该文基于对国内外教育技术学研究的反思，尤其是对教育技术学研究对学习者缺乏深层次关注的反思，结合教育技术学自身的属性，尝试提出“在文化视野下将技术、学习内容、学习者相统合”的教育技术学研究的新范式——CTCL。首先对CTCL的基本构想进行了描述，并通过文献研究法，对能够体现这一研究范式的相关研究领域，即学习科学、学习技术、学科学习心理、多媒体学习、计算机支持的协作学习、教育神经科学进行了回顾与分析。在此基础上，对在CTCL研究范式下进行的“高中学生信息技术概念学习的偏差认知研究”进行了介绍。

一、引言

19世纪末幻灯、无声电影等媒体被应用于教育，拉开了教育技术学研究的序幕。由于媒体或者媒体技术在该学科中的地位，关注新媒体教育应用成为教育技术学研究中一个明显的倾向。随着研究的深入与技术的发展，教育技术学研究者开始将技术应用到具体的学习内容与学习情境中，信息技术与课程整合成为上世纪90年代以来一直延续至今的教育技术学研究热点。   

近年来，一些教育技术学研究者开始关注“学习者”这一要素。我们曾以《电化教育研究》和《中国电化教育》两刊2006-2008年的1767篇论文作为研究材料，对我国教育技术学的研究对象及发展趋势进行了分析。研究发现，在这1767篇论文中，以“学习者”作为研究对象的仅占10.3%，其余89.7%则多为教育教学系统研发、教育技术学理论等未涉及学习者的研究。而根据《日本教育工学会论文杂志》，日本这三年内以“学习者”为研究对象的教育技术学研究论文约占66.7%。《电化教育研究》和《中国电化教育》是我国教育技术学领域办刊最早、也是最有影响力的两本杂志，在这两本杂志上刊载的论文在一定程度上反映了我国教育技术学领域的研究趋势。因此，上述数据也在一定程度上反映出我国教育技术学研究虽然已经开始关注学习者，但对学习者的关注尚不充分。南国农先生指出：“成功的电教……要从学生出发教是为了学，学生是学习的主体。电教工作，不论是设计、开发、利用和管理教学过程和教学资源，都要从学生的实际需求出发。”我们认为，教育技术学研究对学习者的充分关注不仅是不可或缺的，而且应是深层次的。   

基于上述问题，我们尝试探索一种新的教育技术学研究范式——“CTCL”（CTCL为Culture，Technology，Content，Learner的首字母缩写），使其既能反映出教育技术学本身的方法属性，又能在文化的视野下充分体现教育技术学研究不仅对技术、学习内容的关注，同时也对学习者深层次的充分关注。   

二、CTCL的基本构想

这里将结合我们对CTCL的思考与认识过程，对该研究范式的形成进行简要介绍，并对该研究范式的各要素及其关系进行初步解读。   

（一）CTCL的形成

我们认为，当前教育技术学研究存在两种较为成熟的基本范式，一种是关注媒体教育应用（以计算机和网络教育应用为代表）的研究范式，我们称之为“媒体”范式，另一种是将信息技术与课程整合的研究范式，我们称之为“整合”范式。   

在“媒体”研究范式中，众多研究者关注媒体应用，开展了大量有价值的研究，如我国学者陈丽等人开展的远程教育研究，徐福荫等人开展的电视媒体研究，张舒予等人开展的视觉文化及媒介素养研究，王陆等人在基于网络的教师专业发展COP项目中的相关研究，国外学者生田孝至等人开展的儿童对媒体的态度研究，我国青年学者吴鹏泽开展的中日学生对媒体态度的比较研究及提高媒体素养的策略研究等。此外，国内外还有很多学术组织，如美国新媒体联盟（New Media Consortium）、日本教育媒体学会（Japan Association for Educational Media Study）、日本视听觉教育协会（Japan Audio Visual Education Association）等，一直在组织本团体开展媒体教育应用的研究。把新媒体、新技术应用到教育中是“媒体”研究范式的突出特征。近几年，一些学者致力于将云计算技术、电子书包、iPad、iPhone等新技术第一时间应用到教育中，力求为改善学习条件提供新的契机，如祝智庭等人开展的数字布鲁姆本土化研究等。   

技术“因具备信息传播属性而被用于教育”到研究者“将信息技术有效地融合于各学科的教一种技术再到成立专业学术组织的阶段，通过研究、算法、人工智能、数据库学的过程来营造一种信息化教学环境”，在教育技术学研究领域中，“整合”范式逐渐显现。我国学者何克抗、李克东、王本中等人从1994年开始将计算机技术、现代教育理论、认知学习理论、语文教育的需求等方面进行统合，在中小学开展小学语文“四结合”教学改革试验。2000年，在“四结合”研究成果的基础上，何克抗等人又开展了“基础教育跨越式发展创新试验”，先后在700多所试验学校开展了广泛的实践研究，产生了许多宝贵的研究成果。我们从改善学习的效果、效益、效率三个方面考量国内外信息技术与课程整合的研究，数据表明，这些研究是有效果的，如日本学者清水康敬等人对在课堂中使用ICT对学生学习的改善进行了实证研究，发现在学习成绩、学习态度、学习积极性等方面，使用ICT的课堂，其学生的主观题测试得分高于不使用ICT的课堂的学生。然而，从改善学习的效益和效率来看，“整合”范式下开展的研究在投入、产出比方面，似乎并不总是乐观的。以美国为例，何克抗指出：“尽管美国早就在中小学建立了良好的信息技术环境（例如，1999年美国中小学就已经是基本实现网络化的‘网络年’，到2001年美国中小学已有99%联网，2003年美国中小学生与电脑比例已达到5：1），为实现信息技术与学科教学的整合创造了良好条件，但是他们的基础教育质量并未因此有明显的提升。”   

