谈 Siemens 的连接主义胡壮麟北京大学

George Siemens

2004: “ 连接主义——电子时代的学习理论”2005: “ 连接主义——网络创建的学习”2006: “ 连接主义——当今的学习和知识”。2007 年 2 月 2-9 日 “连接主义网络会议”。

内容提要1.主流的学习理论2. Siemens 的学习观3 连接主义4.对连接主义理论的质疑和讨论5.结束语

1. 主流的学习理论• Siemens 指出，• 认识论 学习理论 客观主义 行为主义 实用主义 认知主义 建构主义 阐述主义

• 客观主义 : 现实是外部的、客观的，知识来自学习者亲身经历。• 实用主义：边体验边学习，通过活动和认知获得真理。• 阐述主义：现实经过主体诠释，学习过程是通过学习者对世界的视角创建自己的真理。

行为主义学习过程在很大程度上是不可知的——“黑匣理论” 。3 个假设：（ 1 ） 可观察到的行为比了解人体内部的活动更重要。（ 2 ）行为的简单元素：刺激与反应。（ 3 ）学习是关于行为的变化。

认知主义（ 1 ）采用电脑信息处理模式。（ 2 ）学习是输入过程，储存在短时记忆区，编码以备长期记忆。（ 3 ）知识：学习者脑中的思维符号。学习过程是这些符号所代表的事物转化成记忆的方式。

建构主义（ 1 ）学习者在努力理解他们的经历时，创建了知识。但这种现实生活中的学习往往是杂乱无章的。（ 2 ）学习者是现实的建构者。

三者不足之处 :—— 对大脑不同区域功能已有了解。—— 计算机模式的运算不精确。—— 知识的构建 未能反映我们的心智是一个连接和创建结构。—— 我们并不总是在进行高级认知活动的构建，而是进行连接活动。—— 知识是学习者的外部事物，学习过程是内化知识的行为。

2 ． Siemens 的学习观2004 ： —— 许多学习者一生中将会进入各式各样、很可能毫无关联的学习领域学习。—— 非正规学习将是学习重要部分。—— 学习是持续的过程，持续终生。

—— 组织与个人都是学习机构。—— 技术正在改变我们的头脑。我们使用的工具决定着我们的思维。—— 以往的许多学习过程如今可由技术取代或支持。——“ 怎样学” 与 “学什么” 正在被 " 从哪里学 " （了解从哪里可以找到所需要知识）所补充。

2005年：原则1 ：学习和知识存在于纷繁意见中。原则2 ：学习是一个连接各个专业节点或信息源的过程。原则3 ：学习可处于非人的器皿中。原则4 ：如何知道更多的能力比现已知道的知识更重要。原则5 ：为方便持续学习需要培养和维持连接。

•原则 6 ：整合不同领域、观点和概念之间的能力是核心技能。•原则 7 ：现时性（正确崭新的知识）是所有连接主义学习活动的意图。•原则 8 ：决策本身是一个学习过程。通过变化对学什么和输入信息意义进行择取。 现在是正确的答案到明天可能是错误的。

2006年：• 混沌性： 学习内容分散杂乱，不一定被完整打包和安排。• 连续性： 学习是一个不断发展和交流的过程。“上某一课程” 的模式正在被所需要的学习和知识所替代。• 共同创建性： 学习不再是内容的消化（在知识习得中学习者是被动的），专家和业余学习者都是知识的创建者。

• 复杂性：学习是多方面的整合过程，一个元素的变化导致较大网络的变化。• 连接的专业性：复杂性和分散性形成专业化的节点（任何一个单一实体无法知道所有的元素）。知识增长和学习的活动涉及专业化节点的连接。• 连续期待的肯定性： 对歧义和不肯定性持容忍态度。肯定性只能保持两三个月，不是终身的。

图：学习作为网络形成的示意图

2.1 学习内容的可变性。 • 学习者在与学习内容（或信息）之间建立联系后 , 实际上创建了一个包括不同观点的网络 , 使学习者个人观点通过范式确认获得新的意义。• 连接改变了内容。位于网络中的内容被赋予新的意义。• 创建连接比内容重要。当网络可说明不同视角时，它创建了某层次的意义。• 知识也有半衰期。

