本期為大家推送趙炬明教授的演講報告
趙炬明
華中科技大學院校發(fā)展研究中心副主任
謝謝大家，感謝大會給我這個機會來和大家分享我的研究。我主要談一下以學生為中心的本科教學改革問題（SC改革）。
這個改革涉及面很廣，大約涉及以下12個問題：1）哲學問題：什么是正確的本科教學范式；2）概念問題：什么是SC？概念與歷史；3）科學基礎：為什么要實行SC本科教學改革？其科學基礎是什么；4）實踐問題：SC改革的實踐與方法是什么；5）方法論問題：SC的本質是什么？如何不在方法論紛爭中迷航；6）教學技術：如何利用信息技術促進SC改革；7）教學環(huán)境：建設有效的支撐環(huán)境；8）效果評估：創(chuàng)造適合SC改革的評價和評估方法；9）學術研究：大學教學學術研究及其對SC運動的意義；10）教師發(fā)展：建立系統(tǒng)化的教師培訓體系；11）組織管理：如何組織、管理與領導一所SC大學；12）宏觀政策環(huán)境：能否營造一個有利于SC改革的宏觀制度和政策環(huán)境。
列出這些問題是想給大家一個概念，SC改革不是一個簡單的問題。今天我只講其中三個問題：是什么、為什么、如何做。
首先，什么是“以學生為中心”？過去有一個說法，叫老三中心說，即以教材為中心、以教師為中心、以教室為中心。這被稱為“教師傳授模式”，本質是以傳遞書本知識為核心，教師在教室講教材。而SC改革則不同，我把它歸納為“新三中心”：1）以學生發(fā)展為中心。即以學生當前發(fā)展狀態(tài)為基礎，以促進學生發(fā)展為目的；2）以學生學習為中心。明確教是手段，學是目的，不能把手段當目的。但我們經常把教當成目的。例如在做教師評價時要看教師工作量，即課時數或老師上課時間。也就是說，把老師上課時間作為評價教師工作的標準。這實際上是以教師教學為中心的。前面鄔大光校長講到，很多專業(yè)的設置實際上根據老師有什么知識就開什么樣的專業(yè)；老師想教什么就教什么。這也是以教師教學為中心的。SC改革要改變這些。要把學生學習當成目的，而教師教學只是幫助學生學習的手段；3）以學習效果為中心。為什么以學習效果為中心？從手段與目標關系看，學習是手段，效果才是目標。此其一。其二，關注學習效果，隨時為學習提供反饋，幫助學生及時調整學習，幫老師及時調整教學，這是控制論的基本思想。因此關注學習效果，提供及時反饋和控制，可以保證學生達成有效學習。
把傳統(tǒng)的知識傳遞模式改變?yōu)閺娬{心智訓練和大腦發(fā)展的新教學模式，是因為21世紀是知識經濟時代。在這個新時代，信息化使得知識記憶不再重要，重要的是要培養(yǎng)能學習、會思考、能解決問題、有創(chuàng)新能力的人，因此需要新的教學思想和教學模式。
第二，為什么要“以學生為中心”呢？關于為什么要實行“以學生為中心”的本科教學改革？大家有很多論證，我覺得都很好。但我認為，真正說服我們接受SC改革的原因，不是因為它更道德，而是因為它更科學。
1950年代以來，學術界對大腦、青春期發(fā)展、認知與學習進行了大量研究。是這些研究讓我們認識到，我們需要改變傳統(tǒng)的教學模式，并在新的科學基礎上設計能夠幫助學生有效學習的新模式。我粗略地梳理有關研究，主要包括四個方面，一是腦科學和神經科學，二是青春期大學生發(fā)展研究，三是認知心理學與認知神經科學、四是學習科學和學習心理學。正是這些知識進步，是我們形成共識，要改變傳統(tǒng)本科教育模式，也才有了自1980年代以來本科教育模式轉型。下面僅就從認知心理學和認知神經科學的角度來略加說明.
