在现实和模拟环境中学习

杰伦·范梅里恩博尔/著 盛群力/译

（1.马斯特里赫特大学 卫生专业教育学院，荷兰 马斯特里赫特；2.浙江大学 教育学院，浙江 杭州 310030）

在整个职业生涯中，我一直在研究现实和模拟环境下的学习。人通过在现实世界中完成任务来学习。在我的研究中，这些任务通常是专业任务，现实世界则是工作场所。但人也通过在现实世界或工作场所之外的模拟环境中完成任务来开展学习。这种模拟环境通常是指学校或其他教育机构组织。“学校”（school）一词源于希腊语“skhole”，意思是休闲或空闲时间。对希腊人来说，基本的想法是：现实世界是严肃的，你必须在其中完成专业任务；但学校给予自由时间，让你在一个安全的环境中练习这些任务，可以使用角色扮演、游戏和所有其他类型的模拟。学校是一个让你“仿佛”在完成现实任务的地方。因此，学校帮助你应对现实生活。

在这篇告别演讲中，我想分享自己在过去40 年的研究中获得的4 个关键认识，它们涉及：（1）将现实世界与教学联系起来的重要性；（2）学习者支持的关键作用；（3）教学过程的复杂性；（4）通用领域技能的教学。

1.现实性（Reality）

20 世纪80 年代的博士研究让我意识到将现实生活带入课堂的重要性。我的研究是计算机编程教学，研究工作则是从观察和分析教育机构教授的编程课程开始的。大多数课程都有类似的形式，通常是基于一本名为《BASIC 入门》或《ALGOL-68 编程》的教材开展教学。这些教材介绍了编程语言的各种指令，例如“IF…THEN”用于做出选择，“FORi=1 to X”用于迭代，“PRINT X”用于打印某个变量的值，等等。在课堂上，教师通常会解释一两个指令，并展示一些小游戏程序来说明其使用方法，然后学生可以自己去尝试练习。在下一节课中，教师对其他指令遵循同样的程序开展教学，直到教材中的所有指令都学习完毕。

这样的课程存在一个很大的弊端，即在课程结束后，学生无法编写一个能实际运算的计算机程序。他们知道不同的语言指令，但无法以有意义的方式将其组合起来。我把这种现象称为教育的“碎片化”（fragmentation）问题。为了解决这个问题，我开始观察专业的计算机程序员是怎么做的。他们做的事情主要是调试现有程序，通过添加新程序对现有编程进行更改，有时需要从头开始编写程序。我将这些专业任务作为设计新课程学习任务的基础。在这门新课程中，学生从一开始就面对简单但有意义的计算机程序，教师鼓励他们去弄清楚程序能做什么和不能做什么，对程序进行修改，或者添加新的规例。对于在程序中需要使用的指令，教师不需要事先讲解，只是在需要学生理解程序运作原理的时候再予以指导。也就是说，这些指令是向学生“即时呈现”的。这种以专业任务为学习任务的新课程被证明比现有课程更有效，它解决了碎片化的问题，极大地促进了从学校到工作场所的学习迁移。

我认为将教育与现实生活联系起来是各级各类教育的基础，但在职业和专业教育中最为明显，因为现实生活指的是工作场所或临床实践。在专业任务的基础上使用学习任务，是加强学校与现实生活联系的唯一途径。另一种强有力的方法是“双环教育”（dual education），它将职业学校的教育与工作组织的学徒教育结合在一起，进行一体化设计。例如，格里特·法斯特（Greet Fastré）开发了“护理村”（Care Village），为护理学校提供学习任务。此类任务总是包含两个要素：（1）学生必须在学校开展活动，利用现有的模拟设施；（2）学生必须在目前的工作场所开展相关活动，可以是家庭护理、医院、康复中心等。这种方法的一大优点是它采用了螺旋课程，学生首先使用不同类型的模拟练习简单的任务，然后在工作场所继续练习这些任务。在掌握了简单的任务后，他们使用模拟来练习更复杂的任务，然后再回到工作场所继续练习，直到任务的复杂程度达到一个初级专业人员应该能够胜任的水平。因此，这种方法实现了在学校学习和在工作场所学习齐头并进，优化了学习迁移过程。

