前言

早在2003年，美国的Mary Kalantzis教授和Bill Cope博士就倡导开展“学习设计”项目，并提出学习设计的概念。关于学习设计，至今有两类研究方向：一是基于传统教学设计的理论和方法，重点关注在数字化学习环境中创新学习活动的设计，旨在满足21世纪人才培养的需要；二是基于学习科学的理论和方法，重点关注如何支持和促进教师由教学者、评价者向学习体验的设计者转变，特别关注如何支持教师开展对学习体验的设计、对学习过程的探究以及基于学习设计的合作与协作。近年来，学习设计的研究与实践已进入新的阶段，这两个研究方向也在走向交叉融合，研究者取得了一些共识，如：①学习者通过积极参与活动来学习，会取得更好的学习效果。“活动”是学习设计的重要载体，包括课堂讨论、小组讨论，问题解决，角色扮演等，而学习设计的目的之一就是要拓展可用于支持数字化学习的学习活动；②学习活动设计结构化，形成学习活动序列，将更有效地促进学习。这种排序包括不同教学活动的时间顺序和各种教学内容出现的先后顺序。从整体上来说，尽管学习设计的理念为我们描绘了一幅令人神往的蓝图，学习设计领域中的技术应用也取得了一些激动人心的成果，但是学习设计的研究与实践仍处于一个发展中的阶段。

在国内，学习设计的概念在2006年由曹晓明等提出，之后学习设计在概念和设计视角两个维度上经历了由“促进教学的设计”转变为“促进学习的设计”。最早的相关实践是上海市愉快教育研究所开展的教育部课题“新课改背景下小学学习设计的实践研究”的研究项目，这一项目为实现“为学而教”的理想，以变革课堂设计为突破口，建立了由设计、实施、评价构成的互动式网络，形成了以学情分析为基础、学习目标为导向、学习任务为载体、导学设计为关键、学习评价为保障的“学习设计备课方案”，并在实践中对其进行了检验。陈宇卿等（2010）在《为了学习者的学而教》一书中总结指出：“随着课程改革的发展，原来的教学设计要向学习设计进行转变，这样更有利于学生的发展。”随着学习科学、学习分析等领域的发展，特别是随着2019年“学习设计、技术与学习科学”国际研讨会在北京师范大学的召开，学习设计的研究在我国越来越受到重视，学习设计的研究与实践也进入了崭新的发展阶段，研究视角更是呈现了多元化的局面。

一般认为，学习设计是一系列有计划的教学设计行为，意在通过设计学习任务、学习活动，提供资源和认知工具，帮助学生实现特定情境下的既定学习目标（Lockyer＆Daw-son，2011），其主要的理论基础是“学习科学理论”。学习科学理论建立在建构主义、认知科学、计算机科学、信息科学、脑科学和神经科学等学科理论和基础之上，以“人是如何学习的”为研究主题。学习科学对学习机制的理解早期集中在认知科学领域，代表性成果包括主动学习、建构学习等理论，这些理论已成为指导认知主义和建构主义课堂教学的理论基础。近年来，学习科学对学习机制的研究更多集中在脑科学、认知神经科学等领域，并已经有诸多关于人类学习本质的认识（Mayer，2017）。目前，学习科学研究衍生出两大分支：一是探究人类学习的本质，以更好地理解学生学习的认知过程和社会过程；二是基于对学习的理解，重新设计学生的学习环境，即探究如何通过机制、环境、教与学手段的重构与设计，帮助学生在真实的课堂学习环境中开展学习（Sawyer，2006）。前者延续学习科学传统的研究方向，后者为学习设计提供理论基础。以脑科学、认知神经科学为代表的学习科学近年发展势头强劲，并取得了有价值的研究成果，这些成果更加深入地揭示了人类学习的本质、机制与方法。

