（教育技术学专业论文）基于分布式认知的教学设计模式研究.pdf

摘要 教学学计的发展始终受教育心理学发展的影响，尤其是学习心理 学领域的研究成果，并随着教学实践的发展而得到进一步提升。自上 世纪末开始，以计算机网络为代表的信息技术飞速发展，一系列具有 变革意义的现代学习理论被提出，使得教学系统设计领域也发生了很 大的变化。如何将先进的学习理论运用于教学设计中，成为许多教学 设计者感兴趣的问题。分布式认知理论作为一种崭新的学习理论框 架，从这个时候起开始进入教育研究者的视域范围，引起了众多教育 研究者的重视。学习理论的变迁在丰富对“人是如何学习的”这一问 题理解的同时，也使人们对教学设计有了全新的认识，因此分布式认 知作为一种新的学习理论，那么必然会对教学设计研究产生深远的影 响。因此本论文研究者从分布式认知的角度研究教学设计，尝试构建 出一种新的教学设计模式。 本论文主要分为以下五个部分： 第一部分首先阐述本研究的背景，然后再分别阐述教学设计和分 布式认知在国内外的研究现状，并针对教学设计在当前课堂教学及网 络教学中存在的一些问题，论述本课题研究的意义。 第二部分首先针对分布式认知理论的发展追踪溯源；然后阐述分 布式认知的内涵和基本特征，并简单阐述其余个体认知的关系；紧接 着结合当前的一些成果简要介绍分布式认知理论在当前教学中的一 些具体应用。 第三部分主要是分析传统教学形态下的教学系统的基础上，从分 t 布式认知的角度去重新审视教学系统。 第四部分主要是尝试构建出一个基于分布式认知的教学设计模 式，并设计出一个具体的案例对该模式进行初步应用。 第五部分是结论与展望。 关键词：分布式认知，教学设计，模式 a b s t r a c t t h ed e v e l o p m e n to fi n s t r u c t i o n a ld e s i g nh a sa l w a y sb e e n d e p e n d e n t o ne d u c a t i o n a lp s y c h o l o g y , e s p e c i a l l yi nt h ef i e l do fp s y c h o l o g yo f l e a r n i n gr e s e a r c h ，a n dh a sb e e nf u r t h e re n h a n c e dw i t ht h ed e v e l o p m e n t o f t e a c h i n gp r a c t i c ee x p e r i e n c e s i n c et h eb e g i n n i n go ft h ee n do ft h el a s t c e n t u r y ，i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y , c o m p u t e rn e t w o r k ，r e p r e s e n t e db yt h e r a p i dd e v e l o p m e n t ，as e r i e so ft r a n s f o r m a t i v el e a r n i n gt h e o r yh a v eb e e n p r o p o s e d ，m a k i n gt h e f i e l do fi n s t r u c t i o n a l s y s t e md e s i g n h a sa l s o u n d e r g o n eg r e a tc h a n g e s h o wt oa d v a n c e dl e a r n i n gt h e o r ya p p l i e dt o i n s t r u c t i o n a ld e s i g n ，a n df o rm a n yi n s t r u c t i o n a ld e s i g n e r si n t e r e s t e di nt h e p r o b l e m d i s t r i b u t e dc o g n i t i o nt h e o r y a san e wf r a m e w o r ko fl e a r n i n g t h e o r y , e d u c a t i o n a lr e s e a r c h e r sb e g a nt oe n t e rf r o mt h i st i m eo n w a r d s ，a s t h ed o m a i n w i d e ，c a u s i n gt h ea t t e n t i o no fm a n ye d u c a t i o n a lr e s e a r c h e r s l e a m i n gt h e o r yo fc h a n g ei nt h e p e o p l eh o wt ol e a r na n du n d e r s t a n d t h i s + i s s u ea tt h