學習，為了學習力

周迎春

什么是學習力

1965年，美國麻省理工史隆管理學院佛睿斯特（J.W.Forrester）教授提出“學習力”概念，認為學習力是個人或組織學習的動力、毅力和能力的綜合體現。其中，學習動力來源于個體對未知知識領域的好奇心和興趣；學習毅力是學習者在學習過程中形成的穩定的意志品質；學習能力是學習者在學習中獲得知識的內化建構及解決問題的能力，是在環境和教育影響下形成的概括化了的經驗。布里斯托爾大學創新中心主任柯妮卡（R.D.Crick）博士則歸納了影響學習力的七個基本方面：變化和學習、關鍵好奇心、意義形成、創造性、學習互惠、策略意識、順應力。她把“學習力”的內涵進一步拓展，增加了學習創造力、學習互惠力和學習順應力。

上世紀末以來，人們越來越重視學習力研究，并將研究興趣聚焦學習的有效性和持久性等方面。英國布里斯托爾（Bristol）大學教授克萊斯頓（G.Claxton）參與領導了有效終身學習編目（ELLI：Effective Lifelong Learning Inventory）項目的研究，對影響學習的諸多要素進行了系統思考，逐步形成了“構建學習力（BLP：Building Learning Power）”的基本想法，并出版專著《構建學習力：讓年輕人成為更好的學習者》，系統闡述了構建學習力的基本思想。他認為，學習是屬于參加學習的人的，人們可以在獲得幫助后成為更有效的學習者，每個人都可以通過訓練獲得更強的學習力。

華東師范大學任友群教授在《“十三五”教育信息化對教學和學習的考慮》報告中提出了“國家學習力”的概念，指出熟練掌握、運用信息技術拓展知識總量，提升知識質量，增加知識流量，加快信息和知識的有效流動，是21世紀國家學習力的重要保障。構建學習力就是要發展學習者的學習心智，使學習者達成學習動力、學習毅力、學習能力、學習創造力、學習互惠力和學習順應力等六方面的提升。相對國外，我國對于學習力的研究起步較晚，特別是在基礎教育階段學生學習力提升方面的實踐與研究亟待發展。

把STEM教育實施重點放在學習力提升上

STEM教育強調解決真實情境中發生的問題，這些問題與學生生活密切相關，因此能激發學生好奇心和參與學習的源動力；問題解決具有一定的復雜性，需要跨學科知識的整合應用，其間曲折難免，需要一定的學習毅力支撐；有些項目涉及知識門類較廣，跨度甚大，必須同伴互助甚至網上求助才能完成，需要學習互惠力的介入；許多問題的解決都涉及原有產品的改進和功能提升，含有微創新元素，需要學習創造力；在問題解決過程中，學生會經歷許多未知情況，彷徨、無助、失敗等負面體驗接踵而至，這時就需要學生具有抵御負面情緒干擾甚至“愈挫愈勇”的學習順應力一STEM教育與學習力培養不謀而合，因此筆者認為，目前的STEM教育熱潮為中小學生學習力培養的實踐與研究提供了契機。

基于學習力培養的STEM教育具有哪些特征呢？

能對學生有效進行學習力培養的STEM教育項目應具備以下特征：一是創意獨特，易激發學生的好奇心和參與熱情，強調課程設計趣味化，指向學習動力培養。二是問題模型相對學生認知水平具有發散性特點，在問題解決過程中往往有不可預見事件發生，持續研究需要穩定的意志品質支撐，指向學習毅力培養。三是問題解決需要較大跨度的跨學科融合，需要打破個體思維定式與局限，具有復雜性特點，項目實施注重合作分享，通過小組協作才能達到既定目標，指向學習能力、學習順應力、學習互惠力培養。四是項目內容具有創新性，案例設計拓展性強，目標達成過程中可以充分融入學生創意，指向學習創造力培養。

基于學習力培養的STEM課程實施的策略技巧和需要注意的問題：

第一，同伴學習是學習力提升的有效途徑，合理分組是基于學習力培養的STEM課程實施中需要特別關注的問題。首先，注意男女合理搭配。在空間想象、動手實踐、言語表達等方面，男女生的學習力發展存在一定差異，合理的性別比可以促成男女生之間優勢互補。其次，組內學生學習力水平要高低錯落，組間學生總體學習力水平要盡可能均勻分布，這一方面有利于組內的同伴互助，另一方面有利于形成組間競爭氛圍，有效激發學習動機。

