大概念深度學(xué)習(xí)視角下的中學(xué)3.0科學(xué)教育

［摘要］ 分析大概念深度學(xué)習(xí)和21世紀(jì)能力的內(nèi)涵，剖析基于科學(xué)研究和工程設(shè)計(jì)的教與學(xué)框架，提出科學(xué)教育的“體驗(yàn)—實(shí)踐—抽象”三環(huán)節(jié)，闡述中學(xué)3.0科學(xué)教育的特征，讓學(xué)生在科學(xué)與工程實(shí)踐活動(dòng)中掌握科學(xué)學(xué)科的核心概念，抽象形成大概念。

［關(guān)鍵詞］ 大概念深度學(xué)習(xí)；21世紀(jì)能力；基于研究和設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)；3.0科學(xué)教育

人類社會(huì)從狩獵社會(huì)、農(nóng)耕社會(huì)、工業(yè)社會(huì)、信息社會(huì)到智能社會(huì)，工業(yè)文明發(fā)展了四代：工業(yè)1.0的動(dòng)力機(jī)械化（熱機(jī)）時(shí)代；工業(yè)2.0的生產(chǎn)流程化（電氣）時(shí)代；工業(yè)3.0的信息化（數(shù)據(jù)）時(shí)代；工業(yè)4.0的智能化（人工智能）時(shí)代。人工智能全面挑戰(zhàn)人類智能，什么樣的科學(xué)教育能夠保持學(xué)生探究世界天生的好奇和想象，讓他們創(chuàng)造性解決真實(shí)世界的挑戰(zhàn)性問題，應(yīng)對(duì)機(jī)器人的挑戰(zhàn)？

一、大概念深度學(xué)習(xí)與21世紀(jì)能力

（一）大概念

大概念是對(duì)世界探索和問題解決有生活價(jià)值可遷移的理解，反映專家的思維方式。從新手到行家，再到專家，思維方式的改變導(dǎo)致人對(duì)世界理解的不同。格蘭特·威金斯和杰伊·麥克泰格梳理了理解的六個(gè)維度，即解釋、釋疑、應(yīng)用、洞察、移情、自我認(rèn)識(shí)。溫哈倫提出“學(xué)生所接受的科學(xué)教育應(yīng)該能夠幫助他們形成一些數(shù)量相對(duì)較少的科學(xué)和關(guān)于科學(xué)本身的大概念”，并列出了K12教育階段關(guān)于科學(xué)知識(shí)和科學(xué)本身的14個(gè)大概念。大概念是科學(xué)教育的指導(dǎo)性原則，用以解釋科學(xué)現(xiàn)象的多樣性，幫助學(xué)生理解科學(xué)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，同時(shí)構(gòu)建對(duì)科學(xué)本質(zhì)的深入理解。通過科學(xué)教育，學(xué)生應(yīng)該發(fā)展對(duì)自然世界中物體、現(xiàn)象和材料之間，以及科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、社區(qū)和環(huán)境之間關(guān)系，對(duì)科學(xué)探究、推理和工作方法的大概念。

（二）深度學(xué)習(xí)

深度學(xué)習(xí)是個(gè)體在多種關(guān)聯(lián)現(xiàn)實(shí)世界的情境中，基于問題、主題和項(xiàng)目，從挑戰(zhàn)性實(shí)踐活動(dòng)中，批判、探究、協(xié)作和自我導(dǎo)向，重構(gòu)核心學(xué)術(shù)內(nèi)容并遷移到新的情境，創(chuàng)造產(chǎn)品和形成解決問題的方案。在全球興起構(gòu)建以批判性思維和創(chuàng)造性思維為核心的21世紀(jì)技能或核心素養(yǎng)框架的運(yùn)動(dòng)中，多個(gè)機(jī)構(gòu)整合深度學(xué)習(xí)項(xiàng)目，研究深度學(xué)習(xí)策略，發(fā)展學(xué)生是否能集智慧和情感、技能和心理、個(gè)人和社會(huì)經(jīng)驗(yàn)為一體，將知識(shí)應(yīng)用到真實(shí)世界，利用先前學(xué)習(xí)的能力轉(zhuǎn)移和分享到與文化相關(guān)的背景下支持新的學(xué)習(xí)或解決問題的能力。深度學(xué)習(xí)策略包括復(fù)雜學(xué)習(xí)、整體學(xué)習(xí)、多維表征學(xué)習(xí)、隱性學(xué)習(xí)、做中學(xué)、真實(shí)性學(xué)習(xí)等。深度學(xué)習(xí)在教法上要為學(xué)生創(chuàng)造更豐富、更具實(shí)操性、更接近真實(shí)世界的體驗(yàn)，讓學(xué)生從新接觸的信息中形成自己的觀點(diǎn)，開發(fā)原創(chuàng)思想，提高信息保留和建立高階思維技能并影響周圍的世界?；谘芯亢驮O(shè)計(jì)的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)/STEAM教育、PDC教育等是深度學(xué)習(xí)的具體教學(xué)形式。