es a m et i m e ，b u ta l s ot ot h ep e o p l ean e wu n d e r s t a n d i n go f i n s t r u c t i o n a ld e s i g n ，d i s t r i b u t e dc o g n i t i o na san e wl e a r n i n gt h e o r y , t h e n b o u n dt oa p r o f o u n di m p a c to nt h es t u d yo fi n s t r u c t i o n a ld e s i g n i nt h i s p a p e lr e s e a r c h e r st r i e st ob u i l dan e wi n s t r u c t i o n a ld e s i g nm o d e lb a s e d o nt h ep e r s p e c t i v eo fd i s t r i b u t e dc o g n i t i o n t h i st h e s i si sd i v i d e di n t ot h ef o l l d w i n gf i v ep a r t s ： t h ef i r s t p a r t d e s c r i b e dt h e b a c k g r o u n d o ft h i s s t u d y , t h e n ， r e s p e c t i v e l y , d e s c r i b e d i n s t r u c t i o n a ld e s i g na n dd i s t r i b u t e dc o g n i t i o n 1 1 1 r e s e a r c hs t a t u sa th o m ea n da b r o a d ，s o m ep r o b l e m si nt h ec l a s s r o o m t e a c h i n ga n d o n l i n e t e a c h i n g a n di n s t r u c t i o n a l d e s i g n ，d i s c u s s e st h e s i g n i f i c a n c eo f t h i sr e s e a r c hp r o j e c t t h es e c o n dp a r to ft h ef i r s tt r a c kt r a c e a b l ed 6 v e l o p m e n to ft h et h e o r y o fd i s t r i b u t e d c o g n i t i o n ；t h e ne x p o u n d e d t h e m e a n i n g a n db a s i c c h a r a c t e r i s t i c so fd i s t r i b u t e d c o g n i t i o n ，a n db r i e f l y d i s c u s s e st h e r e l a t i o n s h i p o ft h e r e m a i n i n g i n d i v i d u a l c o g n i t i o n ；f o l l o w e db y i n t r o d u c t i o no fd i s t r i b u t e dc o g n i t i o nt h e o r yc o m b i n e dw i t hs o m eo ft h e r e s u l t so ft h ec u r r e n ts o m es p e c i f i ca p p l i c a t i o n si nt h ec u r r e n te d u c a t i o n a n dt e a c h i n g t h et h i r d p a r t i st o a n a l y z e f r o mt h e p e r s p e c t i v e o fd i s t r i b u t e d c o g n i t i o no nt h eb a s i so ft h et e a c h i n gs y s t e mi nt h ef o r mo ft r a d i t i o n a l t e a c h i n g ，t or e e x a m i n et h et e a c h i n gs y s t e m t h ef o u r t h p a r t i s t r y i n gt o b u i l dad i s t r i b u t e d c o g n i t i v e b a s e d i n s t r u c t i o n a ld e s i g nm o d e l ，a n dt o d e s