在2001年的PISA測評中，芬蘭教育一躍成名——其學(xué)生在閱讀、數(shù)學(xué)和科學(xué)素養(yǎng)上的表現(xiàn)均領(lǐng)先全球。特別是芬蘭學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)水平，在過去20多年里，一直在OECD（經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織）發(fā)達(dá)國家中位居前三。

從橫向上對比其他國家，芬蘭學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和學(xué)校的科學(xué)氛圍表現(xiàn)得都很出色，而且芬蘭女生的科學(xué)表現(xiàn)在PISA參與國家和經(jīng)濟(jì)體中數(shù)一數(shù)二。此外，芬蘭在科學(xué)表現(xiàn)上處于頂尖水平的學(xué)生比例在所有國家中也是名列前茅。然而，從縱向上分析國內(nèi)情況可以發(fā)現(xiàn)，芬蘭也面臨著一個挑戰(zhàn)，即維持并提高學(xué)生對科學(xué)教育的興趣。OECD的一項(xiàng)數(shù)據(jù)顯示，芬蘭同意或非常同意“我喜歡在科學(xué)中獲取新知識”的學(xué)生在學(xué)生總數(shù)中的占比，2006年為64%，2016年則下降到了56%。由此可見，芬蘭學(xué)生對于科學(xué)的興趣在下降。這是一個具有廣泛性的世界難題，可能會影響未來的創(chuàng)新和公眾對科學(xué)的理解。為解決這一問題，芬蘭自2016年開始實(shí)施新課程改革，想方設(shè)法地探索更具吸引力的科學(xué)教育方法。這次改革的重點(diǎn)之一，即強(qiáng)調(diào)在科學(xué)學(xué)習(xí)中學(xué)生“參與”（Engagement）的重要性。在此，筆者將結(jié)合在赫爾辛基一些學(xué)校的課堂觀察詳細(xì)闡述芬蘭的相關(guān)做法。

變革學(xué)習(xí)方式：通過項(xiàng)目式學(xué)習(xí)將學(xué)習(xí)情景化

芬蘭中小學(xué)校普遍采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（PBL）和現(xiàn)象式學(xué)習(xí)（PhBL）等探究性學(xué)習(xí)方式，以變革和提升學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。這要追溯到2016年的課改要求——“每所學(xué)校每一學(xué)年至少要實(shí)施一個綜合教學(xué)或跨學(xué)科學(xué)習(xí)模塊”。這些學(xué)習(xí)方式都強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科合作，通過整合多個學(xué)科領(lǐng)域，讓學(xué)生能夠在實(shí)際情景中應(yīng)用所學(xué)知識，從而更深入地理解復(fù)雜的現(xiàn)象和概念。

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)在芬蘭教育中占據(jù)重要地位。這種學(xué)習(xí)方式要求學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，圍繞一個中心主題或問題開展研究。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生需要自行搜索信息、提出假設(shè)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并與同伴共享發(fā)現(xiàn)。這樣的學(xué)習(xí)方式，促使學(xué)生能夠在實(shí)際的科學(xué)實(shí)踐中扮演專業(yè)科學(xué)家的角色，例如通過科學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己的假說，這不僅增強(qiáng)了他們的科學(xué)技能，也加深了他們對科學(xué)工作本質(zhì)的理解。

現(xiàn)象式學(xué)習(xí)則側(cè)重于對現(xiàn)象進(jìn)行全面觀察，而不是透過單一學(xué)科的視角。這種方法通過探索現(xiàn)象背后的科學(xué)原理來促進(jìn)學(xué)生對現(xiàn)象的整體理解，教學(xué)主要圍繞氣候變化、可持續(xù)發(fā)展等復(fù)雜問題展開。在這種模式下，學(xué)生需要整合應(yīng)用不同學(xué)科的知識，如將生物、化學(xué)、物理和地理知識融合，以全面分析和解決問題。

這些跨學(xué)科的學(xué)習(xí)方式，不僅是為了知識的積累，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維、社會情感能力和解決問題的能力。通過小組討論和觀點(diǎn)綜合，學(xué)生們可以學(xué)會如何在團(tuán)隊(duì)中協(xié)作，如何公開辯論和捍衛(wèi)自己的觀點(diǎn)，同時從他人那里學(xué)習(xí)和吸收不同的見解。這種教育方式也對教師的教學(xué)實(shí)踐產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。通過實(shí)施PBL和PhBL，教師的教學(xué)方法更加靈活和創(chuàng)新，也更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與意愿。

