周迎春

什么是學(xué)習(xí)力

1965年，美國麻省理工史隆管理學(xué)院佛睿斯特（J.W.Forrester）教授提出“學(xué)習(xí)力”概念，認(rèn)為學(xué)習(xí)力是個(gè)人或組織學(xué)習(xí)的動(dòng)力、毅力和能力的綜合體現(xiàn)。其中，學(xué)習(xí)動(dòng)力來源于個(gè)體對(duì)未知知識(shí)領(lǐng)域的好奇心和興趣；學(xué)習(xí)毅力是學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中形成的穩(wěn)定的意志品質(zhì)；學(xué)習(xí)能力是學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)中獲得知識(shí)的內(nèi)化建構(gòu)及解決問題的能力，是在環(huán)境和教育影響下形成的概括化了的經(jīng)驗(yàn)。布里斯托爾大學(xué)創(chuàng)新中心主任柯妮卡（R.D.Crick）博士則歸納了影響學(xué)習(xí)力的七個(gè)基本方面：變化和學(xué)習(xí)、關(guān)鍵好奇心、意義形成、創(chuàng)造性、學(xué)習(xí)互惠、策略意識(shí)、順應(yīng)力。她把“學(xué)習(xí)力”的內(nèi)涵進(jìn)一步拓展，增加了學(xué)習(xí)創(chuàng)造力、學(xué)習(xí)互惠力和學(xué)習(xí)順應(yīng)力。

上世紀(jì)末以來，人們?cè)絹碓街匾晫W(xué)習(xí)力研究，并將研究興趣聚焦學(xué)習(xí)的有效性和持久性等方面。英國布里斯托爾（Bristol）大學(xué)教授克萊斯頓（G.Claxton）參與領(lǐng)導(dǎo)了有效終身學(xué)習(xí)編目（ELLI：Effective Lifelong Learning Inventory）項(xiàng)目的研究，對(duì)影響學(xué)習(xí)的諸多要素進(jìn)行了系統(tǒng)思考，逐步形成了“構(gòu)建學(xué)習(xí)力（BLP：Building Learning Power）”的基本想法，并出版專著《構(gòu)建學(xué)習(xí)力：讓年輕人成為更好的學(xué)習(xí)者》，系統(tǒng)闡述了構(gòu)建學(xué)習(xí)力的基本思想。他認(rèn)為，學(xué)習(xí)是屬于參加學(xué)習(xí)的人的，人們可以在獲得幫助后成為更有效的學(xué)習(xí)者，每個(gè)人都可以通過訓(xùn)練獲得更強(qiáng)的學(xué)習(xí)力。

華東師范大學(xué)任友群教授在《“十三五”教育信息化對(duì)教學(xué)和學(xué)習(xí)的考慮》報(bào)告中提出了“國家學(xué)習(xí)力”的概念，指出熟練掌握、運(yùn)用信息技術(shù)拓展知識(shí)總量，提升知識(shí)質(zhì)量，增加知識(shí)流量，加快信息和知識(shí)的有效流動(dòng)，是21世紀(jì)國家學(xué)習(xí)力的重要保障。構(gòu)建學(xué)習(xí)力就是要發(fā)展學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)心智，使學(xué)習(xí)者達(dá)成學(xué)習(xí)動(dòng)力、學(xué)習(xí)毅力、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)創(chuàng)造力、學(xué)習(xí)互惠力和學(xué)習(xí)順應(yīng)力等六方面的提升。相對(duì)國外，我國對(duì)于學(xué)習(xí)力的研究起步較晚，特別是在基礎(chǔ)教育階段學(xué)生學(xué)習(xí)力提升方面的實(shí)踐與研究亟待發(fā)展。

