概念圖·問題鏈·任務(wù)群：基于深度學(xué)習(xí)的單元設(shè)計(jì)研究

鄧彰超

學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)[1]，而深度學(xué)習(xí)是學(xué)科核心素養(yǎng)落實(shí)于課堂的重要途徑[2]，這就要求教師提高教學(xué)設(shè)計(jì)的站位，對(duì)標(biāo)學(xué)科核心素養(yǎng)要求，指向知識(shí)的深度理解、遷移應(yīng)用及心理機(jī)能的提升。然而，當(dāng)前高中信息技術(shù)課堂教學(xué)還存在一些問題，阻礙了核心素養(yǎng)的培育，問題歸結(jié)如下：①素養(yǎng)目標(biāo)不夠明確或流于形式;②缺乏單元整體規(guī)劃設(shè)計(jì);③重知識(shí)講練輕體驗(yàn)運(yùn)用。為解決好這些問題，筆者深入研究深度學(xué)習(xí)及單元教學(xué)設(shè)計(jì)理論，結(jié)合所在學(xué)校高一年級(jí)13個(gè)班的信息技術(shù)新教材教學(xué)實(shí)踐，嘗試構(gòu)建以概念圖、問題鏈、任務(wù)群為特征的基于深度學(xué)習(xí)的單元教學(xué)設(shè)計(jì)模式，探索推動(dòng)高中信息技術(shù)課堂轉(zhuǎn)型的橋梁，為新教材背景下一線教師設(shè)計(jì)和實(shí)施指向核心素養(yǎng)的信息技術(shù)教學(xué)提供有益參考。

本文基于深度學(xué)習(xí)的單元教學(xué)設(shè)計(jì)模式構(gòu)建

1.理論依據(jù)

（1）深度學(xué)習(xí)及其內(nèi)涵

深度學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)科學(xué)視域下對(duì)知識(shí)理解建構(gòu)的過程、遷移運(yùn)用的過程，以及心理機(jī)能提升發(fā)展的過程。其內(nèi)涵主要包含三個(gè)方面：①“深”在知識(shí)的理解建構(gòu)。學(xué)生在知識(shí)概念理解的基礎(chǔ)上，有效地將新知識(shí)融入到前置經(jīng)驗(yàn)或先擁知識(shí)中，形成結(jié)構(gòu)化的有機(jī)整體。②“深”在知識(shí)的遷移運(yùn)用。學(xué)生根據(jù)具體的實(shí)際問題，對(duì)知識(shí)進(jìn)行情境遷移，創(chuàng)造性地解決問題或做出決策。③“深”在心理機(jī)能的提升。在知識(shí)的理解建構(gòu)、情境問題的分析解決中，個(gè)體的批判性思維、復(fù)雜交往能力以及創(chuàng)新能力等都得到了發(fā)展。

（2）單元教學(xué)設(shè)計(jì)

單元教學(xué)設(shè)計(jì)不是單純的知識(shí)點(diǎn)的傳輸與技能訓(xùn)練的安排，而是教師聚焦學(xué)科核心素養(yǎng)，圍繞單元目標(biāo)主題系統(tǒng)化規(guī)劃教學(xué)系統(tǒng)、展開探究活動(dòng)的過程。[3]單元教學(xué)內(nèi)容并不囿于教材固有的章節(jié)單元，而是具有內(nèi)在聯(lián)系的、指向共同核心概念的內(nèi)容整合。

（3）基于深度學(xué)習(xí)的單元設(shè)計(jì)觀

基于深度學(xué)習(xí)的單元設(shè)計(jì)，旨在培育學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。[4]而學(xué)科核心素養(yǎng)的本質(zhì)是學(xué)科思維。研究表明，學(xué)科思維不是通過零散、碎片化的知識(shí)點(diǎn)來表達(dá)，而是蘊(yùn)含在結(jié)構(gòu)化的單元知識(shí)體系中。[5]換言之，學(xué)科思維的形成是以單元概念體系為錨點(diǎn)，在深度學(xué)習(xí)中通過學(xué)科實(shí)踐而形成。

2.主要特征

本研究通過理論研究并結(jié)合高一信息技術(shù)新教材背景下的課堂教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)提煉出基于深度學(xué)習(xí)的單元教學(xué)設(shè)計(jì)特征。

（1）概念圖

鐘啟泉教授指出，單元設(shè)計(jì)是撬動(dòng)“課堂轉(zhuǎn)型”的杠桿，離開單元設(shè)計(jì)的課時(shí)計(jì)劃，教學(xué)不過是停留于碎片化的知識(shí)傳輸而已。[6]因此，深度學(xué)習(xí)要求教師提前了解學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，依單元主題進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。其首要任務(wù)是運(yùn)用大概念思路梳理單元知識(shí)的結(jié)構(gòu)層次，形成可視的知識(shí)概念圖譜。

