创设挑战性学习情境，激发儿童大脑潜能

张继安

摘要：南京市东山小学在进行了十一年“友善用脑”的相关研究后，提出了“从‘友善用脑走向‘友善激发，从而使学生的学习更有意义”的理念。研究通过领域跨度、思维阶度、知识密度、灵感程度四个维度来构建挑战性学习的课堂范式，通过与已有的知识经验相关联、与情感体验相关联、与身体活动相关联等方式来实现挑战性学习的内在价值。

关键词：友善用脑;友善激发;挑战性学习

中图分类号：G47 文献标志码：A 文章编号：1673-9094（2020）01A-0017-04

2008年开始，南京市东山小学进行了“友善用脑”的相关研究，经过11年的实践与探索，学校建构了“基于脑科学”的课堂教学范式——“友学课堂”，形成了具有校本特色的评价体系，初步搭建了以“休闲+”为主题的拓展性校本课程框架。然而学校在不断发展的同时，一些问题也逐步暴露出来：国家课程及校本课程在内容设置上存在“挑战度不足”的问题;教师在编排课程内容时不能灵活地把脑科学研究成果运用到平时的教学当中;学生学业挑战度和主动合作学习水平较低;学生对一些知识的学习，学得轻松却忘得快等。基于以上情况，南京市东山小学进行分析，提出了“从‘友善用脑走向‘友善激发，从而使学生的学习更有意义”的理念。通过骨干教师为期两年的每周一次的沙龙活动，我们找到了解决这一系列问题的方法，逐步形成了“有意义的挑战性学习”的课堂范式。

一、从“友善用脑”走向“友善激发”：“有意义的挑战性学习”的内涵解读

“有意义的挑战性学习”，即基于脑科学理念提出的一种通过实践把脑科学研究成果转化为具体的教学策略和教学行为，再将其恰当地运用于儿童的学习生活中，从而让教育更科学、更道德，让儿童发展更健康、更和谐。学校力求创设低威胁的学习环境，营造适宜的学习氛围;克服当前课堂学习的平庸，教师以浸润式状态编排有趣且有价值的高挑战性学习任务;通过教师与学生、学生与学生的交往互动，使学生在彼此的交流中获得新知识，并且提高综合运用相关知识解决实际问题的能力。在这样的过程中学生的探索合作、积极思考和创新能力得到挑战，进而取得进步。学生增强了勇气、信心和毅力，完善了自我，获得了成就感，从而实现进阶性发展。这样的一项研究既服务于学生的学，也是对素质教育课堂教学改革的一种校本探索。

二、从“认识”走向“了解”：“有意义的挑战性学习”的价值解析

1.“挑战性学习”的研究背景

“挑战性学习”在我国始于大学课堂的变革。大学课程挑战度不足，是我国建设世界一流本科教育事业发展中的问题之一。2008年清华大学提出了“挑战性学习课程”（Challenge Based Learning，简称CBL）的课堂教学模式。这类课程力图通过设计有趣且有价值的挑战性问题吸引学生，激发学生的好奇心和想象力，使得学生在完成挑战性任务的过程中获得成就感，进而增强他们的勇气、信心和能力。CBL所倡导的课堂教学模式的关键，是創设能激发学生兴趣且符合学生的已有知识、学生“跳一跳”就能解决的难题，从而引导学生综合地运用所学知识去解决这些难题。日本学者佐藤学在《学校的挑战：创建学习共同体》一书中提出，“合作学习的最大优点就在于保障每一个学生冲刺与挑战的学习”，我们往往重点关注了合作学习，而忽略了其实际上传达的深刻认识——合作学习的最终目标是每一个学生的挑战性学习。

