推动学习科学向教学实践转化的策略

庞孝瑾

【摘 要】学习科学是国际上近30年来发展起来的关于教和学的跨学科研究领域。然而对于学习科学，很多一线教师不知其然，更不知其所以然，更不要说按照学习科学的理念来重新设计课堂教学。通过对中小学教师进行关于学习科学的问卷调查发现，教师对于学习科学确实存在认识上不足的问题，据此提出对于学习科学的学习与实践转化策略。

【关键词】学习科学 教学实践 转化策略

一、问题的提出

学习科学（Learning Sciences）是国际上近30年来发展起来的关于教和学的跨学科研究领域，涉及教育学、脑科学、心理学、认知科学、信息科学、生物医学等众多研究领域。简而言之，学习科学主要就是研究人究竟是怎么学习的以及怎样才能促进人的有效学习的科学。

20世纪70年代末80年代初，随着人工智能学习科学的研究成果日益受到教育领域决策者和实践者的关注，学习科学已经成为很多发达国家和地区教育改革的指导理论，也为一些教师进行教学改进提供了理论基础。但是，通过调研我们发现，对于绝大多数教师而言，他们对学习科学这个相对新兴的研究领域并不是很了解，很多一线教师不知其然，更不知其所以然，更不要说按照学习科学的理论来设计课堂教学和指导学生进行有效学习，对学习科学的研究还未引起教师足够的重视。

二、教师在学习科学上的认知基础与科研需求调研

为了解教师对学习科学研究领域的认知基础与科研需求，2018年9月，北京市朝阳区教育研究中心学习科学研究室对北京市朝阳区义务教育阶段的1020 名中小学教师进行了关于学习科学的问卷调查。调查样本中，女教师占82.73%，男教师占17.27%。年龄分布为30岁及以下的教师占28.07%，31～35岁的占16.19%，36～40岁的占16.88%，41～45岁的占16.39%，46岁及以上的占22.47%，从数据中可以看出，45岁及以下的中青年教师占到了77.53%。教龄分布为5年及以下的教师占25.81%，6～10年的占14.52%，11～15年的占14.33%，16～20年的占10.79%，21年及以上的占34.54%。可以看出，20年及以下教龄的教师占到了65.46%，这与中青年教师的占比具有一致性。从教师的学历分布来看，大学本科的教师占到了83.32%，硕士研究生占12.27%，博士研究生占0.2%。可以看出教师以本科学历为主，与硕士、博士相比，本科学历教师的科研能力相对不足，这更加说明需要对教师加强学习科学研究能力的培训。教师所任学科分布表现为语文教师占25.61%，数学教师占24.63%，英语教师占13.54%，这三大学科的教师占比最高。

从教师对学习科学的认知基础来看，他们对学习科学所有维度的了解程度为17.9%～29.13%，说明教师对学习科学各研究领域的认知基础和了解程度普遍偏低。尽管如此，教师的科研需求却相对较高，需求程度为34.24%～41.09%，说明教师对于学习科学还是希望进行了解和研究的，但需求度绝对值并不高，这也说明对教师进行学习科学研究成果的推广的力度还应加大。随着教师对学习科学认知程度的提高，教师对学习科学的研究需求也会有更大幅度的提升。对于在学校中占到77.53%的45岁及以下的中青年教师来说，作为学校的教学主力，他们对学习科学的学习与研究，决定着教学改进的成效。特别是对于语数外等主要学科的教师来说，以学习科学为理论基础来设计课堂有效教学和指导学生进行有效学习尤为重要（见图1）。

图1 教师在学习科学上的认知基础与科研需求对比

三、推动学习科学向教学实践转化的方法与途径

1.加强教师对于学习科学促进教学实践的认识

（1）加强学习科学的通识培训

众所周知，认知科学对于学习的研究，已经进行了长期的探索，并取得了丰富的成果，尤其是关于学习的三种隐喻，每一种隐喻都曾对学习科学产生了重要的影响，并推动了教育实践的发展。但是为什么还要提出学习科学这个崭新的概念呢？原因是人们逐渐发现认知科学关注的对象和研究方法过于远离人在真实世界中的学习，所发现的认知规律是将人从其所处的社会与自然世界中抽离出来的结果，对于真实世界中的学校教育实践的改进和教育质量的提升并不是很有效。因此，要将学习科学最重要的主张和观点向教师进行普及，促进教师对学习科学的研究基础、发展和研究现状的了解，并帮助教师认识到学习科学是将脑科学、神经科学、认知心理学、人工智能学等学科中关于学习的研究汇聚起来，共同指向“人是如何学习的”这一主题的综合研究领域。通过科学认识人的大脑是如何学习的，教师就能够基于学习科学开展教学工作，根据学生的学习规律和认知规律重构课堂教学，提升基于学生的学习结果逆向设计课堂教学的能力，真正实现从关注“教”到关注“学”的

