欧洲学习设计研究：如何支持教师应用技术和数据设计学习体验？
发布时间：2020-05-28 09:10作者：小编来源：国际与比较教育研究所点击量：
技术进步为教学提供了新的能力。精通技术的学生已经习惯于配置自己的虚拟世界，与同学、教师和世界互动，这些学生是否需要新的教学法而我们又该如何支持教师应对这些现实？作者Wasson和Kirschner在该文中探讨了两个相关联的问题：第一，通过梳理欧洲的理论和实践，教师应如何通过学习设计(LD, learning design)为复杂学习(complex learning)营造有效，高效和愉快的环境？第二，在技术支持的教育环境中如何看待学习设计(LD)、教师探究(TISL, teacher-inquiry into student learning)和学习分析(LA, leanring analytics)之间的关系？
学习设计vs教学设计
在欧洲，学习设计的研究正在“蓬勃发展”，并且关注的不再是“教学内容及其在正式教育环境中的展现”，而是关注复杂的学习、多元的学习环境（包括工作场）以及在学习环境中对学习者数据的分析。在美国，教学设计（Insturctional Design, ID）则是一个经常听到的术语，被用来描述教师如何将将学习和教学的原则转化为教学的材料、活动、评估。与美国不同，欧洲更崇尚用学习设计（Learning Design, LD）来描述高效、愉快的学习体验；用“学习体验设计(learning experience design)”一词强调教师（甚至学生）设计教学环境和新教学法的主体性并鼓励他们结合LD，反思实践以促进自身的职业发展。
美国和欧洲的不同倒并不是教学论者和建构主义者的较量，亦不是以教师还是学生为中心的辩论；LD和ID只是体现了两种不同的思维方式。前者的重点是教学的目标（即学习, learning）而后者则是方法（即指导, instruction）。作者Wasson和Kirschner认为，欧洲倾向于用学习设计(LD)而不用教学设计(ID)主要是因为前者更具包容性，能够囊括多种学习型组织（如学校、公司、组织）、体现每个人都可以进行学习，并且可以在任何情况下随时进行。
在作者看来，学习设计(LD)需要人类学习与认知的理论、技术支持、以及教学设计的原理。但新兴科技（如远程协作、智能辅导、无缝和无处不在的学习评估技术、思维工具，新技术）既扩展又挑战了一些教学设计原则。因此，通过分析欧洲对于技术学习环境中学习设计的相关研究，作者归纳出许多精彩结论为未来各国的研究提供了方向性建议。
学习设计对教师的三个挑战
教育技术的出现将学习设计的重点从传统的“学习材料”转变为“学习体验和学习环境”（在线、教室、还是现实世界中的其他某个地方例如工作场所或博物馆，或者混合环境）。作者认为这些复杂的教学环境给教师带来了三个挑战：
第一，要成为优秀的学习设计师，教师需要灵活运用三方面的技术（如图1），即不同的教学法与教学方式（“techniques”，包括计算机支持的协作学习、游戏/模拟的教学方式；在职培训，学习社区，学徒制等教学方法）、各种教学工具（“tools”，书籍，白板，计算机，移动设备，工作-商店等）和教学内容（“ingredients”，内容域、知识线索，传统的全方位的反馈，学习目标等）。
学习设计vs教学设计
在欧洲，学习设计的研究正在“蓬勃发展”，并且关注的不再是“教学内容及其在正式教育环境中的展现”，而是关注复杂的学习、多元的学习环境（包括工作场）以及在学习环境中对学习者数据的分析。在美国，教学设计（Insturctional Design, ID）则是一个经常听到的术语，被用来描述教师如何将将学习和教学的原则转化为教学的材料、活动、评估。与美国不同，欧洲更崇尚用学习设计（Learning Design, LD）来描述高效、愉快的学习体验；用“学习体验设计(learning experience design)”一词强调教师（甚至学生）设计教学环境和新教学法的主体性并鼓励他们结合LD，反思实践以促进自身的职业发展。