i g nas p e c i f i c c a s eo ft h em o d e l a p p l i c a t i o n s t h el a s tp a r ti st h ec o n c l u s i o na n do u t l o o k k e y w o r d s ：d i s t r i b u t e dc o g n i t i o n , i n s t r u c t i o nd e s i g n ，m o d e l 基于分布式认知i 的教学设计模式研究 1 绪论 1 1 研究背景 “目前美国和西方乃至中国的教育模式还是一种为培养工人而 设计的模式直到今天，孩子们必须按时上学，必须反复背诵，大 量学习活动都是重复性的。”尽管彼得圣吉批评了传统学校教育的 工厂化模式，但他还是非常含蓄的表示，这并不意味着学校教育就没 有存在的必要了。事实上，从我国的具体国情来看，学校教育还将继 续长期作为我国教育的一种主要形式，因此我们还应该把研究的重心 放在如何在现有的基础上，将一些先进的教育教学理念恰如其分的融 入到当前的教育教学实践中。 教学设计作为教学过程的核心环节，一直以来备受教育研究者和 广大一线教师的重视。在教学设计的发展过程中，产生了许多经典的 教学设计模式j 这些模式在以往甚至当前的教学过程中对促进优化教 学、提升教育教学质量起到了举足轻重的作用。然而随着以多媒体计 算机为代表的信息技术的发展以及在教育教学领域的普遍应用，在人 们对传统的以“a d d i e 模式”为主要框架的教学设计方法并不满意， 甚至提出了尖锐的批评：重目标轻能力、重记忆轻思维、重灌输轻启 发的单一静态化的传统教学早已不适应新课程改革的要求。这种教学 设计模式不仅不利于学生学习能力的培养，还一定程度上限制学生主 动性的发挥，使学生易习惯被动学习和机械学习。而且更重要的是如 果长期采用这种教学模式，还会影响学生学习兴趣与其个性的积极发 展。 随着信息技术在教育领域的广泛应用以及后现代主义思想对教 未来学家托夫勒：控制信息交流会越来越困难 d b o l h t t p ：n e w s x i n h u a n e t c o m n e w m e d i a 2 0 0 6 0 7 1 7 c o n t e n t 一4 8 4 2 7 0 4 h t m l 硕士学位论文 育领域的冲击，传统的学校教育受到了严重的挑战，也产成了一系列 具有变革意义的新的学习理论，人们对学习观点的认识也从“反应的 强化、“知识的获得”、“知识的建构”、“知识的社会协商”到最新的 “知识的社会参与”，学习观也越来越与学习者的生活情境相关，分 布式认知理论也正是在这样的背景下引起了教育研究者的足够重视。 一系列变革性的现代学习理论不断被被提出，使得教学系统设计 领域也发生了很大的变化，以学习理论为主要支撑理论的教学设计领 域也呈现出“百花齐放”的发展态势。本研究正是基于这样的思考， 尝试着把分布式认知这一新颖独特的学习理论引进教学设计研究领 域，并根据其独有的特点与优势尝试创建有效的教学设计模式，给目 前蓬勃开展的教育教学改革注入一股源源不断的“活水”。 1 2 研究综述 1 2 1 分布式认知的研究现状 2 0 世纪8 0 年代中后期，美国加州学圣地亚哥分校系统科学家埃 德温赫钦斯( e d w i nh u t c h i n s ) 等人首次明确提出了“分布式认知”的 概念，并认为它是重新思考所有领域的认知现象的一种新的基本范 式，这一概念的提出在首先在一些西方国家产生了很大的影响， 目前国外对分布式认知的研究主要集中在认知科学领域和教育 心理学领域两个领域，前者以赫钦斯、诺曼、克拉克等人为代表， 其代表作是赫钦斯编著的研究分布式认知的奠基之作荒野中的 认知；后者以萨洛蒙、科尔、皮等人为代表，其代表作是萨洛蒙 主编的分布式认知：教育学和心理学领域的思考。 高文等著学习科学的关键词 m 上海：华东师范大学出版社，2 0 0 8 ：6 - 19 蒲倩分布式认知理论与实践研究【d 】上海：华东师范大学硕士学位论文，2 0 t 1 ：2 9 。此书经浙江大学语言认知研究所组织翻译，中文版于2 0 10 年12 月由浙江大学出版社出版 2 基于分布式认知的教学设计模式研究 本世纪初随着两篇译著的出版和发表，分布式认知开始进入国 内研究者的视野。目前国内对于该理论的研究还处于初级阶段，更多 的是对国外研究成果的翻译介绍；在实践应用层面上，虽然有很多研 究者尝试将分布式认知用于解决各种实际问题，但是总的来说，所做 的工作还不够深入。本文作者通过中国知网数据库进行文献检索里以 “分布式认知”为关键词，用精确查找的方式对1 9 9 9 2 0 1 1 年的所 有期刊、论文、报纸等进行搜索。结果见表1 - 1 ： 表卜1 关于“分布式认知”的搜索结果 中国中国中国优中国中国 期刊全文博士学位秀硕士学位重要会议重要报纸总计 数据库论文数据论文全文数论文全文全文数据 库据库数据库库 3 5o8lo4 5 通过文献内容分析发现，国内学术界关于分布式认知的研究的侧 重点主要是以分布式认知理论作为基础或理论框架分析人机交互设 计、人机协同工作设计以及计算机支持的协作学习等方面，也有部分 一线教师将分布式认知引入课堂教学领域的理论与实践研究之中，如 华东师大周小勇等人在外语学习中的知识建构分布式认知理论 角度的审视和信息技术促进语言学习分布式认知理论角度的 审视从理论和实践两个方面阐述了分布式认知理论在促进大学英语 学习中的具体应用。 