迪瓦·韦斯特曼（Dewa Westerman）在医学院模拟实验室的工作提供了另一个例子。医疗保健专业人员定期进入模拟实验室开展实践，例如，创伤护理、特定医疗程序、团队合作等。他们在模拟实验室中练习的学习任务或“场景”是基于专业任务的，但迪瓦·韦斯特曼做起来更加到位。她要求学员在参观模拟实验室之前描述自己正在努力完成的任务，然后开发出明确满足学习需求的模拟场景。此外，在模拟实验室中熟悉这些基于需求的场景后，她鼓励学员在临床实践中继续练习这些任务，并报告进展，即自己的学习需求是否得到满足。在该模型中，以临床实践中的学习需求作为模拟训练内容的依据，模拟训练则是临床实践中继续学习的垫脚石。事实证明，这种综合化学习方式比碎片化学习方式要有效得多，因为传统的做法通常将模拟训练与临床实践割裂开来。

这就引出了我的第一个关键认识：在学校或模拟环境中的学习必须与现实生活或临床实践中的学习紧密相联，最好是现实生活中的学习影响模拟环境中的学习、模拟环境中的学习影响现实生活中的学习——这种相向而行的关系将有助于提高学习的迁移效率。

关键认识1：学校、教育机构的学习和现实生活、工作场所的学习必须紧密联系。

2.支持性（Learner Support）

我的第二个关键认识与为学习者提供支持的重要性有关。仅仅完成一项任务并不能保证学会这项任务的解决方式。为了真正学会如何完成任务，学习者需要来自教学材料、老师或同伴的支持。这种支持可以采取许多不同的形式，例如，提供理论背景知识、即时教学、反馈、指导等。一种强有力的指导是由“工作样例”（worked examples）提供的，既可以展示一个示例解决方案，也可以由专家/老师示范如何执行任务并解释如何开发解决方案。我早期的大部分研究都是关于如何处理工作样例的，并考察其是否为学习解决问题的任务提供了有效的支持。答案是：有时会支持，有时则不会支持。如果做了30 个实验，比较提供工作样例与不提供工作样例的问题解决方法，两者孰优孰劣，你可能会发现：10 个实验表明工作样例有效果，10 个实验表明没有效果，10 个实验表明无法做出区别。

在我看来，这种相互矛盾的发现对于科学的进步比“显著性差异结果”更重要。相互矛盾的发现迫使我们思考解释并发展新的理论。例如，研究表明，工作样例不适用于具有较高原有知识的学习者，因为他们在长时记忆中已经有足够的知识来执行任务；工作样例可能会干扰学习者运用原有知识。这种现象也被称为“专长逆反效应”。工作样例和大多数其他类型的支持对较低原有知识学习者很有效，但对较高原有知识学习者没有积极影响，甚至产生了消极影响。更普遍的结论是，没有“好”或“坏”的教学方法——我们唯一能明确的是，有些方法对特定的学习者、特定的学习目标和特定的条件有用。

教学方法的有效性总是取决于学习者的原有知识、学习目标和学习条件，这一发现具有重要的意义。首先，它意味着教学方法的有效性随着时间的推移而变化：我们在教学时，应该从适合较低原有知识的学习者的教学方法开始，但随着学习者获得更多的知识和技能，应该逐渐转向适合较高原有知识的学习者的教学方法。随着学习者掌握更多的专业知识，这种支持应该逐渐减少的基本原则也被称为“脚手架”（scaffolding），就像建筑物接近完工时将要下降的“脚手架”。此外，在每个时间点，或者从新手到专家连续体的每个点，我们应该为学习者提供适当的支持——既不要太少，也不要太多。理想情况下，支持的数量必须适合他们的“最近发展区”。这个概念最初是由维果斯基（Vygotsky）提出的，它表明学习者在面对具有挑战性任务时学得最多，这些任务有点超出其能力范围，并且产生了合理的难度，但是教师、同伴或教学材料的支持使他们能够顺利完成任务。