美国和欧洲的不同倒并不是教学论者和建构主义者的较量，亦不是以教师还是学生为中心的辩论；LD和ID只是体现了两种不同的思维方式。前者的重点是教学的目标（即学习, learning）而后者则是方法（即指导, instruction）。作者Wasson和Kirschner认为，欧洲倾向于用学习设计(LD)而不用教学设计(ID)主要是因为前者更具包容性，能够囊括多种学习型组织（如学校、公司、组织）、体现每个人都可以进行学习，并且可以在任何情况下随时进行。
在作者看来，学习设计(LD)需要人类学习与认知的理论、技术支持、以及教学设计的原理。但新兴科技（如远程协作、智能辅导、无缝和无处不在的学习评估技术、思维工具，新技术）既扩展又挑战了一些教学设计原则。因此，通过分析欧洲对于技术学习环境中学习设计的相关研究，作者归纳出许多精彩结论为未来各国的研究提供了方向性建议。
学习设计对教师的三个挑战
教育技术的出现将学习设计的重点从传统的“学习材料”转变为“学习体验和学习环境”（在线、教室、还是现实世界中的其他某个地方例如工作场所或博物馆，或者混合环境）。作者认为这些复杂的教学环境给教师带来了三个挑战：
第一，要成为优秀的学习设计师，教师需要灵活运用三方面的技术（如图1），即不同的教学法与教学方式（“techniques”，包括计算机支持的协作学习、游戏/模拟的教学方式；在职培训，学习社区，学徒制等教学方法）、各种教学工具（“tools”，书籍，白板，计算机，移动设备，工作-商店等）和教学内容（“ingredients”，内容域、知识线索，传统的全方位的反馈，学习目标等）。
图1 学习设计三要素
第二，学习设计师要么无法访问科学文献（因为通常只能在付费后才能使用，而付费后只能由学者免费使用）要么即使能够阅读文献却无法理解或解释这些文献，并无法应用到他们作为学习设计师的工作中（因为他们没有经过学习科学相关的学术培训）。而且，教师的日常工作中，并没有足够的时间和空间进行科学文献方面的阅读，尽管这对于成为优秀的学习设计师非常重要。
第三，如何捕获相关和必要的有关学生学习的数据，并将其呈现给教师（和学习者），使他们能够理解，反思并随后将其整合到他们的设计或学习选择中。
欧洲对学习设计的探索：模型和实例
作者首先介绍了学习设计领域的国际常用理论，即4C/ID模型，也称为“四部分教学设计法”（如图2）。此模型认为教学设计包含四个基本组件，即（a）学习任务，（b）支持信息，（c）过程信息和（d）部分任务实践。作者认为，4C/ID模型之所以受到了国际教育界的广泛关注，是因为其非常适合当前的教育趋势：该模型专注于发展学生的复杂技能(complex skills)或专业能力(professional competency)，强调将学校学到的知识转移到新情况（如工作场所），并且呈现了对终身学习(lifelong learning)至关重要的技能的发展。此外，作者指出，4C/ID模型也体现了复杂学习过程中针对综合的目标，即让知识，技能和态度同时发展的目标，来发展复杂的技能和专业能力的学习过程。
第三，如何捕获相关和必要的有关学生学习的数据，并将其呈现给教师（和学习者），使他们能够理解，反思并随后将其整合到他们的设计或学习选择中。
欧洲对学习设计的探索：模型和实例
作者首先介绍了学习设计领域的国际常用理论，即4C/ID模型，也称为“四部分教学设计法”（如图2）。此模型认为教学设计包含四个基本组件，即（a）学习任务，（b）支持信息，（c）过程信息和（d）部分任务实践。作者认为，4C/ID模型之所以受到了国际教育界的广泛关注，是因为其非常适合当前的教育趋势：该模型专注于发展学生的复杂技能(complex skills)或专业能力(professional competency)，强调将学校学到的知识转移到新情况（如工作场所），并且呈现了对终身学习(lifelong learning)至关重要的技能的发展。此外，作者指出，4C/ID模型也体现了复杂学习过程中针对综合的目标，即让知识，技能和态度同时发展的目标，来发展复杂的技能和专业能力的学习过程。
图2 4C/ID模型
