人是如何学习的

- 花在任务上的时间对学习是必要的，而对有效学习来说是不足的。将时间用于学会理解比仅用于简单记忆教材或讲授事实或程序会产生不同的效果。为了使学习者获得学习和理解的洞察力，经常性的反馈至关重要：学生需要监控自己的学习，主动评估其策略和目前的理解水平。

* 理解比记忆效果好。这也是为什么问问题的教学比单纯的讲解式的教学效果好的原因吧。

- 一个人的学习情境也是促进迁移的一个重要方面。仅在单一的情境中接受的知识与在多样化情境中学到的知识相比更不利于弹性迁移。在多样化的情境中，学生更有可能抽象概念的相关特征，发展更加弹性的知识表征。使用经过挑选的对比案例能帮助学生学会新知识的应用条件。

- 一个人的学习情境也是促进迁移的一个重要方面。仅在单一的情境中接受的知识与在多样化情境中学到的知识相比更不利于弹性迁移。在多样化的情境中，学生更有可能抽象概念的相关特征，发展更加弹性的知识表征。使用经过挑选的对比案例能帮助学生学会新知识的应用条件。

* 举一反三还是没那么容易做。

- 时间是衡量学习的一个重要指标；经过周密安排的练习是提高专业知识的有效途径。

- 学习环境设计的原理：他们是学习者中心、知识中心、评价中心、共同体中心。学习者中心的学习环境是指教师要以学生在进入这个学习环境前的知识为起点来进行教学;知识中心环境是指教师试图帮助学生理解每个学科的重要概念及其知识结构;评价中心是指教师试图使学生的思维可视化，以便他们的观点能够被讨论，在讨论中得到澄清，比如让学生（1)在讨论中提出自己的论点，（2)在定性的层面上讨论他们对问题的结论，（3)对各种各样的现象做预测等等;共同体中心是指教师建立起一些能够体现理解学习价值的班级标准，学生能够无拘无束地探究他们不懂的问题。

- 该研究应该包括几个阶段： 第一阶段涉及学习领域和主要概念的确定，这些概念是学生了解每一个学科领域所必须理解的。测试学生对这些概念理解程度的评价工具，包括学生对支持新学习（迁移）的理解程度的测试，也在这一阶段开发。 第二阶段是对现有研究（这些研究探究学生带到学科领域的前概念）的评述，以及把研究扩展到没有充分涉足的领域。. 第三阶段涉及学习机会的创设以及基于或挑战前概念的教学策略的开发。这些包括与原来理解不符的物理实验或历史研究的任务，这些任务从多维的角度来看待同一事件，挑战好人与坏人的旧框框。 第四阶段涉及对新开发的学习工具和教学策略的实验测试，以在第一阶段开发的评价工具为测量理解的工具。

