基于深度學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)

錢婧 馮志偉

摘 要 深度學(xué)習(xí)是一種以學(xué)生為主體的學(xué)習(xí)方式，學(xué)習(xí)的目的在于將知識(shí)轉(zhuǎn)化成對(duì)學(xué)生來說有意義的東西。一般來說，深度學(xué)習(xí)的教學(xué)路線包括確立高階思維發(fā)展的教學(xué)目標(biāo)、設(shè)置有利于知識(shí)建構(gòu)的主題或問題、突出以學(xué)生為中心的教學(xué)策略、充分發(fā)揮信息技術(shù)手段的支持作用以及評(píng)價(jià)和反思五個(gè)階段。以“依據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算”教學(xué)為例，教師依據(jù)深度學(xué)習(xí)的教學(xué)路線組織教學(xué)，能夠有效促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的發(fā)生，提升學(xué)生的思維品質(zhì)。

關(guān)鍵詞 深度學(xué)習(xí);教學(xué)路線;化學(xué)方程式的計(jì)算

中圖分類號(hào) G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 2095-5995（2021）10-0063-03

一、 深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵及特征

20世紀(jì)70年代，美國(guó)學(xué)者馬頓等人根據(jù)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對(duì)信息的處理方式的不同提出了深度學(xué)習(xí)的概念，由此開啟了深度學(xué)習(xí)在教育界的研究浪潮。[1]實(shí)際上，深度學(xué)習(xí)既不神秘，也不是前所未有的新創(chuàng)造，它是與淺表學(xué)習(xí)相對(duì)應(yīng)的概念。從這個(gè)角度來說，我們只要了解什么是淺表學(xué)習(xí)，就能很容易理解深度學(xué)習(xí)的概念。大衛(wèi)·珀金斯曾提出了3種值得關(guān)注的知識(shí)學(xué)習(xí)結(jié)果，即惰性知識(shí)、幼稚知識(shí)和模式化知識(shí)。惰性知識(shí)意味著除非在諸如練習(xí)、作業(yè)、考試這樣有著明確刺激—反應(yīng)的情境之下，否則我們不會(huì)想到它;幼稚知識(shí)是學(xué)生在學(xué)習(xí)后重新回到早期對(duì)問題部分或全部錯(cuò)誤的直覺理解狀態(tài);模式化知識(shí)是學(xué)生只學(xué)習(xí)解決問題的步驟，機(jī)械地執(zhí)行處理問題的方式，而不理解使用這種步驟的原因。如果學(xué)生的學(xué)習(xí)僅僅停留在這些知識(shí)上，整個(gè)學(xué)習(xí)過程就是淺表學(xué)習(xí)。由此，我們可以推斷出，深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生在理解層次上的深度，以及在理解的基礎(chǔ)上建構(gòu)新舊知識(shí)之間的聯(lián)系并加以遷移、應(yīng)用，創(chuàng)造性地解決實(shí)際問題的學(xué)習(xí)。教師通常需要將學(xué)生置身于真實(shí)的問題情境中，通過設(shè)置學(xué)習(xí)任務(wù)，幫助學(xué)生將單一、零散的知識(shí)自主建構(gòu)為結(jié)構(gòu)化的知識(shí)體系，并利用其解決實(shí)際問題，從而使學(xué)生能將所學(xué)遷移應(yīng)用到新的情境中，解決新的問題。

由于國(guó)內(nèi)對(duì)深度學(xué)習(xí)的研究起步較晚，理論和實(shí)踐研究仍相對(duì)缺乏，加上教師自身對(duì)深度學(xué)習(xí)內(nèi)涵的理解不清晰和課堂教學(xué)設(shè)計(jì)能力的不足，使得深度學(xué)習(xí)變成了一種口號(hào)而非學(xué)生自主建構(gòu)知識(shí)的有意義學(xué)習(xí)。因此，課堂教學(xué)是否具有深度學(xué)習(xí)的特征是衡量課堂中深度學(xué)習(xí)是否真正發(fā)生的關(guān)鍵。通過整理文獻(xiàn)，本研究將深度學(xué)習(xí)的特征歸納為以下幾點(diǎn)：第一，深度學(xué)習(xí)不是簡(jiǎn)單地識(shí)記知識(shí)，而是對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的整體認(rèn)知，要求學(xué)生能把新知整合到原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中。第二，深度學(xué)習(xí)注重學(xué)生情感的積極投入，在這些情感內(nèi)驅(qū)力的作用下，學(xué)生能對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行思考和探究，在學(xué)習(xí)過程中展開積極的溝通與合作，對(duì)知識(shí)進(jìn)行批判性的理解。第三，深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)抓住學(xué)習(xí)內(nèi)容的關(guān)鍵，全面把握所學(xué)知識(shí)的本質(zhì)聯(lián)系，將學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行遷移和應(yīng)用。第四，伴隨深度學(xué)習(xí)的教學(xué)方式是深度教學(xué)，它不同于夯實(shí)“雙基”、拓展知識(shí)的教學(xué)，而是走進(jìn)學(xué)生情感、思維深處的教學(xué)。

