设计实验与课例研究：基于中国香港地区学习研究
我首先引用设计实验在教育领域内应用的最早的提倡者之一Ann L.Brown的一段话，他形象地描述了教育设计实验的目标：我认为，课堂工作和我的实验室工作基本一样，研究的性质是便于实际应用。在教室或实验室中，我试图设计干预措施，这些干预措施不仅以可识别的标准在起着明确的作用，而且还可以通过特定理论，描述工作过程以及原因，从而使它们可靠和可重复。[1]
这个目标的表述方式更接近于其操作功能的解释，简单说就是使用有针对性的理论进行教学实验，以支持教师提高学生学习成绩及其对教学实践的深度理解。这种实验本质上是必须预先有完整的设计，其中干预措施要有基于理论的标准界定和操作解释，最终达到某种特定的设计目标，当然肯定是首先服务于教育教学质量的改善和深度解释实践。
2005年以来有学者提出，学科教学是一门设计的科学[2]。因而毫不奇怪，课例研究也被视为基于设计实验。自2000年起，香港特别行政区政府资助香港教育大学（当时是香港教育学院）与香港大学以及瑞典哥德堡大学的学者们共同开展了“照顾学生个别差异——从‘差异’开始”的研究计划，他们共同开发了一个课例研究模型，被称为“学习研究”。该模型受日本课例研究的启发，涉及了设计实验[3]。
它的目标针对某个学习内容，它既可以是教师希望学生能够掌握的能力，不单单是某个概念和理论以及方法，还可以是技能、态度和价值观。从设计实验角度分析操作程序是：
第一步，通过“课前访谈、精心设计的前测题、课堂上给予学生表达意见的机会，并加以聆听等”来评估学生对学习内容的现有理解，然后通过观课与同行交流等进一步确认同样学习内容不同的处理方式。
第二步，就是有意识的教学设计，这种设计与我们通常意义上讲的教学设计不同，它不是简单按照教学大纲的规定来设计，而是更希望去追问如下问题：这是值得教授的课题吗？这与教育目的有什么关系？我们需要培养学生哪些能力？等等。
在选取学习内容时，我们也不只是考虑几个或一组概念，或者它在整体学科结构中的地位，还必须考虑学习者与这个概念的关系、找出学习这个概念的原因。整体上，它所关注的学习内容可以分为：预期的学习内容、实际掌握的学习内容、体验到的学习内容。我想指出的是，“体验到的学习内容”往往是我们常规教学设计中非常缺乏的。学生学到的，关乎他经历过什么，这便是实际体验到的。因此，学习的价值就是帮助学生有机会更好地理解个体所处的世界。
这就印证了Cobb等（2003）的观点，设计实验研究的一个重要目的是通过设计其元素和预测这些元素如何共同作用以支持学习，促进学生对学习更为广泛的生态学理解：一个复杂的、相互作用的系统，涉及不同类型和层次的多种元素。[4]
这些学习内容的具体教学设计更需要借助于变易理论，将它作为工具，类似于顾泠沅提出的变式教学。简单地说，就是通过四类变易图示去辨识事物的关键属性（可能关键属性是复数），接下来设计才会考虑教学策略，教学策略并不聚焦在某种特定方式，更不会过分强调教学方式和创新某种教法，很可能它所采纳的教学策略是我们认为传统的教学策略，这与我们目前的教改导向并非一致。
第三步，就是课堂实践和教学评价。“几位教师会分几轮进行课堂实践。每一轮教学都进行同行观课和课后会议反思，以便在下一轮的教学中改善研究课；每轮教学的修订也常涉及改进前期所确定的学习内容以及与之相对应的关键属性。教师在每节课上均会录像，以便做进一步的分析”。[5]
我在前文中曾经分析过我国香港学习研究的操作流程，与这个稍有不同。前者是站在变易理论的角度去构建，而后者是从设计实验角度去重构。这种区别是形式上的，因为设计实验是需要某种特定理论的。当在设计实验视域内凸显某种理论的时候，其理论所要求的某些操作就成为“焦点”了，并处于明显的位置和环节。
前文中也曾简要提及设计实验的某种“缺陷”，比如缺少详细的观察和记录。例如，课堂实践中的“观察”缺少详细的设计与安排。更重要的是某种不可复制性，“我们很难预计，没有参与课堂学习研究的教师，重复我们对学生所做的一切，是否也可以得出相同的结果”。
Ann L.Brown借用了程序开发的过程来回应此类质疑。程序开发有三个阶段：alpha、beta和重复阶段也是最后一个阶段（gamma），关注是“在最小的支持下如何被广泛采用”。重复是需要支持条件，研究者应该致力于最小支持的条件的研究。如果不尝试这一阶段，任何干预的保质期都必须受到怀疑。[6]
而在Ann L.Brown看来，“可靠”要比“可复制”更为重要。在《设计实验》中的最后，他借用《性·谎言·录像带》这部电影名字来表达他对于设计实验可持续发展的要求：第一是“性”，意味着成功的课堂干预设计者必须确保设计足以引诱儿童进入学习的世界。一名设计科学家有必要梳理诱人的学习环境的主要特征：教师、学生和研究人员的作用；课程和计算机支持的实际贡献；设计分布式专门知识和共享意义的方法，等等。当然，我们需要面对如下挑战：在为愉悦的学习者设计一个令人兴奋的教室环境与保持控制和预测的研究要求之间如何保持持续的紧张关系。
在这一切都起作用时，当参与者体验到所谓的“心流”时刻，必须认识到，这些时刻是从一系列不那么令人鼓舞的事件中被挑选出来的。人们必须把成功和教训分开，但是，一个人如何看待这两者的比率呢？不少研究都有一种趋势，即将这种性质的研究浪漫化，更多地呈现出一些引人入胜的逸事或特别令人兴奋的成绩单，“谎言”往往就有可能随之而来。或许解决的方法是建立一种手段，尽可能客观呈现选择成功的标准和要求，以及那些不具有代表性的但是深刻影响参与者的关键事件，只有这样才有可能降低重复性失败的概率。
最后为什么是录像带？Ann当年曾为一家政府机构撰写一份报告，介绍过去十年发展心理学的主要进展，在咨询同事的意见时，他用了一个词——录像带——加以概括。Ann的第一反应是典型的幽默，但经过进一步的思考，他意识到这个反应是深刻的。现代教学创新设计师的优势在于他们为存档目的制作录像带。杜威、比奈和其他早期的设计师不得不依靠自身和门徒的选择性报道。但今天的摄像有很多功能：可以根据变化的观点与理论来重新解释和反思自身；用来回顾儿童或儿童群体的表现；某一学习现象的有趣例子，等等。录像带对于记录教师和学生的概念变化是非常宝贵的，它们为教师和研究人员的讨论和反思行动提供了一个共享的数据库。以便由那些有完全不同理论视域的人进行再分析。