劍橋?qū)W習(xí)科學(xué)手冊

前言

人腦是世界上最復(fù)雜的物質(zhì)系統(tǒng)，它所具有的學(xué)習(xí)功能是其他一切生物無法比擬的。在人類學(xué)習(xí)的研究中，由于研究方法與手段的局限性，無論是古代東西方對學(xué)習(xí)的思辨，還是近現(xiàn)代流派紛呈的學(xué)習(xí)理論，都回避了對學(xué)習(xí)的器官——腦的探索，使學(xué)習(xí)的研究停留在外顯的行為以及對內(nèi)部心理機(jī)制的推測上。隨著腦科學(xué)的迅猛發(fā)展以及研究方法與工具的進(jìn)步，人們曰益重視腦、認(rèn)知與學(xué)習(xí)之間的關(guān)系。學(xué)習(xí)科學(xué)研究者將真實(shí)情境中的學(xué)習(xí)作為研究對象，運(yùn)用科學(xué)的研究方法，來理解人類學(xué)習(xí)過程中的認(rèn)知活動(dòng)及其神經(jīng)機(jī)制，探討學(xué)習(xí)、認(rèn)知與發(fā)展的過程與本質(zhì)。學(xué)習(xí)作為人類極其復(fù)雜的現(xiàn)象，只有整合不同學(xué)科的視野才能對其有完整、科學(xué)的認(rèn)識(shí)，因此學(xué)習(xí)科學(xué)是多學(xué)科、跨學(xué)科的研究領(lǐng)域。最先用科學(xué)的方法來研究腦與學(xué)習(xí)關(guān)系的是誕生于20世紀(jì)50年代中期的認(rèn)知科學(xué)。認(rèn)知科學(xué)是研究人、動(dòng)物和機(jī)器的智能本質(zhì)和規(guī)律的科學(xué)，研究內(nèi)容包括知覺、學(xué)習(xí)、記憶、推理、語言理解、知識(shí)獲得、注意、情感等統(tǒng)稱為意識(shí)的高級(jí)心理現(xiàn)象。認(rèn)知科學(xué)從誕生之日起，就從多學(xué)科的視角來研究學(xué)習(xí)。到20世紀(jì)70年代，認(rèn)知科學(xué)家開始研究人類是怎樣解決問題的，關(guān)注數(shù)學(xué)、科學(xué)、閱讀和寫作等學(xué)校教育教學(xué)中涉及的重要問題。他們發(fā)現(xiàn)專家與新手采用不同的方式來解決各種學(xué)習(xí)領(lǐng)域中的問題，認(rèn)為專家與新手的區(qū)別是理解學(xué)習(xí)的第一步，“學(xué)習(xí)就是新手變?yōu)閷＜业倪^程”①，追蹤這一過程中的思維變化可以研究學(xué)習(xí)的產(chǎn)生。20世紀(jì)90年代以后，認(rèn)知科學(xué)轉(zhuǎn)變了脫離學(xué)習(xí)情境、關(guān)注靜態(tài)知識(shí)的實(shí)驗(yàn)室研究方式，轉(zhuǎn)而重視學(xué)習(xí)者的思維與求知過程。

內(nèi)容概要

學(xué)習(xí)科學(xué)是研究教與學(xué)的一個(gè)跨學(xué)科領(lǐng)域，涵蓋了認(rèn)知科學(xué)、教育心理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、人類學(xué)、社會(huì)學(xué)、神經(jīng)科學(xué)以及其他領(lǐng)域。《劍橋?qū)W習(xí)科學(xué)手冊》向我們展示了教育者如何能夠利用學(xué)習(xí)科學(xué)來設(shè)計(jì)更為有效的學(xué)習(xí)環(huán)境，包括學(xué)校課堂和非正式學(xué)習(xí)環(huán)境，例如科學(xué)中心、校外俱樂部、在線遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)以及基于計(jì)算機(jī)的輔導(dǎo)軟件等。本手冊基于有關(guān)兒童如何學(xué)習(xí)的最新科學(xué)研究成果，描述了令人振奮的新的課堂環(huán)境?！秳?qū)W習(xí)科學(xué)手冊》是一本真正的手冊，讀者可以用本手冊來設(shè)計(jì)未來的學(xué)校——這種學(xué)?？梢詾楫厴I(yè)生參與日益基于知識(shí)與創(chuàng)新的全球社會(huì)做好準(zhǔn)備。    R．基思·索耶(R．Keith Sawyer)，是華盛頓大學(xué)圣路易斯分校的教育學(xué)副教授。他在芝加哥大學(xué)獲得了心理學(xué)博士學(xué)位，在麻省理工學(xué)院獲得了計(jì)算機(jī)科學(xué)理學(xué)士。他的主要研究領(lǐng)域有：創(chuàng)造力、協(xié)作和學(xué)習(xí)。

