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學習是一個複雜的系統，也是人類進步的重要動力。學習科學是一個跨學科領域，其主要探究人類如何學習、為什麼學習、學習在什麼情境下發生，以及人類如何決定學習發生的源頭等問題。本手冊探討的核心問題主要有三點：(1)學習者如何理解無處不在的信息並與之交互？(2)如何設計對於學習者而言具有一定挑戰性的學習環境？(3)如何有效設計、分析和評估教學和學習以促進學習者的學習？從研究內容來看，本手冊主要包括關於學習過程的研究、關於學習環境的研究、關於學習科學研究方法的研究三個板塊。
首先，學習科學對學習過程的研究涉及心智過程和社會過程，以及影響這些過程的文化因素、系統因素和其他有關因素，學習科學是跨學科的研究領域，涵蓋了認知科學、心理學、哲學、社會學、人類學、課程與教學等多個學科領域。其次，關於學習環境的研究方面，學習科學領域的研究者圍繞學習教學設計、情境設計、學習支持等幾個維度對設計挑戰式學習環境進行了分析和探討，包括整體化教學設計、知識論壇、模擬、遊戲和建模工具、非正式學習場館、MOOCs支持的多樣化學習環境、創客運動等方面的內容。最後，學習科學領域的研究者分別從有效設計、測量、分析和評估等方面對如何促進學習者的學習方面進行了分析和探討，關注了以基於設計的研究、基於設計的實施研究和參與式設計為核心的研究方法設計、面向學習者的學習評估和能力測量、融合質性和量性的混合式方法研究等方面的內容。
弗蘭克·費舍爾(Frank Fischer)是德國慕尼黑大學心理學系教育心理學和教育科學教授，慕尼黑學習科學中心(MCLS)主任。
辛迪·赫梅洛-西爾弗(Cindy E. Hmelo-Silver)是美國印第安納大學伯明頓分校芭芭拉·雅各布斯教育與技術委員會主席，學習科學教授。
蘇珊·戈德曼(Susan R. Goldman)是美國伊利諾伊大學芝加哥分校心理學與教育學特聘教授，學習科學研究所聯合主任。
彼得·賴曼(Peter Reimann)是澳大利亞悉尼大學CoCo研究中心教育學教授，學習與創新研究中心(CRLI)聯合主任。
