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重构学习环境新样态

2019-10-26 10:01:55来源:上土资讯

在科学技术不断进步、创新推动社会发展的新时代,传统知识意义上的学习环境需要“改变”和“重建”。自2004年以来,上海率先在全国范围内开展了一系列创新实验室建设的实践探索和研究工作。通过整合学习内容、学习方法和技术装备,上海引领了学习环境的重建,形成了创新实验室区域建设的运行机制和政策建议。这一行动研究还获得了2018年国家基础教育教学成就奖一等奖,本期是对这一成果的特殊解读。

2018年国家基础教育教学成就奖(National Teaching成就奖)获得了很多奖项,主要集中在教育人的目标上,关注学校、课程、教学、学习、教师发展、学校文化建设,如何应对信息情报时代的到来,如何将教育改革直接引入第一线,导致改革的困难和关键问题。一等奖获得者之一值得关注,那就是“中小学创新实验室引领学习环境重建的行动研究”。

为什么要重视学习环境的重建

学习环境是指学生学习活动发生的地方,是促进学生主动建构知识意义和促进能力形成的外部条件。当代学习科学研究认为,学习不是一个简单的机械记忆过程,而是一个满足个人需求的实用的、社会的和基于资源的意义建构过程。学习者与环境的互动是获取知识和培养能力的必要途径。

随着信息情报时代的到来,培养具有适应社会变化和终身发展的必备素质和关键能力的创新型人才的重要性和紧迫性日益凸显。

显然,知识意义上的传统学习环境:以硬件为主的建设理念和规范、固定、不变的建设模式已经不能满足学生日益多样化的个性化学习需求,制约了学生创新素养的发展。因此,学校的学习环境迫切需要“改革”和“重建”。

如何重建学校学习环境

学习环境的“重构”、上层课程内容的整合、下层课程的转型、学习空间形式的横向创新和现代信息技术的整合影响着学校教学组织模式和人才培养模式的转变。

因此,我们应该努力突破传统实验室学习环境的局限,把实验室建设的重点从“规模发展”转向“内涵发展”。从注重“统一配置、物以类聚”的“标准配置”到注重“满足个性、物以类聚”的“按需配置”,通过整合学习内容、学习方法和技术设备,引领学习环境的重建。在我看来,以下三个问题需要解决:

一是着力解决传统实验室空间布局固定规范,对学生个性化学习活动支持不足的问题。根据现代教育理念和现代教育技术,构建一个更加灵活、开放和适应性强的软硬件结合的学习环境,以满足学生个性化和多样化的学习需求。

二是着力解决传统实验教学强调教师单向示范和教学,制约学生积极探索和实践能力的问题。为学生开展研究性学习和自主探究活动提供实践平台,促进学习方式向自主、合作、研究型转变。

三是着力解决传统学习内容单一学科主导,更新滞后,限制学生创新思维的问题。打破学科壁垒,支持新学科、跨学科学习主题和课程资源的开发,为学生开展深入学习、培养学生学科和跨学科素养提供载体。

解决上述问题的过程不仅是重建实验室学习环境的过程,也是学校和教育工作者培养学生学习、终身学习、合作与创新等关键能力的反应。围绕上述问题,自2004年以来,上海率先在全国范围内开展了一系列创新实验室建设的实践探索和研究工作。

行动研究步骤超出规模效应

创新实验室的建设主要以行动研究为基础。它在实践、研究、总结、再实践和再推广的过程中不断完善。中小学创新实验室的概念内涵和核心特征已逐渐明晰。通过总结和提炼小学在创新实验室环境、课程、教学、机制等方面的典型经验和突出问题,制定建设指导方针和评价指标,形成运行机制和政策建议,推动上海中小学创新实验室建设的大规模发展。

总体而言,创新实验室的建设经历了以下三个阶段:

第一阶段是勘探启动阶段(2004 -2010年)。根据创新素质培养的需要,采用选址试点建设的方法。首先,在19所高中开展了不同于传统实验室、支持学生自主探究的创新实验室建设。结合办学特点,打破标准化、固定化的实验室形式,创造个性化的学习环境。通过对试点学校的跟踪研究,浓缩了创新实验室的概念内涵和特征。2010年,创新实验室被正式纳入《上海中长期教育改革和发展规划(2010-2020)》重点发展项目,要求“建设多个中小学生区域创新实验室和50个高中专项创新实验室”。

