趙國慶　張丹慧　陳錢錢

摘要：過去30多年的學(xué)習(xí)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，知識告知型教學(xué)的效果非常不理想。意義學(xué)習(xí)等體現(xiàn)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的主流學(xué)習(xí)理論都認為，學(xué)生已有的想法（知識）應(yīng)該成為他們學(xué)習(xí)新知識時的首要資源。知識整合教學(xué)理論是馬西婭·C·林教授基于科學(xué)教育與計算機教育研究中發(fā)現(xiàn)的共性問題發(fā)展出來的一套教學(xué)理論，其核心目標是幫助學(xué)習(xí)者形成連貫性的科學(xué)理解。知識整合教學(xué)理論認為，與主要聚焦于新想法相比，尊重學(xué)習(xí)者的已有想法并將新舊想法進行對比，學(xué)習(xí)者能夠取得更大的成功。知識整合教學(xué)正是通過誘出想法、添加想法、辨分想法、反思和整理想法等環(huán)節(jié)將學(xué)習(xí)者碎片化的知識轉(zhuǎn)化為連貫性想法的過程。實施與評價知識整合教學(xué)理論時，要按照讓科學(xué)觸手可及、讓思維看得見、幫助學(xué)生向他人學(xué)習(xí)和促進學(xué)習(xí)自主四大核心原則，關(guān)注學(xué)生是否形成了連貫的科學(xué)理解，以及能否應(yīng)用證據(jù)在不同的想法間建立連接。

關(guān)鍵詞：馬西婭?C?林；知識整合教學(xué)理論；連貫性理解；科學(xué)教育；技術(shù)增強學(xué)習(xí)

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1009-5195（2018）01-0003-13 doi10.3969/j.issn.1009-5195.2018.01.001

編者按：馬西婭·C·林（Marcia C. Linn）是國際科學(xué)教育領(lǐng)域的著名學(xué)者，現(xiàn)任美國加州大學(xué)伯克利分校教育學(xué)院教授，技術(shù)增強的科學(xué)學(xué)習(xí)中心（Technology Enhanced Learning in Science，簡稱TELS）主任。她系統(tǒng)提出了知識整合教學(xué)理論，并在知識整合教學(xué)理論的指導(dǎo)下，研發(fā)出WISE科學(xué)探究學(xué)習(xí)平臺和大量體現(xiàn)探究式學(xué)習(xí)特色的科學(xué)探究項目。林教授團隊的學(xué)術(shù)成果頗豐，在《科學(xué)（Science）》《科學(xué)研究雜志（Journal of Research in Science） 》《學(xué)習(xí)科學(xué)雜志（Journal of the Learning Science）》等頂級雜志或?qū)W術(shù)會議發(fā)表論文300余篇。她主持開發(fā)的WISE科學(xué)探究平臺吸引了來自全球超過15000名科學(xué)教師、研究者和課程開發(fā)人員，超過25萬名中、小學(xué)生通過在線方式體驗了科學(xué)探究活動。

馬西婭·C·林于1965年在斯坦福大學(xué)獲得心理與統(tǒng)計學(xué)學(xué)士學(xué)位，1967年和1970年在斯坦福大學(xué)分別獲得教育心理學(xué)碩士和博士學(xué)位。博士期間師從著名統(tǒng)計學(xué)家克隆巴赫（Lee J. Cronbach）和著名心理學(xué)家希爾加德（Ernest R. Hilgard），1967-1968年到瑞士日內(nèi)瓦訪學(xué)一年，師從著名教育心理學(xué)家皮亞杰（Jean Piaget）。林于1996年入選美國科學(xué)促進會理事會（American Association for the Advancement of Science， Board of Directors），2003年入選國際學(xué)習(xí)科學(xué)學(xué)會理事會，2005年當選美國科學(xué)促進會教育分會主席（Chair of the Section on Education），2007年當選國際學(xué)習(xí)科學(xué)學(xué)會主席（President of International Society of the Learning Sciences），同年入選美國教育科學(xué)院院士（Member of the National Academy of Education）。

林是國際科學(xué)教育領(lǐng)域的著名學(xué)者，在學(xué)習(xí)科學(xué)領(lǐng)域，特別是在技術(shù)增強的科學(xué)學(xué)習(xí)領(lǐng)域有杰出貢獻。她的重要貢獻有：系統(tǒng)提出了知識整合教學(xué)理論，并在知識整合教學(xué)理論的指導(dǎo)下，研發(fā)出WISE科學(xué)探究學(xué)習(xí)平臺和大量體現(xiàn)探究式學(xué)習(xí)特色的科學(xué)探究項目。林教授團隊學(xué)術(shù)成果頗豐，在《科學(xué)（Science）》《科學(xué)研究雜志（Journal of Research in Science） 》《學(xué)習(xí)科學(xué)雜志（Journal of the Learning Science）》等頂級雜志或?qū)W術(shù)會議發(fā)表論文300余篇，代表性著作包括：《計算機、教師和同伴——科學(xué)學(xué)習(xí)的伙伴（Computers， Teachers， Peers： Science Learning Partners）》（2000年）、《科學(xué)教育的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境（Internet Environments for Science Education）》（2004年）、《設(shè)計連貫的科學(xué)教育（Designing Coherent Science Education）》（2008年）、《學(xué)科學(xué)和教科學(xué)：利用技術(shù)促進知識整合（Science Teaching and Learning：Taking Advantage of Technology to Promote Knowledge Integration）》（2011年）。林教授團隊不僅在教育理論研究上成果頗豐，在教育實踐領(lǐng)域也有著強大的影響力。她主持開發(fā)的WISE科學(xué)探究平臺吸引了來自全球超過15000名科學(xué)教師、研究者和課程開發(fā)人員，超過25萬名中、小學(xué)生通過在線方式體驗了科學(xué)探究活動（Linn et al.，2010）。如今，以WISE為核心的科學(xué)探究學(xué)習(xí)研究與實踐共同體已經(jīng)形成。研究團隊的這些成果不僅在科學(xué)教育領(lǐng)域，還在學(xué)習(xí)科學(xué)和教育技術(shù)等領(lǐng)域產(chǎn)生了重要影響。

一、 知識整合教學(xué)理論誕生的歷史背景

訪談?wù)撸鹤鹁吹牧纸淌?，您好！非常榮幸能有機會采訪您。從您的簡歷來看，您在本科階段修讀的是心理與統(tǒng)計學(xué)，碩士和博士階段修讀的是教育心理學(xué)，但您的研究工作大都聚焦在科學(xué)教育領(lǐng)域，更確切地說是技術(shù)增強的科學(xué)學(xué)習(xí)領(lǐng)域。請問您為何選擇科學(xué)教育作為您的研究領(lǐng)域呢？這與您的個人成長或?qū)W習(xí)經(jīng)歷有關(guān)系嗎？