学习科学的发展 威廉·冯特和同事们试图通过内省法要求知觉主体反思他们的思维过程，试图对人类的意识进行精确的分析。 …… 在批判经验主义传统的基础上，行为主义把学习的概念定义为在刺激和反应间建立联结的过程。学习的动力被认为主要由内驱力（如饥饿）和外部力量（如奖励和惩罚）来驱使。 在一个由爱德华·L·桑代克（1913）主持的经典行为主义研究中，“迷箱”中的饥饿小猫必须学会拉动悬挂于其中的一根绳子，才能打开箱门，掏出箱子，获取食物。小猫在逃出箱子的行为中学到了什么？桑代克的结论是，小猫不是先思考如何逃出箱子，然后再付诸实施，相反，其活动涉及到一连串的尝试——犯错（试误）行为。有时，迷箱中的小猫在玩耍的时候不小心拉动绳子，就把门打开了，小猫也就得以逃出。但这一事件显然并没有使小猫增长见识，因为当它被再次关进迷箱里是，小猫不会立即拉动绳子逃出箱子，相反，经过无数次的尝试，通过试误小猫终于学会了逃出箱子。桑代克认为奖励（例如食物）增强了刺激和反应间的联结。因此，对看上去很复杂的问题解决现象（从棘手的迷箱里逃出）的解释无需依赖诸如思维那样不可观察的心理活动。 …… 新学习科学从多学科的视角来研究学习，涉及到人类学、语言学、哲学、发展心理学、计算机科学、神经系统科学和心理学学科…… 理解性学习 新学习科学的一大特色就在于它强调理解性学习。在直觉上，理解是完美的，但是我们一直很难从科学的角度来研究它。同时，学生常常很少有机会去理解或搞懂主题，因为许多课程总是强调记忆，而不是理解。教科书充满了要求学生记住的事实，大多数的测验也只是评估学生记忆事实的能力而已…… 新学习科学并不否认事实对于思维和问题解决的重要性。对于在某些领域（例如国际象棋、历史、科学和数学）的专业知识的研究表明专家思考和解决问题的能力主要依赖于有关学科领域的大量知识。但是这些研究也清晰地表明“有用的知识”不同于一连串无联系的事实。专家的知识是围绕重要概念而联系和组织起来的（例如，牛顿的第二运动定律）；它有条件地指明了知识可使用的情境；它支持理解和迁移（到其他情境），而不仅仅是记忆能力。 …… 已有的知识 对理解的强调，使之成为新学习科学的主要特征之一：新学习科学关注认知的过程。人类被看作是由目标指引、积极搜寻信息的行动者，他们带着丰富的先前知识、技能、信仰和概念进入正规教育，而这些已有的知识极大地影响着人们对周围环境的关注以及组织环境和解释环境的方式。反过来，这也影响着他们记忆、推理、解决问题、获取新知识的能力。 即使婴儿也是积极的学习者，他们把自己的观点带入学习情境（learning setting）。他们走进的世界不是一个“乱哄哄的地方”，不是一个任何刺激都同等重要的场所。相反，婴儿的大脑优先接受特定的信息：语言、数字的基本概念、物理特征，以及静态和动态物体的运动。从最一般的意义来说，现代学习观就是人们用他们已知道和相信的知识去建构新知识和对新知识的理解。有一个经典的儿童故事说明了这一点，参见背景资料1.2 背景资料1.2 鱼就是鱼 “鱼就是鱼”讲的是，有一条鱼，它很想了解陆地上发生的事，却因为只能在水中呼吸而无法实现。它与一个小蝌蚪交上了朋友。小蝌蚪长成青蛙之后，便跳上陆地。几周后青蛙回到池塘，向鱼汇报它所看到的。青蛙描述了陆地上的各种东西：鸟、牛和人。这个故事呈现了鱼根据青蛙对每一样东西的描述所创作的图画：每一样东西都带有鱼的形状，只是根据青蛙的描述稍作调整——人被想象为用鱼尾巴走路的鱼、鸟是长着翅膀的鱼、奶牛是长着乳房的鱼。这个故事说明了在人们基于自己已有的知识建构新知识中，创造性的机遇和危险并存。 “鱼就是鱼”不仅与儿童有关，而且与所有年龄的学习者都相关。比如，大学生经常依据他们的经验来建立有关物理学现象、生物学现象的观念，而不是依据这些现象的科学依据。我们必须让他们意识到他们的前概念，他们才能改变自己的观念。 …… 有许多证据表明，如果教师关注学习者带到学习任务中的已有知识和观念，将这些知识当作新教学的起点，并在教学过程中监控学生概念的转化，那么就可以促进学生学习。 …… 主动学习 学习科学的新进展也强调人们对学习进行自我调控的重要性。既然理解受到重视，那么人们就必须学会把握理解和获取更多信息的时机。人们会用什么策略来评价他们是否理解他人的意图？人们需要什么类型的证据，才能确信别人的观点？人们怎样针对现象建立自己的理论并对理论进行有效的检验？ 在“元认知”的主题下，人们已经对支持主动学习的许多重要活动展开了研究，关于元认知的话题在第二、第三章有详细介绍。元认知是指人们预测他们在各种任务中表现的能力以及对目前的理解和掌握程度进行监控的能力。