第二个关键认识更进一步，旨在提供满足不同学习者需求的支持类型和数量。个性化教学有许多不同的类别和名称，如个性化学习（personalized learning）、适应性学习（adaptive learning）、差异化教学（differentiated instruction）等。有时感觉我们一直在动脑筋发明新的类别和名称，因为我们在如何满足学习者的个人学习需求方面没有取得任何基本的理论进展。一方面，我们应该回答相关学习需求是什么，以及如何测量的问题。长期以来，人们关注的焦点一直是知识差距和概念误解，但越来越清楚的是，同样重要的需求与情感、压力和动机有关。例如，我在最近与玛丽·邓肯巴尔等人（Mary Dankbaar，Tjitske Faber & Joy Lee）合作的一个项目中，研究了如何使用严肃游戏中的压力测量来建议学习者暂停学习。另一方面，我们也应该回答这样一个问题：支持的类型和数量应该如何根据确定的学习需求而改变。这再次反映了我们的知识贫乏，很大程度上只局限于如何回应犯错误或表现出误解的学习者，对于如何处理一系列广泛的学习需求，包括认知领域之外的需求，我们所知甚少。

这些考虑导致了我的第二个关键认识：只有在理论背景知识、即时教学、反馈、指导、工作样例等支持下，人才能学会完成任务。什么是好的支持取决于学习者的原有知识、情感状态、学习目标和许多其他条件。因此，良好的支持至少是针对同类学习者群体的需求量身定制的，或者最好是针对个别学习者的需求。

关键认识2：为学习者提供适当类型和数量的支持，既不要太少，也不要太多，这对于优化模拟和现实环境中的学习至关重要。

3.复杂性（Complexity）

我的第三个关键认识与复杂性有关。如果说我前面的两个关键认识揭示了一件事，那就是教育研究是极其复杂的。在这方面，我完全同意戴维·柏林纳（David Berliner）的观点。2002 年，他在《教育研究者》杂志上发表了一篇很有影响力的文章，题为《教育研究：最难的科学》。他讨论了为什么教育科学很难取得进展：不同的研究范式和背景导致不同的发现，教育方法之间存在“无处不在的相互作用”。因此，没有什么教学方法是有效的或无效的。也就是说，一切都在某个地方起作用，也不是在所有地方都能起作用。正如我之前所说的，我们唯一知道的是，有些方法适用于特定条件下的特定类型的学习，以达到特定的目标。研究的目的应该是增加我们的知识理解：教育方法是如何发挥作用的，以及它们是如何与其他方法、目标和条件相互作用的。这种理解应该在承认教育复杂性的教育理论中得到表达。

值得注意的是，这种观点与一种被称为“循证教育”或在医学领域称为“循证医学教育”的流行运动大不相同。循证教育基本上假设有好的和坏的教育方法，我们应该只使用被证明是有效的教育方法，也就是说，应该有证据证明其有效性。在过去20 年里，这一倾向也在欧洲和荷兰流行起来。虽然我完全同意我们必须只设计有效的教育，但我反对通过收集证据来证明特定方法的有效性可以达到这一目的的观点。我认为这是一种危险的过度简化，原因很简单，由于“交互的普遍性”，一种方法可能在一种情况下非常有效，但在另一种情况下则无效。有些人试图通过使用“明示证据教育”（evidence-informed education）而不是“循证教育”（evidence-based education）来解决这个问题，但我反对教育中存在“证据”之类的想法。“证据”（evidence）在数学和精确科学中可能是一个有用的概念，在社会科学中也不是毫无用处。在教育研究中，我们检验对教学过程的理解是否与自己的实证观察一致。如果是，我们为自己的理解收集经验支持；如果不是，我们必须修正自己的理解。

