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

董玉琦 高子男 于文浩 包正委 杨宁 徐红 李娜 赵哲

编者按：董玉琦教授研究团队于2010年提出“学习技术（CTCL）研究范式”，十年来，团队成员从认知、情绪、批判性思维等视角展开的系列研究已取得了一些阶段性的成果，其中具有突破性进展的是近三年的“技术支持的基于认知发展的个性化学习”研究。本次形成的有关“学习技术（CTCL）视域下技术促进学习研究进展”的系列论文共3篇，拟分3期刊发，以飨读者。本期发表的论文作为首篇，主要从特征、样态和境界三个视角解读对“技术促进学习”的基本认识，并梳理学习技术（CTCL）范式下关于技术促进学习的研究设计和初步成果；后两篇分别探讨“技术支持的基于认知发展的个性化学习”研究的理论及其在小学数学“中位数与众数”单元教学中的实证研究。

从教育信息化实践的实际状况考量我国的教育技术学研究，技术进入课堂并且有效改善教学的基础研究实属不多，而建立在本土化理论基础上的、能够有效解决实际教育问题的研究更是少之又少。期待学习技术（CTCL）作为其中的一种尝试，引发更有效的、更有品位的教育技术学研究层出不穷。

摘要：技术促进学习作为教育技术学研究的核心问题，一直以来受到学界的广泛关注，但进展不尽人意。同时，在教育信息化实践过程中，技术没有常态化的进入课堂，所以技术支持的学科教学改善也就无从谈起。如何破解这一必须突破的困境？采取学习技术（CTCL）范式或将是一种积极的选择。該文首先通过阐释该范式下技术促进学习的特征、样态和境界，以介绍对技术促进学习的基本认识；其次，从研究理念、研究思路和研究框架三个方面解析技术促进学习的研究设计；最后，概要性回顾了学习技术（CTCL）范式下研究者分别从认知、情绪和批判性思维三个视角出发开展的技术促进学习的实践及其研究成果。

关键词：学习技术（CTCL）；技术促进学习；认知发展；学业情绪；学业成就

中图分类号：G434 文献标识码：A

一、引言

技术促进学习（Technology Enhanced Learning）作为教育技术学研究的核心问题，一直以来受到学界的广泛关注，但是进展不尽人意。同时，在教育信息化实践过程中，技术应用多见于展示课而非日常教学的常态课；而一堂展示课背后往往也是大量的时间成本、人力物力的投入，这导致教师对技术应用的有效性产生了质疑。没有了常态化的实践探索，技术支持的学科教学改善也就无从谈起。事实上，导致这一困境存在的根本原因是基础研究的不清晰。教学为什么要改变？改变背后意味着什么？它能够为学习者的成长带来些什么？这些理应先于技术应用的问题，在很长一段时期内并没有得到学界应有的重视。因此，我们需要加强基础研究，对技术进入课堂改变教学方式以改进教学效果的研究形成理论上的突破。

随着研究的推进，研究者意识到技术与教育相融合的根本目的是促进学生的发展，不关注学生发展规律的技术应用是盲目而缺乏根基的。国外的教育技术学研究者较早将视线聚焦于“学习者发展”，从不同的研究视角出发探讨技术在多样化学习场景中改善学习效果的机理与路径。例如，美国加州大学伯克利分校的马西娅·林（Marcia C Linn）团队多年来聚焦于“技术促进科学学习”的研究，展示如何在课堂讲授、实验、可视化教学、合作学习等不同的教学场合中运用知识整合模式[1]；美国博伊西州立大学的谢尔顿等利用Augmented Reality（AR）开展面向本科生的地理教学，研究结果显示该方式提高了学生的理解能力和学习成绩[2]；澳大利亚格里菲斯大学借助Echo360（ALP）等投票工具，基于学生的即时需求为其提供深度学习的机会，培养学生学会分析问题的能力[3]。在国内，北京师范大学未来教育高精尖创新中心开展了基于“技术促进高效语文深度读写课堂”项目，结合语文学科特点，探索技术促进语文深度学习的教学方法与形式。

以上实践在一定程度上关注到了技术应用的有效性，这里的“技术”即包括媒体技术等在内的物化技术，也包括方法等在内的智化技术。除此之外，采取新的研究范式将是学科发展的必然选择。本研究团队由董玉琦教授领衔，在秉承“学习者发展”的基础之上，于2010年提出“学习技术（CTCL）范式”，即研究者在文化（Culture）视域下统合技术（Technology）、学习内容（Content）和学习者（Learner）的研究范式，强调教育技术学研究需要回归到教育本身，立足于学生发展规律，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[4-6]。学习技术（CTCL）范式下技术促进学习的研究不仅要证实技术促进学习的有效性，更要找到技术促进学习的机理，关注技术为什么能够促进学习。随着十年来研究的推进，本团队对技术促进学习的理解不断深入。本文梳理了该范式下技术促进学习的基本认识和研究设计，旨在为回答“技术如何有效促进学习”提供理论依据，并回顾团队研究中有关明显改善教学实践的初步成果。

