1、本文以當今時代給人類帶來的未來和文化沖擊為基本視點，指出了變革已經(jīng)構(gòu)成當今人類生活的一部分，幾乎每個人都無法置身于變革行動之外。變革意味著切實改變與革命，是新范式的創(chuàng)造、形塑及其主導(dǎo)地位的促成過程，而不是對舊有范式的修理或裝飾。變革者的核心工作是“通過設(shè)計而創(chuàng)造未來”。 當前，正處在變革行動之中的科學教育，遭遇的主要問題和挑戰(zhàn)是：變革者如何在實踐中形塑關(guān)于變革的信念和智慧；培育學生科學素養(yǎng)的基本條件、過程和策略是什么；如何切實、

2、有效地使科學課堂從封閉性轉(zhuǎn)向開放性。 鑒于科學教育變革行動的方方面面都聚焦于科學學習與知識創(chuàng)新之上，要解決和應(yīng)對科學教育變革行動中的各種問題與挑戰(zhàn)，我們必須從學習與知識創(chuàng)新的視角，全面審視科學學習的復(fù)雜性。為此，我們從知識及其轉(zhuǎn)化的復(fù)雜性、科學知識社會學、復(fù)雜理論、意義建構(gòu)和社會-文化實踐等多維視角分別對科學學習的復(fù)雜性進行探析，進而界定了科學學習復(fù)雜性的10個關(guān)鍵特征：實踐性、境脈性、協(xié)商性、親歷性、默會性、自組性、自穩(wěn)性、協(xié)

3、同性、多產(chǎn)性和對稱性。據(jù)此，我們進一步構(gòu)建了反映復(fù)雜學習系統(tǒng)原型性態(tài)的結(jié)構(gòu)框架，為科學教育中的復(fù)雜學習環(huán)境設(shè)計提供理論支撐。 論文認為，科學教育中的復(fù)雜學習環(huán)境設(shè)計可以有效地將課程設(shè)計、教學設(shè)計、評估設(shè)計和學習技術(shù)設(shè)計融為一體，從而避免了關(guān)于課程、教學、評估、學習技術(shù)和學習的思想與方法在分離式設(shè)計流程中的遺漏、走樣或相互沖突。因此，科學復(fù)雜學習環(huán)境設(shè)計的指導(dǎo)思想是：設(shè)計者即學習者；設(shè)計過程即基于結(jié)構(gòu)不良問題的復(fù)雜學習過程；將現(xiàn)代

4、信息技術(shù)整合于設(shè)計-學習之中：“基于設(shè)計的學習”模型可作為對學習者復(fù)雜學習活動過程的描述與解釋框架。在此基礎(chǔ)上，我們構(gòu)建了科學復(fù)雜學習環(huán)境設(shè)計的過程、性態(tài)和技術(shù)路徑等反思與評價體系，并分析了與之相關(guān)的科學課程與教材設(shè)計，以網(wǎng)絡(luò)為中介的復(fù)雜學習平臺設(shè)計、知識整合平臺設(shè)計和學習技術(shù)與課程開發(fā)實踐共同體設(shè)計，以及基于深度學習與項目研究的復(fù)雜學習者等案例。為科學教育工作者或研究者在案例分析的基礎(chǔ)上進行復(fù)雜學習環(huán)境設(shè)計提供支撐。 基于上述

5、研究工作，本文形成了如下研究結(jié)論： 1、人類的知識創(chuàng)新和學習方式創(chuàng)新原本就是各種復(fù)雜學習系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)。那些把復(fù)雜學習系統(tǒng)簡化為顯性知識的單向傳輸和強化訓練的教育方式，在很大程度上屏蔽或消解了學習者的個性和創(chuàng)造潛力。 2、我們可以從多維度來界定“什么是復(fù)雜學習”：·從系統(tǒng)進化的角度來看，復(fù)雜學習是指構(gòu)成系統(tǒng)的行為主體(agents)有目的地、創(chuàng)造性地應(yīng)對來自環(huán)境變化的挑戰(zhàn)的過程中所表現(xiàn)出來的基本學習方式，這種學習方式是學

6、習系統(tǒng)中共享格式和個體格式的交叉復(fù)制與建構(gòu)創(chuàng)生的過程。 ·從生命進化的視角看，復(fù)雜學習是自然生態(tài)系統(tǒng)中具有學習能力的高級動物(如鳥類、獸類等)在應(yīng)對種群競爭、食物緊缺、氣候環(huán)境惡化等多種生態(tài)問題時，經(jīng)過長期的試探而創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)多種合適的生存格式，并在遺傳進化中通過交叉復(fù)雜(雙性繁殖)而將這種生存格式部分或全部地保留下來的過程。 ·從人類基于腦的學習的視角看，復(fù)雜學習是學習者浸潤于人類創(chuàng)造的語言、文化與價值中，調(diào)動大腦的自

7、我意識、信息加工等多種功能區(qū)，基于創(chuàng)造性想象力，有意識地協(xié)調(diào)和控制自身行為的過程。 ·從人類學習的認知心理過程看，復(fù)雜學習意味著學習者應(yīng)對問題與挑戰(zhàn)時，積極地調(diào)用自身已有的多種認知格式，通過同化一順化等心理加工過程，構(gòu)建理解事物、解決問題的新格式，其實質(zhì)上是學習者內(nèi)部認知結(jié)構(gòu)的擴大、重組和整合過程。 ·從學習的社會建構(gòu)過程看，復(fù)雜學習發(fā)生在行為主體的“最近發(fā)展區(qū)”之中，通過成人與兒童、能力更高者與初學者、專家與新手之間的

8、合作與對話，將彼此的“情境定義”進行協(xié)商、整合而生成“主體間的情境定義”，這種主體間的情境定義是指導(dǎo)學習者解決問題和應(yīng)對挑戰(zhàn)的基礎(chǔ)。這一過程可以看作是基于協(xié)商的“情境定義”建構(gòu)過程。 ·從人類文化進化的視角看，復(fù)雜學習是一新型文化創(chuàng)新的過程，它經(jīng)歷文化范式的形成、擴張和守護等階段。 ·從人類實踐或游戲的視角看，復(fù)雜學習是通過對社會或游戲基本規(guī)則的創(chuàng)造性利用，生成融集實踐者智慧的“構(gòu)成性產(chǎn)品”的過程。 3、復(fù)雜學習