正如前面的推文MIT研究報告：將MOOC作為高等教育改革催化劑所述，MIT的研究者認為：在未來的線上線下學習過程中，很可能需要“學習工程師”這樣一種全新的教育工種。

學習工程師的產生，緣自由混合式學習的蓬勃發(fā)展。早期的線上教學與線下學習是截然不同的兩種學習形態(tài)，互相獨立。隨著MOOC的產生和與高校教學的融合，今天我們已經不是談面對面教學還是線上教學，而是混合式學習。截至《報告》寫作時間，僅麻省理工學院就有90門課是在Edx上的MOOC與面對面課程結合的混合式課程。

混合式教學不是簡單的面對面和線上的結合，而是各種教學方式、技術、場景、學習組織的優(yōu)化組合，并結合成本收益等的考量。這種優(yōu)化組合需要專業(yè)人士主導，這就產生了學習工程師這一新職業(yè)。換言之，學習工程師就是把學習過程中需要的各種教學方式、技術、場景、學習組織的優(yōu)化組合的專家。

學習工程師產生的另一個背景是：

學習科學的幾大主要構成方面——心理學、認知科學和神經科學，并不是大多數(shù)學習者和教師的專業(yè)學習領域。學習科學本身也在不斷地發(fā)展，一般的學習者和教師并不具有追蹤學習科學發(fā)展的必然性。

于是，在學習科學和學習科學的大規(guī)模使用者的學習者和教師之間就需要一個中間專業(yè)人士——學習工程師。

學習工程師本身不是學習科學的研究者，卻是學習科學的專業(yè)使用者。他們運用學習科學來幫助學習者和教師設計學習過程，從而使得學習科學可以通過學習工程師這一新的職業(yè)迅速地普及于學習過程。

本期推文，我們來重點關注報告中關于“學習科學”、“認知科學”、“腦神經科學（教育應用）”的一些理論——這些肯定是學習工程師必須要理解、掌握和運用的。

哪些對你比較熟悉、哪些對你比較陌生？歡迎文后留言交流！看看你有沒有當一個學習工程師的潛質吧！

• 主動學習/發(fā)現(xiàn)學習
  

主動學習（active learning）的來源可以追溯到建構主義。發(fā)現(xiàn)學習也是一種主動學習，是學習者通過探索和發(fā)現(xiàn)構建知識。主動學習的對立面是傳統(tǒng)的課堂教師授課的被動學習。

以技術手段支撐的主動學習在物理等科學、技術、工程和數(shù)學（STEM）的課程中越來越普遍。在線學習環(huán)境日益設計為主動學習模式，具有互動元素。

例如，可汗學院的在線視頻微課推動了翻轉課堂。這種學習模式是：學生先看課程視頻，然后才進入課堂；在課堂里，學生參與研究問題和討論。

•  建構主義

建構主義的另一種運用是項目學習（project-basd learning），在科學、技術、工程和數(shù)學課程中應用普遍。技術方案越來越使得項目學習高效而受歡迎。對建構主義的一種解釋是從做（制造）中學（Learning by Making）。很多項目與設計和設計思想相聯(lián)系。3D打印技術使得生產樣品變得容易，這種制造者的運動導致大學創(chuàng)客空間的發(fā)展，進一步推動項目導向學習。

•   問題導向的學習

問題導向學習（Problem-Based Learning）進一步發(fā)展了主動學習方式。讓學生解決嚴格而清晰的定義問題比那些明顯是做練習的題目更能讓學生為進入真實世界而準備。項目和問題導向學習鼓勵學生以自我為導向的學習、同伴互學和團隊學習。

 這些趨勢的擴展就是以學生為中心的教育，主要方法有：反思、討論（與同伴和專家）、學科思維、自學和掌握學習。有種叫“牛津劍橋輔導”（The Oxbridge Tutor）的學習模式，讓學生以小的學習團隊獲得教師個別輔導，鼓勵同伴互學，加上少量自學。

•   同伴互助學習（社會性學習）

同伴互助學習在在線學習中被證明有特別的重要性。同伴在線學習顯示出能改善學生的學習成就。學習在線課程的同伴們在線下面對面交流也在全世界受重視。

同伴互學大學（Peer2Peer U-niversity，簡稱P2PU）是個創(chuàng)新學習環(huán)境，學習同伴是主要的老師。MOOCs學習中也有“社區(qū)教師助理”，他們是那些學得較好和比較有經驗的學習者。

這種同伴學習模式也支持了“學習的社會和背景因素”重要性理論。例如，雖然線上學習就認知角度而言是有利的，但是缺乏社會聯(lián)系影響了學習動機。有研究表明，看別的同伴們互相輔導的視頻比看教師講課更有效。

• 注意力研究：如何不“走神”

學習時思想不集中、走神（mind wandering），是認知心理學家和神經科學家重視的問題。

心理學家發(fā)現(xiàn)，學習過程間隔測試有助于減少走神，減少學生學習累的感覺。

神經科學家發(fā)現(xiàn)，大腦的某些狀態(tài)適合學習者學習，而另外有些狀態(tài)不適合。如何才能夠使學習者回到適合學習的大腦狀態(tài)？有研究表明，辦法是讓學習者產生好奇心。

神經科學家使用大腦成像技術顯示，好奇可以在大腦中產生預期活動，并與大腦海馬體產生功能性連接。這或許解釋了蘇格拉底的名言“好奇是智慧之母”。

這些研究成果直接影響了MOOCs的設計。麻省理工學院和Edx的研究者發(fā)現(xiàn)，最合適的課程視頻時長是10分鐘。由此可見，走神問題的研究在很大程度上影響MOOC的創(chuàng)新設計。