馬西婭·C·林教授：選擇科學(xué)教育這一研究領(lǐng)域?qū)ξ襾碚f是一條自然而然的路。我對科學(xué)學(xué)習(xí)的濃厚興趣源自于我出生在一個熱衷科學(xué)學(xué)習(xí)的家庭，這也使得我成為了一名終身的科學(xué)學(xué)習(xí)者。

我是家中的長女，我的父親（George Cyrog）堅信每個人都可以學(xué)習(xí)科學(xué)和工程的方方面面，而且他本人就是這一信念的踐行者。他對科學(xué)學(xué)習(xí)的熱愛無處不在。他收集巖石和礦石，在西南地區(qū)的沙漠中勘探以尋找木化石（Petrified Wood）或綠瑪瑙（Green Agate），他還把我們收集到的材料加工成寶石并制作成珠寶。我們?nèi)叶ㄆ谌ッ绹鞑康纳衬占瘞r石和礦石并勘探新的地點。我跟父親走在旱溪上，尋找著瑪瑙、黃金（我時刻期待著能找到）、木化石或黑曜石（Obsidian）存在的蛛絲馬跡。我常常能夠準確地識別這些標志并找到我要收集的巖石。幸運的是，我的父親非常愿意收集那些我認為有趣的東西。我學(xué)會了如何切割一些石頭并把他們做成寶石或書鎮(zhèn)。在這個過程中，我學(xué)會了維修損壞的東西，理解了機器工作的原理以及如何在花園里種植植物。這些經(jīng)歷讓我相信自己能夠隨時學(xué)習(xí)新的科學(xué)知識（Linn，2000）。

父親激發(fā)了我對科學(xué)本身的濃厚興趣，母親則幫助我成為終身的閱讀愛好者。我的母親（Frances Cyrog）是一名小學(xué)校長。在從小學(xué)教師成長為校長的過程中，她在個別化閱讀教學(xué)方面形成了自己的哲學(xué)。另外，母親還幫我形成了我對學(xué)習(xí)和教學(xué)的信念。在我什么都不懂的時候，她就開始熱情洋溢地給我讀書。在我高中生病的時候，她常常坐在我的床邊給我讀我最喜歡的小說。她認為讓學(xué)生自己選擇要讀的書非常重要，老師應(yīng)該給學(xué)生提供必要的幫助。母親甚至精細地計算出學(xué)生在選擇他們能夠理解的書以及理解他們當時并不能立即理解的內(nèi)容時需要老師多大程度的幫助（Linn，2000）。

非常慶幸，我有這么偉大的“學(xué)習(xí)伙伴”。我的父親是一個偉大的引領(lǐng)者和導(dǎo)師，他堅信我能學(xué)習(xí)任何知識，并鼓勵我去探索而非直接告訴我答案。他為我提供探索巖石和礦石、勘探旱溪時需要的必要工具，如鎬、收納包和地圖。母親則激發(fā)了我對書籍的熱愛，培養(yǎng)了我對所讀書籍和所經(jīng)歷的事情進行反思的品質(zhì)。在后來的生活中，我的孩子們也讓我懂得學(xué)習(xí)者在求知的過程中需要采用不同的方法和途徑?；仡櫷?，我認為，我在學(xué)習(xí)礦石、修理舊機器以及幫助孩子們學(xué)習(xí)閱讀等方面的經(jīng)歷為我在多個領(lǐng)域中建構(gòu)新的理解打下了堅實的基礎(chǔ)。這些經(jīng)歷也讓我相信，學(xué)生可以學(xué)習(xí)新的復(fù)雜知識，只要這些知識和他們的生活密切相關(guān)，并在學(xué)習(xí)過程中得到合適的支撐和指導(dǎo)（Linn， 2000）。

訪談?wù)撸耗慕?jīng)歷正是“父母是孩子最好的老師”這句話的最佳印證！可以看得出，正是您的父母激發(fā)了您對科學(xué)和學(xué)習(xí)研究的強烈興趣，并最終走上了科學(xué)教育的研究道路。但我依然好奇的是，又是什么原因讓您選擇了從計算機或技術(shù)的視角來研究科學(xué)學(xué)習(xí)的呢？

馬西婭·C·林教授：在我開始科學(xué)教育與計算機的相關(guān)研究之前，早期在計算機編程教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)以及課程變革上的研究深深地影響了我。選擇從技術(shù)增強學(xué)習(xí)的角度來做科學(xué)學(xué)習(xí)研究的主要原因有兩個：一是20世紀70年代初到80年代中期我在勞倫斯科技館（Larence Hall of Science）的工作經(jīng)歷，二是90年代在計算機編程教學(xué)方面的研究經(jīng)歷（Linn， 2000）。

從20世紀70年代初到80年代中期，我在勞倫斯科技館工作。我在那里親身體驗了如何基于學(xué)生自身想法來設(shè)計課程以幫助他們重構(gòu)知識。在勞倫斯科技館和卡普拉斯（Bob Karplus）的緊密合作中，我看到了創(chuàng)造性的課程觀是如何被運用到科學(xué)學(xué)習(xí)項目當中的。這種運用使原本枯燥的科學(xué)課程變得引人入勝，改變了學(xué)生對科學(xué)的看法并讓學(xué)生對科學(xué)知識形成了深刻的理解?？ㄆ绽故且晃粚πW(xué)科學(xué)教育有著濃厚興趣的物理學(xué)家。他在勞倫斯科技館開展了一項長達10年的“科學(xué)課程提升研究（Science Curriculum Improvement Study）”。在我去勞倫斯科技館之前，研究正處于最后的試驗和改進階段。我的任務(wù)是為特定人群（包括聾人學(xué)生和盲人學(xué)生）定制課程材料，并設(shè)計能夠幫助教師發(fā)掘?qū)W生已有想法的課堂評價體系?？ㄆ绽褂幸惶淄晟频恼n程開發(fā)和課程材料提煉程序：（1）研究小組通過頭腦風(fēng)暴產(chǎn)生想法；（2）小組成員（都曾做過教師）在各種各樣的情境中試驗這些想法；（3）通過訪談學(xué)生了解他們的理解水平并獲取他們的反饋；（4）研究組再次會面，討論課程材料取得了多大的成功以及下一步如何改進；（5）再次測試修改后的材料，形成最終版本（Linn， 2000）。隨著“科學(xué)課程提升研究”在越來越多的學(xué)校中開展，成本也逐漸降低。盡管在后來的商業(yè)化過程中遇到了困難，但那不是因為學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)方面失敗了，而是因為在全美小學(xué)中使用復(fù)雜材料進行科學(xué)課程教學(xué)是極為困難的。盡管如此，“科學(xué)課程提升研究”的很多創(chuàng)造性活動被進一步提煉、修改和應(yīng)用到更多的新項目中，卡普拉斯開辟的活動設(shè)計流程被很多其他項目采用。實際上，我們的“計算機作為學(xué)習(xí)伙伴”（Computer as Learning Partner，簡稱CLP）項目的課程設(shè)計就深受卡普拉斯的啟發(fā)。

