课程与教学|为了学习的教科书：理论脉络、模型构建与设计编写
王丹艺/华东师范大学课程与教学研究所博士研究生
作为教育实践领域中教师与学生之间互动的重要载体，教科书的历史可以追溯至我国古代的“三百千千”“四书五经”以及西方国家对《圣经》的学习。但那时的教学主要围绕社会经典与文化典籍展开，“教科书”仅是一种特殊类型的文化产品,还不能算作现代意义上的教科书。16世纪弗朗西斯·培根和扬·阿姆斯·夸美纽斯开创了百科全书式的学科知识体系，但“二人几乎都没有认识到，新的科学极大地拓展知识的范围”，对学校知识的选择与划分成为必然。由此，赫伯特·斯宾塞和约翰·赫尔巴特分别以人的完满生活和兴趣理论为标准，对教学内容进行板块划分，一种服务于教师的分科材料就此产生。这时，教科书是按照不同科目设计、依据学科知识组织，提供教学使用的材料以及教学活动的文本，即“教材”。而1918年，威廉·赫德·克伯屈把有目的的活动作为设计的学习单元，产生“目的导向”的教育。同年，富兰克林·博比特在《课程》一书中强调“必须完成和经历一系列事情，以提升能力”，将“目的导向”发展至“目标导向”。由此，教育的关注点从“教师怎样教知识”逐渐转向“学生怎样学习”，进而达成学习目标。此后，无论是课程标准还是核心素养，其实都是在规定培养目标与学习结果的同时，给予教育过程最大限度的自主权。教科书也从以往“教的设计”转向“学的设计”，从原有的教学文本演变为一种课程文本、一种学生用书，即帮助学生学习、引导学生探究的“学材”。
承上所述，从最初的文化典籍，到现代意义上的教科书，再到如今多元化的教科书，教科书的价值取向逐渐从权威知识本身转型为教学材料，成为促进学生学习历程的方案，实现由“教材”到“学材”的本质转变。如今，“学材”时代的教科书应当怎样设计，才能实现帮助学习者学习的目标呢？基于此，本文以学习本质为切入点，拓清我们如何学习的逻辑脉络，构建“为了学习”的理论模型，以期从学习视角为“学材”时代的教科书知识体系建构提供一种探索性的框架。
一、我们如何学习：四维学习理论的脉络澄清
关于我们如何学习的理论浩如烟海，从爱德华·李·桑代克的“学习律”，到虚拟学习、深度学习等新兴学习概念，学界对学习的关注早已从人与动物的本质差异，逐渐走向人与人工智能的合作与超越。基于此，这部分将依循学习理论的演变，打开学习者与教科书互动时的“学习过程”黑箱，进而厘清“学材”可以从哪些方面促进学习者的学习。
（一）行为主义的学习理论：大脑如何学习
在亚里士多德为首的古代思想家看来，脑只会制造鼻涕和精液，思想和情绪是心的属性。随着新兴脑成像技术的革新，以脑科学为核心的学习科学迅猛发展，脑、认知与学习之间的关系日渐清晰。大脑，作为职司生命现象的维持、思考、情绪、动机与行动的器官，成为学习的“必由之径”。从宏观结构来看，脑干、中脑及丘脑分别维持并协调着人体的重要生理功能，其外侧被大脑皮层包裹，四个区域职司不同的功能。基于此，霍华德·加德纳提出多元智能说，将八种智力元素匹配到大脑的不同功能区。从微观结构来看，当大脑进行一项活动时，神经元借助突触释放的神经递质将信号传递给下一个神经元，以此建立神经联结。学习能力受到神经元数量和联结强度的影响，反之，神经元之间的联结等也会因学习（非练习）与丰富的环境而产生变化。更重要的是，神经元及神经联结在人的一生中都不断发生，促使脑的结构持续改变，这也是学习发展的基础。