作者簡介

譯者：徐曉東 北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室腦科學(xué)與教育應(yīng)用研究中心 等 編者：（美國）R.基思·索耶（R.Keith Sawyer）R．基思·索耶(R．Keith Sawyer)，是華盛頓大學(xué)圣路易斯分校的教育學(xué)副教授。他在芝加哥大學(xué)獲得了心理學(xué)博士學(xué)位，在麻省理工學(xué)院獲得了計(jì)算機(jī)科學(xué)理學(xué)士。他的主要研究領(lǐng)域有：創(chuàng)造力、協(xié)作和學(xué)習(xí)。

書籍目錄

序言本書撰稿人　第1章　導(dǎo)言——學(xué)習(xí)的新科學(xué)第一部分  基礎(chǔ)理論　第2章　跨學(xué)科的學(xué)習(xí)科學(xué)的基礎(chǔ)和機(jī)遇　第3章　建構(gòu)主義　第4章　認(rèn)知學(xué)徒制　第5章  認(rèn)知導(dǎo)師——技術(shù)將學(xué)習(xí)科學(xué)帶進(jìn)課堂　第6章　活動(dòng)中的學(xué)習(xí)　第7章  知識(shí)建構(gòu)——理論、教學(xué)和技術(shù)第二部分  方  法  論　第8章  以學(xué)習(xí)者為中心的設(shè)計(jì)——反思過去，指導(dǎo)未來　第9章　作為方法論的設(shè)計(jì)研究的發(fā)展　第10章  基于設(shè)計(jì)的研究——學(xué)習(xí)科學(xué)家的方法論工具集　第11章　指導(dǎo)基于探究的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)　第12章　協(xié)作會(huì)話分析　第13章　評(píng)估深層理解第三部分  知識(shí)的本質(zhì)　第14章　基于案例的推理　第15章　學(xué)與教的知識(shí)整合視角　第16章  概念轉(zhuǎn)變研究的歷史——線索和斷層　第17章  學(xué)習(xí)中的空間表征和意象　第18章　素養(yǎng)和學(xué)習(xí)科學(xué)第四部分　可視化知識(shí)第五部分　共同學(xué)習(xí)第六部分　學(xué)習(xí)環(huán)境后記　“如何學(xué)”之后是學(xué)什么跋：學(xué)習(xí)科學(xué)的基本問題人名索引主題索引譯者后記