（2）問題鏈

以單元大概念為統(tǒng)攝的單元知識(shí)概念圖，因其概念體系過于抽象，不適合直接作為教學(xué)內(nèi)容，也難以直接承載實(shí)踐任務(wù)活動(dòng)。而基本問題是和大概念理解目標(biāo)相配套的，指向?qū)W科的核心，能夠激發(fā)興趣，體現(xiàn)專家思維。因此在深度學(xué)習(xí)中，先厘清單元主題所涵蓋的單元大概念和課時(shí)小概念，再通過概念的情境活化，思考設(shè)計(jì)怎樣的基本問題及其子問題，形成邏輯關(guān)聯(lián)的問題鏈，以此有效鏈接知識(shí)概念與實(shí)踐活動(dòng)，促進(jìn)相關(guān)知識(shí)概念的深度理解。

（3）任務(wù)群

借助任務(wù)群開展實(shí)踐活動(dòng)，是學(xué)生理解新知、習(xí)得方法、培養(yǎng)能力、提升思維、塑造品質(zhì)的重要途徑。教師應(yīng)根據(jù)界定的問題鏈，結(jié)合學(xué)情創(chuàng)設(shè)一系列意義相互關(guān)聯(lián)、操作扶放有度的真實(shí)情境任務(wù)并落實(shí)到具體的課時(shí)教學(xué)中。學(xué)生面對(duì)真實(shí)的情境任務(wù)，調(diào)用并調(diào)試、修正相關(guān)知識(shí)，解決問題或完成相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)性任務(wù)。學(xué)生分析思考問題、運(yùn)用知識(shí)解決問題的實(shí)踐過程，即深度學(xué)習(xí)發(fā)生的過程，也是核心素養(yǎng)潛移默化養(yǎng)成的過程。

3.模式框架及實(shí)施路徑

筆者根據(jù)深度學(xué)習(xí)及單元設(shè)計(jì)理論，以及二者的適切性分析，結(jié)合上述基于深度學(xué)習(xí)的單元教學(xué)設(shè)計(jì)特征，構(gòu)建了如圖1所示的單元教學(xué)設(shè)計(jì)模式框架。

（1）設(shè)置單元學(xué)習(xí)目標(biāo)，確立單元評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

素養(yǎng)導(dǎo)向下的單元學(xué)習(xí)目標(biāo)是單元教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，也是單元評(píng)估的依據(jù)。如圖1所示，該模式由外到內(nèi)分兩層構(gòu)成，外層是教師在了解學(xué)情的基礎(chǔ)上，聚焦學(xué)科核心素養(yǎng)，參考新課標(biāo)學(xué)業(yè)要求、學(xué)業(yè)質(zhì)量水平要求等，思考與之契合的生活情境問題，確定預(yù)期學(xué)習(xí)目標(biāo)及單元主題，并初步構(gòu)建基于證據(jù)描述的單元評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。內(nèi)層為單元—課時(shí)的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，內(nèi)外層協(xié)調(diào)一致，旨在幫助學(xué)生深度理解知識(shí)概念，增強(qiáng)知識(shí)遷移運(yùn)用能力及問題解決能力，提升學(xué)生的心理機(jī)能，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)科思維的形成。

（2）單元整體設(shè)計(jì)

前述基于深度學(xué)習(xí)的單元設(shè)計(jì)觀表明，學(xué)科知識(shí)概念是主要載體，學(xué)科實(shí)踐為重要途徑，二者共同作用是學(xué)科核心素養(yǎng)形成的兩翼。在圖1所示的內(nèi)層單元整體設(shè)計(jì)中，知識(shí)概念的結(jié)構(gòu)化可以借助概念圖來實(shí)現(xiàn)，學(xué)科實(shí)踐可以通過任務(wù)群來展開，而問題鏈則是連接知識(shí)概念和實(shí)踐任務(wù)的橋梁。通過單元整體設(shè)計(jì)，讓學(xué)習(xí)活動(dòng)實(shí)踐化，為學(xué)生調(diào)動(dòng)已有知識(shí)與創(chuàng)造性解決問題提供可能與基礎(chǔ)。

（3）落實(shí)單元設(shè)計(jì)的課時(shí)深度學(xué)習(xí)