我们对上述两种范式进行思考，产生了如下疑问：如果说教育技术学是为了促进人的发展，归根结底是为了促进学习者的发展，那么教育技术学研究倘若重在关注媒体应用，或者重在将信息技术与课程整合，而不去深层次地、充分地关注学习者，是否便缺失了其立足于“教育”的根本？换言之，到底谁在学习？在教育技术学研究中，如果忽视了学习的主体——“学习者”，研究是不是很可能会陷入只见技术不见人、投入产出不成比例的尴尬境地？美国《2011 Horizon报告》指出，四到五年后，学习分析将成为以教育为主的组织机构使用的主流技术，进行学习分析的目标是使教师和学校根据每个到校接受教育的孩子的不同程度的需求，提供不同的教育方式。从这种开始关注学习者的态势，我们不难看出：学习者在学习，“教育技术学研究”：应该充分关注学习者。   

近年来，一些教育技术学研究已经在一定程度上呈现出关注学习者的态势，然而对学习者关注到什么程度，也是值得思考的问题。当前，适应性学习和个性化学习已经成为教育技术学发展的四大热点问题之一，这足以说明它对学生的深层次关注是必要的。“媒体”及“整合”范式下开展的研究不可避免地提到了学习者，但是这些研究对于学习者的关注，似乎并未找到一个很好的切入点，即对学习者的关照往往是浅显的。我们认为，教育技术学研究对学习者的关注，应该从系统的角度着眼，将其置于一个包含学习内容、技术等要素的关系网中，从内隐、外显两个角度深层次地去考察，对于这两个角度，本文将在后面详细阐述。   

笔者之一董玉琦于1993年至1998年先后以进修教师、研究生和外国研究员的身份在日本学习和研究，主要开展课堂教学过程中学习者的情绪变化的系列研究，并对学科学习心理进行了较为深入的考察。在此后学习与研究教育技术学的过程中，逐渐感悟到结合特定的学习内容对学习者的心理等进行深层次关注的必要性。自此，在教育技术学的研究中将技术、学习内容、学习者相统合（TCL）的最初设想便基本成形。   

同时，我们发现，近年来在教育技术学研究中，能够体现技术、学习内容、学习者相统合（TCL）的研究已初见端倪，例如我国学者徐晓东等人开展了计算机支持的协作概念转变研究，又如我国台湾学者佘晓清等人开展了利用SCCR数字学习系统辅助学生概念转变的研究等。   

学习理论的发展不断地印证了文化在教育技术学研究中的重要作用。从“学习是反应的强化”这种呆板的论调到“学习是参与和交往”这种关注学习情境的新观念，使得文化在教育技术研究中的地位愈发凸显出来。由此，“TCL”进一步发展为“CTCL”，即研究者在文化（Culture，C）视野下，将技术（Technology，T）、学习内容（Content，C）、学习者（Learner，L）相统合的教育技术学研究新范式，亦可简称为“学习”范式，从而形成了教育技术学研究从“媒体”到“整合”再到“学习”的范式的演进过程。   

（二）CTCL各要素解析

如前所述，CTCL关注的是技术、学习内容、学习者、文化四个要素。

对于技术（T），刘美凤在《广义教育技术定位的确立》一文中，将基本的技术构成分成物质的和非物质的，并称为“物化形态”和“智能形态”的技术。我们提出的CTCL中的技术（T）沿用了此划分。所以，此处的“技术（T）”包括以计算机技术、网络技术等为代表的信息技术及其产品（如软件、平台、工具等），即“物化形态”的技术，也包括以绩效技术为核心的、以追求系统优化为目标的“智能形态”技术。在此基础上，CTCL特别关注和强调的是技术在学习的过程中向问题解决的优化功能发展，是“学习者”通过技术的使用改善“学习者”的学习认知等心理状态及其差异的可视化，为教师提供一种“学习者的学习资源”，使得教师能够实时地诊断学习者的状态，感受学习者与学习内容这一统合体（对此，后文将有详细的阐述）在CTCL中技术（T）这一要素的价值。   

对于学习内容（C），鉴于自20世纪后半叶以来学科间的融合趋势越来越明显，CTCL并不局限在某一学科视域内，而是关注学科间的内容交融性，因此，CTCL并没有用学科（Subject）这一表述，取而代之的是学习内容（C）。但在具体研究，研究者自身学科领域的划分是不可避免的。从这个角度讲，学习内容（C）覆盖的学科领域，既包括物理、化学、生物等传统理科的内容，也包括语言等文学的内容，以及信息技术等新兴学科的内容。此外，从学科形态来看，学科内容（C）涉及分科形态和综合形态的课程，如我国小学和初中开设的综合科学课程。   

对于学习者（L），从人员组成来看，不仅包括各个教育层次的学生（中小学生、大学生、研究生等），也包括教师、企业人员等。值得一提的是，“学习是知识的社会协商”等关于学习的新论调不断昭示着：人不仅仅是独立的个体。因此，CTCL对“学习者”的理解上升到社会的、学习共同体的层面。从人员形态来看，如前所述，“学习者”构成包括单一的学生“个体”。也包括社会的、学习共同体层面的学生“群体”，在这里，“社会”的内涵是丰富的，它涵盖了面对面的真实社会情境以及基于网络的虚拟社会环境。   

前文已述，教育技术学研究应找到合适的切入视角，从内隐、外显两个角度深层次地关注学习者。心理是CTCL的首选视角，它包括学习者的认知、情绪与意志。对于学习者的认知，CTCL借助“学习是概念的转变”这一流行的学习隐喻，从概念转变出发，对学习者在学习过程中的认知机制进行探讨；对于情绪，学生的情绪虽然不易直接测得，但往往能够通过生理指标来探测，比如学习者的皮肤电反应（GSR）、表情等；对于意志，CTCL会关注到学生的感性和理性意志。除此之外，行为视角是CTCL考虑的又一视角，它包括学习者的外显行为、内在行为。对于学习者的关注，CTCL还可以从生理学、管理学、社会学等多个视角或综合的视角切入。   