把STEM教育實(shí)施重點(diǎn)放在學(xué)習(xí)力提升上

STEM教育強(qiáng)調(diào)解決真實(shí)情境中發(fā)生的問題，這些問題與學(xué)生生活密切相關(guān)，因此能激發(fā)學(xué)生好奇心和參與學(xué)習(xí)的源動(dòng)力；問題解決具有一定的復(fù)雜性，需要跨學(xué)科知識(shí)的整合應(yīng)用，其間曲折難免，需要一定的學(xué)習(xí)毅力支撐；有些項(xiàng)目涉及知識(shí)門類較廣，跨度甚大，必須同伴互助甚至網(wǎng)上求助才能完成，需要學(xué)習(xí)互惠力的介入；許多問題的解決都涉及原有產(chǎn)品的改進(jìn)和功能提升，含有微創(chuàng)新元素，需要學(xué)習(xí)創(chuàng)造力；在問題解決過程中，學(xué)生會(huì)經(jīng)歷許多未知情況，彷徨、無助、失敗等負(fù)面體驗(yàn)接踵而至，這時(shí)就需要學(xué)生具有抵御負(fù)面情緒干擾甚至“愈挫愈勇”的學(xué)習(xí)順應(yīng)力一STEM教育與學(xué)習(xí)力培養(yǎng)不謀而合，因此筆者認(rèn)為，目前的STEM教育熱潮為中小學(xué)生學(xué)習(xí)力培養(yǎng)的實(shí)踐與研究提供了契機(jī)。

基于學(xué)習(xí)力培養(yǎng)的STEM教育具有哪些特征呢？

能對(duì)學(xué)生有效進(jìn)行學(xué)習(xí)力培養(yǎng)的STEM教育項(xiàng)目應(yīng)具備以下特征：一是創(chuàng)意獨(dú)特，易激發(fā)學(xué)生的好奇心和參與熱情，強(qiáng)調(diào)課程設(shè)計(jì)趣味化，指向?qū)W習(xí)動(dòng)力培養(yǎng)。二是問題模型相對(duì)學(xué)生認(rèn)知水平具有發(fā)散性特點(diǎn)，在問題解決過程中往往有不可預(yù)見事件發(fā)生，持續(xù)研究需要穩(wěn)定的意志品質(zhì)支撐，指向?qū)W習(xí)毅力培養(yǎng)。三是問題解決需要較大跨度的跨學(xué)科融合，需要打破個(gè)體思維定式與局限，具有復(fù)雜性特點(diǎn)，項(xiàng)目實(shí)施注重合作分享，通過小組協(xié)作才能達(dá)到既定目標(biāo)，指向?qū)W習(xí)能力、學(xué)習(xí)順應(yīng)力、學(xué)習(xí)互惠力培養(yǎng)。四是項(xiàng)目?jī)?nèi)容具有創(chuàng)新性，案例設(shè)計(jì)拓展性強(qiáng)，目標(biāo)達(dá)成過程中可以充分融入學(xué)生創(chuàng)意，指向?qū)W習(xí)創(chuàng)造力培養(yǎng)。

基于學(xué)習(xí)力培養(yǎng)的STEM課程實(shí)施的策略技巧和需要注意的問題：

第一，同伴學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)力提升的有效途徑，合理分組是基于學(xué)習(xí)力培養(yǎng)的STEM課程實(shí)施中需要特別關(guān)注的問題。首先，注意男女合理搭配。在空間想象、動(dòng)手實(shí)踐、言語表達(dá)等方面，男女生的學(xué)習(xí)力發(fā)展存在一定差異，合理的性別比可以促成男女生之間優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。其次，組內(nèi)學(xué)生學(xué)習(xí)力水平要高低錯(cuò)落，組間學(xué)生總體學(xué)習(xí)力水平要盡可能均勻分布，這一方面有利于組內(nèi)的同伴互助，另一方面有利于形成組間競(jìng)爭(zhēng)氛圍，有效激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

第二，以學(xué)生的“學(xué)”為中心，創(chuàng)新學(xué)習(xí)模式。什么樣的STEM課程實(shí)施可以有效促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)力的提升呢？STEM課程學(xué)習(xí)模式創(chuàng)新應(yīng)該圍繞學(xué)生的“學(xué)”。比如，通過翻轉(zhuǎn)課堂將一些教學(xué)環(huán)節(jié)前置，多引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)行為的發(fā)生。筆者嘗試使用“工作坊”這種以學(xué)生自我提升為主的學(xué)習(xí)方式，把有限的課堂時(shí)間也盡量交給學(xué)生。在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中，主要學(xué)習(xí)障礙通過“短講指導(dǎo)”來解決，“短講指導(dǎo)”的主講人也以學(xué)生為主。

