[荷蘭]杰倫.J.G.范梅里恩伯爾,[美]理查德.E.克拉格,

[荷蘭]馬塞爾B.M.德克洛克3,陳 雪 瑋4 譯, 盛 群 力4 校

(1 荷蘭馬斯特里赫特大學;2 美國南加州大學;3 荷蘭開放大學;4 浙江大學 教育學院)

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綜合學習的藍圖(上)
——四元教學設(shè)計模式

[荷蘭]杰倫.J.G.范梅里恩伯爾1,[美]理查德.E.克拉格2,

[荷蘭]馬塞爾B.M.德克洛克3,陳 雪 瑋4譯, 盛 群 力4校

(1 荷蘭馬斯特里赫特大學;2 美國南加州大學;3 荷蘭開放大學;4 浙江大學 教育學院)

摘要：本文對四元教學設(shè)計模式做出概述。該模式最初是由范梅里恩伯爾等人在20世紀90年代初期為設(shè)計綜合能力的培訓項目而開發(fā)的。本文論述了綜合學習培訓藍圖的結(jié)構(gòu)及相應的教學方法，其基本觀點是：學習任務(wù)、相關(guān)知能、支持程序和專項操練這四個彼此關(guān)聯(lián)的元素，在綜合學習藍圖中是必不可少的。文章討論了與涉及綜合能力有關(guān)的基本學習過程相匹配的教學方法，同時提供了“檢索文獻”培訓藍圖的樣例。

關(guān)鍵詞：四元教學設(shè)計模式;綜合學習;綜合能力;培訓藍圖

一、引言

教學設(shè)計事業(yè)就像一艘遠洋班輪——巨大、緩慢、笨重，即便僅僅是要讓它偏離當前航線一度也需要大量的精力和時間。該領(lǐng)域近期的討論和發(fā)展主要關(guān)注于以下幾點：日新月異的技術(shù)、社會變革及工作對綜合知識產(chǎn)生的需求(Berryman，1993；Cascio，1995)；面向問題解決的新建構(gòu)主義設(shè)計理論(Jonassen， 1994；Reigeluth， 1999a； Schwarz， Brophy， Lin & Bransford，1999)；關(guān)于新情境和基于技術(shù)的設(shè)計之爭議(Driscoll & Dick，1999； Kozma， 2000；Richey，1998)；約翰·安德森20年來對系統(tǒng)化教學設(shè)計的研究和發(fā)展所作出的調(diào)研(Anderson，1983，1993；Anderson & Lebiere，1998)；以及教學設(shè)計家兼研究者大衛(wèi)·梅里爾的創(chuàng)新性成果“首要教學原理”(Merrill，2000)。這些頗受歡迎的討論至少具有一個共同的目標——即推動設(shè)計理論逐步發(fā)展以適應綜合學習的要求。未來的設(shè)計理論應該支持開發(fā)這樣的培訓項目：即能夠支持學習者學習并將高度綜合的認知技能或能力遷移到變化日益加劇的真實生活情境中。此外，面向綜合能力開展精心設(shè)計有助于學習者在一定條件下克服因設(shè)計不當可能帶來的學習問題(Clark，1988)。

本文提出的四元教學設(shè)計模式至少解決了先前教學設(shè)計模式的三項不足。首先，四元教學設(shè)計模式聚焦于特定任務(wù)組成技能的綜合協(xié)調(diào)表現(xiàn)，而不是僅僅局限于知識類型、情境或呈現(xiàn)媒體。其次，在形式上辯證地區(qū)分相關(guān)知能和支持程序之間的差異(后者不僅僅涉及所需的知識類型，還必需規(guī)定具體的學業(yè)表現(xiàn))。第三，傳統(tǒng)的模式要么是使用專項操練，要么是采用完整任務(wù)操練，四元教學設(shè)計模式則建議一種混合的方式，即用專項操練支持完整學習的任務(wù)。

初學者完成復雜任務(wù)和簡單任務(wù)的方式是有很大區(qū)別的，相關(guān)證據(jù)可見概念學習(Corneille & Judd，1999)、言語信息(Pointe & Engle，1990)、數(shù)學(Wenger & Carlson， 1996)、視覺比較任務(wù)(Pellegrino，Doane，F(xiàn)ischer& Alderton，1991)和其他各種綜合的工作技能(Ackerman，1990)等學習的研究。絕大多數(shù)設(shè)計模式強調(diào)相對簡單的學習任務(wù)的教學，并假定大量復雜的綜合任務(wù)可以采用“總體等于部分之和”的方式來達成——即將復雜任務(wù)分成一系列簡單的組成任務(wù)序列。但是有大量的研究表明這樣做是無效的(有關(guān)于這些話題的深入討論，可參見van Merriёnboer，1997)。盡管有大量的研究表明簡單任務(wù)中的知識不能轉(zhuǎn)移到新的問題中(如 Clark & Estes，1999；Perkins & Grotzer，1997)，但大多數(shù)現(xiàn)有的教學設(shè)計模式通常還是假設(shè)如此這般。

