汪明
摘要:庫伯的體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈是一種深度學(xué)習(xí)模型。物理概念學(xué)習(xí)運(yùn)用這一模型進(jìn)行教學(xué),即以學(xué)生的前概念為基礎(chǔ),進(jìn)行深度學(xué)習(xí)認(rèn)知,反復(fù)觀察和體驗(yàn)生活中的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐,進(jìn)行批判性思考、比較與分類、歸納與演繹,然后再走向生活實(shí)踐中進(jìn)行檢驗(yàn),將概念內(nèi)化成科學(xué)的物理觀念,形成問題解決能力。
關(guān)鍵詞:體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈;深度學(xué)習(xí);反思;概括;檢驗(yàn)評價(jià)
中圖分類號:G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1673-9094(2020)09A-0003-06
學(xué)習(xí)是一種經(jīng)歷和體驗(yàn),可看成是社會(huì)經(jīng)驗(yàn)和歷史文化向個(gè)人知識轉(zhuǎn)化的過程。教學(xué)過程如果僅強(qiáng)調(diào)簡單的識記和理解,是無法讓學(xué)習(xí)者完成知識建構(gòu)的。作為一線教育實(shí)踐者,我們一直在思考如何建構(gòu)有利于學(xué)生批判性思維與實(shí)踐能力發(fā)展的教學(xué)模型。美國學(xué)者大衛(wèi)·庫伯(David A. Kolb)的體驗(yàn)學(xué)習(xí)模型值得借鑒。他認(rèn)為,學(xué)習(xí)可以理解為一個(gè)行動(dòng)、反思、理論和實(shí)踐循環(huán)往復(fù)的過程,體驗(yàn)學(xué)習(xí)會(huì)走向深度學(xué)習(xí)[1]。因此,本文嘗試從庫伯體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈理論出發(fā),結(jié)合深度學(xué)習(xí)內(nèi)涵與特征,以“加速度”概念教學(xué)為例,為學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)提供教學(xué)參考。
一、體驗(yàn)學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)
(一)體驗(yàn)學(xué)習(xí)
首先強(qiáng)調(diào)的是,體驗(yàn)不等于體驗(yàn)學(xué)習(xí)。近年來,學(xué)界有泛化體驗(yàn)學(xué)習(xí)這一概念的傾向,把體驗(yàn)學(xué)習(xí)等同于體驗(yàn)活動(dòng),導(dǎo)致教學(xué)只停留在具體活動(dòng)階段,忽略學(xué)習(xí)者個(gè)體經(jīng)驗(yàn)的介入與體悟,雖然有做(doing)而無學(xué)習(xí)(learning)。在庫伯看來,學(xué)習(xí)不是知識的直接獲取,而是學(xué)習(xí)者體驗(yàn)的轉(zhuǎn)換和知識的創(chuàng)造過程[2]。具體地說,學(xué)習(xí)是由具體體驗(yàn)、反思觀察、抽象概括與行動(dòng)應(yīng)用所組成的完整過程(如圖1)。在此過程中,學(xué)習(xí)者首先通過親身經(jīng)歷和思維參與,具體感知后獲得系統(tǒng)知覺;其次通過協(xié)作交流,對觀察到的事物進(jìn)行分析、評估和綜合,確認(rèn)自己的發(fā)現(xiàn),澄清觀念事實(shí);再次,將觀察與反思的結(jié)果進(jìn)行概括抽象,形成一般可靠性結(jié)論,或是就觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行解釋,尋求問題解決;最后,學(xué)習(xí)者還要學(xué)會(huì)遷移評價(jià),在新的情境下進(jìn)行理論假設(shè)的正確性檢驗(yàn)。因此,體驗(yàn)學(xué)習(xí)的過程又稱為“體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈”。值得注意的是,盡管庫伯強(qiáng)調(diào)了具體體驗(yàn)在學(xué)習(xí)中的重要性,但他也提醒學(xué)習(xí)者,不必總是從具體體驗(yàn)開始,可以由“體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈”中的任何一點(diǎn)進(jìn)入學(xué)習(xí)過程。
(二)深度學(xué)習(xí)
