（圖片來源：Pixabay）
你還記得初中教的生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)嗎？
相信大多數(shù)人都不記得了。這種知識(shí)，考試一過就從記憶中煙消云散了。
這是因?yàn)?，大多?shù)人當(dāng)初學(xué)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的時(shí)候，僅僅是坐在教室里，看著課本上的圖畫和文字，呆呆地聽著老師的講解。這是一種被動(dòng)的學(xué)習(xí)，學(xué)生們接受著填鴨式的教育，記憶難以持久。
與被動(dòng)式學(xué)習(xí)相對(duì)的，就是主動(dòng)式學(xué)習(xí)。主動(dòng)學(xué)習(xí)的核心內(nèi)涵，就是讓學(xué)生進(jìn)行自我管理，為自己的學(xué)習(xí)負(fù)責(zé)，主導(dǎo)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)程。學(xué)生們回答自己提出的問題，不斷地反思自己的學(xué)習(xí)狀況。這就意味著，教師只起輔助角色，教師要學(xué)會(huì)放權(quán)給學(xué)生。
美國國家科學(xué)院有一項(xiàng)綜合了上百項(xiàng)研究的元研究，結(jié)論是，主動(dòng)學(xué)習(xí)的效果顯著高于被動(dòng)學(xué)習(xí)。
既然主動(dòng)學(xué)習(xí)這么好，那么問題來了，有哪些技術(shù)和理念能幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)主動(dòng)學(xué)習(xí)這一理想目標(biāo)呢？
用模型來學(xué)習(xí)
模型是對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)和過程的抽象模擬，它會(huì)簡(jiǎn)化掉一部分現(xiàn)實(shí)特征，也能真實(shí)反映一部分現(xiàn)實(shí)特征。科學(xué)家們建構(gòu)起一個(gè)又一個(gè)理論模型，來理解復(fù)雜的自然現(xiàn)象和社會(huì)現(xiàn)象。由此可見，掌握模型對(duì)于學(xué)生們來說是十分重要的。
既然科學(xué)家就是用模型來思考世界，那么，如果我們期待學(xué)生能擁有和科學(xué)家一樣的思考方式，那么為何不直接讓學(xué)生們利用模型來學(xué)習(xí)呢？
接下來，我們來看一個(gè)具體的實(shí)例：如何用模型讓學(xué)生們更高效地學(xué)習(xí)遺傳學(xué)知識(shí)。
Geniverse的登錄界面
Geniverse就是這樣一款產(chǎn)品，它是一個(gè)為高中生學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)而設(shè)計(jì)的在線網(wǎng)頁游戲。在這個(gè)游戲中，你所扮演的角色養(yǎng)了一條寵物龍，但是這條龍生病了，你需要掌握足夠的遺傳學(xué)知識(shí)，正確地操作基因變量，真正理解微觀的基因與宏觀的生物性狀之間的模型關(guān)系，才能治好你的寵物龍。
整個(gè)游戲就像是一個(gè)沉浸式的小說，非常有趣，所以學(xué)生們有很高的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。同時(shí)，我們也能用這種操作基因模型的能力來評(píng)價(jià)學(xué)生是否真正掌握了遺傳學(xué)知識(shí)。相比傳統(tǒng)的紙筆考試，這種用實(shí)踐操作的形式考察學(xué)生對(duì)模型的理解會(huì)更好。因?yàn)榭茖W(xué)家們正是以模型的視角來理解整個(gè)世界。
此類產(chǎn)品很適合科學(xué)課和數(shù)學(xué)課。StarLogo Nova是一個(gè)可視化的計(jì)算機(jī)模擬工具，可以表達(dá)數(shù)學(xué)幾何模型，傳染病模型，熱傳播模型，森林野火模型等等。學(xué)生們操作變量，然后程序可以給出即時(shí)的反饋。比如學(xué)生改變風(fēng)向和風(fēng)速以及地形，就能立即看到野火蔓延的差異。此時(shí)，學(xué)生可以深刻地理解自然現(xiàn)象背后的自然規(guī)律。
我們可以操縱模型的變量來預(yù)測(cè)真實(shí)系統(tǒng)的情況，通過建構(gòu)模型來理解真實(shí)系統(tǒng)的運(yùn)作。但在學(xué)生使用模型來學(xué)習(xí)的過程中，必須要讓學(xué)生主導(dǎo)自己的學(xué)習(xí)，否則又變成了老師填鴨式地教學(xué)生怎樣操作模型，應(yīng)付模型操作考試。
從建構(gòu)中學(xué)習(xí)
樂高機(jī)器人
建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)生在建構(gòu)東西的同時(shí)，也在建構(gòu)知識(shí)。在搭建樂高積木時(shí)，學(xué)生們主動(dòng)地創(chuàng)建了一個(gè)建筑，一個(gè)機(jī)器人，一頭恐龍。此時(shí)，他們也在自己的頭腦里創(chuàng)建了關(guān)于建筑、機(jī)器人以及恐龍的知識(shí)。
許多編程機(jī)器人背后的教學(xué)理念就是這種建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理念。一方面，學(xué)生在現(xiàn)實(shí)的物理世界中用積木、電線、馬達(dá)、電池、齒輪等等部件建構(gòu)了一個(gè)可以行動(dòng)的機(jī)器人。學(xué)生們?cè)诮?gòu)機(jī)器人的過程中能理解機(jī)器人的結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)所能實(shí)現(xiàn)的功能。不過，不同的學(xué)生，設(shè)計(jì)機(jī)器人的水平會(huì)不一樣。有些學(xué)生只會(huì)搭建那種帶輪子的小車型簡(jiǎn)單機(jī)器人，而有些學(xué)生就能設(shè)計(jì)出帶有雙足和雙手的復(fù)雜人形機(jī)器人。
