尚俊杰 李軍 吳穎惠

【摘 要】本文基于文獻(xiàn)梳理和項目實踐經(jīng)驗，梳理了學(xué)習(xí)科學(xué)的概念、發(fā)展及現(xiàn)狀;論述了學(xué)習(xí)科學(xué)推動課堂革命的必要性與發(fā)展歷程;最后，以提升教師學(xué)習(xí)科學(xué)素養(yǎng)研究項目為例，總結(jié)了提升教師學(xué)習(xí)科學(xué)素養(yǎng)的實踐路徑與未來發(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】學(xué)習(xí)科學(xué);教師學(xué)習(xí)科學(xué)素養(yǎng);教學(xué)變革

【中圖分類號】G40 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【論文編號】1671-7384（2021）01-005-04

當(dāng)前，以互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、VR/AR等技術(shù)為代表的信息技術(shù)對社會產(chǎn)生了翻天覆地的影響，正在推動社會從工業(yè)時代進(jìn)入信息時代、人工智能時代。社會變革對人才的需求也產(chǎn)生了變化，以知識傳授為中心、標(biāo)準(zhǔn)化培養(yǎng)為代表的工業(yè)時代的教育模式已經(jīng)無法適應(yīng)當(dāng)前社會發(fā)展的需要。所以，世界各國各地區(qū)都在進(jìn)行教育變革，希望借助信息技術(shù)促進(jìn)教育的深層變革。

教育的主戰(zhàn)場在課堂，要推動教育的深層變革，首要任務(wù)是要培養(yǎng)適應(yīng)新時代教育教學(xué)要求的高水平教師，從而推動課堂革命。習(xí)近平總書記在十九屆中央全面深化改革領(lǐng)導(dǎo)小組第一次會議上，也指出了全面深化新時代教師隊伍建設(shè)改革的必要性，明確了要在遵循教育規(guī)律和教師成長發(fā)展規(guī)律的基礎(chǔ)上，全面提升教師素質(zhì)能力的要求。教育部教師工作司司長任友群也提出用信息技術(shù)賦能，建設(shè)新時代高素質(zhì)專業(yè)化創(chuàng)新型教師隊伍。

建設(shè)高素質(zhì)教師隊伍當(dāng)然包括多方面內(nèi)容，我們認(rèn)為可以從學(xué)習(xí)科學(xué)素養(yǎng)入手，提升教師對教育教學(xué)的內(nèi)在科學(xué)規(guī)律的認(rèn)識水平，以推動課堂革命為突破口，以此推動教育的深層變革。[1]

學(xué)習(xí)科學(xué)的概念、發(fā)展及現(xiàn)狀

學(xué)習(xí)科學(xué)（Learning Sciences）作為一個研究領(lǐng)域的概念，最早起源于美國。它是一個跨學(xué)科研究領(lǐng)域，涉及認(rèn)知科學(xué)、教育心理學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、人類學(xué)、社會學(xué)、信息科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、教育學(xué)、教學(xué)設(shè)計等多個學(xué)科。國際學(xué)習(xí)科學(xué)領(lǐng)域的知名研究專家基思·索耶（R·Keith·Swayer）教授，在《劍橋?qū)W習(xí)科學(xué)手冊》一書中指出，“學(xué)習(xí)科學(xué)是一個研究教和學(xué)的跨學(xué)科領(lǐng)域。它研究各種情境下的學(xué)習(xí)——不僅包括學(xué)校課堂里的正式學(xué)習(xí)，也包括發(fā)生在家里、工作期間、場館以及同伴之間的非正式學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)科學(xué)的研究目標(biāo)，首先是為了更好地理解認(rèn)知和社會化過程以產(chǎn)生最有效的學(xué)習(xí)，其次便是為了用學(xué)習(xí)科學(xué)的知識來重新設(shè)計已有的課堂及其他學(xué)習(xí)環(huán)境，從而促使學(xué)習(xí)者能夠更有效和深入地進(jìn)行學(xué)習(xí)。”簡而言之，學(xué)習(xí)科學(xué)主要就是研究：“人究竟是怎么學(xué)習(xí)的，怎樣才能促進(jìn)有效地學(xué)習(xí)？”

