想，以及上述關于OPST四個環節的具體描述，本研究提出了基于OPST框架的學習空間再設計流程，該流程以正式學習和非正式學習為設計目的，通過教學法、空間和技術的學習空間再設計，為具有特定目的的學習空間提供設計策略。整體框架內容如圖2所示。

四、基于OPST框架的學習空間再設計案例

為驗證設計方案的效果，本研究選取了俄亥俄州立大學教育學院的T&L Classroom學習空間，作為學習空間再設計的案例，如右圖3所示。

（一）俄亥俄州立大學T&L Classroom學習空間現狀分析

俄亥俄州立大學是美國的以理工類專業為特色的公立高校，在教育學方面，以STEM教育作為主要的教學科目，所以學習空間設計之初，其布置以課堂教授型為主進行了設計，該空間為37英尺*24英尺（11.2米*7.3米），配備的基礎設施、設備包括桌、椅、電腦、投影儀等。該空間遵循以教師為主的設計原則，存在設備匱乏、空間利用率不高的缺點。

（二）基于OPST框架的T&L Classroom學習空間再設計方案

1.設計目的

在對T&L Classroom學習空間的現狀分析過程中發現，該空間存在諸多問題，如不能滿足學生課中交流、討論以及課下自主學習、協作學習的需要，學習空間由于書架、閑置桌椅放置區域的存在，使得空間利用率不高，進而導致了該學習空間未能充分發揮作用。所以在設計過程中，需要轉變設計目標，基于該學習空間所講授的課程多以STEM科目及STEM教學法為主，所以在空間設計上需要采用適合于STEM教學的教學法、空間布置和技術支持，來實現“充分利用學習空間，滿足STEM教學與學習的需要”的學習空間再設計目標。

2.教學法

為滿足學習空間的設計目的，該學習空間需要根據STEM學科的特點進行教學法的改變，STEM學科包括科學、技術、工程、數學四個門類，強調理論知識與實際應用相結合，在教師教學外，還需要培養學生實際應用知識的能力，所以該學習空間遵循“教學與學習并重”的教學方法，基于這種教學法的設計，既能夠滿足教師基于STEM學科的特點傳授知識，也能夠滿足學生將STEM學科的知識應用于實踐學習的需要。

3.空間布置

STEM教學常常需要引入學科知識相關的材料、工具和模型，所以在空間布置上，教師的講授過程要打破一面教學的格局，充分利用各個墻面，這樣有利于教師針對不同組別的學生有所側重地進行教學，也利于在不同方向上的學生都能夠關注到教師，具體實施細節為：在三個墻面上安裝投影設備，使得教師能夠在三個方向進行教學，在投影儀兩側和空余的墻面安裝手寫白板，以支持可變化的教學空間。

在STEM教學中，實際問題的解決是其重要組成部分，而提高學生問題解決能力的最優方法是小組協作，所以，為學生提供靈活、開放的小組協作空間，該方案采用方形桌作為學生的學習、交流設施，該方形長寬皆為兩英尺（約0.6米），可供一或兩名學生使用，方形桌的好處是四邊皆可使用，且多個方形桌可組合在一起，以供大規模的討論活動和小規模的協作活動；其中桌子和椅子在底部都安裝了滾輪，以便學生之間進行動態組合。

4.技術支持

在支持教師教的技術方面，該學習空間安裝了兩塊投影儀、三塊手寫板和三臺電腦，分別安裝在學習空間的三個墻面上，而以教師授課為主的墻面則安裝了交互式電子白板，以便教師進行動態的交互，促進學生理解。

在支持學生學的技術方面，由于學生自身都配備有電腦或其他可移動設備，所以為了保證學生設備的正常使用，需在學習空間的各個角落提供充足的電源插座；同時，為增強學生的活動和學習動機，需引入如Wii、Kinect、Leap Motion等VR/AR交互式體感設備，促進教學活動的多樣性。

在基礎設備技術和社群互動技術方面，學習空間配備打印掃描一體機、飲水機等設備，以便服務師生，同時高速無線網絡覆蓋，能夠輔助學生的網絡活動。整體再設計方案如圖4所示。

（三）T&L Classroom學習空間再設計方案的效果驗證

為驗證基于OPST框架T&L Classroom學習空間再設計方案的效果，本研究根據扎根理論開展了基于訪談的質性研究，對俄亥俄州立大學的八名博士、博士后和訪問學者進行了訪談，圍繞“T&LClassroom方案的效果”等一系列問題進行提問，讓訪談者根據自身經驗和認識對該方案進行評價，以驗證該方案的設計效果。