不同领域的研究者试图从不同角度对学习进行研究、解释，但在这些研究中，文化往往是一个容易被忽视的维度，人们往往太过重视知识的传递，却忽视了学习本身是对文化的理解与传承。正如Eyford，G.A.指出的，在学习过程中“仅仅有精确的知识与完备的信息是不够的，知识是需要人们通过其既有的价值观与对知识的固有理解去内化的。”学习者“既有的价值观及其对知识的固有理解”，是CTCL对文化（C）的下位理解。对于这些因素，无论是个体还是群体层面的学习者，由于生物遗传、教育背景、生活环境等多方面的因素，都存在着极大的差异，当这种差异逐渐成形并影响其对事物的认识与决策，便发展为一种学习者特有的文化。由此，在学习者之间、教师与学习者之间的交流本身便是一种跨群体文化的交流，在这种交流中，充分利用学习者之间的差异这种独特的教学资源，尊重学习者群体的特有文化，坚持和而不同，各美其美，增强学习系统的容错性，通过技术等手段方便学习者更好地表达自己的认知等深层次的心理状态，从而使学习者在一种容错性很强的学习环境中感受到对教育的尊重，是CTCL在这一层面上的追求。   

学习本身即是文化现象之一。通过学习，学习者自身最终应全面发展，在这个过程中，其文化自觉是一种关键的学习品质，学习者获取的不仅仅是知识理解力的提升、能力的提高，而且是自身作为社会一员的自我意识，在此基础上，其责任、批判、合作的基本素质才能有所提升。正如联合国教科文组织在《学会生存》中提出的，“新时代的人类必须能够在自身不断增强的知识理解力、能力与自身情感、道德、性格结构之间建立一种平衡。”也就是说，CTCL站在“教育技术学研究新范式”的立场上，倡导的是以人为本的研究文化和追求学习品质的学习文化，这是CTCL对文化的上位理解。   

（三）CTCL各要素关系

CTCL的四个要素并非毫无交叉关系的独立要素，学习者（L）使用技术（T）促进自身对学习内容（C）的学习，而技术（T）在设计、开发阶段的主要依据是学习内容（C）和学习者（L）的状况（如心理等）。文化若取其上位内涵，则影响到整个系统中的每个要素，若取其下位内涵，则主要在学习者这一要素圈中发挥作用。   

值得一提的是，对于CTCL中的技术（T）要素，其设计、开发的每一个环节，均是建立在对学习者（L）与学习内容（C）充分统整的基础之上的，在以往的研究中，尤其是在远程教育、网络教育研究中，通过技术对于学习者的关注往往考虑到了学习者的学习风格、学习态度等较为上位的心理因素，但是这些研究却很少顾及到学习内容，脱离了学习的具体情境，使得技术对于学习者的考虑和关注稍显浅显，故在CTCL中，技术（T）要素不仅分别对应学习内容（C）与学习者（L），更要对应学习内容（C）与学习者（L）的统合体，且充分考虑到文化（C）要素。   

总之，CTCL这种教育技术学研究新范式提倡在文化视野下，以一种跨学科的综合视角去研究教育，其研究取向在于教育实践问题的解决，这种取向的特点在于：对系统性理念的强调，即教育技术学研究在系统中开展；对最优化的追求，即在改善学习方面，不仅仅强调效果，还要强调效率与效益；对可视化的重视，即力求通过技术实现学习者学习状态（如认知等深层次心理）的可视化。此外，CTCL凸显教育技术学的方法属性，即教育技术学的研究对象不是教育技术，更不是技术本身，而是教育；教育技术学重在以技术的方法，通过系统化、最优化等解决教育中的实际问题；教育技术学应更加关注学习者，指导学习者自身应用技术（包括智化技术）改善学习而促进发展。   

三、相关研究及其启示

CTCL来源于两个方面：一方面源于对当前已经较为成熟的两种教育技术学研究范式的反思以及我们自身多年来的学习与研究之感悟；另一方面源于近年来学习科学、学习技术、学科学习心理等相关研究领域的进展与启示。在这些领域中，研究者将文化、技术、学习内容、学习者这四个要素中的两个或三个相统合，从单一学科或者跨学科的视角去关注学习者的学习，产生了很多有价值的研究成果。   

（一）学习科学

学习科学萌发于20世纪80年代，1991年第一次学习科学国际会议的成功举行和《学习科学期刊》（Journal of the Learning Sciences）的创刊标志着学习科学的正式诞生。R.Keith Sawyer认为，“学习科学是一门研究教与学的跨学科领域，涉及认知科学、教育心理学、计算机科学、人类学、社会学、信息科学、神经科学等领域与学科。与在实验室环境中通过严格控制各种变量来研究学习的传统认知科学不同，学习科学关注真实情境中的学习，不仅包括学校教室里的正规学习，还包括各种情境中的非正式学习，希望通过研究来更好地理解认知过程，并将这些知识用于真实学习情境的设计中，提升学习者的学习深度与效率。”   

作为一门新兴的交叉研究领域，学习科学的关注点相对分散，尚未对学习的基本理论和基本观点形成统一的认识，但这并未影响学习科学的发展。如以Ann L.Brown为代表的元认知研究、学习者自我调节策略教学研究，以Allan M. Collins为代表的基于设计的研究，以John Seely Brown为代表的数字学习文化研究，Andrea A.diSessa[34]的概念转变这些研究，都是国外学习科学的代表性研究。   

在我国，在2002年和2010年，华东师范大学出版社和教育科学出版社先后出版了《人是如何学习的—大脑、心理、经验及学校》和《剑桥学习科学手册》这两部全面介绍学习科学的译著。近年来，任友群、郑旭东、焦建利等先后发表多篇文章，综述国内外学习科学研究的新进展与趋势。   

除对学习科学进行系统介绍外，国内众多研究者也从不同角度对学习科学进行了深入的研究。从上世纪末开始，桑新民等曾多次从学习方式变革的角度阐述学习科学对人类学习文化、教育智慧等面带来的深刻影响，对“学习”这一活动的本质进行了长期探究和思索；2011年，李克东等将MP_Lab等技术应用到数学学科中的研究则是统合了围绕技术与学习内容的研究；任友群等连续发表了几篇围绕中国学习科学研究：基于原创与实证的精神探索的专栏文章，对学习科学的本土化进行了探究。   

