清华毕业后,她在中学带学生做“科研”

“那时觉得自己还算优秀,从小到大总得第一,又考上了北师大、读了清华的博士,从没想过以后会去当一个中学老师。”中国人民大学附属中学高级教师和渊笑着回忆起彼时那个骄傲的自己。如今,从对“自我”重新定义之后,她在中学教育的实践里找到了真正的满足与内心的坚定。

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和渊,中国人民大学附属中学高级教师,北京市优秀青年人才,北京市骨干教师,海淀区学科带头人,全国十三五规划基金课题主持人,《生物学通报》编委。著有《成为学习高手》《生物学观念和方法例谈》等书。


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建构属于自己的系统


2005年,和渊凭着一股要证明自己并对得起父母的念头顺利考入了北京师范大学生物系。从山西的一座小城到首都北京,初入大学时的她总觉得自己像一只丑小鸭进入了另一个世界。不知该如何自处时,是“好学生”的本能驱使着她一往无前,整个大学期间,她不敢停歇、拼命学习,按照优秀学长学姐的样本在每一个关键的时间节点做着“正确”的事。大三时,已经考完托福和GRE,拿到了新加坡国立大学的全奖资格。大三暑假,在清华听完一场令她心潮澎湃的讲座后,决定前往清华读书,立马给讲座的这位“大咖”发送了邮件、争取面试机会,在保研季顺利进入了清华大学结构生物学中心,成为颜宁团队的一员,从大四起,就开始了泡在实验室的日子。那时的和渊甚至悄悄想过,自己是不是也能成为一名“科学家”。


转折发生于进入实验室的第三年,和渊的父亲突发脑梗,在终于处理好情绪返校的路上,她收到了来自老师的电话,哈佛大学的研究者已经在Nature上发表了和她研究课题相近的文章。这意味着她在科研界三年的辛苦随之东流,她第一次不知道接下来该去做些什么。


在日复一日的混沌中,和渊开始怀疑一直以来自己的努力是否真的有意义。困顿至极时,她开始读尼采、萨特,读量子力学、神经科学,通过阅读思考人究竟为何而活、自己到底想要什么。和渊这时才发现,自己似乎一直都在沿着大多数人认为“好”的路向前走,却从没有问过自己“我是谁”。而要想真正安身立命,必须建立一套稳定的自我系统,不能始终活在别人的系统里。


后来,和渊申请加入了清华的学生职业发展协会,她与作为导师的优秀校友聊成长经历与处世态度,在学习各类课程的过程中丰富人生体验。第一次听到“择己所爱、择己所长、择己所利、择世所需”的职业选择模型时,那种震惊令和渊记忆犹新。“我想,如果我在中学时就知道如何提升自我认知,是不是就能更快地找到自己?随之迸发的是一种想要成为教师的强烈冲动,“我希望自己读过的书、走过的路、见过的人、经过的事、看过的远方,能指引我的学生走好通往未来的路”。


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洞察学习的底层逻辑


在师长的鼓励下,和渊重新调整研究方向,最终在2014年顺利毕业,并如愿成为一名中学教师。如今的“师范热”之下,名校硕博进入中学任教似乎已趋于常态。不过,那时和渊的身边不乏“大材小用”“资源错配”的声音,只是她不会再因此而怀疑自己的抉择,并清楚地察觉到自己的独特优势:“在教学中,尤其需要一种拨开纷繁复杂的表象去探究事物底层逻辑的能力,而这正是我在硕博期间时常接受的训练。


和渊希望在教授知识的基础上,为学生提供一种以生物学视角看待世界的方式,引导他们建构4个重要的生物学思维,即结构功能观、物质能量观、稳态平衡观、进化适应观。“毕竟在毕业后,不会有人再去考查他们呼吸作用有哪些细节、遗传的基本规律是什么,但知识背后蕴含的学科思维会使他们终身受益。比如,他们可能不会再记得分子由细胞质、细胞核、细胞膜等组成,但我希望结构功能观可以留在学生的脑海中。他们可以将其用于解释任何事物:鸟类的骨骼是中空的,这是它能飞起来的重要原因;故宫的梁与柱之间用榫卯节点连接,这是它屹立千年不倒的重要原因;一个社会组织中,若是从上到下的层级结构得到妥善安排,整个机构便能高效运作。”在教学过程中,和渊会注意这样引导学生回归真实生活,体验知识背后的世界观与方法论。她希望能使学生多一种生物学的视角去观察这个世界,从学科知识的学习中获得处理各类问题的启发。“小到安装灯泡,通过判断螺纹、走向,实现通电发亮;大到作为一个组织的管理者,通过合理的设置,实现高效运行,实际上都能看到结构功能观的作用。