在開始CLP項目之前的1983年，我正在進行一個美國國家教育學(xué)院（National Institute of Education）項目的總結(jié)收尾工作。那個項目研究使用聚焦于計算機編程教學(xué)的教學(xué)技術(shù)對學(xué)生認知的影響。我在總結(jié)時發(fā)現(xiàn)，當時的教學(xué)模型和實踐并沒有充分挖掘計算機這一新興工具的潛力。為了開展計算機編程教學(xué)研究，我和計算機科學(xué)家、認知研究者、本科生、中小學(xué)程序課教師、學(xué)習(xí)編程的中小學(xué)學(xué)生等建立了伙伴關(guān)系。在當時，每個人都是編程教學(xué)方面的新手，所有人都渴望找到更好的解決方案。這種伙伴關(guān)系的好處顯而易見。例如，一些中小學(xué)教師設(shè)計出的教學(xué)技術(shù)也很適用于大學(xué)的教學(xué)，大學(xué)教師也極好地實施了這些創(chuàng)造性想法。作為一個模型，伙伴式的課程開發(fā)方法顯得非常有前途（Linn， 2000）。

作為編程教學(xué)研究的一部分，我也非常關(guān)注科學(xué)課程的材料，特別是那些為中學(xué)生開發(fā)的科學(xué)課程材料。我發(fā)現(xiàn)中學(xué)里使用的科學(xué)課程材料和我上大學(xué)時的大學(xué)課本差不多，難度和復(fù)雜性都非常高（例如，中學(xué)教材里關(guān)于熱和溫度的章節(jié)非常難以理解），為此我感到非常沮喪。教師和學(xué)生都不是科學(xué)家，我想知道他們在使用這些材料時會遇到哪些困難。所以，我想開發(fā)一門可以讓更廣泛的學(xué)生群體使用的課程。基于編程教學(xué)研究的經(jīng)驗，我知道我需要和科學(xué)家、任課教師以及技術(shù)人員組建一個團隊，這個團隊中的每個人都要做出一些重要的貢獻。對計算機技術(shù)的強烈興趣驅(qū)使著我去尋找相關(guān)的技術(shù)。同時，我們也需要和學(xué)生合作，清晰理解他們的真實想法。只有這樣我們才不會因自身對要講授的知識越來越熟練而變得自滿（Linn， 2000）。

訪談?wù)撸涸谀闹T多著述中，知識整合可以說是出現(xiàn)頻率最高的詞了。根據(jù)我的理解，知識整合應(yīng)該是您開展科學(xué)教育研究的最重要的理論基礎(chǔ)。在中國，大多數(shù)學(xué)者對知識整合教學(xué)理論都還不太了解。您能對知識整合教學(xué)理論做個簡要介紹嗎？

馬西婭·C·林教授：過去30多年的學(xué)習(xí)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，知識告知（Knowledge Telling）型教學(xué)的效果非常不理想。在這種教學(xué)中，學(xué)生遭遇的是來自教材和課堂的一連串信息的轟炸。這些信息顯然與他們的已有想法相距甚遠，最終的結(jié)果是大多數(shù)人都把它們遺忘了（Vygotsky，1977；Bransford et al.，2000）。實際上，每個學(xué)生都不是一張白紙，他們都是帶著自身的想法來到課堂的，這些想法源自于他們的大量經(jīng)驗以及日常的學(xué)習(xí)和思考。意義學(xué)習(xí)等體現(xiàn)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的主流學(xué)習(xí)理論都認為，學(xué)生已有的想法（知識）應(yīng)該成為他們學(xué)習(xí)新知識時的首要資源（Ausubel & Fitzgerald，1961）。

知識整合教學(xué)理論可用于指導(dǎo)學(xué)習(xí)和教學(xué)，知識整合型教學(xué)旨在提升學(xué)生科學(xué)理解的連貫性和精確性（Coherence and Accuracy of Scientific Understanding）。每個人都渴望去理解與自身密切相關(guān)的科學(xué)難題（Dilemmas），如：如何做出節(jié)能的選擇，如何選擇符合自身需要的保健方案等。知識整合式教學(xué)充分利用每個人的這種渴望，以及每個人收集和解釋與科學(xué)現(xiàn)象有關(guān)的證據(jù)的能力。知識整合教學(xué)理論認為，學(xué)習(xí)者在個體經(jīng)驗、觀察自然世界、文化信仰、社會情境和教學(xué)的基礎(chǔ)上構(gòu)建了一組不連貫的、碎片化的想法，知識整合教學(xué)正是通過誘出已有想法（Elicit Ideas）、增加新想法（Add Ideas）、辨分想法（Distinguish Ideas）、反思和整理想法（Reflect and Sort out Ideas）等環(huán)節(jié)將這些碎片化的想法轉(zhuǎn)化為連貫性想法的過程（Linn，2012）。

利用學(xué)生的已有想法是知識整合型教學(xué)的最本質(zhì)特征（Slotta & Linn，2009）。與知識告知型教學(xué)形成鮮明對比的是，知識整合型教學(xué)尊重和鼓勵學(xué)生的已有想法，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)他們知識間的空隙（Gap），支持學(xué)生使用新想法去解決復(fù)雜問題。通過尊重學(xué)生帶入課堂的各式各樣的想法，并將其置入教學(xué)的中心位置，我們可以確保學(xué)生能夠形成對任何學(xué)習(xí)材料的連貫性理解（Clark & Sampson， 2008）。使用知識整合型教學(xué)，而非提供被動吸收的信息，學(xué)生可以成為學(xué)習(xí)的主人，主導(dǎo)他們自身的學(xué)習(xí)。

訪談?wù)撸赫垎柲鞘裁磿r候提出知識整合教學(xué)理論的？又是什么因素促使您建構(gòu)這一理論呢？

馬西婭·C·林教授：知識整合框架（Knowledge Integration Framework）是在20世紀80年代應(yīng)運而生的（Linn，1995）。當時我正在研究學(xué)生如何學(xué)習(xí)計算機科學(xué)，同時也在研究學(xué)生如何學(xué)習(xí)熱動力學(xué)（Thermodynamics）領(lǐng)域的科學(xué)概念（Bell et al.，2016）。通過比較和對比這兩種情境中的成功教學(xué)方案，我發(fā)現(xiàn)了一些共性的東西，這直接促使了知識整合框架的誕生。在這兩個領(lǐng)域的學(xué)習(xí)中，我都發(fā)現(xiàn)當鼓勵學(xué)生尊重他們自己的已有想法并將新舊想法進行比較時，學(xué)生會比主要聚焦于新想法時取得更大的成功（Songer & Linn，1991）。此外，在努力加工（Grapple with）那些與已有想法相關(guān)聯(lián)的新想法時，學(xué)生學(xué)習(xí)效果要遠遠好于加工那些抽象的想法，即使這些抽象想法更為精確和完整。例如，在講授熱動力學(xué)時，使用熱量流模型會比使用分子動力學(xué)模型讓中學(xué)生①取得更大的進步。類似地，在計算機科學(xué)領(lǐng)域，用類比的方法（譬如迷宮中的“一直往右搜索”算法）來解釋遞歸也要比聚焦于基礎(chǔ)案例和重復(fù)相同規(guī)則更為有效。知識整合型教學(xué)通過這樣的方式讓學(xué)生參與到辨分新舊想法中，這個過程依賴于新想法的呈現(xiàn)方式。2011年，我們對知識整合方面的研究進行了綜合整理，描述了知識整合的指導(dǎo)原則，出版了《學(xué)科學(xué)和教科學(xué)：利用技術(shù)促進知識整合》一書（Linn & Eylon，2011）。該書中文版也已于2016年出版。