在学习科学的诸多研究领域中，“概念转变（conceptual change）”是近年来颇受国内外研究者关注的热门领域。这一领域的研究者认为学生头脑中已有的某些观念会阻碍新知识的学习，学生需要经历“概念转变”过程，才能接受新知识。基于这一认识，研究者们对学习者的前概念进行了大量的研究，研究涵盖数学、物理、化学、生物、计算机科学等众多学科领域，为后续研究提供了丰富的资料。在这些资料的基础上，以Posner G.J.、Chi M.T.H.、Vosniadou S.为代表的研究者们对“概念转变”的机制进行了深入的研究，分别提出了基于认识论的概念转变模型、基于本体论的树状模型和基于朴素理论的概念转变理论，以解释“概念转变”是如何发生的，为促进学生的概念转变提供指导。   

同时，“概念转变”在国内也是学习科学研究者尤其是学科教学研究者关注的热点问题。我国学者罗星凯早在1988年就开始关注概念转变研究，从2003年到2010年，罗星凯等还对物理学科中的热学、几何光学等诸多领域中学习者的前概念进行了深入研究，并对概念转变的学习与教学理论进行了探讨。近10年来，伴随着信息技术的飞速发展，“概念转变”研究者们开始意识到技术对“概念转变”具有促进作用，展现出了尝试运用技术促进概念转变的研究趋势。我国台湾学者佘晓清认为，概念转变不应只是单纯考虑知识的本质，还必须针对知识本身的内涵来分析其复杂性及阶层性，在此基础上，她提出了双重情境学习模式（Dual situated learning model，DSLM），并将其与技术相结合，对溶解、扩散、气压等内容的学习进行了实践探索。   

从上述对学习科学的研究与发展可以看出，在真实的学习情境中，结合学习内容，对学习者进行深层次的关注已经开始成为一种趋势，特别是近年来对技术的利用，促进了学习科学研究的发展，这种趋势与CTCL研究范式所倡导的研究思想是相似的。   

（二）学习技术

20世纪末，网络技术的发展特别是智能移动终端的出现，实现了技术与学习的无缝整合，国内外研究者对学习技术的关注也日渐增强。虽然该领域的研究者们对“学习技术”一词的内涵的理解不尽相同，但基本都致力于“运用技术促进学习”的研究。曾资助过学习技术传播行动（Learning Technology Dissemination Initiative)的苏格兰高等教育基金委员会(Scottish Higher Education Funding Council），学习技术描述为：“促进教学、学习和评价的技术应用”（The application of technology for the enhancement of teaching，learning and assessment），这一观点认为学习技术在本质上是一种技术应用。而英国学习技术协会（Association for Learning Technology，ALT）则将学习技术界定为：“系统的应用一种整体性知识(a body of knowledge)来设计、执行、管理和评价教与学。所谓整体性知识，是基于对潜在技术及其能力的理解；基于学习理论、教学设计和变化管理(change management)的原理，而进行的研究与实践的成果。”我国学者桑新民认为，学习技术并不是简单的技术应用，而应是介于理论和方法之间的、具有内在联系的一整套学习方法体系。张际平等则将学习技术视作为一门学科来研究。   

移动学习和基于游戏的学习是近年来学习技术领域较为热门的两大话题。国内外关于移动学习的理论研究主要集中在：非正式学习、情境学习、境脉学习、活动学习、经验学习等方面。实践研究主要集中在：移动设备应用于教育的可行性研究，移动学习资源的开发，短信息服务，WAP教育站点的建设，与终身学习、PBL及协作学习等方面相结合的研究。此外，由于移动学习研究需要资金、设备，当前国内外较为著名的移动学习研究主要依托于所开展的各类项目。从移动学习技术的研究状况来看，其重心目前还停留在终端设备、移动学习资源建设、移动学习平台开发等技术性很强的话题上，但当技术发展到一定阶段时，对作为技术使用者的学习者和技术所承载的学习内容也会成为无法回避的话题。对基于游戏的学习，在以往研究中，表达更多的是“教育游戏”，对此，国内外研究者的研究兴趣主要集中在：与游戏相关的基本教育理论研究（如活动理论、沉浸等）、教育游戏的设计与开发、基于游戏的学习科学、教育游戏的社会文化影响力、教育游戏的商业模型等。近年来，严肃游戏、游戏设计学习成为教育游戏研究领域中的热点。我国学者李艺等人曾撰写多篇文章，介绍国外教育游戏的设计思想、方法及研究动向，并对教育游戏中学习者的行为与心理进行了研究，提出了参与者的游戏行为意向与沉浸体验、感知易用和感知有用之间的关系模型。《2011 Horiaon报告》指出，将教育和游戏整合的方向之一是开发与特定课程内容相关的游戏。   

显而易见，学习技术走向技术与学习内容相统合、技术与学习者相统合的趋势越来越明显。尽管学习技术对于学习的改善已经不容置疑，但是如何更好地利用它却始终是个黑箱，各领域研究者仍在不断探索。无论从哪个视角去探寻这一问题的答案，学习者的发展始终是学习技术的出发点和落脚点。   

（三）学科学习心理

日本学科学习心理学发端于上世纪60年代后期，其主要奠基者为东北大学教授细谷纯。上世纪70年代中期，日本学科学习心理学研究呈现出两种视角，即对学习认知方面的研究和对学习情绪方面的研究。   

