设计型学习：高校实验课堂教学模式创新

庄科君 贺宝勋

【摘要】設计型学习对于高等教育课程教学改革与提高课程教学质量具有重要价值。它为革新“重理论轻实践、重知识传授轻能力培养”的传统实验教学观念与改革验证性、模仿性传统实验教学模式提供了一条可供借鉴的创新之路。在对設计型学习研究进行概述的基础上，结合高校实验课堂教学现状与特殊要求，提出了“設计任务”的設计原则与“从自下而上到自上而下”的任务設计过程模型。并对改造后的設计型学习过程所包含的三个阶段七个环节：领取任务（明确任务、观摩原型、扼要讲解）、設计（概要設计、调查探究、详细設计）和分享评价进行了论述。笔者据此进行了实践，结果表明：高校实验课堂教学中采用設计型学习模式在促进知识建构、培养动手能力与创新能力方面具有得天独厚的优势。

【关键词】設计型学习；教学模式创新；設计型学习任务設计过程模型；設计型学习过程；实验课堂教学

【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【论文编号】1009—8097（2013）04—0110—04

实践教学模式改革是推动实践教学改革和人才培养模式改革的关键。在2012年《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》中要求高校“强化实践育人环节。增加实践教学比重”；在《关于进一步加强高校实践育人工作的若干意见》中明确：“实践育人特别是实践教学依然是高校人才培养中的薄弱环节”并要求“切实改变重理论轻实践、重知识传授轻能力培养的观念……创新实践育人方法途径……”。在课时有限、资源紧缺与学习者知识储备参差不齐的境遇下突破原初重理论轻实践的教学观念并将促进学习者能力发展的实践教学模式加以创造性应用是对教师的绝对挑战。設计型学习为此提供了一条可供借鉴的教学改革与模式创新之路。

一 設计型学习概述

設计型学习（Design based Learning或Learning byDesign）是近年来逐步受到国内外关注的一种学习模式。该学习模式的创始人美国著名教育者多林·尼尔森（DoreenNelson）将其用于K-12教育取得了丰硕成果，并得到国外教育界的推崇与倡导。設计型学习是探究性教学的一种具体实现样式，是一项以学习目标为准则基于项目的活动，教师给学生提出挑战任务发散学生思维，将各科知识进行整合，回忆利用己学的知识，設计能反映主题的制品，再通过新学的知识，重新加以修改和設计，这是一个迭代的过程，設计制品并不是最终经验，学生能够获得能够用在各个研究领域以及日常生活中的知识和社会技能。学习者在設计过程中主动建构自己的知识，积极参与設计，探索解决问题，在“创作中学”。学到了知识，锻炼了创新思维，并培养了合作能力。作为一种项目中介的学习样式，設计型学习强调学生参与到設计项目中有意义地学习科学知识和設计技能，因而为复杂环境中的学习提供了有效的方法，尤其适应知识时代的学习诉求。它顺应了当前我国教育教学改革所倡导的探究式学习、研究性学习、基于项目（任务）的学习模式的要求，满足对主动参与、积极思考、发展创造性思维及培养创新精神与社会实践技能等的价值诉求。

对于設计型学习的过程，学者王佑镁介绍了尼尔森的“逆向思维学习过程模型”，该模型认为，設计型学习者在接受从未见过的設计任务之后学习开始于最高级别的推理，而这对于始于基本事实的普通教学而言是一种“逆向”；也有学者结合实际提出：設计问题、分组明确任务、設计、讲解、共享与反思的六个学习步骤。

总体而言，目前我国对設计型学习的研究还处于引进吸收阶段。不足之处主要表现在以下两个方面：①相关应用研究缺失。作为一种被引进的学习模式，对我国教育教学而言，其有效性、适应性如何是研究者们必须回答的问题。然而，鲜见有相关的应用研究。是否适合于我国本土课堂教学，是否需要本土化改造，能否對我国本土教育教学实践产生积极作用等问题一直悬而未决。②相关理论创新研究缺失。或许正是由于引进相关理论之后的应用研究缺失，导致对其消化吸收受阻，创新乏力。研究者们只关注其优势却并未预见到理论之不足。例如，对設计型学习的起点——設计任务该如何設计，在国内未见到相关探讨；“逆向思维学习过程模型”应用于我国课堂教学中是否存在局限，也并未见到相关论述。