這些有關(guān)綜合學習的相對較新的見解最初是由范梅里恩伯爾等人在20世紀90年代早期發(fā)展的一個設(shè)計理論中提出的(van Merriёnboer，Jelsma & Paas，1992)。完整的設(shè)計系統(tǒng)及其心理學背景則出現(xiàn)在1997年范梅里恩伯爾的著作和論文中(1997；完整設(shè)計系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)見1996 van Merriёnboer & Dijkstr共同發(fā)表的論文)。本文呈現(xiàn)的是“四元教學設(shè)計模式”最新的概述。該模式最近為一個名為ADAPTIT(個性化培訓的高級設(shè)計方法——互動工具)(這是一個在歐洲實施的項目)開發(fā)基于電腦的設(shè)計工具提供了基礎(chǔ)。

下面將從三個方面對四元教學設(shè)計模式進行概述：首先，通過在數(shù)據(jù)庫中檢索文獻所需技能這樣一個具體的例子，來總體說明綜合學習設(shè)計包含的元素；其次，具體說明支持綜合學習的四個藍圖元素，即學習任務(wù)、相關(guān)知能、支持程序和專項操練，闡明每個元素的教學方法；第三，探討如何使用該模式設(shè)計適應性教學，并簡略地概述證明該模式有效性的實證研究。本文同時也將簡要地探討認知任務(wù)分析，這是一種作為把握綜合培訓內(nèi)容的高級專長分析方法。

二、綜合學習

綜合學習通常涉及一組綜合的學習目標——即多樣化的學業(yè)表現(xiàn)目標，這與學習單獨的技能關(guān)系不大，最主要是掌握真實生活中的任務(wù)所需要的各個單獨子技能之間的協(xié)調(diào)與整合。因此，在綜合學習中，整體很顯然是大于部分之和的，因為整體還包括了協(xié)調(diào)與整合這些技能的能力。例如，圖1簡單描述了一個中等難度的綜合認知技能——“檢索相關(guān)文獻”的組成技能。一個精良的綜合學習培訓項目不是讓受訓者分別掌握各個組成技能，而是要努力做到在現(xiàn)實生活中檢索文獻時，能以一種協(xié)調(diào)整合的方式來使用組成技能。

圖1的技能層級圖描述了組成技能之間的兩種基本關(guān)系類型，設(shè)計培訓項目時必須予以考慮(參照加涅的“學習層級”觀，Gagne，Briggs & Wager，1992)。一種是從左到右的“平行關(guān)系”，其可以是“先后關(guān)系”(如，你可以先“選擇合適的數(shù)據(jù)庫”，然后再“形成檢索詞條”)，也可以是“同時關(guān)系”(如，同時“確定檢索方式”和“實際完成檢索”直到查到一組相關(guān)文獻)，或是“互換關(guān)系”(如，“確定相關(guān)研究范圍”和“確定相應的時間段”可以任意先后，甚至也可以是同時進行)；第二種是“垂直關(guān)系”，描述的是某一層級的子技能和更高層級的上位技能之間的從下至上的關(guān)系，表示較低層次的組成技能是學習較高層次組成技能的前提(如，必須先運用檢索程序，才能完成一次檢索)。在交叉層級中，還要增加對培訓設(shè)計重要的組成技能之間的其他關(guān)系，例如，相似關(guān)系可能表示簡單混合的組成技能。

圖1也闡釋了綜合學習結(jié)果的典型特征，也就是說，對于專業(yè)的任務(wù)執(zhí)行者來說，組成技能之間有質(zhì)性的差異。有些組成技能在不同的問題情境中能夠以多樣化的方式加以表現(xiàn)。例如，“形成檢索詞條”涉及問題解決和推理技能，用來處理每次新檢索中的具體要求。因為專家已經(jīng)形成高度復雜的認知圖式，能幫助他們在該領(lǐng)域進行推理，指導他們實際解決問題，所以專家能夠有效地表現(xiàn)這些組成技能。因此，圖式具有同一知識不同應用的性質(zhì)，用以解決新問題，因為它們是以一種“類比”的方式，包括了概括化的知識，或具體案例，或兩者兼有。

圖1　“檢索專業(yè)文獻”的技能層級圖

另外一些較低層次的組成技能在不同的問題情境中則是以高度相似的方式表現(xiàn)出的。例如，運用檢索程序是一個不涉及推理或問題解決的組成技能。由于專家的圖式中已經(jīng)包含了規(guī)則，能夠直接將問題情境的特征與具體的行動關(guān)聯(lián)起來，所以專家能夠有效地掌握這些技能。換句話說，規(guī)則能夠使特定情境下的相同知識以同樣的方式運用到新的問題情境中。專家甚至可以達到完全自動化(下意識，不費力)地運用檢索程序這樣一種程度。由于已經(jīng)將規(guī)則進行自動化，所以不再需要有意識的控制。因此訓練有素的專家在運用文獻檢索程序時，可以將注意力集中在其他未自動化的組成技能上。