二、学习技术（CTCL）范式下对“技术促进学习”的基本认识

有效应用技术解决教育问题，必须回归教育本质，关注学生学习与发展的基本规律，认清技术要素在教育教学系统中所扮演的角色。学习技术（CTCL）范式在学生学习的视角下尝试从技术优化学习的特征与样态出发理解技术促进学习；在提升管理效能的角度下探讨技术促进学习研究的境界。

（一）技术促进学习的特征：个性化、社会化和生态化

理解学习者的学习是探讨技术促进学习的基础。学习是一种个体行为，并为个体行为带来了相对持久的改变。学习由个体的学习需求所驱动，受到个体的认知风格和生活经验等因素的调节与制约。由于学习者需要通过与他人建立联系形成对自我的身份认同，所以学习也是一个在个体间或个体与人工物间互动中发生持续调节的过程。因此，基于个体的协作学习是学习者社会化发展的必经之路；从生态视野看，个体所处的环境、所要解决的问题都越加复杂，着眼于学习要素间的关系就变得尤为重要。技术作为构成学习系统的要素之一，在学习过程中无时无处不在。在不同视野下，技术促进学习的机制与目标有所不同，这反映了技术促进学习具有以下特征：

第一，个性化。在个体层面，技术能够为学习者提供开展个性化学习的环境。个性化学习的核心是支持学习者的个人需求[7]，而个人需求源于对学习者与学习内容的关系探索。这时的技术应用指向了教学设计与提供资源，针对个性化需求为学习者提供个性化学习支持。工业社会孕育出的标准化教育范式已然不足以满足如今的社会发展和人们自我发展的需求，个性化成为教育变革中新的关键词，打造规模化与个性化融合的教育范式是时代赋予教育的重要任务[8]。教育所追求的公平是构建一个让每一位学习者都在其原有的基础之上得到充分发展的教育。它的基础是以学习者为中心、尊重学习者的个体差异。

第二，社会化。在群体层面，技术作用于学习者与同伴、教师等整个学习共同体的互动关系，构建支持沟通协作的学习环境，促进学习者的社会化发展。此时的技术应用能够强化人际间的交流互动，体现了技术具有促进学生社会化发展的作用。学习者通过学习提升的不仅是知识理解力等能力，更逐渐建立起自身的文化自觉，形成自我身份意识[9]。技术之于学习则是为促进学生的社会化发展创设环境并提供支持，具体可表现为向学习者提供与其他学习要素间多向互动的平台、工具，或与学习设计相结合创设鼓励交流协作的学习情景。本研究团队尝试探索运用技术创设协作学习任务和环境，在满足学习者个性化学习需求的前提下实现有效的社会化交互[10]，帮助學生在不同观点的交流中达成共识，促进知识的意义协商与意义构建，实现个人的社会化发展[11]。

第三，生态化。在生态层面，技术则承担起保障学习系统的责任，能够促进学习者的能动性得以发挥，强化系统中各个要素的联结，并对系统的动态平衡进行灵活调控。随着研究学习问题视野进一步扩大至学习生态系统视野，技术作为维持并强化学习系统内部联结的要素，其关键性作用逐渐凸显。学习技术（CTCL）范式引入生态学视角深入审视学习，认为教育技术学研究对学习者的深层次关注应从系统的角度着眼，将学习者置于一个包含多种学习要素的关系网中[12]；既要强调学习者在诸多学习要素中的中心位置，也要关注到各要素和学习者之间的互动关系，追求学习系统中各个要素的动态平衡[13]；要构建“以学生为本，全面、协调、可持续发展”的学习生态观。

（二）技术促进学习的样态：数字化学习—混合式学习—融合型学习

技术促进学习的样态是技术促进学习的外在表现，包含技术参与到学习系统或学习过程中的途径、方式、状态等内容。人们对“学习的本质”的理解不断更新升级，伴随着对学习理论的不断完善，并与技术的发展相互渗透，共同催生了技术促进学习的不同样态，包括数字化学习、混合式学习和融合型学习。

数字化学习（Digital Learning或e-Learning）从表象上看是“技术从模拟走向数字、从非数字化转向数字化”在学习领域的投射，描述的主要是学习工具的发展趋势——在数字技术驱动下，学习样态从以软件或课件辅助教学为特征的学习转向以多样的数字化学习资源互补教学为特征的学习，这时尚未形成互联状态的数字化学习。数字化学习观念中学习内容或承载学习内容的学习资源，才是所谓“数字化”的核心所在。这是由于优质学习资源的稀缺是阻碍学习质量提升的核心要素之一，而学习资源数字化极大地降低了优质资源分享、扩散的门槛和成本。

混合式学习（Blended Learning）从形式上看是在线学习和面对面学习的混合，更深层次是包括建构主义、行为主义和认知心理学等不同教学原则下的教学模式混合，教师主导活动和学生主体参与的混合，课堂教学与在线学习中不同学习环境的混合，不同教学媒体的混合，实体课堂与虚拟教师或虚拟社区的混合等[14]。回归学生的学习，混合式学习本质上是对学习通道的有效选择。线上学习具有自主性强、时空弹性大、获取资源便利等优势，它为大规模实施个性化学习提供了可能性，它是联通的数字化学习；线下学习具有情感互动强、思维深度大、学习反馈及时等潜在优势。混合式学习中线上学习和线下学习共存，两者在时间维度上具有“串行”关系。混合式学习是要在不同的学习目标、不同的学习任务中，通过选择线上或线下的通道，充分发挥不同通道的优势以提升学习质量。

