深度学习视域下的课堂变革.ppt

深度学习视域下的课堂变革 华东师范大学马云鹏 一 深度学习视域的课堂变革为教育改革提供新的思路 深度学习 最早应用于人工智能的研究 将深度学习的概念引入教育领域 特别是用于课堂教学研究时赋予了新的含意 深度学习是一种基于理解的学习 是指学习者以高阶思维的发展和实际问题的解决为目标 以整合的知识为内容 积极主动地 批判性地学习新的知识和思想 并将它们融入原有的认知结构中 且能将已有的知识迁移到新的情境中的一种学习 深度学习不是零散的碎片式的知识点的学习 深度学习强调整体学习 注重对学科领域的关键问题和基本思想的理解和运用 深度学习的基本特征是重视高层次的思维和能力 浅层学习就是学习比较低端的知识 记忆性的知识和简单的理解 深度学习则是指培养高端的能力包括高级思维能力 创造能力和分析问题解决回题的能力 深度学习的研究聚焦于学科课堂教学的变革 以学习主题的整体理解和学生学习特定主题的学情分析为基础 实现整体性教学 培养学生的创造能力和问题解决的能力 随着有关深度学习研究的深入 深度学习成为一种课堂变革的理念和课堂教学的设计思路 2013年底 教育部基础教育课程教材发展中心基于国家课程方案和各学科课程标准 在认真研究和梳理已有理论与实践研究成果的基础上 充分借鉴其先进的教育教学理念以及项目推进的方法与策略 筹划并组织开发了 深度学习 教学改进项目 力图解决当前我国课堂教学中存在的难点问题 提高课堂教学研究水平 推动课堂教学减负增效 使项目实施成为推动基础教育课程改革的重要载体 并不断提炼和完善具有中国本土特色的教学理论成果和实践经验 深度学习 就是指在教师引领下 学生围绕着具有挑战性的学习主题 全身心积极参与 体验成功 获得发展的有意义的学习过程 在这个过程中 学生掌握学科的核心知识 理解学习的过程 把握学科的本质及思想方法 形成积极的内在学习动机 高级的社会性情感 积极的态度 正确的价值观 成为既具独立性 批判性 创造性又有合作精神 基础扎实的优秀的学习者 成为未来社会历史实践的主人 深度学习追求一种高品质 高效率的课堂教学 深度学习的主要价值在于通过学科核心内容的重点探究过程 使学生在掌握学科核心知识的同时 培养学生的高阶思维能力和问题解决能力 实现学科教学中的少量主题的深度覆盖 深度学习视域下的课堂变革将为教育改革提供新的思路 教育改革是否成功的标志在于改革的理念与目标是否得到实施 正像富兰在论述实施在教育变革中的重要性时所说 在过去25年里进行的教育改革很少有在实践中获得所希望的实施效果的 实施包括将一个想法 方案或一组活动付诸实践的过程 实施也给那些正在或者希望进行改革的人们带来新的东西 而判断教育改革实施的重要因素 是看教育改革是否在学校产生效果 改革的理念与目标是否在课堂中体现出来 我国于2001年开始实施的基础教育课程改革也是如此 课程改革提出的改革理念与目标 包括关注学生的发展 注重学生的学习过程 多元化的学习目标等 这些理念与目标在学校和课堂层面的达成程度往往不如人意 在课程改革推进过程中出现了城乡差异明显 课程资源匮乏 经费投人不足 校本教研不够深入和课堂教学存在单纯追求形式等现象 在课程改革推进过程中 学生的学习方式正在向积极方面转变 但各种学习形式的发展不平衡 特别是研究型学习和合作型研究型学习开展尚不理想 与新课程改革的要求差距较大 学生的独立自主性发展较差或不平衡 研究型学习与合作学习大多表现为表面化 形式化 也有研究表明 使用新程的学生对数学的基本理解与计算能力从整体上表现较好 但不如使用原课程学生在此方面的优势明显 