二 高校实验课堂教学现状

近年来，虽然各个高校为学生开設了毕业設计、创新性实验、开放性实验等项目，使得“設计”在教学过程中己经并非陌生词汇，但是这些“設计”大多都是课堂之外学生利用课余时间开展的综合实践项目，难以应用到实践教学的主阵地——实验课堂教学过程中。

目前验证性、模仿性实验教学模式仍然充斥着高校实验课堂。在学生已经对实验的内容与对象有了一定的了解之后，要求按照严格的预設程序对实验对象进行操作，对某些假設进行验证，得出明确的已知结果。或者在教师示范性动作的引导之下一步步进行模仿，最终得出与教师一致的结果。这类实验教学模式在一定程度上能够起到巩固所学理论知识的作用，但是这种知识巩固是建立在机械记忆的基础之上，零散而不系统，并未能实现真正的知识建构。同时这类实验教学模式在教师的严格管控之下完全丧失了主观能动性与创造性。这与现行培养学习者创新能力的教育价值追求不相适应，与创新型社会对人才的需求格格不入。

实验课堂教学是高校教学过程中的重要环节之一，本应架起从理论学习到工作实践的桥梁，本应承担起培养学生实践动手能力、创新思维与创新精神的重任。但是长期以来，由于种种原因实验课堂蜕变为巩固理论课堂知识的重要阵地。因此，改变实验课题教学现状，革新教学模式现已成为推动高等教育课程教学改革与提高课程教学质量的关键。

設计型学习模式要求学习者在参与任务設计的过程中积极建构知识，主动思维，自主动手解决问题。在将所学知识融会贯通的同时也锻炼了创新能力。这一模式对于摈弃目前流行于高校的验证性、模仿性实验教学模式的弊端具有优势。

然而要将兼顾培养创新能力与巩固所学知识的設计型学习模式真正引入实验课堂还需要创新其教学設计方法，同时也要改造其学习过程，以更好地指导实验课堂教学。

三“从自下而上到自上而下”的任务設计模型

設计任务是学习者在設计型学习活动过程中从教师处领取到的所需完成的任务与目标，是設计型学习的起点，也是终结。設计型学习正是围绕設计任务这条主线展开学习活动的。因此作为基础环节，对“設计任务”的設计显得尤为重要。

1 “設计任务”的設计原则

（1）探究活动性。所設计的任务情境要能够让学习者围绕此目标展开探究活动，能够让学习者在“动手做中学”，而不是听讲、演算、读背。

（2）趣味性。所設计的任务情境要有趣，能够吸引学习者，不能枯燥无味。

（3）针对性。首先是以学习者自己（过去、现在或未来）能够遇到的任务为原型，针对现实生活中需要解决的設计任务创設情境，追求学以致用，避免脱离实际；另一层面是针对课堂学习者而创設任务，避免偏离学习者身心特点、学习时间限制与学习实际。

（4）结构不良。所谓结构不良的任务是指設计任务处于一种“己知条件不限定、完成结果不唯一”的状态。避免“一刀切”，可以充分发挥学习者的主观能动性，培养创新能力。

2 “从自下而上到自上而下”的任务設计过程模型

（1）任务設计过程模型

“設计任务”间接规定着学习者的学习路径。学习者在接受設计任务之后，剖析任务，确定所应用的已有知识与新知识，在設计中学习。教师在設计任务时需要对学习目标与内容有精确把握，对学习者在設计活动中的学习（思维）过程有准确判断，其问教师的认知加工经历比学习者更为复杂的过程。结合加涅的信息加工理论模型与教学設计任务分析理论与国内学者乌美娜与皮连生的教学設计思想，笔者在跟踪并反思自身对“設计任务”的設计认知加工步骤与实践基础上，提出包含了两大步骤八个环节的“从自下而上到自上而下”的設计型学习任务設计过程模型可供参考。

（2）基本步骤

步骤1“自下而上”：設计。经过备课等环节之后，教师在已经掌握了学习目标与内容的情况下，首先结合问题：“这些内容有哪些应用，可以用到哪些設计活动中？”，并依据经验，利用头脑风暴法寻找一条能够贯穿于学习内容的学习活动的线索，即：将这些知识加以充分利用的一项“学习活动”，并遵从趣味性、针对性和结构不良等設计原则对其施行情境化，将其置于一个合情合理的现实应用情境之中，最后初步确定設计任务。

