《21世纪的学习和教学技术》收集了有关用技术改进学习的模型与方法的研究。这些文章由教学技术的学术研究带头人和思想家所写，对于用更多更好的技术便能改进教育的想法进行了挑战。作者们强调了具体的基于研究的想法，以这种思想来重新衡量学习，评估学校，重新考虑技术的应用，并且改进教学传递方法。
在承认技术的重要角色的同时，这些文章挖掘了技术的主要优势–技术能用于促进高等学习设计和发展中的样板，同时也促进学习互动。每一篇文章发掘技术的某一具体方面的角色，整本书都围绕这么一个主题。如果对于学习过程与它的方方面面没有足够的认识，光靠现有技术，是不可能对教育过程产生持续影响的。
更多更好的技术便能改进教育吗？尽管有如此多的改革和持续增加的计算机和网络方面的投资，学校的改变却很小。我们管理学校和提供教学的方式依然同我们的父辈上学时的方式一样。换言之，我们在工业时代的环境下用农业时代的方式教育学生，却告诉学生们他们生活在一个数字时代。
但几乎每一个人都认为技术将会带来改变！为了使如此重要且势不可挡的变化得以实现，我们不仅需要对工业时代的工厂化教育模式进行反思和重组，也需要重新思考哪些工具可以用来支持这场变革。
Leslie Moller博士是南达科塔州大学（University of South Dakota）教育技术和培训系的前主任。他曾是普渡大学教学研究和发展专业的研究生。Leslie博士是AECT研究论坛会的主任和编辑。他也是《远程教育评论》季刊、《教育技术学与业绩改进》国际杂志季刊的编辑部委员会成员。Moller博士曾担任美国教育研究协会（AERA）的教学技术特别兴趣组主席和AECT的远程教育与课程委员会主席。在远程教育和教学系统设计方面，他已经写了30多篇文章和书刊篇章。他与他的妻子Mary Ann以及他们的宠物，居住在南达科塔州（South Dakota）的杨克顿市（Yankton）。邮箱： lesmoller@aol.com
来凤琪，哲学博士，现任印第安纳州立大学终身教授，博士生导师，学术领域为教育技术。1997年毕业于普渡大学，随后，在芝加哥的公司工作，先后任培训部主任及高级教学设计师/项目经理直至2002年返回学术界。来凤琪教授出国前曾在中国任教14年，她在国内的教学起始于幼儿园，然后是小学、初中、高中，直至大学。她获得的奖项有AECT主席奖，SICET特殊贡献奖，印第安纳州立大学国际教育贡献奖，印第安纳州立大学Bayh教育学院Reitzel教授研究奖，先进技术援助公司（ATS）年度zui佳职工奖，上海铁道学院教学研究zui高贡献奖，上海铁道学院教学一等奖等。1997年，来教授被选拔为Phi Kappa Phi全学科荣誉学会终身会员。自2004年起,来教授热衷于中国学术交流活动并活跃于中国教育技术学术界,受邀至17所中国高校授课讲学，先后获得了上海师范大学、山东高等教育学会、河南大学、河南师范大学、华东师范大学和西安外事学院的荣誉证书。她是北美国际华人教育技术学会（SICET）的创办人之一，2005年任年会主席，2005—2006年任学会主席。她也是AECT-LKAOE 2015年夏季国际研讨会的策划筹备人与大会主席，以及HKAECT-AECT 2017年夏季国际研讨会的荣誉顾问。
1 教学设计理论与实践的探索与推进
J. Michael Spector
摘 要： 学习基本上与人的变化有关——人的能力、态度、信仰、知识、思维模式以及技能方面的恒定不断的变化。在过去，用技术来支撑学习被误认为技术能提供无数迅猛改进学习的机会。不幸的是很多所谓的先进技术并没有给学习带来实质上的、永恒的改进。在改进学习的过程中，要紧的一步是评估学习者在学前、学中、学后，以及学后很长一段时间里的能力、态度、信仰、知识等的变化。然而能有效评估学习改进的方法几乎不存在，加之学习范畴中还包括非良构的复杂问题，要评估这一学习范畴，那就更具有挑战性了。在本章节中，笔者将讨论评估、解决问题这一复杂学习范畴的一些过程。
关键词： 教学设计理论，教学技术，学习，认知心理学，动机学，认知负荷，复杂范畴，系统论方法，技术整合，DEEP方法论
介绍
