学习科学为学校教育创新带来什么

【摘要】通过对学习科学在学校中应用的四个案例研究发现，学习科学对学校教育的影响主要表现为构建操作模型和具体实践两个方面。在分析当前实践中两类学习形态变化发展的基础上，讨论学习科学与学生素养培养等问题，阐明学校教育创新实际是培养未来素养和持续学习能力，主要途径是搭建学习框架，将原理、模型与具体方法有机统一。这是一个动态过程，只有广泛吸收学习科学等各个学科成果才能走中国学校教育创新发展之路。

【关键词】学习科学;学校教育创新

【作者简介】张熙，研究员，北京教育科学研究院基础教育研究所所长（北京海淀100036）

当下，“人是如何学习的”这一议题引起了学术界和实践界的广泛关注。从国际范围来看，学习科学已经成为一些发达国家和地区教育变革理论指引的关键词，成为新教育政策制定的基础，也深刻影响着课程改革的步伐和走向。近年来，我国学习科学领域发展迅速，脑科学实验室不断涌现，“基于脑、适于脑、促进脑”的讨论此起彼伏。

总体上看，学者的意见并不完全一致，而更多的教育实践工作者则认为，有些学习科学的成果看上去很美，听起来心动，却又难以行动;有些成果似乎也只是论证了类似“因材施教”的“通识语录”而已。那么，学习科学的研究发现是否能对学生未来素养培养产生影响？是否能够在实践中推广？如何才能转化为大规模的教育实践？学校教育创新究竟能从学习科学的进展中学到什么？这是每一位教育工作者应该思考的问题。

学习科学如何影响教育实践

作为一门独立学科，学习科学（Learning Sciences）产生于1991年的美国，涉及认知科学、教育心理学、计算机科学、信息科学、人类学、社会学、神经科学等多个学科及领域。正如美国北卡罗来纳大学教堂山分校索耶（sawyer）教授在《剑桥学习科学手册》所指出的那样，学习科学是研究教与学的跨学科领域。

正是由于学习科学并非单一学科和领域，因此可以把它看作是一个研究共同体，共同体中彼此分享着不同的信念、目标和研究方式，外显的理论基础、研究视角、研究内容以及研究方法都呈现出多样性。

一方面，几乎不存在一个明确的“学习科学”内涵式定义;另一方面，学者们持有的观点也不尽相同。认知学派的研究者更多倾向于“建构”，学习多被看作是建构个人心智模式的过程，具有意图性、主动性和反思性;社会认知学派的研究者则侧重研究合作构建中的群体心智模式，因而主张“学习是意义的社会协商”“学习是实践的参与”;教育技术背景的研究者更多坚持要素分析，以便“整体设计”重构学习环境。

但是，学者们也有共识性的主张：学习是整体发生的，并不是单独某一个部分产生作用;学习是社会性的，学习是对社会具体情境的建构;学习是人对外部世界赋予意义的过程……

那么，学习科学如何影响学校教育实践？

集中表现在构建操作模式（或模型）和具体的实践应用上。美国教育学者苏珊·J·科瓦列克提出的整合性主题教学模式（Integerated ThematicInstruction）、美国心理学家K·F·朗利提出的分层课程模型（Layered Curriculum）、荷蘭教育技术学家杰罗姆·范梅里恩伯尔提出的综合学习设计（TenSteps to Complex Learning）以及瑞士科学教育家安德烈·焦尔当提出的变构学习的模型（AllostericLearning Model）堪称学习科学在教育实践中应用的典范，他们所提出的模型在全球广泛使用，其主要特点梳理如下（见表1）。

可见，学习科学作为一个研究共同体，持续关注和研究“学习的本质是什么”“人是如何学习的以及‘如何设计有效的学习环境促进学习”，不断为多姿多彩的教学法提供一些基本解释;利用技术手段为传统经验提供可靠的依据;综合分析所有的学习元素，形成一些基本法则，更好地为学生学习提供发展支持。

