学习，为了学习力

周迎春

什么是学习力

1965年，美国麻省理工史隆管理学院佛睿斯特（J.W.Forrester）教授提出“学习力”概念，认为学习力是个人或组织学习的动力、毅力和能力的综合体现。其中，学习动力来源于个体对未知知识领域的好奇心和兴趣；学习毅力是學习者在学习过程中形成的稳定的意志品质；学习能力是学习者在学习中获得知识的内化建构及解决问题的能力，是在环境和教育影响下形成的概括化了的经验。布里斯托尔大学创新中心主任柯妮卡（R.D.Crick）博士则归纳了影响学习力的七个基本方面：变化和学习、关键好奇心、意义形成、创造性、学习互惠、策略意识、顺应力。她把“学习力”的内涵进一步拓展，增加了学习创造力、学习互惠力和学习顺应力。

上世纪末以来，人们越来越重视学习力研究，并将研究兴趣聚焦学习的有效性和持久性等方面。英国布里斯托尔（Bristol）大学教授克莱斯顿（G.Claxton）参与领导了有效终身学习编目（ELLI：Effective Lifelong Learning Inventory）项目的研究，对影响学习的诸多要素进行了系统思考，逐步形成了“构建学习力（BLP：Building Learning Power）”的基本想法，并出版专著《构建学习力：让年轻人成为更好的学习者》，系统阐述了构建学习力的基本思想。他认为，学习是属于参加学习的人的，人们可以在获得帮助后成为更有效的学习者，每个人都可以通过训练获得更强的学习力。

华东师范大学任友群教授在《“十三五”教育信息化对教学和学习的考虑》报告中提出了“国家学习力”的概念，指出熟练掌握、运用信息技术拓展知识总量，提升知识质量，增加知识流量，加快信息和知识的有效流动，是21世纪国家学习力的重要保障。构建学习力就是要发展学习者的学习心智，使学习者达成学习动力、学习毅力、学习能力、学习创造力、学习互惠力和学习顺应力等六方面的提升。相对国外，我国对于学习力的研究起步较晚，特别是在基础教育阶段学生学习力提升方面的实践与研究亟待发展。

把STEM教育实施重点放在学习力提升上

STEM教育强调解决真实情境中发生的问题，这些问题与学生生活密切相关，因此能激发学生好奇心和参与学习的源动力；问题解决具有一定的复杂性，需要跨学科知识的整合应用，其间曲折难免，需要一定的学习毅力支撑；有些项目涉及知识门类较广，跨度甚大，必须同伴互助甚至网上求助才能完成，需要学习互惠力的介入；许多问题的解决都涉及原有产品的改进和功能提升，含有微创新元素，需要学习创造力；在问题解决过程中，学生会经历许多未知情况，彷徨、无助、失败等负面体验接踵而至，这时就需要学生具有抵御负面情绪干扰甚至“愈挫愈勇”的学习顺应力一STEM教育与学习力培养不谋而合，因此笔者认为，目前的STEM教育热潮为中小学生学习力培养的实践与研究提供了契机。

基于学习力培养的STEM教育具有哪些特征呢？

能对学生有效进行学习力培养的STEM教育项目应具备以下特征：一是创意独特，易激发学生的好奇心和参与热情，强调课程设计趣味化，指向学习动力培养。二是问题模型相对学生认知水平具有发散性特点，在问题解决过程中往往有不可预见事件发生，持续研究需要稳定的意志品质支撑，指向学习毅力培养。三是问题解决需要较大跨度的跨学科融合，需要打破个体思维定式与局限，具有复杂性特点，项目实施注重合作分享，通过小组协作才能达到既定目标，指向学习能力、学习顺应力、学习互惠力培养。四是项目内容具有创新性，案例设计拓展性强，目标达成过程中可以充分融入学生创意，指向学习创造力培养。

基于学习力培养的STEM课程实施的策略技巧和需要注意的问题：

第一，同伴学习是学习力提升的有效途径，合理分组是基于学习力培养的STEM课程实施中需要特别关注的问题。首先，注意男女合理搭配。在空间想象、动手实践、言语表达等方面，男女生的学习力发展存在一定差异，合理的性别比可以促成男女生之间优势互补。其次，组内学生学习力水平要高低错落，组间学生总体学习力水平要尽可能均匀分布，这一方面有利于组内的同伴互助，另一方面有利于形成组间竞争氛围，有效激发学习动机。

