基于认知科学的学生发展支持系统创建

罗坤 刘朦朦

随着社会的不断进步，人们对教育提出了更高需求，然而脑科学和人工智能的发展也同时给学校教育提供了更多科学的方法和手段。诸多研究显示，学校教育对智力影响巨大。作为陕西师范大学附设的一所实验型小学，自2013年创建以来，始终立足“实验”二字，在“为每一个学生的发展负责”的理念下，不断创新超越，努力为学生提供公平而高质量的教育。

在2016年开始的“蒲公英”课程建设和教育教学深化改革的过程中，我们将学科、教材的优化与学生基础学力发展和认知能力相结合，在国家课程校本化方面开展了积极的探索与尝试，让学习过程更加科学，进而逐渐实现让教育从经验走向科学。

认知与学生发展相结合，一切为了每一位学生的健康发展

2013年在陕西师范大学特殊儿童认知行为中心赵微教授的带领下，创建了全国首家学习支持中心。在7年的发展时间里，我们借鉴最新脑科学和认知神经科学的研究成果，在专家团队的支撑下，结合小学生身心发展规律和小学教育实际，经过充分研究和科学论证，建立了于全校范围内实施的“三级预防，双系统干预”教育模式，解决小学阶段学生学习问题及成长问题的。

通过从课堂教学、小组辅导，到个别干预的“三级预防”，全方位分层级地解决学生在小学阶段面临的各种学习问题和行为问题。“双系统干预”是针对学生的“认知、学业系统”与“心理、行为”系统，一方面改善学生的基本认知能力和学习能力，开发学习潜能;另一方面，纠正行为偏差，培养良好的学习习惯，发展学生的良好个性。在“中心”发展的几年时间里，开展二级小组干预300余次、三级个别干预近1000次，成功改善了500余名学生的基础学力，为学生的健康成长营造了良好的学校生态环境。

认知与学科课程相嵌合，为学生的学业发展提供科学支架

人脑是人类学习的基础，而人的思维又通過学习被塑造，学习与思维形成了双向建构的关系。针对小学阶段学生出现的各类学业问题，我们以掌握学习理论、最近发展区和教学支架理论为指导开发了相应的学业系统课程，并根据学生的学习基础和能力，通过调整、重构教学内容，旨在为学生的学习任务搭梯子，提升学生学习的能力。

语文学业知识系统：在语文学习中培养学生的思维与素养

在小学语文教学中，根据课标和部编版教材的要求，根据不同年龄段儿童的认知特征和语文学习特点，2017年以来，我们将语文拼音、字词学习和阅读能力的培养与认知策略相嵌合，增加学习内容的选择性和对学生的适应性，为学生的学科学习搭建一个“梯子”。根据学生认知发展水平，在充分研究部编版语文教材和课标的基础上，形成了一年级语音拼读，一、二、三年级语文素养培养，二、三、四年级分级指导性阅读，以及三至六年级审辩式阅读的学习框架，逐步从熟练拼读走向字词积累，最后形成服务于学生语文素养发展和思维提升的语文优势学科建设体系。其中分级指导性阅读是将阅读材料根据学生的认知水平和现有学业情况进行难度分级，增加语文学习内容对每一位学生的适切性;审辩式阅读则针对学生的信息提取、分析推理、整合诠释、反思评价和创意应用五个能力进行针对训练，为学生在小学阶段的语文学习提供系统支持。通过数据对学生的相应能力进行跟踪与分析，以上内容可以促进学生语文素养的提升。

数学学业知识系统：蒙氏数学帮助学生建立数感

在数学学科的校本化实施过程中，我们同样将认知与数学学习相嵌合，形成了低段的蒙氏数学课程体系。我们发现在低段的数学学习中，学生对抽象数概念的理解、实物加减与数字符号两方面的问题及数学问题解决容易出现误差。因此，借用蒙氏数学中将抽象思维具体化表达的理念，对一二年级的数学内容进行重新教学设计，并将这一理念贯穿在数学教学中，按照“具体—抽象—表征”的逻辑思维发展顺序排列课程体系。通过数据检测，该课程体系的实施，提高了低年级儿童，以及低年级学业落后儿童的数学学习能力和学业成绩。

基础学力发展系统：脑“保健操”提升学生基础学力

今年，我们开始了基础学力课程资源的研发与探索。主要围绕注意力、工作记忆、加工速度、数学认知和计划能力五大模块。通过游戏或活动的方式，对学生认知加工能力进行系统的训练。注意力的训练，主要通过短时游戏活动训练学生的注意品质，我们注重学生听觉注意和视觉注意的训练，并且在选择训练内容时融合小学教材内容。

小学阶段，知识的提取和储存是十分重要的。工作记忆的训练，主要通过游戏活动训练学生的瞬时性知识加工与储备，提升学生的短时记忆容量。训练加工速度的目的是为了让学生获得快速加工复杂学习任务的能力，训练学生的反应速度。计划能力则是在情境中灵活使用策略、锻炼学生注意力和记忆力，训练的目的也是为了让学生在学习过程中迅速对出现的问题采取相应的策略。我们每天利用中午10分钟的时间，以小游戏的方式对一二年级学生开展系统训练。

体育教学模式的优化：让学生在体育课堂中身心动起来

2018年，我们对体育课程进行了系统调整。通过课时结构的重组、教学内容的优化，让体育课程可以更加科学地提升学生身体素质。我们将每周4节体育课分为必修课、选择性必修、选修课三部分，其中选择性必修课按照学生的选择，以同年级跨班走课的方式实施。

在选择性必修的内容开设中，以适合小学生身体发展的体育技能为主，并与学生思维发展进行有机结合，如跳绳、少儿体适能训练、趣味田径、体育游戏等课程的开设。在通过比对2018年与2020年国体测试的数据，我们惊喜地发现，学生的体育技能得以大幅度提升，身体素质明显增强。

基于学生全面发展的评价转型，为学生全面发展提供动态数据支撑

我们知道传统的问卷和考试并不能完全了解学生的能力发展情况。因此，在对学生评价体系探索中，我们于2019年搭建了学生综合发展一体化评价体系，2020年重点在线上系统研发和线下成长记录册设计着手，将评价体系进行完善。在学生一体化评价中，我们围绕培养学生德智体美劳全面发展，形成了“五大模块”能力指标，并将评价主体由教师拓展至教师、家长、同伴与社会共同评价，将量化考核与质性评价有机集合，对学生进行综合、动态评价。同时，依托学校“学习支持中心”，对学生进行认知能力发展测评。

从脑科学到人工智能，都给传统教学带来了前所未有的挑战。对于学校的教育教学实践来说，迎面挑战是每一位教育工作者应尽的教育职责。新时代的到来，让我们在进行教育教学深化改革的过程中常常是“摸着石头过河”，但是这一探索过程必须要遵循教育规律、符合学生认知发展规律，在面向全体学生的同时，更要关注个体差异，也就是落实“努力为每一位学生提供公平而有质量的教育”。教育教学发展更应该是在科学规律指导下的变革与优化，是让更多学生受益与发展的整体优化。