章節(jié)摘錄

插圖：菲爾·薩德勒（I'hil Sadlcr）所作的關(guān)于學(xué)生如何理解地球與太陽系運(yùn)動(dòng)的研究，提供了一個(gè)很好的例子來說明評(píng)價(jià)是如何能夠診斷學(xué)生的理解的。在早期研究中，不同年齡的學(xué)生被問及地球的軌道及溫度隨季節(jié)變化的原因，研究表明，不同年齡階段的學(xué)生認(rèn)為在夏季時(shí)地球的軌道使地球離太陽的距離更近（Sadler，1987），其他學(xué)生則認(rèn)為，地球與太陽的距離才是主要因素；因?yàn)榈厍蛟谙奶臁翱拷碧?，而在冬天遠(yuǎn)離太陽（從北半球的視角看），因而對距離產(chǎn)生了不同的描述。僅有少數(shù)學(xué)生能夠理解地球的球體外形和傾斜的含義：即太陽光線與地球的角度在夏季更大，從而使白天更長，太陽更加直射地球。以迷思概念和對季節(jié)理解的發(fā)展研究為基礎(chǔ)，薩德勒開發(fā)了一系列測試項(xiàng)目（Sadlcr，1998）。在每一個(gè)項(xiàng)目中除了一個(gè)正確的答案選擇，還包含錯(cuò)誤的選擇（即干擾項(xiàng)），這些錯(cuò)誤選擇是學(xué)生在研究文獻(xiàn)中發(fā)現(xiàn)的各種迷思概念的基礎(chǔ)上得出的答案。同樣，一些項(xiàng)目被開發(fā)出來用于探究學(xué)生的推理，比如：是什么產(chǎn)生了黑夜與白天，太陽系之外的行星的相對距離，以及月亮的相位等一系列推理。薩德勒的天文知識(shí)評(píng)價(jià)可用于確定學(xué)生在這些領(lǐng)域的思考方式，而不僅是確定他們是否給出了科學(xué)的正確的解釋。通過對大量學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)，薩德勒證實(shí)了幾個(gè)例子：學(xué)生選擇正確答案的比例似乎隨年齡的增長而降低，直到在最高年級(jí)水平的測試中，正確答案的比例才開始增長。薩德勒運(yùn)用這些數(shù)據(jù)指出，在這些例子中，對一些問題“正確”答案的減少，事實(shí)上是認(rèn)知發(fā)展的標(biāo)志。不成熟的概念框架經(jīng)常因錯(cuò)誤的推理對一些問題產(chǎn)生正確的答案；隨著學(xué)生概念的成熟，他們可能開始對某一時(shí)段回答正確的問題給出錯(cuò)誤的答案，直到一個(gè)新的、更全面的理解得到鞏固。

后記

本書介紹的是近年來新的學(xué)習(xí)科學(xué)研究的最新進(jìn)展。之所以稱之為新的學(xué)習(xí)科學(xué)，是因?yàn)樵谶^去的100年間，學(xué)習(xí)研究的范式發(fā)生了巨大的變化。歷史上，學(xué)習(xí)研究屬于心理學(xué)的核心課題。美國心理學(xué)家華生（JohnB.wundt）開創(chuàng)了行為主義學(xué)習(xí)研究的先河，倡導(dǎo)心理學(xué)是自然科學(xué)的一個(gè)分支，應(yīng)該排除意識(shí)和內(nèi)省，通過純粹的客觀實(shí)驗(yàn)來測量人類的行為，以達(dá)到預(yù)測和控制行為的目的。激進(jìn)行為主義心理學(xué)家斯金納繼承并發(fā)展了華生有關(guān)學(xué)習(xí)研究的科學(xué)主張，強(qiáng)調(diào)環(huán)境和有機(jī)體行為中可觀察和可測量的部分及其相應(yīng)影響，明確地排斥心理事件、驅(qū)力、動(dòng)機(jī)等這些他認(rèn)為非科學(xué)的心理現(xiàn)象和個(gè)人經(jīng)驗(yàn)。斯金納不僅將學(xué)習(xí)研究發(fā)展成為行為科學(xué)，他還致力于將學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)室研究成果應(yīng)用于教育歷程當(dāng)中。他在學(xué)校的課堂教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)中得到的有關(guān)學(xué)習(xí)的科學(xué)理論并沒有被應(yīng)用于學(xué)校的現(xiàn)實(shí)教學(xué)；學(xué)校教學(xué)目標(biāo)模糊，沒有即時(shí)反饋測驗(yàn)結(jié)果；教學(xué)內(nèi)容缺乏系統(tǒng)性。針對這些缺陷，斯金納提出了小步驟、即時(shí)強(qiáng)化、逐步接近的學(xué)習(xí)原則，并開發(fā)了程序?qū)W習(xí)和教學(xué)機(jī)器。程序教學(xué)的發(fā)展促成了教育技術(shù)學(xué)的形成，促進(jìn)了“計(jì)劃一實(shí)施一評(píng)價(jià)”（Plan-Do-See）這一工程與技術(shù)學(xué)做法在教育教學(xué)中扎根。程序教學(xué)的發(fā)展還催生了個(gè)人化學(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)輔助學(xué)習(xí)等學(xué)習(xí)模式，吸引了計(jì)算機(jī)專家、教育技術(shù)學(xué)者（教育心理學(xué)家和認(rèn)知心理學(xué)家）加入到學(xué)習(xí)研究的行列。

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