［STEM教育与科技教育］STEM教育的深度解读（九）

向世清，博士，中国科学院上海光学精密机械研究所研究员。长期从事激光物理与工程技术的前沿研发，是参与产业经济战略与决策咨询、基础教育改革咨询、科技创新中心发展战略设计等多领域战略专家，也是上海市最为活跃的科技创新教育专家之一。

前两讲，我们已经进一步了解了我国当前教育（包括科技创新教育）的第二种“不完备”（即“技能与知识的教学分离”）及其根源所在，那么，基于相关认识，我们就必须展开行动，真正改观这样一种“不完备”。这一讲我们就阐述相关如何改观的基本思维和具体方法。为了便于大家直接在实践中实现操作，这里特别采取直接对接教学行为的更具实用性的方式展开阐述。

考虑到利于更好叙述，我们先在此再简洁性地重复给出知识、技能与能力三个相关概念内涵的相似与区别。首先，知识是我们人类自身对生活与生产经验的总结（简单地说，“知”即“知道、见过”世界之物或事；“识”即“认识、识得”世界之物或事），是一种从认识到文化的过程。知识可能是实践性的或理论性的，也有各种各样分类，但都在我们的生活中扮演着重要的角色，必须以已有知识为适应社会与工作的基础，否则就无法很好生活于当下，易被社会淘汰（尽可能多掌握知识，当然，不可能全面地完全了解）。其次，技能是在做事情之中面向结果要求的操作或动作方式的一种概括，是按一定的方式、方法、程序甚至带有规则等反复练习或模仿而形成的熟练的动作集成，如切菜、用筷子、绘图、骑车、电焊、修理、朗诵等，总体上有两大类型，即动作技能与心智技能。简单地说，技能是完成事情的过程技巧与行为方法的总和。随着时代发展，人类已经发展出越来越多的专业技能种类。能力的概念这里则不多解释。

通常而言，知识以多少区分，技能有高低不同，能力有强弱之别。三者既有区别，又有联系，相互促进又彼此制约，是辩证统一的关系。它们的区别主要在五个方面：一是含义不同，且分属于不同的范畴；二是来源上有区别，个体知识、技能是后天的，能力则后天环境教育与个体先天遗传因素都有影响；三是知识与技能会随着个人学习与实践日益增长并积累，能力则既有形成发展又有衰退停滞（“老化”）过程；四是知识与技能的迁移范围相对较窄，只能在类似的活动、行为或情境中发生迁移，能力则可广泛迁移，即使在不相似的很多场合也能发生作用；五是知识与技能的掌握往往快于能力的养成，可以即时有效果，而能力基本是长期养成。尤其是，学习知识是掌握技能和建构能力的基础，但并非有知识就一定有技能和能力。图1 给出如何实现知识技能到能力的各自教学与转化方式的方法逻辑示意，这张图中可以读懂许多现在重新思考教学法并实现教学转型的内涵规律。

最终在教学中怎么具体做到“不分离”呢？我们先要建立一个改变“技能与知识的教学分离”的所谓“约法三章”作为前提：第一是真正实现认识转变（这绝不是空话，而是至要），转变各种因文化与国情所造成的认识误区与教学分离性不正确行为；第二是再去回顾、反思历史上曾经兴起的“做中学”的核心思维（大家一定自己查查资料并深刻学习反思），以此更深刻认识技能的教学价值；第三是真正进入多种相关现代教学法的范畴，包括STEM、跨学科、项目化、融合式等，探索实践“如何不分离”的各种可能（甚至您自己也可以探索出新的有效结合的教学方式来呢！鼓励）。

基于此“约法三章”，我们再给出数方面的具体深化与强调。

第一个要强调的是练习。技能与知识的显著不同集中反映在技能必须实现于动作过程和结果，所以知识是“入脑”，而技能是“入手”。那么，技能与知识的教学法在本质上存在巨大的差异。显然，知识最容易学习，它只需“入脑”，所以“学到”就基本够了。但技能却比知识教学多了要求，要“又练脑又练手，最后落脚于练手”，所以技能除了学到还要习得。重点是，人的动作是受大脑指挥和支配的，技能与知识因此同时又通过大脑的作用发生关联，所以技能习得“也必须过脑子”（习惯了应试教学的教师们，您还觉得能用教书的方式教技能吗？请多思考）。

第二个要强调的是实操。我们用一句话直白表达，即“技能必须依靠实操练习实现教学”。这里的核心更在于，练习必须实操，即以最真实的方式亲自动手（犹如亲自“吃饭”，笑），在真实的情境中完成相关做事情，直至做成功和做完整。