多年来，在教学的计划与实施中产生了很多次变革
本章节是基于Spector教授2006年在比利时列文（Leuven, Belgium）召开的EARLI-ID年会上的主题报告而写的。他的这些观点也在EARLI的其他报告以及AECT夏季研究讲习会上发表。J.M. SpectorFlorida State University, Learning Systems Institute, C 4622 University Center,Tallahassee, FL 32306-2540, USAe-mail： mspector@lsi.fsu.edu。有些变革是因为某一新技术的引进而产生的，比如说书本的批量生产。有些变革是因为人们工作的性质的改变而引起的。举例来说，在手工作坊中的边操作边学习是多世纪以来普遍的教学实施方法，这是应工业革命实地培训特殊技能工人的需要而产生的结果。较近期的认知心理学以及新的数字技术在学习与教学领域带来了许多理论与实践上的变革。
然而，没有一个单一的理论能解释在多种情况下人们学或不学的原因。类似地，也没有一种单一的教学设计模式能适用于绝大多数的学习场合。有极少既成的设计原理能指导有效的教学设计，但哪怕是这些已被广泛接受了的设计原理也缺少教学设计实践所需要的细则。
这些说法是会受到挑战的，事实上也已受到了有些研究人员和教学设计者的挑战。让我们先把这些不同看法放一边，继续我们的讨论吧。事实上，我们对学习与有效教学设计的了解比我们自己认为的要少。我们将重温一下基本的学习原理和那些对教学设计实践有影响的技术，检验一下识别对于教学设计实践有效的学习理论的关键问题，即如何决定在复杂范畴里的学习进展以及是什么教学技巧才使得学习与业绩有所改进的问题，提出一个对问题进行概念化的动态方法来迎接这个重要的挑战，并对这个方法的方方面面进行推敲和讨论。
在《研究对教育的影响： 一些个案分析》（Impact of Research on Education： Some Case Studies）一书的前言中，Patrick Suppes(1978)说： “因为整个民族对研究付出很少，我们所有的人有时会感到无望，因为研究可以在很大程度上来帮助人们改进实践。”（第xiii页）尽管在学习和教学方面我们做了不少研究，但还是有很多未知有待我们去探讨。在如何改进学习和教学方面，还有更多的事需要我们在已知的基础上去做。与此同时，认知心理学在发展，用于支撑学习和教学的技术在更新。1972年Edgars Dijkstra在计算机学会的年会主题报告中说： “电子工业还没有解决任何问题，但却带来了问题，它带来了如何用它的产品的问题。”（第861页）
人们热衷于信息与通信技术，不可无视的是这些技术在日新月异地发展。每当引入新技术都会带来如何有效地应用新技术来提高学习的新问题——这在教育领域中尤其是一个挑战(Spector, 2000)。技术的变化无穷以及因此给学与教所带来的挑战数不胜数。教育资源信息中心(ERIC)的信息与技术部门以及其他十六个部门和十个相关部门被关闭的事实都是由于技术的变化。这些部门自1966年起为教育界服务，吸引了世界各地为数众多的用户，包括研究人员、教师、学生、图书馆员、媒体专家、技术协调，以及管理人员。ERIC还在用，但是这些部门没有了。可能ERIC的服务和支持与以往一样好——但很多人不这么认为，因为它的用处少了。但是那些从前用惯了这些服务的人不得不调整他们自己，因为技术变了。
技术改变了人们的工作与生活习惯，更重要的是技术增强了人的能力。人们可以用技术来进行教与学（例如，Jonassen, 2006; Lowyck & Elen, 2004; Spector & Anderson, 2000）。新技术为改进学与教提供了新机会；然而，尽管在研究与技术方面的投资可观，但教育并没有很大的改进。所谓的“技术能为学习带来惊人的改进”并没有实现。如果以教育对社会的影响作为衡量教育改进的标准，那么我们可以问，正如Suppes(1978)所提到的： 是什么导致人们对于教育研究的负面评价呢。
我想起了《圣经》序言中的一句名言，它基本上可以被翻译成： “起始时的混沌。”
