技术促进学习的范式与实践

张慧伦 尹相杰 董玉琦

摘要： 在常态教学中，一些教师对技术促进学习的有效性与便捷性心存质疑，致使基础教育信息化中技术的应用尚不充分，其高质量发展也受到一定程度的阻碍。为破解难题，改变现状，应该研究先行。本文以技术支持下的小学数学个性化学习实证案例，阐述了学习技术（CTCL）研究范式在理论上的突破及其作用，证实技术的科学应用可以大规模进入常态课堂，帮助学生提高学业成绩。

关键词：技术促进学习;学习技术 （CTCL）;小学数学;认知起点

一、深入研究技术促进学习势在必行

技术促进学习（Technology Enhanced  Learning）是数字化教学的核心问题，被教育研究者和教师广泛关注，但国内外诸多研究成果表明，“技术促进学习的效果并不理想”^[1]。甚至有学者认为教育技术学研究乌云密布。笔者也认为，驱散乌云有赖于基础教育信息化的高质量发展，当下尤为缺乏的是顶层设计与基础研究的推进，特别是有效的基础研究^[2]。经济合作与发展组织（OECD）的调查数据也支持上述论断。2015年“教师教学国际调查（TALIS 2013+）”统计显示，仅有15.2%的上海市教师经常指导学生使用信息与通信技术（ICT）完成项目或作业，尚不到国际均值（38.0%）的一半^[3];2018年TALIS报告，上海市仅有24.3%的教师“经常”或“总是”让学生使用信息技术来完成项目或者作业，仍未达到国际均值（52.7%）的一半，在参与调查的46个国家中排名倒数第二。排名前三位的是丹麦、新西兰和澳大利亚，其教师经常指导学生使用信息技术完成项目或作业的比例分别高达90%、80%和78%^[4]。OECD的TALIS调查数据揭示出我国基础教育信息化建设中存在“技术应用不充分”的现实问题，信息技术在常态课中使用率低反映出一些教师对技术支持课堂教学持消极态度，且对技术应用的有效性存疑。分析教育信息化推进过程和实际情况，或许能发现其症结所在：技术应用多见于展示课而非常态课，展示课往往是倾注大量人力、物力打造的^[5]。通常只在展示课上看到大量的技术应用，这可能给教师造成“使用技术多是做样子，常态化使用会给教学带来不便”的印象。倘若技术深陷“唯展示课”的泥潭，无法常态化地在课堂上应用，技术促进学科教学便是空中楼阁。如何破解这一困局？笔者认为，应深化技术促进学习等基础研究，在理论上实现突破，使技术在课堂上大规模常态化应用，从而有效改进教学。采取学习技术（CTCL）范式是一种积极的选择^[6]。CTCL研究团队在理论与实践上耕耘十年有余，应用学习技术范式，有效提升了学生的学业成绩，增幅达10%～30%。

二、学习技术范式理论

开展技术与教育融合的研究，要高度关注学生的发展，这需要研究者与教师躬行。不遵循学生发展规律的技术应用是盲目的，也是缺乏根基的。国内外已有研究者将视线聚焦于“学习者的发展”。美国加州大学伯克利分校的马西娅·林（Marcia Linn）团队、中国的北京师范大学未来教育高精尖创新中心等从不同的研究视角出发，探讨在多样化学习场景中用技术改善学习效果的机理与路径，董玉琦教授领衔的CTCL研究团队亦是如此^[7]。学习技术的理论是从学科学习心理学基础上发展而来的。按照学科学习心理学，研究者常利用迷失概念（Misconceptions）描述个体在课堂教学前对即将学习内容的不科学认知。迷失概念会对学生的发展产生蝴蝶效应。笔者坚持学科学习心理学的价值观，秉承关注“学习者的发展”的理念，在2010年提出学习技术（CTCL）范式。这是一种研究者在文化（Culture）视域下，将技术（Technology）、学习内容（Content）和学习者（Learner）相统合的教育技术研究范式。此范式强调教育技术学研究回归教育本身，遵循学生发展规律，揭示技术促进学习的机理，有效指导教学实践，并在实践中促进理论的迭代与发展^[8]。

除此之外，学习技术范式强调在关注學生本体（L）的基础上理解过程，即深入探究学习者与学习内容的关系（C-L）。同时善用技术，将技术的作用点落在学习者与学习内容的关系上（T[C-L]），以期形成新的学习文化（C[T[C-L]]）。以上强调的学习者与学习内容的关系即开展学习技术研究范式研究的抓手。在认知领域的研究中，笔者从“前概念”出发，拓宽其内涵而转至“认知起点”，在学科学习心理学基础上进行继承与创新。所谓认知起点，即“在学习过程中，当新的学习行为即将展开时，学习者个体对具体学习内容的认知状态，是学习者与学习内容的关系表征”^[9]。