（三）21世紀(jì)能力

知識(shí)和技能都是具體的教學(xué)內(nèi)容，而能力是教育所要達(dá)到的目的。核心素養(yǎng)是學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的正確價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力，這是面向未來的生活、工作和終身學(xué)習(xí)的21世紀(jì)能力。批判性思維的著眼點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)在于“論辯”，有三個(gè)特征：一是自我導(dǎo)向性（反思性），強(qiáng)調(diào)首先對(duì)自己思維過程的批判，對(duì)自己思考問題的過程進(jìn)行內(nèi)省反思、自我調(diào)控；二是目標(biāo)導(dǎo)向性（邏輯性），強(qiáng)調(diào)基于證據(jù)和現(xiàn)有事實(shí)，從問題的正反兩面綜合的理性分析、邏輯推理，評(píng)價(jià)觀點(diǎn)、推論結(jié)論和解決問題；三是氣質(zhì)修煉性（建設(shè)性），思想公正開放，實(shí)事求是，理性靈活，求知博識(shí)，尊重他人及其觀點(diǎn)，非傲慢偏見?？茖W(xué)思維本質(zhì)上是邏輯思維、批判性思維和創(chuàng)新思維綜合應(yīng)用到科學(xué)技術(shù)上的思維。創(chuàng)造性思維取決于想象力和可遷移的知識(shí)。設(shè)計(jì)思維通過形象直覺、靈感頓悟、發(fā)散聯(lián)想、可逆迂回這樣的思維方法，理解問題產(chǎn)生的背景，催生洞察力，理性分析，找出最合適的解決方案。

（四）大概念深度學(xué)習(xí)

大概念深度學(xué)習(xí)基于社會(huì)、自然和人工智能世界的現(xiàn)象，突破學(xué)科限制，以大概念理念和深度學(xué)習(xí)策略不斷拓展，實(shí)現(xiàn)人與社會(huì)的共同發(fā)展。2012年NRC提出“K-12科學(xué)教育框架：實(shí)踐、跨領(lǐng)域概念和核心概念”，并于2013年制定了美國(guó)“新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)”，把科學(xué)教育分為三個(gè)相融合的模塊：學(xué)科核心概念、跨領(lǐng)域共同概念、科學(xué)與工程實(shí)踐；把K-12階段的科學(xué)內(nèi)容以大概念理念整合到“物質(zhì)科學(xué)”“生命科學(xué)”“地球和空間科學(xué)”“工程、科技和科學(xué)的應(yīng)用”這四個(gè)領(lǐng)域共14個(gè)學(xué)科的核心概念序列。以“科學(xué)與工程實(shí)踐”代替“科學(xué)探究”，因?yàn)閷?shí)踐包含探究，包含科學(xué)過程，實(shí)踐還以充分認(rèn)識(shí)科學(xué)知識(shí)本身的本質(zhì)和創(chuàng)造性解決復(fù)雜問題為目的，更能體現(xiàn)科學(xué)與工程的生活本質(zhì)。

本文界定中學(xué)科學(xué)教育的大概念深度學(xué)習(xí)：整合中學(xué)物理、化學(xué)、生物、地理、信息科技等科學(xué)教育學(xué)科的學(xué)科內(nèi)容，應(yīng)用深度學(xué)習(xí)策略，通過強(qiáng)調(diào)跨領(lǐng)域共同概念，依托關(guān)聯(lián)現(xiàn)實(shí)世界的主題和項(xiàng)目，促進(jìn)學(xué)生參與基于研究和設(shè)計(jì)的科學(xué)與工程實(shí)踐活動(dòng)，建構(gòu)學(xué)科核心概念，將經(jīng)驗(yàn)抽象概念化，以形成對(duì)科學(xué)的大概念。這種學(xué)習(xí)獲得的是可以遷移的知識(shí)，即整體性的事實(shí)，結(jié)構(gòu)性的模式、模型、原理等概念，自動(dòng)化的程序，特定的認(rèn)知與元認(rèn)知策略，對(duì)學(xué)習(xí)有益的信念，包括學(xué)科領(lǐng)域中的核心概念與如何、為何及何時(shí)應(yīng)用這些概念來回答問題、解決問題的程序與策略。