1 2 2 教学设计的研究现状 教学设计是2 0 世纪6 0 年代在美国首先形成和发展起来的一门实 践性很强的应用学科，是系统方法在教育中运用后逐渐形成和发展起 贝尔等分布式认知：特征与设计【a 】乔纳森主编，郑太年等译学习环境的理论基础 【m 】上海：华东师范大学出版社2 0 0 2 周国梅，傅小兰分布式认知一一一种新的认知观点 j 心理科学进展2 0 0 2 ( 2 ) 硕士学位论文 来的。它以系统理论、学习理论、教学理论和传播理论为理论基础， 吸收其研究成果，通过对学习过程和学习资源进行整体而系统的设 计，已达到优化教学、促进学习的目的。作为一门实践性很强的交叉 学科，教学设计起到了科学化、高效化和规范化的作用，逐渐成为教 育技术学研究领域的核心理论之一。在教学设计研究的历程中，出现 了两种教学设计研究范式：客观主义的教学设计研究范式和建构主义 的教学设计研究范式。客观主义者相信知识完全独立于学习者而存 在，教学的核心就是把知识传递给学习者。进行教学就是“提供知识， 尤其是以有系统的方式提供知识”；教学就是知识的传授或获得；教 学就是周密安排学习的条件以促使预期目标的实现，教学设计方法有 助于在学习者当中无差别的和有效地传递知识的意义。学习者的任务 就是在设计者的指导下对各种事物加以认识和分类，把它们组织成统 一的整体，并把新习得的知识和技能整合到自己原有的知识和技能中 去。建构主义则认为物体和事件并不具有绝对的意义，个人根据自己 的经验和已形成的信念对物体和实践作出解释并建构其意义。当个人 努力弄清自己经验的意义时，就是在建构知识。他们在一个特定的情 境内得出一个可以接受的对事实的理解。那些解释事物的作用过程的 模式并不是对现实的必然反应，而是代表着对目前经验的最佳建构。 综合比较上述两种观点，客观主义者强调的重点是分解的和外在的控 制，而建构主义者出于对环境的考虑却尽量避免将内容分解成各个组 成部分，因为环境中的所有知识和技能都是同具体情境密切联系的。 2 0 世纪8 0 年代中后期，我国教育工作者开始引进国外教学设计 理论研究成果，并结合我国国情和教学改革的实际情况进行了一些实 践研究，一定程度上促进了教学设计的发展，尤其是对教学设计模式 的构建问题日益成为研究的热点问题。我国教学设计研究虽然起步很 晚，但是在教学设计的理论和实践方面都取得了丰硕的的研究成果。 如北师大何克抗教授根据我国教育教学的改革实践，在对“以教为主” 基于分布式认知的教学设计模式研究 的教学设计模式和“以学为主”的教学设计模式深入剖析的基础上， 将两种教学设计模式结合起来，扬长避短，提出了学教并重的“主导 一主体 教学设计模式，在国内教学领域产生了深远的影响，在全 国多处教学改革实验基地推广应用，取得了良好的教学效果。目前我 国在教学设计研究的人员中形成了四股主要的研究力量：( 1 ) 教育 技术学研究人员；( 2 ) 教育心理学研究人员；( 3 ) 课程与教学论研究 人员；( 4 ) 广大教学一线的学科教师。( 盛群力，2 0 0 3 ) 。 1 3 1 研究方法 1 3 研究方法和意义 本文采用的研究方法主要有以下三种： ( 1 ) 文献研究法 文献研究法是指通过各种渠道全面搜集、分析、整理国内外与研 究课题有关的文献资料，通过对文献的研究获取所需的数据并形成科 学认识的一种研究方法。本研究文献资料收集的范围主要涵盖教育技 术学、哲学、心理学、学习科学等学科领域。本研究的文献来源主要 有三方面：一是国内外出版的关于教学设计和分布式认知方面的专 著；二是从中国知网上搜索的关于教学设计和分布式认知的学术性文 章；三是通过“g o o g _ e 学术搜索”搜索到的一些关于分布式认知的 英文文献。文献分析法也是本研究运用的主要方法，在前人研究的基 础上，构建出基于分布式认知的教学设计模式。 ( 2 ) 比较研究法 比较研究法是对事物同异关系进行对照、比较，从而揭示事物本 质的思维过程和方法。本研究就是在比较不同认知观下的教学系统和 盛群力、马兰主译现代教学原理、策略与设计【m 浙江：浙江教育出版社，2 0 0 6 ：7 8 硕士学位论文 几种典型的教学设计模式的基础上，扬长避短，吸取典型模式中的有 益成分，在此基础上构建出基于分布式认知的教学设计模式。 ( 3 ) 解释学方法 本研究以分布式认知等理论为指导，描述和阐释与教学系统相关 的各个因素之间的相互作用，从系统、整体和动态的视角来研究教学 设计。 1 3 2 研究意义 分布式认知理论作为一种新的、正在发展中的学习理论框架，为 教学设计的模式构建提供了一种新的视角，为教学设计研究的发展提 供一种新的思维方式，在有助于丰富国内关于学习理论研究的同时， 也丰富了传统的教学设计理论；同时在教学设计的过程中能更好的体 现以学生为本的思想，更有利于教师的主导地位和学习者的主体地位 作用的发挥，也更有利于教学和学习活动的开展，从一种新的角度为 当前我国的教育教学改革提供一定的借鉴意义和参考价值。 