我們將知識整合描述為“學(xué)習(xí)者基于對科學(xué)現(xiàn)象持有的眾多不完整、相互沖突和混淆的想法建構(gòu)和整理知識時遵循的過程”（Linn & Eylon，2011）。人們常常認為學(xué)生會全盤吸收課堂或教材中呈現(xiàn)的精確信息并拋棄他們的已有想法，但這種方法幾乎從未成功過（King，1992）。學(xué)生通常在觀察和會話交談中發(fā)展自身的想法，但這個過程會持續(xù)很長一段時間。例如，基于經(jīng)驗，學(xué)生通常認為“運動的物體會慢慢停下來”。在科學(xué)課上，學(xué)生會被告知運動的物體會永遠保持運動狀態(tài)，他們又會總結(jié)出“運動的物體在科學(xué)課上會永遠運動下去，但在操場上會停下來”這一錯誤結(jié)論。積極的學(xué)生會記住這些新信息以應(yīng)對下一次考試，但更多的學(xué)生不會這么做，絕大多數(shù)學(xué)生甚至在課程一結(jié)束就忘記了這些知識，很多物理課程教學(xué)研究都報告了這一點（Bell et al.，2016）。知識整合框架利用學(xué)生在某一科學(xué)主題上產(chǎn)生的各種想法，鼓勵他們使用新的證據(jù)去讓他們的想法更連貫。

訪談?wù)撸耗?jīng)到瑞士日內(nèi)瓦訪學(xué)一年，師從20世紀最偉大的教育心理學(xué)家皮亞杰先生。請問皮亞杰的學(xué)術(shù)思想都給您帶來了哪些影響？知識整合教學(xué)理論與皮亞杰的認知發(fā)展理論都有哪些聯(lián)系呢？

馬西婭·C·林教授：1967-1968年，我有幸到瑞士日內(nèi)瓦的盧梭研究所（Institute Jean Jacques Rousseau）訪學(xué)，從而獲得了與皮亞杰以及其他研究者們共事的機會。在與皮亞杰共事的過程中，我收獲了觀察學(xué)生學(xué)習(xí)的全新視角，這與我終身的科學(xué)學(xué)習(xí)者身份產(chǎn)生了共鳴。在那里，我把大量的時間花在學(xué)習(xí)皮亞杰的臨床訪談法并去學(xué)校訪談學(xué)生。這些訪談與1967-1984年間我自己研究中的訪談一起構(gòu)成了知識整合教學(xué)理論的重要基礎(chǔ)。在日內(nèi)瓦，聆聽研究者們?nèi)绾翁讲閷W(xué)生想法（Probe StudentsIdeas）的過程激發(fā)了我想要近距離傾聽學(xué)生帶到學(xué)習(xí)場景中的已有想法的興趣。我認識到學(xué)生對科學(xué)主題有著各式各樣的想法，這些想法往往還有著很好的關(guān)聯(lián)性（Linn，2000）。

我的研究涉及到對大量學(xué)生的訪談，訪談的問題要比皮亞杰的研究更為豐富，不僅更加貼近實際，也與學(xué)生本人更為密切。我注意到，學(xué)生在想法間建構(gòu)連接時用到的情境似乎要比皮亞杰想象的單調(diào)得多。他們對一個主題（如光）可能有4～5個想法，每個想法都和一個不同的情境相聯(lián)系（如墨鏡、影劇院的燈光或望遠鏡）。我看到了學(xué)生獲取這些聯(lián)系的價值，但我也認識到他們需要幫助才能更好地整合和組織這些想法。例如，讓學(xué)生帶著一系列關(guān)于熱和溫度的想法來到課堂，他們可能認為，既然金屬摸起來比木頭涼，那么金屬就能更好地讓物體保持低溫，因為金屬能夠傳遞寒冷。在不同的教學(xué)方法中，這個想法可能被當作知識建構(gòu)的基礎(chǔ)，也可能會成為冷嘲熱諷的對象。教學(xué)能夠幫助學(xué)生學(xué)會辨分物體給人的感覺（“它摸起來很冷”）和物體本身的隔熱性能（“它能保持低溫”）。

在研究的基礎(chǔ)上，皮亞杰總結(jié)出：在用一種抽象或形式化的方式形成理解之前，學(xué)生要先用某種具體方式形成結(jié)構(gòu)良好且深刻的理解（A Well Integrated，Robust Understanding）。皮亞杰力圖去證明這是一個普遍現(xiàn)象，甚至還指出這一現(xiàn)象可能發(fā)生于某個特定年齡階段（Piaget，1930）。我對皮亞杰的觀點進行了拓展，目的是在各式各樣想法的基礎(chǔ)上建構(gòu)和辨分想法，從而幫助學(xué)生發(fā)展出更為穩(wěn)固和連貫的想法。同樣，其他研究者也從皮亞杰的觀點出發(fā)開展各自的研究，有些研究者尋求識別出學(xué)生誤解的種類，如認為金屬幫助保冷的錯誤想法；還有些研究者尋求從學(xué)生的想法庫中消除這些錯誤的想法（Reiner et al.，2000）。通過研究觀察以及和學(xué)生的討論，我認為更為有效的方法是鼓勵學(xué)生在已有想法的基礎(chǔ)上拓展想法，讓他們生成更廣闊、更連貫的情境。教師可以用這種方法催生（Promote）預(yù)測性想法和有價值的想法。

在日內(nèi)瓦以及在美國對學(xué)生進行的訪談讓我確信，鼓勵學(xué)生就任何給定主題中的眾多不同想法進行探究都是非常有益的。這種探究能夠幫助他們整合和重構(gòu)這些想法，使得他們可以對這些問題形成連貫、綜合的想法。支持這種建立猜想、獲得新想法和重構(gòu)想法的過程正是“計算機作為學(xué)習(xí)伙伴”項目的目標。

二、 知識整合教學(xué)理論的實施與評價

訪談?wù)撸涸谀闹髦校岢隽酥R整合的四大原則：讓科學(xué)觸手可及（Making Science Accessible），讓思維看得見（Making Thinking Visible），幫助學(xué)生向他人學(xué)習(xí)（Helping Students to Learn From Others）和促進學(xué)習(xí)自主（Promoting Autonomy）。請您給我們簡要說說這四大原則的具體涵義。