融合型学习（Online-merge-offline Learning）是尚属处于探索阶段的一种学习样态，但其未来发展趋势值得期待[15]。一方面，随着云计算、大数据、人工智能、虚拟仿真等技术在教育中的应用，智能化学习支持系统能够无感化记录并分析学习者在阅读、写作、操练等学习过程中形成的数据；学习支持系统能够洞察到学习者遇到的学习困难，并根据数据分析推送学习资源，为其定制个性化学习方案。随着人工智能技术的发展，学习者在学习过程中的兴奋、喜悦、犹豫、懊恼等情绪化表现，在合作、探究中的倾听、对话、协助等社会化表现，都能被记录与分析，并作为促进学习的依据。另一方面，随着技术在教学中的渗透，虚实结合的学习环境成为当前学校教育教学中较为常见的学习场景。学习发生的条件在物理空间上得到了扩展、延伸和开放，同时在时间维度上也得到了升级。在融合学习中，发生在线上的与线下的教学活动在时间维度上是“并行”的，数据采集、分析、学习反馈等技术工作与人的学习活动在时间上均是连续、完整且同步的。线上与线下的融合为技术稳定地运行提供了可能，使其较好地发挥了对学习的优化，包括提高教与学信息处理的效率；实现非入侵式地、即时地、准确地个性化支持；推动技术从“可见”向“隐形”的转变[16]。融合型学习既是新兴技术与学习融合的产物，更是技术发展带来的文化环境变革的必然趋势，它具有学习个性化、学生主导性、数据多模态等特征。

（三）技术促进学习的境界：设施资源—学习方式—学业成就

技术促进学习不仅是教育技术学研究的核心问题，也是教育信息化推进的关键所在。技术促进学习所追求的目标经历了由表及里、由浅入深的进阶过程，呈现出从基础的“设施资源建设”到形式上的“学习方式转变”，再到本质上的“学业成就提升”三重境界。

设施资源建设，旨在提高学习媒体的可用性和学习资源的品质，是支撑教育信息化发挥作用的基础。在工业社会时期，知识传播的高效率是大规模标准化教育所追求的目标，大量的媒体、通讯设施被引入教育场景，而开发配套的学习资源、搭建相应的学习环境被提为首要议程。这一时期的技术促进学习研究似乎是在默认了要应用技术的前提下，从以媒体为代表的物化技术自身特性出发，探讨技术与教育相结合的可能性，比较不同媒体技术在教学中的应用效果。然而，随着信息技术的快速更替，大量设施设备被闲置或淘汰，教育信息化基础设施建设高投入低产出、对教育技术有效性的诸多质疑等问题暴露出来。基础设施资源建设固然是必要的，但以此为目标的研究终究是短视的，解决的是技术的问题而非教育问题。

学习方式的转变，是技术作用于教学后直接且显性的结果，可以提高学习过程的接受性和效率。要得到这一结果，仅仅依靠硬件设施和数字化资源等物化技术显然是不够的，还需要关注“如何应用物化技术”，即以方法为核心的智化技术的改变。教学行为开始前，教师需要根据教学内容、教学目标、学习者等因素对指定的知识进行组织和加工，将其转变为每个学习者都易于接受的信息形态，从而促进学习者将信息转化为知识，进一步生成智慧，促进学习与发展目标的达成。以转变学习方式为目标的技术促进学习研究，着眼于对在技术帮助下优化学习系统内的信息提取、传递、转化等环节的运转的方式和流程，已然对教学产生实质性影响，拨开了技术促进学习机理“迷雾”的一角。

学业成就的提升，是技术促进学习研究的最高追求。学业成就不仅包括具有领域特殊性的学业成绩和学科素养，也包括具有领域普遍性的综合素养（如批判性思维、协作能力、创造力等）。从技术促进学生发展出发，学习方式的转变对于学习者而言仍属于外在的、形式上的变化。有关学习方式转变的已有研究结果无法证明技术能够对学生的学业成就产生显著影响。国内外研究者试图通过严格控制干扰变量的实验研究，探讨不同情境下技术对学习效果的改善情况。但是，在教学实践中，影响学习的因素多且不易控制。由于“学业成绩”的评价体系成熟、针对性强、易于施测且为师生所认可等优势，成为表征学生学习效果的重要维度。学习技术（CTCL）范式将“人的发展”终极目标理解为“实现学习者的自我全面发展，树立终身学习的意识”[17]。基于终极目标审视技术对学习的促进作用，所须考量的是技术能否激活学习者内在的动力机制，促进学习者的长远发展所必须的核心素养的生成。以促进学生素质改善为目的的学科教学，更关注的是学生是否通过学习获得进入世界的思想意识、价值观念、思维方式和处世能力，进而实现由作为自然生命的人向作为社会生命、精神生命的主体的转化，这是学科育人的本质[18]，也是技术促进学习研究评价学业成就所须考量的更高阶的维度。

