前言：“站在巨人的肩膀上”
在科学领域的众多激辩中，最为激烈的论争之一当属罗伯特·胡克和艾萨克·牛顿之间的“信件之战”。他们之间的一场争论也使一句话得以流传至今，在论及进步以及真正的科学发现本质上具有累积属性的方面，该名言是目前最为著名的言论之一。胡克与牛顿之间的分歧源于衍射的性质问题，即光在物体周围如何弯曲。胡克声称自己发现了这一现象，而牛顿则认为，这一“发现”很大程度上应归功于法国和意大利的科学家们，这是他们早期进行的类似研究工作的成果。1675年，牛顿在给其劲敌胡克的一封信中写道：
您推进了许多方面的发展，尤其是对薄板的颜色进行了哲学上的思考。如果我看得更远一点的话，那是因为我站在巨人的肩膀上。
尽管人们普遍认为这句名言出自牛顿，但实际上这句话可以追溯至更为久远的年代。1159年，索尔兹伯里的约翰（John of Salisbury）在描写沙特尔的伯纳德（Bernard of Chartres）时写道：
他（沙特尔的伯纳德）过去常把我们比作栖息于巨人肩膀上的侏儒。他指出，我们比前人看得更多、看得更远，并非因为我们目光敏锐或身量高大，而是因为先辈们用巨大的身躯将我们托举至高处。
然而，这句名言被使用的最早记录可追溯到6世纪的拉丁语的语法学家普里西安（Priscian）。
在牛顿使用这句名言的年代，知识被视为一个持续变化的过程。知识是不断被改进和建立在先前的知识及发现的基础之上的。有关知识的这种观点颇具有争议性，正如詹姆斯·格雷克（James Gleick）曾指出的：
知识是不断积累的——就像一架梯子或者一座石塔，攀升得越来越高——这只是作为众多观点中的一种可能的观点而存在。几百年来，潜心学术的学者们一直认为自己可能像侏儒一样，因站在巨人的肩膀上而看得更远，但他们更倾向于相信重新发现，而不是进步。
牛顿的伟大成就在于将我们对世界的理解从哲学层面的思辨转变为基于对可验证假设的实证分析。类似的情形也正在教育领域上演，在过去的30年里，来自认知心理学的发现已经从根本上改变了我们对如何学习的理解。直到最近，教育学以及更为具体的教学设计在很大程度上是基于诸如哲学、政治学、社会学、人类学和语言学等外围学科的理论观点，而通常将心理学、认知科学及脑科学的研究成果排除在外。例如，利维·维果茨基（Lev Vygotsky）的最近发展区理论和知识的社会建构观是大多数教师培训课程中的必备内容，而艾伦·巴德利（Alan Baddeley）的工作记忆模型却往往被束之高阁。尽管迪伦·威廉（Dylan Wiliam）指出认知负荷理论（Cognitive Load Theory，CLT）应是“教师需要知道的最重要的内容”，但很多教师可能在整个培训过程中自始至终都没有听说过该理论。
就如何学习的研究而言，我们应该努力站在巨人的肩膀上，并试图凝聚多个不同学科的力量，在一些基本原则问题上达成广泛共识。艾瑞克·唐纳德·赫希（E. D. Hirsch）将其称为“独立聚合原则”，他声称这种原则：
已经成为可靠的科学的标志。例如，在19世纪，来自多方面的证据共同聚焦于疾病的微生物理论。一旦决策者采纳了这种共识，医院的手术室就必须达到高标准的消毒要求，否则将被关闭。而学校的情况则与此截然不同。