步骤2“自上而下”：预测。预测的目的在于分析验证学习者接受設计任务之后是否会沿着所設计的路径进行学习，进而掌握所要学习的目标与内容。确定初步設计任务之后，还需要经过“自上而下”的思维过程对学习者接受任务之后的各种設计步骤与结果加以预测分析，发现有可能偏离预設学习路径的情况，并对原初設计任务加以限定，提出具体要求，使学习者的未来学习路径始终保持在预設轨道上，同时提出评价因素与方案。

四 設计型学习的学习过程

設计型学习过程始于教师布置的拥有一定主题的挑战性的設计任务，止于任务完成后的分享与展示，过程中整合了已有知识的应用、新知识的学习与创造性設计。尼尔森认为其学习过程应遵循“逆向思维学习过程模型”，该模型定义了六步半的迭代学习过程：确定基础课程的一个主题或概念；从课程中找出问题（“1/2步”：把问题转为一个“从来没有碰到”的挑战任务）；根据课程目标和内容設计评估标准；让学习者“试试看”；教授传统的指导课程；学习者修改設计。

尽管遵照“逆向思维学习过程模型”所設定的步骤能够进行很好的設计型学习，但是从其主题与陌生設计任务的确定、学习过程所需要的时间及教师的参与程度看，该模型更适合于课堂教学之外的任务宽泛历时长久的综合实践活动学习，对于实验课堂教学而言却并不完全适合。依据笔者经验，要想在实验课堂上简短的2个学时内，让学生接受并完成設计型学习所要求的“自己从来见过的学习对象的設计和制作任务”几乎是不可能的。因此，笔者结合杜威“做中学”教育思想与我国综合实践活动课堂教学的理论与实践，根据自身经验，对该模型进行了适度改造，加入了观摩原型与扼要讲解两个环节，以适应实验课堂教学时间短的特性，提高学习效率，避免盲目性。最终形成的設计型学习的学习过程，包括三个阶段七个环节，第一阶段：领取任务（明确任务、观摩原型、扼要讲解）；第二阶段：設计（概要設计、调查探究、详细設计）；第三阶段：分享评价（见图2）。

第一阶段：领取任务。为了能够在短暂的实验课堂中进行完整而有效的設计型学习，需要学习者事先明确設计任务。可在理论课讲解结束后，布置設计任务，提出明确要求。以便为学习者留下足够的思维与创作时间。同时要让学习者观摩教师根据設计任务設计出的作品原型并做出扼要讲解，学习者可初步感知并了解設计任務，可避免盲目性，提高针对性，增强学习者在实验课堂上的設计绩效。

第二阶段：設计。在概要設计环节中学习者根据自己已有的知识经验及所获取的材料与自身能力进行初步設计；在调查探究环节中学习者对自己的初步設计进行分析探究；之后进行详细設计并做出修改。

第三阶段：在分享过程中进行学习、竞争与评价。在学习者提交了自己的設计成果之后，最为重要的一步就是集体展示与共同分享。此环节逐一展示作品并引导学习者进行自我评价与同伴评价，目的在于促进相互学习与竞争，并引发自我反思。

五 面向实验课堂教学的設计型学习案例

基于上述研究，笔者在本校2010级体育教育专业Flash多媒体课件制作课程中“引导层动画”实验课中实际应用了設计型学习模式。下面将从任务設计与設计型实验课堂教学过程两个方面加以简要介绍。

1 任务設计

（1）确定学习目标与内容：要教什么？“引导层动画”是课程中的重点内容。备课过程中笔者对学习目标与内容进行了细致分析，并制作了概念图。

（2）确定学习活动与任务：这些内容有哪些应用价值，可以应用到哪些設计活动中？然后根据学习内容将学习任务定位于“利用所学的引导层动画技术创建一个Flash教学动画”。