本书提供了有关学习与学习者和教师与教学的主要研究概述。下面强调了三个发现…… 1.学生带着有关世界如何运作的前概念来到课堂。如果他们的初期理解没被卷入其中，那么他们也许不能掌握所教的新概念和信息，否则他们会为了考试的目的而学习它们，但仍会回到课堂之外的前概念。 有关早期学习的研究表明理解世界的过程开始于婴幼期。儿童在学前开始发展他们对周围现象的复杂理解（不管正确与否）（Wellman,1990）。这些初期的理解对新概念和信息的整合具有强大的影响。有时候，这些理解是正确的，提供了建构心只是的基础。但有时它们是不正确的（Carey and Gelman，1991）。在科学上，学生常常具有对不能容易观察的物理特征的错误概念。在人文科学上，他们的前概念常常包括刻板印象或简单化，如历史被理解为好人与坏人之间的争斗（Gardner，1991）。有效教学的主要特征就是从学生那儿抽取出所教学科知识的前拥理解和提供建构——或挑战——初期理解的机会。敏思屈儿（James Minstrell）是一个中学物理教师，他描述了如下的教学过程： 学生有关力学的初期观念像一根根纱线一样，有些毫不相关，有些松散地混杂。教学行为被看作是帮助学生拆开单独的观念之线，标记它们，然后把它们编织到一个更完整理解的结构中。教师可以通过帮助学生区分他们的现有观念和把它们整合到更像科学家所具有的理性信念中，这种教学方式更好，它不是拒绝观念的相关性。 儿童带入课堂的理解在早期就已经很强大。例如，人们发现一些儿童通过把圆形地球想象为煎饼形状来坚持地球是平坦的前概念。对这个新理解的建构是由一个帮助儿童解释人们如何在地面上站立或行走的地球模型来引导的。许多年幼的儿童很难放弃八分之一大于四分之一的观念，因为八比四大。如果儿童是白板，告诉它们地球是圆形的或四分之一大于八分之一应该是足够的。但是由于他们已经具有有关地球和数字的概念，那么必须直接考虑这些概念以便转变或扩展它们。 抽取前拥理解并与前拥理解打交道对任何年龄的学习者都是重要的。许多研究实验表明年长学生中对前拥理解的固执甚至延续至教了与幼稚理解相矛盾的新模型之后。例如，在一个对来自杰出的、科技型学院的学物理的学生的研究中，安德烈亚·迪塞萨教他们玩一个计算机游戏，这个游戏需要他们只会一个被叫做动态海龟的计算机模拟物体，以便海龟能够击中目标，并且需要他们在碰撞中用最小的速度来完成这个游戏。游戏开始前，实验者向参与者介绍这个游戏，让他们动手尝试，用小木棍击打几次桌上的网球。同样的游戏也让小学生来玩。迪塞萨发现两组学生都惨淡失败了。要想获得游戏的胜利，应该表现出对牛顿运动定律的理解。尽管他们都经过培训，大学学物理的学生像小学生一样，直接瞄准目标上运动的动态海龟，而没有考虑动力。对参与这项研究的一个大学生的进一步调查发现，她知道相关的物理特征和公式，但是在游戏的情境中，她却重回物理世界是如何运作的未经培训的概念上。 各种年龄的学生都坚持季节是由地球与太阳的距离而不是地球的倾斜引起的挂念，或者他们认为一个已抛到空中的物体具有重力和施加于物体之上的手的抛掷力，尽管他们已参与培训去接受与此相反的观念。为了使科学理解替换幼稚理解，学生必须把幼稚理解呈现出来，并有机会了解它们的缺陷。 2.为了发展在探究领域的能力，学生必须(a)具有事实性知识的深入基础，(b)在概念框架的情境中理解事实和观念，和(c)用促进提取和应用的方式组织知识。 这个原理来自比较专家和新手的表现的研究和对学习和迁移的研究。不管是哪个领域，专家总是利用极其丰富的结构化信息基础；他们不仅仅是“优秀的思考者”或者“聪明人”。有些能力，如规划任务、注意模式、生成有道理的论点和解释以及与其他问题类比，都与事实性知识更紧密地联系起来，超过以前所认为的那样。 但是拥有大量不相关的事实性知识是不够的，为了发展在探究领域的能力，学生必须要有理解性学习的机会。