作者指出，虽然4C/ID模型被广泛接受，但国际文献中缺乏对该模型的实际应用的论述。于是他们列举了几个欧洲教育中应用4C/ID模型的例子。第一个例子是荷兰阿姆斯特丹应用科技大学基于4C/ID模型设计了一个关于安卓应用程序开发的课程。在课程设计中，基于任务的传统小练习被基于专业实践的整体学习任务所取代。另一个例子来自荷兰的教师培训机构，它在其课程中增加了关于信息问题解决（IPS, information problem solving）的技能培训。该机构使用4C/ID模型将IPS技能作为中心任务，将其嵌入到针对小学教师的为期一学期的语言教学课程中，通过一系列在线学习任务（包含必要的支持和程序信息）来完成IPS技能培训。
作者发现，4C/ID模型在欧洲被改进为另一种模型。荷兰的教育传统侧重于“学习”(learning)而非“指导”(instruction)，倾向于学习设计(LD)而非教学设计(ID)。因此，4C/ID模型被荷兰学者扩展为“十步复杂学习法”(ten steps to complex learning)（如图3）。作者认为“十步复杂学习法”提供了更整体的学习设计方法，打破了传统学习设计的划分和支离破碎的局面。同时，他们指出，在荷兰，比利时和德国，“十步复杂学习法”（经改进的4C/ID模型）可能是在所有教育领域（从初等教育到成人学习）中使用最广泛的学习设计模型。比如，马斯特里赫特大学（University of Maastricht）设有一个专门探究如何思考和使用学习设计的针对卫生科学硕士学位的整体研究和课程开发计划。再如，莱斯特大学（University of Leicester）在欧洲多元MOOC聚合平台“EMMA”（https://platform.europeanmoocs.eu/）中提供学习设计MOOC。EMMA是一种多语言学习环境，目前提供八种语言。
作者发现，4C/ID模型在欧洲被改进为另一种模型。荷兰的教育传统侧重于“学习”(learning)而非“指导”(instruction)，倾向于学习设计(LD)而非教学设计(ID)。因此，4C/ID模型被荷兰学者扩展为“十步复杂学习法”(ten steps to complex learning)（如图3）。作者认为“十步复杂学习法”提供了更整体的学习设计方法，打破了传统学习设计的划分和支离破碎的局面。同时，他们指出，在荷兰，比利时和德国，“十步复杂学习法”（经改进的4C/ID模型）可能是在所有教育领域（从初等教育到成人学习）中使用最广泛的学习设计模型。比如，马斯特里赫特大学（University of Maastricht）设有一个专门探究如何思考和使用学习设计的针对卫生科学硕士学位的整体研究和课程开发计划。再如，莱斯特大学（University of Leicester）在欧洲多元MOOC聚合平台“EMMA”（https://platform.europeanmoocs.eu/）中提供学习设计MOOC。EMMA是一种多语言学习环境，目前提供八种语言。
图3 十步复杂学习法
除了荷兰的“十步复杂学习法”，作者还指出，在斯堪的纳维亚半岛，学习设计的文化和传统源于多种不同视角（如理论、政治和文化的视角）、侧重设计交互与协作式的学习，并特别强调设计要基于学生未来的使用。图4显示了在一个技术丰富的学习环境中，我们需要如何从设计和使用两方面看待学习活动。
图4 设计与使用技术增强学习环境
作者引用了Persico和Pozzi的研究整体描述了在欧洲LD相关的三个主要研究领域：LD表示方式、LD方法、LD工具。LD表示方式即用文本（形式化语言或自然语言叙述）或视觉（图形，流程图，内容图）来代表内容结构及其评估。LD方法则用来指导单个或一系列教学活动的设计决策；这个方面的一个应用例子是意大利的4Ts方法，用于指导在计算机支持的协作学习活动中，如何计划和组织的学习任务(task)、团队(team)、技术(technology)和时间(time)。欧洲还开发了多种支持LD的工具，如反思工具、教学计划、创作和共享工具、资源库和展示工具；比如西班牙语工具Web Collage，提供了图形界面来帮助设计协作模式/技术（如拼图或金字塔）；牛津大学LD工具Phoebe（http：// www （phoebe.ox.ac.uk）为从事LD的人们提供灵感和实践支持。希腊开发的工具CADMOS支持开发概念模型来描述学习活动和相应学习资源/服务，以及开发流程模型来描述学习活动编排。