1.訪談材料的收集與分析

本研究利用Nvivo質性分析軟件對訪談材料進行了分析，通過一級編碼得到221條要點；根據一級編碼之間的關系進行二級編碼，分析出以上要點所屬的10個類屬，包括：空間氣氛、學習活動、學習目的、參與者因素、空間設計、配套設施、技術支持、方案缺點、方案優點、改進措施；再根據10個類屬的內部關系進行三級編碼，得到3個核心影響因素，包括：參與者、空間、方案。

在二級編碼和三級編碼過程中，得到各類屬和核心因素出現的頻次和所占比例（如表2所示）。其中，“參與者因素”（30；14%）“配套設施”（49；22%）“支持技術”（36；16%）成為影響OPST框架學習空間再設計的重要類屬，而“空間”成為OPST框架評價過程中的重要核心要素。

2.訪談結論

通過以上分析，得到了影響OPST框架學習空間再設計的核心因素，即參與者、空間和方案，通過核心因素以及類屬的分析總結，本研究得到了參與者、空間、方案三個方面的學習空間再設計的訪談結論。

（1）參與者

參與者因素（占比33%）是基于OPST框架學習空間再設計的最重要部分。首先，受訪者認為氣氛是學習空間的重要影響因素（占比7%），例如絕大多數受訪者認為圖書館優于課室，而課室優于宿舍的關鍵在于氣氛；其次，學習空間應與學習活動相適應（占比5%），當學習空間不能滿足學習活動的需要時，教師與學生往往會在一定程度上改造空間以適應學習活動；再次，空間的使用目的決定著學習空間的類型（占比7%），參與者的教學目的、學習目的、設計目的決定著學習空間的具體類型；最后，學習空間最終應為參與者服務（占比14%），參與者因素也對學習空間產生重要影響，教師引導、學生協作和同伴互助直接影響著學習空間的使用效率。

（2）空間

空間因素（占比50%）是訪談中占比最大的核心因素。首先，應注意學習空間設計（占比12%），座椅的舒適程度、空間的寬敞度、燈光明亮程度、溫度、濕度、隔音程度、人性化設計等是學習空間的重要設計部分；其次，提供合適的配套設施（占比22%），圖書資料等支持學習活動的配套設施、會議室等支持協作活動的配套設施、茶水間等支持生活活動的配套設施，這三方面的因素，都是極大地影響學習空間使用者體驗的因素；還需提供合適的技術支持（占比16%），如：打印服務、軟件服務、投影、高速無線網絡、提供電腦、充足的電源供應等。

（3）方案

方案本身的評價因素方面（占比17%），應注意方案會造成投入大、投影過多、容易干擾學生的缺點（占比6%）；同時，受訪者認為OPST框架的學習空間再設計方案具有靈活適用性、設計合理的優點（占比3%）；最后，要對方案在學習者體驗方面不斷改進（8%）：第一項改進措施在方案的設計方面，在OPST框架指導下，根據經費投入的不同，提供多個不同檔次的學習空間再設計方案；第二項改進措施在空間設計的細節上，測試某些設計細節在實際應用中的適應性，如：投影之間是否相互影響、帶滾輪的桌椅安全度如何、方形桌促進小組協作的作用如何等；第三項改進措施是效果驗證方面，T&LClassroom作為教育學院的一個部分，需要征詢學院管理者、教學者的意見，并對其進行訪談。

五、結語

本研究在綜合分析學習空間再設計以及PST框架的基礎上，提出了OPST框架的學習空間再設計流程，該框架包括了設計目的、教學法、空間和技術四個方面的設計環節；其中設計目的包括了正式學習和非正式學習促進學生學習的兩種目的；教學法包括了以教為主的方法、教與學并重的方法和以學為主的方法；空間結構包括了教學空間、虛擬空間、生活空間；技術包括了支持教師教的技術、支持學生學的技術、基礎設備技術和社群互動技術，影響因素及類屬如圖5所示。

基于OPST框架，本研究開展了案例研究，對俄亥俄州立大學T&L Classroom學習空間進行了現狀分析，依據OPST框架，在目的、教學法、空間和技術上提出了滿足該學習空間發展需求的再設計方案，并通過訪談對該方案進行效果驗證，得到了影響OPST框架的3個核心要素（參與者、空間和方案）和10個設計類屬（空間氣氛、學習活動、學習目的、參與者因素、空間設計、配套設施、技術支持、方案缺點、方案優點、改進措施），同時通過Nvivo質性分析軟件發現，“參與者因素”（占比14%）、“配套設施”（占比22%）、“支持技術”（占比16%）成為影響OPST框架學習空間再設計的設計類屬，而“空間”（占比50%）成為OPST框架評價過程中的重要核心因素。通過以上研究可以發現，參與者、參與者的活動、學習目的，對學習空間具有決定性作用，空間的設計、技術與配套設施對學習空間的利用率具有重要的推動作用，后續研究將綜合方案的優點和缺點，在方案選擇、空間設計、效果研究方面進行有效改進。