文/左阳 于雅文
 

随着互联网时代和人工智能时代的到来，识记的认知目标对于人才培养已经显得不那么重要，相反的，科技时代所需要的人才更多的需要具有综合素养。与应试教育中一味地指导学生刷题、提升相关领域内知识点的识记能力不同，素质教育主张的是对于人作为一个完整的个体培养，某一个领域内知识的掌握只是学生综合素质的一个部分。
 

那么，在科技时代下，一个完整的个体需要哪些素质呢？   
 

随着科技的飞速发展，终身学习变得尤为重要。在终身学习中，自主学习（规划）能力、与人协作能力、问题解决能力、创造性思维、信息检索能力在决定着终身学习的效果。同时，人工智能时代对于人的素养要求也变得更加多元，科学素养，身体心理素养也被提到了重要的地位。
 

 

众多教育研究者和实践者在素质教育的趋势下，总结出学生在体验中更利于提升上述能力的教学理念。以在美国教育研究领域中兴起的建构主义理论体系为例，在该框架体系内，基于探究的学习（Inquiry-based learning）、体验式学习（experiential learning）、项目式学习（Project-based learning，PBL）均是提升上述能力素养的有效教育模型。但是一种教育理论模型从产生到落地并非一帆风顺，这其中需要教育实践者在教学环境中不断总结完善。以STEAM为学科理念，以PBL为教学方法的课程与教学体系正悄然走进中小学课堂，橘郡美国高中便是该教学特色的先进代表。
 

与其他昂贵的，面向少数人的精英教育体制不同，橘郡美高以STEAM课程体系作为特色，用PBL的教学方法将精心设计的学科内容，通过学生协作完成项目的方式进行传递。在这种教学模式下，学生自主学习和项目规划能力得到大幅提升。学生以小组的形式进行探索，需要自主掌握项目进度安排，及每个时间节点需要达到的目标；需要决定小组内每个成员的工作及时间安排，需要将小组成员的工作成果协商并且进行有机结合；需要思考探究到的证据与小组得到的结论之间是否匹配，他们需要排除干扰证据和结论，得到解决自己问题所需要的答案。假想以传统的讲授教学方式将学生集中在一个教室中，以教师讲，学生听的方法来提升自主学习能力，效果必将大打折扣。
 

虽然PBL在培养学生综合素养方面有着不可替代的优势，但是在学术界，有些学者认为PBL的教学方法并不适合以识记和知识点内容积累为目标的应试教育。有学者表示：“直接的指导最符合人类认知结构”。看到正反两方掰手腕，到底应该接受哪方的意见呢？
 

在国内目前仍以应试教育为主导的教学体制下， PBL教学方法是否有效？我们认为，PBL对于以知识点内容积累为主要目标的应试教育依然适用。其中的原因还要从人的记忆机理和专家和新手的知识结构说起。

 

记忆机理---长时记忆内容库的扩容

对于人类记忆的认知，从最开始的认为记忆在人类复杂认知中是微不足道的，到后来认为人的长时记忆只是我们存放信息的仓库，在我们需要时可以随时读取信息而已。认知科学家认为，如果没有我们巨大的长时记忆的存储量，我们将失去最基本的生活技能，大到国家大事，小到记忆电话号码。
 

学习的本质之一是在长时记忆中的内容增长，但是，这并不意味着教师、教育实践者需要去研究如何扩充学生的长时记忆，如何将知识“打包”“装”进学生的长时记忆中。那么学生需要怎样的知识呢？
 

专家与新手知识结构的差异---知识的体系化连接与场景化调用
 

相信大部分朋友都听说过专家与新手之间认知结构的区别在于1万小时的训练，即一个新手成为专家需要进行1万小时的训练。这个区别给人造成的一种误解，只要一个新手进行了1万小时的训练，将专家长时记忆中的内容累积到位，就可以变成专家，但是实际情况远不是这样简单。大量认知心理学的研究结果表明，新手长时记忆中的信息存储是碎片化的，但是专家长时记忆中的信息存储是体系化、场景化的。因此，当专家在解决问题时，首先从长时记忆丰富的存储中调取有用的信息，再次，当他们识别出当时环境的特点，会根据具体情况再进行策略调整。
 

认知心理学家在研究新手和专家在进行知识迁移时的差异时，得到了下面的结论： 新手碎片化的信息存储机制易使他们形成知识孤岛；当需要运用某类型知识点的解决问题场景出现时，学习者不能快速识别该场景，从长时记忆中提取相关信息。与新手相反，专家可以快速识别需要某类型知识点的场景，从长时记忆中快速调取信息，解决相关的问题。
 

惰性知识小帮手---教师作为知识搬运工的角色已经过时
 

事与愿违，虽然教师在课堂上，不希望自己的学生形成惰性知识，希望学生高效地积累知识，希望自己将知识讲述出来，学生即可接受，但却可能会在某些程度上“培养”了学生的惰性知识。在传统的课堂中，教师借助语言将知识传递到学生的头脑中。我们暂且假设学生全部吸收教师讲授的知识，在传递过程中并无损耗，学生得到教师讲授的、以抽象知识点为主要内容的知识便是惰性知识的主要特征之一，因为在该教学方式下，学生接受到的知识并不具备场景化的特征。那么哪种教学模式更加利于学生形成场景化和体系化的知识？
 

自主探究-像专家一样思考的必由之路

与教师通过讲授，将知识作为抽象“文本打包”“装”到学生大脑中不同，教师通过创造学习环境，学生进行知识探索，在某种程度上培养了与专家类似的思考方式。在探究性学习环境中，学生在分组解决问题之初，就已开始接触到相关知识点的应用场景，这样保证了学生习得的知识是场景化的。认知心理学的研究表明，丰富的场景化训练有利于提升学生日后知识迁移能力。
 

 

作为教学实践者的教师可能对如下现象深有体会，学生有时的学习会出现“见木而不见林”的问题，即学生习得的所有知识点不能连接成系统化的“知识体”。如前面所述，专家与新手的知识体系最显著的区别在于是否体系化。专家通过一个知识点便可以连接整个“知识体”，而新手头脑中的知识结构是孤立的知识点。我们认为，探究式学习有助于帮助学生将知识点连接成知识体。这是因为以PBL为代表的探究式学习的设计思路在于，将一个大问题拆分为若干小问题。学生在探究这个大问题时，通过抽丝剥茧，识别或逐个解决每个问题，而每一个小问题均是传统教学中的一个知识点。在学生问题解决过程中，便可以看到这些知识点是如何进行关联解决整体问题的，达到提高效率与成绩的结果。
 

作为一种以学生为中心的新型教学模式，PBL在提升学生相关素养的同时还可以帮助学生完成知识体系化和富场景化的积累。因此，PBL的教学模式满足了当今科技高速发展时代对于学生素质教育的迫切要求，又对当前国内主流应试教育为主的教学模式进行了升级。
 

以STEAM理念为特色的PBL教学方式更是走在了单一学科PBL教学模式之前，以橘郡美高为代表的教学实践者将跨学科思维整合用在学生日常PBL的教学活动中，既满足了应试教育和素质教育的双重要求，还培养了学生的科学素养，可谓一举三得。