承上所述，行为主义的学习理论将大脑对刺激作出反应、建立新的神经联结，以形成信息加工网络和信息存储装置的过程看作学习。由此，“学习即变化”不仅是一种隐喻，还具有脑科学的基础。只有在变化时，大脑皮层才会因联结频繁、突触变多、终端变大而增厚与被开发，我们才有可能学习，只有针对不同年龄、不同功能区，创造不同的变化，我们才有可能更好地学习。
（二）认知主义的学习理论：人类如何学习
如果说行为主义的学习是以神经“痕迹”的形式存在于双向连接电回路的网络之中的话，那么认知主义的学习便是学习者意识到学习本身以及对如何学习进行思考的过程。因此，认知主义者使用头脑中认知图式的重建来代替和解释大脑中发生的学习过程，在行为主义累积学习的基础上发展出另外三种学习类型：同化学习、顺应学习与转换学习。首先，同化学习是指学习者感受到外界的刺激，并对其加以改造适应、合并吸收，在新知识掌握和结构化的过程中，促使原有图式得以拓展和差异化的过程。而顺应学习则是指学习者对业已建立的心智图式的整体或部分加以重构，以适应特定刺激的过程，是一种更为持久、更具适应力的学习类型。其次，转换学习是一种大量图式被同时重组的学习类型，通过改变我们认为理所应当的参照框架（意义视角、智力习惯、心智背景），使其更具包容性、鉴别力、开放、应对变化并能够反思，便能产生可以引导行动的信念和想法。
承上所述，认知主义将关注点从微观的学习机制，转向中观“如何学习”的机理。其中，同化和顺应是对已有图式进行“纳新”或小范围结构调整，是一种对“可预见”难度的刺激进行反应的过程。然而，当学习任务超越了同化与顺应学习的条件时，转换学习这种特殊的学习类型就会出现。它要求学习者认识自己和理解自己的反应、倾向、偏好及优弱势等，在出现“危机”时，能够调动自己的潜能投入其中，进而解决“危机”。因此从根本上说，转换学习是一种理解、追随与批判性地联系周边世界的准备性，这对于人类在未来世界的生存至关重要。
（三）人本主义的学习理论：我们为什么学习
通过认知主义的学习，学习者的内容结构和图式得以发展。但在西格蒙德·弗洛伊德看来，除了这部分理性人的学习外，学习理论还需关注动机与情绪等主体性内容，这是学习过程出现的源泉，更直接影响着学习发生的质量，对回答“为什么学习”不可或缺。弗洛伊德将这部分领域看作是由学习者驱力所调制的过程，即学习是生命延续、发展、资质提升及满足学习者需求的活动。相比之下，丹尼尔·伯莱因则将好奇心作为学习理论的核心，当学习者对当下情境的理解与自己的知识或期望之间存在差距时，便会产生“觉醒”的动机形式，为学习行为做好准备。这种冲突和危机也是爱利克·埃里克森创造不同生命发展阶段转换点的依据。此外，除了这部分来源于学习者外部的动机压力外，还有一部分压力来自学习者本身，亚伯拉罕·马斯洛的需要层次理论便是代表之一。与马斯洛关注点一致的还有卡尔·罗杰斯，他认为即便推动力或刺激来自外界，但要求发现、获得、掌握和领会的感觉却来自学习者自身。
承上所述，人本主义的学习是学习者在接触一项知识前感到的一种“空虚”“匮乏”或不足，并产生要填满它的需求。通过学习者的认知过程，内容结构和图式得以发展，而情绪体验又在此基础上发展出一种具有相对稳定性质的动机模式。因此，人本主义的学习与行为及认知主义的学习存在着紧密的相互作用，它为大脑左右脑的功能连接提供了依据，也使得顺应与转换学习过程更为深入。
（四）社会建构主义的学习理论：我们在哪儿学习