“深度學(xué)習(xí)”有語境意義上的差別:一是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的“深度學(xué)習(xí)”(deep learning),它來源于機(jī)器學(xué)習(xí),是一種基于對數(shù)據(jù)進(jìn)行表征的學(xué)習(xí)方式,是基于人腦結(jié)構(gòu)的一種計(jì)算機(jī)算法思維和問題解決模型。另一種是教育學(xué)領(lǐng)域的“深度學(xué)習(xí)”(deeper learning),指向“知識”和“學(xué)習(xí)”兩個(gè)核心,體現(xiàn)了全新的學(xué)習(xí)觀和知識觀。學(xué)者何玲與黎加厚(2005)在綜合國內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上,給出了深度學(xué)習(xí)的具體定義:深度學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者在理解的基礎(chǔ)上,批判性地學(xué)習(xí)新的思想和事實(shí),將它們納入原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中,并且能夠聯(lián)系不同的思想,將已有的知識遷移到新的情境中,做出決策和解決問題的學(xué)習(xí)[3]。北京師范大學(xué)郭華教授也率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開展了深度學(xué)習(xí)項(xiàng)目研究,指出深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)指向深度理解能力、知識遷移能力以及問題解決能力[4-5]。他闡釋了知識學(xué)習(xí)的目標(biāo)與過程等核心問題,如知識的批判性建構(gòu)、復(fù)雜問題解決、人際協(xié)作溝通等,提出深度學(xué)習(xí)將有助于學(xué)生適應(yīng)未來社會(huì)發(fā)展的諸多要求。由此可見,深度學(xué)習(xí)在關(guān)注學(xué)習(xí)內(nèi)容的同時(shí),更著重于學(xué)習(xí)過程,更加注重批判性思維與問題解決能力的培養(yǎng)??梢钥闯?,深度學(xué)習(xí)和體驗(yàn)學(xué)習(xí)在強(qiáng)調(diào)原認(rèn)知、重視過程體驗(yàn)、突出遷移和問題解決能力等方面不謀而合。
(三)體驗(yàn)學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)的關(guān)聯(lián)模型
我們認(rèn)為,深度學(xué)習(xí)與體驗(yàn)學(xué)習(xí)密切相關(guān),具體體現(xiàn)在三個(gè)方面:其一,深度學(xué)習(xí)是基于知識和創(chuàng)造知識的學(xué)習(xí)過程,而知識是在體驗(yàn)的轉(zhuǎn)換過程中才被創(chuàng)造的。知識的創(chuàng)造與個(gè)體經(jīng)驗(yàn)相關(guān),與知識產(chǎn)生的經(jīng)驗(yàn)背景相關(guān)。如果教學(xué)把知識從其賴以存在的背景、意義和經(jīng)驗(yàn)中剝離出來,成為抽象的符號,學(xué)習(xí)者就無法具體感知,也就談不上深度學(xué)習(xí)了。其二,深度學(xué)習(xí)通過知識的概括理解來建立認(rèn)知方式,批判性思維和創(chuàng)新性思維是其培育的核心目標(biāo)。它的顯著特征就是體驗(yàn)與反思,是一種沉浸式或?qū)舆M(jìn)式學(xué)習(xí);而體驗(yàn)學(xué)習(xí)從對情境的感知、觀察、感悟到問題的解決、理論的應(yīng)用,正是深度學(xué)習(xí)的意義建構(gòu)過程。其三,深度學(xué)習(xí)重視知識之間的充分關(guān)聯(lián)度。深度學(xué)習(xí)不是純粹的符號學(xué)習(xí),而是承載著對知識所依存的文化內(nèi)涵的學(xué)習(xí)。體驗(yàn)學(xué)習(xí)關(guān)注多維度地理解與領(lǐng)悟知識,尋求其與文化、經(jīng)驗(yàn)和情境之間的內(nèi)在聯(lián)系,讓學(xué)習(xí)者成功地將社會(huì)知識內(nèi)化為個(gè)體的認(rèn)知體驗(yàn),達(dá)到對知識的意義建構(gòu)。
學(xué)習(xí)的本質(zhì)就是解決人認(rèn)識世界和適應(yīng)世界之間的辯證對立關(guān)系,其主要矛盾與學(xué)習(xí)者體驗(yàn)學(xué)習(xí)的深度密切相關(guān)。對學(xué)習(xí)內(nèi)容的體驗(yàn)方式是兩種形式:一是感知(即具體體驗(yàn)),另一種是領(lǐng)悟(即抽象概括)。感知是指我們通過知覺,將情感與態(tài)度注入其中,與學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行融合體驗(yàn),在我們對學(xué)習(xí)情境感知之時(shí),再應(yīng)用自身的認(rèn)知能力,通過領(lǐng)悟來獲取知識經(jīng)驗(yàn)。值得注意的是,僅通過感知或是單純的領(lǐng)悟都不會(huì)獲取全部的事實(shí)真相,因?yàn)闆]有具體經(jīng)驗(yàn)的領(lǐng)悟一定是空洞的,而沒有邏輯推論的感知一定是盲目的,只有在感知與領(lǐng)悟之間達(dá)到辯證統(tǒng)一,學(xué)習(xí)才真正成為有意義的深度學(xué)習(xí)。