反思学习方式的变化

2001年，《基础教育课程改革纲要（试行）》明确提出“引导学生质疑、调查、探究，在实践中学习，促进学生在教师指导下主动、富有个性地学习”。近年来，学习方式不断变革：有的关注社会大课堂的学习，主张走出校门到博物馆、社区和研究院所等地开展学习;有的关注创设具有挑战性的问题，让学生在参与挑战的过程中完成学习任务;有的关注利用新信息技术调动学习者多感官参与;有的关注学习环境的重新设计，力求让学校的每一面墙壁都会说话…一可见，人们头脑中经典的学校教育模式中的一些基本要素正在被重组、被改变，学生学习不再仅仅发生于教室，不再仅仅是利用书本，不再仅仅是教师教学生学。与此同时，大家又不约而同地感到新概念、新名词满天飞，做法和收获都言之凿凿，却又缺乏对成功经验背后的原因和机理的说明与论证。“成功经验究竟做对了什么”“成功经验背后的学习科学理论是什么”值得进一步讨论。

1.两条发展线索

多种形态、名称的学习方式可以分为两条路径：一条是学科学习的路线，另一条是突破学科边界的综合学习路线。前者可以细分为三种类型：一是重视程序，如先学后教、导学案、翻转课堂等可以看作是该形态的变式。二是重视工具，如思维导图。三是重视结构，如深度学习，强调在真实情境中基于问题的理解性学习，注重新旧知识之间的联系，使学习者能够举一反三，促进学习者高阶认知能力的形成。学科大单元教学、整本书阅读、知识进阶教学等都可以看作是这种类型。后者主要关注完整情境及其促进学生完整发展的路径和方式，也有不同侧重：重视问题解决，如项目学习;重视环境空间设计，如变革学校空间。此外，还有的重视新兴技术，如教育游戏、大数据评估、微课等;重视社会情绪，如快乐学习、同伴学习、学长制度等。

实践中，两条路线并非水火不容，而是交织在一起，你中有我、我中有你。比如，以往对深度学习的理解大多是从流程的角度展开，具体表现为三个“深”（Deep）：学习参与的深度、学习方法的深度、学习结果的深度。应该讲，这是一个非常好的关于深度学习的线性理解，但是从学习科学的角度，深度学习就应包含认知目标分类、应用环境分层以及关系构建三个维度，具体形态各异，可能是“先学”，可能是“项目式”，也可能是“思维导图”。彼此交融、相互渗透，整体促进学习者的深度学习。

2.对成功经验的反思

许多实践工作者在总结成功经验时总是遵循这样的顺序：提出问题——引用理论——具体做法——取得效果。比如，如何才能让学生牢牢记住学习内容呢？研究发现，大约有98%的信息是被遗弃的，记住的最好办法就是“复述”，“复述”的最好办法就是学生相互“教”。因此，课堂上学生互教互学极大提升了教学效果。

显然，这一“行动反思”主要讲述了对特定目标所采用的方法以及效果，所谓的理论指导实际上就是“简单传递”，原理和具体方法一—对应，还停留在“技术性反思”层面。按照范梅南的理论，就是还没有分析变化原因及其对行为的影响，没有阐述清楚目标实现与措施之间的因果关系，实际上就是还没有进行实践性反思和批判性反思。

如何在学习科学相关理念的指导下进行实践性反思和批判性反思？李吉林老师在《学习科学与快乐、高效课堂的教学设计》中就力图说明情境教学取得优异成绩的原因，她不仅阐述了具体的教学案例和教学方法，总结了类型化模式，更阐述了与学习原理之间的关系（如表2）。

可见，所谓的成功经验并不是简单利用原理直接推导出具体方式，而是面对丰富的实践案例，不断地对“是什么”进行描述，再按照属性进行归类，追问不同时空下是否发生变化、变化的原因以及与学习科学相关的理论依据，解决“怎样做”的基本模式，从而实现自我重构，为我们总结成功经验提供范例。

3.实践变化意味什么？

对学习的理解越来越丰富。不同学科对“学习”有不同理解。心理学界一般把“学习”定义为个体后天与环境接触获得经验而产生行为变化的过程，教育学更多侧重在“教着学生学习”，学习科学则旗帜鲜明地关注学习主体，学习的地点（正式或非正式）、内容（固化或生成）以及结果（单一或全面）都在不断变化中，而学校中的学习仅仅是学习链条上一个重要环节。

对学习规律越来越尊重。脑科学研究成果表明，人所接受的信息99%都来源于感觉器官，即视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉。但当下，大多数学生的学习仅仅依赖听觉系统。因此，我们看到学习方式转变的一个突出倾向，就是调动多感官参与、“情境——符号——表达”系统相统一。