第三，支架架設(shè)要巧妙。當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到障礙時(shí)，恰恰是其學(xué)習(xí)力提升的關(guān)鍵，教師需要巧妙地提供必要的教學(xué)支架。一是多提供同伴支架、一對(duì)一支架，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)力的個(gè)性化提升。以學(xué)習(xí)力視角來看，與一對(duì)一支架相比，同伴支架可以通過生生之間交流討論、思想碰撞，促進(jìn)更多學(xué)生學(xué)習(xí)力的提升，總體效益更高。二是基于計(jì)算機(jī)的支架要及時(shí)。STEM學(xué)習(xí)是過程性、現(xiàn)場(chǎng)式的，在學(xué)生學(xué)習(xí)力提升中，計(jì)算機(jī)支架的意義不僅在于提供共性問題的解決方案，更在于“隨時(shí)隨地”提供解決方案。

第四，教師角色需要重新定位?；趯W(xué)習(xí)力培養(yǎng)的STEM課程實(shí)施過程中，教師不是傳統(tǒng)意義上的知識(shí)傳授者，學(xué)習(xí)力的提升主要由學(xué)生自主體驗(yàn)獲得。由于STEM教育課程具有發(fā)散性、復(fù)雜性等特點(diǎn)，教師必須總體把控，對(duì)學(xué)生進(jìn)行及時(shí)引導(dǎo)、適時(shí)評(píng)價(jià)，讓學(xué)生創(chuàng)造性解決問題的同時(shí)，又不偏離解決問題的正確軌道。教師的身份更類似于一個(gè)工程項(xiàng)目的組織者，一個(gè)管理者，一個(gè)具有某些專業(yè)知識(shí)背景的專家，這對(duì)教師的能力要求明顯提高。

附：“金魚缸智能管家”項(xiàng)目讓小學(xué)生攻克研究生課題——基于學(xué)習(xí)力培養(yǎng)的STEM課程設(shè)計(jì)案例分析

“金魚缸智能管家”項(xiàng)目曾經(jīng)是某985高校自動(dòng)化系研究生論文的主題，項(xiàng)目集3D建模打?。ㄋ壑谱鳎?、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（各種傳感器及輸出設(shè)備的使用）、計(jì)算機(jī)編程（S4A程序的編寫）、圖片拍攝及編輯、金魚飼養(yǎng)等眾多任務(wù)于一身，涉及數(shù)學(xué)、工程、科學(xué)、技術(shù)、生物等多維度高跨度的知識(shí)融合。

1.主題與目標(biāo)制作

“金魚缸智能管家”，將水質(zhì)過濾、加溫、喂食、加水等功能集成于一個(gè)程序“統(tǒng)一指揮”，實(shí)現(xiàn)智能化管理。

此項(xiàng)目學(xué)生層面的任務(wù)目標(biāo)——制作“金魚缸智能管家”并實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1）照明自動(dòng)化控制，預(yù)設(shè)當(dāng)有人在金魚缸附近（50CM左右）出現(xiàn)時(shí)，自動(dòng)點(diǎn)亮。

（2）（2）當(dāng)水位下降到臨界值時(shí)，自動(dòng)開啟電磁閥補(bǔ)水。

（3）定時(shí)喂食，預(yù)設(shè)12小時(shí)一次。當(dāng)水溫超過30T：時(shí)改為18小時(shí)投食一次。

（4）當(dāng)水質(zhì)濁度達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，啟動(dòng)過濾裝置過濾水中雜質(zhì)。

（5）金魚生存的適宜溫度為20-28丈，且短時(shí)間內(nèi)溫度不宜上升過快（在8丈范圍內(nèi)）。因此，設(shè)定當(dāng)溫度下降到20T以下時(shí)，啟動(dòng)加熱棒加熱到25T。

（6）S4A舞臺(tái)中3DMAX構(gòu)建的金魚缸動(dòng)畫與相關(guān)設(shè)備同步運(yùn)作。

教師層面的教學(xué)目標(biāo)：

（1）體驗(yàn)創(chuàng)新小發(fā)明作品的制作全過程。

（2）能在3DMAX中建模并用3D打印機(jī)輸出水槽模型。

（3）掌握整合照明、水位、喂食、水質(zhì)、溫度五項(xiàng)智能控制的S4A腳本設(shè)計(jì)。

（4）培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科解決問題的能力，提升學(xué)生學(xué)習(xí)力。