上述三种学习理论都以个体为框架，学习行动则通过个体与环境的相遇而发生。然而，人本质上是社会的动物，除了聚焦于学习者的生物属性构造及个体发展外，学习还应关注到社会的历史性发展结构及其与学习者的联系。这时，环境变成框架，学习行动则是个体与环境相联系的事务。早在20世纪中期，阿尔伯特·班杜拉便曾提出了社会学习理论，解释学习在学习者与社会的张力领域中的发生原理。相比之下，列夫·维果茨基的最近发展区则聚焦于“学习者独立问题解决能力的实际发展水平，与在他人合作下进行问题解决的潜能发展水平之间的距离”，突出了主体间的交往活动在学习内容内化为个体内部心理结构过程中的重要作用，以此明确学习者生成符号工具与思维结构的机制。此后，阿列克谢·列昂节夫在人与环境的互动中加入了有机体对周围环境的情感性质的反思，强调除了人类外，学习者还能够利用各种工具（包括语言、社会习俗、理论）实现目标。里尔·恩格斯托姆又在此基础上站在学习的建构主义理解的联盟中，为最近发展区赋予一个先决条件，即个体必须面临一个紧迫的问题或利益冲突，且无法在现有选项中得以解决，在冲突与反思的情境中，寻求社会交融与人际交往以共同解决问题。
承上所述，社会建构主义的学习理论将学习者放在更为宏观的多样社会范围加以思考，反映了语言、社会习俗、理论尤其是他人的介入及帮助的影响，并且常常是在冲突或反思的情境中，促进参与者达成与现有社会条件有关的社会化学习，以实现共同的目标。
二、如何“为了学习”：学习模型的构建
行为、认知、人本及社会建构主义的学习理论，分别回答了“大脑如何学习”“人类如何学习”“我们为什么学习”以及“我们在哪儿学习”四个问题，以此拓清“我们如何学习”的理论脉络。不难发现，大多数学习理论既相互独立，又存在某些要素的联系。基于此，这部分将探讨四维学习理论的内在关系，以期澄清学习的本质，构建“为了学习”的学习模型，为建构更好的“学材”提供理论支撑。
（一）相互融合的可能性：作为整体的学习理论
对四种学习理论的出现顺序、年代及特征进行梳理，不难发现，随着新知识的不断更替，有关学习的不同方面被视为教育经验的重心，并持续影响着学界对学习及学习经验设计的理解。而事实上，各类学习理论之间并没有绝对的界限。相反，近年来诸多学者尝试将各类学习理论相融合，并提出了一种生态复杂理论或修正后现代主义理论，以此为各类学习理论的交互与整体化提供支持（见图1）。如今，学习被更广泛地认为具有认知（思维/思考）、社会和文化互动（与他人/社群）、心理学（内心/自我）、情感（感觉）和环境因素（空间/地方/超越人类世界）等相互依存的功能。
其中，行为主义的学习理论是学习者在学习过程中的神经系统组织，它通过刺激反应为学习者提供学习的大脑基础；认知主义的学习理论是学习者向复杂环境浸入时的认知执行，借助不同思维过程，帮助学习者在快速变化的世界中自我定位和调整定位；人本主义的学习理论是指学习者学习的是那些触动他们或让他们依恋的东西，强调情绪、渴望、满足、想象等在学习中的重要性；社会建构主义的学习理论关注学习者在与他人及社会互动中，形成知识的分享与链接。
图1学习理论存在时段分布
基于此，依循生态复杂理论的理念，四种学习理论逐步发展、相互依存，能够相互融合。因此，学习模型的构建理应反映这种复杂性，更应统整四维学习理论形成整体的学习理论，将学习的范围不仅仅局限在思维认知上，更应体现出情感动机、社会交往等全方位的投入。
（二）融合后的内核差异：学习理论的层级划分
在里尔·恩格斯托姆看来，任何学习理论都必须回答四个核心问题，以构成完整的理论逻辑：学习主体是谁，怎样被定义和定位？为何学习？学习什么，学习内容及结果是什么？怎样学习，核心行动及过程是什么？基于此，可以将四种学习理论的核心问题归纳如表1所示，以此拓清四维学习理论在作为整体的学习理论中的不同功能内核及所涉范畴。
从行为主义学习理论到社会建构主义学习理论，学习主体从普通生物聚焦到理性人类，再加之