（3）学习任务的情境化：这一学习活动可能会应用于学习者现在或未来生活的哪些场合？重点考虑如何遵循趣味性、针对性和结构不良方面的設计原则。经过分析，笔者认为对于一名未来中小学体育教师而言制作“体育运动轨迹动画”或许更具有挑战性和针对性，而且“体育运动轨迹动画”是一个开放性任务，内容与版式可以自主設定，己知条件不限定，設计结果不唯一，能够体现结构不良特性。

（4）确定設计任务，并加以描述。笔者設计的任务是“假如你是一位中学教师，请利用所学引导层动画知识，自行設计并制作一个课堂教学中使用的体育运动轨迹动画，自主选择主题与内容。”

（5）分析設计结果：学习者接受設计任务之后，他们会从哪些方面入手呢？对于制作体育运动轨迹动画而言，内容选择、界面設计与技术实现等方面都应当加以详细考虑。

（6）分析設计步骤：如何进行設计，存在哪些解决办法，能够在2个学时内完成吗？体育运动轨迹动画的内容选择自由多样，不能任由学习者自由发挥，以免偏离方向。需要将其加以限定并给出一个原则或者制定一个主题。因此制定了一条限定性条件：“满足中学体育课堂教学需要”。而在界面設计过程中，学习者可以充分发挥主观能动性与创造性。对于技术实现，制作动画的软件以及现成的作品较多，为了避免抄袭，同时能够有针对性地训练Flash引导层动画技术，需要加以限定：提交的作品必须是“Flash”的Flash源文件格式。

（7）分析学习内容：設计过程中是否会应用到所要求学习的内容？对制作过程中所能学到的知识进行分析，制作体育运动轨迹动画过程中运动轨迹的形成有可能使用到先前所学过的逐帧动画技术来实现，因此，需要限定：用引导层动画技术来实现。

基于上述過程，笔者最终将設计任务表述为：“假如你是一名中学教师，请应用所学知识設计并制作一个体育运动轨迹动画课件，自主选择主题与内容。要求：①满足中学体育课堂教学需要；②界面美观大方，色彩鲜艳；③符合中学生身心特点；④应用引导层动画技术；⑤提交Flash源文件。”

（8）制定评价标准。主要从技术性和教学性两个层面加以评价。考虑到学习者的专业背景因此并没有将艺术性纳入评价范围内。

2 設计型实验课堂教学过程

理论课临近结束时，笔者向学生交代了設计体育运动轨迹动画课件的任务与具体要求，展示了自行設计的“投篮时的篮球运动动画”，并结合設计要求做了简要讲解，主要包括：获取图片素材，主题要求，基本制作步骤等。使学生明确了任务，也为具体設计提供了线索。

实验课上，学生利用课余时间搜集的素材动手設计自己的作品，对所遇到的问题主动上网查询解决以培养信息素养，对难以解决的问题教师给予个别指导。留出半小时时间提交作品并进行评价。利用多媒体实验室中的网络化教学管理软件收集作品，并在计算机屏幕上广播每个作品，并采取自我评价、同伴评价、教师评价相结合的方式进行评价。在自我评价与反思阶段，要求学习者围绕以下启发式问题展开：“（1）技术实现过程中哪些步骤应用了哪些引导层动画知识？（2）是否遇到过困难，如何解决的？（3）自我感觉总体效果如何？（4）还有哪些需要改进之处？”；同伴评价主要评判优缺点；教师评价的主要内容定位于作品中所体现出的引导层动画知识应用是否合乎要求，是否达到了学习目标。

总之，学生已经掌握了相关知识，并能够主动制作出自己設计的课件来。经过课后个别访谈，学生对此次設计型学习给予了充分肯定，认为自己更加深入地理解了所学的知识及其价值，而且能够从中学到书本上学不到的知识，在动手設计制作过程中锻炼了自己的解决问题能力，也发展了自己的创造性思维，并期望多开展这样的实验教学；也有同学认为自己的設计水平较差，此次表现不佳，有待进一步锻炼。

六 结束语

总体而言，在实验教学中設计型学习模式在促进知识建构、培养学习者动手能力与创新能力方面具有得天独厚的优势，能够为高校实验课堂教学改革提供可资借鉴的创新模式。但也发现了一些有待解决的问题。比如：学习者对时间缺乏把控能力，部分学习者作品未能在规定时间内全部完成，同伴评价缺乏客观性等。