学习科学需要与教学实践紧密结合

    倪治云

    传统认知科学关注对象和研究方法因过于远离人在真实世界中的学习，其研究成果对于现实学校教育实践的改进和教育质量的提升并不是十分理想。在20世纪80年代初，随着人工智能理论和计算机技术的发展，一批认知科学家和计算机科学家开始合作，逐渐形成了一个崭新领域——学习科学。1991年，国际学习科学协会正式成立，并在美国西北大学正式召开了第一届学习科学国际会议，同时创建学习科学领域第一本官方杂志——《学习科学》杂志。自此，现代意义上的学习科学正式宣告形成。[1]

    国际学习科学领域的知名研究专家、美国北卡罗来纳大学教堂山分校的索耶教授在《剑桥学习科学手册》一书中指出，“学习科学是一个研究教和学的跨学科领域。它研究各种情境下的学习，不仅包括学校课堂里的正式学习，也包括发生在家里、工作期间以及同伴之间的非正式学习。首先是为了更好地理解认知过程和社会化过程以产生最有效的学习，其次便是为了用学习科学的知识来重新设计我们的课堂和其他学习环境，从而使学习者能够更有效和深入地进行学习。”简而言之，学习科学主要就是研究人究竟是怎么学习的，怎样才能促进有效的学习。[2]

    教学实践是学习科学的生长点

    学习科学的根本出发点和落脚点是回答“人是如何学习的”，具体到教育教学实践中，就要围绕“学生如何学”来设计教师如何教。我们推行“学本优效”课堂教学模式，教学活动遵循“先学后导、问题导学、群智合作、及时反馈”原则推进。

    以九年级上学期道德与法治“弘扬和传承民族精神”一课为例，这部分内容的难点是引导学生体会民族精神具有与时俱进的品格，民族精神是中华民族生生不息的精神支柱。教学设计中我采用了任务驱动方法，课前布置预习任务，让学生结合中华民族古代、革命、建设、改革开放以来等不同历史阶段，任意选取一个事件，说说在这一事件中表现出怎样的民族精神。上课时，我在黑板上画了一个很长的时间轴。学生先在小组内进行交流，然后各小组随机抽取一个历史阶段，选派1～2名代表在全班进行分享。6个小组的学生代表先在时间轴上标注自己选取的事件，再讲解在这一事件中体现出怎样的民族精神。但大多数学生只是标注出了某个历史事件，说出体现爱国主义精神、长征精神、大庆精神等，对民族精神的讲解不生动不饱满，对民族精神与时俱进的品格体会不深刻。

    学习任务中有两种负荷，一种是内在的认知负荷，一种是外在的认知负荷。内在的认知负荷是由任务本身所带来的，其主要决定因素是个体的先前知识。外在的认知负荷是由学习条件和教学情境本身造成的负荷，它会威胁个体专注于需要掌握的关键信息的能力。美国著名教育心理学家、学习科学家理查德·梅耶指出，教师在设计和实施教学活动时，一方面要尽可能降低学习者的外在认知负荷，减少影响关键信息掌握的干扰因素;一方面要控制内在认知负荷，如果学习任务本身就很复杂，教师无法把内容变得更简单，就要尽可能通过分段呈现和预训练的方法帮助学生更好地学习和理解。[3]

    上课时，我采用时间轴呈现中华民族发展进程，有助于学生直观、清晰地感受不同发展阶段所体现的不同民族精神。但对中学生来说，体会民族精神具有与时俱进的品格是一个难点，我在预习单中提供了长征精神和大庆精神材料，帮助学生理解中华民族在各个发展阶段遇到过战争、落后等各种挑战，中华儿女在战胜这些挑战的过程中表现出了不怕牺牲、艰苦创业等精神。这些精神丰富了民族精神内涵，凸显了民族精神与时俱进的品格。但我在课前布置任务时要求不够精细、不够具体，没有明确要求学生遵循教师所提供材料的表述思路选取事件、进行分析，未能有效降低学生的认知负荷，影响了活动效果。