同時(shí)，學(xué)生還要在計(jì)算機(jī)中為機(jī)器人建構(gòu)一個(gè)行為模型，通俗地說，就是為機(jī)器人編程，設(shè)計(jì)軟件。不同的學(xué)生，編程水平也不一樣。有些學(xué)生只能用幾行簡(jiǎn)單的代碼實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的功能，而有些學(xué)生則能用復(fù)雜的代碼讓機(jī)器人完成更精細(xì)的任務(wù)。
但隨著學(xué)生們不斷地進(jìn)行著這種建構(gòu)式學(xué)習(xí)，幾乎所有的學(xué)生都能實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀的機(jī)器人設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)。這是兩種不同層面的建構(gòu)和創(chuàng)造力。一種是現(xiàn)實(shí)的物理層面，一種是虛擬的模型層面。它們沒有固定的標(biāo)準(zhǔn)答案，每個(gè)學(xué)生可以自由地發(fā)揮自己的創(chuàng)造力，主動(dòng)地建構(gòu)自己想要的東西，同時(shí)建構(gòu)印象深刻的知識(shí)。
培養(yǎng)學(xué)生的非認(rèn)知技能
Grit是很重要的非認(rèn)知技能
教育是一個(gè)讓不成熟的人類生物幼體成為成熟的社會(huì)人的過程。在這個(gè)過程中，光有知識(shí)和技能是不夠的，還需要培養(yǎng)孩子的品性。品性就是一種非認(rèn)知技能。
如果給一個(gè)班的孩子做智商測(cè)試，然后讓孩子參加數(shù)學(xué)、語文等學(xué)科的考試。我們能預(yù)測(cè)IQ最高的學(xué)生就一定能考最高分嗎？
并不能。智商和考試成績(jī)的確有正相關(guān)的趨勢(shì)。但考分最高的學(xué)生卻不一定是智商最高的學(xué)生。一些科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，有另一項(xiàng)指標(biāo)更能預(yù)測(cè)學(xué)生的考試成績(jī)，那就是Grit。
Grit是美式英語，意思是像鞋子里面的沙子一樣，非常頑固，無論如何也倒不出來。衍生意思就是堅(jiān)持不懈，持之以恒，面對(duì)困難與挑戰(zhàn)依然能不放棄，經(jīng)歷多次失敗也不能打消其決心。
心理學(xué)家發(fā)明了一套量表，能測(cè)量一個(gè)人的Grit程度。研究發(fā)現(xiàn)，Grit程度比智商更能預(yù)測(cè)學(xué)生的考試成績(jī)。
無論是主動(dòng)學(xué)習(xí)還是被動(dòng)學(xué)習(xí)，Grit這種品性都非常重要。在設(shè)計(jì)教育科技產(chǎn)品時(shí)，除了要培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)知技能，還要培養(yǎng)學(xué)生的Grit品性。為此，我們需要設(shè)計(jì)有適當(dāng)難度的任務(wù)，讓學(xué)生來挑戰(zhàn)這些學(xué)習(xí)任務(wù)。在學(xué)生完成挑戰(zhàn)性任務(wù)之后，要有相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)。同時(shí)，還需要設(shè)計(jì)“提示系統(tǒng)”，以免學(xué)生因?yàn)槿蝿?wù)太難而放棄學(xué)習(xí)。而在整個(gè)過程中，都必須保持產(chǎn)品本身帶給學(xué)生的趣味性，否則孩子們很可能跑去玩娛樂類游戲，而不是耐下性子玩教育類游戲。
強(qiáng)調(diào)學(xué)生的反思能力
斯滕伯格是美國最杰出的心理學(xué)家之一，他提出了智力的三元理論。在傳統(tǒng)的分析智力之外，他還加入了實(shí)踐智力和反省智力。其中，反省智力就是指自我反思的能力，對(duì)思考進(jìn)行思考（Thinking about Thinking）的能力。如果說每個(gè)人都是一輛車，分析智力是車的引擎，那么反省智力就車的方向盤。
在主動(dòng)學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生需要學(xué)會(huì)操縱方向盤。傳統(tǒng)的被動(dòng)式學(xué)習(xí)，方向盤由家長和老師握著，他們出于好意或者惡意，不愿意將方向盤交給學(xué)生。學(xué)生像是流水線上的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，被印刻成死板的模樣。
我們現(xiàn)在都在強(qiáng)調(diào)因材施教，個(gè)性化教育。為什么不讓最了解自己的學(xué)生成為自己的老師呢？讓學(xué)生為自己的學(xué)習(xí)負(fù)責(zé)，進(jìn)行自我管理，這才是主動(dòng)學(xué)習(xí)的核心。至于編程機(jī)器人還是在線游戲，都是為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的可能手段而已。
芥末堆注：本文為慕課學(xué)習(xí)筆記，由MIT Media Lab出品的《教育科技的設(shè)計(jì)和發(fā)展》（MITx: 11.132x Design and Development of Educational Technology），本周主題為《教育科技與積極學(xué)習(xí)》，對(duì)教育科技產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開發(fā)感興趣的朋友，推薦去免費(fèi)學(xué)習(xí)這門課。
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