綜合學習的培訓項目不僅僅要關(guān)注組成技能的協(xié)調(diào)和整合，還應關(guān)注組成技能所要求的行為表現(xiàn)的本質(zhì)差異。為了區(qū)分這些具有本質(zhì)差異的表現(xiàn)目標，可以將組成技能分成“創(chuàng)生性”和“再生性”兩種。對于創(chuàng)生性組成技能(新穎的、需要努力的)來說，在不同的問題情境下的行為表現(xiàn)是各異的，由認知圖式引導解決問題的行為(認知策略)和允許關(guān)于該領(lǐng)域進行推理(心理模式)；對于再生性組成技能來說，不同問題情境下的行為表現(xiàn)具有高度的相似性，由聯(lián)結(jié)問題情境的特征和具體行為的規(guī)則驅(qū)動。例如，在“檢索相關(guān)文獻”這個任務(wù)中，再生性技能包括使用主題詞表、使用布爾運算和運用檢索程序(在圖1中，這些再生性技能用斜體表示)。區(qū)分再生性組成技能和創(chuàng)生性組成技能是相當重要的，因為兩者的主要學習過程基本上是各異的。

綜合技能的創(chuàng)生性方面和綜合技能作為一個整體，主要的學習過程是與圖式建構(gòu)相關(guān)的。從實踐的角度來說，應該鼓勵學習者有意識地對所提供的具體經(jīng)驗進行提煉。這樣學習者就會積極地進行圖式建構(gòu)或者重構(gòu)，以使其更符合具體的經(jīng)驗。歸納是設(shè)計培訓項目中為學習提供具體經(jīng)驗的學習任務(wù)的核心。從信息呈現(xiàn)的角度來說，應該鼓勵學習者將新信息與已有的圖式(即已經(jīng)知道的東西)之間建立聯(lián)系。通過這樣的方式，圖式得以重構(gòu)并增加了與技能學習和表現(xiàn)相關(guān)的新信息。這種精細加工過程就是設(shè)計輔助學習者表現(xiàn)綜合技能中創(chuàng)生性方面的所需要的信息，稱作“相關(guān)知能”。

對于綜合技能中的再生性方面，主要的學習過程是與所謂的自動化規(guī)則相關(guān)聯(lián)的。自動化主要是給學習者提供大量優(yōu)質(zhì)的操練，最終導致直接控制行為的規(guī)則實現(xiàn)自動化。規(guī)則在兩個過程中形成：一是知識編輯，包括一個將具體的知識或信息嵌入到規(guī)則中(程序化)和將以相同次序運用的規(guī)則整合在一起(合成)的子過程；二是強化，每次成功運用一個規(guī)則后，該規(guī)則就會得到強化(Anderson，1983，1993，Anderson & Lebiere，1998)。知識編輯過程，尤其是后面的強化過程是設(shè)計專項操練的核心，專項操練為綜合學習培訓項目中的再生性組成技能提供了額外的練習。從信息呈現(xiàn)的角度來說，在練習過程中，當學習者需要時，才呈現(xiàn)程序性的信息，這一點很重要。新信息編碼到認知規(guī)則的限制性編碼過程是設(shè)計信息的核心，該信息用來幫助學習者學習和表現(xiàn)綜合技能中再生性方面，稱作即時呈現(xiàn)支持程序，在學習者執(zhí)行學習任務(wù)和專項操練時呈現(xiàn)。

總而言之，綜合學習培訓項目必須關(guān)注綜合認知技能(即綜合目標)中所有組成技能的整合和協(xié)調(diào)，同時也要促進綜合任務(wù)創(chuàng)生性方面的圖式建構(gòu)和再生性方面的規(guī)則自動化。通過這樣的方式，培訓項目旨在促進學習的遷移——將綜合認知技能應用到各種各樣新的現(xiàn)實生活情境中去的能力。在學習遷移過程中，熟悉方面的解決得益于規(guī)則，規(guī)則也可能通過釋放認知資源來幫助學習者解決遷移過程中不熟悉的方面?；谝?guī)則的遷移過程符合“成分流暢假說”(參考arlson，Khoo & Elliot，1990)。此外，不熟悉方面的解決得益于綜合認知圖式，用來引導問題解決過程和領(lǐng)域推理?；趫D式的遷移過程產(chǎn)生了大量的問題情境中非熟悉方面的有效行為。因為綜合圖式可能可以用來監(jiān)督和評價某人自身的表現(xiàn)，包括對通過應用規(guī)則而得到的解決方案質(zhì)量的反思，所以兩個遷移過程的整合需要考慮反思技能。這符合“理解假說”(例如Ohlsson & Rees，1991；及van Merriёnboer，1997，對此有完整的討論)。基于這些假設(shè)，下一節(jié)將描述旨在促進綜合學習的培訓項目中的主要藍圖元素。

三、四個藍圖元素

四元教學設(shè)計模式的基本看法是綜合學習的環(huán)境通?？梢砸罁?jù)四個相關(guān)聯(lián)的藍圖元素加以描述。這些元素是基于綜合學習中四種主要的學習過程：