教师探究和学习分析
作者指出，近年来欧洲对学习设计的研究的一大趋势是，开始探索LD如何与教师探究和学习分析结合。教师探究（teacher inquiry也称为教师对学生学习的探究，TISL teacher-inquiry into student learning）是一种教师专业发展和能力建设的有效方法，通过教师探究，教师可以从自己和同伴的行为中学习和提升自己的教学能力。而学习分析(learning analytics)则是指通过使用有关学习者及其背景的数据来理解和优化学习及学习环境的过程。
作者引用了欧洲学者开发的TISL“心形”理论实践模型（如图5）。此模型的目的是利用有关学生的学习、活动和评估的数据，分析和促进学生学习。根据这个模型，老师首先确定他/她感兴趣的学生学习的问题和假设(assumpotions)、形成了一个易于管理的研究问题（在图中显示为“？”）。此时老师将这个研究问题输入方法(method)中，这个方法阐释了如何从教学(teaching)和评估(assessment)两个方面收集学生数据来回答研究问题。将收集的学生数据输入到学习结果(learning outcome)中，分析的结果则会得出（针对学生的）反馈(feedback)。不仅如此，这一过程完成后的结果（能够与其他教师共享）也能够用于反思，从而引发新的假设，新的实践（教学和评估），从而进一步改变教师教学和学生学习。
教师探究和学习分析
作者指出，近年来欧洲对学习设计的研究的一大趋势是，开始探索LD如何与教师探究和学习分析结合。教师探究（teacher inquiry也称为教师对学生学习的探究，TISL teacher-inquiry into student learning）是一种教师专业发展和能力建设的有效方法，通过教师探究，教师可以从自己和同伴的行为中学习和提升自己的教学能力。而学习分析(learning analytics)则是指通过使用有关学习者及其背景的数据来理解和优化学习及学习环境的过程。
作者引用了欧洲学者开发的TISL“心形”理论实践模型（如图5）。此模型的目的是利用有关学生的学习、活动和评估的数据，分析和促进学生学习。根据这个模型，老师首先确定他/她感兴趣的学生学习的问题和假设(assumpotions)、形成了一个易于管理的研究问题（在图中显示为“？”）。此时老师将这个研究问题输入方法(method)中，这个方法阐释了如何从教学(teaching)和评估(assessment)两个方面收集学生数据来回答研究问题。将收集的学生数据输入到学习结果(learning outcome)中，分析的结果则会得出（针对学生的）反馈(feedback)。不仅如此，这一过程完成后的结果（能够与其他教师共享）也能够用于反思，从而引发新的假设，新的实践（教学和评估），从而进一步改变教师教学和学生学习。
图5 TISL心形模型
除了教师探究之外，作者发现，学习分析也应该并已经被用到学习设计领域。比如，Rienties和他的同事用学习分析的方法（聚类分析和相关分析）比较了87个课程的设计如何影响学习管理系统（LMS）中的学生行为及其学习成绩的问题；结果表明，“学习设计活动极大地影响了学生在线参与的方式”，并且“似乎对学习成绩产生了影响，特别是与同化活动(assimilative activities)相关的互动”。又比如，基于151个英国开放大学课程和111,256名学生的学生的行为（约4亿分钟的在线学习），Rienties和Toetenel使用学习分析（多元回归模型）发现“有显著证据表明，学习设计能够预测和理解学生在虚拟学习环境、混合和在线环境中的行为和表现”，并且“学习者在交流活动上花费的时间是预测学生学业保持(academic retention)的主要因子”；这表明“设计适当的交流任务可能提高学术保留率”。