基于分布式认知的教学设计模式研究 2 分布式认知与教学实践 2 1分布式认知的发展溯源 2 1 1 分布式认知产生的背景 认知心理学发展到2 0 世纪9 0 年代，一直注重对个体的认知的研 究。然而，认知工作不仅仅依赖于认知主体，还涉及其他认知个体、 认知对象、认知工具及认知情境。随着电视、电话、计算机、计算机 网络等电子科技的迅猛发展，人类许多认知活动( 如计算机支持的协 同工作、远程教育等) 越来越依赖于这些认知工具。认知分布的思想， 也逐渐被人们所认识，受到人们的重视。 分布式认知的研究者在研究的早期就已经注意到到认知是一种 分布式的社会现象，尤其是在真实生活的场景中，分布式认知理论就 是为分析这个问题提供的一个理论框架。赫钦斯( h u t c h i n s ) 等人在 他们的文章中讨论了分布式认知理论的思想来源，从这些文章中可以 看出，分布式认知产生的背景主要以下几点：( 1 ) 在认知心理学方 面产生了认识论方面的危机，促使心理学家们提出认知心理学应作出 更加现实主义的转变，主张以生态学的方法取代信息加工的方法：( 2 ) 现代西方哲学思潮和杜威、维果茨基思想的影响对分布认知在超越个 体界限的范围观察认知现象，并关注人与人、人与环境的交互活动过 程以及分布式认知关于认知的文化和社会分布性的观点等方面都是 很有影响的，对分布式认知思想的产生起到了推波助澜的作用；( 3 ) 社会科学家认知领域方面的研究存在的不足，于是提出了一个替代性 的理论和方法论，试图把认知行为理解为一种在其所发生的工作情境 中的具体情境性行为，并最终发展成为分布式认知。 任剑锋，李克东分布式认知理论及其在c s c l 系统设计中的应用 j 】电化教育研究，2 0 0 4 ， ( 8 ) ：4 - 8 硕士学位论文 2 1 2 分布式认知理论的发展 一一一一一一一一 赫钦斯认识到传统认知科学假定知识存在于个体中，强调发现和 描述知识结构，而忽视了个体所处的复杂的环境。因此赫钦斯等人把 研究的视角转向日常情境中的认知现象，开始关注环境、社会文化因 素的作用以及认知现象中各个组成要素之间交互过程的影响，对现实 生活中的海上船只的定位行为中的认知现象进行研究，提出了一种全 新的理论与方法论，并逐步发展成分布式认知理论。 赫钦斯在提出分布式认知理论后，一直致力于该理论的实践应 用，将该理论作为框架体系或是理论基础以用来进行人机交互、计算 机支持的协同工作的研究。在随后的研究中，赫钦斯等人更是从社会 分布式认知和文化与认知等方面具体阐述了分布式认知理论的精髓。 截至到目前，国外研究者对分布式认知理论的研究正在蓬勃展 开，他们不仅关注来自人们日常生活中的分布式认知现象，还积极尝 试把分布式认知理论应用于教育教学的实践中，探索有利于提高教学 效益的方法和规律。 2 2 分布式认知的内涵 2 2 。1 分布式认知的概念 “分布式”一词最先应用在计算机领域，用于描述计算机网络数 据的储存和处理的两大功能，即“分布式计算”，即研究如何把一个 需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把 这些部分分配给许多计算机进行处理，最后把这些计算结果综合起来 得到最终的结果。当“分布式”被引入到认知科学领域后，形象地 说明了认知在一个系统中的分布式现象。 蒲倩分布式认知理论与实践研究 d 】上海：华东师范大学，2 0 1 1 ：7 基于分布式认知的教学设计模式研究 根据以赫钦斯为代表的研究小组的研究成果，分布式认知被定义 为：“一门研究认知活动如何分布在人脑内部及外部认知辅件之间， 如何分布在人类群体之间，以及如何在时间和空间中分布。”通俗来 说，分布式认知是指认知分布于个体内、个体问、媒介、环境、文化、 社会和时问等之中，是一个包括认知主体和环境以及所有参与认知的 事物的交互分布式系统。 2 2 2 分布式认知的核心特征 分布式认知理论作为认知科学的一个分支，其理论和方法论基础 来源于认知科学、人类学、社会学和社会科学，不同于传统认知理论 只关注个体内部的认知过程的是，分布式认知强调要在由个体与其他 个体、人工制品所组成的功能系统的层次来解释认知现象。与传统认 知观相比，分布式认知具有以下一些显著特征： ( 1 ) 形成新的分析单元 传统认知只强调个体认知，而分布式认知考虑到参与认知活动的 全部因素，给出了一个新的分析单元功能系统，并且这样的一 个功能系统具有其自身的认知属性，这些属性不能和其组成成分的属 性相混淆，而且也不能单独从组成成分的属性中推理出来，这个观点 鲜明的有别于传统的认知观。 ( 2 ) 关注交互作用 分布式认知通过分析工作所产生的环境、表征媒体( 如工具、显 示器、使用手册、导航图) 、个体间的相互作用，以及它们与所有人 工制品之间的交互活动来解释认知现象。这些活动，包括了个体的行 为、个体与一系列设备之间的交互行为、个体与其他成员之间的交互 。赫钦斯著，于小涵，严密译荒野中的认知【m 】浙江：浙江大学出版社，2 0 1 0 ：中文版序 。任剑锋，李克东分布式认知理论及其在c s c l 系统设计中的应用【j 】电化教育研究，2 0 0 4 ， ( 8 ) ：4 - 8 硕士学位论文 活动，或协同工作的成员之间，他们与工具之间的交互活动。