作为从学习认知角度进行研究的代表，细谷纯认为，学生在接受新知识前已经形成了相关的知识规则体系，所以，学习新知识时会出现“偏差认知”；他还认为人具有学习的能力，由于知识间具有关联性，因而，学生自身可以将其内化为“概念”、“规则”，细谷纯将其称为“自成知识”。细谷纯指出，学生“自成知识”的来源途径主要有两种，一是来源于现实生活经验，二是来源于对新知识的学习，将通过学习得到的认识当做无限大的“一般化”，忽视了其局限性与适用范围。当学生在学习新知识或遇到新问题时，会主动运用“自成知识”进行解释，然而却并不能得到正确答案，原因在于“自成知识”中的“规则”、“概念”相较于即将学习的规则、概念，具有前提项或结论项的选择错误、抑或选择范围过大或太小，规则的适用范围扩大或缩小的特征，所以细谷纯将之称为“偏差认知”；而学生的这种“自成知识”也正是其在学习新知识时形成“偏差认知”的原因所在。例如，日常生活将经验使学生当作诸如水果核这样不能吃的东西“种子”，所以他们绝对不会认为豆子、芝麻等也是种子。显然，“水果核这种不能吃的东西”是学生的“自成知识”，正是因为他们已具有这种知识背景，使其不能正确地将“豆子、芝麻”归入“种子”的概念范畴，从而形成了“偏差认知”。细谷纯认为人具有可塑性，故而学生的“偏差认知”是可以改变的。而对于教师而言，他们应该认识到学生之所以会形成这种认知，是有其自身“道理”的；所以，对于学生的这种认知，教师不应简单地告知其正误，而是应当认真听取学生对于自己已形成的概念、规则的分析，在此基础上进行改变。通过研究，细谷纯指出无论理科知识还是社会科学知识，它们之间都有关联性，所以在学科教学中所使用教材的构成应该具有系统性，内容应简单化，这样教师在教授新知识时易于改变学生的偏差认知。同时细谷、麻柄等人还认为，“规则学习”是最佳的授课方式，此他们提出了相应的讲解方式。由于学生既有的“偏差认知”对于所学规则产生了影响，细谷等人根据改变的难易程度和不同科目提出了应对策略，如反证法、迂回法、融合法等。   

日本学者本间明信认为，教师应该重视课堂教学，并且在课堂教学中关注学生的活动与思维。那么如何发现学生、认识学生？与细谷纯等学者观点不同，上世纪80-90年代，本间明信的研究主要聚焦在学生情绪的变化上。本间明信认为，有两种途径可以探究学生的情绪变化，一种为通过观察学生的肢体语言、表情等外显行为，把握学生的情绪变化；另一种为通过对学生的生理指标进行测量，探究其情绪变化。后一种研究的根据在于，人的情绪变化会引发生理变化，所以，生理上的变化也必然会反映出人的心理情绪的某种变化。基于此，本间明信开展了运用GSR（Galvanic Skin Reflex，皮肤电反应）测量研究课堂教学中师生情绪上的变化。本间明信运用GSR测量法对不同学段（幼儿园的儿童、大中小学生）、不同学科课堂中的学生进行了测量，尤其对音乐课上合唱、理科课堂实验等进行了细致深入的研究，发现了GSR集体反应现象、GSR的个体反应类型、学生GSR反应与不同师生行为之间存在对应关系等研究成果。   

如上所述，本间明信分别通过可测量的生理指标及可以观察的表情两种途径来研究学生的情绪变化，在此基础上，董玉琦则将两者同时运用于学生在课堂学习过程中所表现出情绪变化的研究上，即在运用GSR测量法探测学生的生理指标，同时，还运用摄像机记录学生在课堂学习中的表情变化（如表情、姿势、动作等），通过两者研究学生在课堂学习中的情绪变化。结果显示，学生的GSR反应与表情变化有较好的对应性，如当学生几乎没有GSR反应时，此时其表情多表现为认真、漠然或无聊等；而测量到的这种GSR反应与观察到的这种表情可以获知学生此时的情绪，如认真的表情表明学生的情绪变化处于平静期，而漠然或无聊的表情则表明学生已感到倦怠。通过研究，董玉琦等还发现由于教师的说明、提问、警告及指示等行为也会导致学生情绪的变化。   

在国内，从上世纪80年代后期开始，李克东运用心理生理指标作为研究教育传播效果的课题，指导其硕士研究生黎加厚、吴中江等开展了一系列学生对电视节目的皮肤电反应规律的相关研究。从统合的视角看，学科学习心理研究可以理解为将学习者学习心理与具体学习内容相统合的研究。与传统学习心理学相比，学科学习心理能够为教育技术的开发与应用提供更为具体的、更有针对性的理论依据，因此，也能对学习者的学习产生更大的促进作用。   

（四）多媒体学习

多媒体学习研究须将多媒体技术与学习者相统合。媒体作为信息传输的中介，很早就受到广大教育技术学研究者的关注。20世纪末多媒体计算机的出现为学习者带来了全新的视听体验和更为丰富的信息获取通道。将多媒体技术用于教育领域促进学习者学习，开始成为教育技术学的研究重点国内外研究者对此进行了大量的研究。   

国外学者Paivio A.的双重编码理论、Baddeley A.D.的工作记忆模型、Sweller J.的认知负荷理论、Mayer R.E.的多媒体学习理论等，均为多媒体学习研究的代表。其中Mayer的多媒体学习理论对我国多媒体学习研究产生了较大的影响。Mayer将前人优秀的研究成果，与自己所做的实验研究相结合，构造了较为简洁、清晰的多媒体模型，通过这一模型解释学习过程中的信息是如何通过多媒体（技术）作用于学生（学习者）的感觉器官，如何在工作记忆形成视觉信息和言语信息的双重编码，如何最终合为一体形成长时记忆。此外，Mayer还给出了多媒介、空间临近、时间临近等七条实用的多媒体设计原则。Mayer的多媒体学习理论作为技术与学习者相统合的典型，在研究中必然会涉及具体的学习内容，但此处的学习内容仅仅作为技术所承载的信息，尚未达到统合要求，因此，当运用Mayer的多媒体学习理论开发具体学习内容的教学媒体资源时，该理论并不能提供针对学习内容更为具体的指导。   