馬西婭·C·林教授：我們從CLP項目和計算機科學(xué)課程中確定了有效教學(xué)材料的共同要素，進一步整理形成知識整合的四大原則?！白尶茖W(xué)觸手可及”就是使科學(xué)通俗易懂。這一原則基于我們對學(xué)生帶入課堂的已有想法庫的研究，要求通過給學(xué)生介紹更為豐富的、相關(guān)的、熟悉的場景來拓寬學(xué)生的科學(xué)視野。為了實現(xiàn)這一原則，教師需要對科學(xué)課程內(nèi)容進行設(shè)計，包括選定教學(xué)內(nèi)容的范圍、分析視角（宏觀或微觀）、范例等，并考慮課程資料與先前教學(xué)以及學(xué)生已有想法之間的聯(lián)系（Linn et al.，2010）。把教學(xué)材料嵌入到學(xué)生熟悉的場景是實現(xiàn)這一目標的有效手段?！白尶茖W(xué)觸手可及”的原則從多方面引導(dǎo)我們的課程開發(fā)：一是引導(dǎo)我們設(shè)計出連接科學(xué)原則和相關(guān)科學(xué)問題的探究活動；二是提醒學(xué)生用科學(xué)原則去解釋他們遇到的科學(xué)問題；三是給學(xué)生提供理解科學(xué)探究過程的機會（Linn，2012）?！白尶茖W(xué)觸手可及”的原則可以貫穿整個探究過程，包括讓學(xué)生做出預(yù)測，開展一個簡單實驗，基于預(yù)測解釋實驗結(jié)果等。

“讓思維看得見”是指在課堂中任何可能的地方實現(xiàn)思維的可視化。學(xué)生思維的可視化是讓教師看到學(xué)生的想法。在傳統(tǒng)課堂中，學(xué)生只在家庭作業(yè)或考試中可視化他們的想法，在課堂上這么做的機會并不多；技術(shù)增強的學(xué)習(xí)環(huán)境為學(xué)生思維的可視化提供了更多機會和多樣化的方式。同時，思維可視化也幫助學(xué)生更好地理解他們自己的想法并加以反思。促進學(xué)生思維可視化的方法有：對研究結(jié)果進行預(yù)測、對研究寫反思論文、記日記、使用在線討論區(qū)等。另一種重要的思維可視化的方法是通過使用模擬仿真、虛擬實驗、交互可視化技術(shù)讓科學(xué)現(xiàn)象可視化。有些可視化可能是令人困惑的或者容易誤導(dǎo)別人的。但WISE和CLP中使用的可視化取得了成功，主要是由于可視化允許學(xué)生分析控制的試驗，幫助學(xué)生建立起與熟悉場景之間的聯(lián)系，允許學(xué)生對研究結(jié)果進行敘述?？梢暬褜W(xué)生的注意力指向關(guān)鍵和實質(zhì)的信息（Linn et al.， 2010）。

“幫助學(xué)生向他人學(xué)習(xí)”指要讓學(xué)生之間相互學(xué)習(xí)。學(xué)生在與同伴進行討論交流的過程中可以拓展自己的想法，為科學(xué)現(xiàn)象提供來自不同角度的、更加全面的例子，從而加深對復(fù)雜科學(xué)知識的理解。傳統(tǒng)課堂上，有很多鼓勵學(xué)生之間進行交互的活動，但能促進相互學(xué)習(xí)的并不多。課堂討論總是遵循著一個陳舊的模式，一部分學(xué)生已經(jīng)知曉老師問題的答案，另一部分學(xué)生卻跟不上討論從而無法受益。在這種常規(guī)的課堂討論中，學(xué)生和同伴間的信息交換很少，那些持有不規(guī)范想法的同學(xué)也難有機會建立起他們想法之間的聯(lián)系。為了促進同伴學(xué)習(xí)，我們組織學(xué)生開展調(diào)查，進行在線討論，他們可以通過考慮同伴的想法而拓展自身的想法庫，進而通過建立一定的標準辨分出好的想法。

“促進學(xué)習(xí)自主”即培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)科學(xué)的意識，掌握自主學(xué)習(xí)的能力，使他們在遇到新的科學(xué)工程問題時能夠根據(jù)已有知識和經(jīng)驗做出響應(yīng)并解決問題。為了實現(xiàn)這條原則，應(yīng)該設(shè)計能夠促進學(xué)生自主地整合和評估自己觀點的教學(xué)活動，促進學(xué)生的自我反思。自我反思不僅可以培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)主題的連貫理解，還可以鍛煉學(xué)生對科學(xué)的自主推理能力。WISE項目通過探究地圖、提示、線索和數(shù)據(jù)分析工具等來支持學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。其中探究地圖可以給學(xué)生提供科學(xué)探究的概況，學(xué)生再次遇到類似的問題，可以采用這樣的形式開展探究活動。學(xué)生根據(jù)提示所做的筆記反映了他們對科學(xué)問題的理解，可以此來判斷他們的知識整合情況。在設(shè)計WISE項目時，選擇那些學(xué)生在生活中會遇到的事例和現(xiàn)象，以便他們再次遇到時能夠回憶起已學(xué)的知識，并解決問題。另外，WISE學(xué)習(xí)環(huán)境支持學(xué)生自定步調(diào)地學(xué)習(xí)，參考新的信息，批判性地看待論據(jù)以及構(gòu)建知識，這種環(huán)境能幫助學(xué)生掌握終身學(xué)習(xí)的技巧（Petra et al.，2016）。因此，WISE項目中的活動可以促進學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。

訪談?wù)撸骸八季S可視化”是WISE科學(xué)探究的特色之一。在中國，也有很多學(xué)者和教師關(guān)注思維的可視化，他們大多采用概念圖或思維導(dǎo)圖來可視化他們的思考。但在WISE項目中，概念圖或思維導(dǎo)圖并不常見。請問您的“可視化”指的是什么？

馬西婭·C·林教授：在我們的研究情境中，思維可視化分為三種不同的類型：學(xué)生思維可視化、教師思維可視化和科學(xué)思維可視化。學(xué)生思維可視化旨在讓學(xué)生清晰地表達出自己的想法，便于教師了解學(xué)生的想法，從而針對學(xué)生存在的問題更好地改善課堂教學(xué)，同時對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和進步情況給出客觀全面的評價。教師思維可視化即展現(xiàn)出教師的想法，目的之一是幫助學(xué)生理解教師是如何解決科學(xué)問題的。例如，Linn和Clancy （1992）通過案例教學(xué)給學(xué)生提供專家解決問題的過程從而讓學(xué)生學(xué)習(xí)專家是如何設(shè)計程序解決問題的?？茖W(xué)思維可視化是指通過創(chuàng)建模型、仿真、數(shù)據(jù)圖形等方式使科學(xué)現(xiàn)象可視化。概念圖或思維導(dǎo)圖只是學(xué)生或教師思維可視化的一種圖形化工具，并不是唯一的形式，在WISE中有很多功能可以實現(xiàn)上述三種類型的思維可視化。技術(shù)的運用使思維可視化變得更加方便快捷。

