基于“知識(shí)深度模型”的深度學(xué)習(xí)路徑初探
——以“圓周運(yùn)動(dòng)”教學(xué)為例

唐建勛

(無(wú)錫市輔仁高級(jí)中學(xué)，江蘇 無(wú)錫 214123)

為了全面深化課程改革，落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)，教育部于2014年啟動(dòng)了對(duì)普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)的修訂，從原有的“三維目標(biāo)”，強(qiáng)調(diào)學(xué)生要“做什么”，進(jìn)一步發(fā)展為對(duì)發(fā)展核心素養(yǎng)的要求，強(qiáng)調(diào)學(xué)生“為什么要這么做”，更加凸顯了課程的育人功能，更加強(qiáng)調(diào)了對(duì)學(xué)科本質(zhì)和教育功能的綜合要求．當(dāng)前教育對(duì)學(xué)習(xí)的關(guān)注已經(jīng)從學(xué)習(xí)的形式與內(nèi)容轉(zhuǎn)向?qū)W習(xí)的過(guò)程與反思，社會(huì)更需要具有創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和高階思維，能夠應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜情境的復(fù)合型人才，學(xué)習(xí)不再只是占有一些孤立的、工具書(shū)式的、缺少時(shí)效的惰性知識(shí)的行動(dòng)，改變?cè)袑W(xué)習(xí)方式，正是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的關(guān)鍵所在．深度學(xué)習(xí)是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的重要途徑，它旨在發(fā)展學(xué)生高階思維能力、提高學(xué)生問(wèn)題解決能力，深度學(xué)習(xí)的最終實(shí)現(xiàn)，需要依托課堂教學(xué)變革的落實(shí)，從邏輯結(jié)構(gòu)來(lái)講，核心素養(yǎng)指向育人內(nèi)涵與目標(biāo)，是宏觀綱領(lǐng)引領(lǐng)；深度學(xué)習(xí)指明學(xué)習(xí)理論導(dǎo)向，是中觀理論指導(dǎo)；課堂教學(xué)是綱領(lǐng)目標(biāo)和學(xué)習(xí)理論得以落實(shí)的實(shí)際教學(xué)行動(dòng)，是微觀行動(dòng)指南，是提高教學(xué)效率與學(xué)習(xí)質(zhì)量的根本保障．

1 深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵和特征

深度學(xué)習(xí)是基于理解的學(xué)習(xí)，它指向?qū)W生綜合能力、評(píng)價(jià)能力、創(chuàng)造能力等高階思維的發(fā)展．通過(guò)深度學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠批判性地學(xué)習(xí)新的思想和事實(shí)，并融入原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，能夠在眾多思想間進(jìn)行聯(lián)系，并能夠?qū)⒁延械闹R(shí)遷移到新的情境，作出決策和解決問(wèn)題．深度學(xué)習(xí)促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用，深化對(duì)自身知識(shí)體系構(gòu)建的批判性反思．深度學(xué)習(xí)有著如下特征：(1) 深度學(xué)習(xí)追求內(nèi)容的整合、知識(shí)的建構(gòu)、問(wèn)題的解決、能力的提高和思維的發(fā)展；(2) 深度學(xué)習(xí)是一種多領(lǐng)域信息的融合，是新舊信息的整合，而非孤立的、無(wú)聯(lián)系的內(nèi)容進(jìn)行容器式接受和記憶；(3) 深度學(xué)習(xí)者保持著批判性思考和懷疑的態(tài)度，學(xué)習(xí)者會(huì)確定問(wèn)題，檢視事實(shí)，分析假設(shè)，能給出自己的獨(dú)立觀點(diǎn)．深度學(xué)習(xí)始于學(xué)生的實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)，帶有較強(qiáng)的社會(huì)性與情境性，最終指向?qū)W生關(guān)鍵能力和必備品格的培養(yǎng)，所以深度學(xué)習(xí)必然是與物理觀念的培養(yǎng)、科學(xué)思維的發(fā)展、科學(xué)探究的踐行、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的涵育等物理學(xué)科核心素養(yǎng)密切相關(guān)的．