STEM課程項(xiàng)目的選擇，是由學(xué)生自主提出還是教師設(shè)計(jì)為主？課程目標(biāo)難度如何把握？以學(xué)習(xí)力視角分析，有明確目標(biāo)導(dǎo)向、課程目標(biāo)難度較大的STEM課程項(xiàng)目有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)順應(yīng)力。

“金魚缸智能管家”項(xiàng)目總體目標(biāo)看似艱巨，但是目標(biāo)分解后小學(xué)生其實(shí)也可以實(shí)現(xiàn)。需要注意的是，總體目標(biāo)可以以教師設(shè)計(jì)為主，目標(biāo)分解則要在學(xué)生分組討論、自主探究的過程中實(shí)現(xiàn)。學(xué)習(xí)力的培養(yǎng)要在學(xué)生計(jì)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施、驗(yàn)證和對(duì)照總體目標(biāo)反饋、修正中不斷提升。試錯(cuò)環(huán)節(jié)是必須經(jīng)歷的，時(shí)間也要充分給予，教師一定不要為了“效率”而直接呈現(xiàn)正確路徑。學(xué)習(xí)力的培養(yǎng)需要學(xué)生置身于問題的真實(shí)解決情境中，面對(duì)難度較大的總體目標(biāo)，他們可能會(huì)彷徨無助，但這種情緒體驗(yàn)也是必要的環(huán)節(jié)。教師要做的是在項(xiàng)目總課時(shí)與學(xué)生解決問題的進(jìn)度中找到平衡點(diǎn)，在學(xué)生體驗(yàn)到反復(fù)試錯(cuò)和由此產(chǎn)生的一些負(fù)面情緒后，再提供必要支架，引導(dǎo)情緒轉(zhuǎn)化，讓他們“茅塞頓開”，最終“柳暗花明”達(dá)成目標(biāo)。經(jīng)歷問題真實(shí)解決的全過程，學(xué)生的成功體驗(yàn)反過來會(huì)增強(qiáng)他們的自信心，成為其繼續(xù)學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

2.過程與方法

（1）小組討論，利用網(wǎng)絡(luò)拓展眼界，了解目前智能化魚缸的設(shè)計(jì)功能，對(duì)一些功能的實(shí)用性及可操作性作出綜合評(píng)估，不斷優(yōu)化整體設(shè)計(jì)。（主要指向?qū)W習(xí)互惠力、學(xué)習(xí)動(dòng)力、學(xué)習(xí)順應(yīng)力）

（2）方案初步確定后，選擇相關(guān)的傳感器及輸出控制設(shè)備，了解水質(zhì)傳感器、溫度傳感器、水位傳感器、光線傳感器、人體紅外熱釋電運(yùn)動(dòng)傳感器、繼電器、喂食器、電磁閥等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的性能參數(shù)。（主要指向?qū)W習(xí)能力）

（3）水槽（補(bǔ)水用）的設(shè)計(jì)一可用3D建模打印或者不銹鋼制作。（主要指向?qū)W習(xí)創(chuàng)造力）

（4）網(wǎng)上下載金魚缸3DMAX模型后，構(gòu)建水槽、LED燈、加熱棒、過濾泵、喂食器等模型，具體包括：分別模擬燈亮、加熱棒工作狀態(tài)，給LED燈、加熱棒賦予發(fā)光特效，且分別渲染生成BMP文件備用；構(gòu)建喂食器轉(zhuǎn)動(dòng)部分設(shè)置“成組”，在層次面板中設(shè)定轉(zhuǎn)軸中心，然后每轉(zhuǎn)動(dòng)30度生成一個(gè)BMP文件，熟悉3D動(dòng)畫渲染設(shè)置的也可以直接生成動(dòng)畫。（主要指向?qū)W習(xí)創(chuàng)造力、學(xué)習(xí)毅力）