2 ． 2 学习内容的相关性。 • 接纳或使用任何内容的必要条件。• 有些看来是不相关的内容，对发展将来的能力也许是关键的。• 可以界定为一种资源或活动是否符合个体不同时期需要的程度。相关性越大，其潜在价值越大。• 学习者如果认为相关性不大，便会影响他的学习动机和行动。

2.3 学习内容的现时性。 • 为学习者提供某种类型的内容，因而产生价值。• 内容：现时，相关，切合语境。• 优势使学习内容更有用途。• 传统教材或手册很难满足此标准。• 短训班有时无济于事，且耗资较大。• 知识看作容器的观点限制了知识流通。

2.4 学习内容的连续性。 • 电子化学习最初采取课堂搬家模式。教学内容往往是线性的课程。• 今后的学习可以是小型的，以个体为目标的种种方式。• 可用计算机，甚至手机进行学习。• 有利于知识的传授连续进行，而不是学习预先构制的课程。• 学习和求知过程是恒常的不断进行的过程，不是最终状态或产品。

2.5 学习内容的复杂性和外部性。 • 知识流通迅猛 , 个体难以应对。• 将部分有关知识的处理和解读过程卸载到学习网络节点中。• 按类建立种种节点，以储存和提供他们所需要的知识。• “ 知识存在于网络中”，“知识 / 学习可处于非人的器皿中。”• 如何知道更多知识的能力比知道现有知识更为关键。• 识别范式和创建意义的能力就是今天培养学习者所要掌握的核心技能。

2.6 学习中的决策。 • 学习是一个混乱、模糊、非正式、无秩序的过程，因此如何做出决择也是在学习。• 今天认为是正确的答案，明天可能成为错误。 • 知识像汪洋大海，那种涓涓细流式的学习方式难以适应。

2.7 学习的社会性。 • 社会、社区和同学对学习都有作用。• 当学习行为被看作是学习者控制的活动时，设计者们需要将关注点转移到培育理想的生态系统以促进学习。• 重新思考如何设计教育指导，如何侧重培养学习者驾驭信息的能力。• 我们正从正式刻板的学习迈向非正式、以连接为基础、网络创建的学习。

3 ．连接主义3.1 网络 • 以网络学习为基础。• 两个元素——节点和连接。• 节点：可以用来连接其他元素的成分；可以用来形成网络的外部实体；人、单位、图书馆、网址、书籍、杂志、语料，或任何其他信息源。

• 节点的聚合产生了网络。网络可以合并形成更大的网络。 • 连接是各个节点间的任何联系方式。• 学习行为是创建节点的外部网络，从而形成信息源和知识源。• 学习网络也可以看作内部心智中进行连接和创建理解范式的结构。

• 即使网络的连接不那么紧密，节点仍可以存在于网络中。每个节点都有能力以自己的方式起作用。• 网络本身是节点聚合体，但对网络每一节点的性质影响有限。• 一旦网络建成，信息可以很方便地从一个节点流向另一个节点。• 两个节点之间的联系越强，信息流动得越快。

3.2 信息系统网络创建的信息系统包括：数据——初始元素或较小的中性意义元素 信息——有智能应用的数据 知识——语境中的或已内化的信息 意义——对知识细微差别、价值、涵义的理解数据

3.3 元素特征内容：数据或信息 互动：尝试性形成连接 静态节点：稳定的知识结构 动态节点：新信息的增添和数据的不断变化自动更新节点：与原信息源紧密相连的节点，产生高度流动性，体现最新信息

3.4 形成连接的因素连接的增强受制于 :动机、情绪、节点的关联性合乎逻辑的反思认识自然和组织不同类型信息与知识的范式化过程熟悉自己身处的专业领域的经验。

3.5 网络形成过程中的学习 • 学习与网络形成过程互相影响。• 从学习是知识和意义之间发生的活动来看，学习是网络形成中受到影响的因素。• 学习本身也是影响因素，因为实践过程是网络创建和形成的过程。。

3.6 创建意义• 网络中的意义通过连接的形成和节点编码产生。• 意义产生符合系统一般特性：开放，适应性，自我组织并具备修正能力。• 对潜在语义的分析可以通过将新节点融入现有网络结构的过程解释。

3.7 学习网络的特征•小世界效应 (small world effect): 多数节点都由相当短的路径连接。在发展良好的网络里，信息流通常需要少量“跳跃”。

•弱连接 (weak ties): 实质性的创新，依赖于与其他不太熟悉的网络的松散的弱连接。使我们意识到与自己截然不同的思维方式。

•无尺度网络（ Scale free networks） : 不同网络参数的分布呈指数形式。这种不均匀分布表明，在这些网络中有些成员连接程度较少而有些成员连接程度较多。