二、 深度學(xué)習(xí)的教學(xué)路線構(gòu)建

深度學(xué)習(xí)不僅是一種教學(xué)理念，還是一種實(shí)實(shí)在在的教學(xué)行動(dòng)，有一套完整的教學(xué)路線。

當(dāng)然，由于不同研究者對(duì)深度學(xué)習(xí)的認(rèn)識(shí)不同，其所主張的深度學(xué)習(xí)的教學(xué)路線也會(huì)存在一定的差異。比如，美國(guó)教育研究者埃里克·詹森和尼安·尼克森提出了包括設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與課程、預(yù)評(píng)估、營(yíng)造積極的學(xué)習(xí)文化、預(yù)備與激活先期知識(shí)、獲取新知識(shí)、深度加工知識(shí)和學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)七大步驟的深度學(xué)習(xí)教學(xué)路線。[2]我國(guó)教育研究者嚴(yán)先元從明確深度學(xué)習(xí)的教學(xué)事項(xiàng)、提供深度學(xué)習(xí)的活動(dòng)載體和掌握深度學(xué)習(xí)的指導(dǎo)要領(lǐng)三個(gè)角度提出了具體翔實(shí)的深度學(xué)習(xí)的教學(xué)實(shí)施策略。[3]本文依據(jù)上述提出的深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵，在借鑒已有的關(guān)于深度學(xué)習(xí)的教學(xué)路線研究成果的基礎(chǔ)上，根據(jù)當(dāng)前課堂教學(xué)實(shí)際提出如下深度學(xué)習(xí)的教學(xué)路線：

（1）確立高階思維發(fā)展的教學(xué)目標(biāo)。著眼深度學(xué)習(xí)的教學(xué)，要突破三維目標(biāo)分類陳述的限制，將學(xué)生高階思維能力的發(fā)展作為教學(xué)的首要目標(biāo)。高階思維能力的發(fā)展程度是深度學(xué)習(xí)與淺表學(xué)習(xí)的最大區(qū)別。

（2）設(shè)置有利于知識(shí)建構(gòu)的主題或問題。深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生在記憶、理解知識(shí)的基礎(chǔ)上，對(duì)知識(shí)進(jìn)行有益的建構(gòu)，而以主題或問題為形式的知識(shí)建構(gòu)，能有效地實(shí)現(xiàn)知識(shí)的系統(tǒng)化學(xué)習(xí)。

（3）突出以學(xué)生為中心的教學(xué)策略。學(xué)生是深度學(xué)習(xí)的主體，無論是內(nèi)化建構(gòu)知識(shí)，還是遷移運(yùn)用知識(shí)，任何外在的影響或力量都不能使之主動(dòng)發(fā)生。因此，教師開展深度教學(xué)，就必須突出以學(xué)生為中心的教學(xué)策略，充分發(fā)揮學(xué)生的積極主動(dòng)性。

（4）充分發(fā)揮信息技術(shù)手段的支持作用。教師將信息技術(shù)手段運(yùn)用到課堂教學(xué)中，可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)情境，幫助學(xué)生理解學(xué)習(xí)內(nèi)容，促進(jìn)新舊知識(shí)之間的聯(lián)系，提高教學(xué)效率，從而實(shí)現(xiàn)問題的解決。

（5）評(píng)價(jià)和反思。評(píng)價(jià)和反思的目的在于引導(dǎo)學(xué)生聽取和接受來自他人的反饋與想法，進(jìn)而修正和完善學(xué)習(xí)過程與思維方式。教師需要將學(xué)習(xí)結(jié)果及時(shí)反饋給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思性學(xué)習(xí)，提升學(xué)習(xí)質(zhì)量。