对人类非理性特质的补充，继而形成完整的人类，最后逐渐扩展到与其他人类共同形成的社会交往圈，学习主体被描绘得更加完整立体。同时，学习内容从纯粹求新迈向多变与多元，从个体与环境的差距走向个体与实践共同体的差距，“知识”也从已知内容跨越到对未知的探索，要求学习者在众多思想和内容间进行辨别与联系，这一过程对学习者思维层级的要求逐渐提升。随着知识层次的深入，学习过程也从简单的刺激反应，走向对思维发展过程的探寻，进而纵深至对内外冲突的独立平衡与协作平衡，并迁移到新的情境中，以共同适应飞速发展的未知世界，这一过程获取和加工信息的方式不断精进。伴随着上述变化，学习者从最初建立神经联结，到对个体认知情感的满足，再到对复杂多变情境的适应，学习的本质不再仅仅是个体的成长与完善，更是个体主动与所处生态系统相互影响、相互扩展的过程。
表1四维学习理论核心问题比较
由此可见，从行为、认知、人本到社会建构主义的学习理论，其差异不单单是出现时间的先后顺序，更是学习水平不断深入、认知策略逐渐复杂、思维认知走向高阶的过程。就这一点而言，四维学习理论拓宽了学习者与知识、自我与环境的关系，逐步接近真实世界的学习本质，事实上也是从浅层学习到深度学习的演化过程。基于此，四维学习理论不单单是作为整体的学习理论的构成要素，其本身也是学习由低到高的层次表征，体现着在作为整体学习理论之中的地位高低。
（三）差序融合：“为了学习”的学习模型构建
通过上述两个视角对四维学习理论的横纵两个层面进行了剖析，发现四维理论之间各有偏重，但相互之间却隐藏着嵌入与交融的可能，其层级的演变也表征着学习深度的进阶，这使得学习的本质愈发明朗。因此，相对于分而观之，跨越各维度之间的界限，将四维学习理论作为学习过程的不同阶段，或许更有利于将学习者还原为一个整体的人，对学习本质进行整体性思考，以此回应“学材”时代的知识体系建构。基于此，本研究融合四维学习理论，在厘清其内核差异的基础上，呈现不同理论在作为整体的学习理论之中的层级分布，以此构建“为了学习”的差序融合学习模型（见图2）。
图2“为了学习”的差序融合学习模型
从横向维度上而言，该模型从学习本质出发，将行为、认知、人本和社会建构主义四维学习理论看作全视角学习观的四个必备要素，建构作为整体的学习模型。从本质上看，学习是在刺激反应的基础上（行为主义），经过不同的思维过程，经由情感和动机的助推（情感维度），在不同空间、与不同人的交互环境中（社会建构主义），实现学习者自身图式的同化、顺应及转换（认知主义），进而平衡内外冲突、适应情境的活动。同时，每一次学习过程中，四维学习理论的卷入程度也并非完全一致，而是根据学习任务和目标的不同存在偏重，最终呈现出学习者在四维学习中相互牵拉上升的立体态势。
从纵向层级上而言，依据四维学习理论的内核本质与涉及范围的差异，将其置于浅层学习到深度学习的进阶道路上，以凸显每一维学习理论在学习过程中的不同功能及地位，形成差序融合的学习模型。具体而言，“为了学习”模型的第一层级是行为主义和认知主义的学习理论，这一层级只涉及学习者与知识的互动；第二层级是人本主义的学习理论，这一层级的学习者体现出非理性人类的特征，关涉学习者与自我的交互，与第一层级一起构成完整的人；第三层级是社会建构主义的学习理论，这一层级的学习者站在其他的学习者及不同的文化环境之中，体现出学习者与环境的交互，使得学习者真正作为社会人存在于环境之中。可见，从第一层级到第三层级，学习者的交互范围不断拓宽，其学习层级也逐渐从浅层学习走向深度学习，逐渐接近学习的本质。但值得注意的是，并非行为主义的学习就是浅层学习，或社会建构主义的学习就是深度学习，这四个维度的学习都只是在从浅层学习到深度学习道路上的四个中途“站台”。同时，由于每次学习活动的独特性，各维度之间的指向顺序并非完全从行为主义到社会建构主义，也可能会出现反复的情况。最终，四者相互融通又差序存在，共同推动学习者的学习进程，拓清了“学材”的学习本质。