之所以會提出學(xué)習(xí)科學(xué)，是因為在20世紀(jì)80年代前后，一些在傳統(tǒng)認(rèn)知科學(xué)領(lǐng)域頗有建樹的科學(xué)家們意識到，他們在實驗室開展的大量的認(rèn)知科學(xué)領(lǐng)域的認(rèn)知研究，似乎沒有對真實情境中的教學(xué)產(chǎn)生實質(zhì)性的影響，或者說不能真正有效地指導(dǎo)“不規(guī)范且具體”的真實情境中的學(xué)習(xí)[2]，于是他們就往課堂教學(xué)走了一步，與同時崛起的人工智能、信息技術(shù)、教育技術(shù)等學(xué)者合作，提出了“學(xué)習(xí)科學(xué)”這一嶄新的研究領(lǐng)域。

學(xué)習(xí)科學(xué)的概念提出來以后，發(fā)展特別快。1991年，經(jīng)濟(jì)合作組織啟動了由26個發(fā)達(dá)國家參與的大型研究項目——“學(xué)習(xí)科學(xué)與腦科學(xué)研究”，召集了來自歐洲、美洲、亞洲的著名研究者與教育決策者，共同研究人類的閱讀、計算與終身教育等問題;2001年，日本政府啟動“腦科學(xué)與教育”研究項目，將腦科學(xué)研究作為國家教育發(fā)展的一項戰(zhàn)略任務(wù)，進(jìn)行教育理論與實踐的應(yīng)用研究;2004年，美國開始撥款創(chuàng)建跨學(xué)科跨學(xué)校的“學(xué)習(xí)科學(xué)中心”，并給予穩(wěn)定持續(xù)的巨資支持，截至目前，已經(jīng)正式成立了6個國家級跨學(xué)科跨學(xué)校的學(xué)習(xí)科學(xué)研究中心;歐美發(fā)達(dá)國家已經(jīng)將學(xué)習(xí)科學(xué)確立為新的教育政策的關(guān)鍵基礎(chǔ)，將人類學(xué)習(xí)的重要研究成果作為課程決策與行動的基礎(chǔ)[3]，在實踐領(lǐng)域得到了實際應(yīng)用。

在我國，北京師范大學(xué)、東南大學(xué)、華東師范大學(xué)等高校分別建立了北京師范大學(xué)腦與認(rèn)知科學(xué)研究院、東南大學(xué)兒童發(fā)展與學(xué)習(xí)科學(xué)教育部重點(diǎn)實驗室、華東師范大學(xué)學(xué)習(xí)科學(xué)研究中心等機(jī)構(gòu)。北京大學(xué)教育學(xué)院也于近年聯(lián)合校內(nèi)外多學(xué)科研究人員、實踐人員成立了學(xué)習(xí)科學(xué)實驗室。而且，越來越多的研究機(jī)構(gòu)對學(xué)習(xí)科學(xué)產(chǎn)生了興趣。2017年9月，國家自然科學(xué)基金會和教育部在杭州召開了第186期雙清論壇，會議主題為“連接未來：教育、技術(shù)與創(chuàng)新”，與會專家領(lǐng)導(dǎo)一致認(rèn)為要聯(lián)合多學(xué)科力量，加強(qiáng)教育科學(xué)基礎(chǔ)研究，共同推進(jìn)教育改革發(fā)展。

學(xué)習(xí)科學(xué)推動課堂革命

學(xué)習(xí)科學(xué)是一個跨學(xué)科研究領(lǐng)域，那么，它的核心研究內(nèi)容究竟是什么呢？《人是如何學(xué)習(xí)的》一書中認(rèn)為，改變學(xué)習(xí)概念的五大主題是：記憶和知識的結(jié)構(gòu)、問題解決與推理的分析（專家分析）、早期基礎(chǔ)、元認(rèn)知過程和自我調(diào)節(jié)能力、文化體驗與社區(qū)參與。《劍橋?qū)W習(xí)科學(xué)手冊》一書中比較關(guān)注學(xué)習(xí)理論、基于設(shè)計的研究、專家學(xué)習(xí)和概念轉(zhuǎn)變、知識可視化、計算機(jī)支持的協(xié)作學(xué)習(xí)（CSCL）和學(xué)習(xí)環(huán)境等研究?！独斫饽X——新的學(xué)習(xí)科學(xué)的誕生》中則比較關(guān)注腦的發(fā)育、環(huán)境對腦學(xué)習(xí)的影響、讀寫能力與腦、數(shù)學(xué)素養(yǎng)和腦等內(nèi)容。