硕博期间,导师最常告诉和渊的是要具备讲好故事的能力,所谓的“好”是指将科学研究过程讲得精彩,能令听者感到兴奋。和渊讲故事的方式是灵活的。日常的教学中,学生有机会了解科学家们的科研过程及少为人知的个体故事:们或是被裹进激烈的同行角逐,或是经历沉寂许久的坚持……学生得以从那些静默知识的背后,体会一个个鲜活的个体曾经历怎样的探索。她希望学生不仅能从中感受知识的温度,还能思考有关科研和人生的话题,明白在科研探索中务必求真,也意识到成功或许离不开偶然。


和渊对学生的思维训练体现于每一处教育细节,既包括知识的传授,也包括题目的讲解。在讲到近期海淀区高三期中考试里“研究asRNA功能”的那道大题时,和渊在备课期间提前还原了科学家在实验过程中的完整思路,而后带领学生一句句梳理题干信息,思考不同物质和信息如何关联、作用,并如何最终得出那幅“机制模型图”。这道大题约20分钟的讲解是一个故事的展开过程,也是一个融入稳态与平衡观的好时机。“没有asRNA时,mRNA的产生速率较慢,相应地,这种蛋白质就不会太多。而当生命体的mRNA需求量增加时,细胞自然会大量产生asRNA以应对外界的环境胁迫,从而维持细胞的稳态。


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和渊非常享受上课时的心流状态,喜欢学生课上闪着光的眼神,更乐于接受学生的各种提问,若是有人问出经过深度思考的问题,更能令她格外欣喜。和渊从不担心被问倒,她希望教给学生的不只是知识,还有分析问题的方法论。遇到一时难以回答的问题时,她会与学生一起条分缕析地探寻答案。比如,一个学生问起某个池塘是否属于一个种群时,和渊领着他们一起查看种群的定义,逐个比对该池塘是否符合定义中的关键词。在长期的训练中,她能明显察觉到学生的思维进阶:“高一时,他们可能问的是‘是什么’这类知识性问题,慢慢地会有人问‘为什么’这类探究性问题,再往后就能感受到他们问题里的逻辑链条越来越清晰。”有时,当学生做到某些逻辑链条没交代完整的题目时,还能自信地指出题目中可能缺失的关键信息,而不是怀疑自己的解题能力。


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学习或许不必如此“内卷”


在全国顶尖的中学学习,和渊的学生们可以称得上同龄人中的佼佼者。他们之中,不少人能考入清华大学、北京大学这样的名校,也有一些学生拼命努力,却收效甚微。为什么他们学得这么辛苦?为什么有些成绩很好的学生看起来不是最用功的学生?个体如何作出“正确”的努力?怀着优化教育教学的思考,和渊自刚开始执教起,就会每日记录教育教学中的各种困惑,并在不断地阅读、观察和实践中,寻找问题的答案。随着上述问题越来越高频地出现,她开始按照科研的方式探索“如何科学地学习”这一课题。


和渊关注到学生一些常见的学习误区,比如“低水平重复”和“低质量勤奋”。她指出了导致此类现象的可能原因:“美国密歇根商学院教授诺尔·迪奇曾将知识和技能的学习划分为三个相互嵌套的圆形区域,分别代表舒适区、学习区和恐慌区。舒适区涵盖了我们已经熟练掌握的各项知识和技能,在这个区域不断练习,我们虽然可能在短期内提升一些成绩,但容易误以为自己已经掌握了所有知识和技能,从而感到乏味、变得被动,这实际上阻碍了学生成绩的进一步提升。习区是最适宜学生提升学习成绩的区间,学生必须通过刻意练习去定位自己的学习区。当学习内容中有85%是已经熟悉的内容,只有15%是新知识时,学习才是最有效的。恐慌区则包含那些超出我们当前能力或理解范围的知识和技能。