支持学习的条件越来越充分。现代学校教育是伴随着工业革命的兴起而形成的。然而，“为工业时代所设计的大众教育体制，既不满足前工业化时代村庄的要求，也不满足后工业未来的需要”。学习如何产生，怎么创设条件才能更好地引发学习或者达到学习的高效能，对学习环境（正式非正式环境）和学习空间（现实与虚拟）的各种讨论，目的在于寻找或者建构更适合的学习条件以支持更有效的学习发生。

开放心态、整体视角促进学校教育创新

学校教育创新是一个动态过程，以色列教育学家英博认为，学校教育创新是学校依据外界环境的变化，有计划地引入新事物以更有效地达成教育目的的过程，它是变革者将教育规划与实际情况相结合的产物。因此，创新的灵魂在于学校教育的“自觉”和“自主”。“自觉”即学校能够认识到自身的局限和面临的问题，主动寻求解决办法;“自主”则意味着学校能够对发展的方式、结果负责，而不是将创新作为一种时尚或博取某种声誉的手段。

1.开放心态，广泛吸收成果，为学校教育创新奠定基础

（1）学校教育创新着力于培养未来素养和持续学习能力。早在1938年巴什拉就已经指出，“学习将持续人的一生，一种局限于求学阶段的文化恰恰是对科学文化的否定”。如今，学校并非学习的唯一场所，学习时时、处处都可以发生。知识不再是冷冰冰的印制在书本上的黑体字，而是根植在一定的社会、文化、情境中，知识的学习过程变得“立体”，学生需要在情境与实践中加深认知和理解。而整体视角的持续学习观念，一定将颠覆现行的教与学的关系和范式。

（2）广泛吸收各个学科的成果促进学校教育创新。人脑是一个极其复杂的系统，包含着1011个神经元和大约1015个突触，尽管科学迅猛发展，但弄清楚人脑是怎么回事和怎么工作仍然困难重重。—方面，我们无须神话学习科学，其基础理论也还有待深入研究;另一方面，我们也要尽可能吸收学习科学的最新成果，尽力不把原理和具体方法简单一—对应，因为学习科学自身“并不提供一种处方式的建议，而只提供一种描述性的原理”。只有这样，学校教育创新才能有坚实基础。

2.搭建學习框架，将原理、模型与具体方法有机统一

学校教育创新是在未来所需要的核心素养和现实培养之间搭建桥梁，形成学习框架，从而更好地为不一样的学习提供支持，更好地促进人的全面发展。

A-S-K素养体系是以培养学生的态度（Attitude）、技能（Skill）和知识（Knowledge）为基础，以发展学生核心素养为目标导向的。借鉴相关学习科学研究成果，尝试建构“A-S-K核心素养”导向的学习科学研究框架（如表3），探讨如何设计合适的学习。

具体来说，学生学习是一个综合性概念，涉及认知、社会情感和动机等因素，并具有文化属性，因此框架设计必须充分考虑师生个体特征、能力素质和需求，以更好地支持学习过程;学生不仅需要进行学科知识学习，而且要发展人际问交流与合作的能力，必须提供合适的技术增强学习环境和学习内容表征与呈现方式，以促进学生的知识建构和能力提升;在理解学习的本质、过程及规律的基础上，设计符合学生能力与需求的学习环境、学习资源和学习过程，以全面提高学生的能力与素质。

3.借鉴研究成果，走中国学校教育创新发展之路

东西方有不同的传统，拿“学习”概念来讲，就有不同的理解。我国古代先哲曾说过“学而时习之”，其实就表明了“学”和“习”有着不同的含义。“学”就是闻、见，是获得知识、技能，还包括思的含义;“习”则是巩固知识、技能，也包括行的含义。“学”偏重于思想意识的理论领域，“习”偏重于行动实习的实践方面。我们既要看到西方关于学习的理论有助于改善我国科学学习和教学研究中缺乏有效的研究工具、缺失标准等问题，有利于改变长期以来教学中“经验简单传递”的低效能状态，更要看到中国学校教育有自身的传统和隐含的知识模型，在开放心态吸收成果的同时，走一条有中国特色的创新之路。

本文为北京市社科基金重点项目（编号：18JYA003）成果

责任编辑 李帆