•中心性（ Centrality）：表明节点的重要性及其与网络其他部分的关系性质。节点的中心性受其他因素影响。

•程度: 发现对网络影响最大的节点。• 接近性：把与网络中所有其他节点连接最少的节点作为根基 , 从而发现与网络其他节点连接最多、速度最快的节点。 • 中间性：把与其他节点连接最多的节点作为根基。这种测量可以发现控制网络信息流的节点。

3.8 监控和质量判定 为使网络有效，需要某种类型的监控和全面质量判定。一方面要确保新信息流动的畅通，另一方面要抑制某些包括偏见、先入为主的概念或缺乏灵活性的信息及其流动。分别使用流动加速器和流动抑制器。

3.9 网络内部修正作为智能网络，我们的头脑不 断重塑和调节来反映新环境 和信息，使不再有价值的节 点被弱化。弱化可以有多种方式，但是最 明显的是失去网络内部连接 , 或被忽略，或被删除。

3.10 网络生态学 网络需要在某种环境中产生——生态系统。生态系统是活的有机体，影响网络自身形成。如每个学生都拥有自己的学习网络。该网络健康与否受所在学校的生态系统的适宜性影响。教育者和培训者的任务，就是创造和培养能使学习者迅速有效强化现有学习的学习生态系统。

4. 对连接主义理论的质疑和讨论4.1 是教育观？还是学习理论？ Verhagen ：不是关于教育的学习理论，而是教育观。所提出问题不属于教育的层次，而是课程大纲层次。前者处理学习如何进行，后者解决学什么、为什么学。连接主义的 8 个原则并不新鲜。一个理论应当对现象做出解释，而这些解释应当是可验证的。

Kerr （ 2007 ）：让学生学习 web2.0 ，他们可以学到在网上如何做游戏，讲故事，但他们不会学到微积分。有些非普遍性的知识不是自发学会的。微积分需要放到课程大纲中去。连接主义帮不了忙。

4.2 对建构主义评论不当 Siemens: 建构主义的学习理论只是使教师所讲的内容和学生真正学的内容有直接联系。建构主义的定义不清楚。它是一个没有边界的概念，对不同人可指不同东西。建构主义的经验可以看作一种教学理念，而不是理论。

Kerr ： Siemens 的批评太空洞。虽然有的建构主义者是哲学的理想主义者（在脑中构建的意义不一定反映外部世界的真正事物），但使用常识还是可能的。Piaget 的两点观察：（ 1 ）儿童建立或构建他们自己的智力结构。（ 2 ）儿童依据他们已有知识建立这些结构。在现存认知结构之间构建平衡， Piaget称之为 equilibration 。

Kerr ：同意 Siemens 的管道连接比内容更重要的看法，也同意他知识半衰期的观点。 Siemens 对建构主义了解不多，更没有实践，因此不同意 Siemens把连接主义看作“崭新理论”的提法。连接主义的理论与其它理论是共存而不是取代的关系。

Siemens ：同意整合学习（ integral learning ）的提法。坚持在学习中，我们总是在连接。建构主义认为学习是在脑子中发生的。——太复杂。人体无法无限增加其学习能量。必须把学习看作是社会网络，受技术支撑。我们的学习环境不仅是学习的促使者，也要承认学习本身就是一个参与者。

4.3 能学习的人和能学习的物 Verhagen ：连接主义谈的是能学习的物，没有谈能学习的人。 学习处于器皿之中与人类学习无关，与知识储存于非人类器皿无关。不同人类族群把知识储存于社会和组织机构之中，是因为人类记忆的有限性。 现代认知工具只是工具箱的扩展。不一定影响我们的思维和行动。

网络社会也可以从经济学、心理学、社会学、人类学、政治学和哲学研究获得启示，但连接主义定位时对这些内容谈得不具体或没有谈到。连接主义虽然谈到混沌、网络、复杂性和组织性理论等，但没有谈到这些理论元素如何整合到无所不包的连接主义中。

Kerr ： 也同意智能形式可以在人体之外（信息处理），日益重要，但这个观点不是新的，不能作为新的学习理论的基础。例如， 2004 年没有 YouTube ， 现在有了，这不能证明理论的创新。这仅仅是量的变化，不是质的变化。