以提升学习者学业成就为目的的技术促进学习的研究立足于学习者学习与发展的规律，该层境界的目的是学习者的学习与发展，这是技术促进学习的根本宗旨。其研究思路与基于技术特性的“设施资源建设”和基于外显形式的“学习方式转变”的研究境界存在本质上的不同，是通过揭示技术促进学生发展的机理来统领两者，从根本上回答“是否应用技术”“为何应用技术”和“如何应用技术”的问题。

三、学习技术（CTCL）范式下技术促进学习的研究设计

教育的发展方向随着学习者的发展需求变化，物化技术绝非是引领教育发展的因素[19]。缺乏对学习者的关注，将导致研究丢失立足于教育的根本[20]，停留在实践探索层面而无法将其转化为具有指导意义的理论。学习技术（CTCL）范式为研究提供了以深层关注学习者为出发点，以对学习的系统认识为基础，以对实证研究成果的归纳为主的方法，以解决教育教学现状中急待解决且能够通过技术手段解决的问题为目标的基本研究策略。

（一）研究理念

近十年间，技术促进学习的研究进入语文、数学、英语、物理、化学、生物等学科，证实了技术的介入对学习者的学习成绩和核心素养的培养有积极的作用。但是，学校在培养学生获取复杂知识和深度学习技能方面，仍存在较大的挑战。例如，脱离生活的单学科教学与强调指向真实有意义的问题解决的深度学习的追求之间的落差；从以单学科知识为主的教学形态向以STEM为代表的学科本体的、跨学科的、甚至超学科的教学共存的形态转变[21]；从知识本位到素养本位的教育目标转向；等等。学习技术（CTCL）范式通过渐进主义理念指导教育变革的发生，倡导先立足改善教育实践的现状，关注教学实践中的问题解决，并通过归纳逻辑建立理论研究与教学实践的联系。

1.通过“渐进”立足改善教育实践现状

技术促进学习的研究立足于当前教育的实际状况，关注逐步改善、循序渐进，而非推倒重来、妄求变革。以信息技术为代表的现代技术为人类社会带来了新的存在方式，塑造了全新的文化世界[22]，也催生了教育领域“以人为本”的研究文化和追求学习品质的学习文化[23]。这不仅是学习技术（CTCL）范式对于“文化”较为上位的理解，更是对人本根基的重申。尽管技术介入教育改革进程可以引领人类教育走向新样态，但回到“人”这一逻辑起点，重新审视教育信息化发展现状，評价现代技术在教育教学变革进程中发挥的作用时，仍有许多无法绕过的现实问题。例如，在当前技术环境下学习质量不理想、效能不高，教学实践无法适应学习文化变革等。解决这些问题是教育技术学研究的责任所在，同样也体现了技术促进学习研究的核心价值。学习技术（CTCL）范式下技术促进学习的研究遵循渐进主义的理念，认为学习文化的演变是一个渐进的过程，研究作为变革的推动力之一是基于现实展开的，追求的是对原有基础的优化，而非将过去的经验推倒重来、过高地期待技术介入引发学习革命。该范式提出技术促进学习研究应从关键性、紧迫性和可操作性等方面对教育教学的问题域进行梳理，从当前急待解决的且可能解决的问题着手。

2.通过“临床”解决教学实践中的问题

学习技术（CTCL）范式下技术促进学习的研究通过临床的方式立足教学实践中的问题，强调研究者到真实情境中开展研究以改进教学实践。临床的方式解决教学实践中的问题有三个关注要点。第一，问题解决，指技术促进学习的研究将解决“如何促进学习者的学业成就提升”这一问题。第二，真实情境，指研究将从“研究者与教师的合作模式”逐步走向“教师作为一名研究者开展研究的模式”。第三，实践改进，指研究的着力点在于改进实践，促进学习者主动学习等学习文化的建立。所以，临床取向的研究一般将经历三个阶段：在基础研究阶段，研究者作为研究开展的主体进入一线开展“从零到一”的原创性研究工作；在合作研究阶段，研究者与一线教师开展紧密的合作，检验与完善前一阶段的研究成果，旨在促使该成果的实际落地；在普及研究阶段，研究者不再直接主导实践场域，而由政府制定政策，推动企业和学校积极参与，促使广大的一线教师在教学实践中根据前两个阶段的研究成果（学习系统、学习资源、教学手册等）开展教学，实现研究结果的大规模推广。

3.通过“归纳”建立研究与实践的联系

学习技术（CTCL）范式下的技术促进学习研究采用归纳的方式，关注从教学实践中的具体问题入手，对技术促进某一具体内容的学习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。演绎逻辑通过自上而下推演具体问题解决方案，在很大程度上限制了研究者的视野，致使研究难以顾及甚至错失于假设之外存在着的、可能对教和学产生重要影响的实际因素，这无形当中拉开了研究与实践的距离。与此不同，归纳逻辑是从具体问题入手，产生具体问题的实际情境成为研究的基础条件，通过控制研究的颗粒度来控制所需考虑的因素数量，而不是由经过高度抽象的理论决定研究视野，有力地保证了研究的针对性，缩短了研究成果向实践转化的路程。

