问题解决：科创课程中的教与学模式

在以学生为中心的教学模式中，我们重视的是如何设计学生的学习体验，并在这个过程中发挥教师的积极作用。因此在讨论科创课程项目的教学与学习策略时，我们使用学生视角的“学习模式”结合与之匹配的教学设计策略，称之为“教与学的模式”。促进创新能力发展的教与学的模式，需要处理的问题包括学生如何构建知识和技能体系、如何发展未来持续创新所需的综合能力以及如何提升学习过程中的效能等。我们从以下几个角度，阐述科创课程项目的学习模式的构建。

1.围绕问题解决的多元教与学策略运用

在培养创新能力领域，国内外大量相关的教学实践大都采用了基于问题的学习、基于项目的学习、基于体验的学习、基于设计的学习，以及基于表现的评价等形式来组织开展教学或评价。这些学习方式的共同点在于教与学通常是围绕一个特定任务展开，这个任务通常是寻找一个解决方案，解决方案可能是设计一个全新的产品，也可以是某一问题的改进的、更佳的做法等。

将问题解决作为教与学的焦点，首先需要明确，“问题解决”这项活动将起到什么样的作用。开展教学的时候，可能是“为问题解决而教学（teach for problem solving）”“教授问题的解决（teach about problem solving）”或“通过问题解决教学（teach through problem solving）”。将创新思维综合能力作为核心目标的科创课程项目，“问题解决”服务于这个核心目标，是一种通过问题进行教学的形式。借由问题解决，学生通过发展他们对问题本身评估以及他们对于思考过程有效性评估的策略，提升他们的批判性思维能力和反思技能^[39]。问题解决过程中，一种常见的障碍是“固着（fixation）”，是指习惯采用已有的策略，不能从全新的视角看待问题。而创新的目标，则是要打破这一种固着^[40]。因此，创新常常是和问题解决紧密结合的。

帕恩斯提出了创新问题解决（Creative Problem Solving）模型^[41]，进一步强化创新思维在问题解决中的作用。模型强调问题解决者在选择或执行方案之前，运用发散性思维尽可能提出多样的解决方案。常见的创新问题解决流程包括问题的界定、解决方案的提出、反思与自我评估、实施方法、再次反思与评估。这些步骤都可以在科创课程的学习体验设计中得到应用。

基于项目的学习、设计思维、基于体验的学习等学习模式都可以在科创课程中使用，教师无需把自己的课堂局限在某一个具体的模式之下。可以依据相应的学习领域、要解决的实际问题设置与引导学生应用上述的一种学习模式展开学习过程。这些学习模式均能与问题解决较好的结合，灵活的使用有助于学生创新能力的提高。科创课程教与学的过程中，选择恰当的问题和合适的学习模式有以下需要关注的重点：

（1）选择结构不良（ill-structured）、没有唯一答案的开放性问题。如果设定的问题明确指向一个唯一答案，这样的问题可能只适合做知识发现，而不属创新能力的培养。正如我们不能有告诉学生“你要创新，你这么做，答案就是那个”这种自相矛盾的做法。通常我们提倡真实性问题的解决，对于学生而言不仅仅更有现实性意义，而且真实性问题一般都是结构不良的。科创课程的高阶课程教学实践中，还可以进一步提供与学术领域真实性研究相衔接的问题，以满足不同层次的创新能力发展需要。

（2）允许知识的个体化差异与个性化构成。由于解决问题的方案可能是不唯一的，那么就意味着解决问题所需要的知识与技能是有差别的。在科创的课堂中，不仅不要拉平这种差异，相反地，我们要鼓励这样的个性与差异的存在。不仅仅是因为个性特色原本就是创新的要素，也由于在科创项目中，具体的知识、技能是服务于创新实践过程的。相对于具体的知识，思维能力、过程性知识（procedural knowledge）与技能、概念性知识（conceptual knowledge）要显得更为重要。

（3）重视学习模式中的循环型特征，利用反思环节推动思维能力发展。在国内外的创新能力培养领域，基于项目的学习（PBL）、设计思维（Design Thinking）等得到了广泛的应用。与此同时，使用这些方法也产生了很多的误区。如项目（Projects）和基于项目的学习的混淆，以及浅项目化学习问题等^[42]。并非所有的从问题出发，设计产品都符合PBL的原则。PBL有多个模型，大多数都呈现一种循环性结构，从问题的识别界定开始，到规划与实施解决方案，以及最终评估与反思。其他常见的学习模式也大多采用循环式的结构。这种循环性特征特别是最终的反思与评估环节对于推动学生反思性思维发展起到重要的作用，而反思性思维就是批判性思维的重要组成。

2.推动学生自主性与内驱力的不断发展

学习者的自主性（Learner Autonomy）是学习者管理自己学习的一种能力^[43]。自我调适的学习（Self-Regulated Learning）、自我导向的学习（Self-Directed Learning）等诸多概念均指向学习者对自己的学习内容和学习过程的良好管理，包括运用元认知能力，策略行动能力（例如计划、监控、评估自己的学习进展）以及调动自己的动机进行学习^[44]。提高元认知能力、自我调适的能力可以有效增强学生的创新问题解决能力^[45]，以及将创新观点转化实现的能力^[46]。(www.xing528.com)

