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理科状元、清华本科、中科院博士，他说“培养科学素养，探究式学习不是万能公式”

2021-03-02

不可否认的是，“探究式学习”作为这几年的大热门，正有目共睹地被越来越多学校采纳应用，成为名副其实的“香饽饽”。这样的学习方式，不仅提高了学生的参与程度，也让课堂变得更加生动、有趣起来。

不过，我们或许也需要反思一个问题：探究式学习真的适合每个学生吗？到底怎样的教学方式才能最大程度上开发学生的潜能并培养他们的科学素养呢？

为了解开这个问题，我们采访了上海浦东新区民办惠立学校的学术总监张宇栋博士，作为博士专题的第五位嘉宾。

文、编 | Kimberly

从“科研人”到“科普人”，

基础教育需要博士

对于为何走进校园，他坦言自己有一颗科普的心，能为各个年龄段的学生阐释科学概念，更新前沿科学进展，是一件有趣且有意义的事。“与做科研时比较，如今我每天依然听到不绝于耳的‘老师’和‘同学’的称呼，依然要界定、讨论和解决充满挑战的问题，只是仪器摸得少一些，天真活泼的笑脸看得更多。”

早些年的观点认为，高学历人才应当从事高精尖的科研工作，才算没有辜负国家的悉心栽培。而随着越来越多的博士走进K12教育领域，我们惊喜地发现，这样的偏见正在有目可睹地减少。随着基础教育内容与形式的难度系数不断增加，K12学校对于高学历人才的需求正在不断增长。

出身中科院“凝聚态物理”专业，现任上海惠立学校学术总监的张宇栋博士，对于从科研工作转入基础教育的态度颇为豁达。在他看来，能够成为孩子们理化生学科的“科普人”，同样具有极其深远的意义。

这背后的逻辑在于，长期以来，学校教育一直存在将科学课过于“学科化”的问题，而为了培养杰出人才，科学教育更重要的落脚点应该在于培养孩子的“科学素养”和“以科学的眼光看待世界”的思维方式。而这样一种能力的武装，需要一群像他一样，拥有科研背景的人投身基础教育带去启蒙与引导。

张博士提到，相较其他纯教育专业出身的学科教师，他们对所属学科的内容、结构、应用和进展有着更为深入的认识，并能凭借多年来对学科知识实际应用产生的经验，帮助学生拓宽对该学科的视野，从而产生更直观的印象。

比起 “将来在大学和实际工作中，你会用到这件设备或者这项技术”，他们可能有更多的故事可讲，更有可能说：“这件设备是这么用的，这项技术是这么用的。老师当初使用它们做了这件事，解决了这个问题，也遇到了这样的麻烦。”

此外，如果学生对某一课题感兴趣，有科研背景的教师通常可以帮助学生迅速地查找资料，甚至介绍相关的专业科学家给学生认识。毋庸置疑，这样的分享拉近了理论学习与实际应用的距离，让学生体会到学以致用的道理。

实际上，在他看来，“钱学森之问”的破解之道，在于基础教育的改良，而非一味将矛头指向中国的高等教育。

而对于国外教育中出现的新理念，我们也不应该只是“照葫芦画瓢”，盲目模仿。要深入地思考和积极地改良，需要更多的教育人才来共同分析、讨论、解决难题。

“探究式学习”不是万能公式，

需要批判性反思

近年来国内风靡的“探究式学习”，在张博士看来，就是一个需要仔细反思的课题。通过梳理包括Richard Mayer等一系列教育专家的研究，并结合自己多年来的教学经验，张博士指出，“探究式学习”的成功实现需要教学实践中细致、审慎和差异化的处理。

张博士在惠立的课堂上

在“完全探究式学习”中，由于情况复杂，大量信息输入，学生往往只停留在“选择”和“浅度组织”层面，难以进入“深入组织”和“整合”层面。在这样的情况下，学生很容易进入到“认知过载”（cognitive overload）的情况（如同内存不足的电脑），无法将工作记忆中的内容纳入长期记忆，继而加重了他们的受挫心理，违背了“完全探究式学习”希望通过真实的学习环境激发学生学习动机的初衷。

因此，在探究式学习的过程中，教师对学生的评估非常关键，同样的策略可能产生截然不同的效果，必须因人而异，根据学生个体认知的情况做差异化处理。

“学习脚手架”提供了一个较好的指导原则：在学生无法通过探究继续取得积极成效的时候，老师需要适时介入，充当“学习脚手架”提供适当的指导，帮助他们越过无法独立完成的难关；随着学生能力的发展，老师的指导逐渐淡出。