在感知與領(lǐng)悟之間,學(xué)習(xí)者必須通過體驗(yàn)的轉(zhuǎn)換才能完成和諧統(tǒng)一,體驗(yàn)轉(zhuǎn)換也涉及兩種加工方式:內(nèi)涵轉(zhuǎn)換(即反思觀察)與外延轉(zhuǎn)換(即行動(dòng)應(yīng)用)。兩種體驗(yàn)轉(zhuǎn)換方式之間也是對立統(tǒng)一的辯證關(guān)系??梢姡瑤觳w驗(yàn)學(xué)習(xí)圈理論是由具體體驗(yàn),經(jīng)反思觀察、抽象概括與行動(dòng)應(yīng)用后再回到具體體驗(yàn)所組成的完整過程[6-8]。其中,學(xué)習(xí)者處理好具體與抽象、反思與應(yīng)用之間的矛盾是課堂是否進(jìn)行深度學(xué)習(xí)的關(guān)鍵(如圖2)。需要指出的,體驗(yàn)學(xué)習(xí)不是一個(gè)單純的“平面循環(huán)”,也不是經(jīng)由具體體驗(yàn)到主動(dòng)檢驗(yàn)一個(gè)循環(huán)就結(jié)束,而是一個(gè)螺旋上升的進(jìn)階過程,可以不斷地循環(huán)往復(fù)。也就是說,體驗(yàn)學(xué)習(xí)中第一次循環(huán)到行動(dòng)應(yīng)用,意味著下一次具體體驗(yàn)的開始。
二、指向深度理解的體驗(yàn)學(xué)習(xí)教學(xué)案例
課堂教學(xué)是課程改革的“最后一公里”。具體到物理教學(xué),其研究范式離不開思維與實(shí)踐。它以概念與定律的形式來規(guī)范和影響科學(xué)研究進(jìn)程,對科學(xué)發(fā)展與創(chuàng)造起著啟示和創(chuàng)新的作用。實(shí)施深度學(xué)習(xí),就是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識的同時(shí),指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行批判性思考,培育學(xué)生的理性精神和實(shí)踐能力,建立對于科學(xué)觀念的積極情感、對于事實(shí)和證據(jù)的科學(xué)態(tài)度,進(jìn)而學(xué)會(huì)用科學(xué)的思維方式來認(rèn)識事物和解決問題。下文筆者以人民教育出版社高中物理必修1中“加速度”概念教學(xué)為例來說明體驗(yàn)學(xué)習(xí)的過程。
(一)為什么選擇“加速度”概念
加速度是物理初學(xué)者最先接觸而又較難理解的一個(gè)物理學(xué)概念,“是人類認(rèn)識史最難建立的概念之一,也是每一個(gè)初學(xué)物理的人最不易真正掌握的概念”[9]。加速度概念如此抽象,以至于我們很難借助日常感覺經(jīng)驗(yàn)來構(gòu)建它。我們觀察生活中的物體運(yùn)動(dòng)時(shí),對運(yùn)動(dòng)的軌跡、位移和運(yùn)動(dòng)的快慢都有足夠的感性認(rèn)識,這有利于建構(gòu)“速度”概念。即使如此,學(xué)習(xí)者初次運(yùn)用極限思想建立“瞬時(shí)速度”概念時(shí)仍然十分困難,而生活中與“加速度”相關(guān)的物理現(xiàn)象并不多,因此構(gòu)建不易。
另一方面,加速度是速度矢量變化率,其內(nèi)涵十分豐富。其一,初學(xué)者構(gòu)建矢量概念有困難,對瞬時(shí)速度的矢量理解又覺得抽象,再來理解速度矢量變化和變化率則更加不易。其二,加速度概念是建立學(xué)生“運(yùn)動(dòng)和相互作用”這一物理觀念的基石,各類教材都采用大概念進(jìn)階的方式,先研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度,然后逐漸走向變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度、拋體運(yùn)動(dòng)加速度、圓周運(yùn)動(dòng)加速度、再到簡諧運(yùn)動(dòng)加速度等。加速度概念在力學(xué)中的地位非常重要,正如羅素評價(jià):“加速度的基本重要性,也許是伽利略所有發(fā)現(xiàn)中最具有永久價(jià)值和最有效果的一個(gè)發(fā)展”[10]。因此,本文選擇“加速度”來應(yīng)用庫伯體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈,為物理概念教學(xué)提供了可借鑒的操作指南。
(二)體驗(yàn)“加速度”的概念學(xué)習(xí)
在概念形成教學(xué)階段,教師根據(jù)體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈要求,先從具體經(jīng)驗(yàn)出發(fā),提出導(dǎo)引性問題,讓學(xué)生圍繞生活中“速度快”“速度變化大”“速度變化快”這三個(gè)主題,進(jìn)行觀察領(lǐng)悟,感受差異性,再進(jìn)行抽象概括,形成“加速度”這一概念。
【情境設(shè)計(jì)1】媒體展示:普通小汽車與旅客列車的速度都能達(dá)到100km/h,但所用的時(shí)間不同,小汽車起步時(shí)間大約20s,而列車所需時(shí)間500s。
教師(設(shè)計(jì)引導(dǎo)性問題):誰的速度增加得快?兩種交通工具平均每秒速度分別增加多少?