課時(shí)教學(xué)實(shí)踐是單元設(shè)計(jì)的細(xì)化落實(shí)。在以學(xué)生為中心的課時(shí)教學(xué)實(shí)踐中，課時(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)與內(nèi)容、問題與活動(dòng)、評(píng)估與反饋是課時(shí)深度學(xué)習(xí)的實(shí)施步驟，遵循為什么學(xué)、學(xué)什么、怎么學(xué)、學(xué)得怎么樣的邏輯;而真實(shí)情境、學(xué)習(xí)伙伴（教師、同伴）、資源工具則是促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的重要影響因素，蘊(yùn)含著在什么情境下學(xué)習(xí)、怎樣才能學(xué)得更好的邏輯。

因此，教師根據(jù)單元設(shè)計(jì)中的概念圖、問題鏈及任務(wù)群，組織引導(dǎo)學(xué)生分課時(shí)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生將新知識(shí)與前置知識(shí)建立鏈接并不斷反思建構(gòu)，學(xué)生在學(xué)習(xí)伙伴的幫助下利用數(shù)字化資源或平臺(tái)，思考探究、調(diào)取經(jīng)驗(yàn)、調(diào)試修正知識(shí)以解決情境問題，在此過程中表現(xiàn)、展示、習(xí)得核心素養(yǎng)。值得一提的是，深度學(xué)習(xí)是學(xué)生能動(dòng)地參與教學(xué)的過程，在問題的激發(fā)、觀察、分析和解決中，需從心理層面對(duì)知識(shí)體系、思維過程和處理方法進(jìn)行調(diào)節(jié)、監(jiān)控、評(píng)價(jià)，促成深度學(xué)生的真正發(fā)生。

本文基于深度學(xué)習(xí)的單元教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)用案例

1.確立素養(yǎng)導(dǎo)向的單元目標(biāo)及評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

為確立單元學(xué)習(xí)目標(biāo)，教師應(yīng)著眼本單元內(nèi)容承載的核心素養(yǎng)發(fā)展要求，結(jié)合深度學(xué)習(xí)理論內(nèi)涵，將學(xué)習(xí)目標(biāo)細(xì)分為大概念的理解建構(gòu)、知識(shí)及思維方法的遷移創(chuàng)造、知識(shí)技能的掌握、心理機(jī)能的發(fā)展等四部分內(nèi)容。表1所示為“算法”單元的預(yù)期學(xué)習(xí)目標(biāo)。

制訂了單元預(yù)期學(xué)習(xí)目標(biāo)后，下一步需要思考的是怎樣的成果表現(xiàn)能證明學(xué)生達(dá)成了相應(yīng)的預(yù)期學(xué)習(xí)效果，以及達(dá)到的程度如何。這就需要設(shè)計(jì)多元評(píng)估方式來進(jìn)行有效的評(píng)估。表2所示是“算法”單元的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

2.構(gòu)建“算法”單元大概念統(tǒng)攝下的知識(shí)概念圖

梳理單元概念體系，構(gòu)建單元大概念統(tǒng)領(lǐng)下的知識(shí)層級(jí)結(jié)構(gòu)是單元教學(xué)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。針對(duì)“算法”單元，教師聚焦新課標(biāo)學(xué)業(yè)內(nèi)容及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，精研教材相關(guān)內(nèi)容，挖掘其中蘊(yùn)含的大概念，梳理形成單元概念網(wǎng)絡(luò)體系，再將相關(guān)知識(shí)內(nèi)容有秩序地進(jìn)行組織形成意義關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)化整體，如下頁頁圖2所示。

3.聚焦預(yù)期目標(biāo)活化概念圖，設(shè)計(jì)問題鏈

問題鏈?zhǔn)沁B結(jié)概念圖與知識(shí)技能的橋梁。設(shè)計(jì)問題鏈一方面能聚焦單元核心，避免教師課堂設(shè)問的無效化、隨意化，另一方面有利于引領(lǐng)后續(xù)的課堂實(shí)踐探究活動(dòng)。問題鏈可由教師根據(jù)單元概念圖的逐層分解并結(jié)合學(xué)習(xí)目標(biāo)直接設(shè)計(jì)，也可由師生頭腦風(fēng)暴，再進(jìn)行判斷、選擇、轉(zhuǎn)化來界定。筆者設(shè)計(jì)的“算法”單元的問題鏈如下頁圖3所示。