為了使學(xué)生思維可視化，WISE項目中運用多種不同的提示語引導(dǎo)學(xué)生表達他們的想法，這些提示語通常出現(xiàn)在“筆記”（Note Window）、“討論”（Discussion Tools）和“展示與表達”（Show and Tell）模塊中。通過對25個WISE項目中450條提示語的分析，我們發(fā)現(xiàn)可分成三類：認識論提示、元認知提示和促進知識整合的提示（Linn et al.，2010）。認識論提示讓學(xué)生思考科學(xué)本質(zhì)問題。元認知提示一方面提醒學(xué)生對他們在活動中的表現(xiàn)進行檢測和評價，另一方面提醒學(xué)生在參與學(xué)習(xí)活動前做出預(yù)測或回憶已有知識。促進知識整合的提示則用于引導(dǎo)學(xué)生在不同想法間建立聯(lián)系，讓學(xué)生運用一定的標準對學(xué)習(xí)內(nèi)容進行批判或比較，讓學(xué)生對和新想法相關(guān)的證據(jù)進行具體說明，或讓學(xué)生收集數(shù)據(jù)對結(jié)論進行解釋等。以上不同類型的提示語幫助學(xué)生從不同方面將其思維可視化，幫助課程開發(fā)者完善課程項目，為教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況給予全面客觀的評價提供依據(jù)。

教師對學(xué)生筆記和學(xué)習(xí)活動的反饋能夠讓學(xué)生了解自己的知識理解程度以及學(xué)習(xí)的表現(xiàn)，對于促進學(xué)生完成知識整合和改進學(xué)習(xí)十分重要。在WISE中，教師思維的可視化主要是指為教師提供對學(xué)生想法做出反饋和對學(xué)生作品進行打分的平臺，讓學(xué)生了解教師的觀點。教師可以看到學(xué)生的筆記并給出具有針對性的評價，以幫助學(xué)生完善自己的想法。

WISE中創(chuàng)建了很多模型、仿真，并利用可視化技術(shù)實現(xiàn)科學(xué)思維可視化，使學(xué)生能夠直觀地看到諸如化學(xué)反應(yīng)、細胞分裂等難以直接觀察到的科學(xué)現(xiàn)象；同時這些模型、仿真等也可以幫助學(xué)生展現(xiàn)他們的想法。例如，通過“熱棒”模型呈現(xiàn)熱在不同材料中的流動速度，幫助學(xué)生就熱現(xiàn)象進行推理（Lewis et al.，1993）。在“海底大捕撈”（Ocean Bottom Trawling，What A Drag?。╉椖恐?，通過5個“小魚游泳比賽”的仿真實驗幫助學(xué)生直觀地理解棲息地破壞的影響以及與生物進化間的關(guān)系（Donnelly et al.，2016）。

訪談?wù)撸耗€提出了知識整合的四大過程：誘出想法（知識）、添加想法（知識）、辨分想法（知識）、反思與整理想法（知識）。請問它們的具體含義是什么？具體實現(xiàn)起來，又都有哪些具體的策略？

馬西婭·C·林教授：知識整合教學(xué)理論尊重學(xué)生關(guān)于科學(xué)現(xiàn)象的已有想法并將它們置于科學(xué)教學(xué)的中心位置，學(xué)生帶到科學(xué)課堂中的想法是知識整合的開始。為了指導(dǎo)科學(xué)課程設(shè)計，實現(xiàn)學(xué)生對知識的深層次理解，我們提出了知識整合的四個過程（如下圖所示）。

圖 知識整合過程

誘出想法（知識）即讓學(xué)生充分呈現(xiàn)他們的已有想法（知識），將學(xué)生思維可視化。學(xué)生在進入科學(xué)課堂之前，就已經(jīng)有很多對于某個科學(xué)現(xiàn)象的想法，這些想法是有用的、多樣化的，并受所處文化環(huán)境的影響（Eylon & Linn，1988）。相對于不考慮學(xué)生已有想法的材料而言，基于學(xué)生已有想法設(shè)計開發(fā)的教學(xué)材料更能促進學(xué)生的學(xué)習(xí)（Vosniadou，2008）。想法只有被清晰地表達出來，才能被重新考量和評價，因此知識整合的第一個過程要盡可能地引導(dǎo)學(xué)生清晰地表達出他們對某一科學(xué)現(xiàn)象已有的所有想法，這樣才可以確保學(xué)生有機會在他們的已有想法和教學(xué)主題之間建立聯(lián)系，才能更好地對比、比較和區(qū)分這些想法，促進知識的整合。學(xué)生的想法具有豐富的情境性，因此為了成功誘出學(xué)生的已有想法，教學(xué)設(shè)計者應(yīng)設(shè)計涵蓋某個科學(xué)主題的廣泛情境供學(xué)生參考。在WISE中，引導(dǎo)學(xué)生表達已有想法即將學(xué)生思維可視化。讓學(xué)生對觀察或?qū)嶒灲Y(jié)果做出預(yù)測、頭腦風(fēng)暴法、畫圖法、借助模擬仿真進行虛擬實驗等都可以幫助學(xué)生表達已有想法。了解學(xué)生對某個科學(xué)話題已有的想法，并以此為基礎(chǔ)展開教學(xué)，能夠取得較好的學(xué)習(xí)效果（White & Gunstone，1992；Zhang & Linn，2008；Ben-Zvi et al.，2010）。

添加想法（知識）即增加規(guī)范的科學(xué)概念（知識），且新增知識能夠與學(xué)生已有想法或相關(guān)經(jīng)驗建立聯(lián)系，促進學(xué)生形成對某科學(xué)概念的連貫理解?？茖W(xué)課程中，教師善于給學(xué)生提供大量的科學(xué)概念，卻忽略了學(xué)生能否真正地理解和建構(gòu)這些科學(xué)概念。很多科學(xué)概念是抽象的、難以理解的（Driver，2015），教師不能孤立地給學(xué)生提供這些抽象觀點，而應(yīng)思考如何將新的科學(xué)概念與學(xué)生已有想法建立聯(lián)系，以怎樣的形式呈現(xiàn)這些科學(xué)概念才能幫助學(xué)生理解。在WISE項目中，增加規(guī)范科學(xué)概念的方式主要有三種（Linn et al.，2010）：第一種是使用交互可視化技術(shù)將科學(xué)思維可視化，這豐富了科學(xué)概念的表征形式，使學(xué)生能夠觀察小到化學(xué)反應(yīng)、大到太陽系等難以觀察到的科學(xué)現(xiàn)象。例如，在“板塊構(gòu)造”項目中，將難以觀察的板塊邊界、巖漿對流和地質(zhì)特征以圖片、動畫等可視化形式展現(xiàn)出來，方便學(xué)生理解性地增加新的科學(xué)概念（Gerard et al.，2010）。第二種是使用敘述性關(guān)鍵案例，讓學(xué)生在熟悉的情境中學(xué)習(xí)新的科學(xué)概念。例如在理解熱平衡和熱流動時，讓學(xué)生比較在寒冷的冬天和炎熱的夏天，操場上的金屬和木頭摸起來的感覺如何，學(xué)生可以準確地預(yù)測出結(jié)果。第三種是引導(dǎo)學(xué)生開展關(guān)于某一科學(xué)現(xiàn)象新觀點的實驗。例如在“海底捕撈”項目中通過虛擬實驗讓學(xué)生理解相關(guān)科學(xué)概念。