第二阶段是实际发展阶段(2010 -2013年)。根据试点的成熟经验,采用了项目支持和典型示范方法,实践范围从高中扩大到初中和小学。共建立了327个创新实验室,覆盖基础教育的整个学习阶段。学科内容从自然科学扩展到人文、艺术、社会科学、综合实践等学科和跨学科领域。开始系统分析和提炼实践经验,编制建设指南和评价指标,基本形成创新实验室建设和运行模式。

第三阶段是推广阶段(从2013年至今)。基于大规模发展的趋势,围绕课程、教学、环境和机制四个主题开展深入研究,解决关键问题,凝聚实践智慧和课题研究成果,初步形成中微观学习环境理论和实验室建设模式,为政府提供决策参考。2015年,创新实验室被纳入上海城乡义务教育一体化实施项目,要求每所学校到2020年至少设立一个创新实验室。

考虑五个核心要素建设创新实验室

通过行动研究和实践探索,上海首次界定了创新实验室的概念、内涵和核心特征,并为建设工作设定了明确的目标:创新实验室是学生进行自主探索和创新实践的场所,是一个集学习内容、学习方法和技术设备于一体的新型学习环境,具有丰富的课程资源、灵活的空间组合、先进的技术设备、真实情境模拟、支持学生深入学习等核心特征,是实验室学习环境的时代重建。

创新实验室的建设需要考虑五个核心要素:

一是为丰富的课程资源提供服务。创新实验室应努力提供丰富的课程资源,根据学校的教育目标和办学特色,密切关注实验室学习环境的建设和重建,通过整合校内外各种资源,实现课程资源的配置,形成丰富多样的校本课程体系。

例如,上海科技大学附属中学以“扎实的人文科学和科技专业知识”的教育目标为中心,以“尚力实验中心”为培养学生工程素养的主要基地,构建和设计工程素养的垂直课程群,与校本课程、拓展课程和研究课程三种类型的课程有机整合,形成系统的、层次分明的三维课程体系。上海曹阳中学“水环境实验室”通过水分析实验室、人工湿地、雨水回收系统等建设,开设了“环境素养培养”校本特色课程。形成了大量的课程资源共建共享,使校园成为一个大规模的环境素养培养基地。

第二,空间组合是灵活的,以满足现代学习的需要。创新实验室应具有灵活的空间组合,能够根据不同的教学需求灵活安排和划分学习环境,以方便学生进行多元化的学习探索和互动合作,充分满足个性化的学习需求。

例如,上海交通大学附属中学的“数字处理中心”由设计讨论区、零件处理区、装配调试区等组成。每个区域的功能划分反映了工程活动的一般过程,让学生在活动过程中自然地接受到工程教育的全方位熏陶。长宁区天山一小学“项目化学习创新实验室”构建了以学生为中心的智能学习环境和灵活的功能区。实验室的空间布局可以根据学生在项目研究中的不同需求随时调整。它还实现了与学校其他学习空间的“无国界”联系,引导学生进行自主、合作和探究式学习。

第三,技术设备应考虑适当的进步。创新实验室应努力获取先进的技术设备,吸收相关专家的专业意见,坚持应对时代发展和技术进步对教育教学的积极影响,避免“边建设边淘汰”的局面。倡导将现代信息技术和人工智能应用广泛融入创新实验室的建设和运行过程,积极支持学生适应智能信息时代的个性化学习需求和创新素养的发展。

例如,上海实验学校的创新实验室建设融入了多种现代信息技术。借助近场通信技术,学生可以阅读手镯数据并了解他们的学习过程。依靠云计算技术形成学习的评价和适应性反馈。黄埔区卢湾一中“云教室”创新实验室利用平板电脑的终端互联,实现学生学习资源的智能推荐、学习过程的实时记录、数据连接和评价反馈。