圖1、認知發(fā)展的層次與水平
來源：《兒童心理學及發(fā)展科學手冊》（第7版，2015年），第1卷、第122頁。文字框是引者加的。
圖1出自《兒童心理學及發(fā)展科學手冊》，這是國際兒童心理學研究的重要參考書之一。中國翻譯了第6版，還沒有翻譯第7版。圖1出自第7版。從圖1可見，在18歲到22歲這個階段，人主要發(fā)展抽象思維能力，從系統(tǒng)地發(fā)展抽象思維能力，到生成自己的抽象思維原則。這是這個階段思維的發(fā)展任務。這個階段正好是大學本科教育階段，因此可以說，本科教育的重點，應當著力培養(yǎng)學生的抽象思維能力和形成自己抽象原則的能力。這個發(fā)展任務與中小學的發(fā)展任務完全不同。如果我們錯過了這個階段，沒有及時培養(yǎng)學生的抽象思維能力，就很可能使學生錯過這個理性能力發(fā)展的窗口期（見圖2）。
圖2、從20歲到80歲的思維能力發(fā)展
圖2顯示人的思維能力過了20歲之后就開始全面下降了。美國對大學生發(fā)展的研究表明，在抽象思維和理性思維能力方面，上過大學的人比沒有上過大學的人要好得多，相差1-2個標準差（SD）。這個抽象思維能力和理性思維能力，就是大學對大學生發(fā)展的最重要貢獻！如果問大學培養(yǎng)高水平人才是指什么？這個“高水平”就是指有較強抽象思維能力和理性思維能力。因此，大學一定要抓住這個機會，千萬不能讓學生錯過這個發(fā)展窗口期。
那么，抽象思維和理性思維能力是怎么培養(yǎng)出來的？這與和人的認知發(fā)展有關，見圖3。
圖3、大腦認知過程示意圖
圖3中有三個部分：外部世界、認知模型、神經環(huán)路。外部世界與認知模型之間是認知心理過程；認知模型和神經環(huán)路之間是認知神經生理過程。神經環(huán)路指大腦神經元之間形成的有特定功能的穩(wěn)定的神經網絡。
大腦要認識外部世界，但大腦不能直接接觸外面世界，于是大腦通過構建認知模型來認識和表征外部世界。這些模型代表大腦對外部世界的看法，是大腦中對外部世界的認識和想象。這很像建筑師用建筑模型來表征真實建筑，用建筑模型來分析和思考其設計的合理性和可行性。同樣，物理學家的量子模型、化學家的分子模型、生物學家的DNA模型、哲學家的理論框架、文藝家的藝術構思、藝術家的藝術想象等，都是他們對于外部世界的認識和想象，也是不同類型的認知模型。人通過認知模型來想象、認識和表現外部世界，這是人類認知的基本方式。也就是說，各種概念、圖示、流程、理論等，都不過是人腦中的各種認知模式而已。
認知模型決定人如何認識和應對外部世界。有不同認知模型的人的認識方式和活動方式不同。在大學里，受過不同專業(yè)教育的人有不同的思維方式，使用不同的語言，表現出不同的行為方式。這種差異之大，以致文科、理科、工科的人甚至不能彼此交流，出現“隔行如隔山”的現象。這都是因為他們的認知模式在其大腦中造成了不同的世界，因此形成了他們特有的思維、語言和活動方式。
以此觀之，什么是大學教育呢？大學教育就是幫助學生在腦袋中構建特定的專業(yè)認知模型。“學”是學生在自己頭腦中構建認知模型；“教”是老師幫助學生建立認知模型。小到一門課，大到一個專業(yè)，均是如此。顯然，學生只能自己建這些模型，其他無論什么人都只能是幫助者。因此教學必須以學生為中心，老師只能是幫助者。這就是為什么教學必然是以學生為中心的。
如果學了一個專業(yè)之后，學生會發(fā)生什么變化呢？有三種方式可以檢查：1）表征。即他應當能用相應的專業(yè)術語和方式來表達其頭腦中的專業(yè)模型；2）邏輯。他能明白支持其專業(yè)認知模型的邏輯；3）真實性。他能用這個模型來分析解決實際問題。換言之，檢查認知模型有三種方式：表征的有效性、邏輯的合理性、模型的真實性。如果學生能做到這些，他的大學教育就成功了。反之，這個大學就白讀了。