对学科知识的深入理解可以把事实性信息转换成有用的知识。专家与新手之间一个明显的差异就是专家掌握了形成他们对新信息理解的概念：这允许他们看清对新手而言不是显而易见的模式、关系或差异。他们不必拥有超越其他人的更好的全面记忆力。但是他们的概念性理解使他们可以从对新手而言不明显的信息中抽取出一层意义，这有助于他们挑选和记住相关的信息。专家也能够顺畅地获得相关的知识，这是因为他们对学科知识的理解允许他们快速地辨识什么是相关的。因此，他们的注意力不会因复杂事件而超负荷。 在中小学教育的大多数研究领域中，学生从新手开始；他们具有有关所学学科的非正规观念，并且他们所获得的大量信息会发生改变。教育事业可以被看作在更正规的理解（或更多的专业知识）的引导下促进学生理解。这就是需要深化信息基础和发展学科知识的概念框架。 地理可以被用来表明专业知识围绕支持理解的原理而组织的方式。学生可以通过记忆州、城市、国家等来学会在地图中填空，并高度精确地完成这一任务。但是如果边界被移除，问题就变得困难得多，没有了支持学生已有信息的概念。理解了边界形成的原因的专家会容易地胜过新手，这些原因包括自然现象（像大山或水体），分离的人和大城市常常在允许交易的地方产生（沿河流、大的湖泊和沿海港口）。越是从概念上理解了城市的需求和吸引人们去那里的资源基础，地图就会变得越有意义。如果他们所教的地理信息被置于适当的概念框架中，学生就会变得更有经验。 学习和迁移文献中的主要发现是把信息组织成可以更多“迁移”的概念框架；也就是它让学生把所学的知识应用于新情境和更快速地学习相关的信息（参见背景资料1.3）。以概念框架方式学会了美国地理信息的学生可以用有助于引导对新信息获取的问题、观念和期望来解决学习全球其他部分的地理的任务。理解密西西比河在地理上的重要性为学生理解尼罗河在地理上的重要性打下了基础。当强化了概念，学生可以把学习迁移至课堂外，例如观察和探究一个已参观的城市的地理特征，从而有助于解释它的位置和大小（Holyoak，1984；Novick and Holyoak，1991）。 3.教学的“元认知”方法可以帮助学生通过定义学习目标和监控达到目标的学习过程来学会控制他们自己的学习。 在与专家一起工作的研究中，专家被要求描述他们工作时的思考，研究揭示了他们可以仔细地监控自己的理解，会记录针对理解何时需要去获取额外的信息，新信息是否与他们已知的内容保持一致以及做什么样的类比可以促进他们的理解。这些元认知监控活动是所谓的适应性专业知识的重要组成部分。 由于元认知常常采用内部对话的形式，因此人们容易认为个体会发展自己的内部对话。但是我们用以思考的许多策略反映了文化规范和探究方法。研究已表明我们可以把这些策略教给学生，包括预测结果的能力、向自己解释以改进理解的能力、记录理解上失败方面的能力、激活背景知识的能力、预先规划的能力以及分配时间和记忆的能力。比如，交互式教学（Reciprocal teaching）是一种用来提高学生阅读理解的技术，帮助他们在阅读过程中说明、阐释和监控他们的理解。使用元认知策略的模型最初由教师提供，在学生学习使用这些策略时他们练习和讨论策略。最终，学生能够在没有老师支持的情况下提示自己并监控他们自己的理解。 元认知活动的教学必须结合到学习所学的学科知识中。这些策略不是跨越不同学科的一般性内容，把它们作为一般性内容来教学的尝试会导致迁移的失败。在情境中教授元认知策略已经表明可以改进在物理、写作和数学问题解决的启发方法方面的理解。元认知实践已经表明可以提高学生迁移至新情境和新事件的程度。 这里的每一种技术共享着对过程进行教学和建模的策略，即产生不同的方案（形成写作中的一个想法或者支持解决数学问题的策略）、在帮助达到目标和监控达到目标的过程中评估它们的优点。使用课堂讨论可以支持以独立性和自我调控为目标的技能发展。