［文章作者在原文中用的是“... which can be loosely translated as follows： In the beginning there were chaos and confusion...”所以本翻译不是直接从圣经原文而来的。——译者注］在我们能对学与教进行现代化的教育研究之前，对于如何教，可能会有起始时的混沌。教师用不同的方法和资源，会取得相当不同的教学效果。人们可能会认为在起始时的混沌时期，不会有很多的改变。我们可以做的是“探索”，尽管有些人认为他们可以做的是“推进”。我不被他们所说服。我们在新的领域里探索，这最确切地描述了我们当今教学设计实践的现状，以及教学设计所基于的学习理论基础和心理学社会学的发展的现状。而“推进”则已到达了对知识有着极大贡献的阶段，在这一阶段，被推进的事物已被广泛接受且能用于预言结果。在我看来，学习理论和教学设计在当前还远未达到这一阶段。
学与教的研究
在过去的50年中，在学的研究领域里我们做了些什么？认知心理学在人的记忆以及记忆在学习中所起的功用方面作出了很大贡献。个人的短期记忆能处理的信息是有限的，而这一特征并不因为年龄、性别、经验或其他的个人差异而有显著的不同(Miller, 1956)。Anderson和他的同事们(2004)的基于记忆中的多种呈现形式——主要是文字和图像——的认知理论被广泛接受。Paivio(1986)和其他一些人认为多方面的提示能够加强记忆的储存和提取信息的能力。认知心理学家在我们对学习的认识方面所作出的贡献远远超过了我在此能提及的。（Kintsch, 1993; Polson, 1993）。
学习，从根本上来说，与改进有关。当我们说某一生物学到了一些东西，我们肯定是观察到了此生物的变化。对于人类来说，相关的变化可以是能力上的、态度上的、行为上的、信仰上的、思维模式上的、技能上的或者任何这些方面的组合变化。这一学习的定义是根据这些可以观察到的直观印象而下的，而不是根据可能引起这种变化的各种认知或社交过程而下的。千真万确的是这些过程是重要的，因为这些过程使人们相信他们能学，使他们产生动力去学，使他们沉浸在学习之中，而且使他们能自己监督自己的学习。在本章中，我们不讨论后者，我们的讨论集中在“学习的产生是一种稳定且恒定的变化”上。
典型的研究内容是通过观察变化来断言学习是否发生，这些变化包括相应的人的能力、态度、行为、信仰等等方面的反应模式。要得出一个学习是否发生的结论，涉及多方面的原因。首先，有这么一个事实： 人多数时间总是自然地在学。很多我们学到的东西是在日常或偶尔发生的事件中无意中得到的。为了做有关学习方面的研究，教学设计研究者通常在常规的学习环境中（例如学校）做观察。在常规的学习环境中，学习往往设有学习目标，这些学习目标是明确的，可以被更改且可以被用来作为评估的标准。这类应用性的教育研究跟学习心理学家在实验室里做实验有着很大差异。在实验室环境中做实验，人们可以很容易地控制各种变量。
认知研究人员承认很多非认知方面的因素在影响着学习，包括学习动力和偏见。学习动力在发展专业知识方面尤为重要（Ericsson, 2001）。社交机会中人与人之间的交往对人的学习与业绩都有着很大的影响（Moreno, Mayer, Spires & Lester, 2001; Salas & Fiore, 2004）。
Bransford, Brown和Cocking(2000)总结了有关学习方面的研究结果，包括：
●学生对于世界有他们自己的认识，而这些认识（往往是有误的）会干预他们的学习。
●能力的发展需要有基础知识，概念上的框架，以及组织和回访已有知识的能力。
●认知的自我意识能够帮助学习和改进业绩。
这些研究结果与以示范启发(model-facilitated learning)的学习方法(Milrad, Spector & Davidsen, 2003)、认知师带徒(cognitive apprentice)的学习方法(Collins, Brown & Newman, 1989)、以示范为中心(model-centered learning)的学习方法(Seel, 2003),以及其他类似的教学设计方法相吻合，也被这些教学设计方法所证实。