2 “DOK知識(shí)深度模型”的概念和意義

“DOK知識(shí)深度模型(Depth of Knowledge)”是由美國(guó)教育評(píng)價(jià)專(zhuān)家Webb所提出，該模型已成為近年來(lái)美國(guó)K12教育領(lǐng)域推動(dòng)學(xué)生深度學(xué)習(xí)、培養(yǎng)學(xué)生高階思維與核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)工具．DOK模型將學(xué)生的認(rèn)知水平劃分為4個(gè)層級(jí)： (1) 回憶/復(fù)述(Recall and Reproduction)； (2) 技能/概念(Skills and Concepts)； (3) 策略性思維(Short-term Strategic Thinking)； (4) 拓展性思維(Extend Thinking).各個(gè)層次反映了學(xué)生在完成學(xué)習(xí)任務(wù)的活動(dòng)中所需的認(rèn)知期望和知識(shí)深度，其中層級(jí)(1)(2)對(duì)應(yīng)淺層學(xué)習(xí)，層級(jí)(3)(4)對(duì)應(yīng)深度學(xué)習(xí)．隨著學(xué)習(xí)活動(dòng)的認(rèn)知復(fù)雜程度的提高，學(xué)生的學(xué)習(xí)不斷地深入，深度學(xué)習(xí)正是在層次遞進(jìn)的學(xué)習(xí)任務(wù)中得以實(shí)現(xiàn)．知識(shí)深度模型的結(jié)構(gòu)可以通過(guò)表1呈現(xiàn)．

表1 知識(shí)深度模型

3 探索基于“DOK知識(shí)深度模型”的深度學(xué)習(xí)路徑

深度學(xué)習(xí)是符合教學(xué)邏輯的教學(xué)樣態(tài)，所謂教學(xué)邏輯是指教師在借助學(xué)科教學(xué)促進(jìn)學(xué)生發(fā)展的實(shí)踐活動(dòng)中所遵循的相對(duì)穩(wěn)定的教學(xué)依據(jù)，教師有效的教學(xué)和學(xué)生有效的學(xué)習(xí)都必須符合教學(xué)邏輯．就教學(xué)邏輯而言，深度學(xué)習(xí)之“深”必然是由淺入深之“深”，DOK知識(shí)深度模型所遵從的建構(gòu)觀點(diǎn)，也正是從淺層學(xué)習(xí)逐步走向深度學(xué)習(xí)，基于DOK知識(shí)深度模型的課堂深度學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)，就是通過(guò)設(shè)計(jì)級(jí)別不同的學(xué)習(xí)任務(wù)和活動(dòng)來(lái)推動(dòng)學(xué)習(xí)的發(fā)生與深化．