由此可见，教师探索和学习分析都已经在欧洲融入到对学习设计的研究中。作者因此提出了学习设计(LD learning design)、教师探索(TISL teacher-inquiry into student learning)和学习分析(LA learning analytics)的关系图（如图5）。
由此可见，教师探索和学习分析都已经在欧洲融入到对学习设计的研究中。作者因此提出了学习设计(LD learning design)、教师探索(TISL teacher-inquiry into student learning)和学习分析(LA learning analytics)的关系图（如图5）。
图6 教师主导的学习与创新设计探究循环
用数据支持学习设计的问题
作者表明，虽然学习设计和学习分析的结合能够有效提高教学，但是这一手段目前还面临着诸多实践方面的困难。他们引用了Eradze及其同事的最新研究发现，即学习设计面临着下列困难：学习设计目前无法被计算机理解和应用；由于缺乏系统方法和技术支持，学习设计无法和多种观测的学习者数据联系起来；而且，通过对物理空间观测的方式来搜集数据，其适用性和可扩展性受到可用人力资源的限制。该研究指出，要想让学习设计和课堂观察数据协同作用，我们迫切需要技术基础设施的支持和在设计和观察中使用标准。
作者发现欧洲的研究者们开始越来越多地反思使用数据来支持学习设计的做法。早在2013年，牛津大学的Rebecca Eynon谈到大数据在教育中的应用兴起时，警告说，关注效率(efficiency)和成本效益(cost-effectiveness)的商业思维现今成为了推动“使用数据来改善教育”的手段。她指出了当前需要特别注意的问题：第一，伦理：大数据可以回答的研究问题类型的局限性；第二，不平等以及大数据如何“加剧甚至加剧现有的社会和教育不平等。在她的带动下，欧洲研究者们越来越重视使用数据的伦理和社会影响、反思数据的使用。
作者将欧洲和美国使用大数据的研究对比发现，与美国相比，欧洲较少关注预测算法（例如，与大学录取有关的因子），或人口统计数据，而更多关注教师/教师及其专业发展。他们举例指出，挪威永远不会接受使用学生家庭背景或中学成绩（学生甚至在8岁之前都不会获得成绩）的数据算法来预测学生在大学的表现。欧洲对商业公司使用学生数据（例如Google Classroom或Chromebook）也十分谨慎，提出数据保护建议（GDPR4）（作者指出，似乎美国父母也对这些商业性的数据分析行为提出了质疑）。
作者引用英国研究人员Perrotta和Williamson的一个例子说明欧洲和美国教育理念上的认识论差异。基于对美国斯坦福大学MOOC的研究和英国开放大学FutureLearn MOOC的研究的对比发现，斯坦福大学渴望发展一种“数据驱动的学习科学”或“教育数据科学”，希望用这种技术（热情地，并有力地？）与教育研究和计算机科学相结合；而英国的开放大学则显示出一贯英国教育研究传统的“社会敏感”的特征、强调对话、讨论和情境。作者指出，从上述例子可以看出，欧洲人将重点放在学习设计上，以支持更多的对话教学法。
结论和展望
作者在该文中展示了学习设计在欧洲的研究和实践，尽管该领域的研究一直十分活跃，但与1970年代和1980年代传统学习设计的基础相比，当代的欧洲学者采用了新的形式研究学习设计，即从专注于学习内容及内容的呈现方式，转变为专注于复杂的学习过程(complex learning)和学习环境(leanring environment)以及对学习环境中的学生数据的分析(leanring analytics)。此外，作者表明，欧洲的研究者当前的重要任务是支持教师（甚至学生）作为学习设计者（包括环境和新教学法）的能力、支持他们对自己的实践进行反思提升其职业发展。而作者则倡导所有的研究者们思考如何支持教师成为优秀的学习设计师，具体来说，如何让教师学习如何有效地使用技术(technique)，工具(tool)和内容(ingredients)、让他们获得必要的深厚知识、技能和经验来了解使用什么以及使用什么以及何时使用它们。作者还倡导更多关于“学习设计、教师主导的学生学习探究（TISL）和学习分析(LA)之间的协同作用”的探索。正如作者指出，学习分析有可能提高学习设计的稳健性、使教学决策过程有更好的证据基础、让学习设计更多地取决于实际的教学和学习实践。