Lowyck和他的同事们 (Lowyck & Elen, 2004; Lowyck, Pys & van Merrinboer, 2003)也总结了他们的研究结果，为教学设计和有效地应用技术提供了有意义的信息。他们的研究结果针对的是有目标的学习，包括：
●学习是一个积极的过程，学习的过程是很费脑的。
●学习者在学习过程中运用自己的经验来构成自己的认识。
●学习是一个慢慢积累的过程，当新知识与既成知识相结合时，新知识才最有用。
●有效的学习是需要学习者自己监督的。
●学习不能脱离情景，所谓情景包括情景场所和社会文化等方面。
专门研究认知负荷的研究人员对于设立目标的学习所需要的用脑程度做了研究（Paas, Renkl & Sweller, 2003; Sweller, 2003），他们把认知负荷分为三类： 第一类是内在认知负荷(intrinsic cognitive load)，即解决问题本身所需要的认知负荷；第二类是外在认知负荷(extraneous cognitive load)，即在解决问题时用于对付所遇到的一些与解决该问题有关的外界因素所需要的认知负荷；第三类是相关认知负荷(germane cognitive load)，一般说来，是对学习有利并因个人的特点以及情况而异的认知负荷。应该注意的是认知负荷的多少并非是客观可测的，它是应个人情况而异的。显而易见，对于一个富有经验的人来说，在自己熟悉的领域里解决一个问题是不会花很多内在或外在认知负荷的。但对于一个缺乏经验的人来说，解决同样的一个问题却需要花很大的内外认知负荷。那些解决问题所需要的相关认知负荷对于具有不同经验和不同已有知识的人们来说，显然也是不同的。
Merrill(2002)为教学设计设置了一套首要规则，这套规则是从教育研究和教学技术的成功的事例中归纳而来的，包括： Star legacy (Schwartz, Lin, Brophy & Bransford, 1999), McCarthy（1996）的 4Mat, Andre（1986）的教学剧，Gardner（1999）的多种智慧，Nelson（1999）的合作解决问题，Jonassen(1999)的建构技巧，以及Schank, Berman和McPherson （1999）的从实践中学。这些方法及其相关学习体系，以及前面提及的其他一些技巧，还有更多的没在这儿一一提及的技巧，都代表了在教学设计研究和技术领域中的伟大探索。Merrill(2002)设计的首要规则包括采用以问题为中心的教学方法，此方法帮助学习者激发相关的知识结构和期望，剖析解决问题的思路，提供解决问题的操练机会，然后将学到的知识应用到有意义的实际活动中去。
Spector(2001)将教育研究作了一个整体的综合分析，归纳出以下的自然主义的教育法则：
●学习基本上与人的变化有关——人的态度、行为、信仰、能力、思维模式、技能的变化，或者是上述中的几个方面的综合变化。
●亲身体验是学习和帮助人进行理解的起点——确实，亲身体验在学习过程中是与人处处相伴的，其表现方式为观察、推敲、假设、反思、思维实验、实际实验等等。
●情景决定学习者对知识的理解和建构——这代表了实践出真知。
●相关情景的涉及面往往又广又多；将新情景的方方面面跟既存的知识和理解联系起来才能使学习有效。
●有效学习起始于谦卑和不确定——就是说，要意识到自己对知识不懂或不理解。
这些总结告诉我们，教育研究人员根据学习研究的结果对教学设计提出的建议是高度一致的。然而，为什么除了这些研究人员，几乎没人将这些研究结果系统地应用于学与教的改进呢？为什么我们还没能看到改进学与教会不断授益于社会呢？可能教育实践并不像人们想象的那样是有依据的，或者是因为我没能看到教学方面大规模的改进。假设没有后者这一可能，在下面的章节中我提出了一种评估方法，意在使基于证据的教学设计研究有所提高。
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