与使用原课程学生相比 使用新课程的学生在高层次思维能力方面表现出明显优势 新课程比较明显地提高了学生对复杂问题的解决能力 数学表达与交流及应用意识 新课程提高了学生学习数学的兴趣 学生也形成了良好的数学素养 但高级思维的本质和如何培养高级照思维还是一个值得探讨的问题 考察与评价教育改革或课程改革的一个重要维度是看课堂教学是否发生了变化 随着教育改革的推进 人们总是要聚焦课堂 了解课堂是否真正发生了变化 这是因为课堂变革直接作用于学生 改革的最终受益者应当是学生 课堂发生变化才能引起学生的变化 一般认为 课程实施包含几个层面 教材的变革 教师的理解 教学行为的变化 教学信念的变化等 真正的实际发生变化的是教学行为 包括教学的组织方式与教学策略与方法等 另一方面 课堂变革总是与具体的学科建立联系 为什么许多教育改革的理念 课程改革的目标在课堂教学层面会遇到瓶颈 出现问题呢 为什么许多教育理论在设计的时候显得很有道理 而在课堂教学层面会遇到阻力甚至会显得无能为力 主要的原因在于 课堂教学是一个更为复杂的系统 课堂教学不仅有一般教育所要面对的教育者和学生 不仅要有教育理念所涉及的一般的教育问题 不仅有课程设计时所考虑的一般原理 更要考虑具体学科的特点 具体学段学生的特征 甚至某一类学生 以及学生学习某一个学科的具体内容时的需求和状态 这种复杂性 不是一般教育理论 一般的心理学理论 一般的课程设计所能解决的 课堂教学的问题 是需要将这些一般的理论和方法 与具体的学科内容和学生现有状态结合起来产生新的知识 方法与策略 这种知识 方法与策略是没有人可以在课堂教学设计与实施之前确定下来的 只有课堂教学的当事人 教师和学生知道应该怎样行动 知道面对具体的问题要采取什么样的策略 历来的教育改革者 课程改革者和教学改革者 总是试图找到一种课堂教学变革的有效方案 找到一种适合于所有课堂教学 至少大多数课堂教学变革的方案 事实上 这样做往往是徒劳的 也是没有出路的 任何试图找到课堂教学改革一般的具体的解决方案的做法都是无效的 也就是说 任何一个精细到可以适用不同学科 不同学段 不同班级的课堂教学变革的具体的可操作的模式与方法都是不存在的 所以 人们总是觉得某种教学模式与方法 听起来很有道理 用起来就会走样 反过来也是如此 任何一种宣称是成功的课堂教学变革方法 当试图将其具体化 模式化 变成可操作 可推广的模式与方法时 实际的效果总是不如人意 原因就在于课堂教学的复杂性 课堂教学的创造性 课堂教学的不确定性 每一个课堂教学的设计方案都是一位教师或者这位教师所依托的团队精心设计的创造性的结果 而这一结果又往往不能简单复制 因此 课堂教学变革的出路在于使教师成为课堂教学设计者 成为课堂教学的创造者 我们能够给予教师的 只能是课堂教学设计的思路和策略 使教师增强面对复杂的课堂教学的创造性的智慧 这种思路不是简单的课堂教学变革的形式 而是使教师认识课堂教学的实质 提升自身课堂教学设计的能力 驾驭课堂教学的智慧 深度学习的教学设计 为教师提供设计与实施课堂变革的思路与策略 二 深度学习理念下的教学设计体现课堂变革的本质深度学习是以学科核心内容为线索 聚焦学生的高级思维和创造性解决问题能力的培养 深度学习课堂变革的理解与研究必须与具体的学科建立联系 使其成为连接学科本质和学生学习的桥梁 基于深度学习的教学设计与实施反映具体学科的本质与学生学习的特征 体现了课堂变革的本质 如 化学学科的深度学习 强调在教师引领下 学生围绕具有挑战性的学习主题 开展以实验为主的多种探究活动 从宏观微观结合 变化守恒的视角 