4.圍繞問題鏈，設(shè)計(jì)課時(shí)活動(dòng)任務(wù)群并展開教學(xué)實(shí)踐

活動(dòng)與體驗(yàn)，是深度學(xué)習(xí)的根本特征。[7]它強(qiáng)調(diào)學(xué)生作為主體主動(dòng)進(jìn)行活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)習(xí)的真正發(fā)生。學(xué)生運(yùn)用多種資源，與他人溝通協(xié)作、分析統(tǒng)籌，解決挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)的過程，也是學(xué)科思維的形成過程及核心素養(yǎng)的養(yǎng)成過程。具體操作是教師圍繞界定的基本問題及其分解的子問題，系統(tǒng)設(shè)計(jì)意義關(guān)聯(lián)的任務(wù)活動(dòng)集，然后組織引導(dǎo)學(xué)生分課時(shí)進(jìn)行課堂活動(dòng)實(shí)踐，其間動(dòng)態(tài)地關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)，收集相關(guān)評(píng)估證據(jù)。例如，針對(duì)“算法”單元的“抽象與建?！薄八惴ǖ某绦?qū)崿F(xiàn)”等課時(shí)大概念體系以及相應(yīng)的問題鏈，可設(shè)計(jì)如圖4所示的實(shí)踐活動(dòng)任務(wù)群。在教學(xué)過程中，學(xué)生圍繞預(yù)期學(xué)習(xí)目標(biāo)和確定的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng)解決挑戰(zhàn)性驅(qū)動(dòng)問題;教師則觀察學(xué)生的表現(xiàn)等，收集相應(yīng)證據(jù)（如抽象建模中學(xué)生符號(hào)化數(shù)據(jù)、建立計(jì)算模型情況）評(píng)估學(xué)生對(duì)預(yù)期目標(biāo)的理解掌握程度，并給予相應(yīng)的支架幫助學(xué)生。通過精準(zhǔn)評(píng)估指導(dǎo)，促進(jìn)學(xué)生完成表現(xiàn)性任務(wù)等關(guān)鍵能力的形成。

由上述可知，基于概念圖、問題鏈，設(shè)計(jì)意義關(guān)聯(lián)、活動(dòng)進(jìn)階的任務(wù)群并展開教學(xué)實(shí)踐，有利于課堂教學(xué)采用“順藤摸瓜”的形式，引導(dǎo)學(xué)生順著算法知識(shí)這根“藤”[8]，通過完成活動(dòng)任務(wù)的過程，摸到抽象建模、算法思維、科學(xué)探究以及信息社會(huì)責(zé)任這些“瓜”。

本文結(jié)束語

本研究直擊當(dāng)前高中信息技術(shù)課堂教學(xué)存在的形式化、碎片化、淺表化等問題，提出基于深度學(xué)習(xí)的單元教學(xué)設(shè)計(jì)模式，在單元教學(xué)中以“概念圖—問題鏈—任務(wù)群”為基本框架，匹配素養(yǎng)目標(biāo)與單元評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，以任務(wù)群活動(dòng)實(shí)踐引領(lǐng)、推進(jìn)課堂教學(xué)，著力提升學(xué)生對(duì)單元概念體系的深度理解，進(jìn)而形成鮮活的單元知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，促進(jìn)知識(shí)概念、思維方法在生活情境中的遷移運(yùn)用。研究通過“算法”等單元實(shí)踐驗(yàn)證該模式，獲得具有參考價(jià)值的教學(xué)案例。

此外，筆者通過近一年半的教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，采用深度學(xué)習(xí)的視角開展單元教學(xué)，班級(jí)學(xué)生都能主動(dòng)參與到任務(wù)活動(dòng)中，大部分學(xué)生不再是只會(huì)做高度抽象、良構(gòu)的幾道考題，他們對(duì)實(shí)際項(xiàng)目問題的抽象建模能力正逐漸得到提高。這有利于課堂教學(xué)從以知識(shí)點(diǎn)傳輸為主轉(zhuǎn)型為以素養(yǎng)培育為本，有利于知識(shí)從碎片化惰性記憶轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)化鮮活建構(gòu)，有利于在運(yùn)用知識(shí)完成任務(wù)解決問題的活動(dòng)中實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)發(fā)展。

但是，部分學(xué)習(xí)單元根據(jù)單元概念圖及問題鏈難以設(shè)計(jì)一個(gè)完整的能承載整個(gè)單元內(nèi)容的項(xiàng)目任務(wù)群，因此，我們還需要進(jìn)行更深入的思考研究和更廣泛的學(xué)習(xí)借鑒，以期將其不斷迭代完善，本研究教學(xué)成效的全面系統(tǒng)分析（如各類量表數(shù)據(jù)的收集處理等），也還有待于進(jìn)一步研究證實(shí)。

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本文系杭州市基教課題（L2021265）“大概念視角下高中信息技術(shù)單元教學(xué)模式構(gòu)建與實(shí)踐”研究成果。