在日本，随着多媒体在社会生活及学校教育中的普遍运用，有关多媒体的相关研究也逐渐成为热点，如日本学者清水康敬和伊藤秀子等学者长期关注眼动与媒体声音、画面相互关系的研究等。清水康敬等研究了瞳孔面积变化与心理活动的对应关系，开发了瞳孔面积自动测定装置。该团队发现了瞳孔面积变化与心理活动的对应类型，同时通过这一研究还发现了瞳孔面积的变化类型与人的兴趣等方面的对应关系。清水康敬等认为，这一研究成果适用于对媒体画面的评价。为了研究图像画面、声音与学习者信息获取的关系，伊藤秀子运用视线运动记录仪对处于学习状态的学习者的眼球运动情况作了记录、分析，发现图像画面、声音可以吸引人的视线，合理运用这一发现，可以促进学习者对学习信息的获取。   

国内的教育技术学研究者也对多媒体学习理论进行了研究。我国学者傅德荣等在1996年从学习者认知结构和学习心理的角度出发，提出了多媒体课件交互界面的设计原则。游泽清等从上世纪末、本世纪初开始便关注多媒体工具的设计，2003年，游泽清出版了《多媒体画面艺术基础》一书，此后，游泽清等又连续发表多篇阐述多媒体画面设计的研究论文。2004年，游泽清尝试将认知加工理论、媒体画面艺术规律、语言学和认知心理学方面的理论进行统合，建立一门交叉学科——多媒体画面语言学。他认为，多媒体语言学由语构学、语义学、语用学三部分，分别对应多媒体画面的艺术规律、多媒体画面的认知规律和画面设计的人性化、自然化特证。2009年，游泽清又出版了《多媒体画面艺术设计》一书，系统介绍“多媒体画面艺术理论”，从中提炼、整理出34条艺术规则，为多媒体画面设计提供了参考。胡卫星等将多媒体学习中的认知因素和情感因素相结合，阐述了媒体学习的认知过程机制，并由此提出了呈现多样化、交互化这两条教学环境的设计原则。此外，近年来，他们还运用先进技术，通过实验方式对多媒体学习所进行的研究也不断涌现，如张剑平等曾利用眼动视线追踪等技术分析网络课程的媒体界面对学习的影响；刘世清等也曾利用眼动分析方法，通过注视点、注视次数、注视点持续时间的实验统计，来推断浏览者浏览网页界面时的注视热区、首次注视点和浏览视线规律等视觉特征，为网页设计提供实验依据和理论参考。   

在多媒体学习研究中，研究者虽然将技术与学习者等因素相统合的思想已经有所体现，但他们并未对具体的学习内容给予足够的关注。如果在研究中增加对学习内容以及对学习者与学习内容统合体的关注，多媒体技术也许将会对学习产生更大的改善作用。   

（五）计算机支持的协作学习

计算机支持的协作学习理论是一个日渐发展的学习科学分支。该领域关注的是人们在计算机的帮助下如何开展协作学习，关注共同活动背景下的意义建构过程，以及如何通过工具支持这一过程的实现。1989年，在意大利Maratea召开的国际研讨会上，第一次采用“计算机支持的协作学习”（Computer-Supported Collaborative Learning，CSCL）这一术语来命名国际研讨会，这次会议标志着CSCL的诞生。2006年，CSCL开辟了自己的研究阵地，计算机支持的协作学习国际期刊《国际计算机支持的协作学习期刊》（International Journal of Computer-Supported Collaborative Learning）开始正式出版。   

目前，国内外CSCL研究主要集中在CSCL基本问题研究、关于知识建构的研究、针对协作（合作）的研究、CSCL中的问题解决、CSCL的交互研究、CSCL的技术支持、CSCL的实践应用问题等方面。其中，Newman D.、Griffin P.和Cole M.(1989)的《建构区》（The Construction Zone），Bruffee K.A.(1993)的《协作学习》（Collaborative Learning），Crook C.(1994)的《计算机与学习的协作体会》（Computers and the Collaborative Experience of Learning），以及Bereiter C.(2002)的知识时代的《教育与心智》（Education and Mind in the Knowledge Age），这四篇专题论文被认为最具影响。   

我国学者黄荣怀对CSCL进行了系统研究。早在1997年，他就开始将网络会议系统软件应用于教学方面开展了协作学习的研究。2000年，“基于Web的协作学习平台（Web-CL）”作为教育部“现代远程教育关键技术研究重点项目”立项。2003年，《计算机支持的协作学习—理论与方法》正式出版。2005年，黄荣怀等通过交互分析的方法，对(CSCL)协同知识建构的过程进行研究，并于2007年设计、开发了一个兼具智能化和可视化功能的协作学习整合性工具VINCA，详细阐述该工具如何在协作学习中有效支持研究者分析交互文本和理解协作学习的过程。   

我国学者李克东与赵建华从2000年开始关注协作学习，除介绍协作学习的模式和设计方法外，还对CSCL的基础理论与实践特点进行过研究。在理论研究方面，2004年，李克东、赵建华对基于Web环境的协作学习系统开发的研究动态进行了探讨，分析了多个提供Web环境的协作学习系统，在此基础上对Web环境下协作学习系统开发的特点及存在的问题进行了分析，提出了网络支持的协作学习的四个基本条件。2005年后，赵建华提出了一个包含个体责任、社会协作、知识建构三个维度的CSCL的基本理论框架。在实践方面，2010年，赵建华采用案例分析的方式对网络论坛中的CSCL活动过程中论坛讨论内容的分享情况、对话情况和文本类型数量进行了细致的分析，得到了网络论坛中CSCL活动的特点等研究结论。   