基于DOK模型的深度學(xué)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)，就是在學(xué)科核心素養(yǎng)目標(biāo)的指導(dǎo)下，依托DOK模型的4個(gè)層級(jí)，教師為學(xué)生準(zhǔn)備問(wèn)題、活動(dòng)、任務(wù)清單等作為學(xué)習(xí)支架，這些支架鋪設(shè)在各個(gè)學(xué)習(xí)層級(jí)之間，以明確課前、課中、課后不同教學(xué)階段的學(xué)習(xí)任務(wù)與學(xué)習(xí)活動(dòng)，同時(shí)實(shí)施教學(xué)評(píng)價(jià)．“DOK知識(shí)深度模型”立足于學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)， DOK模型的學(xué)習(xí)活動(dòng)可分為“探究(Explore)”“體驗(yàn)/表達(dá)(Experience/Express)”“交流(Exchange)”3階段，稱(chēng)為“4E”學(xué)習(xí)活動(dòng)，這些學(xué)習(xí)活動(dòng)都是建立在學(xué)習(xí)支架之上，同時(shí)支架本身也是學(xué)生的層層遞進(jìn)的學(xué)習(xí)活動(dòng)．“4E”學(xué)習(xí)活動(dòng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示：課前學(xué)生在問(wèn)題清單的指引下，通過(guò)觀察現(xiàn)象、觀看微視頻、學(xué)習(xí)課件、查閱資料、動(dòng)手小實(shí)驗(yàn)、撰寫(xiě)小報(bào)告等自主學(xué)習(xí)方式，完成課前任務(wù)，實(shí)現(xiàn)回憶、復(fù)述類(lèi)的學(xué)習(xí)目標(biāo)；課中學(xué)生在問(wèn)題清單的指引下，經(jīng)歷學(xué)習(xí)探索過(guò)程，包括實(shí)驗(yàn)探索和思維探索，同時(shí)開(kāi)展學(xué)習(xí)經(jīng)歷過(guò)后的自我展示，可以表達(dá)確定的觀點(diǎn)或者探索過(guò)程中的困惑．此階段側(cè)重學(xué)生探究能力和思維能力的培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)；課后組織學(xué)生開(kāi)展以展示和反思為目的的交流活動(dòng)，包括學(xué)生交流心得、展示成果、質(zhì)疑討論、教師點(diǎn)評(píng)、生生互評(píng)等，通過(guò)展示后的評(píng)價(jià)反饋，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的再次深化．

圖1 “4E”學(xué)習(xí)活動(dòng)結(jié)構(gòu)圖

4 基于“DOK知識(shí)深度模型”的教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)例

以“圓周運(yùn)動(dòng)”一課的教學(xué)設(shè)計(jì)為例，談一談基于“DOK知識(shí)深度模型”的深度學(xué)習(xí)路徑．

4.1 課前探索，以“情境與結(jié)構(gòu)”為深度學(xué)習(xí)的基本架構(gòu)

真實(shí)情境是深度學(xué)習(xí)的必然，深度學(xué)習(xí)以生活生產(chǎn)情境為載體，但若只有零碎雜亂的現(xiàn)象和事實(shí)，那么只能形成表象，只能使人產(chǎn)生一定的看法；若能夠合理設(shè)計(jì)，呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)化的事實(shí)與現(xiàn)象，那么通過(guò)分析和歸納就能形成概念間的普遍聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)深度理解，使學(xué)生具有明確的物理觀念．DOK知識(shí)深度模型層級(jí)一“DOK1回憶/復(fù)述”過(guò)渡到層級(jí)二“DOK2技能/概念”所要搭建的學(xué)習(xí)支架，就是要促進(jìn)學(xué)生逐步形成對(duì)“什么是圓周運(yùn)動(dòng)”“生活中有哪些圓周運(yùn)動(dòng)”“怎么來(lái)描述圓周運(yùn)動(dòng)”等問(wèn)題的認(rèn)識(shí)，從前概念走向問(wèn)題，再?gòu)膯?wèn)題走向精確概念．教師在課前可以給出學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)清單，例如，觀察身邊的圓周運(yùn)動(dòng)，觀看圓周運(yùn)動(dòng)的微視頻，通過(guò)比較各種圓周運(yùn)動(dòng)，例如小風(fēng)車(chē)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)比，如圖2所示，撰寫(xiě)“描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的方法”小報(bào)告等，完成學(xué)習(xí)活動(dòng)從“回憶/復(fù)述”相關(guān)事實(shí)、概念、規(guī)律到“技能/概念”的理解、領(lǐng)會(huì)、掌握．同時(shí)教師在設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)，一定要注意使零散的情境結(jié)構(gòu)化呈現(xiàn)，要從學(xué)習(xí)心理序列和學(xué)科知識(shí)序列的角度，將學(xué)習(xí)資源以及學(xué)習(xí)探索過(guò)程中不良結(jié)構(gòu)的真實(shí)情境串成體現(xiàn)知識(shí)意義與心理意義結(jié)構(gòu)化的情境鏈．