运用证据推理与模型认知的思维方式 解决综合复杂问题 获得结构化的化学核心知识 建立运用化学学科思想解决问题的思路方法 让学生的创新精神与实践能力 科学精神和社会责任得到培养 从而使学生的核心素养获得发展 小学数学的深度学习是在教师引领下 学生围绕具有挑战性的学习主题 全身心参与体验成功 获得发展的有意义的数学学习过程 在这个过程中 学生开展从具体到抽象 运算与推理 几何直观 数据分析和问题解决等为重点的思维活动 获得数学核心知识 把握数学的本质和思想方法 提高思维能力 发展核心素养 形成积极的情感 态度和正确的价值观 逐渐成为既具独立性 批判性 创造性又有合作精神的学习者 从化学和数学两个学科对深度学习的理解中可以看到 深度学习设计的基本思路是相似的 但学生面对的学习主题和教学过程中重点聚焦的高阶思维是不同的 挑战性的主题来源于学科核心内容的性质 学科的高级思维体现了学科自身的特点 深度学习强调整体学习 关注学习过程中的多维表征 最好的学习就是整体学习 除了情感的参与 还需要有整体的知识网络 不能碎片化 碎片化的学习只能积累一些无效的记忆 它也不能激活其他知识 有效的记忆和理解总是在一个整体的知识框架里头 它能以诱导别的知识 别的知识也可以诱导它 这一特征决定了深度学习理念下的课堂变革与以往的许多课堂改革有明显的区别 以往的课堂教学变革更多的在于形式上的变革 而没有关注课堂教学本质的变革 往往给人以错误的信息和走捷径的指引 似乎按照某种方法 遵循某些环节 就可以实现有效的课堂教学变革 数以百计的教学模式与教学方法 多以形式上的几环节 几步骤 几阶段的方式命名 更有具体到哪个环节几分钟 不同环节次序的变换构成不同的教学方式 教师也乐此不疲地模仿和运用各种花样翻新的教学方法 以期进行课堂教学改革的尝试 试图达到提高课堂教学效果的目的 其实这样的所谓变革只是表面的 形式上的 解决一时一事 或个别案例 对长远的课堂变革不起作用 对具体到一个学科 一个主题的教学往往不能奏效 对于这样的课堂变革可以从一般的教育学和心理学的理论 模式与方法中找到根据 或者说这些教学模式与方法是从教育学或心理学的某种理论衍生出来的 我们可以从早期的赫尔巴特 凯洛夫 加涅 到现代的布鲁纳 布鲁姆 结构主义 建构主义 发生认识论等所提倡的教学模式与方法找到依据 这些理论与模式无疑具有其价值与意义 对课堂教学具有指导性 但从这些理论直接派生出来的教学模式与方法 很难说适应不同的学科和不同学科中不同主题的教学 逻辑上一定要将某些教育的或心理的理论与学科教学相合 多少年来人们试图做这样的工作 其中各学科课程与教学所研究的正是这方面的事情 但令人遗憾的是 学科课程与教学遵循的仍然是从教育学或心理学衍生出来的一套体系 这样就导致课堂教学的实质性的问题得不到解决 真正的课堂变革应当是从学科的本质出发 针对学生学习和发展的需求以及学科内容的本质特征提炼学习主题 确定学习目标 将教育学 心理学理论与方法整合到学科和学科的具体主题的教学研究之中 设计有针对性的具体的呈现方式与教学策略 形成具有个性化的教学方案 因此 一个具体的课堂教学设计方案 应该是独特的具体的设计 进而方案的实施过程 更是生成性的和伴随教学进程而变化的课堂决策的结果 所以 课堂变革的基础在于教师对所教学科的本质的理解 对儿童学习的理解 以及一般教育学知识的运用 学科本质的理解包括学科知识的掌握 学科价值的认知 学科内容的来龙去脉 以及特定学科内容的把握等 儿童的理解包括某一阶段儿童发展与学习的一般特征 以及儿童学习特定内容的特征 困惑和前概念等 