不仅仅是高等教育缺乏挑战，我们现今的中小学课堂教学同样如此。课堂上，教学秩序“井然有序”，教学过程“顺畅无阻”，师生配合“心有灵犀”，课堂成了教师和少数学生的主场，他们“你问我答”，搭配得无比巧妙，即使有“不和谐”的声音出现也会被忽略不计……因而我们的学生越来越“模式化”“工厂化”。正如《清华大学本科教育学情调查报告——与美国顶尖研究型大学的比较》指出，清华学子在学业挑战度、生师互动水平两项指标上均落后于对方[1]。国家需要创新人才，时代呼唤具有创新意识和创新能力的人才，而创新人才的培养又是一项系统工程，它贯穿于教育的全过程，需要从中、小学阶段的基础教育抓起，让学习更有挑战性，让学生更有创新性。

2.“挑战性学习”与东山小学基于脑科学研究的契合点

对于脑科学和学习科学的探索，东山小学经历了十余年的探索历程。自2008年起，学校启动了课堂教学改革，将脑科学与学校自身的文化传统、教育现状相结合，提出了一系列适应孩子身心健康的教学方法，倡导合理善待大脑，科学利用大脑。但是要想充分激活学生的大脑，必须设置更有挑战性的任务来激发儿童的大脑。

“挑战性学习”恰好契合了学校的已有研究，它的提出源于脑科学、学习科学等研究。科学家发现，在人的大脑中，有两个特殊的部位：“视交叉上核（SCN）”和“蓝斑（LC）”，它们就像一对开关，是大脑处于“睡眠”还是“唤醒”状态的控制器。SCN和LC始终是处于竞争态势的：LC的活力开始下降，那么SCN就时刻准备上位，一场乏味的研究、一部无聊的电影或是某个平淡无味的故事都能达到此效果。而一位富有感染力的教师、一个充满挑战性的学习任务能让LC为大脑分泌出更多有着抑制睡意作用的去甲肾上腺素，从而让大脑更富有活力。这为学校研究的深入提供了新的方向，这也是联合国教科文组织呼吁的未来教育的发展趋势——“神经科学的进步”将“有助于我们调节教育行为”[2]。扎根实践，深入落实“挑战性学习”，必将促使教师更智慧地教，促进学生更主动地学。

三、从“理论”走向“实践”：“有意义的挑战性学习”的教育实践

近年来，我国陆续颁布了若干项“教育减负”政策，本意是减轻“违背教学规律和学生身心发展规划，超出教学大纲、额外增加的一部分负担”，但却有部分有失偏颇的想法出现：减负就是要让学生快乐学习，不能有压力。殊不知压力并非是“一无是处”的，一些压力同样可以产生积极的结果[3]。良性压力就能促使大脑进入一种活跃模式，增强儿童的大脑思维，强化儿童的认知能力，给儿童带来成就感，促使儿童思维不断深入。

1.挑战性学习应指向“意义”

我们认为，只有契合学生的学习经验，能够让学生的新旧知识建立联系，让学生有沉浸感、沸腾感、获得感、成就感的挑战性学习才称得上“有意义”。

（1）与学生已有的知识经验相关联。《学习的本质》一书提出，“对学习者的先有概念的考虑必须成为一切教育计划的出发点”。学习者的先有概念就是学生已有的学习经验。只有与学生的已有经验相关联，才能在他们的头脑里建立起一座认知的大厦。缺失了学生的学习经验，挑战性学习便只能是空中楼阁。例如在教师执教《记金华的双龙洞》一课时，教师提出了挑战性学习任务：“作者叶圣陶是怎样用‘移步换景的方法来写这篇游记的？”教师提出这一学习任务，必须考虑到学生在学习《黄果树瀑布》一课时已经学习过“移步换景”的写作手法，建立在已有学习经验基础之上，后续的学习挑战才能得以展开。学生构建知识的基本方式是“顺应”和“同化”，当新的知识与其原有的经验相符时，新知就被同化、吸收并储存下来，否则就会被排斥或经过修正、重组后再被吸收。在这个过程中，大脑经历了从“平衡”到“不平衡”再到“平衡”。基于此，学校设计了自学导航，引导学生在课前能自主地预学，就是为了丰富和再现学生的“原有经验”，便于学生课堂上知识的有效迁移，缩短大脑“适应”的过程，提高学生构建新知的效率。