三、教科书如何设计编写：为了学习的教科书
“学材”时代，“为了学习”理应成为教科书设计编写的首要考量，进而充分发挥教科书在支持学习者学习上的核心功能。因此，这部分基于“为了学习”的差序融合学习模型，找寻“学材”分维度分层级促进学习者学习的路径，从而重塑教科书的“学习导向”。同时，为便于澄清该模型在教科书设计编写中的应用步骤，这部分将以高中地理学科的自然地理基础板块作为案例，嵌入海洋性质、自然灾害与协调人地关系等内容，以“填海造地”为学习任务，关照学习者的“人地协调观”“综合思维”“区域认知”和“地理实践力”等地理学科核心素养。
（一）呈现可定位的新兴知识点，搭建信息加工的神经联结
行为主义的学习理论，为“学习与变化互为前提”的概念提供了支持性证据。值得关注的是，这里的“变化”是针对学习者本身而言，即与学习者先有概念及知识不同的、能与先有知识产生冲突的变化，才能称之为有效的变化。那么，无论是传统意义上的纸质教科书，还是新兴的电子教科书，如何让它呈现出不同的变化呢？除了新兴知识点与先有知识点有所不同之外，新兴知识还需提供一定的背景知识，继而唤醒学习者认知结构中的相关先有知识，帮助学习者明确新兴知识在知识体系及学习情景中的位置，从而理性预判新知识进入头脑的坐标位置。当符合新兴和可定位这两个特点时，新知识与先有知识自然相关联，从而刺激学习者的信息加工通路，建立新的神经联结，实现学习者与知识的互动。
例如，在赤潮现象的先有知识基础上，教科书可以呈现赤潮现象的产生机制，以厘清赤潮的根源，同时还需呈现赤潮后的海水污染机制，以明晰赤潮危机。以此，在先有知识与新兴知识之间，建立因果或相关关系的自然联结，有助于学习者明确新兴知识点的位置，从而搭建信息加工的知识网络。
（二）创设承载多维知识网络的真实任务，触发原有认知图式的革新
在先有知识与新兴知识双重准备的基础上，认知主义的学习理论认为，此时学习者已具备对“可预见”难度的刺激进行反应的能力。但在现实生活及未来世界中，学习者面对的更多是“未预见”甚至“不可知”的挑战，难以依靠单一知识点或已有图式加以解决。因此，教科书在呈现新兴知识点时，还需以大量图式被重组的转换学习为主，借助知识网络提供多角度甚至是相互排斥的多维新兴知识，创设教科书中的真实任务，回应真实世界的复杂挑战。基于此，教科书需创设承载知识网络的真实任务，促使学习者在相互交融或相互排斥的知识点中，挑选并安置与任务相关的知识点，以真正解决学习情景中的真实任务。
例如，教科书可创设“填海造地”的学习任务，借助该任务承载两方面的新兴知识。其一，“填海造地”对于一些山多地少的沿海城市而言，是一个为城市有限空间的发展起到重要作用的方法；其二，“填海造地”同时也会“殃及池鱼”，造成赤潮或水土流失等严重的自然灾害。通过两种对立知识点的呈现，使得这一真实的学习任务既和学习者的先有知识相关，又出现了新的变化，还存在没有绝对正确答案的两难境地，能够实现对学习者原有认识图式的转换学习，继而超越学习者原初的、先有的概念，从一个认知层面跃迁到另一个认知层面，触发认知图式的革新。
（三）提供学习目标及脚手架体系，唤醒平衡冲突的情感动机
