推動學習科學向教學實踐轉化的策略

龐孝瑾

【摘 要】學習科學是國際上近30年來發展起來的關于教和學的跨學科研究領域。然而對于學習科學，很多一線教師不知其然，更不知其所以然，更不要說按照學習科學的理念來重新設計課堂教學。通過對中小學教師進行關于學習科學的問卷調查發現，教師對于學習科學確實存在認識上不足的問題，據此提出對于學習科學的學習與實踐轉化策略。

【關鍵詞】學習科學 教學實踐 轉化策略

一、問題的提出

學習科學（Learning Sciences）是國際上近30年來發展起來的關于教和學的跨學科研究領域，涉及教育學、腦科學、心理學、認知科學、信息科學、生物醫學等眾多研究領域。簡而言之，學習科學主要就是研究人究竟是怎么學習的以及怎樣才能促進人的有效學習的科學。

20世紀70年代末80年代初，隨著人工智能學習科學的研究成果日益受到教育領域決策者和實踐者的關注，學習科學已經成為很多發達國家和地區教育改革的指導理論，也為一些教師進行教學改進提供了理論基礎。但是，通過調研我們發現，對于絕大多數教師而言，他們對學習科學這個相對新興的研究領域并不是很了解，很多一線教師不知其然，更不知其所以然，更不要說按照學習科學的理論來設計課堂教學和指導學生進行有效學習，對學習科學的研究還未引起教師足夠的重視。

二、教師在學習科學上的認知基礎與科研需求調研

為了解教師對學習科學研究領域的認知基礎與科研需求，2018年9月，北京市朝陽區教育研究中心學習科學研究室對北京市朝陽區義務教育階段的1020 名中小學教師進行了關于學習科學的問卷調查。調查樣本中，女教師占82.73%，男教師占17.27%。年齡分布為30歲及以下的教師占28.07%，31～35歲的占16.19%，36～40歲的占16.88%，41～45歲的占16.39%，46歲及以上的占22.47%，從數據中可以看出，45歲及以下的中青年教師占到了77.53%。教齡分布為5年及以下的教師占25.81%，6～10年的占14.52%，11～15年的占14.33%，16～20年的占10.79%，21年及以上的占34.54%。可以看出，20年及以下教齡的教師占到了65.46%，這與中青年教師的占比具有一致性。從教師的學歷分布來看，大學本科的教師占到了83.32%，碩士研究生占12.27%，博士研究生占0.2%。可以看出教師以本科學歷為主，與碩士、博士相比，本科學歷教師的科研能力相對不足，這更加說明需要對教師加強學習科學研究能力的培訓。教師所任學科分布表現為語文教師占25.61%，數學教師占24.63%，英語教師占13.54%，這三大學科的教師占比最高。

從教師對學習科學的認知基礎來看，他們對學習科學所有維度的了解程度為17.9%～29.13%，說明教師對學習科學各研究領域的認知基礎和了解程度普遍偏低。盡管如此，教師的科研需求卻相對較高，需求程度為34.24%～41.09%，說明教師對于學習科學還是希望進行了解和研究的，但需求度絕對值并不高，這也說明對教師進行學習科學研究成果的推廣的力度還應加大。隨著教師對學習科學認知程度的提高，教師對學習科學的研究需求也會有更大幅度的提升。對于在學校中占到77.53%的45歲及以下的中青年教師來說，作為學校的教學主力，他們對學習科學的學習與研究，決定著教學改進的成效。特別是對于語數外等主要學科的教師來說，以學習科學為理論基礎來設計課堂有效教學和指導學生進行有效學習尤為重要（見圖1）。

圖1 教師在學習科學上的認知基礎與科研需求對比

三、推動學習科學向教學實踐轉化的方法與途徑

1.加強教師對于學習科學促進教學實踐的認識

（1）加強學習科學的通識培訓

眾所周知，認知科學對于學習的研究，已經進行了長期的探索，并取得了豐富的成果，尤其是關于學習的三種隱喻，每一種隱喻都曾對學習科學產生了重要的影響，并推動了教育實踐的發展。但是為什么還要提出學習科學這個嶄新的概念呢？原因是人們逐漸發現認知科學關注的對象和研究方法過于遠離人在真實世界中的學習，所發現的認知規律是將人從其所處的社會與自然世界中抽離出來的結果，對于真實世界中的學校教育實踐的改進和教育質量的提升并不是很有效。因此，要將學習科學最重要的主張和觀點向教師進行普及，促進教師對學習科學的研究基礎、發展和研究現狀的了解，并幫助教師認識到學習科學是將腦科學、神經科學、認知心理學、人工智能學等學科中關于學習的研究匯聚起來，共同指向“人是如何學習的”這一主題的綜合研究領域。通過科學認識人的大腦是如何學習的，教師就能夠基于學習科學開展教學工作，根據學生的學習規律和認知規律重構課堂教學，提升基于學生的學習結果逆向設計課堂教學的能力，真正實現從關注“教”到關注“學”的