作者表明，虽然学习设计和学习分析的结合能够有效提高教学，但是这一手段目前还面临着诸多实践方面的困难。他们引用了Eradze及其同事的最新研究发现，即学习设计面临着下列困难：学习设计目前无法被计算机理解和应用；由于缺乏系统方法和技术支持，学习设计无法和多种观测的学习者数据联系起来；而且，通过对物理空间观测的方式来搜集数据，其适用性和可扩展性受到可用人力资源的限制。该研究指出，要想让学习设计和课堂观察数据协同作用，我们迫切需要技术基础设施的支持和在设计和观察中使用标准。
作者发现欧洲的研究者们开始越来越多地反思使用数据来支持学习设计的做法。早在2013年，牛津大学的Rebecca Eynon谈到大数据在教育中的应用兴起时，警告说，关注效率(efficiency)和成本效益(cost-effectiveness)的商业思维现今成为了推动“使用数据来改善教育”的手段。她指出了当前需要特别注意的问题：第一，伦理：大数据可以回答的研究问题类型的局限性；第二，不平等以及大数据如何“加剧甚至加剧现有的社会和教育不平等。在她的带动下，欧洲研究者们越来越重视使用数据的伦理和社会影响、反思数据的使用。
作者将欧洲和美国使用大数据的研究对比发现，与美国相比，欧洲较少关注预测算法（例如，与大学录取有关的因子），或人口统计数据，而更多关注教师/教师及其专业发展。他们举例指出，挪威永远不会接受使用学生家庭背景或中学成绩（学生甚至在8岁之前都不会获得成绩）的数据算法来预测学生在大学的表现。欧洲对商业公司使用学生数据（例如Google Classroom或Chromebook）也十分谨慎，提出数据保护建议（GDPR4）（作者指出，似乎美国父母也对这些商业性的数据分析行为提出了质疑）。
作者引用英国研究人员Perrotta和Williamson的一个例子说明欧洲和美国教育理念上的认识论差异。基于对美国斯坦福大学MOOC的研究和英国开放大学FutureLearn MOOC的研究的对比发现，斯坦福大学渴望发展一种“数据驱动的学习科学”或“教育数据科学”，希望用这种技术（热情地，并有力地？）与教育研究和计算机科学相结合；而英国的开放大学则显示出一贯英国教育研究传统的“社会敏感”的特征、强调对话、讨论和情境。作者指出，从上述例子可以看出，欧洲人将重点放在学习设计上，以支持更多的对话教学法。
结论和展望
作者在该文中展示了学习设计在欧洲的研究和实践，尽管该领域的研究一直十分活跃，但与1970年代和1980年代传统学习设计的基础相比，当代的欧洲学者采用了新的形式研究学习设计，即从专注于学习内容及内容的呈现方式，转变为专注于复杂的学习过程(complex learning)和学习环境(leanring environment)以及对学习环境中的学生数据的分析(leanring analytics)。此外，作者表明，欧洲的研究者当前的重要任务是支持教师（甚至学生）作为学习设计者（包括环境和新教学法）的能力、支持他们对自己的实践进行反思提升其职业发展。而作者则倡导所有的研究者们思考如何支持教师成为优秀的学习设计师，具体来说，如何让教师学习如何有效地使用技术(technique)，工具(tool)和内容(ingredients)、让他们获得必要的深厚知识、技能和经验来了解使用什么以及使用什么以及何时使用它们。作者还倡导更多关于“学习设计、教师主导的学生学习探究（TISL）和学习分析(LA)之间的协同作用”的探索。正如作者指出，学习分析有可能提高学习设计的稳健性、使教学决策过程有更好的证据基础、让学习设计更多地取决于实际的教学和学习实践。
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