传统的课堂中，教师占据主导地位，调节学习的任务是主要由教师实现干预。在提倡学生为中心的教学模式下，教师需要适度让渡对学习的管理与调适权，逐步让学生获得学习的所有权（Ownership）。科创课程项目中，由于强调知识的个性化构成以及课题项目的多样化，因此，更加需要学生能够有效地管理自己的学习内容与学习过程。

构建创新社会心理学模型的学者阿玛贝尔（Amabile）认为，没有内在动机的话，不会有能够识别程度的创新活动发生^{[47] [48]}。而关于外部动机对于创新的影响，则是一场辩论。我们倾向于认为在初中阶段的孩子，适度的外部激励作为一种外部动机，可以和内在动机一起起到正向叠加效果。针对我国初中阶段学生的研究也表明，预期中的奖励或者评价，对于科学领域、艺术领域学生的创新表现有着混合的效果，其中物质性奖励对创新阻碍明显，而“社会性奖励（Social Reward）”则通常会带来非常积极的效果^[49]。因此，通过学生成果的公开展示与演示活动，适度参与一些公平的竞赛，提供社会认可与社会赞同的机会，既有助于自信，也有助于激发动机。另一方面，内在动机和兴趣、自我效能、价值意识等因素有关。在设计科创课程学习体验时，通过激发学生兴趣、通过积极反馈增强学生的自信以及通过解决真实问题增加学生的成就感等方法，提升创新思维能力培养的效果。

上海中学国际部的培养目标包含“培养独立自主的学习者”。科创课程项目为学生提供了更加丰富的选择性和探究、钻研空间，具备更加好的条件培养学生在学习方面的独立自主性。我们对于“独立自主学习”能力的定义包含三个层次：

（1）基于学科领域的核心概念及其联接的理解形成的基础学力；

（2）基于各类学科领域以及跨学科领域的探究力、审辨思维力（即批判性思维能力）以及创新思维力；

（3）基于元认知的自我管理、自我规划、自我评估和自我反思能力。

通过这样三个层次的能力培养，我们丰富了学习者自主性的概念，将学习能力、思维能力以及自我调适能力纳入同一个框架之下，具有这样三层次能力方能够有效开展自主学习。通过创新课程项目的教学体验设计，充分发展三个层次的能力，有助于学生成为终身的学习者，并持续发展他们的创新能力。在详细的教学策略设计中，需要充分考虑兴趣激发、自主选择等因素，将在后续小节中详细展开。

3.强化支持性学习氛围建设

支持性学习氛围包含硬环境与软环境。硬环境包含了为支持学习所必要的空间、设备、器材等。软环境也就是社会性氛围，是教师与学生一道，在班级中营造的一种氛围。举例而言，科创课程项目所需要的教学氛围中包括良好的合作学习氛围。虽然我们印象中过去伟大的创新常常都和某个个人联系起来，但在当今，越来越多的创新型的工作，都需要一个团队的形式来完成，不论是科学研究还是艺术设计中的创新，都和合作有密切的关系。学生学会合作，不仅仅是21世纪技能中的重要一项，而且，合作的学习和问题解决，本身也能提供更好的学习效率和学习效果，有利于学生创新能力的发展^[50]。一些创新思维的激发手段，例如头脑风暴，在合作学习中也易于开展。因此，在科创项目教学设计的一开始，就需要将团队合作式的学习和问题解决作为主要的教与学开展形式。为了更好的合作式学习，不仅仅要考虑教室中桌椅的摆放形式，更为重要的是建立一套师生都了然于心的开展有效合作学习的流程以及相互间互动的模式。

班级氛围是一个复杂的体系，由多种因素组成，例如包括教师的支持，规章制度的清晰一致性，学生目标取向，同伴互动情况，听取学生意见程度，教学手段创新程度等^[51]；也包括师生在课堂中共同创造的情感、心理和社会氛围，是一种共同呈现的心理状态。班级氛围也受到学校整体氛围的影响，但作为培养创新思维能力的专门项目，科创课程项目可以看作是创新的“时—空绿洲（timespace oasis）”，即约翰·克里斯（John Cleese）所述提供给创新所必需的时间与空间^[52]。在这样一个相对独立的空间与时间中，教师可以完全打破原来的相对固定的班级运行模式，可以从环境布置开始，到全新的课堂规则，以及更加平等、开放的师生对话方式等，来营造一个完全不同的“绿洲”，一个独特的学习共同体，让学生感受到一进入如此的课堂，自由的想象，大胆的实践，从失败中学习，向他人学习，哪怕跟我的观点不同时，我们也尊重欣赏他人的观点等，都是一种自然而然的事情。我们理想的状况，是这样的图景出现在每一个课堂中，而在创新课程项目中，是可能率先达到的。