二、基于科學(xué)研究和工程設(shè)計(jì)的教與學(xué)框架

（一）大單元結(jié)構(gòu)化關(guān)聯(lián)現(xiàn)實(shí)世界的學(xué)習(xí)情境

1.學(xué)習(xí)情境要關(guān)聯(lián)現(xiàn)實(shí)世界

知識(shí)依存于背景和經(jīng)驗(yàn)。學(xué)習(xí)的最終目的在于應(yīng)用，把概念遷移到新情境，并在遷移過程中不斷通過認(rèn)知沖突轉(zhuǎn)變前概念中的相異構(gòu)想，阻礙迷思概念的形成，重構(gòu)科學(xué)概念。在這個(gè)過程中如果沒有一個(gè)良好的遷移情境，學(xué)生學(xué)到的知識(shí)僅夠其通過考試，而在課堂之外持有的是迷思概念。學(xué)校情境中的良構(gòu)問題求解和日常生活中的劣構(gòu)問題解決是兩回事，其間的關(guān)聯(lián)性和遷移性相當(dāng)有限。

大概念深度學(xué)習(xí)要給學(xué)習(xí)者構(gòu)建一個(gè)良好的遷移情境。這個(gè)情境就是關(guān)聯(lián)現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)情境。真實(shí)情境來源于現(xiàn)實(shí)生活，充斥著真實(shí)性、開放性、驅(qū)動(dòng)性、挑戰(zhàn)性的問題，這些劣構(gòu)性問題充滿了歧義、挑戰(zhàn)、兩難、矛盾、懷疑、混淆、迷惑、阻礙、悖論、棘手、疑問和不確定性。學(xué)生面對(duì)這些問題，要運(yùn)用13種高階思維技能：分析、創(chuàng)造性思考、批判性思考、決策、評(píng)價(jià)、邏輯思考、元認(rèn)知思考、問題解決、反省思考、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、科學(xué)探究、綜合和系統(tǒng)分析，來創(chuàng)造性得出各種結(jié)果，而不是生搬硬套過往的處理方式。這種真實(shí)情境是非預(yù)知的學(xué)習(xí)區(qū)，會(huì)讓學(xué)習(xí)者產(chǎn)生一定的挫折感和饑餓感，使其思維駐留在學(xué)習(xí)區(qū)自我提升和改變，能保持學(xué)習(xí)者的好奇和想象，主動(dòng)借助已應(yīng)用的工具，將課程學(xué)習(xí)與真實(shí)的生活應(yīng)用相結(jié)合，創(chuàng)造性解決真實(shí)世界里發(fā)生的問題并積極實(shí)施解決方案；通過論證或應(yīng)用而激活已知知識(shí)、并將其作為理解新知識(shí)的基礎(chǔ)，把新知識(shí)遷移、整合到學(xué)習(xí)者的世界當(dāng)中。

2.學(xué)習(xí)情境要大單元結(jié)構(gòu)化

生活情境紛繁復(fù)雜，干擾教學(xué)的因素很多。整體學(xué)習(xí)策略要求學(xué)習(xí)的內(nèi)容不能碎片化，必須是結(jié)構(gòu)化的整體性知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。整體學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)在整體視野下的分步走和細(xì)節(jié)學(xué)習(xí)，過程中的分步驟學(xué)習(xí)和細(xì)節(jié)學(xué)習(xí)必須回歸到融合、綜合的整體網(wǎng)絡(luò)之中。實(shí)際教學(xué)要對(duì)真實(shí)生活情境進(jìn)行加工，要從生活情境中篩選出與教學(xué)任務(wù)有關(guān)的典型情境、普遍情境，即結(jié)構(gòu)化處理真實(shí)的社會(huì)生活和自然情境，系統(tǒng)統(tǒng)籌課程活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)課堂真實(shí)化、情境結(jié)構(gòu)化、課程活動(dòng)化、活動(dòng)內(nèi)容化。