第三个要强调的是基本过程和流程。在前述的原则支配下，最基本的技能教学过程其实就是一个三部曲（即通用的技能学习方法论，适用于任何一项技能的学习）。第一步：了解并掌握该技能的最少必要知识（开端必须大致明白）；第二步：立即行动开练；第三步：持续地刻意重复练习。这里重复次数其实很讲究，所谓“从量变到质变”，有一个次数阈值的存在。所以教学中配置重复练习的时间和功夫都必须到位（其中还应特别驱动学生增加在不断提升知识理解基础上的升华再练习，先表层，再深层，然后转化迁移应用，这叫做“螺旋上升式提高”。其中也还要驱动或引发学生在练习中主动思考，始终坚持多自省自悟，做到“熟能生巧”和“真知灼见”，不断达成相关知识的越来越全面与深刻的理解，才能使技能真正实现提高）。有了这个三部曲，虽然现代的专业技能已在复杂性和难度、要求等方面有巨大提升，但只要循着这三步，掌握再难的技能也都是迟早的事情。

第四个要强调的是关注教学法设计的突破。在进一步的理解下，技能学习比知识学习更为复杂，不仅要了解与掌握有关的法则与结构、执行方式，同时还要获得各种动作的执行经验；也不仅包括动作的认识问题，还包括动作的实际执行问题。因此，要实际充分考虑教学法的转型设计。一者，尽量以吻合匹配规律的教学法实现分别教学，满足“知识需要learning，技能需要training”；二者，真正认识它们既有区分又有关联的内在互联，考虑好教学法的彼此关联，合理设计以发挥它们之间的互相促进性，使得技能的练习绝不能是单纯简单的机械性重复，而是结合动脑筋，结合知识认知，结合思考理解。反过来，也使得以真正有效的技能提升反哺知识的学习，直接反助知识点的学习理解与深化掌握，促进知识的真正关联和立体化。这里，一定要利用好技能可以帮助一个人的知识真正构成体系与提升水平的最高价值，以技能教学真正帮助学生将自己的知识“变现”至能力达成。现代教学中总是采用更为衔接一体的融合性设计，例如STEM 教学等都极其强调在一个单元内要安排知识学习和技能动手模块，且尽可能有效地融在一起同时发生或者穿插发生，道理便在于此。基于融合，知识与技能的教学就趋向人本的概念，“水到渠成”地让技能在基于生活的自然过程中建立起来，并随着知识深化而理解内化（再外输出至行为行动），同时让知识随着技能赋用也更逐渐深化。

第五个要强调的是一定不要忘记驱动学生关注技能本身也还要不断创新。真正的技能学习还有一个所谓的达成创新的“三阶段”，即从“模仿与练习”（依葫芦画瓢），到“熟练与准确”，再到“反思与创新”。强调，技能不仅仅是达成学会，更要发展、延拓、升级直至创新（关注技能创新的人最终一般都会成为更高水平的技能专家乃至引领者，如工匠，一般都是思想者、知识专家和技巧智慧钻研人等的集大成）。

第六个要强调的是还特别关注心智技能的培养方法。心智技能是陈述性知识的运用，其培养更应与知识教学结合起来。实际中，可依照以下方法步骤。①把所学知识与该知识应用“触发”条件结合起来，形成条件化知识。②对头脑中的产生式知识进行进一步深加工和协调，实现进一步熟练并达到自动化程度，更加强变式练习自动化。③加强学习者的语言表达训练，这可以外化内部思维水平，促使心智活动内化，有利于减少其思维的盲目性，帮助其寻找新的更佳思路，引发执行的控制加工过程，集中于问题解决的突出方面或关键因素，提高成功率。④多应用正例和反例的学习，正例会传递有利于概括的信息，反例则会传递有利于分辨的信息。大量的正反分析与比较，可实现概括化和分化，就可实现心智技能的不断深化。⑤科学地进行练习，做到顺应学生认知发展水平设定教学目标，从易到难，从简单到复杂，逐步发展的方式；设计分阶段培养，注意做好新旧技能之间的衔接。

归纳起来，高层面，我们认识现有教育问题，回归知识教育与职业教育并重，同时打通它们之间的关系，重新建构我国的大学乃至中小学体系。低层面，我们坚持做到技能的：绝不直接给予并达成复制；必须练；必须与知识连着练；在反馈知識中练；以思维和方法为牵引而不是简单地机械形成动作和纯粹苦练。