轉變。

（2）強化學習科學指導下的學習策略與方法的培訓，提升教師課堂教學設計水平

盡管學習科學已經對教學策略與學習和教育技術與學習的關系有了一些研究結論，但還需要教師從課堂教學出發，在廣泛吸收學習科學在各個學科的研究成果的基礎上，運用學習科學理論，深層次、多視角地研究學生的學習，提高課堂教學設計

水平。

實踐證明，自主、合作、探究、項目學習等越來越受到教師的重視和學生的青睞。但是教學壓力大、學生缺乏實踐的機會、教師缺乏教與學方式的操作策略等問題阻礙了教與學方式的改變。要解決這一問題，學校應積極開展多種教與學方式改進的培訓和實踐探索，針對不同學科的教學及選修課、綜合實踐活動等，給予教師更多的自主設計和選擇的機會，促進教師根據具體的教學內容、學生情況等對學習方式進行深入探索，實現教與學方式的優化組合，同時推出優秀教師的教學研究成果，加強引領示范作用，逐步建立起學習科學指導下的學習資源庫，以提升教師運用學習科學指導教學的水平。

2.有針對性地指導教師對所關注的學習科學相關內容進行重點學習與研究

（1）加強課題研究與專家指導

從調查數據中，我們了解到教師對專家型信息加工模式等相關學習科學策略的科研需求較高，說明教師對學習科學的認識和向專家學習有效教學策略的需求較高。因此學校要加大學習科學課題研究的力度和投入，成立課題研究小組，建立學科專家庫資源，針對教學專項任務或具體問題加強專家指導力度，幫助教師總結提升。

通過引領教師學習相關學習科學的書籍，如通過對《人是如何學習》這本書中有關新手與專家內容的學習，可以加強教師對專家與新手研究的理解，再通過引領教師長時間向專家學習和實踐，達到教師在專業素養上的提升。學習科學通過研究專家知識的表征，并用人工智能程序將其模擬出來，可以改進學生的學習。比如，通過比較專業作家寫作的過程和學生寫作的過程，發現專業作家善于發展出自己的寫作目標和寫作計劃，而學生則缺乏計劃和反思，在其他學科中同樣存在類似的問題。于是，學習科學家們就把學習的問題轉化為通過培養新手反思能力、制訂計劃的能力來達到向專家靠近的目標。通過相關書籍的引領性學習，可以讓教師在有限的時間里了解更多學習科學的相關內容。

（2）加強專題培訓與重點指導

調查數據顯示，教師對腦科學、神經教育學方面的認知基礎較弱，要加強專題培訓與指導，助推教師改進教學。隨著腦科學和大數據等技術的發展，我們對于“人究竟是怎么學習的”這個問題有了更深刻的認識，也有了更多的手段去促進人的有效學習，這也意味著腦、心智確實可以和真實情境中的教育建立起更為密切的聯系，從而可以從更深的層次上為學習研究提供依據。通過培訓使教師了解腦科學、基于大數據的學習分析和技術增強的學習等研究，將有助于推動教育從更深的層面發生變革。

3.學習科學轉化為教學實踐的探索

在當前教育深綜改的總體背景下，如何圍繞學習科學進行教與學方式的變革，如何基于學習科學實施學科課程設計等問題，亟須得到教育者的回應。學習科學研究的目標，首先是為了讓人更好地理解什么是最有效的學習，其次便是為了用學習科學的知識來重新設計課堂教學和其他學習環境，從而使學習者能夠更有效和深入地進行學習。只有加強應用學習科學的研究和實踐，才能在學習科學和與教學實踐之間架起一座有效應用學習科學的橋梁。