辨分想法（知識）即辨別區(qū)分不同的想法（知識）。學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)、教科書、實驗、個人經(jīng)歷、家庭等不同情境中都能產(chǎn)生一定的科學(xué)想法，但這些想法并非都是正確的，有些錯誤想法并不利于學(xué)生建構(gòu)連貫的科學(xué)理解，因此學(xué)生需要辨別和區(qū)分哪些想法是更有價值、更有效和更合理的（Linn & Eylon，2011）。辨別區(qū)分想法的好壞需要學(xué)生建立區(qū)分標準，而建立標準的方法是使用科學(xué)證據(jù)，這就要求學(xué)生理解科學(xué)證據(jù)是什么，懂得如何收集和評價證據(jù)，并且能夠基于證據(jù)進行合理的論證。學(xué)生通過科學(xué)實驗和其他方式收集證據(jù)，參與和同伴的辯論活動，建立區(qū)分不同想法的標準。在WISE中，諸如感覺生成器（Sense Maker）、科學(xué)模型、仿真、虛擬實驗和“寫一封倡議信”等活動都可以幫助學(xué)生收集相關(guān)科學(xué)證據(jù)。

反思和整理想法（知識）即鼓勵學(xué)生通過反思對想法（知識）進行整理。在某個科學(xué)主題的課程結(jié)束后，學(xué)生將擁有三類想法（課程學(xué)習(xí)前已有想法、課程中提供的規(guī)范科學(xué)概念、課程學(xué)習(xí)中自動生成的新想法），而學(xué)生傾向于保持原有的不規(guī)范想法，這些想法并不能自動和科學(xué)課堂中獲得的想法相整合，因此科學(xué)教學(xué)應(yīng)該提供活動和時間引導(dǎo)學(xué)生將這三類想法進行整合，即整理想法。學(xué)生通過對比、思考和重新評估先前已有想法，找到各想法間的聯(lián)系并解決自相矛盾的想法，形成對某個科學(xué)現(xiàn)象連貫的理解（Slotta & Linn，2009）。在WISE項目中，寫反思筆記、總結(jié)論據(jù)、參與辯論和以圖表的形式展現(xiàn)想法間的結(jié)構(gòu)是引導(dǎo)學(xué)生反思和整理想法的常用方法。例如，在“有絲分裂”項目中要求學(xué)生反思他們的想法與科學(xué)家想法間的差異，在“板塊構(gòu)造”項目中讓學(xué)生構(gòu)建科學(xué)模型解釋地貌形成的過程及原因并通過同伴評價不斷修改和完善模型。

訪談?wù)撸航?gòu)主義學(xué)習(xí)理論為人類學(xué)習(xí)提供了很好的理論指導(dǎo)。但在如何評價學(xué)習(xí)效果方面總是面臨著重大挑戰(zhàn)。請問您是如何評價學(xué)生的知識整合效果呢？

馬西婭·C·林教授：我們非常注重課程和評價的一致性，因此課程和評價的設(shè)計與開發(fā)都依據(jù)知識整合框架。學(xué)習(xí)評價應(yīng)依據(jù)學(xué)習(xí)目標，知識整合的目標是學(xué)生能夠運用多方面的證據(jù)解釋科學(xué)概念，形成連貫的科學(xué)理解，因此知識整合的評價應(yīng)關(guān)注學(xué)生是否形成了連貫的科學(xué)理解，能否應(yīng)用證據(jù)聯(lián)結(jié)不同的觀點。過程性評價主要用于了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，根據(jù)學(xué)生實際情況不斷完善課程項目；總結(jié)性評價用于了解學(xué)生的進步情況。在設(shè)計測試題時，我們并不采用學(xué)生通過死記硬背就可以回答的題目，而是采用一些讓學(xué)生利用證據(jù)做出論證的題目。在回答這些題目時，學(xué)生需要辨分很多相關(guān)的概念，并通過模擬、仿真、交互可視化技術(shù)、虛擬實驗等獲得證據(jù)，然后進行論證。這些題目可以考察學(xué)生對科學(xué)知識理解的廣度和深度。知識整合的題目可以用在課堂教學(xué)過程中作為過程性評價，通過將他們的想法呈現(xiàn)給教師，他們可以了解自己的觀點哪些是不正確或片面的，從而建構(gòu)起對科學(xué)知識的連貫性理解；也可以用在總結(jié)性評價中，了解學(xué)生累積式理解的情況（Fulgham & Shaughnessy， 2014）?？偠灾?，我們課程和評價的設(shè)計都旨在幫助學(xué)生辨分各種想法，在一些有用的想法基礎(chǔ)上幫助學(xué)生形成對科學(xué)的連貫的、準確的理解。這個過程也幫助學(xué)生學(xué)會如何處理遇到的新信息，并運用這種方法不斷完善他們的想法。

具體操作上，我們常常采用二階問題來對學(xué)生進行評價。二階問題由一道選擇題和一道問答題構(gòu)成，問答題讓學(xué)生對在前面選擇題中所做的選擇做出進一步解釋（表1就是一個二階問題的例子）。對于問答題，我們采用知識整合量規(guī)進行評分，表2是針對表1中的問答題設(shè)計的知識整合量規(guī)。

三、 知識整合教學(xué)理論的發(fā)展展望

訪談?wù)撸褐R整合理論已經(jīng)誕生很長一段時間了，相信您和您的團隊也在不斷通過研究刷新對它的認識。您覺得您對知識整合理論的認識都經(jīng)歷了哪些階段？現(xiàn)在的認識和您最初提出時都有哪些最大的不同呢？

馬西婭·C·林教授：1995年，為了捕捉知識整合如何為學(xué)習(xí)者提供支持，我們提出了支架式知識整合（Scaffolded Knowledge Integration，簡稱SKI）。SKI中提出了前文說到的讓科學(xué)觸手可及、讓思維可視化、讓學(xué)生向他人學(xué)習(xí)和促進學(xué)習(xí)自主四大指導(dǎo)原則。2000年，在對CLP課程持續(xù)改進10多年后，我們對指導(dǎo)原則進行了細化（Linn & Hsi， 2000）。2004年，我們總結(jié)出符合這些指導(dǎo)原則的設(shè)計原則（Linn et al.，2004）。2006年，卡里（Kali）創(chuàng)造了一個以SKI指導(dǎo)原則為基礎(chǔ)的設(shè)計原則庫 （Kali，2006）。同年，我與埃隆（Eylon）合作，開展了聚焦學(xué)生知識整合時學(xué)習(xí)軌跡的案例研究。這些工作讓我們識別出了知識整合的模式和過程（Linn， 2006；Linn & Eylon，2006）。