在复杂多变的学习任务中，学习者无法在现有选项中解决冲突，但由于该情境和学习者的先有知识存在关联，因此学习者会产生“似乎能够解决”“似乎能达成目标”的期待。在人本主义学习理论看来，学习者在明确目标和差距后，很快会感到“空虚”和“匮乏”，进而产生想要缩小差距的愿望，学习行为得以发生。以往教科书开篇第一页多是“编者的话”，以编写者的口吻述说着教材的结构和目标，如若能更多呈现“对同学说的话”，明确阶段性的学习目标，则更便于学习者明确“差距”。在产生情感动机后，奥苏贝尔指出还需为学习者提供“引导性材料”作为脚手架，从而在“已经知道的”与“需要知道的”的知识之间架设桥梁。这种脚手架体系（如提示、操作手册、概念地图、解释和鼓励等）可以适时为学习者提供支持，扫清学习者主动学习的障碍。此时的教科书，不再是教师的“教材”，而是能够引导学习者“去学习”、真正“为了学习”的“学材”。
仍然以“填海造地”的学习任务为例，在明确学习者所需参与的活动后，需要向学习者提供准确的阶段性学习目标，如“一个亟需发展的城市应不应该填海造地，你的理由是什么”。同时，为学习者提供查询相关资料的学术网站、参考书籍以及收集证据和支撑材料的表格，继而在唤醒平衡冲突愿望的基础上，引发学习者的自主学习行为。
（四）设计多场景多人物的学习情境，培养适应多样化环境的能力
社会建构主义学习理论指出，当环境成为教科书的框架时，学习就成了学习者与环境相联系的事务，如若环境发生变化，学习行为便会产生。依此，教科书应努力为学习者提供复杂多变的学习情境，通过学习情境中场景和人物的更迭变化，引发学习者的学习行为。同时，“复杂”意味着场景和人物不一定是单一的，也有可能呈现出多种学习情境，甚至是相矛盾的场景和人物，使得学习者穿越于不同情境间，在情境冲突中形成适应多样化环境的能力。
就“填海造地”的学习任务而言，教科书可创设两难的学习情境，在“应不应该填海造地”问题的基础上，提出“作为一名政府人员，他应该怎样说服靠海居住的市民搬迁呢？作为一名靠海居住的市民，应该怎样说服征地的政府人员呢？”等问题。在解决任务时，学习者需要站在政府人员以及靠海居民等多人物的角度思考问题。此外，教科书还可设计“在上海的海边，怎样说服政府人员和靠海居民”“在青岛的海边，又怎样说服政府人员和靠海居民”，以此设计多场景的人物碰撞。最终，在学习者与他人一道进行新旧知识与两难知识的碰撞与交流过程中建构并生成属于自己的知识网络，进而修补暂时的失衡，以重新适应环境。
基于上述四步，教科书与“为了学习”的差序融合学习模型呈现出阶段性的对应（见图3），教科书通过呈现可定位的新兴知识点，搭建信息加工的神经联结，实现学习者与单一知识的交互；这些知识点形成的知识网络由真实任务所承载，触发学习者原有认知图式的革新，实现学习者与多维知识的交互；同时为学习任务提供学习目标及脚手架体系，唤醒学习者平衡冲突的情感动机，实现学习者与理性自我和感性自我的双向交互；最后设计多场景多人物的学习情境，为学习任务搭建学习环境，培养学习者适应多样化环境的能力，实现学习者与他人、社会及全球等外部环境的交互。这时，教科书由知识点、任务、目标、工具与情境五个要素完成设计编写，学习者在使用教科书时实现了四维的整体学习。同时，教科书这五个要素层层递进，帮助学习者由低到高逐步从浅层学习迈向深度学习。这时，学习者不仅具备解决已知问题的能力，还做好了解决未知问题的准备，更有可能迎接学习型社会的挑战，教科书也真正实现了“学材”的目标。
图3“为了学习”的教科书编写模型
（本文编辑：徐华楠）
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