大概念深度學(xué)習(xí)要求教師依據(jù)預(yù)期的培養(yǎng)目標(biāo)，將教學(xué)設(shè)計(jì)從設(shè)計(jì)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)或課時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計(jì)一個(gè)大單元，引導(dǎo)學(xué)生從整體入手，整體把握，由碎片化的知識(shí)狀態(tài)轉(zhuǎn)向清晰的大概念框架，即通過大單元?jiǎng)?chuàng)設(shè)一個(gè)結(jié)構(gòu)化的學(xué)習(xí)情境。大單元具有結(jié)構(gòu)性、整體性、系統(tǒng)性。大單元教學(xué)要跳出學(xué)科限制，以挑戰(zhàn)性的核心任務(wù)或項(xiàng)目、驅(qū)動(dòng)性問題或大概念為線索，依據(jù)學(xué)習(xí)邏輯，圍繞單元主題開發(fā)和重組教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)目標(biāo)。整體規(guī)劃指導(dǎo)學(xué)生開展連續(xù)課時(shí)的關(guān)于科學(xué)與工程實(shí)踐的活動(dòng)，注重單元教學(xué)的整體性，以及各課時(shí)教學(xué)的邏輯性和關(guān)聯(lián)性。比如，以“考察長(zhǎng)沙近代民國(guó)公館建筑”項(xiàng)目為學(xué)習(xí)單元，以“如何保護(hù)長(zhǎng)沙城內(nèi)的民國(guó)公館建筑”為驅(qū)動(dòng)問題，以長(zhǎng)沙市周南實(shí)驗(yàn)中學(xué)校園內(nèi)的李覺公館為觸點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)了一個(gè)“長(zhǎng)沙城內(nèi)的民國(guó)公館建筑”這樣一個(gè)學(xué)習(xí)情境，跨學(xué)科重構(gòu)了初中地理、歷史、生物、物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)多個(gè)章節(jié)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，設(shè)計(jì)了科學(xué)與工程實(shí)踐的一系列活動(dòng)。

（二）大概念深度學(xué)習(xí)的活動(dòng)環(huán)節(jié)

學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)來源于興趣、需求和價(jià)值，大概念深度學(xué)習(xí)教與學(xué)活動(dòng)的三個(gè)環(huán)節(jié)“體驗(yàn)—實(shí)踐—抽象”都能激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

1.體驗(yàn)

新概念來源于新經(jīng)驗(yàn)，形成于經(jīng)驗(yàn)的轉(zhuǎn)化。新知識(shí)的創(chuàng)造源于協(xié)作性和社會(huì)性的實(shí)踐活動(dòng)。好奇心是學(xué)習(xí)興趣的源泉。教師依據(jù)大單元教學(xué)的安排，服務(wù)于主題單元內(nèi)容，自主開發(fā)一系列系統(tǒng)化、整體性的主題式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)或整體設(shè)計(jì)階段式、結(jié)構(gòu)化的主題趣味活動(dòng)。這些沉浸式活動(dòng)保持了學(xué)生的好奇心，使他們經(jīng)歷遞進(jìn)式的體驗(yàn)，獲得新的具體經(jīng)驗(yàn)。學(xué)生聯(lián)系自身的興趣和經(jīng)歷，新舊經(jīng)驗(yàn)對(duì)比，內(nèi)省反思，能夠感知疑問或問題。一是發(fā)現(xiàn)疑問（主要針對(duì)科學(xué)），準(zhǔn)確地描述問題，在教師的引導(dǎo)下邏輯化、結(jié)構(gòu)化這個(gè)問題；二是定義問題（主要針對(duì)工程），弄清問題中的不確定性因素，確定需求和限制。體驗(yàn)環(huán)節(jié)主要關(guān)注學(xué)生發(fā)覺了什么，學(xué)生在這個(gè)啟發(fā)理想的“感知”過程中遇見美、感受美，比如科學(xué)的和諧、簡(jiǎn)潔和對(duì)稱之美。