我們曾經(jīng)在對學(xué)習(xí)科學(xué)研究重要文獻(xiàn)進(jìn)行計量分析的基礎(chǔ)上，提出未來學(xué)習(xí)科學(xué)領(lǐng)域的研究將包括如下3個研究方向[4]：（1）學(xué)習(xí)基礎(chǔ)機(jī)制研究。這類研究將從微觀的神經(jīng)聯(lián)結(jié)層面研究真實情境中的教與學(xué)過程，從認(rèn)知功能與結(jié)構(gòu)相結(jié)合的綜合視角，研究特定教育干預(yù)（學(xué)習(xí)內(nèi)容、媒體等）對學(xué)習(xí)過程的影響。比如，采用腦科學(xué)的方法研究多媒體軟件教學(xué)是否有效？（2）學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計研究。這一類研究將整合認(rèn)知心理學(xué)、教學(xué)設(shè)計、信息技術(shù)等內(nèi)容，也稱為學(xué)習(xí)技術(shù)研究。比如，設(shè)計學(xué)習(xí)軟件、學(xué)習(xí)材料、學(xué)習(xí)平臺和學(xué)習(xí)空間等。又如，設(shè)計基于VR/AR的游戲化學(xué)習(xí)環(huán)境、設(shè)計移動學(xué)習(xí)軟件等。（3）學(xué)習(xí)分析技術(shù)研究。這一類研究整合人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，對學(xué)習(xí)過程行為數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。比如，基于MOOC的在線學(xué)習(xí)分析、課堂對話分析、視頻分析等。

學(xué)習(xí)科學(xué)提出以來，世界各國的研究者完成了許多研究成果，其中部分成果也已經(jīng)在真實情境中得到了應(yīng)用，比如移動學(xué)習(xí)、游戲化學(xué)習(xí)、VR/AR、基于人工智能和大數(shù)據(jù)的個性化自適應(yīng)學(xué)習(xí)等。比如，美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分校瑪西婭·林恩（Marcia Linn）教授領(lǐng)導(dǎo)的基于網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)探究環(huán)境項目（Web-based Inquiry Science Environment，簡稱WISE項目），不僅催生了支持科學(xué)教育實踐與評價的知識整合理論與依托平臺，更重要的是，該項目的研究成果為美國《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》（The Next Generation Science Standards，簡稱NGSS）的出臺提供了扎實的理論基礎(chǔ)和實踐經(jīng)驗。再如，教育心理、教育技術(shù)領(lǐng)域的著名學(xué)者，美國加州大學(xué)圣芭芭拉分校梅耶（Mayer， R. E.）提出的多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知理論對信息技術(shù)在教育中的應(yīng)用產(chǎn)生了重要的指導(dǎo)作用。又如，北京大學(xué)教育學(xué)院學(xué)習(xí)科學(xué)實驗室一直致力于游戲化學(xué)習(xí)的理論與實踐研究，多年來通過開展設(shè)計研究、牽頭成立教育游戲?qū)I(yè)委員會、舉辦游戲化學(xué)習(xí)國際會議、組織發(fā)動一線教師和企業(yè)參與課題共同研究等形式，切實讓更多人接受并認(rèn)可了游戲化學(xué)習(xí)內(nèi)含的“讓學(xué)習(xí)更科學(xué)、更快樂、更有效”的教育理念。

提升教師學(xué)習(xí)科學(xué)素養(yǎng)

客觀地說，學(xué)習(xí)科學(xué)應(yīng)該算是一個基礎(chǔ)學(xué)科，大部分研究都是由高校、科研機(jī)構(gòu)的人員開展的。對于一線教師，當(dāng)然可以獨(dú)立或者和科研人員合作開展學(xué)習(xí)科學(xué)基礎(chǔ)研究，但是最主要的是要考慮如何將學(xué)習(xí)科學(xué)的研究成果應(yīng)用到課堂教學(xué)中，以實現(xiàn)學(xué)習(xí)科學(xué)的目標(biāo)“在腦、心智和課堂教學(xué)之間架起橋梁”，用基礎(chǔ)科學(xué)的研究成果理解和促進(jìn)課堂教學(xué)。

