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1、剑桥学习科学手册THE CAMBRIDGE HANDBOOK OF THE LEARNING SCIENCES？这是一本什么类型的书？1这本书到底在谈些什么？2这本书说得有道理吗？3这本书跟我有什么关系？4构成要素具体内容一、起源1991年，以第一次国际会议的举办和学习科学期刊的创刊为标志。二、发展（1）认知科学角度研究意识的高级心理现象（知觉、记忆、推理） ； （2）认知神经科学视角研究脑是如何实现认知活动的（自我意识、思维 想象、语言）。 思维的变化：学习就是新手变为专家的过程。三、研究领域认知科学、教育心理学、计算机科学、人类学、社会学、信息科学、神 经科学、教育学、设计研究、教学设计及
2、其他领域。四、研究目标（1）为了更好地理解认知过程和社会化过程以产生最有效的学习； （2）为了用学习科学的知识来重新设计我们的课堂和其他学习环境。五、概念界定研究多种情境下的学习（正式学习与非正式学习）；多学科、跨学科的 新科学；为未来学校绘制发展蓝图。本书目的：通过展示不同的人设计学习环境和课堂的方式，来 建立新的学习科学。人员类型学习后的转变教师在课堂教学中更有效率家长对学校教育有全方面的了解管理者引导学校教育走向21世纪决策者理解当前的课程、教师培训项目、标准化测试，并展望未来技术人员明白为何有许多人在科学、技术、国际关系、经济以及其他基于知识的 学科方面信息如此匮乏教育研究者发现自身的
3、研究与学习科学的关系，了解如何参与到未来学校的建设中基础理论方法论知识的本质可视化知识共同学习学习环境123456C O N T E N T S目 录学习任务基础理论（第二章至第七章）方法论（第八章至第十三章）导言（第一章）CBA导言学习的新科学1 1知识经济时代教授主义out维度教授主义知识社会知识有关世界的事实以及问题解决的程序的集合整合的、可用的、情景化、可迁移学校传授陈述性知识和程序性知识关注学生的学习环境、重视实践教师把陈述性知识和程序性知识传授给学生创设符合教学的情境，启发学生思考教学专家研究决定，不根据学生实际情况（讲授 ）基于学习者已有知识经验、关注教学 技巧、学习过程、注重反
4、思评价测试学生获得了多少陈述性和程序性知识知识的迁移应用，解决实际问题教育的目的 关注研究团队的活动日志和讨论记录，为识别、理解，检测不同的假设提供了重要的动态资源;04设计者应该找出确定的和不确定的事件，使建构过程中的阐释无论在何时何地、面向何人都可以清晰表达;05在复杂的课堂情境中，理解、阐释和获得预测不是为了找到普遍的、不变的法则，而是为了通过理论、材料和教学方法，创建类似脚手架的模式，以通向成功的教学。基于设计的研究1010学习科学家的方法论工具集是什么？1怎么做？2为什么？3基于设计 的研究基于设计的研究（design-based research,DBR）主要研究特定环境中的学习过
5、程。 研究者设计特定的环境，并系统地对环境做出改变； 基于设计的研究的核心要素:设计、理论、问题、自然情境，这些要素之间是相互影响的； 研究的核心焦点是行动中产生理论； 其目的是对一个简单的学习环境进行细致深入的研究； 通常发生在真实的情境中，经过多次迭代，以发展新理论、产品和可以在其他学校或班级推广的实践； 检验系统的变化是如何影响学习和实践的。基于设计的研究基于设计的研究的步骤123456基于现有的工作，清晰 地建立假设和理论基础收集与正在形成的理 论相关的数据资料有责任向大家呈现多种说明结构。（包括学生或教师提出不喜欢某一设 计方面的说明；当地政府人员或其他 人员对项目作出批评的正式会议
