陳 剛，蔡雪婷

(揚(yáng)州大學(xué) 教育技術(shù)系，江蘇 揚(yáng)州225002)

面向教育軟件的學(xué)習(xí)者中心設(shè)計(jì)方法*

陳 剛，蔡雪婷

(揚(yáng)州大學(xué) 教育技術(shù)系，江蘇 揚(yáng)州225002)

學(xué)習(xí)者中心設(shè)計(jì)是一種面向教育軟件的、特殊的用戶中心設(shè)計(jì)方法。該方法建立在學(xué)習(xí)科學(xué)，尤其是建構(gòu)主義基礎(chǔ)之上；旨在指導(dǎo)教育軟件的設(shè)計(jì)，以使之能夠更好地支持學(xué)習(xí)者完成學(xué)習(xí)任務(wù)。目前，學(xué)習(xí)者中心設(shè)計(jì)提出了支持知識(shí)整合、支持設(shè)計(jì)和學(xué)以致用三個(gè)方法框架。NoRIS作為學(xué)習(xí)者中心設(shè)計(jì)的一個(gè)典型案例，為我們提供了實(shí)踐參考。

教育軟件；學(xué)習(xí)科學(xué)；學(xué)習(xí)者中心設(shè)計(jì)

過去的20年間，隨著以個(gè)人電腦、手持電腦、無線網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)為代表的技術(shù)變革，信息技術(shù)再次顯現(xiàn)出了其改變教育的無窮潛力。對(duì)于信息技術(shù)如何支持學(xué)習(xí)，人們還在不斷的探索之中，隨著用戶中心設(shè)計(jì)不足之處的顯現(xiàn)，軟件設(shè)計(jì)人員開始逐步研究以學(xué)習(xí)者為中心的教育軟件設(shè)計(jì)方法。

一、學(xué)習(xí)者中心設(shè)計(jì)的概念

學(xué)習(xí)者中心設(shè)計(jì)（Learner-Centered Design，簡(jiǎn)稱LCD）由“用戶中心設(shè)計(jì)”（User-Centered Design，簡(jiǎn)稱 UCD）發(fā)展而來。所謂“用戶中心設(shè)計(jì)”，其基本假設(shè)是：軟件用戶熟知他們所從事的基本任務(wù)，他們所需要的是易于使用的技術(shù)來幫助他們完成這些任務(wù)。[1]因此，用戶中心設(shè)計(jì)者特別關(guān)注軟件的“可用性（usability）”問題。[2]也就是說，用戶中心設(shè)計(jì)將軟件服務(wù)的對(duì)象設(shè)定為工作用戶，而非學(xué)習(xí)者；關(guān)注的是技術(shù)如何提高人們的工作績(jī)效，而不是技術(shù)如何有效整合到教育情境中真正支持學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)。[3]顯然，在教育軟件中，學(xué)習(xí)者是最主要的用戶群體，而學(xué)習(xí)者和工作用戶有著明顯的差異。因此，用戶中心設(shè)計(jì)并不適用于教育軟件的設(shè)計(jì)過程。

1994年美國(guó)人Soloway最先提出了學(xué)習(xí)者中心設(shè)計(jì)的概念。[4]他首先從目標(biāo)、動(dòng)機(jī)和知識(shí)狀態(tài)三個(gè)方面對(duì)比分析了學(xué)習(xí)者與工作用戶的差異（參見表），進(jìn)而指出：不同于用戶中心設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)者中心設(shè)計(jì)是一種旨在支持學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)和掌握某個(gè)給定領(lǐng)域的知識(shí)技能，面向教育軟件的設(shè)計(jì)方法。學(xué)習(xí)者中心設(shè)計(jì)的基本假設(shè)是：學(xué)習(xí)者是與工作用戶不同的群體，是需要努力學(xué)習(xí)才能進(jìn)入到某些工作領(lǐng)域的新手。我們可以認(rèn)為，用戶中心設(shè)計(jì)是一種特殊類型的用戶中心設(shè)計(jì)。