（2）与情感体验相关联。所谓挑战，就是向更高层次、更高领域的挺进、跳跃。“跳一跳，够得到”，学生才会不停地跳跃，不断地挑战。在开展挑战性学习的过程中，关注学生的情感体验是挑战不断向前推进的重要保证。以教学“认识物体和图形”为例，为了使学生体验到自我创造的成就感，教者设计了这样一个情境：“小组合作用不同形状的实物搭一搭，为南京青奥会献上一份礼物。”对学生的每一幅作品，教者都给予肯定与赞赏，学生们看见自己的作品得到老师的认可和同学的赞许，成就感油然而生，学习的劲头更足了。学生通过参与开放式的学习活动，体验到了成功的快乐，这种情感进而转化为更积极参与学习的动力，为后一阶段的学习打下了坚实的情感基础。

（3）与身体活动相关联。脑科学研究表明，多感官学习能够更充分地调动大脑的学习状态。理想的学习状态是学生在学习过程中进入一种“浸润”的状态，全部身心毫无保留地进入到学习与挑战之中。例如在学习《李时珍夜宿古寺》一课时，教师引导学生带着动作去揣摩李时珍研究药材、品尝药材、记录药材的过程，带着动作去讲述李时珍的故事，这样的“编排”，让学生的思维、身体共同进入文本，与人物对话，更能激发内心的体验与感悟。

2.构建挑战性学习的课堂范式

东山小学采用“小组合作学习”，进而实现了在“良性压力”下成就每一个孩子的发展。简单地说，东山小学的“小组合作学习”是一个学生自主探究、合作学习的过程。在教学中，学生按照一定的规则进行合理的分组，以小组的形式在同一时间内、针对同一问题进行团队学习。在共同完成学习任务的过程中，学生不仅仅可以分享自己的学习认知、体会和收获，还可以了解其他成员的想法，从而使自己的理解更加丰富和全面。东山小学在“小组合作学习”的实施中，更多的是以完成“挑战性任务”的方式实现学生的合作学习。但是我们不能忽视个体之间还存在着差异性，他们的思维水平有高有低，因此教师必须有意识地营造合作学习的良性压力，设置不同思维层次的挑战性学习任务，鼓励不同思维能力的儿童都能根据自己的思维水平发表观点、展开探讨，从而形成良性竞争，这样才能发挥团队合作学习的优势，真正实现互学共进的目的。

课堂的生命力就在于让学生在沸腾的学习状态中，挑战难度，超越自我，获得认知的发展与能力的提升。建构有意义的挑战性学习的价值就在于此。它既强调为儿童编排有意义的挑战性任务，又强调儿童在开展挑战性学习任务的活动过程中达到的超越自我的身心状态。有意义的挑战性学习往往由一个或多个学习任务构成，这些学习任务不是一味地强调高挑战、高难度，而是要激发学生学习的兴趣。要让“挑战”对学生产生意义，对“度”的把握就显得尤为重要。东山小学从以下四个维度建构挑战性课堂范式，最终实现有意义的学习。