在日常教学中,和渊会注意保持15%的“意外率”,让学生一直怀有对知识的好奇心,从不断的正反馈中获得对学习的掌控感。同时,为了帮助学生更高效、科学地用脑,她也会在日常教学中有意识地融入学习科学的相关知识。比如,结合艾宾浩斯遗忘曲线布置作业,同时让学生明白按照相应的时间节点完成作业时,对知识的回忆率能从10%左右迅速回升至70%~ 80%。又如,结合“费曼学习法”和“学习金字塔”理论,尽可能让学生经历讨论、实践、教授他人等主动学习,并让他们明白使用这类学习方法后,知识的留存率会在50%以上。很多学生在认知了有关学习的规律后,在行动上的表现会更加积极、学习状态也越来越好。和渊希望,学生能用最短的时间掌握那些必须掌握的知识点,而后去探索其他自己感兴趣的事物。


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在无关考试的课程里找到自己


那些“多”出来的时间里,和渊想给学生提供一个平台,使他们能够经由不同学科的探索,去发现自己究竟喜欢什么、擅长什么,进而形成清晰的自我认知。“这一念头源自清华时的那次顿悟,我想当老师、想做些事,想影响哪怕一个孩子。她说道。因此,在负责两个班生物教学的基础上,她以极大的热情开发校本课程,所涉及的主题包括科学实验探究、健康类创新产品设计和开发、生命科学视角的人工智能等。此外,每个周五下午,有科研意愿的高一、高二学生还可以参与研究性学习,在和渊的带领下经历从确定课题方向,到设计实验、验证假设,再到论文结题等相对完整的科研过程。有学生就“金鱼之死”展开探究,购置仪器、试验方案、分析数据,探究影响金鱼生存状况的因素;有学生利用人工智能技术,模拟胰岛素之间的相互作用,尝试建立三聚体蛋白相互作用的位点模型;还有学生在课后利用前沿科学技术,对噬菌体基因进行模块化编辑,想以此解决细菌抗生素抵抗的问题,该方案还获得了“亚洲生物医学未来领袖大赛”金奖。学生基于真实情境深入思考问题、解决问题,在一次次的实验、合作、展示中更真实地体会知识学习的乐趣。


因为喜欢实验,一位学生完整地参与了两年的研究性学习。结课那天,他给和渊送上了一份特别的礼物,56页的笔记本上,工工整整地记载了每一次研究过程。“他真的很喜欢做实验,我说‘喜欢,你就去做,老师支持你’。因为研究的‘细菌’不等人,我们大年三十还去了一趟实验室。和渊不仅带着他在本校实验室做实验,还积极推荐他加入由清华留校任教的师兄师姐开展的组会,学习仪器的使用方法等。他拍下了每台仪器的照片,将它们贴在了笔记本里。“我觉得,这是我高中阶段非常美好的回忆。我终于确定了自己想要的是什么,终于看清了自己想要怎么走。并且,会一直走下去。”笔记本的最后,男孩这样写道。毕业那年的强基计划考核中,考官详细地问起他过往的实验经历,他对答如流,最终以满分的成绩通过面试,进入上海交通大学生物学专业。如今,已经研二的他仍坚定地走在当初认定的那条路上。那个笔记本和这段故事是近些年的教学生涯中和渊最珍视的礼物。


在和渊看来,如今社会上似乎有一股强大的世俗力量,拖着人们走向平庸。社会对小学生的期待是星辰大海,对中学生的期待就变成了考上好大学,对大学生的期待是找份好工作,对成年人的期待则是成为一个成功的人,而后结婚生子,随之再次陷入循环。可是,每个人都应该有自己的选择,有属于自己的标准,至少可以去试一试能否不断丰富自己、壮大内核、扩大边界。在所有的探索和尝试中,她始终希望自己和学生能够对抗将人拖向“平庸”的那股力量。渊承担各项研究课题,担任国家级科技辅导员,并在2021年正式成为一名科普创作者,陆续出版了《成为学习高手》《给孩子的费曼学习法》等多部著作,以不同的身份推进科学教育。“让学生的学习成为一种追随内心的过程,不是因为被迫,而是出于渴望。”这是和渊希望在有限的教育空间里,能对学生产生的最大影响。




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来源 | 《教育家》杂志2024年12月第2期,原标题《和渊:探究学习的基础,对抗“平庸”的力量
作者 | 王梓霖
统筹 | 周彩丽 
校对 | 齐丽涛
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