也可以说，“循证教育”将教学和教育设计描述为一种“简单技能”，主要涉及循证教育方法的选择。这就是奥尔森和拉斯穆森（Olsen and Rasmussen）所说的“基于规则的过程”，我在4C/ID 模式中称之为“再生性技能”（recurrent skill）。相反，在我看来，教学和教育设计是高度复杂的技能，其特点是解决问题、推理和决策。这就是奥尔森和拉斯穆森所说的“基于知识的过程”，也是我在4C/ID 模式中所说的“创生性技能”（non-recurrent skill）。创生性技能主要依赖于我们对某个领域中占主导地位的图式化知识。理想情况下，我们在教学中使用的知识是有经验数据支持的，因此具有科学理论的形式。这种理论不是仅仅描述了什么是有效的教育方法，而是要解释了方法如何及在哪些条件下起作用和不起作用，以及它们如何相互作用。健全的理论帮助我们在深刻理解的基础上做出明智的决定，远离“菜谱式教育”。

我的观点对研究和教育实践都有启示。库尔特·勒温（Kurt Lewin）有一句话可以概括：没有什么比一个好的理论更实用。就研究而言，我们不应期望个别研究与教育有实际关联，它们必须只对理论的发展做出贡献，然后才有来自这个理论的实际意义。我认为这是个好主意。我指导的大多数博士项目都包含四到五项研究，典型的模式是，第二项研究的发现与第一项研究不一致，因此，有必要进行后续研究来弄清楚发生了什么。这些研究并不具有直接的实际意义，而是对具有实际意义的理论做出了重要贡献。对于教育实践和教师培训，我们不应该过于看重个别研究项目的结果。实际意义应该只建立在教育理论的基础上，而这些理论是由不同的研究人员在不同的情境下进行的不同项目的研究结果所支持的。

这就引出了我的第三个关键认识：我们必须承认教育的复杂性，并接受这样一个事实——教育方法没有好坏之分。没有像“循证教育”建议的“菜谱式教学”（cookbook teaching）。相反，教学和教育设计应该以科学理论为基础，以实证研究结果为支撑。这使得设计师和教师能够基于他们对教学过程的深刻理解或知识来解决问题、推理和做出决策。

关键认识3：我们需要经验支持的教育理论来帮助理解教学和学习过程，并做出合理的设计决策，优化模拟和现实环境中的学习。

4.通用性（Domain-general skills）

我的第四个、也是最后一个关键认识与教育复杂性的另一个方面有关，即“通用领域技能教学”。到目前为止，我只讨论了特定领域技能，例如，完成特定的外科手术、诊断推理或做数学题。但是，许多人会认为还有一些“通用领域技能”，这些技能并不局限于一个学习领域。这些技能包括学习技能，如自我调节和自主学习；读写技能，如信息通信技术和信息素养；思维技能，如解决问题和创造力；以及社交技能，如沟通和协作。这些通用领域技能也被称为“一般能力”（generic skills）、“高阶能力”（higher-order skills），或者现在是指“21 世纪能力”（21st century skills）。正如我之前所说，当我们给同一事物取了许多不同的名字时，这往往表明理论研究还不够深入。对于通用领域技能的教学来说，当然也是如此。

我们可以在抽象的层面上描述和教授，但只能在具体的学习领域中应用和实践。例如，我们可以教授一般解决问题的技能，但只能在数学、医学或物理中教授解决问题的“技能”。在具体层面和知识表征层面上，解决数学问题与解决医学问题是完全不同的。事实上，研究表明，在特定的学习领域之外，旨在教授一般问题解决或创造力的课程总是失败的。因此，诸如创造力、信息素养或自我调节技能等通用领域技能的教学必须始终与特定领域技能的教学交织在一起。这不是一件容易的事。假设我们正在结合信息素养技能教授一门新的外科手术，然后，我们提供学习任务来练习特定领域的外科手术，然后也教学习者如何在互联网或图书馆中找到有关该外科手术的相关和可靠信息的通用领域技能。通常情况下，出于效率的考虑，人们并不会这样做。这样做的结果是，学习者无法获得适当的信息素养技能。