赫钦 斯认为分布式系统中的要素必须相互依赖以完成任务。 ( 3 ) 关注表征状态的传播及转换 分布式认知关注系统中不同参与者间知识传播方式和协作中所 需信息通过表征状态系统，超越制品进行传播的方式。为了使个人能 分享分布式系统的成果，必须以外在于个体的形式对观点加以表征。 分布式认知强调利用不同的表征系统来记录并在系统中发布观点。在 这种情境下，认知活动被看作是一种通过媒体间的表征状态传播而发 生的运算。媒体包括了内部表征( 个体大脑记忆) 和外部表征( 包括 计算机和纸质的显示品) 两个方面；表征状态则指活动中信息和知识 资源的转换方式。 ( 4 ) 重视人工制品( a r t i f a c t s ) 的地位 分布式认知对人工制品给予了高度的重视。赫钦斯强调，人工制 品和人具有同等重要的地位，可用于拓展和支持人的智能，有效分担 认知主体的认知负荷，尤其是智能制品可以为认知主体提供丰富的认 知给养，使得认知主体的认知活动达到最佳的效果；而且在使用制品 的过程中会产生认知留存，这个留存在制品不存在时同样能够有效地 支持认知活动的完成。 ( 5 ) 强调信息的共享 分布式认知强调共同体成员之间要共享相应的信息，这是进行协 作的基础，也是参与者赖以保证任务完成的基础。赫钦斯认为交流是 分布式认知的必备条件，个体知识只有通过向他人表征，把知识可 视化并与团体分享，才能成为团体可用的知识。共享的信息是集聚的 任剑锋，李克东分布式认知理论及其在c s c l 系统设计中的应用 j 电化教育研究，20 0 4 ， ( 8 ) ：4 - 8 周国梅，傅小兰分布式认知一一一种新的认知观点 j 】心理科学进展，20 0 2 ，( 2 ) ：1 4 7 - 15 1 乔纳森著，郑太年，任友群译学习环境的理论基础【m 】上海：华东师范大学出版社，2 0 0 2 乔纳森著，郑太年，任友群译学习环境的理论基础 m 】上海：华东师范大学出版社，2 0 0 2 基于分布式认知的教学设计模式研究 信息( p o o l e di n f o r m a t i o n ) ，这让情境中装备最佳的人( 或设备) 为所有其他人的利益而运用这些信息。分布式认知要求在系统的各要 素之间共享认知活动。 ( 6 ) 高度重视社会物质境脉 分布式认知强调将从参与在头脑中进行认知的个人转向考虑在 社会和物质情境脉络中参与认知活动的个人。即社会物质境脉以至 关重要的、交互性的方式塑造了个人( 或多个个人) 参与其中的工作， 这是因为探讨系统中的要素之问的复杂交互，比孤立地探讨更具有理 论意义。 综上所述，分布式认知给我们提供了从新的视角思考人与环境之 间的社会性关系以及重新思考所有认知现象的一种思维方式，它揭示 了人与人、人与物之间复杂的相互依赖关系，这是传统的认知观所不 可比拟的。 2 2 3 分布式认知与个体认知的关系 在引入分布式认知这一概念之后，我们：分布式认知并不排斥个 体认知，即使在个体认知的作用不占主导地位时，也不能舍弃个体认 知，依然需要考虑个体认知。分布有两层含义：罾( 1 ) 缺乏明确的唯 一的定位，( 2 ) 含有分享之意。在整个认知活动中，分布式认知元 素通过相互之问的合作共同发挥作用，但同时每种认知元素也在独白 发展变化，以使其随后的共同作用更加智能化。 萨洛蒙( s a l o m o n ) 提出一个个体认知与分布式认知的交互模型 ( t h er e c i p r o c a li n t e r a c t i o nm o d e l ) ，如图2 1 所示。在该模型中， 每个参与要素( 其中a 是参与认知活动的人的要素，b 是参与认知活动 的物的要素) 既保持自己的独立身份，同时它们之间又相互影响，并 以一个螺旋发展的过程影响整个分布式系统，而后反过来影响自身的 。周国梅，傅小兰分布式认知一一一种新的认知观点 j 心理科学进展，2 0 0 2 ，( 2 ) ：1 4 7 1 5 1 。周国梅，傅小兰分布式认知一一一种新的认知观点 j 】心理科学进展，2 0 0 2 ，( 2 ) ：1 4 7 1 5 1 1 1 硕士学位论文 认知。 图2 1个体认知和分布式认知的交互关系 综上所述，分布式认知的提出，使认知领域出现了一次重要的分 水岭。传统的认知观一直只注重于对个体认知的研究，对分布式认知 的研究使得人们的视野集中于更为宽广的社会物质境脉领域。表2 1 从认知对象、过程、任务和媒体作用等六个方面比较了传统认知观和 分布式认知的基本理念及其构成。 表2 传统认知观与分布式认知的比较 传统认知观分布式认知 认知对象个体个体+ 人工制品 认知过程内音b内音b 和夕h 音b 认知任务内部表征内部表征和外部表征 对学习的隐喻知识的获得 意义的建构，身份的认同 媒介的作用传递教学内容认知活动的给养者 媒介是否参与 否是 周国梅，傅小兰分布式认知一一一种新的认知观点【j 心理科学进展，2 0 0 2 ( 2 ) ：1 4 7 15 1 张丽莉，李兴保分布式认知视角的媒介新观 j 现代远程教育研究，2 0 0 6 ( 1 ) 2 8 3 0 ： 基于分布式认知的教学设计模式研究 2 3 分布式认知理论在教学领域的应用 2 3 1 分布式认知在真实教学情境中的应用 h a t c h 和g a r d n e r 针对教室中的认知活动提出了分布式认知的同 心圆模型( t h ec o n c e n t r i cm o d e l ) ，该模型也强调个体的作用， 如图2 2 所示。