STEM教育的应用范畴（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。

这一讲我们继续解读STEM教育与深度学习理论的一致性。

首先，我们进一步理解为何STEM教学法“拉长”了教学的过程和进程，就正好反映了深度学习的要求。拉长，其本意就是要花更长的时间学习当前学习的这样一件事情（或一个知识点）。这应该只是一个很平常的做法，在学习过程中是经常被使用的。但是，有人一见到这样一个做法，马上就会提出一个疑问和异议，即这样岂不是让学生学不到更多的知识？毕竟学生的学习时间是有限的。换句话说，为什么不用更短的时间让学生学到更多的知识？此想法就驱动我们应该在学校的教学中尽力安排课程让学生以迅速的方式学到更多的知识内容。这样才能具有更好的知识教育的“时间效率”。事实上，持有这样异议性认识的教育者很多，一般的社会人群则更是基本都持这样一个认识。或许正是因为这样一个认识，人们（尤其是教育界本身）才会不断将我国的基础教育在高考恢复后的几十年中推向应试教育的“学生高度负荷化”。很遗憾，这样一个认识从教育学本质而言，基本错了！这是大家对于教育的本质规律没有真正认识而形成的一个“误区”（这个误区可真是产生了不少和不小的重大负面影响。当前的“双减”正好也反映了这一认识的扭转推进）。

大家应该想到一句传统的名言，“欲速则不达”，用在这里的解读中特别合适。本质意义上，这是一个有关教育的时空方式的选择，即对于最终实现教育目标而言，究竟是短时间学更多好，还是短时间学更少好？事实证明，以当前短期的评价方式，特别是从应试教育的评价要求看，无疑是短时间学更多为好，但是以终身学习的评价方式，短时间学更多却是不利的。这种不利表现为三个引发今后长效性降低的不足：一是“短时间学得更多”只不过是在内容点上更多，但真正掌握的却不一定更多（因为它只是从知识点和概念本身考查，并未连同审视知识相关的其他维度的内容，以及与关联知识真正发生关联）;二是“短时间学得更多”会导致一种浅度学习的不良习惯的养成，今后再要想达成更深的理解性的学习会有习惯上的障碍;三是“短时间学得更多”之下学到的知识是一种类似于“一锅夹生饭”的概念（如图1的启示，夹生饭再要煮熟是更不容易的），今后要将这些知识学到更高层次时和拓展学习时反倒存在了“知识固化性障碍”，即不愿接受这些知识还有更深层次的意义和应用，这对于今后不断深化知识和扩展知识是一种深层次的阻碍。反过来，“短时间学得更少”的确会在短期评价中结果不够好，但是却不会造成上述三个长效性的不足，从而最终对终身学习一定是更为有利。况且，从科学认识的角度，“短时间学得更少”其实不是真的少，而是“真的多”，是一种“短时间学得更好”的概念。这是因为，虽然知识点数量少了，但是每个知识点本身和关联它的知识却是学到了更多、更深，这不是少了，而是多了，也就更好了。所以，从教育本身的角度，我们更应科学地认识这里的时空选择，最终采取更多的“短时间学得少”的方式。

当然，这里也有一个基本的平衡要求，那就是“在合适的时间长度上学习适度的知识量”，也就是在“短时间内学得多还是少”上达成适度性，多则“欲速不达”，少则“时间效率不高”。必须指出，对于任何一个教育者而言，针对当前具体的受教育者，能够科学地决定和选择当前教学中的适度的“当前短时间内学多少”，无疑是一个很大的难题，这需要教师多思考，多积累经验，否则，就会导致学生的学习短期效应和长效效应不能协调高效。

毫无疑问，时间的拉长是一个教育规律的本质要求，这充分说明了“快速填鸭式教学”是不宜过多采用的。研究证明，对于青少年，年龄越小，越不能采用短时间的大量知识点的灌输。记住，在这里，“慢比快好，少比多好”！