表 工作用戶與學(xué)習(xí)者的差異

學(xué)習(xí)者中心設(shè)計(jì)聚焦于學(xué)習(xí)者如何利用軟件完成學(xué)習(xí)任務(wù)，理論基礎(chǔ)建立在學(xué)習(xí)科學(xué)，尤其是建構(gòu)主義之上。依據(jù)建構(gòu)主義觀點(diǎn)，學(xué)習(xí)者為中心設(shè)計(jì)必須從以下三個(gè)方面努力[5]：（1）要在學(xué)習(xí)過程中充分發(fā)揮學(xué)習(xí)者的主動(dòng)性，要能體現(xiàn)出學(xué)習(xí)者的首創(chuàng)精神；（2）要讓學(xué)習(xí)者有多種機(jī)會(huì)在不同的情境下去應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)；（3）要讓學(xué)習(xí)者能根據(jù)自身行動(dòng)的反饋信息來形成對(duì)客觀事物的認(rèn)識(shí)和解決實(shí)際問題的方案。所以，發(fā)揮首創(chuàng)精神、將知識(shí)“外化”和實(shí)現(xiàn)自我反饋可以說是學(xué)習(xí)者中心設(shè)計(jì)的三個(gè)基本訴求。

二、學(xué)習(xí)者中心設(shè)計(jì)的策略框架

用戶中心設(shè)計(jì)中的某些方法（如任務(wù)分析、情境設(shè)計(jì)等）在學(xué)習(xí)者中心設(shè)計(jì)中也可以變通使用。但更為重要的是，建構(gòu)主義為學(xué)習(xí)者中心設(shè)計(jì)提供了最為基礎(chǔ)的方法框架。研究者總結(jié)了現(xiàn)有研究，提出了學(xué)習(xí)者中心設(shè)計(jì)的三種方法框架[6]：

1．支持知識(shí)整合框架

該框架的形成來自于1995年Linn對(duì)她所主持的“知識(shí)整合環(huán)境（Knowledge Integration Environment）”項(xiàng)目設(shè)計(jì)方法的總結(jié)，重點(diǎn)是幫助學(xué)習(xí)者在現(xiàn)有理解的基礎(chǔ)上整合新的知識(shí)，它主要包括四個(gè)原則：

（1）使學(xué)習(xí)更易體驗(yàn)

教育軟件應(yīng)采用多種不同的認(rèn)知策略，用以激發(fā)學(xué)習(xí)者參與學(xué)習(xí)活動(dòng)的興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。不同的學(xué)習(xí)策略可以幫助學(xué)習(xí)者解決對(duì)于個(gè)人來說較有意義的問題，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為，幫助學(xué)習(xí)者在現(xiàn)有狀況下整合新的知識(shí)。

（2）使知識(shí)可視化

相對(duì)而言，專家知識(shí)比學(xué)習(xí)者知識(shí)更隱性化。所以該原則包括三個(gè)方面：隱性的專家知識(shí)顯性化、學(xué)習(xí)者知識(shí)顯性化和反思過程顯性化。認(rèn)知學(xué)徒策略即支持使專家知識(shí)顯性化。學(xué)習(xí)科學(xué)研究表明，學(xué)習(xí)者在反思過程中可以學(xué)到更多知識(shí)。

（3）幫助學(xué)習(xí)者互相學(xué)習(xí)

學(xué)習(xí)科學(xué)的研究表明，學(xué)習(xí)者與他人互動(dòng)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的學(xué)習(xí)效果。學(xué)習(xí)者中心設(shè)計(jì)應(yīng)該促進(jìn)學(xué)習(xí)者與他們的同齡人，教師和專家之間的互動(dòng)，并提供一個(gè)論壇，供學(xué)習(xí)者自由發(fā)表意見，表達(dá)思想?；?dòng)可以包括多種形式，如在線會(huì)議、論壇、數(shù)據(jù)庫(kù)等。

（4）促進(jìn)自主與終身學(xué)習(xí)

教育軟件應(yīng)當(dāng)建立一個(gè)學(xué)習(xí)者可以參與其中的解決問題的綜合環(huán)境，讓學(xué)習(xí)者取得學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)。學(xué)習(xí)者應(yīng)當(dāng)積極的參與到學(xué)習(xí)活動(dòng)中，如制定學(xué)習(xí)目標(biāo)，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)步驟，搜集學(xué)習(xí)資源，評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果等。這樣，學(xué)習(xí)者可以更自主地學(xué)習(xí)，因?yàn)槭菍W(xué)習(xí)者自己在從事知識(shí)建構(gòu)的工作。