    学习是教师的“教”和学生的“学”的统一。学生学习时，需要从各种教学信息中获取知识，优化传递给学生的教学信息能够帮助学生更好地学习。脑科学研究成果表明，人所接受的信息99%都来源于感觉器官，即视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉。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%。这启示我们，教师如果仅以语言讲授作为教学方法，只适合不足1/5 的听觉偏好者。[4]这一堂课我注重让学生自主选取事件、个人分析感悟、小组合作交流与班级分享相结合，拓宽了学生的视野，丰富了学生对民族精神的感悟。但是，如果在给学生提供长征精神、大庆精神等文字材料后，在上课时再补充一个视频资源，通过画面、声音、文字等信息对学生视觉、听觉等形成刺激，将有助于学生更深刻感悟这些精神的形成过程与引领作用。

    学习科学让教学实践更高效

    结合学科科学理论和反思情况，我对教学设计进行了精细加工。

    首先，我把课堂上呈现的时间轴前移到了学生的预习单上。时间轴以鸦片战争作为近代史的开端、新中国成立作为现代史的开端，再结合学科需要，增加了中国共产党成立、实行改革开放两个标注点，将中华民族发展史粗略划分为历史上、革命战争时期、和平建设时期和改革开放以来四个阶段。从文字表述上把预习任务交代得更精细、更具体：请结合中华民族不同发展阶段，分别选取一个事件，如外敌入侵、自然灾害、发展难题等，说说当时中华民族面临什么困难，中华儿女是怎么做的，在这一过程中表现出怎样的精神。同时，我结合学习单上提供的大庆精神材料示范了该怎样准备交流材料。

    其次，在班级分享交流中，我采用“我来当助教”游戏化教学，增加了打分环节。我和全体学生一起商议制定了评价规则：当一个小组上台分享时，其他组小组长和教师负責为担任“助教”的小组打分。评价指标为内容正确、声音洪亮、有个人见解等5个方面，每个方面两颗星，满分10颗星。其余组的同学如果能对“助教”组同学的讲解提出建议或有质量的质疑，可以获得1颗星。每个组讲完后，负责评价的小组长和老师及时将星星贴到黑板上。交流结束后，得分最高的组即为获胜组。

    再次，在课堂评价环节，我加入了载人航天精神视频短片，并让学生结合自身学习生活经历，写一写传承民族精神自己可以怎么做。这样，学生的学习不再仅仅依赖听觉系统，而是调动多感官参与，“情境——符号——表达”系统相统一，有效提高了课堂质量，强化了学生课堂学习效果。[5]

    学习科学精细加工策略是通过对学习材料进行深入细致的分析、加工，理解其内在的深层意义，达到促进记忆的效果。修改后的教学设计对驱动任务的精细化要求，有力地促进学生感受、理解知识产生和发展的过程，培养学生的科学精神、创新思维习惯。游戏化教学评价环节调动学生个人和小组参与活动的积极性，有效激发了学生的独立思考和创新意识。课前自主预习、课上充分的小组交流和班级交流，锻炼了学生收集处理信息、获取新知识和语言文字表达及团结协作能力。

    学习科学走出实验室，面向真实世界的学习，把学习研究的焦点回归到人自身，倡导在真实的学校和课堂情境中研究“人究竟是怎么学习的，怎样才能促进有效的学习”，不断优化教学方法和教学策略，更好地为学生学习提供发展支持。经过近30年的发展，“人们开始相信那些基于学习科学的学校和教师能给学生带来更有效的学习。”但是，要将学习科学理论转化为教师的教学实践，促进课堂改变，将是一个长期的、坚持不懈的过程。理查德·梅耶呼吁要将学习科学最重要的主张和观点向“入门者”普及，要加强“应用学习科学”的研究和实践，即基于人是如何开展学习的知识，去开发有实证依据的教学方法（策略）来帮助人学习。尚俊杰等也呼吁在教师培养上应增加学习科学相关的知识技能，提高一线教师的学习科学素养，保障学习科学在实践中落地。[6]