（二）研究思路

学习技术（CTCL）范式下的研究从教育学、心理学和社会学三个视角来研究技术促进学习，技术的作用点在于学习者与学习内容的关系。从实证研究入手，在大量实证研究中提炼技术促进学习的机理，而后根据该机理生成技术促进学习的学习干预模型。

1.以“教育学、心理学和社会学”构成的多视角研究

关注真实而复杂学习活动自然地带来了多学科的研究视角[24]。学习技术（CTCL）范式主要从教育学、心理学和社会学三个视角来开展研究。在教育学层面，关注学生的学业成就、批判性思维、创造力等的发展；在心理学层面，关注情绪与认知；在社会学层面，即关注学习个体也关注学习群体，探讨发生在学习共同体之中的学习机制。事实上，无论是群体层面还是个体层面，学习最终都将落脚于个体的发展。技术促进学习的研究要解决的是“如何借助技术满足学习者个性化的学习需求以促进学习者学业成就提升？”这一教育问题关乎学生的发展。在聚焦该问题的基础之上，研究从心理学视角切入，通过对人的内心世界的探索来深层关注学习者。把握技术环境下学习者在学习过程中的认知、情绪、意志等基本心理活动的规律，是实现深层关注学习者的第一步。研究通过心理表征、生理数据分析等方法将解析教育现象的问题转化为探索心理活动的问题，引入认知、情绪等心理活动作为中间变量，收集眼动、脑电（ERP）、皮肤电（GSR）等底层生理数据，以及面部表情、肢体语言等外显行为数据。研究结合这些多模态的数据对认知和情绪活动进行多模态表征[25][26]，深入分析学生学习心理的变化规律，解析技术促进学习的内在机制。

2.以“学习者与学习内容的关系”作为技术的作用点

教育研究要深层次关注学习者。在教育技术学研究领域，始终不乏对技术环境下学习者的学习风格、认知水平等心理因素的关注，虽然相较于媒体应用范式，此时研究已经表现出对学习者的关注，但这类研究多基于对学习者的普适性的理论来提出假设，造成的先决性局限导致研究对学习者的关注难以深入。事实上，不同的学习内容、空间环境，甚至是不同的技术工具、方法都可能引发学习者不同的心理感受，使其表现出不同的行为，导向不同的结果。因此，学习技术（CTCL）范式认为对学习者的关注不在于知识图谱和学习特征而在于认知起点。“认知起点”是指学习者对具体学习内容的学习起点状态。学习起点状态中的个体差异是实现个性化教学的重要抓手，对学习起点状态的深度挖掘与分析是深层次关注学习者的具体表现，它源于教学系统设计的前端环节“学习需求分析”，该环节旨在摸清学习者在学习前的起点状态到达其学习目标的相对位置。认知起点是在一个多要素相统合的学习生态系统视野下研究技术如何有效作用于学习者与学习内容的关系，发掘其促进学习的有效性机理，从而实现在真实的情境中解决复杂的教育问题，最终达到有效地促进学生发展的目的。

3.以“实证研究—提炼机理—生成模型”作为研究过程

学习技术（CTCL）范式下的研究在实施过程中有三个重要的工作节点：第一，基于理论推演设计并开展实证研究，证实针对具体知识内容设计的技术支持的教学是能够有效促进学习的；第二，基于实证研究的过程与结果，提炼机理，深入解析技术提升学生学业成就的原因；第三，基于机理与经实证检验的有效教学流程，生成技术支持的学习干预模型，从而指导教学实践。研究从开展实证到提炼机理、再到生成模型，立足当前实际状况，紧密联系教育研究与教学实践，系统回答了“技术能否促进学习”“技术因何促进学习”“技术如何促进学习”等问题，体现了对学习者的深层关注，并能够逐步解决真实的实践问题。其中，有关“机理”的问题是技术促进学习的研究中最为重要的工作。对“技术如何有效促进学习”的探索，催生了对“什么样的技术才能够有效支持学习”的探讨。随着智能时代的加速到来，人们不再满足于改变知识传递与呈现方式的媒体技术，或者是单一的支持某类学习活动的技术工具，支持教與学的技术形态越加丰富并且趋于集成化。此时，对“技术促进学习的机理”的把握体现出了重要价值，即依据技术促进学习的机理研发相应的技术支持，能够更好地契合教与学的需要，保障技术应用的效果。学习技术（CTCL）范式下的已有研究对机理与实践路径的探索已经形成了一定的成果，在此基础之上，开始着手推进“学习支持技术”的研发工作。研发工作的开展不仅是检验机理和实践路径的一种形式，同时也将是对技术要素的补足与发展。结合技术促进学习的机理设计适切的物化技术和智化技术，构建的技术支持下的教学设计，还需在真实的课堂教学情境中开展教学实证研究加以检验和修正。最终生成技术支持下的学习干预模型，是将技术促进学习机理落地到教学实践的中间桥梁。通过研究生成学习干预模型是该研究范式立足学科教学实际，解决教育问题理念的集中体现。