在进行教学设计时，教师有时候会提供给学生一个大问题，引导学生将其分解，逐个击破（比如社会研习课中的“什么是正义？”，经济课中的“如何拯救一家濒临倒闭的公司？”）；有时候，教师需要先带领学生攻克每一个局部知识点，然后整合成一个整体的画面（如英语中的自然拼读，数学中的四则运算，物理中的牛顿力学）。

在学生进行探究的过程中，需要给学生充分的空间，尤其是试错空间，同时需要提供必要的支持。万变不离其宗的，是激发学生的兴趣，塑造学生的自我效能，促进学生的知识迁移，培养学生的批判创新、合作交流和问题解决能力。在对学生进行评估时，也不能只限于“孤立问题解决”（sequestered problem solving，SPS），而必须纳入“着眼未来学习”（preparation for future learning，PFL）。

张博士与学生互动中

张博士希望，当他的学生们踏出校门时，他们都已处于“专业知识反转效应”的阶段，准备好面对这个世界上的难题。而这也是惠立五大特质中“独立”的真实体现。

民办教育的观察者：

好的培土之于教育的重要性

得到、我们常说“适才适所”，这句话对走进基础教育的博士人才们而言，同样受用。对于他们这样的“厚学”者而言，选择了什么样的培土开展教育事业，往往决定了他们的职业走向与深度。

以山东省威海市理科状元身份考入清华大学以前，张博士一直浸润于公办教育体系中，取得博士学位后，他选择加入民办的国际化学校，探索关于教育的更多可能性。如今，十余年过去，对于民办教育，他有了更为深刻的认识。

一方面，张博士认为民办教育的最显著特点之一，在于给予了孩子们更多的选择权和自由。以上海惠立为例，学生从一年级入校开始就自主选择辅助教学课程，从八年级开始自主选择学科方向和主要课程。这样的课程选择，引导惠立学生明晰自己的志向、兴趣以及未来发展方向。每一次决定都是关于“独立”这一品质的一次锻炼。

另一方面，民办教育所提倡的差异化教学，是对学生个体特质和意志的尊重。他提到，对于学习能力更强的孩子，教师需要及时提供给TA额外的、更广、更深的资料，从而让TA保持住对学习的热忱；对于学习能力相对较弱的学生，教师又需要给予TA额外的支持，让其对学习不至畏怯与抵触。

张博士很欣慰，这样的教育理念在上海惠立得到了充分的发挥。通过学院制的幸福关怀体系，学生得到了充分的支持和指引；而在“全人教育”指导下，惠立平衡的课程体系和丰富的活动选择，有助于培养学生各方面的兴趣和技能。

丰富且专业的教育资源成为学校课程的有力支持，惠立教育研究院便是一个典型的例子。外力与内力的相辅相成，让张博士这样的高学历人才可以更加游刃有余地投身教育事业，帮助惠立的孩子们更加健康、全面地成长。

如今，除了教学之外，张博士也将更多的关注放在了全校性事务上，包括研发课程、分析评估教学结果、促进教学实践分享、撰写指导性文件等。这意味着，他需要更加全面地考虑问题，通过有效的措施不断地提升教学质量，使教学活动更加高效、实用，且更好地契合学生个性化发展的需求。这对于他而言，既是工作的挑战，也是学习的机会。

采访最后，我询问张博士对于未来民办国际化学校发展前景的看法，他用了罗伯特·弗罗斯特的《未选择的路》一诗回答了我的问题：

黄色的树林里分出两条路，

可惜我不能同时去涉足。

我在那路口久久伫立。

我向着一条路极目望去，

直到它消失在丛林深处。

但我却选择了另外一条路，

它芳草萋萋，十分幽寂，

显得更诱人，更美丽，

虽然在这条小路上，

很少留下旅人的足迹。

十多年前，他刚刚迈入国际化教育领域时，还没有如今这么多的国际化学校。十多年后的今天，曾经的小路变得日益宽阔，且前景愈加可期。他深信，国际化教育需要更多高学历的人才，也会吸引越来越多的高学历人士投身其中。

上海惠立学校

理科状元、清华本科、中科院博士，他说“培养科学素养，探究式学习不是万能公式”

基础教育为什么需要博士？ ——对话Paulo Arruda博士（上）

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