（5）編寫S4A程序，使各傳感器及輸出設(shè)備協(xié)同，并控制屏幕畫面同步。（主要指向?qū)W習(xí)創(chuàng)造力）

此項(xiàng)目實(shí)施以3-4人為一小組，總體制作任務(wù)布置后學(xué)生各自上網(wǎng)查詢相關(guān)技術(shù)資料，分小組討論優(yōu)化方案。由于項(xiàng)目分解任務(wù)多，涉及學(xué)科廣，學(xué)生小組分工合作非常重要。另外，對(duì)于水質(zhì)傳感器、水位傳感器、電磁閥等專業(yè)性較強(qiáng)的產(chǎn)品，學(xué)生還需要通過專業(yè)論壇、QQ群交流獲取信息，甚至要與經(jīng)營相關(guān)產(chǎn)品的網(wǎng)店店主進(jìn)行網(wǎng)上交流。組內(nèi)協(xié)助、組間交流、網(wǎng)絡(luò)交流等多維度的交流體驗(yàn)助力學(xué)生互惠力的提升。

學(xué)習(xí)力各大要素之間是相互促進(jìn)、相互依賴的關(guān)系，其中一至兩個(gè)要素的發(fā)展，將促使其他要素得以發(fā)展，從而總體提升學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)力?！敖痿~缸智能管家”項(xiàng)目除了一般STEM課程涉及的數(shù)學(xué)、科學(xué)、技術(shù)、工程知識(shí)外，還涉及生物學(xué)知識(shí)——金魚的習(xí)性研究與飼養(yǎng)。這種高跨度知識(shí)大融合問題的解決，可以使學(xué)生的學(xué)習(xí)力得到綜合培養(yǎng)。比如，項(xiàng)目持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，一般需要3-5課時(shí)完成，以每周一課時(shí)計(jì)，歷時(shí)一個(gè)月左右，這需要穩(wěn)定的學(xué)習(xí)意志品質(zhì)作支撐，包括學(xué)習(xí)動(dòng)力和學(xué)習(xí)毅力。同時(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)順應(yīng)力、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)創(chuàng)造力等也在這個(gè)持續(xù)的學(xué)習(xí)過程中得到潛移默化的發(fā)展。

學(xué)習(xí)創(chuàng)造力應(yīng)該是學(xué)習(xí)力的核心所在，是學(xué)習(xí)力的最高境界?！敖痿~缸智能管家”項(xiàng)目的實(shí)施重點(diǎn)就在于學(xué)習(xí)創(chuàng)造力的培養(yǎng)，這也是STEM教育的重要目標(biāo)。學(xué)生創(chuàng)造力的體現(xiàn)不一定是“從無到有”，還可以“從有到優(yōu)”?！敖痿~缸智能管家”項(xiàng)目的實(shí)施，主要是通過產(chǎn)品改良體現(xiàn)學(xué)習(xí)創(chuàng)造力。比如，市場(chǎng)銷售的喂食器通常只有定時(shí)喂食功能，無法根據(jù)溫度變化進(jìn)行調(diào)整；一般的金魚缸只能手動(dòng)濾水，無法根據(jù)水質(zhì)的變化自動(dòng)過濾；智能金魚缸較少考慮當(dāng)主人離開過久水分蒸發(fā)、水位下降問題?！敖痿~缸智能管家”項(xiàng)目針對(duì)這些現(xiàn)有產(chǎn)品的不足進(jìn)行了具有一定獨(dú)創(chuàng)性的設(shè)計(jì)與制作。學(xué)生從模仿開始，到完成創(chuàng)新性作品，創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力得到了有效提升。

學(xué)生學(xué)習(xí)力的提升絕非朝夕之功，而是一個(gè)螺旋上升的過程。基于學(xué)習(xí)力培養(yǎng)的STEM教育雖然有一定難度，但難度、跨度、項(xiàng)目之間的梯度等是依據(jù)學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)科學(xué)安排的，同時(shí)還要依托課程體系持續(xù)推進(jìn)、鞏固和提升。筆者致力于學(xué)習(xí)力培養(yǎng)的平民化校本STEM課程群實(shí)踐與研究，目前已有區(qū)內(nèi)外十余所學(xué)校成立STEM研究聯(lián)盟，希望隨著研究的深人，STEM教育的課程群資源更加豐富，助力學(xué)生學(xué)習(xí)力培養(yǎng)和提升的途徑也更加多元。