變革測評方法：使用經(jīng)驗(yàn)取樣法來測評學(xué)生的“參與”

我們?nèi)绾沃栏哔|(zhì)量的“參與”正在發(fā)生？哪些“參與”只是表面熱鬧？各國心理學(xué)家對“參與”有多種理解，并使用不同的方法來確定學(xué)生是否在以影響他們表現(xiàn)的方式積極參與。芬蘭權(quán)威心理學(xué)家卡塔莉娜·薩梅拉-阿若（Katariina Salmela-Aro）認(rèn)為，“參與”具有三個關(guān)鍵屬性：興趣、技能和挑戰(zhàn)。興趣是對特定現(xiàn)象的傾向，例如想知道某些材料為何在撞擊時會崩潰，或?yàn)楹畏涑菜坪跽谙?；技能是掌握新學(xué)習(xí)機(jī)會所需的先決知識，例如了解牛頓運(yùn)動定律的基礎(chǔ)并能在創(chuàng)建新模型時應(yīng)用它們；挑戰(zhàn)是一個結(jié)果不完全可預(yù)測但可測試的行動過程，如計劃并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以解釋現(xiàn)象。

與將“參與”概念化為一般趨勢的觀念不同，芬蘭將對“參與”的衡量限定在特定時間內(nèi)發(fā)生的具體時刻，會有強(qiáng)度的不同，這使我們能夠比較例如聽老師介紹想法與建模時學(xué)生參與度的不同層次?？ㄋ蚰取に_梅拉-阿若教授及其團(tuán)隊(duì)將高度參與的時刻視為最佳學(xué)習(xí)時刻：個體在任務(wù)中如此深入投入以至于感覺時間飛逝的特定情境。這種體驗(yàn)類似于“心流”狀態(tài)，即完全沉浸在活動中。

為了測試學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)過程中的“參與”深度，以及學(xué)生在課堂上的學(xué)術(shù)、社交和情感體驗(yàn)，芬蘭赫爾辛基大學(xué)教育學(xué)院領(lǐng)銜并在多個城市使用經(jīng)驗(yàn)抽樣法（Experience Sampling Method，簡稱ESM）來測量學(xué)生在科學(xué)課堂上的參與度和社會情感狀態(tài)。學(xué)生在一天中多次被提示，通過智能手機(jī)回答關(guān)于他們所在位置、正在做什么、與誰在一起的簡短調(diào)查，以及在被提示時的感受等相關(guān)問題。參與的科學(xué)教師在與學(xué)生相同的時間回答自己的ESM調(diào)查。參與的教師和學(xué)生還要完成有關(guān)他們的態(tài)度、背景、學(xué)術(shù)福祉和職業(yè)目標(biāo)的調(diào)查。這種在較短時間里收集學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)的瞬時評估，可以讓研究者看到“參與”的真實(shí)性、強(qiáng)度和動態(tài)情況，進(jìn)而設(shè)計最佳的科學(xué)學(xué)習(xí)過程。

變革學(xué)習(xí)內(nèi)容：注重核心的科學(xué)知識和實(shí)踐過程

在提升學(xué)生科學(xué)興趣和參與度的目標(biāo)驅(qū)動下，芬蘭的科學(xué)教學(xué)內(nèi)容也在2016年的課改中進(jìn)行了一次升級，這一點(diǎn)與歐洲委員會在其“地平線 2020 計劃”（European Commission，s Horizon 2020 Work Programme）中的推薦高度一致。此計劃提倡學(xué)校的科學(xué)教育內(nèi)容應(yīng)更真實(shí)地反映科學(xué)的實(shí)踐過程，滿足青年學(xué)生的需求和興趣。所謂“科學(xué)實(shí)踐過程”，包括讓學(xué)生提出問題和定義問題、計劃和實(shí)施調(diào)查、分析和解釋數(shù)據(jù)，以及設(shè)計解決方案等。也就是說，芬蘭科學(xué)教育變革著重將學(xué)習(xí)內(nèi)容從傳統(tǒng)的科學(xué)知識獲取轉(zhuǎn)向科學(xué)思維能力的培養(yǎng)，希望每個學(xué)生都能夠“像科學(xué)家一樣思考”。

