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科学知识的两个特点(不属于科学知识的特点是)干货满满

2023-09-13Aix XinLe


点击上方“中小学校长”可以订阅!投稿邮箱:xiaozhang@naea.edu.cn[摘 要]学习科学诞生以来,深刻影响着世界范围的教育发展变革,更新了我们对教育教学的认识,改变和重塑了

科学知识的两个特点(不属于科学知识的特点是)干货满满

 

点击上方“中小学校长”可以订阅!投稿邮箱:xiaozhang@naea.edu.cn[摘 要]学习科学诞生以来,深刻影响着世界范围的教育发展变革,更新了我们对教育教学的认识,改变和重塑了课堂形态深刻把握学习科学对教育的理解,总结学习科学视域下的课堂特征及其构建策略,从促进学生学习的角度改革课堂教学,对持续落实“双减”政策,推进实施新课标都具有积极意义。

方中雄,北京教育科学研究院院长,北京市学习科学学会理事长学习科学一直关注发生在真实情境下的学习,“学习共同体”“非正式学习”“前拥概念与正向迁移”“思维可视化”“元认知”“技术支持的学习”“形成性评价”等都是其研究的热点话题,这些话题与课堂教学息息相关,也是推动教学改革的实质性和关键性问题。

一学习科学及其视域下的学习意涵20世纪80年代末,一批来自认知科学、教育心理学、计算机科学、人类学、社会学、信息科学、神经科学、教育学、设计研究、教学设计等多个领域的学习研究者意识到,他们需要发展新的科学方式来超越自己的学科所能从事的研究,于是学习科学应运而生。

  学习科学(Learning Sciences)是一个研究教与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、工作期间以及同事之间的非正式学习学习科学研究的目标,首先,为了更好地理解认识过程和社会化过程,以产生最有效的学习;其次,为了用学习科学的知识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学习。

[1]学习科学的研究主体是以学生为代表的“人”的学习  什么是学习呢?丹麦国家学习实验室主任克努兹·伊列雷斯(Knud Illeris)在《我们如何学习——全视角学习理论》[2]中说,“学习是发生于生命有机体中的任何导向持久性能力改变的过程”。

美国威斯康星麦迪逊分校的科拉·巴格利·马雷特(Cora Bagley Marrett)等人编著的《人是如何学习的Ⅱ:学习者、境脉与文化》[3]一书中说,学习(Learn)是个主动动词,学习是人做的事,而不是发生在人身上的事。

人不是学习的被动接受者,即使人并不总是意识到学习过程正在发生相反,通过在这个世界上的行动,人们会遇到各种情境、问题和想法;通过处理这些情境、问题和想法,他们拥有社会的、情感的、认知的和身体的经验,并适应下来。

这些经验和适应塑造了一个人的能力、技能和发展倾向,从而影响并组织着个体进入未来的思想和行动《反思教育:向“全球共同利益”的理念转变?》[4]中,把学习定义为“获得这种知识(指经验)的过程学习既是过程,也是这个过程的结果;既是手段,也是目的;既是个人行为,也是集体努力。

学习是由环境决定的多方面的现实存在获取何种知识以及为什么,在何时、何地、如何使用这些知识,是个人成长和社会发展的基本问题”简言之,学习是人获得知识的过程,是由环境决定的多方面的现实存在,是个人成长和社会发展的基本问题。

“发生于生命有机体中的任何导向持久性能力改变的过程”是人主动学习的过程,就是科拉·巴格利·马雷特等人说的“是人做的事”,而不是人被动接受的事“导向持久性能力改变的过程”就是“人们会遇到各种情境、问题和想法,通过处理这些情境、问题和想法,获得社会的、情感的、认知的和身体的经验,并适应下来”的过程,也是人在“由环境决定的多方面的现实存在”中,解决“个人成长和社会发展的基本问题”的过程。