三、 基于深度學(xué)習(xí)的教學(xué)案例展示

“依據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算”是滬教版化學(xué)九年級(jí)上冊(cè)教材中的內(nèi)容，這一課的教學(xué)應(yīng)幫助學(xué)生從“量”的角度進(jìn)一步認(rèn)識(shí)化學(xué)變化，并利用化學(xué)變化中物質(zhì)間的“量”的關(guān)系實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)變化的定量研究，從而使學(xué)生感受到定量研究化學(xué)變化的意義，初步形成物質(zhì)的變化觀和化學(xué)的價(jià)值觀這兩個(gè)基本的學(xué)科觀念。然而，目前這一內(nèi)容的教學(xué)多是以教師示范、學(xué)生模仿練習(xí)的形式進(jìn)行，這樣的淺表學(xué)習(xí)缺乏承載知識(shí)的有意義載體，學(xué)生不知知識(shí)的產(chǎn)生過程，缺少思維活動(dòng)，也就無法觸摸到知識(shí)的內(nèi)在本質(zhì)，從而無法自主建構(gòu)學(xué)科觀念。因此，教師需要將核心知識(shí)融入有意義的基于問題解決的事件中，在問題的解決過程中不斷加深學(xué)生思維的深度，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)科觀念的建構(gòu)。具體的教學(xué)設(shè)計(jì)如下：

（一）確立高階思維發(fā)展的教學(xué)目標(biāo)，引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)的方向

深度學(xué)習(xí)是以高階思維為核心特征的學(xué)習(xí)，高階思維是發(fā)生在較高認(rèn)知水平層次上的心智活動(dòng)或較高層次的認(rèn)知能力，其認(rèn)知目標(biāo)應(yīng)達(dá)到布魯姆目標(biāo)分類學(xué)認(rèn)知水平的分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造層次。本課中，筆者設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)為：（1）能夠利用宏觀—微觀—符號(hào)三重表征方式分析反應(yīng)物和生成物之間的質(zhì)量關(guān)系;（2）會(huì)依據(jù)化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)間的質(zhì)量關(guān)系構(gòu)建依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的過程;（3）會(huì)比較化學(xué)變化中的定量計(jì)算的方法，體會(huì)依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的意義，認(rèn)識(shí)化學(xué)變化中的定量研究對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐的應(yīng)用價(jià)值。

（二）組織結(jié)構(gòu)化的學(xué)習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生批判建構(gòu)

學(xué)習(xí)任務(wù)能驅(qū)動(dòng)和維持學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)機(jī)。在深度學(xué)習(xí)中，任務(wù)、情境、問題三位一體：基于真實(shí)情境產(chǎn)生需要解決的問題，問題解決指向具體的、需要完成的任務(wù)，學(xué)生在任務(wù)的完成過程中批判性地建構(gòu)知識(shí)和學(xué)科觀念。本課中具體的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)見表1。

（三）運(yùn)用以學(xué)習(xí)者為中心的教學(xué)策略，引導(dǎo)學(xué)生積極體驗(yàn)

真正的有意義學(xué)習(xí)是學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行個(gè)人化的、深層次的理解，它需要學(xué)生親身體驗(yàn)知識(shí)的產(chǎn)生過程，因此能否讓學(xué)生積極主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)是實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。

1.提供學(xué)習(xí)支架。教學(xué)中的學(xué)習(xí)支架是教師著眼于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，幫助學(xué)生達(dá)到更高層次理解水平的工具、策略和指導(dǎo)等。本節(jié)課中，筆者以3個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)作為支架引導(dǎo)學(xué)生逐步厘清了依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的依據(jù)、方法、步驟和意義。另外，由于學(xué)生思維發(fā)展水平的限制，他們很難直接從化學(xué)方程式中找出物質(zhì)間的質(zhì)量關(guān)系，在引導(dǎo)學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)中存在的宏觀定量關(guān)系時(shí)，筆者通過示意圖幫助學(xué)生建立宏觀、微觀和符號(hào)三重表征的聯(lián)系，使學(xué)生理解化學(xué)變化中物質(zhì)間的質(zhì)量關(guān)系源于微觀粒子間的數(shù)量和質(zhì)量關(guān)系。

2.促進(jìn)師生對(duì)話。合理的對(duì)話有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行批判理解與建構(gòu)，能使學(xué)生更積極地投入學(xué)習(xí)，進(jìn)入思維層次更高的深度學(xué)習(xí)狀態(tài)。本節(jié)課中，當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)化學(xué)方程式能體現(xiàn)各物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系后，筆者不急于進(jìn)行例題的講解和示范，而是讓學(xué)生嘗試寫出問題情境2的計(jì)算過程。之后，筆者選擇一位提出有代表性解題方案（9∶x=4∶32）的學(xué)生與之展開如下對(duì)話：