(1)學習任務(wù)：這是指給學習者提供具體、真實與完整的任務(wù)體驗以促進創(chuàng)生性層面的圖式建構(gòu)，及在某些程度上來說，促進再生性層面的編輯過程使之達到規(guī)則自動化。所采用的教學方法主要以歸納為主，即通過對任務(wù)所提供的具體經(jīng)驗進行有意識地抽象來建構(gòu)圖式。

(2)相關(guān)知能：這是指對學習任務(wù)創(chuàng)生性層面的學習和表現(xiàn)具有支持作用的相關(guān)信息。它為學習者在已有的知識和學習任務(wù)之間搭建橋梁。所采用的教學方法以精細加工為主，即通過對新舊知識建立非任意的關(guān)系來完善圖式。

(3)支持程序：這是指對學習任務(wù)中再生性層面予以掌握和表現(xiàn)的前提。所采用的教學方法以通過限制性編碼的編輯為主，即在規(guī)則中嵌入程序性信息。支持程序不僅僅跟學習任務(wù)有關(guān)，同時也與專項操練有關(guān)。

(4)專項操練：這是指向?qū)W習者提供專項操練，旨在促進完整綜合技能中特定的再生性方面的規(guī)則自動化。所采用的教學方法以規(guī)則自動化為主，包括通過編輯和強化來達到高度自動化水平。

(一)學習任務(wù)

學習任務(wù)排序是每個旨在促進綜合學習的培訓項目的基石(見圖2中，大圓圈代表了學習任務(wù))。學習任務(wù)典型地要求學習者在真實的或模擬的任務(wù)環(huán)境中做出學業(yè)表現(xiàn)，并提供完整任務(wù)的操練。在理想情況下，任務(wù)應該使學習者面對完整綜合技能中的所有組成技能。強調(diào)在學習任務(wù)中要讓學習者參與到需要運用組成技能的活動中，這是至關(guān)重要的，而不能僅僅涉略那些與掌握技能相關(guān)的一般信息。對于綜合技能創(chuàng)生性層面和整個綜合技能來說，借助學習任務(wù)通過歸納過程促進了圖式的建構(gòu)。就是說，學習任務(wù)刺激學習者通過對任務(wù)所提供的具體經(jīng)驗進行有意識地抽象來構(gòu)建認知圖式。像概括和后續(xù)的區(qū)分對圖式予以重構(gòu)，以使其更加符合新的經(jīng)驗。圖式有兩種形式：(1)一種是心理模式，其能對領(lǐng)域知識做出推理，反映了學習領(lǐng)域的組織方式(2)另一種是認知策略，其對領(lǐng)域知識內(nèi)的問題解決能做出指導，體現(xiàn)了有效解決問題的方法。

1.任務(wù)類別

從培訓項目一開始就給學習者提供高難度的綜合學習任務(wù)，顯然是不可能的，因為這會導致學習者認知負荷超載，不利于學習者的學習和表現(xiàn)(Sweller，van Merriёnboer & Paas，1998)。因此，學習者往往從相對簡單的學習任務(wù)開始，慢慢地再過渡到更加復雜的任務(wù)。任務(wù)的復雜性受以下這些因素影響：組成技能數(shù)量、組成技能間互動次數(shù)和用來表現(xiàn)組成技能所需的知識多寡。任務(wù)類別用來界定學習任務(wù)從易到難的序列，引導選擇和開發(fā)適宜的學習任務(wù)(見圖2中圓圈周圍的虛線)。是任務(wù)類別而不是單獨的學習任務(wù)，界定了基于四元教學設(shè)計模式開發(fā)培訓項目的基本順序。從掌握以相同的知識基礎(chǔ)(即心理模式和認知策略)意義上來說，一個特定任務(wù)類別內(nèi)的各項學習任務(wù)之間彼此是相等的。越復雜的任務(wù)越需要更多的知識或精細加工(參閱“精細加工論”，Reigeluth，1999b；Reigeluth & Stein，1983)。這里的基本思路是運用完整任務(wù)的方式，即第一個任務(wù)類別指向?qū)＜以诂F(xiàn)實生活中遇到的完整任務(wù)中重最簡單的版本。對于逐漸復雜的任務(wù)類別來說，要放寬簡化任務(wù)的條件。最后一個任務(wù)類別代表所有的任務(wù)，包括專家在現(xiàn)實生活中遇到的最復雜的任務(wù)。

圖2　四個元素圖式

一個簡化條件方法(simplifying-as-sumptions approach)的簡單例子是“檢索文獻”，這是一個中等復雜的技能(也請參見圖1)。決定任務(wù)復雜性的因素有：(1)研究領(lǐng)域之內(nèi)或研究領(lǐng)域之間的概念定義的清晰度(從清晰到不清晰排序)；(2)同行已經(jīng)寫過的關(guān)于這該主題的論文數(shù)目(從少到多進行排序)；(3)已經(jīng)發(fā)表的相關(guān)文章所在的研究領(lǐng)域數(shù)目和需要檢索的數(shù)據(jù)庫數(shù)目(從一個熟悉的數(shù)據(jù)庫到多個與該主題相關(guān)的數(shù)據(jù)庫)；(4)檢索類型(從標題和關(guān)鍵詞檢索到摘要和全文檢索)；(5)檢索詞數(shù)量和使用布爾運算符的數(shù)量(從少數(shù)檢索詞到很多用布爾運算符連接的檢索詞)。根據(jù)這些因素，最簡單任務(wù)類別的特征包括：學習者在一個概念定義清晰的領(lǐng)域內(nèi)；用標題和關(guān)鍵詞在一個數(shù)據(jù)庫里進行檢索；只有幾個檢索詞；只有少數(shù)相關(guān)文獻。最復雜的任務(wù)類別的特征包括：學習者在概念定義模糊、不得不在多個相關(guān)數(shù)據(jù)庫中進行全文檢索；需要使用很多用布爾運算符連接的檢索詞來限定相關(guān)文獻的數(shù)量。其他中等復雜性的任務(wù)類別可以通過改變一個或多個簡化條件來增加。