6、。）收集大量相关的、不 同类型的理论数据应该多听他人对理论、对 整个设计的批评和建议辩证地看待理论、 设计和现有的文献基于设计的研究的意义可推广性强；提高教师、学生的积极性；理论与实践的结合。基于设计的研究是一种新兴的教育技术学研究范式，通过为特定的场合设计学习环境实现理论与实践的双重发展。基于设计的研究为质的研究和量的研究的统合提供了方法论桥梁，它的理论与实践相结合的研究取向，具有迭代循环等特点，为我们今后教育技术学研究提供了有益的启示。指导基于探究的数学学习11111批判传统教学知识是由诸多需熟记的事实和程序组成2初始评估以形成的能力理解所做事情的意义3最后的评估分析数据更有依据，更科学研
7、究与问题相关4课堂学习环境对支撑学生学习至关重要教学任务：重视探究过程和学科观点、又注重实践。课堂活动的组织：数据不仅是数字而且是问题的真实测 量。使用工具：运用基于计算机的工具来创建和处理数据。课堂对话：讨论应关注有意义的统计学观点。指导基于探究的数学学习批判性的考察课程1学生需要学会像统计员一样工作；2学生需要掌握统计学，因为统计学在日常生活、与工作相关的活 动中都很重要；3计算机在社会中日益普及，使得统计学推理的使用价值日渐增大 ；学校究竟为什么教授统计学呢？4政策的决策越来越多地依据基于数据分析的论证，统计学赋予学 生参与民主社会的能力。初始的评估评估流程：1如实记录先前教学所产生的效
8、果；2分析表明，学生不觉得数据在理解真实世界的现象或者作决策的 时候是有用的；3学生并不是有意图的分析数据，而是简单地程序化的处理数字， 没有理解他们所做事情的意义；4处理数据时没有考虑这样做是否能让他们解决正在研究的问题。目的：让学生带着解决有意义问题的目标开始分析真实的数据。最后的评估对比：1经过训练的学生与初始评估时分析数据的方式形成鲜明对比；2根据相对频率而不是绝对频率来推理分析；3分析数据是为了深入洞察研究中的情境，根据数据老推理；4学生的统计推理能力并没有倒退。课堂学习环境确保学生的课堂活动涉及真实数据分析的调查研究精神；确保学生学到了重要的统计学观点。教学任务课堂活动计算机工具应
9、该与学生的推理能力相适应；学生应该逐渐使用越来越复杂精密的方法来推理分析数据。工具使用交谈的话题 能突现有意义的 统计学观点；论 点被别人接受， 就必须说出正确 合理的理由来证 明用于组织数据 的方法与正研究 的问题是相关 的。课堂会话对数据生成过程进行一次全班讨论；进行一次个别或小组活动；进行一次对学生所做分析的全班讨论。检验学习环境布兰斯福德、布朗和科金提出了由四个重叠镜片组成的框架。聚焦于学习环境以知识为中心的程度，即仔细分析教学的结果，在教学之后我们想要人们知道什么、能做什么。镜片一镜片二以评估为中心的程度，学生的思维在多大程度是明显可见或可觉察的，以便教师能够调整教学使其适应学生的推
10、理分析能力。镜片三以共同体为中心的程度，考察的是课堂在多大程度上是一个学生不仅在提问时感到安全而且也能学会合作学习的环境。镜片四以学习者为中心的程度，考察学习环境在多大程度上建立在学习者的优点、兴趣以及先前想法的基础上。协作会话分析1212会话分析者关注会话的微秒动态。他们创新了转录的方法，用以捕捉并记录文字所不能提供的信息，如谈话过程中的停顿、叹气、中断以及重叠性的话语等现象所隐含的信息。协作会话1交互分析：旨在分析自然发生的会话 转录法01 02 03把课堂会话分割成话轮转换，或者他们借用国际象棋中的“棋步”；识别出说话者的每一个话轮；利用开发的系统为每一棋步的交互功能进行分类； 04寻找
11、教学周期，即那些经常发生的棋步的程序序列。会话在小组和个体的学习中起中介作用，是一个把小组知识建构转化为个体的认 知发展的场所；会话交互是一个中介机制，协作正是凭借这一中介机制促进学习的；协作会话既关注个体思想和行为又关注整个会话的情境；知识和学习是小组的共有财产，而不仅仅是个体的所有物。协作会话1最为常见的教学周期： 教师以问题的形式发出的请求性棋步； 学生针对教师的提问作出的应答性棋步； 教师对学生的回答作出的一个可选的评价性反应。运用计算机显示的运动表征方式关注会话的产生:在话轮层面上，转录揭示出学生选择公开什么信息；在动作单元层面上，转录揭示话轮是如何与完成有目标的活动相关。交互分析案