《人是如何学习的Ⅱ:学习者、境脉与文化》和《反思教育:向“全球共同利益”的理念转变?》两本书中对学习的定义,更加明确清晰地说明了学习与环境、文化的关系三个“学习”定义,虽然表述不同,但基本内涵却是完全一致的。

  综合以上论述,“学习科学理解的学习是人的身体(手)、智力(脑)、情感(心)和环境、文化等交互作用,提高学习绩效的过程;学习科学关注的是在这种交互学习中提高学习绩效的规律”“学习是人的身体、智力和情感协调互动、共同作用的对事物的认知和把握过程。

学习的结果能使人的心智和行为产生持久的变化”[5]  学习,是一个由“自在”走向“自为”的过程,所谓“自在”指的是事物与生俱来、无关他物,就其自身而言的存在,这种存在可能连主体自己都没有察觉到,属于潜在状态,也就是说,学习是人潜在的能力,每个人都有学习的潜能和需求,生存本能驱动的成长与发展也是一种学习状态。

而“自为”属于显露出来的主动的存在,也就是说,学习是人主动构建、主动思维的过程从神经科学角度来看,学习是有意识的思维构建和大脑的重塑,同时作为一种社会化行为,学习是学习主体与周边的人、物、环境等发生关系,在共同体中进行自我建构的过程。

二学习科学视域下课堂应有的主要特征教育改革最终要落实到课堂,具体到每节课上抓课堂既是抓当前,也是抓长远;既是抓细节,也是抓根本对学生而言,课堂是学校生活的基本组成,也是个体的发展成长;对教师而言,课堂是职业生活的主体,也是生命价值和专业发展的主渠道;对学校而言,课堂是千头万绪工作中的主阵地。

  课堂是自组织的,不是线性的,不能走简单流程;课堂是开放的,不是封闭的;课堂是鲜活的,更是复杂的不论是抓教育质量还是落实教育公平,不论是落实课标还是进行减负,不论是培养英才还是普遍的立德树人,最终都要在课堂见真章。

  在对学习有了充分认识的基础上,课堂教学也应当向支持和促进学生学的方向进行转变和改革基于学习科学的课堂应该能够促进学生以最佳状态开展学习,获得最佳学习成效学习科学课堂在理念方面需要尊重学习主体,以学生为中心;实现路径应该基于学情研究,具有学习基本方案;在过程组织上应以活动为载体,通过形成性评价发展学生的元认知;在效果达成上应该通过知识的学习,获得能力提升、思维发展和素养完善。

  从外在样态上看,学习科学课堂至少应当具备如下主要特征:一是“生进师退”让学生站在课堂的正中央,是理念,更应当是行动学生作为学习的主体和课堂的主人,要对课堂学习目标及其达成性有充分的知情权,对学习方式及其适切性有充分的选择权,对学习成效及其深入性有充分的评价权。

在学习科学课堂上,学生要全面参与属于自己的课堂活动,可以自然呈现自己的学习状态、进度和收获情况学生应当是课堂上的讲解者、分享者、质疑者、互动者,而教师则应退至幕后,做学生课堂学习的“导演”,做学生学习的辅助者、支持者和设计者。

 二是“形散神聚”学生主体广泛深入参与,以团队为单位进行合作、研讨、探究,让身体动起来虽然这样的学习科学课堂形态会显得“散乱”,但因有高适切性学习方案的前置设计,学生动起来的不只是身体,更有思维他们在学习活动规则的指引下充分发挥着个人才能和团队优势,在学科知识框架和真实生活情境中,身心更为放松,但核心目标是一致的,思考是深入的,效果是持久的。

学生身心全面动起来,学习过程更加聚焦于思维的发展和大脑的重塑,看似忙乱的场景下,课堂更加指向学习结果的达成三是“自主自助”同一班级内的学生虽然年龄相当,但个人生活经验、大脑发育、思维方式等方面还是存在诸多差异,这种差异正是相互之间合作交流、取长补短的基础。