一旦定義了任務(wù)類別，就可以進行每個類別任務(wù)的選擇和設(shè)計。例如，可以請一個有經(jīng)驗的圖書管理員提出幾個具體的成功檢索案例，檢索條件是在一個特定的數(shù)據(jù)庫中，用少量的檢索詞進行檢索，只得到少量高度相關(guān)的文章(即符合第一個任務(wù)類別的案例)。在后續(xù)的更復雜的任務(wù)類別中，也是如此。每個任務(wù)類別的案例組成了正在開發(fā)的學習任務(wù)的基礎(chǔ)。對于每個任務(wù)類別來說，需要有足夠多的案例來保證學習者有足夠的練習來達到掌握水平。需要注意的是，每個類別中的案例或?qū)W習任務(wù)是沒有進一步的從簡到難的排序的，在難度上來說是一樣的。然而，在這個微序列層面上，同個類別的學習任務(wù)的高變式度是極其重要的(如Gick & Holyoak，1983；Paas & van Merriёnboer，1994)。同個類別中的任務(wù)最好是任意排序的，應該在特征定義、任務(wù)的情境、任務(wù)的熟悉度或其他任務(wù)維度上呈現(xiàn)必要的差異。高變式度對于促進豐富的認知圖式的發(fā)展是很有必要的，因為它有利于基于圖式的從培訓項目到現(xiàn)實生活的轉(zhuǎn)移。

2.學習者支持

雖然在同一個任務(wù)類別中的學習任務(wù)在難度上沒有區(qū)別，但是在提供的支持數(shù)量上存在差異。在同一個任務(wù)類別中，第一個任務(wù)提供的支持最多，而最后一個任務(wù)則不提供任何支持。隨著學習者掌握越來越多的知識，逐漸撤除支持的過程稱為“腳手架”。支持過程在隨后每個任務(wù)類別中都是如此，在整個培訓項目中呈鋸齒式(圖2中用大圓圈填充了多少加以表示)。我們可以用問題解決的通用框架(Newell & Simon，1972)來區(qū)分支持結(jié)構(gòu)。根據(jù)這個框架，學習者在完成學習任務(wù)時需要用四個元素來描述：(1)學習者所面對的“給定狀態(tài)”；(2)可接受目標狀態(tài)的要求；(3)解決方案：即從給定狀態(tài)到目標狀態(tài)的操作序列；(4)問題解決的過程：即為了達到某一個解決方案所開展的嘗試性心理操作。這個框架可以用來區(qū)分結(jié)果導向的支持和過程導向的指導。結(jié)果導向支持只跟前三個元素相關(guān)：給定狀態(tài)、目標狀態(tài)和解決方案；過程導向的指導還要考慮問題解決的過程本身。

不同類型的學習任務(wù)可以提供不同程度的結(jié)果導向支持。通過“案例學習”或“樣例”可以提供最高程度的支持，此時學習者面對的是一個給定狀態(tài)、一個目標狀態(tài)、一個完整的解決方案或中間的解決方案或兩者兼而有之。為了激發(fā)學習者的學習興趣，案例學習中會描述一個引人入勝的事件，如一起事故、一個成功事例或一個有爭議的決定結(jié)果卻是正確的。通常，學習者必須回答一些激發(fā)其深度加工和心理模式歸納的問題。通過學習這些有中間解決過程的案例，學習者對一個特定領(lǐng)域是如何組織的會有清晰認識。在任務(wù)的另一端是沒有任何支持的常見任務(wù)，學習者面對的是一個給定狀態(tài)和一個目標狀態(tài)，他們必須自己提出解決方案。表1呈現(xiàn)了其他幾類學習任務(wù)的說明，從高支持到低支持粗略予以排序(有關(guān)學習任務(wù)類型的完整描述，請參見van Merriёnboer，1997)。

過程性指導是指向問題解決過程自身的。通過“樣例示范”提供最高程度的指導，此時學習者面對的是一個專家邊完成任務(wù)邊同時解釋為什么這樣做。呈現(xiàn)一個合適的角色示范是至關(guān)重要的，應努力做到示范本身是可信可懂的?！俺雎曀伎肌笨梢詭椭鷮＜业碾[蔽的問題解決心理過程外顯出來。至于采用“案例學習”時，學習者經(jīng)常需要回答一些問題，來引發(fā)其深度加工和從具體的示范樣例中歸納出認知策略。通過學習示范樣例，學習者對專家所采用的系統(tǒng)化問題解決方法和經(jīng)驗規(guī)則會有清晰的認識。