第二，以學生的“學”為中心，創新學習模式。什么樣的STEM課程實施可以有效促進學生學習力的提升呢？STEM課程學習模式創新應該圍繞學生的“學”。比如，通過翻轉課堂將一些教學環節前置，多引導學生學習行為的發生。筆者嘗試使用“工作坊”這種以學生自我提升為主的學習方式，把有限的課堂時間也盡量交給學生。在學生學習過程中，主要學習障礙通過“短講指導”來解決，“短講指導”的主講人也以學生為主。

第三，支架架設要巧妙。當學生在學習過程中遇到障礙時，恰恰是其學習力提升的關鍵，教師需要巧妙地提供必要的教學支架。一是多提供同伴支架、一對一支架，促進學生學習力的個性化提升。以學習力視角來看，與一對一支架相比，同伴支架可以通過生生之間交流討論、思想碰撞，促進更多學生學習力的提升，總體效益更高。二是基于計算機的支架要及時。STEM學習是過程性、現場式的，在學生學習力提升中，計算機支架的意義不僅在于提供共性問題的解決方案，更在于“隨時隨地”提供解決方案。

第四，教師角色需要重新定位。基于學習力培養的STEM課程實施過程中，教師不是傳統意義上的知識傳授者，學習力的提升主要由學生自主體驗獲得。由于STEM教育課程具有發散性、復雜性等特點，教師必須總體把控，對學生進行及時引導、適時評價，讓學生創造性解決問題的同時，又不偏離解決問題的正確軌道。教師的身份更類似于一個工程項目的組織者，一個管理者，一個具有某些專業知識背景的專家，這對教師的能力要求明顯提高。

附：“金魚缸智能管家”項目讓小學生攻克研究生課題——基于學習力培養的STEM課程設計案例分析

“金魚缸智能管家”項目曾經是某985高校自動化系研究生論文的主題，項目集3D建模打印（水槽制作）、物聯網技術（各種傳感器及輸出設備的使用）、計算機編程（S4A程序的編寫）、圖片拍攝及編輯、金魚飼養等眾多任務于一身，涉及數學、工程、科學、技術、生物等多維度高跨度的知識融合。

1.主題與目標制作

“金魚缸智能管家”，將水質過濾、加溫、喂食、加水等功能集成于一個程序“統一指揮”，實現智能化管理。

此項目學生層面的任務目標——制作“金魚缸智能管家”并實現以下功能：

（1）照明自動化控制，預設當有人在金魚缸附近（50CM左右）出現時，自動點亮。

（2）（2）當水位下降到臨界值時，自動開啟電磁閥補水。

（3）定時喂食，預設12小時一次。當水溫超過30T：時改為18小時投食一次。

（4）當水質濁度達到預設值時，啟動過濾裝置過濾水中雜質。

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

（6）S4A舞臺中3DMAX構建的金魚缸動畫與相關設備同步運作。

教師層面的教學目標：

（1）體驗創新小發明作品的制作全過程。

（2）能在3DMAX中建模并用3D打印機輸出水槽模型。

（3）掌握整合照明、水位、喂食、水質、溫度五項智能控制的S4A腳本設計。

（4）培養學生跨學科解決問題的能力，提升學生學習力。

STEM課程項目的選擇，是由學生自主提出還是教師設計為主？課程目標難度如何把握？以學習力視角分析，有明確目標導向、課程目標難度較大的STEM課程項目有助于提升學生的學習順應力。

“金魚缸智能管家”項目總體目標看似艱巨，但是目標分解后小學生其實也可以實現。需要注意的是，總體目標可以以教師設計為主，目標分解則要在學生分組討論、自主探究的過程中實現。學習力的培養要在學生計劃、設計、實施、驗證和對照總體目標反饋、修正中不斷提升。試錯環節是必須經歷的，時間也要充分給予，教師一定不要為了“效率”而直接呈現正確路徑。學習力的培養需要學生置身于問題的真實解決情境中，面對難度較大的總體目標，他們可能會彷徨無助，但這種情緒體驗也是必要的環節。教師要做的是在項目總課時與學生解決問題的進度中找到平衡點，在學生體驗到反復試錯和由此產生的一些負面情緒后，再提供必要支架，引導情緒轉化，讓他們“茅塞頓開”，最終“柳暗花明”達成目標。經歷問題真實解決的全過程，學生的成功體驗反過來會增強他們的自信心，成為其繼續學習的動力。