特定领域技能和通用领域技能的相互交织教学，对于为学习者提供支持具有重要意义。假设你是心肺系统方面的专家，有个学生来找你，说她正在写一篇关于某种心肺疾病的论文，问你是否熟悉这种疾病的相关文章，她可以参考。你可以在两个层面上支持她：在特定领域的层面上，你可以简单提供一些相关的文章。这是特定领域级别上的支持，我称之为“一阶支架”。作为一种替代方案，在通用领域级别上，你可以教她如何使用图书馆和特定的数据库来查找相关的论文。这是通用领域级别上的支持，我称之为“二阶支架”。很难说你的最佳反应是什么。如果学生之前对心肺系统没有任何了解，最好的办法可能是直接给她论文，因为她缺乏特定领域的知识，让她无法在图书馆或网上开展良好检索。但是，如果她已经有了一些心肺系统的知识，最好的方法是教她如何自己找到相关的文章。我与特温特大学的阿德里·维切斯（Adrie Visscher）和其他同事一起，对专业教师使用的“差异化技能”进行了研究。有趣的是，在差异化教学方面最成功的教师提供“二阶支架”最为常见。就像蒙台梭利（Montessori）那套做法，注重差异化教学的教师教那些有实力准备好了的学习者“如何自己动手动脑”。

我对通用领域技能教学的看法与流行的观点不同。流行的看法是教授特定领域知识变得越来越不重要，因为这些知识在互联网上很容易获得；教授通用领域技能变得越来越重要，因为这将帮助学习者获得新知识，并在未来以灵活的方式表现。我认为这是一厢情愿的事情。虽然我同意通用领域技能的教学对于让学习者为适应快速变化的世界做好准备是很重要的，但这些通用领域技能只能在特定领域中习得。在特定领域中，获得具体的知识和技能是必不可少的。这对课程设计具有重要意义。假设你想教授“公民技能”，根据我的分析，在单独的课程中教授这些技能是不可能的。最好的情况是，一门单独的课程可以在概念层面上解释什么是公民技能。如果你想让学习者掌握“公民技能”，他们就需要将从社会、历史、文化或地理等学科中习得的技能进行充分地相互交织和融合。

这就引出了我的第四个、也是最后一个关键认识：如果我们想让学习者在快速变化的世界中发挥作用，重要的是让他们获得学习技能、读写技能、思维技能和社交技能等领域通用技能。这些通用领域技能只能在学习者已经具备足够领域特定技能的选定学习领域中获得。因此，通用领域技能的教学必须始终与特定领域技能的教学完全交织在一起。

关键认识4：通用领域技能的教学必须与特定领域技能的教学完全交织在一起，以优化模拟和现实环境中的学习。

以上就是我对过去40 年所获得的关键认识的总结。我按照职业生涯的时间顺序来开展讨论。我要强调的是，这些见解并不新颖，也不是原创的。伟大的思想家以前就教育问题表达过这些观点，我只是花了很长时间才完全意识到它们的重要性——每个关键认识大约需要花费10 年时间。还应该指出的是，我的关键认识主要是规范性的，它们描述了应该做什么，而不是如何做。令人惊讶的是，我们对如何解决这些问题知之甚少：如何将现实环境和模拟环境中的学习联系起来?如何使教学适应广泛的学习需求？如何将教育理论与实践相结合?如何将特定领域技能和通用领域技能的教学结合起来?我对教育了解得越多，就越意识到自己对教与学的真正了解是多么少。为了进一步加深我们的理解，需要更多的研究，并最终需要更多的教育理论支撑。