要實現(xiàn)這一點(diǎn)，就需要提升教師的學(xué)習(xí)科學(xué)素養(yǎng)。通過專業(yè)的項目式參與學(xué)習(xí)，構(gòu)建起以學(xué)習(xí)科學(xué)素養(yǎng)為核心的教學(xué)知識能力體系，從實踐能力和意識形態(tài)兩個層面應(yīng)對已經(jīng)來臨的新時代教育變革。具體而言，就需要教師從教學(xué)中的基礎(chǔ)問題出發(fā)，結(jié)合學(xué)科教學(xué)的需求，以學(xué)習(xí)科學(xué)為理論基礎(chǔ)，掌握基于學(xué)習(xí)科學(xué)視角的教學(xué)設(shè)計、課堂教學(xué)、教學(xué)評價和教學(xué)管理能力。

針對師范生，可以依托現(xiàn)有的師范生培養(yǎng)課程體系，但是增加學(xué)習(xí)科學(xué)相關(guān)的專業(yè)課程。比如，可以開設(shè)“學(xué)習(xí)科學(xué)導(dǎo)論”或相關(guān)課程，在師范生的課程學(xué)習(xí)、教育實習(xí)、教學(xué)研究中增加學(xué)習(xí)科學(xué)的內(nèi)容，促使他們從理論和實踐相結(jié)合角度建構(gòu)起學(xué)習(xí)科學(xué)素養(yǎng)，為未來成為一名真正的優(yōu)秀教師奠定基礎(chǔ)。其實不僅僅是師范生的課程，其他學(xué)生也需要了解學(xué)習(xí)科學(xué)，比如，北京大學(xué)2020年啟動的明師培養(yǎng)計劃中也設(shè)計了“學(xué)習(xí)科學(xué)與未來教育”等相關(guān)課程。

針對在職教師，因為之前的師范教育中大多沒有開設(shè)專門的學(xué)習(xí)科學(xué)課程，所以可以借助現(xiàn)有的教師系統(tǒng)培訓(xùn)項目，落實學(xué)習(xí)科學(xué)素養(yǎng)的學(xué)習(xí)。比如，可以通過中小學(xué)教師國家級培訓(xùn)計劃，向骨干教師滲透學(xué)習(xí)科學(xué)素養(yǎng)的培訓(xùn)內(nèi)容，再通過骨干教師帶動普通教師，層級傳導(dǎo)與聯(lián)動，實現(xiàn)學(xué)習(xí)科學(xué)素養(yǎng)的全面普及。

特別需要提出的是，讓教師掌握開展基于學(xué)習(xí)科學(xué)視角的教學(xué)研究能力也很重要，可以打造全面掌握學(xué)習(xí)科學(xué)知識的研究型教師。

提升教師學(xué)習(xí)科學(xué)素養(yǎng)研究項目介紹

北京大學(xué)教育學(xué)院學(xué)習(xí)科學(xué)實驗室（http：//pkuls.pku.edu.cn）近些年一直致力于推動學(xué)習(xí)科學(xué)研究，啟動了為期十年的“人是如何學(xué)習(xí)的——中國學(xué)生學(xué)習(xí)研究及卓越人才培養(yǎng)計劃”（簡稱：中國學(xué)習(xí)計劃，即CLP ：China Learning Project）項目，開展了基于學(xué)習(xí)科學(xué)視角的游戲化學(xué)習(xí)、教師課堂行為分析、可穿戴設(shè)備教育應(yīng)用等實證研究，每一年都發(fā)布《中國學(xué)習(xí)計劃報告》，并連續(xù)四年召開“學(xué)習(xí)科學(xué)與未來教育前沿論壇”，希望通過這一系列活動推進(jìn)學(xué)習(xí)科學(xué)事業(yè)的發(fā)展。