我们看到，做得正确的STEM教育在每单个教学单元上往往都是更多地强调了拉长。拉长给出了深度学习的可能，更给出了深度学习的时间和空间。一个知识点性的STEM教学单元，往往是将该知识点的教学过程设计为更长的教学时间，往往并不是在传统教学的1节课或是1个课时内完成，在这样的时间段内，它总是集成了让学生接受传授、讨论、实验等多种不同方式环节的过程历练，把该知识点翻来覆去让学生“折腾”（注意这里用“折腾”想表达的意思，好像有一点点“磨洋工”的感觉！笑），最终学生对该知识点形成了更为深度的学习，甚至是达成了理解的高阶思维，达成了“学得少，但学得深、学得好”。在这一过程中，教师一定不会急着往前赶进度，总是给学生留有足够的时间，让他们觉得在这里“折腾”够了，才放手让其进入下一个环节（当然，教师心中一定要有一个判断，学生到位了才能让其进入下一阶段。例如，一个验证性的实验还没有得到足够的验证性数据和验证感受，是不能让学生进入结果的分析环节的）。

其次，我们必须想到，仅有拉长是不够的。拉长必须让学习者对于一個所学的知识点具有横向7个维度和纵向6个层次的体验机会。如果只是一种简单的拖长时间，同时一味地停留在不变的低级思维层次上，那么，思维的深度就无法提升，就不可能真正成为深度学习。毕竟，思维的层次提升才是深度学习的真正体现（如图2）。

在这里，我们必须认识到，不同层次的思维是不会自动发生的。在传统的应试教学中，学生更多地只是在一种思维层次上发生反复的过程，更是无法到达高层面的不同思维层次。因为学习的方式本身限制了思维层次的进入和进行。按照布鲁姆认知思维六层次论，思维的六个层次中，记忆、理解、应用、分析、评估和创新，分别对应着不同的学习行为和方式要求。我们可以以学生平常的学习行为动作和过程对应理解这一点。

首先，记忆，在学生进行的过程中，大部分用的是反复朗读、默读、默看，以及其他类似的方式，而且更多的学生偏机械式地多遍重复（应试教学中，我们看到一种现象，那就是许多教师居然让学生重复做百遍以上，直到记得滚瓜烂熟。然后，为了更好，家长再要求学生百遍以上，而补课的教师再增加又一个百遍以上！笑！难道这种数百遍以上不花时间？从这里您应该可以看出来什么是“双减”主要要减的吧）。我们从中容易明白，即使再多地重复，学生的思维在这一过程中几乎不会有层次的上升。

其次，理解，在学生常见的学习过程中，就是弄明白其什么含义。这样的理解过程多半是一种简单而肤浅的知道啥意思的性质，但是其中的这个意思和别的内容怎么相关、有什么更多的意思等，往往是不追求得到的。这在思维层次上仍然只是一种简单的明白，只要没有变通的理解过程，学生的理解结果一定是“知其然，而不知其所以然”。所谓的“不求甚解”也就是这个意思。因为这样的过程并没有什么难度和挑战性，所以学生的脑袋瓜儿不会发动更多的过程形成更多的作用性动作和行为，那么，学生的思维层次也就必然停留于这样一种“我知道了”的层次，完全不会思考“我其实知道了吗”和“我还知道什么”等问题（我们可以仔细思考一下，应试教育中的学生的理解和懂得就应该是处在这样一种状态和结果下，因为不是真的理解，当有关知识的考题变通一下之后，如果学生之前没有遇到过或者做过这样的题，他大概率是不会的，所以后来为了弥补这一结果，就诞生了“刷题法”，而且愈演愈烈，到最后应试教育就以模拟卷子做过多少为基本标准！可以说，刷题法真的是中国教育界的独有发明创造！这样说真的是很遗憾的。

布鲁姆认知思维六层次论告诉我们，记忆和理解只是低阶思维。如果我们的教学不能让学生进入更高的思维层次，怎么谈得上有高阶思维，又怎么能达到深度学习。