（三）研究框架

本部分以研究团队从认知发展规律着眼开展的有关“基于认知发展的技术促进学生学业水平提升”的系列研究为例，介绍学习技术（CTCL）范式下技术促進学习的研究框架。该研究框架包括三个部分，如图1所示：（1）研究将学习者对学习内容的认知起点作为逻辑起点，关注学生对学习内容存在什么样的认知类型，以及该认知类型的成因。（2）根据学生对学习内容的认知起点将其分为若干学习小组，并从“物化的学习资源与环境”和“智化的学习过程”两个维度设计技术支持的适配不同小组的个性化学习方案。研究团队通过系列实证研究证明了精准把握学习者的差异化认知起点对于实现个性化以至精准的个性化教学至关重要。（3）经过多次设计研究与教学实践的相互迭代，研究团队提炼出“技术支持下基于认知发展的个性化学习理论”，在机理层面对“技术如何有效促进学习”的问题做出了回答，同时也梳理出相应的教学模式，为技术与教育教学进行有意义的融合提供了切实可行的路径。

该研究框架具有以下特征：

第一，以认知或情绪作为中间变量。学习技术（CTCL）范式下技术促进学习的研究框架以认知或情绪作为中间变量。在以上例子中以认知作为中间变量，是由于学生在学习中的个性差异常常体现在认知活动中，并被教师或研究者所察觉。这种差异贯穿学习的始终，包括学习前的认知状态、学习中的选择倾向、学习后的发展结果。许多证据[27]表明，如果教师基于学生的已有知识设计实施教学，并在教学过程中监控学生概念的转化，就可以促进学生的学习[28]。学习技术（CTCL）范式认为，只有关注学生对学习内容的认知情况，并探明认知起点形成的原因，再针对性地设计和运用技术手段对学习过程进行有效干预，才有可能从根本上促进学生的认知发展。

第二，对认知起点的成因展开分析。在以认知为中间变量的研究中，认知起点表征的是学习者与学习内容的关系。通过进一步挖掘学生形成该认知起点的成因，有利于开发合适的教学干预，促进学习系统的自适应功能实现，最终促进学生的认知发展。此外，对学生学习过程中形成的多模态数据的收集与分析，能够促进教育者对学生及其学习的了解从表层走向深度，帮助教育者更好的设计促进学生认知发展的学习资源。

第三，将促进个性化学习的设计作为核心。个性化的学习设计从数据的收集与分析出发，体现在学习活动、学习评价等方面的个性化。学习技术（CTCL）范式认为在设计教学过程时，应充分考虑与技术创设的学习环境有机结合，使其最大限度促进学习者的主动参与、积极体验和创造激情[29]。充分尊重学生的个性差异，体现了该范式对个体层面的学习者的深层关注。由学习者所处文化环境、家庭环境、成长经历等多方因素所塑造的差异化个性是一种相对稳定的个体属性。它对学习者的认知活动、情绪反应以及行为倾向都有着直接的影响，在很大程度上决定着教育者所设计的学习路径是否适合，也是预测学习结果是否符合预期的重要依据。此外，学习者的个性差异决定了某一种技术并非适合所有的学习者。教育工作者应该认识到技术的适切性，即在设计技术干预时，要充分考虑学习者与学习内容的关系具有个性差异，选择能够为学习者提供精准学习支持的技术，才能够深度地满足学习者的学习需求，改善学习效果。这种为不同的学生提供有效的学习支持的个性化关照，使得每个学生都能得到充分地发展的基本思路，体现了学习技术（CTCL）范式以学生为中心，进入学科解决真实问题的研究理念。

四、学习技术（CTCL）范式下技术促进学习研究的初步成果

已有的关于技术促进学习的研究存在不同的关注点，例如，教师、教学、学习环境、课堂评价、学科学习等，尽管学习技术（CTCL）范式也关注这些要素，但是它更加强调对学习者与学习内容的关系的关注，即以认知起点为着手点来关注学习者。此外，该范式提倡开展技术支持的个性化学习研究，该研究在我国已经引起了一定的关注：有学者对国内外的研究进行了综述，提出技术支持的个性化学习是促进学生发展的新趋势[30][31]，还有研究者从理论层面提出相关教学模型[32]。但是已有研究缺少基于实证证据证明技术促进个性化学习的有效性，也缺少从实践出发提出本土化的理论。学习技术（CTCL）范式着眼学业成绩、综合素养等维度，从认知、情绪和批判性思维的视角关注学生的学习本质。通过长期以来深入课堂开展基于设计的、实证性的研究，目前已验证了在多个学段多个学科的教学中恰当地使用技术能够促进学生认知发展，调动学生的学习情绪，有效提升学习者的学业成绩，并在部分学科中验证了技术能够促进学科核心素养（如计算思维）、批判性思维等综合素养的发展。