圖2

4.2 課中教學(xué)，以“體驗(yàn)與表達(dá)”為深度學(xué)習(xí)的主要過(guò)程

深度學(xué)習(xí)是以高階思維、問(wèn)題解決、自主學(xué)習(xí)、實(shí)踐創(chuàng)造等關(guān)鍵能力發(fā)展為目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者經(jīng)歷真實(shí)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，理解所學(xué)內(nèi)容的完整含義，建立已有知識(shí)與新知識(shí)的聯(lián)系，將已有的知識(shí)遷移到新的情境中，做出決策、解決問(wèn)題，并能闡述自己的認(rèn)知和觀點(diǎn)．因此“體驗(yàn)和表達(dá)”既是深度學(xué)習(xí)的過(guò)程，也是深度學(xué)習(xí)的結(jié)果．DOK知識(shí)深度模型層級(jí)二“DOK2技能/概念”到層級(jí)三“DOK3策略性思維”所要搭建的學(xué)習(xí)支架，就是通過(guò)設(shè)置體驗(yàn)與表達(dá)的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生知識(shí)深度從掌握概念和理解規(guī)律上升到運(yùn)用概念和規(guī)律解釋和解決實(shí)際問(wèn)題．教師通過(guò)設(shè)計(jì)層次豐富的演示性實(shí)驗(yàn)、體驗(yàn)性實(shí)驗(yàn)、探究性實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生參與體驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并通過(guò)體驗(yàn)來(lái)嘗試解決問(wèn)題．

體驗(yàn)1：實(shí)際操作，深化思維.

圖3

體驗(yàn)2：手腦結(jié)合，具身認(rèn)知.

如圖4所示，在課堂上準(zhǔn)備一輛倒置的自行車(chē)，讓學(xué)生分組對(duì)自行車(chē)各轉(zhuǎn)動(dòng)部件(車(chē)輪、踏板、鏈條、牙盤(pán)、齒輪)進(jìn)行觀察、操作、測(cè)量、記錄，并將結(jié)果向其他學(xué)生報(bào)告．通過(guò)研究這些部件傳動(dòng)方式的定量特征和轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的定量比較，學(xué)生真正切身體會(huì)到各種轉(zhuǎn)動(dòng)形態(tài)下的線速度和角速度的關(guān)系．這種手、眼、腦結(jié)合的體驗(yàn)式學(xué)習(xí)，也就是具身認(rèn)知的學(xué)習(xí)，它比傳統(tǒng)課堂授課聽(tīng)講的學(xué)習(xí)方式更高效，對(duì)核心素養(yǎng)的指向更明確．

圖4

體驗(yàn)3：深度探究，學(xué)以促能.

布置學(xué)生分組利用向心力演示儀測(cè)量線速度與角速度的定量關(guān)系的任務(wù)，為學(xué)生配備光電門(mén)、向心力演示儀、數(shù)據(jù)收集器、計(jì)算機(jī)等設(shè)備，然后引導(dǎo)學(xué)生思考如何利用這些裝置研究線速度和角速度關(guān)系．如圖5所示，兩個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)通過(guò)皮帶連接，在兩側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)桿邊緣固定寬度相同的擋光片，通過(guò)測(cè)量擋光時(shí)間，如圖6所示，學(xué)生可以研究在角速度和半徑都不同的情況下，線速度大小的決定因素．這種多變量探究的問(wèn)題對(duì)學(xué)生探究能力和思想方法提出了較高要求，所以在做實(shí)驗(yàn)之前，學(xué)生必須要明晰實(shí)驗(yàn)原理、操作要求、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果解釋?zhuān)瑢?shí)驗(yàn)的深度參與對(duì)學(xué)生科學(xué)思維和科學(xué)探究等核心素養(yǎng)的培養(yǎng)起到重要作用．