当前，学习设计的研究尝试系统地从模式视角开展实践，主要体现在以下三个方面。一是针对特定教学场景的学习设计模式，如Fishbowl学习设计模式用于模拟大规模在线课程中师生之间的亲密互动（Warburton＆Mor，2015）。二是关注学习设计模式的可复制性和可扩展性。学习活动作为学习设计模式的主要载体，学习活动类型和序列的设计成为区分不同设计模式的关键特征。英国开放大学和香港大学的研究者尝试探索构建学习活动的分类框架，并通过不同学习活动的比重和序列，定义和区分不同学习设计模式（Rienties et al.，2015；Rienties et al.，2017；Law et al.，2017）。三是学习设计模式对学习的影响。已有研究表明，学习设计模式对学生学习的自我效能感有正向作用（刘红霞等，2017），学习设计模式能解释55％的学生的在线参与行为（Rienties et al.，2017），表现在以探究性、社会建构性学习活动为主的学习设计模式与学生在线参与时长呈正向关系（Rienties＆Toetenel，2016）。

如今，学习设计的研究还关注学习分析技术，意在通过收集、分析学习者学习过程中产生的全过程数据，助力教师开展以数据为支撑的动态学习设计，指导教师和学生开展有效的教与学。随着学习分析研究的发展，越来越多的研究开始探索新的学习分析方法、技术和工具，多模态学习分析技术正成为研究热点，也为更全面、立体、深刻地刻画学习者的学习状态提供了可能。例如，通过眼动追踪技术观测学习者的信息识别和注意力变化；利用可穿戴设备分析学生学习过程中的行为和生理特征（Hu et al.，2019）等。一些研究者开始尝试应用系统科学的思路、大数据分析技术中的复杂网络分析方法来探究学习的规律。例如，应用复杂网络分析技术探究在线学习环境下集体注意力流动的模式和动态（Zhang et al.，2019）。也有研究者采用认知网络分析方法（Epistemic Network Analysis，ENA）整合质性和量化研究，通过分析推理技术，将杂乱无章的数据以可视化方式转换应用于交互式学习（黄志南等，2016）。“支持在线学习知识建构策略”与“知识可视化的方法和工具”的讨论文本是一种重要的在线学习数据，是在线学习知识建构研究的重要内容。卡耐基梅隆大学的卡洛琳·佩恩斯坦·罗泽（Carolyn Penstein Rose）教授团队开发的DisCourseDB工具，为优化数据表示形式提供了内在驱动方法，使自动化过程分析成为可能。这些研究展现了关于学习设计的新的理论视角、新的技术视角、新的证据视角和新的方法视角。

在对学习设计的相关研究进行综述的基础上，本书系统性地从关键概念、理论内涵、相关研究及实践案例等方面着重阐述如下议题：①学习设计概述；②知识的本质；③学习的本质；④学习与认知发展；⑤面向理解的深层学习；⑥学习分析；⑦迷思概念转变的学习；⑧认知支持；⑨联通主义下的学习；⑩基于设计的研究；⑪学习环境设计；⑫学科融合的学习设计；⑬文化嵌入与学习。

本书作为教育部规划基金课题“学习科学视域下深度学习机制及实践体系的探索与应用研究”（编号：19YJA880052 ）的研究成果，得到了该基金的资助，此外还得到暨南大学的大力支持。参与上述课题研究的人员主要是暨南大学和澳门城市大学的研究者。他们在搜集整理国内外相关研究和案例方面做出了努力，名单如下（按章节排序）：麦彦文、徐星蕾、林琳、吴迪、麦家明、甘雨萌、曹雅雪、卜祥云、刘铧鸿、郑馨怡、竺霖、李靓、黄荣、赵紫妍、马艺鸣、姜莉。本书在撰写过程中参考了大量相关研究者的观点与实践，这是本书写作的基础，在此一并表示感谢。

国外对学习设计的研究经历了学习设计初步发展期、快速发展期和全面发展期三个阶段；而国内的学习设计研究也经历了借鉴期、发展期和转型期三个时期。对学习设计的理论、实践、技术等研究主题的关注，国内外的研究者各有侧重，研究视角较为多元，涉及的领域众多。本书的撰写需要参考大量的文献，在文献的选择上，主要选取Web of Science核心数据库以及中国知网和CSSCI数据库。数据源虽有一定的代表性，但因为不同研究者采用的关键词的差异及研究视角的多样性，难免在文献覆盖面和针对性上稍显不足。

由于作者知识和专业水平有限，本书在内容及编排上难免存在错漏和欠妥之处，恳请广大读者及同行不吝批评指正。

任英杰
2022年3月