（一）以认知为视角的研究

1.学习者的偏差认知：技术促进学习研究的起点

在认知角度，王靖以高中信息技术五个学习单元的内容为例，对尚未开展正式学习的学生进行了二阶诊断测查，发现学生在正式学习之前，对搜索引擎、汉字的处理、资源管理器、信息加密和知识产权五个学习单元中的内容存在偏差认知。该研究从认知角度关注技术促进学习的落脚点，即学生对学习内容的偏差认知[33][34]。在得到学生的认知状态之后，如何基于认知设计促进学习的技术、干预学习过程，从而促进学习，是该研究进一步考虑的问题。在得到上述偏差认知后，王靖进一步开展了促进偏差认知转变的教学策略实证。研究者针对上述五个学习单元的内容，基于学生对这些内容的偏差认知类型、概念图结构、外显行为，构建转变学生偏差认知的教学策略，将该教学策略用于“资源管理器”学习单元，并对山东省某高中一年级一个普通班级的44名学生进行了单组前后测前实验。在认知测试方面的研究结果显示，学生后测均值在0.05水平上显著高于前测均值，这表明经过支架教学策略的运用，学生对资源管理器的作用、文件的含义和文件名的组成等学习内容的偏差认知有显著性改善[35-37]。该实证研究表明，基于学习者的偏差认知设计技术干预促进学生的学习是可行的，学习者的认知状态能够作为技术促进学习研究的起点。

2.学习者的学业成绩：体现技术干预的有效性

技术的干预有效与否有赖于指导技术应用的依据是否可靠，而可靠的依据应当从学习者那里获得。伊亮亮[38]在概念转变理论研究成果的基礎上，对学习者持有的与“光现象”相关的前概念进行测查，并提炼测查结果，最终获得指导技术应用的可靠依据。但这些依据并不能直接用来指导技术应用，还需要基于这些依据建构相应的理论作为中介，才能有效指导技术应用。该研究发现，由于人的感觉器官存在局限，借助有局限的感官所生成的认知并不能真实反映客观世界，容易导致偏差认知。要转变这类源于人的生理局限的偏差认知，应从对生理局限的补偿入手。研究者据此构建了视觉局限补偿理论，提出了视觉局限补偿微视频学习资源的开发路径，开发了微视频学习资源，并通过实证研究检验了视觉局限补偿微视频学习资源对学习者学业水平的提升效果[39]。研究结果显示，视觉局限补偿理论及其微视频学习资源开发路径能够有效指导技术的应用，研究所开发的微视频学习资源能有效促进了学习者学业水平的提升。该研究将技术促进学习者偏差认知转变的研究推进至生理机制层面，形成了逻辑自洽的理论，并为有效的技术干预提供了明晰的指导。

3.发展共同体的构建：体现技术促进社会化发展

个体与学伴的交流是个体学习的重要途径之一，它能够使认识更全面、更深入。学习技术（CTCL）范式认为技术促进学习最基本的特征是满足学习者个性的学习需求，此外，还需要探索如何通过技术促进学习者的社会化发展。边家胜从学习与发展共同体的视角出发，探讨技术如何在学习与发展共同体学习环境下促进日语学习者的异文化理解。研究以日语句型学习为研究内容，构建了学习与发展共同体，并使用技术手段打造虚实结合的学习环境，为共同体中的社会性交互营造氛围、提供支持，进而在学习者群体中形成合作、互赖和沟通的学习文化[40]。此外，研究设计并开展了情境性学习，在异文化理解的境脉中实现学习者对异文化的理解，促进学习者形成多元文化思维，最终实现学习者偏差认知的转变[41]。学习策略构建成功的关键是以学习技术（CTCL）范式作为方法视角，从学习者和学科、学习内容出发，以基于问题解决活动的合作学习和技术使用的有效性作为衡量标准，以技术、任务、互动与注意作为核心要素设计基于日语学习者认知起点的学习策略。重新审视、反思整个学习策略的构建过程和教学验证活动，为思考如何基于学习者的认知起点开展外语“精准”学习与教学提供了可资借鉴的方法路径。

（二）以情绪为视角的研究

学习者的学业成绩差异不仅是一般能力的差异，它也是认知、情绪和动机变量交互作用的结果。情绪作为一种复杂的主观体验，不仅影响着学习者的注意、记忆、认知资源、学习策略等认知过程，也影响着学习动机、自我调节、学习成绩等内容。在学习过程中，学习者的情绪不是一成不变的，而是可以调节、管理、干预与改善的。那么，技术是否可以干预学习者的情绪以影响其学习效果？韩颖对学业情绪的概念、分类、影响因素、测量方法、干预手段以及学业情绪对学习者及其学习活动的影响等方面进行了系统的梳理与阐述[42]，并阐释了皮肤电反应数据的测量、处理与分析的方法，以此生理数据来表征情绪的状态[43]。测量技术的进步、先进设备的出现给情绪研究带来了重大突破，基于生理数据的情绪测量使研究者们能够实时、准确地追踪人的生理变化，探测情绪的生理机制，将情绪研究从猜测走向实证、由模糊趋向清晰。在此基础上，依据学习技术（CTCL）范式，以技术为情绪干预手段，以皮肤电反应数据与自陈量表数据表征情绪，韩颖在小学数学课堂情境中进行了教学实验研究，以检验技术对学生学业情绪的干预效果、技术对学习的促进效果[44]。研究结果显示，技术能够有效干预学业情绪以提升学习效果，学业情绪与学习效果之间具有相关性，技术在促进学生学习的过程中情绪起到中介作用。