转变。

（2）强化学习科学指导下的学习策略与方法的培训，提升教师课堂教学设计水平

尽管学习科学已经对教学策略与学习和教育技术与学习的关系有了一些研究结论，但还需要教师从课堂教学出发，在广泛吸收学习科学在各个学科的研究成果的基础上，运用学习科学理论，深层次、多视角地研究学生的学习，提高课堂教学设计

水平。

实践证明，自主、合作、探究、项目学习等越来越受到教师的重视和学生的青睐。但是教学压力大、学生缺乏实践的机会、教师缺乏教与学方式的操作策略等问题阻碍了教与学方式的改变。要解决这一问题，学校应积极开展多种教与学方式改进的培训和实践探索，针对不同学科的教学及选修课、综合实践活动等，给予教师更多的自主设计和选择的机会，促进教师根据具体的教学內容、学生情况等对学习方式进行深入探索，实现教与学方式的优化组合，同时推出优秀教师的教学研究成果，加强引领示范作用，逐步建立起学习科学指导下的学习资源库，以提升教师运用学习科学指导教学的水平。

2.有针对性地指导教师对所关注的学习科学相关内容进行重点学习与研究

（1）加强课题研究与专家指导

从调查数据中，我们了解到教师对专家型信息加工模式等相关学习科学策略的科研需求较高，说明教师对学习科学的认识和向专家学习有效教学策略的需求较高。因此学校要加大学习科学课题研究的力度和投入，成立课题研究小组，建立学科专家库资源，针对教学专项任务或具体问题加强专家指导力度，帮助教师总结提升。

通过引领教师学习相关学习科学的书籍，如通过对《人是如何学习》这本书中有关新手与专家内容的学习，可以加强教师对专家与新手研究的理解，再通过引领教师长时间向专家学习和实践，达到教师在专业素养上的提升。学习科学通过研究专家知识的表征，并用人工智能程序将其模拟出来，可以改进学生的学习。比如，通过比较专业作家写作的过程和学生写作的过程，发现专业作家善于发展出自己的写作目标和写作计划，而学生则缺乏计划和反思，在其他学科中同样存在类似的问题。于是，学习科学家们就把学习的问题转化为通过培养新手反思能力、制订计划的能力来达到向专家靠近的目标。通过相关书籍的引领性学习，可以让教师在有限的时间里了解更多学习科学的相关内容。

（2）加强专题培训与重点指导

调查数据显示，教师对脑科学、神经教育学方面的认知基础较弱，要加强专题培训与指导，助推教师改进教学。随着脑科学和大数据等技术的发展，我们对于“人究竟是怎么学习的”这个问题有了更深刻的认识，也有了更多的手段去促进人的有效学习，这也意味着脑、心智确实可以和真实情境中的教育建立起更为密切的联系，从而可以从更深的层次上为学习研究提供依据。通过培训使教师了解脑科学、基于大数据的学习分析和技术增强的学习等研究，将有助于推动教育从更深的层面发生变革。

3.学习科学转化为教学实践的探索

在当前教育深综改的总体背景下，如何围绕学习科学进行教与学方式的变革，如何基于学习科学实施学科课程设计等问题，亟须得到教育者的回应。学习科学研究的目标，首先是为了让人更好地理解什么是最有效的学习，其次便是为了用学习科学的知识来重新设计课堂教学和其他学习环境，从而使学习者能够更有效和深入地进行学习。只有加强应用学习科学的研究和实践，才能在学习科学和与教学实践之间架起一座有效应用学习科学的桥梁。