因为身心发展阶段相近,学生之间的交流会更加顺畅在注重共同体合作的学习科学课堂上,应当尽量降低学习过程中的沟通成本,增加学习结果达成的速度与效度在学习科学课堂上,应该更多呈现出学生讲、学生听、学生辨析、生生互助的自主与自助局面,逐步脱离教师主导的机械讲解、提问、练习。

三学习科学课堂的构建新时代的中国课堂教学改革仍在持续推进,基于情境、问题导向的互动式、启发式、探究式、体验式的课堂教学和注重课题研究、项目设计、研究性的综合学习,彻底改变了传统“授受式”的课堂教学模式特别是《义务教育课程方案(2022版)》明确指出,要“吸收学习科学的最新成果”,值得我们注意。

这就意味着,教师们可以,甚至需要学会构建学习科学课堂  学习科学具有设计学特点,所以学习科学视域下的课堂需要教师从设计和规划角度去思考和实践 一是触发作为“人”的学习者主体体验在学习科学中,学校和课堂必须以学习者为中心,学生始终是学习的主体,同时也必须以学科知识为中心。

为了提供以知识为载体的课堂环境,必须关注教什么(信息、学科知识)、为什么教(理解)和掌握什么能力学生的兴趣和参与显然是重要的,要加强如何激发学习动机的研究,使学生能够真正学到学科知识  神经生物学理论认为,信息通过突触从一个脑细胞传递到另一个脑细胞,脑突触链接的数量越多,人脑的反应速度就越快。

突触链接需要感官刺激,如丰富的环境、充分的运动和充足的睡眠另外,情境也是一个重要因素学习始于情境、发于思维、成于素养情境是诱发学习的机缘和推动思维发展的助力,思维的发展则是由内而生的觉悟,以及探究过程的手脑心并举、具身学习成就的理解和记忆。

脑科学家研究发现,“专注”“投入”“激情”“信心”能够产生肾上腺素、复合胺、多巴胺等化学物质,进而加速突触的链接、激活和修复正常人并不缺乏这些生物介质,缺乏的是环境、激励、关爱和触发现代生理研究告诉我们,髓鞘质是大脑中一种记忆动作的组织,它可以在不断纠错和精确练习的过程中,逐渐增长、增多、增厚。

这些过程都离不开“人”这一主体的经历和体验因此,主体体验是学习科学课堂构建的出发点和落脚点二是从“学”出发改进“教”的供给学生在接受教育或者学习过程中要习得知识,但不是被动接受知识,还要将知识内容进行重组、创新,以满足主观意愿和客观需求的改造过程。

  2018年9月10日,习近平总书记在全国教育大会上的讲话中指出,非学无以广才,要教育引导学生珍惜学习时光,心无旁骛求知问学,既要重视知识的宽度,也要重视学习的深度,在学习中增长见识,丰富学识,通晓天下道理,掌握事物发展规律,做到敏于求知、勤于学习、敢于创新、勇于实践,沿着求真理、悟道理、明事理的方向前进。

学习科学课堂的构建,要充分理解“学”的机制,并从“学”出发改进“教”的供给;对核心知识精准把握,进行知识的结构化重组;对学生的知识、能力基础充分调研,对学生的真实学习提前模拟预演,以使课堂设计更加精准;注重单纯知识的生活化应用,突出知识转化及问题解决。

  学习科学在教学中要求教师必须提炼前拥理解,并与学生带来的前拥理解打交道为此,教师必须积极探究学生的思维,创造可以提升学生思维的课堂迁移条件教师必须深度教授一些学科知识,并提供概念在现实运作中的事实性范例。

为此,在一个学科中,教师应采用“精华”主题的深度教学去代替对学科中所有主题的“肤浅”讲述,这些“精华”主题使得学科中的关键概念得以更好地理解教师还必须带着自己对学科领域深度研究的经验来教学,同时测试学生对知识的深刻理解,而不是表面认知。