同心圆模型中的三个圆表示三种力：( 1 ) 最外围的圆 是文化力，代表惯例、活动及信仰，超越了特定的情境，影响许多个 体。( 2 ) 中间的圆是地域力，它强调在一个特定的本地情境中的资源 及直接影响个体行为的人物，本地情境包括一些典型场所，如家、教 室及工作场所。( 3 ) 最里边的圆是个人力，表示个体带到许多本地情 境中的倾向及经验。这几种力相互依赖，缺一不可。 图2 - 2 分布式认知的同心圆模型 国内有研究者结合上述这个“同心圆模型”探讨分布式认知在教 学方面的应用，研究者从学生学习过程中存在的个人力不足的问题出 发，认为对学生认知活动起作用的是学生个人力、地域力和文化力三 h a t c ht g a r d n e rh f i n d i n gc o g n i t i o ni nt h ec l a ss r o o m ：a ne x p a n d e dv i e wo fh u m a n i n t e lli g e n c e i n ：s f l 1 0 m o ng e d 9 i s t r i b e t e dc o g n i t i o n s ：p s y c h o l o g i c a la n d e d u c at i o n a lc o n s i d e r at i o n s u s a ：c a m b ri d g eu n i v e r sit yp r e s s 19 93 硕士学位论文 者的合力。教学对学生认知的影响属于地域力的一个方面，教学的功 用就是通过学校的积极介入，合理利用文化力，进而对学生认知的个 人力产生积极影响，即设计出合理的人工制品，通过对学习环境的合 理设计达到教学目的。 分布式认知理论在真实教学情境中另一个主要应用就是多媒体 教学。分布式认知理论认为，人工制品的利用会产生认知留存现象， 这个留存在后来人工制品本身不存在时能够有效地支持智力活动的 顺利开展。信息技术为学生提供了丰富的认知工具，这些认知工具及 其所构成的环境可被看做是人工制品，它与学生之问成为一种伙伴关 系，通过变化知识表征形式，各自分担一定的认知任务，形成合成的 认知力量，也可促使学生反思自己所学的知识。信息技术环境下的课 堂教学，通过多媒体课件和电子教案的演示来配合，共同促进学生的 认知发展。学生以课件为支持进行了一系列的智力操作，经过反复的 练习后，这些操作得以内化成为认知留存，使学生能顺利地通过形象 具体的多媒体信息内容，升华到抽象的逻辑思维层面，融入到他们的 思维之中，并深入到事物发展变化的本质上来，从而实现了思维的自 然过渡，来提高学生分析问题、解决问题的能力。 2 。3 2 分布式认知在网络虚拟环境中的应用 在网络虚拟环境下分布式认知主要的应用体现在以下几个方面： 1 在人机交互和人机协同工作方面的应用：这个主要是利用分不 是人外部表征在认知活动中所起到的作用( 如减轻记忆负担、减轻计 算负担、作为标注和认知追踪的手段) 来设计和开发人机交互的用户 界面，并以此来开展计算机支持的协作学习。 2 在设计开发基于分布式认知的学习环境方面的应用：将学习 环境看成是人工制品，结合分布式认知的理论框架指导设计出基于分 陈怡基于分布式认知理论的中职教学问题分析探讨 j 】决策管理，2 0 1 0 ( 10 ) ：1 03 基于分布式认知的教学设计模式研究 布式认知的学习环境模型，不过这方面的研究更多的是在理论层次上 的探讨。 3 在云计算方面的应用：分布于云计算的认知能够充分调动庞 大的资源，甚至使用建模技术，推导出超乎人力所能的结论。也就是 由“云”帮助人建构知识。正如北京师范大学的余胜泉教授所说，“信 息时代基本的认知方式，正在发生意义深远的改变，正从个体认知转 变为分布式认知，应对知识与信息膨胀的根本途径要依赖于人和电脑 的协同的分布式认知，这是信息时代人适应复杂性的基本思方式。” 云教育将把我们带到由面对面的学习方式转向了在任何网络可以触 及的地点进行数字化学习、泛在学习等新型教育组织方式。 分布式认知和机器学习一一教育云的的两个要件 d b o l 】h t t p ：b l o g s i n a t o m c n s b l o g 一7 6 5 b 7 c 4 1 0 1o o w y p 3 h t m l 1 5 硕士学位论文 3 分布式认知视角下的教学系统 3 1教学系统及其构成要素 教学系统( i n s t r u c t i o n a ls y s t e m ) 作为教育系统的子范畴，是指 为了达到特定目的、由各教学要素相互联系、相互作用有机地结合而 成的具有一定教学功能的整体。 对教学系统的构成要素，国内外学者一直没有形成统一的意见， 常见的有三要素说( 教师、学生、教学媒体) 、四要素说( 教师、学 生、教学内容、教学媒体) 、五要素说及七要素说等。本研究采用的 是四要素说，即教师、学习者、教学内容、媒体是构成教学系统的四 个核心要素。 3 。