在CSCL研究中，关注在技术应用中的学习者的心理以及外显行为是这类研究的最新特点。如2010年，解月光等对虚拟网络社区中影响学习者交互的因素进行了研究，发现学习主题、学习者学习动机等五项影响学习者交互的关键因素。而在对学习者的研究中，运用新技术进行研究也是该领域研究的发展趋势之一。又如2011年，徐晓东等在研究中采用动态视频转录的技术，观察CSCL学习活动过程中由参与者无意识所发出的非言语交互行为信号（身姿、面部表情、手势等），考察学习参与者的非言语交互行为特征及其行为同调性，为计算机支持下的交互研究和提升协作知识建构绩效提供新的思考途径。CSCL作为技术与学习者相统合的研究领域，目前尚处于不断的发展阶段。   

（六）教育神经科学

近几十年来，随着功能磁共振成像（MRI）、正电子发射断层扫描（PET）、脑电图（EEG）、事件相关电位（ERP）、脑磁图（MEG）、光学成像等技术手段与研究方法的不断发展和完善，对人类大脑的运行规律与学生学习机制的研究都有了突飞猛进的发展。在这种情况下，运用脑与认知科学来探索学生学习的成为当前研究的热点。教育神经科学就是在这种背景下诞生的。   

1999年，“经济合作与发展组织”的“教育研究与改革中心”（CERI）启动了“学习科学与脑科学研究项目”。该项目在对以往脑与学习科学领域研究成果进行总结的基础上，从读写能力、计算能力、终身学习三个方向组建了美国、欧洲、亚洲的研究网络，取得了一系列的研究成果。在该项目的推动下，教育神经科学的研究群体逐渐发展壮大，2003年，在梵蒂冈科学院成立400周年的庆祝会中将“心智、脑与教育”作为大会的一个主题，并在会上商讨成立了“国际心智、大脑与教育协会”（IMBES）。2007年，该协会的官方刊物《心智、大脑与教育》杂志正式创刊，这标志着教育神经科学正式成为新的专业研究领域。   

教育神经科学也是一门复杂的、整合趋向的交叉学科。它尝试通过认知神经科学、心理学和教育学等领域的整合，以心理学作为桥梁来连接教育学和神经科学，来探索有关学习的认知与脑机制，并依据研究成果设计出更加有效的教学方案，指导教育政策的制定。该领域不仅关注学校日常教学活动中学生学习行为的变化、学生学习愿望的激发、学习环境与学生学习之间的关系等宏观层面的研究，也关注学生的脑机制在外部环境的刺激下神经联结的情况、脑功能区的变化以及功能联结等微观层面的研究。虽然教育神经科学作为专业研究领域的身份才刚刚确立不久，但它具有改变教育面貌的巨大发展潜力，各国政府为该领域的研究提供了大力的支持。   

自2003年开始，美国国家科学基金会（NFS）将学习科学作为国家需要大力支持的复杂问题研究项目，设立了“学习科学中心”计划、“发展与学习科学——儿童演技的跨学科项目”计划、“学习与教育的研究”等许多对教育神经科学发展具有重要作用的跨学科研究项目。日本政府也非常重视对脑科学与教育的研究。2001年，它启动了“脑科学与教育”研究项目，将脑科学研究作为国家教育发展的一项战略任务，到2004年，该项目包括“东京双生子项目”、“范自闭症障碍症候群研究”、“学习苦难的高级脑功能演技”、“语言获得、大脑一侧化和语言教育”、“开发学生心理健康的生物医学工具”、“学习的动机与效率研究”、“日本儿童研究”等七项子项目。荷兰科学研究组织与教育、文化和科学部在2002年成立了“脑与学习”委员会，用以促进人们将神经科学、认知科学的知识运用于学习与教育。该委员会于2004年组织了“脑与学习周”活动，活动对脑与认知科学的研究目标、困难与阻碍因素等问题进行了研讨，将脑与学习纳入到2006年到2010年荷兰科学委员会认知科学研究计划中，并提出了未来五年“脑、学习与教育”的20个主题。   

教育神经科学作为一个年轻的专业研究领域，仍然与学习科学有着千丝万缕的联系，在我国，教育神经科学领域的研究也常常被划归到学习科学领域中来。早在2002年，在韦钰院士主持的东南大学学习科学研究中心，已经开始涉足教育神经科学领域的研究。2006年，董奇、周加仙等组织翻译了经济合作与发展组织编撰的《理解脑——走向新的学习科学》一书；2010年又组织翻译了该组织的《理解脑——新的学习科学的诞生》一书，系统介绍了教育神经科学研究的诞生背景与进展，为国内研究者了解教育神经科学提供了参考。周加仙于2009年出版了其编著的《教育神经科学引论》一书，更为系统的梳理了教育神经科学发展的历程，对教育神经科学研究中的功与过进行了细致的分析，还对我国教育神经科学的发展提出了自己的设想。   

由于教育神经科学的研究面分布非常广，能够帮助我们更全面地理解学生的学习，同时，这种多层面的研究也增加了研究的难度，以目前的技术水平，完全实现这种多层面的整合研究还是有一定困难的。   

四、CTCL初步研究

目前，东北师范大学信息技术教育研究所在CTCL研究范式下正在开展系列研究，如高中学生信息技术概念学习的偏差认知研究、高中学生信息技术学习的概念转变研究、基于概念转变的高中物理数字化教学资源开发与应用研究、作为第二语言的日语学习心理研究等。这里以“高中学生信息技术概念学习的偏差认知研究”的部分成果为例，为我们的一些初步研究进行了说明。   

近年来，学习经验论者与理性论者的争锋使研究者开始关注学习过程中人们的“前”意识，一个被普遍认可的命题是：学生在走进教室前，头脑并非空白。而“学习是概念的转变”这一隐喻，使很多研究者聚焦于发源于20世纪70年代科学教育领域的概念转变研究，有关新兴学科的概念转变研究也日渐成为人们关注的焦点，高中学生信息技术概念学习的偏差认知研究即是在这样一种背景下展开的。   