第二，以学生的“学”为中心，创新学习模式。什么样的STEM课程实施可以有效促进学生学习力的提升呢？STEM课程学习模式创新应该围绕学生的“学”。比如，通过翻转课堂将一些教学环节前置，多引导学生学习行为的发生。笔者尝试使用“工作坊”这种以学生自我提升为主的学习方式，把有限的课堂时间也尽量交给学生。在学生学习过程中，主要学习障碍通过“短讲指导”来解决，“短讲指导”的主讲人也以学生为主。

第三，支架架设要巧妙。当学生在学习过程中遇到障碍时，恰恰是其学习力提升的关键，教师需要巧妙地提供必要的教学支架。一是多提供同伴支架、一对一支架，促进学生学习力的个性化提升。以学习力视角来看，与一对一支架相比，同伴支架可以通过生生之间交流讨论、思想碰撞，促进更多学生学习力的提升，总体效益更高。二是基于计算机的支架要及时。STEM学习是过程性、现场式的，在学生学习力提升中，计算机支架的意义不仅在于提供共性问题的解决方案，更在于“随时随地”提供解决方案。

第四，教师角色需要重新定位。基于学习力培养的STEM课程实施过程中，教师不是传统意义上的知识传授者，学习力的提升主要由学生自主体验获得。由于STEM教育课程具有发散性、复杂性等特点，教师必须总体把控，对学生进行及时引导、适时评价，让学生创造性解决问题的同时，又不偏离解决问题的正确轨道。教师的身份更类似于一个工程项目的组织者，一个管理者，一个具有某些专业知识背景的专家，这对教师的能力要求明显提高。

附：“金鱼缸智能管家”项目让小学生攻克研究生课题——基于学习力培养的STEM课程设计案例分析

“金鱼缸智能管家”项目曾经是某985高校自动化系研究生论文的主题，项目集3D建模打印（水槽制作）、物联网技术（各种传感器及输出设备的使用）、计算机编程（S4A程序的编写）、图片拍摄及编辑、金鱼饲养等众多任务于一身，涉及数学、工程、科学、技术、生物等多维度高跨度的知识融合。

1.主题与目标制作

“金鱼缸智能管家”，将水质过滤、加温、喂食、加水等功能集成于一个程序“统一指挥”，实现智能化管理。

此项目学生层面的任务目标——制作“金鱼缸智能管家”并实现以下功能：

（1）照明自动化控制，预设当有人在金鱼缸附近（50CM左右）出现时，自动点亮。

（2）（2）当水位下降到临界值时，自动开启电磁阀补水。

（3）定时喂食，预设12小时一次。当水温超过30T：时改为18小时投食一次。

（4）当水质浊度达到预设值时，启动过滤装置过滤水中杂质。

（5）金鱼生存的适宜温度为20-28丈，且短时间内温度不宜上升过快（在8丈范围内）。因此，设定当温度下降到20T以下时，启动加热棒加热到25T。

（6）S4A舞台中3DMAX构建的金鱼缸动画与相关设备同步运作。

教师层面的教学目标：

（1）体验创新小发明作品的制作全过程。

（2）能在3DMAX中建模并用3D打印机输出水槽模型。

（3）掌握整合照明、水位、喂食、水质、温度五项智能控制的S4A脚本设计。

（4）培养学生跨学科解决问题的能力，提升学生学习力。

STEM课程项目的选择，是由学生自主提出还是教师设计为主？课程目标难度如何把握？以学习力视角分析，有明确目标导向、课程目标难度较大的STEM课程项目有助于提升学生的学习顺应力。

“金鱼缸智能管家”项目总体目标看似艰巨，但是目标分解后小学生其实也可以实现。需要注意的是，总体目标可以以教师设计为主，目标分解则要在学生分组讨论、自主探究的过程中实现。学习力的培养要在学生计划、设计、实施、验证和对照总体目标反馈、修正中不断提升。试错环节是必须经历的，时间也要充分给予，教师一定不要为了“效率”而直接呈现正确路径。学习力的培养需要学生置身于问题的真实解决情境中，面对难度较大的总体目标，他们可能会彷徨无助，但这种情绪体验也是必要的环节。教师要做的是在项目总课时与学生解决问题的进度中找到平衡点，在学生体验到反复试错和由此产生的一些负面情绪后，再提供必要支架，引导情绪转化，让他们“茅塞顿开”，最终“柳暗花明”达成目标。经历问题真实解决的全过程，学生的成功体验反过来会增强他们的自信心，成为其继续学习的动力。