结合小学数学学科教学实际，笔者立足教育根本，开展基于学习技术范式的技术促进学习的研究，在开展学习活动时关注学习者的发展需求变化。要想有效指导教学，根据有指导意义的理论进行研究设计是必不可少的。笔者基于学习技术范式开展了研究设计工作。做好设计，联通理论与实践，应坚持“渐进”“临床”“归纳”三大理念。所谓“渐进”，即研究者需立足当前教育实际去逐步改善，循序渐进，例如班级授课制、学科教学是不可立马叫停、推倒重来的。所谓“临床”是立足教学中的真实问题，研究者应深入一线开展创新性研究工作，与教师开展紧密的合作，在真实的场景中基于实践优化实践。所谓“归纳”，即从教学中的具体问题入手，对技术改善教学的机理和有效路径开展实证研究，建立教育研究与教学实践的紧密联系。

对技术促进学习的探究，笔者基于教育学、心理学和社会学开展多视角的研究，以学习者与学习内容的关系作为技术的作用点，按实证研究—提炼机理—生成模型的过程推进。技术促进学习有三重境界。

一是完成设施资源的建设，如智慧校园、学习空间、数字场馆等，现行的基础教育信息化的建设成就便包含此重境界的多个方面。

二是实现学习方式的改变，如项目式学习（PBL），科学、技术、工程和数学（STEM）等，传统的课堂讲授范式不再垄断现今的课堂，不再占据高比例的地位。

三是促进了学生学业成就的提升，此处所提及的学业成就包含多个维度，不仅包括学习成绩，而且包括核心素养、综合素质（4C）等。

这三重境界与笔者的研究、设计完全相符，每种境界都是可以达到的，都有实例验证。

三、学习技术范式实证探索——以小学数学“相交与垂直”为例

学科学习心理学的代表人物细谷纯教授提出：儿童的学习错误是存在“规律”的，只有清除这些错误的“规律”，才能学会正确的规律。本研究团队也有着相同的认识：学生在学习某内容之前，对该内容是有认知的，这种认知是不尽相同的、有待发展的、有内在规律的。作为一名优秀的小学数学教师，需要知道学生的认知起点所在，因为那等同于找寻到了引起风暴的那只蝴蝶。

下面介绍在学习技术范式的理论支撑下，研究者基于学习者认知起点在小学数学课堂上开展的实证研究。此案例以小学四年级学生作为研究对象，选取小学数学“相交与垂直”的内容进行实证研究。研究者首先对学生进行了“前概念”的测查（此处将“前概念”视作学生的“认知起点”），以此了解其认知状况及对应的形成原因。随后对学生的前概念进行分类，依据此分类便可实现个性化的分组并进行个性化的学习设计。

“相交与垂直”课例研究中，个性化学习的设计体现在如下两个环节。

一是个性化学习视频的设计与开发。以微视频作为学习资源早不是新做法了，但微视频技术的“成熟性”恰恰是研究者所青睐的。技术进入课堂有效支持常态化教学，乃至有效促进基础教育信息化的高质量发展不能完全依赖最新技术。一味地将新技术用于成熟的教育之上是存在隐患的。研究者倡议的是将成熟的技术用于创新的教育，这或许是一条更好的路径。应用成熟的技术有低成本和高便捷性的优势。团队基于基础研究中理论与实践的支持，将技术作用于常态课教学是更优的选择，毕竟技术的应用是存在对应成本的。此研究中，个性化学习视频可视作“成熟的技术”。在个性化学习中嵌入微视频，不会对教师产生额外负担。在学习技术研究范式的加持下，研究者针对学习者与学习内容的关系进行视频资源设计，给实验教学带来了可喜的结果。

二是个性化学习过程的设计。团队设计了学习任务并将其贯穿学生个性化学习过程。在微视频资源呈现的前、中、后三个时段，根据实验组学生的前概念类型设计的学习任务单为学生提供了相应支持。学习个性化视频之前，学生在任务单引导下写出各自的前概念（认知起点），为其在个性化学习过程中产生认知冲突埋下引线。CTCL范式下设计的微视频有很好的适切性。在学习个性化视频的过程中，不同学习者的前概念将与对应的科学概念产生直接冲突，此时学习任务单将引导学生利用微视频中的知识来解决问题，促进学习者认知能力发展。在个性化视频学习结束后，学习任务单还将引导学生反思。学生通过反思自身认知发展的过程来对已然发展的认知进行巩固。伴随学习任务单的引导，学生逐步完成各项任务即完成了此次个性化学习^[10]。