認知模型建立起來之后，大腦會發(fā)展出相應的神經環(huán)路，以支持這個認知模型。也就是說，認知心理過程和認知神經生理過程同時發(fā)生的。如果認知心理過程完成了，認知神經生理過程也就完成了。如果學生在學習中沒有建起相應的專業(yè)認知模型，他的大腦也就不會得到相應的發(fā)展。從這個意義上講，教學過程就是改變大腦的過程。如果大學幫助學生建立專業(yè)認知模型，大學就促進了了學生的發(fā)展。這是為什么新三中心的第一條是“以學生的發(fā)展為中心”，這里“發(fā)展”特指心智（mind）和大腦（brain）的發(fā)展。
第三個問題是如何實施SC改革？SC改革包括兩個方面的改革：課堂教學改革和支持系統(tǒng)改革。學校里有兩道重要的墻——教室的墻和校園的墻。教室墻里面的改革是教學改革；教室墻與學校墻之間的改革是管理系統(tǒng)和物質保障系統(tǒng)的改革，或支持系統(tǒng)改革。
先看課堂教學改革。圖4是美國教育學者布魯姆提出來的一個課程設計模型。他認為學習有六種，按認知水平可排列如下。他把記住和理解稱為“低階學習”，其余四種稱為“高階學習”。于是他指出，當時美國教育最大問題是過分關注低階學習，忽視了高階學習。
圖4、布魯姆教育目標分類法
1950年代美國的大學課堂和我們現在差不多，基本是老師講，學生聽。學生課前不讀書，上課就忙著做筆記。學生最關心的是考試問題與標準答案，學習得重點是在兩者之間建立對應關系，而不是在頭腦中建立相應的認知結構。因此馬克·吐溫曾諷刺說，“在大學里老師的筆記直接變成學生的筆記，但沒有經過他們任何一人的腦子”。顯然在這種教學模式下，學生的心智和大腦都不能得到充分發(fā)展。故布魯姆主張教學應從低階學習轉向高階學習。
美國大學從1990年代起開始改變，其中最重要的變化之一是，“課前閱讀、課中討論、課后練習”的教學模式開始流行。課前閱讀意味著學生要在課前基本完成記憶和理解的任務。通過課前閱讀，學生得以建立起自己的初步認知模型。上課時學生帶著各自的認知模型來了，老師則通過組織討論讓這些模型相互碰撞、相互質疑、彼此矯正。通過討論，學生們學會從不同角度看待自己的認知模型，建立起正確的認知模型。也就是說，課堂討論發(fā)展了學生的高階學習能力，即分析、應用、評價、創(chuàng)造的能力。課后作業(yè)和練習則讓學生有機會運用其模型，培養(yǎng)學生的應用和創(chuàng)造能力。顯然，在這個三步曲鐘，課前閱讀是關鍵。如果沒有課前閱讀，課堂討論和課后練習則無從談起。如今這個模式在美國已經相當普及了，但在中國還十分少見。很少有老師要求學生做充分的課前閱讀，也很少由老師把課堂討論作為主要教學方式。以此觀之，中國大學課堂仍然是傳統(tǒng)模式，而美國大學已經相當程度上轉變成了新的模式。這個差別值得中國大學高度注意。
教學模式轉變會引起三個有爭議的問題：1）老師應不應該把材料消化好后再交給學生？答案是如果老師把材料消化好再交給學生，就等于剝奪了學生學習的機會。在未來生活中沒有人給學生當保姆，因此大學必須通過真實閱讀來培養(yǎng)學生學習能力；2）如果把記憶和理解交給課前閱讀了，那老師在課堂上干什么？答案是老師應組織課堂討論和其他活動來發(fā)展學生的應用、分析、評價、創(chuàng)造能力。把相對容易的記憶和理解放在課外，而在課堂上集中培養(yǎng)相對困難的高階學習能力。這才是真正的“翻轉課堂”；3）如果課堂花大量時間培養(yǎng)學生的高階能力，完不成課程教學任務怎么辦？這個問題實際上是假設“老師不講、學生不會”。而這個假定在新模式中是不成立的。新模式認為，任何一門課，如果老師能幫助學生建立起正確的認知模型，培養(yǎng)了其學習能力，為什么要教那么多呢？如果今后有需要，可以通過自學解決。此即所謂“授人予漁而非授人予魚”。
總之，新模式的重點不再是知識記憶和知識數量，而是思維模式訓練，是訓練大腦如何思考，如何構建認知模式和如何進行高階學習。因此說新模式的特點是能力培養(yǎng)。