過程指導還可以用學業(yè)表現(xiàn)約束條件和指導框架的形式提供。兩者都是建立在對策略性知識進行認知任務(wù)分析的基礎(chǔ)上的，用專家解決某個領(lǐng)域問題的系統(tǒng)化解決問題方法(SAPs)來描述認知策略。系統(tǒng)化解決問題方法把一個解決問題的過程分成多個連續(xù)的步驟，并提供用來成功完成該步驟的經(jīng)驗規(guī)則?！皩W業(yè)表現(xiàn)約束條件”要求學習者在進入下一個步驟前，先完成前一個步驟?！皩W業(yè)表現(xiàn)支持框架”的指導作用稍小些，通常以問題解決指導的形式呈現(xiàn)。例如，為了在整個問題解決過程中指導學習者，可能會提供過程清單，該清單列出了主要的步驟和每個步驟有用的經(jīng)驗規(guī)則?；蛘咭环N更先進的方法是基于計算機的學習工具，就像專家手把手教如何解決問題(例子詳見Dufresne，Gerace，Thibodeau Hardiman & Mestre，1992)。

(二)相關(guān)知能

很顯然，學習者需要相關(guān)知能來富有成效地完成任務(wù)中的創(chuàng)生性層面，真正做到舉一反三，學有所獲。相關(guān)知能通常就是老師所說的“理論”，在教材和講義中呈現(xiàn)，為學習者在已經(jīng)知道的和學習任務(wù)之間搭建橋梁。由于同一類任務(wù)下的所有任務(wù)包含的知能主體是一樣的，所以相關(guān)知能是面向某一任務(wù)類別的，而不是單個任務(wù)的(見圖2相關(guān)知能)。每類任務(wù)中后續(xù)的相關(guān)知能只是對前一任務(wù)類別中相關(guān)知能的補充或細化，讓學習者可以完成之前不能完成的任務(wù)。呈現(xiàn)相關(guān)知能的教學方法主要是“精細加工呈”，以此來促進圖式建構(gòu)，即幫助學習者建立新舊知識之間非任意的聯(lián)系。精細加工過程產(chǎn)生了高度綜合的圖式，有利于進行深度理解。

正如稍前所討論的，認知圖式以兩種形式幫助學習者完成復雜任務(wù)中的創(chuàng)生性方面：(1)心理模式：允許學習者在某一學習領(lǐng)域進行推理；(2)認知策略：讓學習者系統(tǒng)地解決領(lǐng)域問題，并使用經(jīng)驗規(guī)則指導問題解決的過程。相關(guān)知能包括這兩種圖式知識。例如，眾所周知，老虎·伍茲將世界上高爾夫球場的布局(形成世界是如何組織的心理模式)和競爭對手的錄像帶(形成問題是如何解決的認知策略)做了大量的研究。因此，即使是專家型任務(wù)執(zhí)行者，為了提高其業(yè)績表現(xiàn)，也會發(fā)展自身的心理模式和認知策略。對于完成“檢索相關(guān)文獻”培訓項目的學習者來說也是如此。此外，完成表1中特定的學習任務(wù)，學習者可能需要研究數(shù)據(jù)庫是如何組織的來獲得有用的心理模式；了解專業(yè)圖書館管理員是如何進行查詢的來發(fā)展更多有效的認知策略。

表1　面向綜合能力的不同類型學習任務(wù)示例

注DG4：本表以“檢索相關(guān)研究文獻”為例，學習任務(wù)類別1：依據(jù)從“高結(jié)果支持任務(wù)的案例學習”到“無支持任務(wù)的常見學習”任務(wù)進行排序。

1.心理模式

心理模式描述世界是如何組織的，可能會包括一般的、抽象的知識和解釋該知識的具體案例。因此，強模式既可以抽象的推理，也可以基于案例的推理。心理模式可以從不同的角度進行分析，包括概念模式、結(jié)構(gòu)模式和因果模式。概念模式(是什么)聚焦于事物是如何相互聯(lián)系的，允許人們對物體、事件或活動進行分類或描述。例如，了解多種市場股票的知識及其區(qū)別可以幫助金融分析師來判斷不同投資組合的風險。結(jié)構(gòu)模式(如何組織的)描述要達成特定目標的計劃是如何相互關(guān)聯(lián)的。在時間上，可以用腳本(描述何時發(fā)生了什么)來區(qū)別，聚焦于事件在時間上是如何聯(lián)系的，來幫助學習者理解和預測行為；在空間上，用模板(如何建構(gòu)的)來描述，聚焦于客體在空間上是如何聯(lián)系的，來幫助學習者理解和設(shè)計事物。例如，在生物領(lǐng)域，了解某一種鳥類事件的常規(guī)序列，可以幫助生物學家預測和理解交配行為方式。在計算機編程中，程序代碼的編碼方式(如編碼模板)和這些方式是如何配合在一起的知識幫助編碼者理解和開發(fā)程序。因果模式(如何發(fā)揮作用的)聚焦原理是如何相互影響的，幫助解釋過程和事件并做出預測。例如，了解一個化工廠零部件和零部件之間的關(guān)系可以幫助程序操作員診斷故障。心理模式也可以將以上三種模式結(jié)合起來對某個特定領(lǐng)域進行定質(zhì)性推理。