2．支持設(shè)計(jì)框架

支持設(shè)計(jì)框架從如何幫助學(xué)習(xí)者在科學(xué)探究中解決所遇到的困難，來提煉學(xué)習(xí)者中心設(shè)計(jì)的指導(dǎo)方針和策略。該框架由Quintana根據(jù)學(xué)習(xí)科學(xué)的已有研究綜合而成，并將該框架的策略和原則從三個(gè)方面進(jìn)行了分組：

（1）意義形成

意義形成是學(xué)習(xí)活動(dòng)的終極目標(biāo)，伴隨著整個(gè)學(xué)習(xí)過程。例如，在科學(xué)探究學(xué)習(xí)時(shí)，意義形成要求學(xué)習(xí)者能夠理解和推理科學(xué)家們所使用的數(shù)據(jù)和其他觀察到的現(xiàn)象。此外，意義形成還涉及到對(duì)學(xué)科術(shù)語的理解，及在科學(xué)探究中所采取的策略方法。支持設(shè)計(jì)框架提出了三條原則，用以指導(dǎo)教育軟件的設(shè)計(jì)，從而支持學(xué)習(xí)者的意義形成過程：

1）幫助學(xué)習(xí)者組織知識(shí)結(jié)構(gòu)：設(shè)計(jì)者可以使用語言描述來聯(lián)結(jié)學(xué)習(xí)者的知識(shí)，以幫助學(xué)習(xí)者更好地組織自己對(duì)知識(shí)的理解。

2）提供認(rèn)知工具：設(shè)計(jì)人員可以圍繞學(xué)習(xí)者將要完成的任務(wù)，設(shè)計(jì)和組織相關(guān)的認(rèn)知工具，用以支持學(xué)習(xí)過程。

3）知識(shí)可視化：除了言語信息外，應(yīng)當(dāng)盡量為學(xué)習(xí)者提供關(guān)于知識(shí)的多種表征方法（如圖片、表格、圖形等），這樣可以幫助學(xué)習(xí)者以不同的形式去理解知識(shí)，促進(jìn)思考。

（2）過程管理

學(xué)習(xí)者需要參與、管理和規(guī)劃學(xué)習(xí)任務(wù)的進(jìn)程。教育軟件設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)關(guān)注為學(xué)習(xí)者搭建學(xué)習(xí)過程腳手架，尤其是當(dāng)學(xué)習(xí)任務(wù)比較復(fù)雜的時(shí)候。支持設(shè)計(jì)框架提出了三種用于過程管理的原則：

1）結(jié)構(gòu)化復(fù)雜任務(wù)：設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)幫助學(xué)習(xí)者將復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù)分解為一系列的子任務(wù)，設(shè)置清楚每一個(gè)子任務(wù)的界限；并且，通過配置不同的功能為每個(gè)子任務(wù)提供軟件中的活動(dòng)空間。這樣有助于學(xué)習(xí)者有序、有效地完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

2）提供任務(wù)指導(dǎo)：教育軟件應(yīng)該為學(xué)習(xí)者提供學(xué)習(xí)任務(wù)向?qū)K，以語言或圖形等形式提供任務(wù)指導(dǎo)，為學(xué)習(xí)者描述學(xué)習(xí)任務(wù)的特征和基本原理。

3）自動(dòng)處理無關(guān)緊要的細(xì)節(jié)：教育軟件應(yīng)當(dāng)能夠幫助學(xué)習(xí)者自動(dòng)處理無關(guān)緊要的工作，從而引導(dǎo)學(xué)習(xí)者將注意力集中于重要的學(xué)習(xí)任務(wù)。

（3）反思與表達(dá)

設(shè)計(jì)人員需要為那些沒有反思或根本不理解反思重要性的學(xué)習(xí)者設(shè)計(jì)反思與表達(dá)框架。具體來說，有兩條指導(dǎo)原則：