在这项研究中，研究者以高中信息技术学科中的常见概念为学习内容（Content，C），对学习者的偏差认知及其成因（L）进行了探索，并根据研究结果归纳出在信息技术学科中，学生存在偏差认知的深层次原因（Culture，C）。至此，研究者对“高中学生信息技术概念学习的偏差认知”这一学习者（L）与学习内容（C）的统合体有了较好的把握。在此基础上，结合“偏差认知的成因”这一文化（C）要素，研究者提出针对这些概念的教学设计（T）建议，即体现出对应于“学习者”（L）、“学习内容”（C）的统合体，并充分考虑到文化（C）的技术（T）要素。   

研究者首先依据《普通高中技术课程标准》(实验)在高中信息技术部分选取了常见概念，针对这些概念编制了开放式问卷，并对尚未正式学习高中信息技术的254名学生进行了考查，找到了学生存有典型偏差认知的五个概念（动态网页、程序、算法、数据库、计算机病毒）。在此基础上，研究者以开放式问卷调查得出的偏差认知作为选项，编制了半开放式问卷，并在问卷中要求学生对答案进行解释。研究者利用此半开放式问卷对尚未正式学习高中信息技术的209名学生进行了测试，得出了偏差认知形成的原因。研究者对这些原因进行分析，提出了相应的教学设计建议。两次问卷调查均采用现场收集数据的方式，因此问卷回收率为100%，问卷有效率均在95%以上。研究主要通过Microsoft Excel进行数据的统计与分析，通过图表、文字描述、及原始资料扫描来呈现数据统计与分析结果。此处仅以“动态网页”为例进行说明。   

在开放式问卷调查中，针对“动态网页”的题目描述及学生的答案种类如表1所示。   

 

上述几种答案的分布情况如图1所示。   

 

依据开放式问卷调查结果，研究者以上述六种偏差认知中较为普遍的五种为选项，编制了半开放式问卷调查。在半开放式问卷调查中，针对“动态网页”的题目描述如表2所示。   

 

上述几个选项的分布情况如图2所示。   

 

由图2可以看出，有接近半数（43%）的学生认为有文字、图片、视频等多种媒体的网页是动态网页，有26%的学生认为有动态图像或者flash的网页是动态网页。   

研究者根据学生对答案的解释，对这两个偏差认知形成的原因进行了探索。选择C（有文字、图片、视频等多种媒体的网页）的原因有两个方面：第一，因为多媒体网页内容生动，所以是动态网页；第二，将动态等同于多媒体。选择B（有动态图像或者Flash的网页）的原因有两个方面：第一，从字面上理解，动态网页，应该是动态的；第二，一些学生在义教阶段学过flash动画制作，因此觉得动态网页就应该是有动画或者动态图片的网页。   

在对上述原因进行分析之后，研究者提出了针对动态网页的教学设计的建议：在学习动态网页相关内容时，大多数学生已经有了制作静态网页的经历，因此，教师可以首先展示几个具有动态效果的优秀网站，学生将看到的网页与自己曾经制作网页进行比较，归纳出不同点，之后教师再引导学生自己动手去进行一些简单的动态效果的制作，在此过程中体会“真正的动态网页”，替换学生头脑中对于动态网页的偏差认知。   

以上“动态网页”的事例，对高中学生信息技术概念学习偏差认知研究的结果作了说明。总体来说，该研究的结论包括：第一，高中学生在未进行正式学习之前，对动态网页、程序、算法、数据库、计算机病毒这几个信息技术概念存有较为典型的、有规律的偏差认知；第二，高中学生对上述概念存有的偏差认知的深层次原因可以归纳为以下几个方面：直觉和想象、日常生活经验的影响、字意的联想、概念间的混淆、受到已有知识的影响、学科知识不足、以偏概全或类比的结果、同伴文化的影响；第三，上述偏差认知具有普遍性、主观性、可归类性、分布性等特性。   

五、结束语

目前，国外已有一些学术组织致力于用技术改善学习的探索效果，如国际学习科学协会（International Society of the Learning Sciences）等。国内虽尚未发展到成立全国性学术组织阶段，但也已出现了少部分学术机构，如华南师范大学教育信息技术学院认知与技术研究室，华东师范大学学习科学研究中心，教育神经科学研究中心，东南大学学习科学研究中心，南京大学网络化学习与管理研究所以及东北师范大学信息技术教育研究所等。其中，华南师范大学教育信息技术学院认知与技术研究室在认知与学习科学框架下开展了真实（复杂）环境中人类的思维、理解、学习机制与过程的基础研究，由此开发出利用信息媒体与学习技术对这些过程和活动进行支持的方法与环境；华东师范大学学习科学研究中心主要关注学习科学、教学设计、学习技术、设计研究等领域，目前承担着985项目“基于学习科学的教师学习与指导系统的研究与开发”、教育部人文社科基金项目“学习科学与技术设计的理论与实践研究”等项目的研究任务。华东师范大学教育神经科学研究中心成立于2010年底，中心致力于将教育科学、心理科学、认知科学、神经科学进行整合的多学科综合研究。东南大学学习科学研究中心侧重于运用现代技术对儿童发展进行研究，目前，该机构正在运用计算机信息技术、生物芯片、虚拟现实等技术对儿童的发展行为、情感研究、儿童发展的遗传学和脑机制等研究领域进行研究。南京大学网络化学习与管理研究所主要从事教育技术基础理论和网络环境下新型教学模式研究。在教育基础理论、现代教育技术理论与实践、高校教学改革实践三者的内在结合上取得了很多成果；东北师范大学信息技术教育研究所成立于2001年，该研究所一直以信息技术课程研究为中心。近些年来，研究所以“学习”为新角度，就“在文化视野下将技术、学习内容、学习者相统合”的教育技术学研究新范式开展了一些探索性研究工作。   

当一种论说被提出之时，往往也是这种论说开始接受批判之际。对于CTCL，我们也只是做了初步的探索性的研究。作为一种尝试，CTCL还处在起步阶段，还需要不断地发展，衷心期待教育技术同仁对其提出批评和建议，以期为推进教育技术学研究而贡献我们应有的绵薄之力。   

文章刊载于MOOC中国中医药报官方微信 2015年7月7日，原文转载自《远程教育杂志》2012年第2期/总第209期