2 分布式认知下的学生观 按照传统意义上的理解，学生往往被看成是那些缺乏系统的科学 知识的认知主体，是教师所传授的“客观知识”的接受者，在传统的 班级授课制形式下，他们没有选择自主学习的权利，是教学过程中被 塑造的对象。如果想要成为老师眼中的一名“好”学生，就必须努力 使自己去适应教师精心设计的整个教学流程，必要时还要借助于诸如 笔和纸等工具“复制”教师所传授的知识中的精华部分，以便于在课 后继续去无限接近于教师对所授知识的理解水平。 分布式认知理论强调，我们可以充分利用教学系统各要素的认知 优势，创设一个有利于教学活动展开的分布式认知系统，促进个体意 义建构及系统总体智慧的增长。由此可见，这种分布式认知系统是构 成共同体成员之问相互学习文化与知识生产的基础。因此，教师有必 要根据学习者的认知特征，引导和帮助学习者建立学习共同体。 “共同体”一词是社会学、人类学研究中的常用的术语，简单的 基于分布式认知的教学设计模式研究 说，当一群人相互交往联系时，随着时问的推移在他们之间会形成一 些共同的习俗和价值理念，在他们相互协作共同完成一项任务时，就 形成了共同体。当共同体这一概念被应用于人们的学习活动中，就产 生了“学习共同体”这一概念。学习共同体就是由学习者及助学者( 如 老师、同学等) 为了一项共同的学习任务而组成的学习群体。华东师 范大学学者赵健( 2 0 0 8 ) 在综合比较国内外多种观点的基础上，提 炼出学习共同体的内涵：“学习共同体是一种关于学习和学习者的社 会性安排，它提供给学习者围绕共同的知识建构目标而进行社会交互 的机会，以活动为载体的社会交互中蕴涵着多种层次的参与：边缘的 和核心的，在场的和虚拟的。每一个成员从不同水平和不同角度加入 到围绕知识的合作、争论和评价中，并且从中获得来自他人的和人工 制品的支持，在形成共同体的共识性知识的过程中确立自己的身份 感。” 在传统的教学过程中，学习者只是知识的被动接受者，而且必须 按照教师的要求按部就班的进行学习，已达到教师或教学大纲所规定 的要求。学习者是与他人合作的学习者，而在学习共同体中，学习 者持续地转换着自己的角色。同时，在协作学习过程中，每一个学习 者既可以是学习者，也可以成为帮助共同体其他成员的指导者。 从更深一层意义上来看，对于倡导学习共同体研究和实践的许多 研究者来说，他们实际上更为关注的是这种“共同体”所带来的精神 意义以及学习者处身于这种“共同体”中的社会性安排，通过共同体 的构建，将课堂从一种具有权威性的教学文化转变为一种民主、平等 的课堂教学文化，使更多的学习者主动参与到这个过程中来，形成学 习者自我驱动、相互尊重和相互合作的学习氛围，而学生在这个过程 中逐步建立了自己归属于这个集体的感觉，即形成归属感较强的共同 体意识。 。赵健构建学习共同体 m 】上海：上海教育出版社，2 0 0 8 ：2 4 硕士学位论文 3 。3 分布式认知下的教师观 “师者，所以传道授业解惑也”。由此可见，从古至今教师在各 种各样的教育实践活动中发挥着举足轻重的作用。 对于传统的教师角色的定位，有一种比较具有代表性的说法：“在 创痛的课堂教学中，教师的指责主要定位在知识的输出和传递，就像 把知识从一个仓库搬到另一个仓库。”传统的教师角色定位主要是以 传授教材中的知识为己任，以学生掌握知识的多少为主要目的，体现 在教学上就是以机械记忆为主的“填鸭式”方法，强化在整个教学过 程中起主导作用，而且学生与所要学习的内容之间并没有直接必然的 联系，也就是说，学习者在进入学习活动之前，所要学习的内容就已 经安放在“那里”，那些老师眼里的好学生是按照“传授主义”方式 吸取知识的人，这种获取知识的方式的好坏是通过在后续的阶段考试 中所获得的分数高低来直接反映。在这种理念的指导下，教师理所当 然的成为知识的传播者、楷模和典范人物，而且在知识的数量上和总 量上相对于学生来说处于绝对的权威地位。在课堂上，教师也就很自 然地成为整个教学活动的控制者，学生只能按部就班地跟着教师的教 学节奏走。 随着多媒体网络技术的兴起并逐渐应用于教学领域，对教学过程 产生了重要的影响，网络教学环境也成为学校教育场所之一。在网络 环境中，教师之前所拥有权威地位必将得到极大的挑战，同时，教师 在网络环境中所担负角色定位与传统中的角色也会产生很大的冲突， 教师如果不能很好的实现这两种环境之间的角色转换，就不能很好地 网络信息时代的要求。此外，随着进一步教育信息化方面的变革逐渐 深入人心，教师角色中知识源泉的作用将部分由网络资源替代，即网 络媒介也可承担部分的教师角色。 在分布式认知理论看来，学习实际上就是一个分布式的认知系 。张天保新课程与课堂教学改革【m 】北京：人民教育出版社，2 0 0 3 ：2 5 8 1 8 基于分布式认知的教学设计模式研究 统，教师也只不过是其中的一个组成要素而已，而且这个要素只有在 和其它要素相互联系、相互作用时才能最大化的发挥其作用。因此， 在这个系统中，教师和学习者之间的地位是平等的。在获取知识以解 决问题的过程中，教师也不再是唯一的来源，教师最为重要的作用是 在学习者学习的过程中指导和帮助学习者逐步融入到共同体中，教师 不再是“统治者”，而是以学习者的合作者的身份出现，与学习者共 同探讨问题，分享自己的经验和体会，启发学习