12、例22.1 计算机支持的科学协作计算机表征介入学生会话的五种方式：学生使用计算机并让计算机支持他们努力做事；计算机帮助小组建构意义；计算机是重要数据资料的外部表征；计算机引发学生反应；计算机给学生呈现了出乎意料的信息。计算机有着双重身份，既是参与者又是支持源。交互分析案例2会话失败：阿里关注解决数学问题，即使仅有他自己，而居尔关注交互本身。2.2 协作的潜在问题解决协作问题需要不断地依次交换两种需求，即驾驭人际沟通的需求和进行个体思维的需求。交互分析案例22.3 见解浮现的时刻当学生低头看笔记的时候，反馈通路就比较少。反馈通路：当说话者继续说话的时候，听话者所进行的语言和非语言的交流。当学生低
13、头看笔记本的时候，重叠性话语就比较少。当学生低头看笔记本的时候，学生在话轮之间和话轮之内停顿的时间更长。方法论问题3微妙转录标志法：优缺点优点是能够揭示出其他方法不能发现的内隐理解和认知能力。确定是只能关注课堂谈话的复杂流向中的一小部分。结论交互分析给研究者提供了一种方法，研究教师不在场是群体是如何学习的；交互分析能够揭示出外部表征为何能影响会话过程和学习的交互机制。评估深层理解1313目标：帮助学习科学研究者把有效的评估纳入他们的研究中。评估深层理解1.通过清晰地界定深层理解，并详细说明教学方法和旨在促进并真实描述此类学习的评估，从而为研究奠定认知基础；2.把评估设计决策集中在假设的教学/学
14、习过程的核心上，策略性地遵循适合于情境的有效实验研究指导方针；3.运用层级研究法反复地完善深层理解的定义、教学和评估方法以及研究设计，以便逐步地提出对有效教学/学习过程的更深层次的解释。在复杂情境中评估的认知基础11.1 有效地评估深层理解学习目标、学习过程清晰吗？A明确规定熟练的关键特征了吗？ (知识技能、技能、元认知、态度、动机)B概述从新手到专家的发展路径了吗？C在复杂情境中评估的认知基础11.2 三角评估法 有一个关于深层理解及获取深层理解过程的清晰模式； 精心设计的用于评估目标知识的任务和基于原始模式的可信计分法； 用于从绩效中推断结论的有效过程。认知模式观察技术绩效结论策略性地评估
15、设计22.1 有效评估的标准合理的敏感的 系统的研究人员必须考虑效度问题。适合于学习者的发展性特点。根据一种明确的协议进行一致的管理，这样 从每个个体收集的数据资料才是统一的，并 且这些一致的评分可以被清楚地解释。策略性地评估设计22.2 目标指向深层理解的评估类型 21435系统的观察研究学习者 的学习产品引出学习 者的反应学生对帮助 如何反应运用问卷 和访谈策略性地评估设计22.3 实验设计选择 即时延时设计 所有学生最终都能成为干预组的一部分，因此在控制组的数量没有减少的情况下被试数量可以达到最大化。 原始的干预组在没有接受进一步干预的情况下是否保持了原有的进展，研究人员可以监测一段时期
16、内学习的稳定性。 分班设计 利用随机或者分层随机的分配方式来决定哪些学生将接受处理操作。 通过使每个班都进行分班设计，不是指定一个班为干预班而另一个班为控制班。拓展策略性地评估设计22.4 把评估设计聚焦于教学/学习过程 在主题单元中培养知识建构的教学法 没有性别差异或体验差异； 使用内容丰富的书籍小组中的儿童比那些使用了内容丰富的歌曲小组中的儿童获得了更多的知识； 儿童在寻求知识内容的倾向上似乎有个体差异。 直接教学法与发现教学法 学龄前儿童比幼儿园儿童更适合直接教学法到引导性发现法； 学生对运用直接教学法的课不感兴趣，尤其是先运用指导性的发现教学法后再用直接教学法； 这种效果对于直接教学法体验较少的学龄前儿童最为强烈。运用层级研究法评估3层级研究法010203运用多个层级处理一个研究的不同方面、分析的不同阶段 或者一个研究计划的不同阶段；能有效的把设计科学和认知科学融合在一起来研究真实世界中学习的复杂性；越是缩小对中心问题的关注范围，就越清楚时间和经历该