•   測試效應

MOOC的創(chuàng)新設計還受到“測試效應”研究成果的影響?！皽y試效應”是成熟的加強學習效果的技術，它要求學生復習最近學習的內容以促進保持。這種在學習過程中不斷地插入測試的方法稱為插入式測試（interpolated testing）。

“測試效應”的研究成果顯然也影響了MOOC的設計。有種學習方式叫分段學習法（spaced learning），它把高度濃縮的學習內容分幾次重復學習，每次學習之間插入別的活動，例如10分鐘的體力活動等。

一百多年來認知心理學家的研究表明，分段學習法比那種集中考試時的復習效果要好。（Willcox，Sarma，&Lippel，2016，P.9）這種學習法還有個更有趣的名稱，叫測試中學（Learning by Testing，Retrieval）【Retrieval意為提取，此處是應指“提取式學習”——王玨】。

•  動手中學習

對于動手學（hands-on learning），認知科學和教育理論有一致的結論。教育家很早就相信，動手是學習的關鍵。事實上，這也是麻省理工學院的建校理念。

MOOCs的研究表明，動手活動與看講課視頻、閱讀結合會產生明顯的學習效果。有研究甚至表明，手寫做筆記比用手提電腦做筆記好。

為什么？電腦打字做筆記引起的是大腦淺層的信息處理活動。手寫做筆記需要學生解讀信息后用自己的語言寫下來，從而有深度的學習處理。

其實學英語也有類似體驗，背記新詞時要幾個動作一起做效果才比較好。背新詞要有聲地讀幾遍，眼睛要看這個詞，手要在紙上寫出來。寫這個詞時，不是一個個字母按排列寫，而是按音節(jié)寫。這樣，看起來是簡單的背寫單詞，實際上是比較深度的思維活動，比簡單地讀背新詞要“深度”得多。

動手是學習活動的關鍵，線上學習要盡可能地不要取代動手活動（Willcox，Sarma，&Lippel，2016，P.19）。

•  認知負荷理論（下文中譯為“認知限度理論”不準確——王玨注）

認知限度理論①（cognitive load theory，簡稱CT）說，由于大腦工作記憶（Working Memory）限度，大腦處理信息能力有限。根據這個理論，學習新信息的關鍵是學習者會做出學習信息濃縮方案（Schema）【此處應翻譯為“圖式——王玨注】。

學習者的信息濃縮方案越成熟、越高效，學習者消化學習信息的能力越強。

為了理解學習科學的這一重要理論，我們引用一個教學文案做解說②。它是把需要記憶的信息劃分為可以記憶的小段方案，例如，信用卡號碼4617-1783-6782-1234，即把數(shù)字和符號劃分成便于記憶的節(jié)段。

還有一種方案是把混雜的東西分類排列成有聯(lián)系的組群，從而便于記憶。分段學習-復習（Spaced Repetition）法是說，學習者分段學習和復習比一下子把這些東西放在一起學習更有效。

另外一個例子是記憶一串數(shù)字，｛7，1，4，2，1，2，8，3，5，4，2，4，9，5，6，6，3，7，0｝。有經驗的學習者盡可能使用分類組群方法把這組數(shù)字變化為｛7x（1to10）I7，14，21，28，35，42，49，56，63，70｝，這樣一下子就記住了③。這些例子說明，學習科學運用于學習設計對于提升學生效率有多重要。

•   學習者生成學習內容效應

學習者生成學習內容效應（the generation effect）可以產生深度學習（deep learning）效果，或許可以解釋建構主義學習理論，特別是項目學習機制。根據認知科學，做項目引發(fā)一系列學習過程。首先，做項目提供了尋找需要學習的內容機會。第二，做項目提供了復習性學習、分段學習和交錯式學習的機會。第三，做項目提供了增強記憶的線索。 

對于學習者生成學習內容效應，麥特卡飛（Metcclfe）和考奈爾（Komell）的研究表明，該效應的運用優(yōu)化需要配合其他教學方法。例如，學生生詞學習實驗發(fā)現(xiàn)，學生生成答案有助于學習，對學生錯誤答案需要糾正，教師反饋對學生語言學習很重要（Metcalfe&Komell，2007）。

 對于學生發(fā)言和其他活動提供反饋是教學的重要環(huán)節(jié)，而線上學習在這方面往往趕不上線下課程。一項對自學科學課程的研究（Schraw，Crippen，&Hartley，2006）顯示，這種反饋不僅對學生理解學習內容是重要的，而且對學習內容的掌握也是重要的。

•  教育工程學

為什么學習過程的優(yōu)化設計需要學習科學的引領？學習過程結構優(yōu)化最大的問題是學習時間的分布?？梢哉f，學習時間是學習各種要素中最稀缺的。

學習時間最優(yōu)化是指在給定的時間內學到最多的知識或技能，或者，達到學習給定的知識或技能標準所花的時間最少。

為達此目的，學習過程的主要組成部分，授課時間、自學時間、作業(yè)時間、團隊活動時間等就要科學搭配，并非授課時間的比例越高越好。同時，教學組織要嚴密，每個環(huán)節(jié)要有科學設計，科學管理，而不是無科學研究基礎的隨意安排。

為此，李明華早在2004年就提出了教育工程（Education Engineering）化管理和教育工程學概念（李明華，2004）。

在此，拜托大家幫忙填個問卷吧：

關于MIT對“學習工程師”的研究報告全文報道，請點擊“閱讀全文