（1）以领域跨度构建课程框架。领域跨度体现为学科领域的横跨性。任何学科都具有綜合性，任何学科素养都不是在单一、孤立的学科环境中形成的。从跨学科领域层面设计挑战性学习任务更有助于学生学科素养、综合素养的形成。从这个角度来说，学科领域的跨度越大，学习任务的挑战性就越大，对学生的经验储备、综合能力的要求就越高。东山小学为了有效实现领域跨度，整体构建课程框架，形成了以“脑力课程”“卓能课程”“通能课程”为主体的三大拓展性校本课程板块。东山小学的“脑力课程”，就是对语文、数学教材所学内容进行适度地拓展，选择本学科以外的合适内容加以整合，目的就在于激活全脑，帮助学生梳理方法、发展思维。源于语文学科的“脑力课程”包括“古诗吟唱”“图说汉字”“悦读乐画”等内容，源于数学学科的“脑力课程”包括“图说术理”“玩中学”“珠心算”等内容。学校开设的“卓能课程”以社团的形式向学生开放，例如信息技术学科有数字画廊、编程乐园、3D工坊、拍客影院、数字摄影和机器人等七大社团。学校开发了重生活、重体验、重活动的“通能课程”，培养学生在成长过程中必须的、不可缺少的能力，“学做真人，做小能人”，为人生发展奠基。东山小学在领域跨度层面整合各学科之间的知识，以三类拓展课程为载体，为儿童创设具有不同领域跨度的学习任务，实现学生学科素养、综合素养不断提升。

（2）以思维阶度实现深度学习。有深度的学习应当有思维深度，我们把这种思维的深度分为低阶、中阶和高阶。布鲁姆把认知领域的教育目标分为知道、领会、应用、分析、综合、评价六个方面。我们认为在教学中，思维低阶层面是知识的简单记忆与理解，思维中阶层面是知识策略的应用与分析，思维高阶层面则是能够整合各种资料、信息，深刻把握事物本质，做出客观推断，综合性解决问题。在实际的教学活动中，东山小学根据学生不同的思维层次，设置有梯度的“挑战性学习任务”，帮助学生逐步深入，进而使思维阶度不断提升。例如在“自学导航”中可以设置具有不同思维阶度的预习活动，思维能力不同的学生都能根据自己的能力实现有效的预习。

（3）以知识密度促进系统思维。知识密度也是挑战性学习的一个重要方面。知识密度包含两个方面：一是知识数量。在任务解决过程中涉及的知识数量决定了学习任务的难度，数量越多，挑战难度越大。二是联结密度。人的大脑学习的本质就是联结，联结密度越大，思维的活跃强度越高。在教学中，东山小学倡导教师采用思维导图的教学策略，不但能够多维度地体现知识的不同层面，体现各个知识点之间的联系，而且能够以丰富多彩的表达方式，展现学生主动、独特、富有个性化的思维特点，促进了学生思维的活跃程度，帮助学生形成系统学习思维的习惯。

（4）以灵感程度激发创造能力。灵感程度即创新性想法的迸发和顿悟，它包括观点的新颖度、思维的跳跃度、感悟的深度。创造性解决问题是挑战性学习的追求，因此挑战性学习内在的精神实质在于对灵性的召唤。格式塔心理学家启示我们，人的学习需要顿悟，呵护学生的灵性，让学生拥有更多灵感，要给予他们更多顿悟的可能、创造的可能。灵感不是凭空产生的，充实的知识储备是产生灵感的基础，身心放松是产生灵感的催化剂，多种思维能力是灵感成效的有力保障。东山小学从以下几个方面来提高学生的灵感程度：开设以“脑力课程”“卓能课程”“通能课程”为主体的三大拓展性校本课程，让学生在实践中建立广博的知识结构，有利于他们触类旁通、开拓思维;从物态布置及教学情境方面创设低威胁的学习环境，为灵感提供有力的生理基础;充分的前置性学习及生动活泼的团队学习氛围，都是在把学习的主动权还给学生，让学生能够独立思考，观点大胆，充分发挥学生的自主性和创造性。

由此可见，有意义的挑战性学习是基于现有的脑科学、学习科学理念对学校课堂教学模式的重构，是课堂教学方式、环境、评价等方面的融合创新。

参考文献：

[1]史静寰，文雯.清华大学本科教育学情调研报告2010年[J].清华大学教育研究， 2012（1）：5.

[2]联合国教科文组织.反思教育：向“全球共同利益”的理念转变？[M].北京：教育科学出版社， 2017（6）：19.

[3]张永军.挑战性——阻断性压力源研究述评[J].郑州航空工业管理学院学报， 2014（4）：130.

责任编辑：赵赟