（三）以批判性思维为视角的研究

批判性思维作为青少年应具备的一种综合素质，其培养依赖于具体的学科教学。如何在教学活动中运用学习技术来促进学生批判性思维发展，是技术改善学生综合素质的发展需求，也是学习技术（CTCL）范式对改善学生综合素质的实践探索。在学习技术（CTCL）范式指导下，毕景刚围绕初中议论文写作这一学习内容，在问题学习理论、活动理论和恩尼斯的FRISCO理论的基础上建构了“促进初中生批判性思维发展的学习活动模型”[45]，并基于该模型应用思维导图和虚拟在线交流平台支持议论文写作评改学习，进一步推进教学实践研究。该研究的自变量为教学方法，因变量为学生的批判性思维发展水平和议论文写作能力，开展对比教学实验。后测结果显示，技术的应用对学生作文成绩的提升和批判性思维的发展均具有促进作用，且思维导图技术与虚拟在线交互平台结合使用的教学效果明显优于单一技术使用的教学效果，而这两种技术对学生作文成绩和批判性思维发展水平的作用效果均相似。该研究发现技术在教学过程中促进了学生思维的线性化、结构化和系统化，具有激发思维、活跃思维、训练思维和发展思维的作用。研究从技术促进问题解决的视角，将基于议论文写作评改的批判性思维教学的机理概括为“问题确定—提出方案—质疑交流—系统反思”这一逻辑路径[46]。

五、结语

技术促进学习研究的核心价值在于揭示技术改善学习效果以促进学生发展的机理与机制，解决真实的教育问题，并描绘在技术支持环境下教与学的未来图景，为教育研究与教育实践指明方向。研究所要关注的主体是学习者，因此研究的出发点和落脚点都是学习者的发展，任何技术的选择和教学活动的设计均要以促进学习者发展为根本目的。在信息技术与教育教学已然融合的现状中，只有深入机理层面准确地把握学习者的心理活动与思维发展的规律，才能在学科学习设计中恰当选用技术来对学习资源与环境、学习过程进行个性化设计，真正实现技术改善学习。学习技术（CTCL）范式采用归纳方式，强调从学科教学实践场景中的具体问题切入，展开实证研究。探索技术在学科教学情境中对学生的学科学习与发展的促进机制。研究主张技术对教学方式乃至对学习文化的变革过程理应是渐进式的，探索解决教育教学实践中的问题是研究的首要任务。在研究品质上追求的是提升学生的学业成就，随着研究的深入和拓展，逐步促进学习文化的变革，使得学生在问题解决能力、学习力和创造力等综合素养方面得到改善，以便在一定程度上解决社会发展需求与学生实际素养之间的矛盾。

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作者简介：

董玉琦：教授，博士，博士生导师，研究方向为学习技术（CTCL）、信息技术教育、教育信息化发展规划与评估。

高子男：在读博士，研究方向为学习技术（CTCL）、教育信息化发展规划与评估。

于文浩：副教授，博士，硕士生导师，研究方向为学习技术（CTCL）、绩效技术、教育信息化发展规划与评估。

包正委：副教授，博士，研究方向为高等教育教师发展。

杨宁：副教授，博士，研究方向为信息技术教育。

徐红：正高级教师，特级校长，研究方向为语文教育、教育管理。

Advances in Research on Technology-enhanced Learning Under the Paradigm of Learning Technology （CTCL）（1）： Basic Cognition， Research Design， and Research Results

Dong Yuqi1， Gao Zinan1， Yu Wenhao1， Bao Zhengwei2， Yang Ning2， Xu Hong3， Li Na2， Zhao Zhe2

（1 Department of Educational Technology， Shanghai Normal University， Shanghai 200234； 2 Department of Educational Technology， Fujian Normal University， Fuzhou 350007， Fujian； 3 Shanghai Experimental School， Shanghai 200125）

Abstract： Technology-enhanced Learning （TEL）， as a core issue in educational technology research， has been widely concerned by the academic circle， but the progress is not satisfactory. At the same time， in the practical process of education informatization， technology does not enter the day-to-day classroom. Therefore， the improvement of the subject teaching supported by technology is out of the question. How to break this dilemma that must break through the The paradigm of learning technology （CTCL） would be a positive solution. Firstly， we explained the characteristics， types， and states of TEL to introduce the basic cognition of TEL. Secondly， we analyzed research design from perspectives of research concept， research approach， and conceptual framework. Finally， we briefly reviewed the practice and research results of TEL from cognitive， emotional and critical thinking perspectives under the paradigm of learning technology （CTCL）.

Keywords： learning technology （CTCL）； technology-enhanced learning； cognitive development； academic emotion； learning achievement

責任编辑：邢西深