學(xué)生:小汽車的速度增加得比較快,因?yàn)樾∑嚭突疖嚢l(fā)生相同的速度變化時(shí),小汽車所用的時(shí)間較少。小汽車平均1s速度增加5km/h,火車平均1s速度增加0.2km/h。
【情境設(shè)計(jì)2】觀察表1,分別比較A、B、C、D、E和F,繼續(xù)研究它們的初速度、末速度和速度的變化量,比較它們每秒鐘速度變化量大小,你有什么新發(fā)現(xiàn)?
【情景設(shè)計(jì)6】進(jìn)行檢驗(yàn)評價(jià)。讓學(xué)生說一說、想一想、做一做。進(jìn)行概念遷移,實(shí)現(xiàn)問題解決。
說一說:對于機(jī)械運(yùn)動(dòng)而言,可以說“它運(yùn)動(dòng)了多遠(yuǎn)”,這對應(yīng)著位移或路程概念;也可以說“它運(yùn)動(dòng)有多快”,這對應(yīng)著速度概念;然而,在生活用語中,沒有與加速度所對應(yīng)的詞語。只有一些籠統(tǒng)的“快和慢”說法,有時(shí)對應(yīng)速度,有時(shí)對應(yīng)加速度。觀察表1和圖4,哪些是說明速度大,哪些是說明加速度大,你能舉出一些例子來嗎?
學(xué)生:“飛機(jī)飛得快”“飛人博爾特跑得好快”表示“速度大”;“賽車啟動(dòng)很快”“汽車的急剎性能好”等表示“加速度大”。
想一想:一是類比平均速度與瞬時(shí)速度的關(guān)系,體會(huì)平均加速度與瞬時(shí)加速度概念的區(qū)別,鞏固對“極限”思想的理解。二是類比速度變化量與加速度的關(guān)系,體會(huì)變化率是變化量與變化時(shí)間的比值,如某一季節(jié)河流的水位隨時(shí)間變化,我國人口生育量會(huì)隨時(shí)間變化,等等。
做一做:草原上羚羊與獵豹的矛盾對立生存問題探討。大自然賦予羚羊的本領(lǐng)使它可以在4秒內(nèi)速度由零增加到100km/h,且能持續(xù)較長時(shí)間;而獵豹在4秒內(nèi)速度可以達(dá)到120km/h,但只能維持3分鐘。試問:獵豹和羚羊誰的速度增加得更快?試進(jìn)一步探究,獵豹如能捕獲羚羊,最初它們之間的距離最遠(yuǎn)為多少?