2.过程与方法

（1）小组讨论，利用网络拓展眼界，了解目前智能化鱼缸的设计功能，对一些功能的实用性及可操作性作出综合评估，不断优化整体设计。（主要指向學习互惠力、学习动力、学习顺应力）

（2）方案初步确定后，选择相关的传感器及输出控制设备，了解水质传感器、温度传感器、水位传感器、光线传感器、人体红外热释电运动传感器、继电器、喂食器、电磁阀等物联网设备的性能参数。（主要指向学习能力）

（3）水槽（补水用）的设计一可用3D建模打印或者不锈钢制作。（主要指向学习创造力）

（4）网上下载金鱼缸3DMAX模型后，构建水槽、LED灯、加热棒、过滤泵、喂食器等模型，具体包括：分别模拟灯亮、加热棒工作状态，给LED灯、加热棒赋予发光特效，且分别渲染生成BMP文件备用；构建喂食器转动部分设置“成组”，在层次面板中设定转轴中心，然后每转动30度生成一个BMP文件，熟悉3D动画渲染设置的也可以直接生成动画。（主要指向学习创造力、学习毅力）

（5）编写S4A程序，使各传感器及输出设备协同，并控制屏幕画面同步。（主要指向学习创造力）

此项目实施以3-4人为一小组，总体制作任务布置后学生各自上网查询相关技术资料，分小组讨论优化方案。由于项目分解任务多，涉及学科广，学生小组分工合作非常重要。另外，对于水质传感器、水位传感器、电磁阀等专业性较强的产品，学生还需要通过专业论坛、QQ群交流获取信息，甚至要与经营相关产品的网店店主进行网上交流。组内协助、组间交流、网络交流等多维度的交流体验助力学生互惠力的提升。

学习力各大要素之间是相互促进、相互依赖的关系，其中一至两个要素的发展，将促使其他要素得以发展，从而总体提升学习者的学习力。“金鱼缸智能管家”项目除了一般STEM课程涉及的数学、科学、技术、工程知识外，还涉及生物学知识——金鱼的习性研究与饲养。这种高跨度知识大融合问题的解决，可以使学生的学习力得到综合培养。比如，项目持续时间较长，一般需要3-5课时完成，以每周一课时计，历时一个月左右，这需要稳定的学习意志品质作支撑，包括学习动力和学习毅力。同时，学生的学习顺应力、学习能力、学习创造力等也在这个持续的学习过程中得到潜移默化的发展。

学习创造力应该是学习力的核心所在，是学习力的最高境界。“金鱼缸智能管家”项目的实施重点就在于学习创造力的培养，这也是STEM教育的重要目标。学生创造力的体现不一定是“从无到有”，还可以“从有到优”。“金鱼缸智能管家”项目的实施，主要是通过产品改良体现学习创造力。比如，市场销售的喂食器通常只有定时喂食功能，无法根据温度变化进行调整；一般的金鱼缸只能手动滤水，无法根据水质的变化自动过滤；智能金鱼缸较少考虑当主人离开过久水分蒸发、水位下降问题。“金鱼缸智能管家”项目针对这些现有产品的不足进行了具有一定独创性的设计与制作。学生从模仿开始，到完成创新性作品，创新思维和创新能力得到了有效提升。

学生学习力的提升绝非朝夕之功，而是一个螺旋上升的过程。基于学习力培养的STEM教育虽然有一定难度，但难度、跨度、项目之间的梯度等是依据学生的最近发展区科学安排的，同时还要依托课程体系持续推进、巩固和提升。笔者致力于学习力培养的平民化校本STEM课程群实践与研究，目前已有区内外十余所学校成立STEM研究联盟，希望随着研究的深人，STEM教育的课程群资源更加丰富，助力学生学习力培养和提升的途径也更加多元。