（1）引導教師思考腦科學對教學實踐的意義

對調查問卷中反映出來的教師對腦科學、神經教育學方面的學習需求，除了要對教師進行腦科學的培訓外，還要引導教師思考腦科學對教學實踐的意義，通過學習得出有用的教學啟示。例如，通過了解大腦皮層腦區的分工，可以看出對大腦進行感知以及認知加工的主要功能區是大腦“皮層”，大腦皮層又分為各個腦區，分工處理不同的信息與事件。由于不同的人有不同的大腦部位發育的特點，有的人額葉格外發達，有的人頂葉格外發達，有的人視覺格外敏感。20世紀90年代中期，美國研究者對3～12年級學生感官偏好調查的數據表明，視覺偏好者占46%，聽覺偏好者占19%，觸動覺偏好者占35%。由此我們會得出有用的教學啟示：教師如果以語言講授作為教學方法，只適合于約1/5的聽覺偏好者;對于觸動覺偏好者，就是那些在課堂上愛動的學生，需要教師為他們設計一些可以動手操作的實踐活動來促進他們的學習;而大多數人是視覺偏好者，這也是為什么近年來一直在提倡知識可視化的原因，這也是基于腦科學的研究基礎。它倡導人們要通過理解知識之間的關系，以圖表的方式，將知識可視化。通過將各個感官通道的信息匯聚到以上各腦區后，最終由前額葉負責匯總、分析、決策、處理。所以，前額葉是大腦的高級思維中樞，我們所說的思考，主要是由這個部分來完成的。了解了大腦皮層腦區分工以后，如何調動學生的優勢腦參與學習，如何激發前額葉的工作，就應成為教師在教學中重點關注的內容。

（2）引導教師設計具體的改進教學活動的方法

運用多感官（視覺優先）的原則可以更高效地促進學習行為的產生與持續發展。如在語文課上，教師可以通過運用動畫、視頻、音樂等來激發學生的學習興趣;課下，教師給學生留的作業也不應該只是背誦課文、查資料、寫練習，還可以讓學生通過畫出課文結構圖、完成有趣的學習任務來落實預習，理解文章脈絡，整體感知文本。除此之外，還可以通過小組合作編寫小故事等來學習課文中的修辭、寫作手法等。讓學生感到語文課也可以生動有趣，語文課不只是讀讀背背，還能在動手實踐中增強語文學習能力，而不是非要通過教師在課堂上提問等強制性方式來讓學生思考問題。例如，《蟬》是初中語文八年級上學期的自讀課文，教師設計了讓學生了解蟬的生命歷程的教學活動，要求學生課前根據學習任務選擇小組，課上以小組為單位展示學習成果，表達對蟬獲得的認知

感受。

任務活動一：“我為蟬做微信主頁”。根據課文內容，為“蟬”做微信主頁。要求有頭像、個性簽名、簡介。也可以以微信聊天的方式展現。

任務活動二：蟬的生物實驗報告冊。根據課文內容，尋找法布爾如何觀察蟬的細節，自制一份生物實驗報告冊。

任務活動三：對話一只蟬。根據課文內容，設計采訪稿的采訪提綱，并完成采訪展示。

這些依據學習科學設計的有趣的語文學習任務，讓學生根據自己的專長，自主選擇學習任務，并在合作探究的過程中，通過語言實踐活動提升了表達的準確性和多樣性，同時增強了學生對學習本學期必讀篇目《昆蟲記》的興趣，學會用《蟬》這一課的閱讀方法繼續閱讀《昆蟲記》。

（3）引導教師重新思考和改進教學

當學生對某些學科就是學不會、學不好時，就會失去學習興趣，甚至對這門學科產生恐懼與反感情緒。教師通過對學習科學的學習，對學生的認知特點有了理解，就有能力反思自己的教學理念。比如，從多感官原則來看，有一些孩子可能不是聽覺優先的學習者，但有非常強的動手能力，因此教師就要發揮他們在學習中表現出的觸動覺的優勢，設計一些動手操作的學習內容，讓這些學生在實踐中習得對知識的理解與掌握。如果教師能夠了解更多的由學習科學所揭示的、對教學產生重大影響的原理，并有意識地將它們運用到教學中，就會大大提高教學的科學性。

新的課程改革要求教師對學生的學習問題做出更好的回應與提供更好的解決策略。因此，除了要對教師進行引導性的學習培訓外，教師的自我學習提高也非常重要，這是對學習科學的最好的學習。

參考文獻

[1] R.基思·索耶.劍橋學習科學手冊[M].徐曉東，北京師范大學認知神經科學與學習國家重點實驗室腦科學與教育應用研究中心，譯.北京：教育科學出版社，2010：4.

[2] 理查德·梅耶.應用學習科學：心理學大師給教師的建議[M]. 盛群力，等譯.北京：中國輕工業出版社，2016：10.

[3]裴新寧.學習科學研究與基礎教育課程變革[J].全球教育展望，2013（1）.

[4] 尚俊杰，莊紹勇，陳高偉.學習科學：推動教育的深層變革[J].中國電化教育，2015，336（1）.

[5] 趙健，鄭太年，任友群，裴新寧.學習科學研究之發展綜述[J].開放教育研究，2007（2）.

（作者系北京市朝陽區教育研究中心學習科學研究室科研員，中學高級教師，朝陽區教育系統學科帶頭人）

責任編輯：孫昕

heartedu_sx@163.com