（1）引导教师思考脑科学对教学实践的意义

对调查问卷中反映出来的教师对脑科学、神经教育学方面的学习需求，除了要对教师进行脑科学的培训外，还要引导教师思考脑科学对教学实践的意义，通过学习得出有用的教学启示。例如，通过了解大脑皮层脑区的分工，可以看出对大脑进行感知以及认知加工的主要功能区是大脑“皮层”，大脑皮层又分为各个脑区，分工处理不同的信息与事件。由于不同的人有不同的大脑部位发育的特点，有的人额叶格外发达，有的人顶叶格外发达，有的人视觉格外敏感。20世纪90年代中期，美国研究者对3～12年级学生感官偏好调查的数据表明，视觉偏好者占46%，听觉偏好者占19%，触动觉偏好者占35%。由此我们会得出有用的教学启示：教师如果以语言讲授作为教学方法，只适合于约1/5的听觉偏好者;对于触动觉偏好者，就是那些在课堂上爱动的学生，需要教师为他们设计一些可以动手操作的实践活动来促进他们的学习;而大多数人是视觉偏好者，这也是为什么近年来一直在提倡知识可视化的原因，这也是基于脑科学的研究基础。它倡导人们要通过理解知识之间的关系，以图表的方式，将知识可视化。通过将各个感官通道的信息汇聚到以上各脑区后，最终由前额叶负责汇总、分析、决策、处理。所以，前额叶是大脑的高级思维中枢，我们所说的思考，主要是由这个部分来完成的。了解了大脑皮层脑区分工以后，如何调动学生的优势脑参与学习，如何激发前额叶的工作，就应成为教师在教学中重点关注的内容。

（2）引导教师设计具体的改进教学活动的方法

运用多感官（视觉优先）的原则可以更高效地促进学习行为的产生与持续发展。如在语文课上，教师可以通过运用动画、视频、音乐等来激发学生的学习兴趣;课下，教师给学生留的作业也不应该只是背诵课文、查资料、写练习，还可以让学生通过画出课文结构图、完成有趣的学习任务来落实预习，理解文章脉络，整体感知文本。除此之外，还可以通过小组合作编写小故事等来学习课文中的修辞、写作手法等。让学生感到语文课也可以生动有趣，語文课不只是读读背背，还能在动手实践中增强语文学习能力，而不是非要通过教师在课堂上提问等强制性方式来让学生思考问题。例如，《蝉》是初中语文八年级上学期的自读课文，教师设计了让学生了解蝉的生命历程的教学活动，要求学生课前根据学习任务选择小组，课上以小组为单位展示学习成果，表达对蝉获得的认知

感受。

任务活动一：“我为蝉做微信主页”。根据课文内容，为“蝉”做微信主页。要求有头像、个性签名、简介。也可以以微信聊天的方式展现。

任务活动二：蝉的生物实验报告册。根据课文内容，寻找法布尔如何观察蝉的细节，自制一份生物实验报告册。

任务活动三：对话一只蝉。根据课文内容，设计采访稿的采访提纲，并完成采访展示。

这些依据学习科学设计的有趣的语文学习任务，让学生根据自己的专长，自主选择学习任务，并在合作探究的过程中，通过语言实践活动提升了表达的准确性和多样性，同时增强了学生对学习本学期必读篇目《昆虫记》的兴趣，学会用《蝉》这一课的阅读方法继续阅读《昆虫记》。

（3）引导教师重新思考和改进教学

当学生对某些学科就是学不会、学不好时，就会失去学习兴趣，甚至对这门学科产生恐惧与反感情绪。教师通过对学习科学的学习，对学生的认知特点有了理解，就有能力反思自己的教学理念。比如，从多感官原则来看，有一些孩子可能不是听觉优先的学习者，但有非常强的动手能力，因此教师就要发挥他们在学习中表现出的触动觉的优势，设计一些动手操作的学习内容，让这些学生在实践中习得对知识的理解与掌握。如果教师能够了解更多的由学习科学所揭示的、对教学产生重大影响的原理，并有意识地将它们运用到教学中，就会大大提高教学的科学性。

新的课程改革要求教师对学生的学习问题做出更好的回应与提供更好的解决策略。因此，除了要对教师进行引导性的学习培训外，教师的自我学习提高也非常重要，这是对学习科学的最好的学习。

参考文献

[1] R.基思·索耶.剑桥学习科学手册[M].徐晓东，北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室脑科学与教育应用研究中心，译.北京：教育科学出版社，2010：4.

[2] 理查德·梅耶.应用学习科学：心理学大师给教师的建议[M]. 盛群力，等译.北京：中国轻工业出版社，2016：10.

[3]裴新宁.学习科学研究与基础教育课程变革[J].全球教育展望，2013（1）.

[4] 尚俊杰，庄绍勇，陈高伟.学习科学：推动教育的深层变革[J].中国电化教育，2015，336（1）.

[5] 赵健，郑太年，任友群，裴新宁.学习科学研究之发展综述[J].开放教育研究，2007（2）.

（作者系北京市朝阳区教育研究中心学习科学研究室科研员，中学高级教师，朝阳区教育系统学科带头人）

责任编辑：孙昕

heartedu_sx@163.com