一、引言 有关学习的科学研究可追溯至古代哲学，是一门将学习作为对象来研究的科学，通过理论演绎来认识人类学习的本质，称之为“学习的科学”(Sciences of Learning)。20世纪70年代认知科学诞生，关于学习的研究开始关注知觉、注意、表征、图式、记忆等，对学习的认识以信息加工理论为主。随后，第二代认知科学与脑科学得到快速发展，学术界开始关注学习认知过程中的身心发展与神经机制研究。第二代认知科学，特别是具身认知，推动了实验室中的认知科学家与真实情境中的学习科学家在理论上形成共识。但以实验室干预控制和因果验证为主的实证主义仍占据这一流派研究范式的主流。 20世纪90年代初，聚焦真实情境中的学习科学(The Learning Sciences)逐渐兴起。真实情境中的“学习科学”倡导走出实验室，认为认知科学研究范式往往过于“纯净”和“规范”，并不能真正有效地指导真实情境中的学习[1-3]。此时的研究者提倡更加注重情境的复杂性和个体经验的作用，将研究范围扩大至正式和非正式环境中的各种外显的或内隐的学习活动。不同于“学习的科学”中对学习的定位[4]，“学习科学”强调学习方式、教学手段或方法是在真实的场景中通过不断迭代来改进的，而非通过实验评估就可推广使用。由此衍生出了概念转变、认知导师、专家新手、认知学徒制、游戏化学习、计算机支持的协作学习、知识建构和大规模在线交互等多个理论派系，反映出研究者所持有的研究范式各不相同，主要涉及解释主义、实用主义以及新经验主义等。 真实情境中的学习科学是一门通过跨学科研究来促进学习的科学，“跨学科”是学习科学的一个显著特点[1]。然而，由其跨学科性导致的理论和方法论的争论已经持续了数十年。“学习的科学”与“学习科学”采用了不同的理论基础、方法论与研究成果来证明其对学习的理解与思考，造成对学习的阐释也有了一定的分歧，这并不能促进学习科学领域的良好发展[5]。因此，本文旨在厘清学习科学领域的学习观与方法论，更好地推动这一领域的发展。 二、干预和因果验证：实证主义 20世纪初，美国心理学家反对内省法及其对内部意识经验的关注，创建了行为主义心理学，主张采用实验方法观察和测量人的外在行为。行为主义作为一种“现代”学习理论，曾是教育心理学的主流思想，它以生物体一切外显的反应或活动(行为)作为研究对象，认为学习就是建立外显行为(反应)与环境中可观察到的事件(刺激)的联接[6]。行为主义的代表人物包括爱德华·桑代克(Edward Lee Thorndike)和“教学机器之父”伯尔赫斯·斯金纳(Burrhus Frederic Skinner)。行为主义认为人的行为是后天习得的，个人的行为模式由环境决定，是典型的“环境决定论”，忽略了人的主观能动性。 20世纪50-70年代，认知革命推翻了行为主义，认知心理学获得了迅速发展。与行为心理学关注人的外在行为而忽略心理活动不同，认知心理学非常重视对心理表征和心理过程的理解。1976年，《认知科学》期刊的出版为认知科学这个新领域提供了学术交流的阵地。与认知心理学不同，认知科学是一个跨学科领域，融合了心理学、神经科学、人工智能、语言学、哲学等多个领域的研究成果。认知心理学和认知科学这两个领域有重叠，但又在研究方法等方面存在不同。认知心理学主要采用实验室行为研究来认识认知过程，认知科学则更倾向于使用逻辑分析和计算机模拟认知过程的计算机建模研究。信息加工理论(Information Processing Theory)作为第一代认知科学的重要思想，最早由罗伯特·米尔斯·加涅(Robert Mills Gagné)提出，他认为学习本质上是一个信息加工的过程，在学习动作进行的多个不同过程中，每个学习过程都对应不同的加工方式[7]。赫伯特·西蒙(Herbert Alexander Simon)认为，信息加工理论主要解释了人如何注意和选择信息，如何认识和存储信息，如何利用信息制定决策、指导外部行为。信息加工理论视角下的学习被认为是知识习得，并且能够应用知识来解决问题[8]。 (一)对教学手段或方法进行实验评估后再应用于课堂 在行为主义和第一代认知科学的年代，干预控制与因果验证的实证主义研究范式蓬勃发展。实证主义基于现实主义立场，认为研究的对象是真实存在的，并遵循某种自然法则和规律。实证主义的研究通常提出的是：什么、什么时候、多少等问题。在方法论层面上，实证主义研究方法包括了实验研究、单一被试研究、相关研究、原因比较研究、调查研究[9]，以及元分析。学习的科学认为新的教学手段与方法所产生的因果关系往往需要通过实验评估，再进入课堂并指导实践，因此，实验一直是学习的科学研究中使用的重要研究方法论。例如：北京师范大学卢春明团队使用随机组间对照实验的方式研究了教学过程中的师生互动，这项研究中的一个子研究分析了三种教学方式(讲授式教学、讨论式教学、视频教学)中教师和学生脑间同步现象的不同，结果发现，第三种教学方式中师生脑间同步要显著低于前两组，而前两组的师生脑间同步现象并无明显差别[10]。 (二)设计教学干预并检验效果的“准”实验研究 学习科学中以学校为场景的实验研究多为“准”实验研究。因为在真实情境中难以实施随机分组，因此，“准”实验多以选取不同类型班级来作为实验组与控制组。例如：在一项关于检验有效失败理论的“准”实验研究中，首先，为了避免前测可能对实验过程的影响，研究收集了一周前学生用于生物考试的评估成绩作为学生的先前知识水平；匹配不同班级成绩选择实验组和控制组，实验组中学习者先被要求完成具有难度的挑战任务，教师再提供指导，最后完成一项探索任务；控制组中则没有挑战任务，教师先指导，学习者再完成学习任务。结果显示，实验组中学生的知识迁移水平显著高于控制组，验证了有效失败理论对促进学习者知识迁移的积极作用[11]。除实验研究外，实证主义范式下的测量和评估也是学习科学领域重要的研究组成部分，其中，量表的开发研究较为典型。