隨后的研究不斷對知識整合過程進行改進，并在多種不同的情境下對理論進行了驗證，這些情境包括多個學(xué)科（工程、生物、物理、化學(xué)、地球科學(xué)、代數(shù)、心理學(xué)）、不同年齡群體（小學(xué)、初中、高中和大學(xué)）、不同受眾（學(xué)生、教師和家長）以及不同的環(huán)境（校內(nèi)和校外）。具體的研究項目對理論進行了拓寬，使之能夠指導(dǎo)如何使用可視化、圖表、動手和協(xié)作等技術(shù)進行學(xué)習(xí)和教學(xué)。

訪談?wù)撸喝缃?，技術(shù)的發(fā)展日新月異，不斷給教育帶來新的可能。作為技術(shù)促進科學(xué)學(xué)習(xí)的專家，您覺得在新的技術(shù)環(huán)境下，知識整合研究又取得了哪些新發(fā)展呢？將來的發(fā)展方向又是什么？

馬西婭·C·林教授：知識整合理論可謂是與教育技術(shù)肩并肩前行。一開始的論文在兩個技術(shù)增強的環(huán)境中提出了第一條知識整合設(shè)計原則。一個是計算機科學(xué)領(lǐng)域的本科生學(xué)習(xí)Pascal語言的案例（Clancy & Linn，1992），另一個是CLP項目中中學(xué)生在Apple II電腦上利用實時采集的數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)熱動力學(xué)的案例。從1985年開始，我們使用伯克利的計算機實驗室和中學(xué)里的Apple II電腦開展技術(shù)環(huán)境下的學(xué)習(xí)研究。那個時候的計算機都還是單機。

然后，互聯(lián)網(wǎng)興起了，并于1992年成為了全球的標準，那時已有上百萬臺計算機連入了互聯(lián)網(wǎng)②。與此同時，瀏覽器問世了。1994年，我們獲得資助并開發(fā)了知識整合環(huán)境（Knowledge Integration Environment ，簡稱KIE）。KIE是一個基于瀏覽器的課程環(huán)境，瀏覽器也迅速從Mosaic③切換到網(wǎng)景（Netscape） （Bell & Linn，2000；Davis & Linn，2000；Hoadley & Linn，2000）。1998年，我們再次獲得資助，這次我們研發(fā)了WISE并用之迅速取代了KIE。我們測試了很多瀏覽器，希望可以兼容各學(xué)校里使用的不同的計算機。瀏覽器技術(shù)的進步為支持學(xué)生間協(xié)作，并為教師監(jiān)控學(xué)生學(xué)習(xí)進度提供了可能。將實時數(shù)據(jù)采集功能集成到WISE中要比開發(fā)瀏覽器支持的課程材料更難一些。

WISE已經(jīng)升級了多個版本，每一個版本都比之前的版本能更好地支持可視化、圖表、數(shù)據(jù)分析、概念圖和協(xié)作等活動。教師工具的功能得到不斷增強，教師能夠?qū)W(xué)生作業(yè)進行評分。研究者工具的功能也不斷豐富，他們可以通過學(xué)生的訪問數(shù)據(jù)分析學(xué)生學(xué)習(xí)的效果。結(jié)合日志功能和教學(xué)工具，WISE可以把學(xué)生隨機分配到不同的問題情境或分支中去，并支持對學(xué)生學(xué)習(xí)進度的自動評分。當前的WISE 5.0版本提供了一個非常靈活的用戶界面、易于教師使用的編著工具以及非常強大的日志功能。

最近，我們又探索了一些新技術(shù)的使用，如自然語言處理和貝葉斯知識跟蹤（Bayesian Knowledge Tracing）等。WISE和知識整合也都隨著新技術(shù)的采用而不斷得到發(fā)展。

訪談?wù)撸涸趯W(xué)習(xí)您的論文和著作的過程中，我們發(fā)現(xiàn)您不僅僅給出了知識整合取向的學(xué)習(xí)原理，還給出了與之對應(yīng)的教學(xué)設(shè)計原則和大量案例。那么，知識整合到底是一種學(xué)習(xí)理論，還是一種教學(xué)理論呢？

馬西婭·C·林教授：本質(zhì)上，知識整合是一種教學(xué)理論，它描述了學(xué)生在應(yīng)對（Grapple with）多樣化知識時面臨的挑戰(zhàn)，同時也為（教學(xué)）設(shè)計者提供了思考如何設(shè)計、評價和改進教學(xué)的框架。設(shè)計原則庫對其中的一些原則進行了詳細的描述 （Kali，2006），也有很多論文對這些原則進行了細化的闡述（Gerard et al.，2015；McElhaney et al.，2014）。WISE科學(xué)探究環(huán)境根據(jù)知識整合的原則而設(shè)計，為知識整合的關(guān)鍵環(huán)節(jié)提供了良好的技術(shù)支持，因而可以用來支持知識整合型教學(xué)的實施。（Donnelly et al.，2015；Matuk et al.，2016）。

訪談?wù)撸鹤詈笠粋€問題，您現(xiàn)在的主要研究領(lǐng)域是科學(xué)教育，請問知識整合理論是科學(xué)教育領(lǐng)域的獨有理論，還是各學(xué)科都適用的通用理論呢？

馬西婭·C·林教授：前面我們談過，知識整合教學(xué)理論源于我在科學(xué)教育領(lǐng)域和計算機科學(xué)領(lǐng)域開展研究的過程中發(fā)現(xiàn)的共性的東西。我想它的應(yīng)用并不局限于這兩個學(xué)科。對已有想法的誘出、對新想法的添加、對新舊想法的辨分以及對想法進行反思與整理適合于任何領(lǐng)域的學(xué)習(xí)。略有不同的是，自然科學(xué)領(lǐng)域有著相對客觀的標準來衡量建構(gòu)的知識的對錯，而在諸如歷史、政治等人文科學(xué)領(lǐng)域中建構(gòu)出來的知識要相對主觀和開放一些。

訪談?wù)撸悍浅８兄x您接受我們的訪談。

致謝

特別感謝Linn教授團隊的研究科學(xué)家Libby Gerald ，博士后Jennifer King Chen、Ady Kidron和Eliane Wiese，博士生Emily Harrison、Elizabeth Mcbride和Korah Wiley在訪學(xué)交流中對知識整合思想的解讀。感謝 David Crowell幫助搜集和復(fù)印資料。感謝Jacqueline Madhok博士熱心的關(guān)懷。 感謝Yixiao Zhang、王偉初和段艷艷同學(xué)幫忙校對全文。

注釋：

① 美國中學(xué)生指初中生。

② http：//www.computerhistory.org/timeline/networking-the-web/。

③ Mosaic是全球最早一款可以顯示圖片的瀏覽器名。

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收稿日期 2017-12-03 責(zé)任編輯 汪燕