概括說來,課堂教學(xué)目的之一就是幫助學(xué)習(xí)者建構(gòu)理解社會(huì)知識所必需的經(jīng)驗(yàn)。所以,體驗(yàn)學(xué)習(xí)不只是一個(gè)單純的認(rèn)知過程,而是一種整體性的學(xué)習(xí)理論。在“加速度”概念教學(xué)中,先從學(xué)生的具體經(jīng)驗(yàn)出發(fā),以生活中普通小汽車與火車起步為例,并設(shè)置引導(dǎo)性問題,讓學(xué)生聚焦問題觀察,然后抽象概括,形成加速度概念,主動(dòng)進(jìn)行應(yīng)用實(shí)踐。完成一個(gè)完整的體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈循環(huán)后,再設(shè)計(jì)引導(dǎo)性問題,誘發(fā)學(xué)生的態(tài)度情感,讓學(xué)生的知覺、思維、行為和自我反思一起參與到加速度矢量方向研究中去。如此這般,學(xué)習(xí)者知、情、意、行一起參與,使體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈螺旋式不斷循環(huán)上升,使學(xué)生對生活中的具象觀念有科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識,進(jìn)而讓學(xué)習(xí)者內(nèi)化學(xué)科概念。
三、“體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈”視角下物理概念深度學(xué)習(xí)的教學(xué)策略
1.循環(huán)使用體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈
庫伯認(rèn)為,學(xué)習(xí)不通過經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)換,大多會(huì)呈現(xiàn)被動(dòng)、膚淺的學(xué)習(xí)狀態(tài),會(huì)缺乏對概念學(xué)習(xí)的深入理解。以知識化、網(wǎng)絡(luò)化為特點(diǎn)的未來社會(huì)需要學(xué)習(xí)者掌握批判與創(chuàng)造、樂于協(xié)作、善于溝通等綜合素養(yǎng)。因此,對核心概念的教學(xué),需要循環(huán)使用體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈,使學(xué)生對核心概念的內(nèi)涵和外延得以深刻理解。
2. 減少同質(zhì)的體驗(yàn)活動(dòng)
但我們也要注意到,教師在喚醒學(xué)生具體經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)時(shí),盡量要減少同質(zhì)的體驗(yàn)活動(dòng),經(jīng)驗(yàn)的簡單重復(fù)不利于學(xué)生將反思觀察到現(xiàn)象進(jìn)行概括歸納。如在本節(jié)課中,“加速度”是物理學(xué)中重要概念,教學(xué)中教師進(jìn)行生活舉例絕不重復(fù),觀察體驗(yàn)與理論論證交替進(jìn)行,同時(shí)充分運(yùn)用形象與直覺、猜想與假設(shè)、類比與比較,歸納與演繹等多種思維方式,讓學(xué)生把具體經(jīng)驗(yàn)上升到抽象概念,順利實(shí)現(xiàn)學(xué)生的知識遷移,并應(yīng)用到實(shí)際問題的解決中,發(fā)揮了庫伯體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈的最大功用,自然會(huì)促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的形成。
3.通過批判性思維建構(gòu)知識理解
在深度學(xué)習(xí)中,學(xué)生必須基于體驗(yàn)和觀察,主動(dòng)地對特定知識產(chǎn)生的背景、針對的問題、內(nèi)含的概念、潛在的假設(shè)、可能的影響、應(yīng)用的場景等,作全面的審慎考察,使其與相關(guān)知識體系建立關(guān)聯(lián),以此建構(gòu)嚴(yán)密的知識結(jié)構(gòu)。這些認(rèn)識活動(dòng)的實(shí)現(xiàn),依賴于學(xué)生通過批判性思考,以理性思維的標(biāo)準(zhǔn)和開放思考的態(tài)度,多角度審視物理概念和原理。知識唯有通過理性地審視和科學(xué)地探究,才能獲得進(jìn)入學(xué)生心智領(lǐng)地的權(quán)利。
4.基于預(yù)設(shè)開展知識探究
在體驗(yàn)學(xué)習(xí)中,學(xué)生通過個(gè)性化的觀察、操作、思考、對話等活動(dòng),形成認(rèn)識。這樣的認(rèn)識帶有一定的獨(dú)特性和開放性,形成了課堂教學(xué)重要的生成性資源。然而,就大多數(shù)物理概念與原理的學(xué)習(xí)與探究而言,教學(xué)是有其穩(wěn)定的預(yù)設(shè)的,即在體驗(yàn)探究開始之前,教師已經(jīng)對體驗(yàn)需要達(dá)成的認(rèn)知目標(biāo)有了明確的認(rèn)識,學(xué)生是在預(yù)設(shè)目標(biāo)的引導(dǎo)下開展學(xué)習(xí)活動(dòng)的。這體現(xiàn)了一段歷史時(shí)期內(nèi)真理的客觀性和實(shí)在性。當(dāng)然,師生們需要對體驗(yàn)過程中生成的獨(dú)創(chuàng)性觀點(diǎn)保持開放和敏銳,因?yàn)槠渲须[含可能突破已有物理學(xué)認(rèn)知格局的契機(jī)。
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責(zé)任編輯:顏瑩