第四,模拟真实情况。创新实验室强调真实情境的模拟,坚持让学生在实践中体验和探索,将实验室从单一学科扩展到跨学科学科,从自然学科扩展到人文、艺术、社会科学、工程和技术等新领域和综合学科,回答和解决实际生产和生活中的真实问题。

例如,上海海事大学附属北蔡高中成立了由船舶、航海、海洋和救生四个学科实验室组成的“船舶创新实验室”(Shipping Innovation Laboratory),使学生能够在航海模拟驾驶室等模拟情境中进行与船舶相关的实际操作和探究学习。华东政法大学附属中学“明德尚发”创新实验室通过设立法庭听证厅、仲裁厅和交易调整室,全面模拟法治体系,为培养学生法治素养提供了丰富的学习载体和实践平台。

五是支持学生开展深入学习。创新实验室注重支持学生的深度学习,坚持重组学习环境,引领学习方式的转变,将教学方法的重心从教师的教学转移到学生的学习上,在自主探究、合作交流和解决问题的过程中促进学生的深度学习,提高学生的创新素养。

例如七宝中学学生姚一浩(Yao Yihao)利用地理创新实验室的大量地图资源、专业制图软件和大型彩画仪器,测试并提出了用多焦点变形代替单焦点变形的方法。他写的研究论文在2016年上海青年科技创新竞赛中获得一等奖。在上海嘉定区颖园中学“无线电创作中心”创新实验室,学生们通过组装无线电作品,使用无线电收发模块实验套件了解电磁波的收发原理。解决了电路接触不良和信号不稳定的问题。同时,学生对初中物理知识和技能的理解加深了。

促进创新实验室发展的新机制联动

上海立足改革发展,经过十多年的实践探索,在功能定位、环境建设、课程建设、教学方法等方面进行了深入研究。并总结形成了创新实验室的建设模式和评价运行指标体系,为智能社会学习空间的重构提供了新思路和理论支持,初步形成了大规模的学习环境建设模式。

我认为,发展中的几个因素特别重要:

首先,建设目标应该明确。从“概念、课程、环境和设备”四个方面入手,界定“四位一体”创新实验室的建设模式、重点和路径,为学校创新实验室的规划和建设提供基本的运行框架和设备配置指导。

第二,建设内容要明确。从“设备、课程、运行、保障、绩效、创新”六个维度出发,设计建设内容,同时编制“上海市中小学创新实验室建设与运行评价指标”,包括6个一级指标和15个二级指标。系统设计了建设内容、评价标准、权重分配和评价方法,建立了标准化的评价程序,以评价和推动创新实验室建设,实现科学规范发展。

三是建立合作运行机制。上海市教育行政部门突破实验室建设、研究、实践和管理中“自主工作”的传统机制,与全国高校和专业机构、地区、学校联手,构建“实践-研究-总结-再实践-再推广”的研究路径,形成城市学校三级联动、社会资源协调、专业指导、政府支持、学校实践同步推进的实验室建设新机制。为了保证总体规划,合理布局,避免重复建设;相应学科、新学科、跨学科课程的发展和教师队伍建设的需要;着眼于学校和师生的实际需求,打造高效、实用、少浪费的创新实验室。

这项工作已成为上海学校优质均衡发展的重要推动力。目前,已建成覆盖全校的1,473个创新实验室,覆盖82.9%的高中、82.7%的初中和72.9%的小学。创新实验室已成为国家课程落地和地方学校课程凸显特色的重要保障。

上海创新实验室涉及许多学科,从自然科学到人文、社会科学、艺术、综合实践等学科和跨学科领域。它打破了学科界限,注重跨学科整合,创造了大量不同于传统实验室的新实验室形式。该主题涵盖八个主要学习领域,涉及许多新兴的综合性学科。它也成为培养创新人才的有效途径。以2017年为例,在上海市高中综合质量评价体系中,创新实验室完成高三学生2万多份研究性学习报告,仅七宝高中创新实验室就诞生了467项学生发明专利。

这项工作得到了教育部、上海市及相关部门的高度肯定。经验已传播到全国十多个省份,并发挥了广泛的示范和领导作用。

(作者是上海教育协会秘书长)

《中国教师日报》,第6版,2019年9月18日

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