心理模式的核心在于知識要素之間存在很多非任意的關(guān)系。在呈現(xiàn)相關(guān)知能時，強調(diào)這些非任意關(guān)系是至關(guān)重要的。表2列出了一些流行的教學方法，幫助學習者識別相關(guān)的關(guān)系。這些方法可以通過接受或探究的途徑。接受法向?qū)W習者明確地呈現(xiàn)非任意關(guān)系，例如，當學習者了解某個機器時，老師可以向?qū)W習者詳細地指出機器的不同部分(見表2的方法1)。另一方面，探究法則讓學習者去發(fā)現(xiàn)這些關(guān)系。因此，老師應該提問學習者，使其來辨別機器的不同部分。探究法耗時頗多，但是因為其能夠直接建立在學習者已有的知識基礎(chǔ)上，所以適用于在新知識與已有的認知圖式之間建立聯(lián)系。這是一種指導性發(fā)現(xiàn)學習，通過引導性問題(如，這臺機器包括哪些部分)幫助學習者明確相關(guān)的非任意關(guān)系。

表2　強調(diào)相關(guān)知能之間有意義聯(lián)系的十種常見教學方法

尤其重要的一種關(guān)系是經(jīng)驗關(guān)系，它將一般的、抽象的知識和具體的案例建立聯(lián)系(見表2方法2)。四元教學設(shè)計模式分別呈現(xiàn)一般知識(即具體講解概念模式、結(jié)構(gòu)模式和因果模式)和解釋該知識的具體案例或案例學習。概念模式中，案例學習可能描述具體的客體、事件或情境；結(jié)構(gòu)模式中，案例學習可能是為了達到特定目標而設(shè)計的構(gòu)件；結(jié)果模式中，案例學習可能是解釋現(xiàn)實生活中的過程。基于計算機的模擬為案例學習的呈現(xiàn)提供了一條強有力途徑，因為學習者能夠改變特定變量的設(shè)置，研究這些變量的改變產(chǎn)生的影響，即探索變量之間的關(guān)系(de Jong & van Joolingen，1998)。這樣一種“微世界”的目標主要不是操練復雜的目標技能，而是通過主動實驗來幫助學習者建構(gòu)關(guān)于“世界是如何組織”的心理模式。

此外，四元教學設(shè)計模式在呈現(xiàn)相關(guān)知能時，分歸納和演繹兩種策略。運用“歸納”策略時，先呈現(xiàn)一個或多個案例學習作為相關(guān)知能的一部分，隨后提取一般的、抽象的知識，最后才給出學習任務(wù)。歸納策略本身還可以分成“歸納——探究型”和“歸納——講解型”兩種?！皻w納——探究型”策略的做法是：先向?qū)W習者呈現(xiàn)一個或多個案例學習，然后要求學習者識別案例所示信息之間的關(guān)系。如上所述，這樣一種發(fā)現(xiàn)學習是頗為耗時的，因此當有充分的時間，或者學習者沒有任何經(jīng)驗，或者需要進行深入理解的情況下才使用這種方法；“歸納——講解型”策略的做法是：先向?qū)W習者提供一個或多個案例學習，隨后具體呈現(xiàn)案例所示信息之間的關(guān)系。四元教學設(shè)計模式建議默認情況下使用“歸納——講解型”策略，因為它既是合理的，又是高效的，且從具體的、可辨認的案例學習開始對于沒有先驗知識的學習者來說是很有效的一種方法。第三種策略是“演繹”策略，即學習者先從一般的、抽象的知識出發(fā)，用案例學習來解釋。也就是說，先呈現(xiàn)明確的知識關(guān)系(理論)，然后在最大的支持下用一個或多個學習任務(wù)來解釋這個一般性知識(這是一種許多老師默認使用的方法)。問題是沒有任何先驗知識的學習者在理解一般性知識時會有比較大的困難。因此，只有在教學時間有限、學習者已經(jīng)有一定經(jīng)驗、不需要進行深入理解的情況下，才使用“演繹”策略。