2.實(shí)踐

學(xué)生在體驗(yàn)環(huán)節(jié)中發(fā)覺的疑問具有劣構(gòu)性、開放性、復(fù)雜性、挑戰(zhàn)性，定義的問題同樣具有現(xiàn)實(shí)性、開放性、復(fù)雜性、挑戰(zhàn)性。學(xué)生基于疑問，提煉主題，確定研究選題，經(jīng)歷科學(xué)研究的實(shí)踐，進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)。學(xué)生基于問題，驅(qū)動(dòng)一個(gè)工程項(xiàng)目，經(jīng)歷工程設(shè)計(jì)的實(shí)踐，進(jìn)行設(shè)計(jì)性學(xué)習(xí)。疑問也可以識(shí)別成問題，或者通過主題生成項(xiàng)目。研究性學(xué)習(xí)是學(xué)生通過自己親身參與的實(shí)踐活動(dòng)（如觀察、調(diào)查、訪談、試驗(yàn)、設(shè)計(jì)、制作、評(píng)估等，還包括選題，制訂研究計(jì)劃，請(qǐng)教專家學(xué)者，撰寫研究報(bào)告等一系列的過程）建構(gòu)模型、得出結(jié)論、獲取知識(shí)的學(xué)習(xí)方式，具體以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為主。設(shè)計(jì)性學(xué)習(xí)讓學(xué)生在真實(shí)、開放的學(xué)習(xí)情境中，基于挑戰(zhàn)從人的需求出發(fā)，通過項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)工程實(shí)踐，設(shè)計(jì)制作原型并測(cè)試改進(jìn)形成產(chǎn)品。在解決真實(shí)復(fù)雜性問題的過程中使新經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為新概念，獲得或創(chuàng)造可遷移的知識(shí)，保持持續(xù)探究世界的好奇和想象，發(fā)展創(chuàng)造創(chuàng)新能力，具體以STEAM教育為主。研究性學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)性學(xué)習(xí)讓學(xué)生能夠監(jiān)控自己的學(xué)習(xí)和學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)，理解遷移的意蘊(yùn)，激勵(lì)內(nèi)在進(jìn)取心和成功的渴望，從而滿足學(xué)習(xí)的需求。

科學(xué)研究包括四個(gè)過程。（1）觀察假設(shè)：觀察現(xiàn)象、自主思考，嘗試根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和已有知識(shí)對(duì)問題的可能解釋提出猜想，對(duì)探究的方向和可能出現(xiàn)的探究結(jié)果進(jìn)行推測(cè)與假設(shè)，提出解決問題的方案和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。（2）辯論批判：自主思考，參與合作、溝通、批判的思辨，與他人分享想法、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和解決方案，分享推理過程；與自己對(duì)話，內(nèi)省反思，吸納反饋。（3）實(shí)驗(yàn)調(diào)查：通過實(shí)驗(yàn)探究和公共信息資源獲得、記錄數(shù)據(jù)，正確公正收集信息。（4）洞察解釋：歸類、比較、分析證據(jù)（數(shù)據(jù)）和現(xiàn)有事實(shí)（信息），邏輯推理，論證評(píng)估，構(gòu)建解釋現(xiàn)象的模型，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，歸納結(jié)論，并準(zhǔn)確表達(dá)自己的觀點(diǎn)。

工程設(shè)計(jì)也包括四個(gè)過程。（1）想象計(jì)劃：通過頭腦風(fēng)暴想象多個(gè)可能解決驅(qū)動(dòng)問題的方案，計(jì)劃選擇一個(gè)有前途的解決方案。（2）創(chuàng)建測(cè)試：運(yùn)用技術(shù)、創(chuàng)建一個(gè)原型并測(cè)試這個(gè)原型。（3）交流評(píng)估：把這個(gè)原型面向公眾，在交流中做出評(píng)估。（4）迭代推廣：吸取反饋意見并反思，重新設(shè)計(jì)，優(yōu)化技術(shù)，迭代創(chuàng)造一個(gè)產(chǎn)品，推廣并產(chǎn)生效益。

實(shí)踐環(huán)節(jié)主要關(guān)注學(xué)生理解了什么，學(xué)生在進(jìn)行科學(xué)與工程實(shí)踐的過程中領(lǐng)會(huì)或領(lǐng)悟的是可遷移的知識(shí)，并能塑造意志，是一個(gè)創(chuàng)造美、感受美的“感悟”過程，產(chǎn)品的精致設(shè)計(jì)、迭代完美和方案的精美無不是創(chuàng)造美。