1）計(jì)劃與監(jiān)控學(xué)習(xí)過程：設(shè)計(jì)人員可以在軟件中加入特定的功能，以幫助學(xué)習(xí)者規(guī)劃和監(jiān)測(cè)學(xué)習(xí)過程。實(shí)驗(yàn)證明，在教育軟件中提供關(guān)于學(xué)習(xí)任務(wù)的計(jì)劃和監(jiān)控功能，不僅可以幫助學(xué)習(xí)者反思他們正在做的工作，而且還可不斷跟蹤其進(jìn)展情況，使他們能夠繼續(xù)富有成效地工作。[7]

2）支持學(xué)習(xí)者表達(dá)：教育軟件應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)習(xí)者表達(dá)他們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的觀點(diǎn)或想法，這有助于學(xué)習(xí)者的理解和反思。具體方法包括使用文字提示或相關(guān)的文本區(qū)域，提示學(xué)習(xí)者闡明要解決的問題和對(duì)問題的假設(shè)，或支持學(xué)習(xí)者相互之間進(jìn)行討論。

3．學(xué)以致用框架

學(xué)以致用框架建立在學(xué)習(xí)者通過目標(biāo)導(dǎo)向的行為構(gòu)建自己的知識(shí)框架的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)關(guān)注學(xué)習(xí)活動(dòng)以滿足特定的學(xué)習(xí)目標(biāo)，認(rèn)為應(yīng)當(dāng)從三個(gè)方面為學(xué)習(xí)者搭建腳手架：

（1）動(dòng)機(jī)

學(xué)以致用框架要求通過使學(xué)習(xí)者明確他們目前認(rèn)知的局限性來激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。這種方法可以幫助學(xué)習(xí)者看到為滿足目標(biāo)他們應(yīng)該掌握哪些知識(shí)，并明確應(yīng)該如何整合自己的新舊知識(shí)。

（2）知識(shí)建構(gòu)

學(xué)以致用框架指出，學(xué)習(xí)者可以通過直接經(jīng)驗(yàn)或通過與他人溝通建構(gòu)知識(shí)。因此，學(xué)習(xí)者必須接觸不同的觀點(diǎn)，和其他學(xué)習(xí)者討論，以努力學(xué)習(xí)知識(shí)并進(jìn)行內(nèi)化。

（3）知識(shí)提煉

學(xué)習(xí)者需要反思和應(yīng)用知識(shí)，以供學(xué)習(xí)者未來檢索和使用這些知識(shí)。學(xué)習(xí)者就必須能夠在不同的情況下運(yùn)用自己的知識(shí)，以加強(qiáng)對(duì)這些知識(shí)深度的歸納總結(jié)。

三、以學(xué)習(xí)者為中心的設(shè)計(jì)案例：NoRIS

NoRIS是美國(guó)密歇根大學(xué)核工程部門設(shè)計(jì)的一個(gè)支持科學(xué)探究的學(xué)習(xí)環(huán)境。NoRIS在情境、任務(wù)、工具和界面四個(gè)要素中均體現(xiàn)了學(xué)習(xí)者中心設(shè)計(jì)的眾多特性。

情境：NoRIS提供了一個(gè)平臺(tái)，讓學(xué)習(xí)者能夠像科學(xué)家一樣進(jìn)行科學(xué)探究。NoRIS減少了許多需要計(jì)算內(nèi)部數(shù)據(jù)的復(fù)雜性問題，更多地從社會(huì)文化角度出發(fā)，為學(xué)習(xí)者營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。學(xué)習(xí)者已經(jīng)使用NoRIS完成了多項(xiàng)科學(xué)探究任務(wù)，證明了是NoRIS使他們的探究過程變得更容易進(jìn)行?？梢钥闯?，NoRIS給學(xué)習(xí)者提供了一個(gè)可進(jìn)行科學(xué)計(jì)算和可控制探究過程的學(xué)習(xí)環(huán)境。

任務(wù)：因?yàn)檎莆蛰^少專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)者可能被一些雜亂的、細(xì)枝末節(jié)的知識(shí)或低水平的任務(wù)所阻礙，所以NoRIS將每個(gè)復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù)都分解為一系列的子任務(wù)，并且為這些子任務(wù)設(shè)計(jì)了各種支持功能。例如，在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)習(xí)者可能要重復(fù)查閱或編輯各種資料（如筆記、源代碼、數(shù)據(jù)文件等），但它使學(xué)習(xí)變得乏味且分散學(xué)習(xí)者的注意力。因此，NoRIS特別設(shè)計(jì)了資料管理功能，這樣學(xué)習(xí)者可以把更多的精力集中在科學(xué)探究上。事實(shí)證明，NoRIS任務(wù)分解的功能有助于減少學(xué)習(xí)任務(wù)的復(fù)雜性。