圖5

圖6

4.3 課后活動(dòng)，以“交流與評(píng)價(jià)”為深度學(xué)習(xí)的再次深化

深度學(xué)習(xí)離不開(kāi)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)結(jié)果的交流討論和教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)的及時(shí)評(píng)價(jià)反饋．教師評(píng)價(jià)以及生生互評(píng)可以培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題解決能力、合作溝通能力、交流表達(dá)能力，通過(guò)對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)觀察、結(jié)果分析等環(huán)節(jié)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，更是直接指向發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)中的科學(xué)探究．DOK知識(shí)深度模型層級(jí)三“DOK3策略性思維”到層級(jí)四“DOK4拓展性思維”所要搭建的學(xué)習(xí)支架，就是給予學(xué)生交流、展示、質(zhì)疑、討論的機(jī)會(huì)，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的反饋意義，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步調(diào)整學(xué)習(xí)節(jié)奏，改進(jìn)學(xué)習(xí)方法．教師可以給出學(xué)生課堂/課后活動(dòng)清單，例如，制作并展示“圓周運(yùn)動(dòng)”一節(jié)知識(shí)內(nèi)容的思維導(dǎo)圖；通過(guò)DIS研究線速度和角速度的定量關(guān)系，形成研究方案；通過(guò)研究變速自行車(chē)前、后齒輪的齒數(shù)和車(chē)輪半徑，分析場(chǎng)地自行車(chē)比賽時(shí)的車(chē)速；通過(guò)對(duì)線速度和角速度的理解分析運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上的現(xiàn)象和原理等，通過(guò)這些活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)深度從單一概念和技巧上升到策略性思維和拓展性思維．

“圓周運(yùn)動(dòng)”課堂教學(xué)的后段以及課后的延伸學(xué)習(xí)將交流體會(huì)、展示成果、質(zhì)疑討論等學(xué)習(xí)活動(dòng)與評(píng)價(jià)活動(dòng)高度結(jié)合，評(píng)價(jià)活動(dòng)則是圍繞這些學(xué)習(xí)活動(dòng)開(kāi)展組內(nèi)互評(píng)、組間互評(píng)、教師點(diǎn)評(píng)．“圓周運(yùn)動(dòng)”一課的教學(xué)目標(biāo)是了解描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的基本思路，理解線速度和角速度引入的邏輯和物理意義，掌握線速度和角速度的關(guān)系，最后能通過(guò)對(duì)線速度和角速度的綜合理解，在具體情境中解釋、解決實(shí)際問(wèn)題．根據(jù)這些教學(xué)目標(biāo)，可以設(shè)計(jì)課中/課后學(xué)習(xí)拓展活動(dòng)、對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)角度、設(shè)置評(píng)價(jià)水平、確定評(píng)價(jià)目標(biāo)，“圓周運(yùn)動(dòng)”學(xué)習(xí)拓展活動(dòng)評(píng)價(jià)如表2所示．

表2 “圓周運(yùn)動(dòng)”學(xué)習(xí)拓展活動(dòng)評(píng)價(jià)表

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)“圓周運(yùn)動(dòng)”課堂教學(xué)的實(shí)踐探索嘗試，可以初步形成以課前、課中、課后3個(gè)階段的教學(xué)活動(dòng)、學(xué)習(xí)活動(dòng)、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)為學(xué)習(xí)支架，以“4E”學(xué)習(xí)活動(dòng)為支架核心，實(shí)現(xiàn)“DOK知識(shí)深度模型”從DOK1回憶/復(fù)述→DOK2技能/概念→DOK3策略性思維→DOK4拓展性思維4個(gè)知識(shí)深度層級(jí)提升的深度學(xué)習(xí)路徑，使課堂教學(xué)在核心素養(yǎng)的目標(biāo)指引下，厘清深度學(xué)習(xí)的教學(xué)邏輯，拓展和深化深度學(xué)習(xí)的應(yīng)用策略，引領(lǐng)教學(xué)改革走向深處．