“9”是什么？（師）

液氫的質(zhì)量。（生）

它沒有單位是否合理？

“x”是什么？（師）

液氧的質(zhì)量。（生）

未作說明是否合理？

“4∶32”是什么？（師）

液氫和液氧的質(zhì)量比。（生）

這個(gè)質(zhì)量比是如何找到的？（師）

化學(xué)方程式告訴我們物質(zhì)的質(zhì)量比為化學(xué)計(jì)量數(shù)與相對(duì)分子質(zhì)量的乘積之比。（生）

為什么是“=”？（師）

化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)間的質(zhì)量比是一定的。（生）

為什么？（師）

化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)的微粒的個(gè)數(shù)比是一定的，而每種物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量也一定，所以質(zhì)量比一定。（生）

在對(duì)話過程中，學(xué)生在被教師反問、追問的過程中深刻理解了依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的數(shù)字和符號(hào)的含義，對(duì)依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的學(xué)習(xí)由教師要求轉(zhuǎn)化為主動(dòng)建構(gòu)。

3.滲透元認(rèn)知策略。元認(rèn)知是學(xué)生對(duì)自己思維活動(dòng)的反思和自省。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)向?qū)W生提供元認(rèn)知策略，使學(xué)生在建構(gòu)知識(shí)的同時(shí)能反思、調(diào)節(jié)和監(jiān)控自己的學(xué)習(xí)進(jìn)程，不斷改進(jìn)自己的認(rèn)知。在本課教學(xué)中，當(dāng)學(xué)生計(jì)算出問題情境2中液氧的質(zhì)量為72t后，筆者進(jìn)一步讓學(xué)生交流討論“若充入的液氧質(zhì)量大于72t或小于72t會(huì)有什么影響”，使學(xué)生體會(huì)開展化學(xué)變化中的定量研究對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐的重大作用。另外，在任務(wù)3中，筆者讓學(xué)生從多角度思考并交流“9t液氫完全燃燒能生成多少質(zhì)量的水”以及“收集滿3集氣瓶氧氣至少需要多少質(zhì)量的高錳酸鉀”這兩個(gè)問題時(shí)，學(xué)生會(huì)從質(zhì)量比、元素守恒和總質(zhì)量守恒等角度思考化學(xué)反應(yīng)中的計(jì)算問題。學(xué)生在這些交流討論中通過審視自己和他人的思維過程來不斷調(diào)整、監(jiān)控自己的學(xué)習(xí)行為，同時(shí)促進(jìn)了其元認(rèn)知能力的發(fā)展。

（四）運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，支持學(xué)習(xí)深度發(fā)生

提倡深度學(xué)習(xí)并不是徹底否定淺表學(xué)習(xí)，也不是排斥淺表學(xué)習(xí)，因?yàn)閷W(xué)習(xí)本身就是一個(gè)從淺表到深層逐漸轉(zhuǎn)化的過程。在這個(gè)過程中，信息技術(shù)手段的合理運(yùn)用能夠有效促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的發(fā)生。在本課中，筆者較多次地使用同屏技術(shù)，

讓學(xué)生在分析與討論的過程中，看到自己或其他同學(xué)在解題上的“斷點(diǎn)”，由此引發(fā)學(xué)生的思維碰撞，進(jìn)一步討論、總結(jié)解決問題的方法。

學(xué)生的學(xué)習(xí)在這樣的信息技術(shù)手段的支持下變得更清晰，有利于促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。

（五）選擇持續(xù)關(guān)注的評(píng)價(jià)方式，引導(dǎo)學(xué)生深度反思

持續(xù)性和實(shí)時(shí)性地鑲嵌于學(xué)習(xí)過程中的評(píng)價(jià)是判斷學(xué)生是否達(dá)到深度學(xué)習(xí)的預(yù)期目標(biāo)、引導(dǎo)學(xué)生深度反思自己的學(xué)習(xí)狀況并調(diào)整學(xué)習(xí)策略的有效途徑。在本課的任務(wù)2中，筆者讓學(xué)生嘗試寫出計(jì)算過程后再說明數(shù)字及符號(hào)的含義，這樣做的目的是利用學(xué)生對(duì)數(shù)字和符號(hào)的含義的說明來評(píng)價(jià)學(xué)生是否真正掌握了依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的原理。在本課的任務(wù)3中，筆者通過觀察學(xué)生對(duì)問題的解決過程判斷學(xué)生是否掌握了依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的方法和步驟。這些鑲嵌于學(xué)習(xí)過程中的評(píng)價(jià)促使學(xué)生在自己和他人回答的過程中實(shí)現(xiàn)反思、監(jiān)控與調(diào)整自己的學(xué)習(xí)進(jìn)程。

（錢婧，吳江區(qū)梅堰中學(xué)，江蘇 蘇州 215200;馮志偉，吳江區(qū)銅羅中學(xué)，江蘇 蘇州215237）

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責(zé)任編輯：謝先成