工具：為了給學(xué)習(xí)者營(yíng)造一個(gè)友好的科學(xué)探究的學(xué)習(xí)環(huán)境，NoRIS提供了各種支持工具以幫助學(xué)習(xí)者完成學(xué)習(xí)任務(wù)?，F(xiàn)在有很多軟件工具可用于科學(xué)探究，如計(jì)算工具（如編譯器軟件、數(shù)學(xué)軟件等），可視化工具等，NoRIS盡可能地集成現(xiàn)有的這些軟件工具，以減輕科學(xué)探究過程中不必要的認(rèn)知負(fù)擔(dān)。

界面：科學(xué)探究的復(fù)雜性之一就是必須學(xué)會(huì)不同的軟件支持工具。在教育軟件中，即使提供了所需的工具，但如果沒有一個(gè)友好的軟件界面，學(xué)習(xí)者仍然無法使用這些工具。因此，NoRIS為所有不同種類的工具提供了一個(gè)簡(jiǎn)單且一致的界面，學(xué)習(xí)者可以通過系統(tǒng)提供的按鈕和菜單輕松的訪問每一個(gè)工具。例如，工作區(qū)工具提供了建立和分析數(shù)值條理案例時(shí)所需要的按鈕和菜單訪問的工具。規(guī)劃區(qū)工具允許多個(gè)學(xué)習(xí)者在同一個(gè)圖形窗口中同時(shí)編輯數(shù)據(jù)文件。

總之，NoRIS遵循了學(xué)習(xí)者中心的設(shè)計(jì)方法。用戶的使用表明，NoRIS確實(shí)能夠很好地支持學(xué)習(xí)者完成科學(xué)探究的學(xué)習(xí)任務(wù)。

四、結(jié)束語

教育軟件是為了支持學(xué)習(xí)者更好地完成學(xué)習(xí)任務(wù)。因此，教育軟件的設(shè)計(jì)重心應(yīng)從傳統(tǒng)的“用戶中心”轉(zhuǎn)向“學(xué)習(xí)者中心”，并需要超越“技術(shù)”本身，將技術(shù)設(shè)計(jì)的考慮要素?cái)U(kuò)展到包括學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)的社會(huì)結(jié)構(gòu)等組成的更廣闊的學(xué)習(xí)技術(shù)革新系統(tǒng)中。而這正是學(xué)習(xí)者中心設(shè)計(jì)的目標(biāo)所在。

[1]許為.以用戶為中心設(shè)計(jì):人機(jī)工效學(xué)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[J].人類工效學(xué),2003(4):8-12.

[2]顧小清,顧鳳佳.微型移動(dòng)學(xué)習(xí)的可用性設(shè)計(jì)[J].電化教育研究,2010(2):52-57.

[3]楊南昌,劉曉艷.學(xué)習(xí)者中心的技術(shù)設(shè)計(jì):理念、方法與案例[J].遠(yuǎn)程教育雜志,2008(6):14-19.

[4]Soloway,E.,Guzdial,M.,&Hay,K.H.Learner-Centered Design:The Challenge for HCI in the 21st Century[J].Interactions.1994(1):36-48.

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[6]Quintana,C.,Shin,N.,Norris,C.,&Soloway,E(2006)..Learner-centered design:Reflections on the past and directions for the future[M].In K.Sawyer(Eds.),Cambridge handbook of the learning sciences.New York:Cambridge University Press,2006:119-134.

[7]BARBARAL.MCCOMBS,DONNAVAKILI.ALearner-Centered Framework for E-Learning[J].Teachers College Record.2005(8):1582-1600.

（編輯：隗爽）

G632

A

1673-8454（2010）23-0063-03

*本文得到教育部人文社科規(guī)劃基金項(xiàng)目（09YJA880119）“學(xué)習(xí)科學(xué)視域下的問題解決學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)研究”資助。