在此实验研究中，实验组与对照组的教学环节是不同的（见表1）。

以上三个教学环节中，研究者以前概念作为“药引子”让实验组学生进行个性化学习。对照组学生的学习以教师讲授为主，没有依据前概念进行个性化学习。学习结束后，两组学生前、后测的成绩以及后测成绩的T检验分析见表 2和表3。

由表2可知，实验组和对照组前测均值几乎相同（仅相差0.5分），两组的前测成绩不存在显著差异。但两组被试的后测均值存在明显差异，实验组使用个性化资源进行个性化学习，后测平均成绩为72.75分;而没有进行个性化学习的对照组后测平均成绩则为60.75分;实验组比对照组高出12%（即百分制下高出12分）。实验组与对照组后测成绩的Sig（双侧）=0.023<0.05（见表3），说明两组后测成绩存在显著差异。

基于此，研究者可以判断，在小学数学课堂教学中，基于学习技术研究范式并借助技术进行个性化学习能够有效促进学生的认知发展，进而提高学生的学业成绩。

四、总结

笔者从理论和实践两个方面介绍了CTCL研究团队为基础教育信息化的高质量发展所做的努力，验证了在小学数学常态化课堂教学中科学地进行技术干预，可以有效促进学习者的认知发展。

笔者开展学习技术研究，以前概念作为先导，以把握认知起点作为研究抓手，发现了认知起点的存在性、离散性和群簇性，证明认知起点是可以被测查到的、是可以被区别的、是可以被分组的，个性化学习是有可操作性的。个性化学习将成为必然。个性化学习设计是研究的核心所在。实现有效性的技术支持、资源开发、学习策略是研究重点。教师应用学习技术范式教学能更好地关注学生、关注个性化、关注效果。在基础教育信息化的高原期，在基础研究相对缺乏的今天，科学应用学习技术范式能够驱散技术促进学习（TEL）上空的乌云。技术促进学习在小学数学学科的成功实践验证了技术和范式有效性，同时在提高信息化高质量发展方面提供了先例和经验。此案例为技术有底气地大规模应用于常态课并有效改善教学给出了小范圍的验证支持，为教育技术研究迎来了一缕阳光^[11]。

参考文献

[1] 董玉琦，包正委，刘向永，等.CTCL：教育技术学研究的新范式（2）——从“媒体应用”、“课程整合”到“学习技术”[J]. 远程教育杂志，2013（2）：3-12.

[2] 董玉琦，毕景刚，钱松岭，等.基础教育信息化发展的问题审视与战略调整[J].开放教育研究，2021（4）：50-58.

[3] OECD. Students， Computers and Learning： Making the Connection[M].Paris： OECD Publishing，2015.

[4] OECD. TALIS 2018 Results （Volume I）[M].Paris： OECD Publishing，2019.

[5][6][7]董玉琦，高子男，于文浩，等.学习技术（CTCL）范式下的技术促进学习研究进展（1）：基本认识、研究设计与初步成果[J]. 中国电化教育，2021（9）：32-41.

[8] 董玉琦，王靖，伊亮亮，等.CTCL：教育技术学研究的新范式（1）——基本构想与初步研究[J].远程教育杂志，2012（2）： 3-14.

[9] 尹相杰，董玉琦，胡航.CTCL视野下的小学数学概念转变的实证研究——以“相交与垂直”为例[J].现代教育技术， 2018（2）：47-53.

[10]董玉琦，林琳，林卓南，等.学习技术（CTCL）范式下技术促进学习研究进展（2）：技术支持的基于认知发展的个性化学习[J].中国电化教育，2021（10）：17-23.

[11]董玉琦，王靖，伊亮亮，等.CTCL：教育技术学研究的新范式（3）——基础、命题与应用[J].远程教育杂志，2014（3）：23-32.

（作者张慧伦系上海师范大学博士研究生;尹相杰系上海学而思教育培训有限公司数学教师;董玉琦系上海师范大学教授，全国教育科学规划领导小组学科规划组专家，教育部基础教育课程教材专家委员会信息技术学科组委员）

责任编辑：祝元志