2.認知策略

跟心理模式一樣，認知策略也包含一般的、抽象的知識和解釋該知識的具體案例。正如前面提到的，通過描述一個問題解決過程中的連續(xù)步驟和有利于完成每個步驟的經(jīng)驗規(guī)則，可以用SAPs來分析認知策略。呈現(xiàn)認知策略的教學方法和呈現(xiàn)心理模式的教學方法，尤其是結(jié)構(gòu)模式和結(jié)果模式的方法極其相似。例如，可以讓學習者解釋為什么這個步驟先于其他的步驟(見表2的方法7)、預測要是重新排序這些步驟的話會有什么影響(方法8)、解釋特定經(jīng)驗規(guī)則的運用是如何導致某一特定狀態(tài)的(方法9)或預測使用經(jīng)驗規(guī)則的效果(方法10)。對于認知策略來說，經(jīng)驗關(guān)系指的是示范樣例，闡明SAPs的應用是如何幫助得到一個解決方案的。示范樣例在相關(guān)知能(認知策略)和學習任務(wù)(有最大的過程導向支持力度的學習任務(wù))之間提供了一個樞紐。正如前面所說的，示范樣例可以展示一個專家是如何解決一個重要任務(wù)的，同時解釋為什么做出這樣的決定，為什么采取這樣的行動(如出聲思考)。樣例最好是穿插著問題，讓學習者辯證地思考所示范的問題解決過程。由于認知策略具有高度抽象的特點，所以四元教學設(shè)計模式只規(guī)定了用歸納——講授來描述認知策略。因此，應該從呈現(xiàn)一個或多個示范樣例開始，然后具體提出問題解決的步驟和樣例中所提到的相應的規(guī)則。

3.認知反饋

相關(guān)知能的最后部分是提供有關(guān)學業(yè)表現(xiàn)的反饋，即認知反饋(Balzer， Doherty & O’Connor,1989；Butler & Winne，1995)。它只適用于創(chuàng)生性方面的表現(xiàn)，用來促進圖式的建構(gòu)。因為創(chuàng)生性學業(yè)表現(xiàn)不能用對或錯來表示的，只能用有效或無效來表示，認知反饋只能在學習者完成一個或多個學習任務(wù)，甚至是整個學習任務(wù)后才提供。一個精心設(shè)計的反饋能夠激發(fā)學習者對他們自身的問題解決過程和解決方案進行反思，從而發(fā)展更有效的心理模式和認知策略。反饋具有核心的作用，這與認知學徒制頗為一致。(Collins， Brown & Newman， 1989；亦見Kluger & DiNisi，1998)。分析會議、同伴或?qū)＜以u論和小組討論都是有價值的反思途徑。學習者可以將自己解決問題的過程與呈現(xiàn)的SAPs、解釋這些SAPs的示范樣例或是其他學習者的問題解決過程進行比較。此外，可以將自己的解決方案和呈現(xiàn)的一般解決方案、例證這些方案的案例學習或其他學習者的解決方案進行比較。表2中呈現(xiàn)的探究法是發(fā)現(xiàn)式反饋的一種有效方法。

[責任編輯向?qū)嶿

Blueprints for Complex Learning: The 4C/ID-model (I)

[Netherlands]Jeroen J. G. van Merriёnboer1, [US]Richard E.Clark2,[Netherland]Marcel B. M. de Croock3,Trans. CHEN Xue-wei4, Proofread. SHENG Qun-li4

(1TheOpenUniversityoftheNetherlands,Heerlen,theNetherlands; 2TheRossierSchoolofEducation,UniversityofSouthern;3TheOpenUniversityoftheNetherlands,Heerlen,theNetherlands; 4SchoolofEducation,ZhejiangUniversity)

Abstract:This article provides an overview description of the four-component instructional design system (4C/ID-model) developed originally by van Merriёnboer and others in the early 1990s (van Merriёnboer, Jelsma & Paas, 1992) for the design of training programs for complex skills. It discusses the structure of training blueprints for complex learning and associated instructional methods. The basic claim is that four interrelated components are essential in blueprints for complex learning: (a) learning tasks, (b) supportive information, (c) just-in-time (JIT) information, and (d) part-task practice. Instructional methods for each component are coupled to the basic learning processes involved in complex learning and a fully worked-out example of a training blueprint for “searching for literature” is provided. Readers who benefit from a structured advance organizer should consider reading the appendix at the end of this article before reading the entire article.

Key words:the 4C/ID-model; complex learning; complex skill; training blueprints

作者簡介：杰倫.J.G.范梅里恩伯爾(Jeroen J.G.van Merriёnboer)，先系荷蘭馬斯特里赫特大學教育與發(fā)展研究系教授，綜合學習設(shè)計理論創(chuàng)始人，國際著名教學設(shè)計專家；理查德.E.克拉格(Richard E.Clark)，美國南加州大學教育學院教授，著名認知分析研究專家；馬塞爾 B. M.德克洛克(Marcel B.M.de Croock)，荷蘭開放大學教育技術(shù)學助理教授;譯者：陳雪瑋，女，浙江大學教育學院課程與教學論碩士研究生；盛群力，男，浙江大學教育學院課程與學習科學系教授。

基金項目:教育部高等學校國家精品資源共享課《教學理論與設(shè)計》*資料來源：Van Merriёnboer, J. J. G.,Clark, R. E., & de Croock, M. B. M.(2002). Blueprints for complex learning: The 4C/ID-model.Educational Technology, Research and Development,50(2)：39-64。亦可全文pdf下載：http:∥www.tensteps.info /selected -readings.html；本文翻譯獲作者授權(quán)。

收稿日期：2016-01-16

中圖分類號：G51

文獻標識碼：A

文章編號：1674-2087(2016)01-0048-09