三是设计可使学生“沉浸”其中的学习过程课堂学习过程是学生直接参与的习得知识、增长能力、发展思维的活动,其基本原则是适应学生的需要,让学生“沉浸”于真实的场景、经历,真实地体验、感受真实的知识  学习科学课堂上的学习过程是连续的学习活动,是基于创设的情境而分解的有梯度的学习任务。

每节课一般有2—3个学习活动,学习活动要有开放性、探究性,要具备与知识、思维和方法高度的关联性,要具备丰富多样的学习方式,要能高效地达成学习目标活动是为达成学习目标服务的,所以每一个活动都要依据目标设计,符合学生年龄特点,贴近学生生活实际,情境创设具体、真实、合理;符合学生认知水平,能够诱发学生思考,调动学生的前拥知识,使其能够产生正向迁移;依据学生的学习兴趣,设计要有新意,要能够抓住学生;活动要与学习内容高度融合;活动之间要有梯度,具有挑战性。

  关于学习过程的设计,可以参考学习科学的重要代表——友善用脑课堂教学范式在友善用脑课堂——“密度及其测量”的物理复习课上,教师从北京冬奥会中国运动员获得奖牌情况,过渡到判断教师手中奖牌的材质,以“探‘密’奖牌”为学习情境,通过“大猜想”和“解谜团”两个活动,让学生先进行理论推测,回顾物理原理,设计验证方案,然后进行实验测量。

在实验测量中还特别关注了实验条件出现偏差时,如何克服困难,解决非标准实验问题通过理论推测到测量验证,学生在实验中掌握了通过密度判断物质材质的方法,进一步深刻理解并能灵活应用密度公式解决实际问题在“河流特征及影响因素”地理课上,教师从学生们非常喜欢的《中国诗词大会》节目引入,播放了康震老师就长江、黄河对李白等诗人文学创作的影响所做的点评视频,然后将古诗名句贯穿后续各个学习活动。

通过对“君不见黄河之水天上来,奔流到海不复回”的分析,复习河流发源地、注入地、流域等基本概念;通过“欲渡黄河冰塞川”“九曲黄河万里沙”等诗句,结合相关图文资料寻找河流的水系特征;在解读《早发白帝城》一诗中的地理信息时,综合分析影响河流水文特征的主要自然要素,及各要素之间的影响关系,并以团队绘制思维导图的形式呈现讨论结果。

整节课将古诗作为学习情境,从基础概念到水文特征,再到影响因素的关系,课堂学习围绕核心知识一步步推进,知识点准确、逻辑清晰、情境恰当,有效促进了学生的思维发展  参考文献:  [1] 索耶. 剑桥学习科学手册[M]. 徐晓东,等译. 北京:教育科学出版社,2010:1 .

  [2] 伊列雷斯. 我们如何学习——全视角学习理论[M]. 孙玫璐,译. 北京:教育科学出版社,2015:3.  [3] 马雷特. 人是如何学习的Ⅱ:学习者、境脉与文化[M]. 裴新宁,王美,郑太年,译. 上海:华东师范大学出版社,2021:12.

  [4] 联合国教科文组织. 反思教育:向“全球共同利益”的理念转变?[M]. 联合国教科文组织总部中文科,译. 北京:教育科学出版社,2017:9.  [5] 李荐,方中雄. 学习科学 友善用脑[M]. 北京:商务印书馆,2016:3,20.

历史文章胡迎秋|高中生理想信念培育机制的探索与实践赵萌|“双减”背景下大中小学协同育人实践研究——以北京科技大学附属学校为例曹雪梅|幼儿园“管理志愿岗”的实践探究——以北京市六一幼儿院为例刘李平 马榕婕|规划奠基 项目突破:学区治理的学校内生路径——南宁市青秀区民主民乐学区学区制管理改革实践初探

文章来源:《中小学校长》2023年第3期  学习科学责任编辑:冯丽园微信编辑:小 婉微信审核:高 政

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