Siemens ：Kerr 的意见正好说明连接主义的重要性，那些静态的，无语境的，以内容为中心的教学理论不能看到正在发生的变化导致已有的知识过时。 Kerr 的挑战正好说明知识在变化，因此我们应该面对和质疑所有知识。

4.4 知识的掌握 Siemens ：接受某一特定信念和思维方式会有若干伴随的观点和逻辑发展。这说明我们需要的是更多地进入空间的功能而不是推理和逻辑的功能。 Kerr ： 逻辑推理和环境（空间）之间存在辩证关系。有的情况下，逻辑是主要的，另一些情况下，环境是主要的。不谈逻辑的说法有误，逻辑不能没有。Siemens ： 我们的需求和逻辑是在活动和反应，协商和对话过程中塑造的。

Siemens ： 掌握关键点发生在接受或创建一个意识或世界观之时。一旦接受了，此观点成为过滤器和认知减负的工具。 思想意识强烈地影响认知，不仅表现在日常活动中，也表现在选择世界观的过程中。Kerr ： 掌握或加深掌握出现于理论和实践的循环之中。实践也会对世界观起反作用，并改变它。把思想意识描述为掌握的真正关键点会导致教条主义或过多的与实践没有联系的法则化。

4.5 语境。 Siemens ： 语境包含多种元素，如情感、经验、信念，和周围的环境 .-——每一个元素都涉及态度问题。—— 语境游戏指个体、政治、公司的历史和许多其它因素。语境游戏是试图澄清和突出某些会影响我们对某特定情景的理解。—— 我们不是就 “它是什么”来评价事物。我们评价的是它如何与我们已界定的观点和思想意识有关。

语境游戏包括: （ 1 ）我们带来什么？——我们现有的观点和思想意识。（ 2 ）什么东西产生影响？——指现存的和对讨论 / 知识产生影响的因素。（ 3 ）什么东西存在？——话题的实质：它与语境融合，并在语境中产生微妙影响。（ 4 ）发生的空间？ ——对话 /辩论发生时的环境 /文化。

Kerr ： 与情景学习法无差别，那就是学习通常发生于活动所要实现的功能中。 应该说清连接主义的语境观 . 在我们身体或大脑的内部发生了什么？在外部发生了什么？内部与外部如何连接？思维是什么？它在哪里？它如何工作？ 制定一个新的学习理论的必要过程应当结合当代的哲学、认知科学（包括人工智能研究）和学习理论的历史。 不能扔掉原来的学习理论。

Kerr ：一个好的学习理论应包括：(1) 对课程大纲和学习改革的理论和实践的 循环做出贡献。(2) 对如何观察学习的发生提出新视角。(3) 正确地表示各种学习理论的历史发展。连接主义对第 1 点使用了有时是正确的口号 , 只是稍嫌一般。第 2 点，已有不少理论，如系统理论、浑沌理论、网络理论、市场就是谈话理论。从第 3 点看， Siemens 对现有理论有所曲解，连接主义作为新理论令人怀疑。

5. 结束语（ 1 ） Siemens 倡导连接主义学习理论有积极意义。我们生活在前所未有的数字化时代，在这样的历史背景下如何有效学习和获得知识？这个研究方向应该肯定。

（ 2 ） Kerr 和 Verhagen 对 Siemens 的有些批评值得考虑，一方面 Siemens 对现有主流的学习理论的价值估计不足，另一方面对连接主义理论本身应该认识到它还存在不完善、不具体、不清楚之处。

当代任何理论都有其历史渊源，离不开前人的工作和成就。

（ 3 ） Kerr 和 Verhagen 的有些意见说服力不强，如在网上只能学到如何做游戏和讲故事的评论。 两者在个别地方对 Siemens 有曲解，如 Verhagen 说 Siemens 的理论是关于学什么和如何学的问题，实际上 Siemens强调的是新世纪的学习理论应一反传统的学什么和如何学，应当关注从哪里学和谁来学的问题。

（ 4 ）批评者自己观点也有商榷之处。Verhagen 的批评在承认知识可以外化之后，不承认技术或工具对人类思维和行动会产生影响。人类社会自有了文字和书籍后，逐渐习惯于线形思维。今天，电子技术和超文本的发展，将使我们长期被禁锢的非线性思维或立体化思维获得解放。这对人类文明发展将有不可估量的意义。

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