3.抽象

教師要引導(dǎo)學(xué)生整合在實(shí)踐環(huán)節(jié)中獲得的可遷移的知識(shí)，進(jìn)一步抽象概念化，煉制形成科學(xué)學(xué)科的大概念?；陧?xiàng)目的學(xué)習(xí)在內(nèi)容上就要注重學(xué)科核心概念及學(xué)科間的大概念。抽象環(huán)節(jié)使得學(xué)生啟發(fā)了專家思維，提升了學(xué)習(xí)價(jià)值，獲得成功的體驗(yàn)感，不但成為某個(gè)方面的行家，能夠在概念性框架理解事實(shí)、觀點(diǎn)，而且能夠進(jìn)一步提升為專家。通過遷移來適應(yīng)概念性框架，甚至成為一個(gè)能夠創(chuàng)造新知識(shí)或概念性框架的創(chuàng)新者，促進(jìn)職業(yè)生涯的規(guī)劃。

抽象環(huán)節(jié)主要關(guān)注學(xué)生參透了什么，是一個(gè)整合學(xué)科可遷移知識(shí)的“感道”過程。學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)升華美、享受美的過程。簡(jiǎn)明的公式無疑是洞察了宇宙奧秘的美的表達(dá)，化學(xué)分子式也是對(duì)萬物之美的抽象概括，它們與文學(xué)、音樂和繪畫一樣，都指向美?？茖W(xué)學(xué)科大概念的形成是螺旋式上升的，取決于學(xué)生的理解。像“世界是物質(zhì)的，物質(zhì)是運(yùn)動(dòng)的”就是中學(xué)階段對(duì)物質(zhì)世界的大概念（科學(xué)觀念），但像“實(shí)物和場(chǎng)是物質(zhì)存在的兩種形式；實(shí)物粒子由具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的原子構(gòu)成，場(chǎng)充滿整個(gè)宇宙；物質(zhì)的本質(zhì)是能量，具有波粒二象性；物質(zhì)世界存在四種基本相互作用；時(shí)間和空間是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)存在的兩種形式；物體的運(yùn)動(dòng)的量不變，除非有作用量使其發(fā)生變化；封閉系統(tǒng)的總能量和總動(dòng)量保持不變，總熵不減少；每一種守恒定律，必定有其伴隨的物理對(duì)稱性”既是物質(zhì)科學(xué)的核心概念，也可認(rèn)為是大概念。

4.大概念深度學(xué)習(xí)的活動(dòng)結(jié)構(gòu)框架

梳理上面三個(gè)環(huán)節(jié)，形成一個(gè)基于研究和設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)框架（如下圖）。

三、中學(xué)3.0科學(xué)教育

學(xué)校的科學(xué)教育隨著人類社會(huì)的進(jìn)化和工業(yè)文明的發(fā)展，也呈現(xiàn)出三代特征（如下頁表）。大概念深度學(xué)習(xí)屬于3.0科學(xué)教育。

四、結(jié)束語

大概念深度學(xué)習(xí)的3.0科學(xué)教育突破了學(xué)科限制，為科學(xué)研究與工程設(shè)計(jì)的實(shí)踐營(yíng)造激情。通過基于現(xiàn)象的課程活動(dòng)讓學(xué)生在沉浸式體驗(yàn)活動(dòng)中保持好奇心和想象力，在科學(xué)與工程實(shí)踐活動(dòng)中以敏銳的洞察力觀察現(xiàn)象，主動(dòng)參與社會(huì)、社區(qū)和數(shù)字資源的獲取，參與辯論分析、交流評(píng)估、批判解釋，獲得對(duì)世界的理解。培養(yǎng)高階思維技能，增強(qiáng)協(xié)作和溝通能力，發(fā)展終身學(xué)習(xí)能力；養(yǎng)成優(yōu)良品性，形成正確價(jià)值觀，具有理想信念和社會(huì)責(zé)任感；文化自信，對(duì)國(guó)家有擔(dān)當(dāng)，擁有全球化公民意識(shí)，能夠自主發(fā)展，迎接人工智能時(shí)代的挑戰(zhàn)。

[本文系長(zhǎng)沙市教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度立項(xiàng)課題“初中大概念科學(xué)教育深度學(xué)習(xí)實(shí)踐研究”（項(xiàng)目編號(hào)：CJK2020027）研究成果]

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