具體到課程設計，課程目標有兩個基本要素：一是一門課要幫助學生建立什么樣的認知模型，對此老師必須心中有數。然后才能選擇適當的教學材料和教學方式；二是老師要對學生在學習時會有什么困難做到心中有數，然后有針對性地選擇適當教學過程來幫助學生有效學習。課程設計包括五個方面：課程設計、教學法設計，教學評價設計，教學技術設計和教學環(huán)境設計。由此形成的教學大綱也與傳統(tǒng)教學大綱明顯不同。傳統(tǒng)教學以教師傳授知識為主，因此大綱通常是教科書目錄加時間安排；而新模式的教學大綱則變成了幫助學生有效學習的問題解決方案。在老模式中教師是照本宣科，但在新模式中老師要成為課程設計師和學生學習問題解決專家。
實施SC改革會遇到很大阻力，阻力分別來自學生、教師和學校管理者。首先是學生。新模式要求學生在學習中付出更多的時間和精力，習慣舊模式的學生因此會反對新模式。學習是要花精力的，而人性懶惰，不愿動腦筋，因此學生會反對再用新模式。有人認為，SC改革可以把學習變成娛樂，讓學生快樂學習，這種想法是天真的。它忽視了一件事，即學習是艱苦的勞動。你必須逼著學生學習。盡管老師可以把課講得生動有趣，但這不能改變學習是勞動的本質。其次是老師。習慣舊模式的老師會說，我都教這么多年了，教慣了，為什么還要我改？新模式需要付出大量勞動，老師會因為因循守舊、怕麻煩而反對改革。三是學校管理系統(tǒng)。他們也嫌麻煩，也不想改。但是如果支持系統(tǒng)不改，教室里的變革就不可能持久。這是為什么美國從1990年代開始改革，但至今仍然舉步維艱。
從美國的經驗可以看出，阻力主要來自傳統(tǒng)習慣。要糾正傳統(tǒng)慣性，改變教學模式，要準備花很大力氣。對此學校要有充分思想準備。
關于如何推動SC改革，我提出了12條建議。這里是最重要的五條：
1
第一、要開展普及性教師培訓。我們的大部分老師沒有學習過腦科學和神經科學、青春期大學生發(fā)展、認知心理學和認知科學，以及學習心理學和學習科學。也沒有受過有關新模式的原理、過程與方法方面的訓練，不知道這種教學應該怎么做。因此應該全面地對教師進行普及性教師培訓；
2
第二、要實行全校性的教學改革。否則會出現劣幣驅趕良幣的現象。為什么？如果同教一門課，A老師用新方法，B老師用老方法。學生肯定會說A老師不好，布置太多的作業(yè)、要作的事太多。結果必然是A老師得差評，B老師得好評，這就是劣幣驅趕良幣。這在美國大學出現過。因此應當引起學校注意，實行全面的改革。
3
第三、支持系統(tǒng)要配合教學改革。如果老師們的觀念變了，老師們的教學活動就會變。如果教學變了，教學管理能不變嗎？同樣，教學輔助措施、教師績效評價、學校資源配置、學校行政管理、學校教學文化能不變嗎？如果這些不變，教室里的變革能持久嗎？總之，SC改革是一個范式變革。實行這樣的變革，要求學校從思想到實踐、從教學到管理、從使命到文化等所有方面，都要發(fā)生變化。最后是出現一個新學校，一個以學生為中心的大學！
4
第四、要有堅定的領導。領導是關鍵。如果學校領導層對SC改革認識不深刻、不全面，缺少決心和力度，這種改革就不會成功，或者即使實施了，也可能是熱鬧一時然后半途而廢。和所有重大改革一樣，領導是關鍵！
5
第五、要有支持性的宏觀政策環(huán)境。今天的會議以及近來的一些變化使我相信，有利于SC改革的宏觀環(huán)境正在出現。
目前以上五項中我最擔心第四條——是否有堅定支持SC改革的學校領導。有了第四條，其他都好辦。
以上是我的匯報。謝謝大家！
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2017年5月12日
華東師范大學科學會堂
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