在某些领域，我们也可以看到这类聚合。例如，在有关学习的研究中，毫无争议的一个主题就是测试效应。研究发现，当通过适当的反馈测试检索到需要被记忆的信息时，我们从长时记忆中提取信息的能力将得以提升。这种检索练习可能是一种最有效的记忆知识的方法，然而，这一研究成果在学校中却未能得到充分利用，测试仅在学习过程结束时进行，并未作为促进学习的一种手段用于整个学习进程中。测试这种方法在学校里未能得到充分利用，或者几乎不用，即使在大学或教师教育学院里，那些即将成为教师的人也很少被教授如何有效使用测试。而基于意识形态方面的一些思潮也推波助澜，对测试更为忽视。这些思潮认为对儿童进行测试是一种虐待，会导致其产生心理健康问题。这就涉及抵制科学进步、固守教条立场的问题。伊格纳兹·塞麦尔维斯（Ignaz Semmelweis）的例子对我们很有启发性。
1846年，奥地利维也纳的总医院遇到了一个特殊的问题。该医院有两个产房，第一个产房的产褥热死亡率约为16%，而第二个产房的死亡率则低得多，通常低于4%（见图0.1）。令人费解的是，这两个产房之间似乎并不存在什么明显的差异可用于解释上述现象产生的原因。事实上，根本就不存在什么难解之谜。几乎所有的产妇死亡都是由于产褥热（分娩后子宫的细菌感染），而这也是19世纪产妇死亡的常见病因。鉴于这众所周知的事实，许多孕妇恳求被带到第二产房分娩，而不愿去第一产房。第一产房声名狼藉，以至于许多产妇宁愿在大街上分娩，也不愿被带到第一产房。
当时匈牙利的一名年轻医生伊格纳兹·塞麦尔维斯在维也纳的这所医院工作，他已经晋升为助理教授，其工作的内容之一就是在教授查房巡诊前先对病人进行检查。年轻的赛麦尔维斯对这种看似无解的困境深感不安，他曾写到，这令自己“如此痛苦，以至于觉得生活似乎毫无价值”。为改变这种状况，他全力探寻可能的解决办法。直到他的好友兼同事雅各布·科勒施卡（Jakob Kolletschka）在一次手术中被外科手术刀割伤而死于同样的感染，事情才有了突破性的进展。
塞麦尔维斯随后注意到，在第一产房里，医生会进行例行的尸检工作，而在第二产房里则不做此项工作。他还注意到，医生进行尸检后经常不洗手就继续去接生和诊治病人，由此他认为病人可能会感染医生携带的“尸体颗粒”。之后，他坚持让医生在接诊病人前要用含氯消毒液洗手。这一简单的干预措施使得产褥热的死亡率降至1%左右。
然而，尽管这是一项变革性的发现，但当时医学界的众多人士对这一发现表示怀疑，并公开予以嘲讽。当时美国著名的产科医生，同时也是医学院教师的查尔斯·梅格斯（Charles Meigs）曾嘲笑细菌感染及防腐策略等观点，声称“医生们都是绅士，而绅士们的手都是洁净的”，并认为“违背神灵赋予我们享受或忍受自然的和生理的力量的做法”在道德上是不可接受的。即使塞麦尔维斯发表了他的研究成果，他仍然要面对根深蒂固、顽固不化的业界偏见。
这种保守的短见导致“塞麦尔维斯反射”一词的产生，它描述了这样一类特征倾向——条件反射般地拒绝新证据或新知识，只是因为它们与既定的标准、信仰或规范相矛盾。塞麦尔维斯所揭示的就是教条主义往往会胜过客观证据，即使后者能带来变革性的改变。他主张利用证据来解决诸如看不见的细菌导致感染之类的看似棘手的问题，而这个主张又过了几十年才成为医院的强制规定，并挽救了成千上万人的生命。
如果我们要采取一种真正的循证方法来为学生设计和开发最佳的学习体验活动，那么我们必须站在巨人的肩膀上，并在前人来之不易的发现的基础上进行建构。因为这些发现已被多方证实，并且在更广泛的科学界达成共识。新手的学习与专家有所不同，或者学习意味着长时记忆的变化，这种被广泛认同的内容创造了一种强大的通用语言，即一种共同的语言。通过这种通用语言，人们可以在坚实研究的基础上逐步迈向正确的学习科学，而这也将使所有的学习者发挥其最大的潜力。