為了更好地推動學(xué)習(xí)科學(xué)和課堂教學(xué)深度融合，促成學(xué)習(xí)科學(xué)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者與一線教師的學(xué)習(xí)共同體，自2017年起，北京大學(xué)教育學(xué)院學(xué)習(xí)科學(xué)實驗室聯(lián)合北京市海淀區(qū)教育科學(xué)研究院、北京教育學(xué)院朝陽分院展開了“提升教師學(xué)習(xí)科學(xué)素養(yǎng)項目”。該項目采用行動研究的方法探索將學(xué)習(xí)科學(xué)整合進(jìn)基礎(chǔ)教育課堂教學(xué)的模式、途徑、原則及策略，從而能夠根本上提升基礎(chǔ)教育的效率和質(zhì)量，讓學(xué)生們的學(xué)習(xí)更科學(xué)、更快樂、更有效，同時希望打造一批具備學(xué)習(xí)科學(xué)素養(yǎng)的卓越的研究型教師。

該項目采用了行動研究方法，幾家單位選派研究人員、一線教師共同形成課題組，通過學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識、設(shè)計精品課例、開展教學(xué)研究、撰寫總結(jié)報告幾個步驟，力求讓教師不僅掌握學(xué)習(xí)科學(xué)的一般概念知識和理論，并能夠?qū)⑵浜驼n堂教學(xué)有機(jī)地融合起來;同時開展基于學(xué)習(xí)科學(xué)視角的教學(xué)研究，最后能夠撰寫規(guī)范的研究論文。具體包含如下內(nèi)容。

（1）學(xué)習(xí)科學(xué)理論探究。通過線上線下學(xué)習(xí)、讀書會、工作坊等形式，深入學(xué)習(xí)科學(xué)基礎(chǔ)知識和基本理論，夯實學(xué)習(xí)科學(xué)基礎(chǔ)。

（2）撰寫教學(xué)設(shè)計并完成課例。在充分進(jìn)行理論研究的前提下，在原有研究成果的基礎(chǔ)上，融合有效的教學(xué)策略，完成基于學(xué)習(xí)科學(xué)視角的教學(xué)設(shè)計，并形成完整的課例。

（3）開展課堂教學(xué)研究?；谧约鹤珜懙慕虒W(xué)設(shè)計和課例，進(jìn)一步設(shè)計基于學(xué)習(xí)科學(xué)視角的教學(xué)實驗，然后開展實驗研究，完成研究報告。在這個步驟同時，教師需要繼續(xù)學(xué)習(xí)相關(guān)研究方法。

（4）反思、總結(jié)和升華。在前面學(xué)習(xí)、設(shè)計、研究的基礎(chǔ)上，撰寫總結(jié)報告和研究論文，同時進(jìn)一步理解學(xué)習(xí)科學(xué)的內(nèi)涵。

該項目目前還在摸索中前行，在多方努力下，我們已經(jīng)積累了諸多研究成果。首先，通過問卷調(diào)研發(fā)現(xiàn)教師的學(xué)習(xí)科學(xué)理論素養(yǎng)得到了一定的提升。很多教師通過讀書、參與講座、教學(xué)展示等多樣化的學(xué)習(xí)活動，提高自身的學(xué)習(xí)科學(xué)素養(yǎng)，并將學(xué)習(xí)科學(xué)的理論知識與自身的教學(xué)經(jīng)驗相融合，辯證地反思自我的教學(xué)是否科學(xué)有效，從而改進(jìn)教學(xué)策略。其次，教師的科研能力得到了很大的提升。教師逐步培養(yǎng)將教學(xué)與科研相結(jié)合的意識。有幾十所學(xué)校參與了研究課題工作，先后有幾十位教師在教育學(xué)術(shù)期刊、國際大會上發(fā)表論文并做匯報展示。最后，項目積累了一定的研究素材，比如豐富的教學(xué)筆記、教學(xué)案例、教學(xué)策略手冊等。隨著項目的推進(jìn)，還會有相關(guān)的成果通過不同的形式沉淀下來，我們將繼續(xù)予以分享。

結(jié) 語

綜合當(dāng)前社會發(fā)展及教育發(fā)展情況，可以說，“教育發(fā)展急需加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，基礎(chǔ)研究可從學(xué)習(xí)科學(xué)開始”。提升教師學(xué)習(xí)科學(xué)素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)習(xí)科學(xué)與課堂教學(xué)深度融合，對于推動教育領(lǐng)域的深層變革、實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢具有重要的意義。

作者單位：北京大學(xué)教育學(xué)院學(xué)習(xí)科學(xué)實驗室? 北京教育學(xué)院朝陽分院? ?北京市海淀區(qū)教育科學(xué)研究院

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