在這種教育模式中，學(xué)生不僅僅要學(xué)習(xí)理論知識，也要通過實(shí)踐活動深入理解科學(xué)原理。例如，在一個關(guān)于環(huán)境科學(xué)的單元中，學(xué)生們不是簡單地從課本上學(xué)習(xí)關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的知識，而是要親自到戶外去觀察當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，記錄和分析數(shù)據(jù)。在這樣的課程設(shè)計中，教師的角色也發(fā)生了轉(zhuǎn)變，從知識的傳授者變成了學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者。具體來說，芬蘭學(xué)生被要求研究區(qū)域湖泊的水質(zhì)問題。學(xué)生們首先需要定義研究問題，例如，什么因素正在影響湖泊的水質(zhì)？接著，他們需要計劃如何收集必要的水樣，并學(xué)習(xí)如何使用各種測量工具，如pH計和溶解氧儀。數(shù)據(jù)收集完成后，學(xué)生們將在課堂上討論如何分析這些數(shù)據(jù)，并嘗試解釋數(shù)據(jù)背后的科學(xué)原理。此外，他們還需要探討如何基于分析結(jié)果設(shè)計可能的解決方案來改善水質(zhì)問題，例如通過增加水域的植被覆蓋率來自然凈化水質(zhì)。這種教學(xué)模式，不僅可以加深學(xué)生對科學(xué)概念的理解，也鍛煉了他們的批判性思維能力和解決實(shí)際問題的能力，使他們能夠提出問題、做出計劃和實(shí)施調(diào)查。

變革教學(xué)方式：使用數(shù)字工具吸引中學(xué)生參與科學(xué)學(xué)習(xí)

芬蘭通過數(shù)字工具革新科學(xué)教育的教學(xué)方式，以提高學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)中的參與度。芬蘭課程大綱強(qiáng)調(diào)學(xué)生在使用數(shù)字工具時需要掌握如下關(guān)鍵能力——

首先，學(xué)生應(yīng)該學(xué)會以多樣化和創(chuàng)造性的方法使用數(shù)字工具。例如，在芬蘭的一個中學(xué)科學(xué)課堂上，教師利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來模擬不同的生態(tài)系統(tǒng)，學(xué)生們通過VR頭盔觀察并互動。這不僅可以增強(qiáng)學(xué)生對生態(tài)環(huán)境的理解，還激發(fā)了他們探索自然世界的興趣。

其次，使用數(shù)字工具進(jìn)行協(xié)作和網(wǎng)絡(luò)連接也是學(xué)生必須掌握的能力。在一節(jié)課上，學(xué)生們使用在線協(xié)作平臺進(jìn)行小組作業(yè)，共同研究全球暖化對極地冰帽的影響。通過這種方式，學(xué)生們不僅能夠處理和分析實(shí)時數(shù)據(jù)，還能與處在其他國家和地區(qū)的學(xué)生群體進(jìn)行信息交流和觀點(diǎn)分享。

再次，當(dāng)涉及處理數(shù)據(jù)、信息和知識時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生使用數(shù)據(jù)可視化工具，比如創(chuàng)建關(guān)于地球自然資源消耗的動態(tài)圖表。這種圖表能夠幫助學(xué)生更清晰地理解抽象的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，并提升他們對科學(xué)數(shù)據(jù)分析的興趣。在進(jìn)一步的學(xué)習(xí)中，學(xué)生應(yīng)該被指導(dǎo)進(jìn)行批判性和創(chuàng)造性的知識實(shí)踐。例如，教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)字圖書館和在線數(shù)據(jù)庫進(jìn)行深入的信息檢索，以支持他們完成在氣候變化議題上的研究報告。

最后，學(xué)生要學(xué)會使用數(shù)字工具構(gòu)建和操作抽象與具體的工件。例如，學(xué)生可以使用軟件工具創(chuàng)建概念圖和科學(xué)模型，如模擬化學(xué)反應(yīng)的動態(tài)模型，這種模型不僅能夠幫助學(xué)生理解復(fù)雜的化學(xué)過程，還可以作為他們科學(xué)探究的基礎(chǔ)。這種“以學(xué)生為中心”的方法發(fā)揮了數(shù)字工具的最大潛力，同時培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、批判性思維、創(chuàng)新能力以及其他21世紀(jì)技能。

（作者系芬蘭教學(xué)法協(xié)會主席、北京師范大學(xué)中芬聯(lián)合學(xué)習(xí)創(chuàng)新研究院附屬研究員）