2.過程與方法

（1）小組討論，利用網絡拓展眼界，了解目前智能化魚缸的設計功能，對一些功能的實用性及可操作性作出綜合評估，不斷優化整體設計。（主要指向學習互惠力、學習動力、學習順應力）

（2）方案初步確定后，選擇相關的傳感器及輸出控制設備，了解水質傳感器、溫度傳感器、水位傳感器、光線傳感器、人體紅外熱釋電運動傳感器、繼電器、喂食器、電磁閥等物聯網設備的性能參數。（主要指向學習能力）

（3）水槽（補水用）的設計一可用3D建模打印或者不銹鋼制作。（主要指向學習創造力）

（4）網上下載金魚缸3DMAX模型后，構建水槽、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，給LED燈、加熱棒賦予發光特效，且分別渲染生成BMP文件備用；構建喂食器轉動部分設置“成組”，在層次面板中設定轉軸中心，然后每轉動30度生成一個BMP文件，熟悉3D動畫渲染設置的也可以直接生成動畫。（主要指向學習創造力、學習毅力）

（5）編寫S4A程序，使各傳感器及輸出設備協同，并控制屏幕畫面同步。（主要指向學習創造力）

此項目實施以3-4人為一小組，總體制作任務布置后學生各自上網查詢相關技術資料，分小組討論優化方案。由于項目分解任務多，涉及學科廣，學生小組分工合作非常重要。另外，對于水質傳感器、水位傳感器、電磁閥等專業性較強的產品，學生還需要通過專業論壇、QQ群交流獲取信息，甚至要與經營相關產品的網店店主進行網上交流。組內協助、組間交流、網絡交流等多維度的交流體驗助力學生互惠力的提升。

學習力各大要素之間是相互促進、相互依賴的關系，其中一至兩個要素的發展，將促使其他要素得以發展，從而總體提升學習者的學習力。“金魚缸智能管家”項目除了一般STEM課程涉及的數學、科學、技術、工程知識外，還涉及生物學知識——金魚的習性研究與飼養。這種高跨度知識大融合問題的解決，可以使學生的學習力得到綜合培養。比如，項目持續時間較長，一般需要3-5課時完成，以每周一課時計，歷時一個月左右，這需要穩定的學習意志品質作支撐，包括學習動力和學習毅力。同時，學生的學習順應力、學習能力、學習創造力等也在這個持續的學習過程中得到潛移默化的發展。

學習創造力應該是學習力的核心所在，是學習力的最高境界。“金魚缸智能管家”項目的實施重點就在于學習創造力的培養，這也是STEM教育的重要目標。學生創造力的體現不一定是“從無到有”，還可以“從有到優”。“金魚缸智能管家”項目的實施，主要是通過產品改良體現學習創造力。比如，市場銷售的喂食器通常只有定時喂食功能，無法根據溫度變化進行調整；一般的金魚缸只能手動濾水，無法根據水質的變化自動過濾；智能金魚缸較少考慮當主人離開過久水分蒸發、水位下降問題。“金魚缸智能管家”項目針對這些現有產品的不足進行了具有一定獨創性的設計與制作。學生從模仿開始，到完成創新性作品，創新思維和創新能力得到了有效提升。

學生學習力的提升絕非朝夕之功，而是一個螺旋上升的過程。基于學習力培養的STEM教育雖然有一定難度，但難度、跨度、項目之間的梯度等是依據學生的最近發展區科學安排的，同時還要依托課程體系持續推進、鞏固和提升。筆者致力于學習力培養的平民化校本STEM課程群實踐與研究，目前已有區內外十余所學校成立STEM研究聯盟，希望隨著研究的深人，STEM教育的課程群資源更加豐富，助力學生學習力培養和提升的途徑也更加多元。