教育学知识的运用是对教育学一般原理的掌握 以及运用于特定内容教学的策略与方法等 因此 课堂教学设计是教师创造性工作的结果 课堂教学变革是与教师创造性劳动分不开的 与其为教师提供普遍适用的教学模式与方法 不如为教师提供基本的课堂变革的思路和原则 提高教师的专业素养使教师能够独立地创造性地设计和实施每一节课堂教学 使课堂教学变革成为具有活力的源头活水 深度学习教学理念为教师提供一个教学设计的基本思路 不同学科教师需要依据本学科的特征 以及对具体内容的理解和学生学习状况的把握 创造性地设计具有个性的课堂教学方案 深度学习的教学设计围绕学科内容 学生理解 学科教学这三个课堂教学的基本要素展开 学科教学活动的设计与组织 以学科特定内容和学生对该内容的学习状况的分析和理解为基础 也是连接学科内容与学生理解的桥梁和纽带 三个要素各包含了若干基本特征 形成三者之间复杂的动态关系 见图1 深度学习的课堂变革正是基于这三个要素及其关系的深刻理解与把握实现的 三 聚焦深度学习的课堂变革基本策略深度学习的教学设计基于教师对学科本质和学生学习的具体的深入的理解 建立学科的特定内容与学生学习特征之间的桥梁 基于对学科知识 学生理解和学科教学这三个要素及其之间关系的理解 从深度学习的视角 以小学数学学科为例对深度学习教学设计的基本策略做简要分析 一 基于学科核心内容提炼学习主题 实现少量主题的深度覆盖深度学习是学生在教师引导下围绕具有挑战性的学习主题开展的有意义学习活动 深度学习的教学设计从学生当前学习的特定的学科内容的整体分析开始 针对学科核心内容的本质特征和学生学习与发展的需求 提炼学习主题 组织学习活动 核心内容是一个学科中具有共同要素的主要内容或关键内容 这些内容是联系学科中各部分的中心和纽带 核心内容反映学科的基本问题 是一个学科形成稳定的内容结构后保持不变的基本内容 每个核心内容都能整合或解释学科体系中的其他相关内容 学科核心内容在学科本质上有共同性 在思维方式上有同一性 在学习方式上具有共同特征 在教学设计上具有一致的核心要素 以数学学科为例 数的认识 是义务教育阶段数学学习的一组具有共同的本质特征的重要内容 数的认识包括整数 小数 分数 有理数等 这些内容在学科本质上都具有抽象的特征 自然数的认识是从数量抽象为数 分数和有理数是对具体的数量或关系的抽象表达 由于这样一组核心内容有共同的本质特征 认识和理解这些内容的关键的思维方式都是从具体的数量和关系中抽象出数这样的特点 同样 学生学习这类知识时所遇到的关键问题也有共同的特征 他们都可能只停留在具体的数量的认识水平 都可能对于数的认识产生某种误解 或不理解抽象的数字所表达的真实的含意 因此 在 数的认识 内容的教学设计时 就要抓住这类内容教学的核心要素 作为课堂教学的突破口 如在具体的情境中使学生经历由数量到数的过程 为学生设计探究数的抽象意义的情境等 数的认识 是数学学科中重要的 核心内容 数的认识 是学习数学的开始 也是一切后继的数学内容所必须的知识基础 以某一个阶段的数的认识为主题进行的教学设计 对于这一类内容的学习具有示范的价值 也可以覆盖更多的这类内容的学习 从学科核心内容出发提炼教学的主题 目的在于把教学的重点放在该主题所反映的思维方法 在理解与掌握知识的过程中 培养学生的思维能力和解决问题的能力 聚焦核心内容的教学设计 可以实现 由少量主题的深度覆盖代替所有主题的简单覆盖 达到举一反三 事半功倍的作用 以为核心内容往往是一组内容 是一个学科的内容群 着眼于核心内容的教学设计是解决一类问题 而不是一个问题 深度学习将重点放在学科核心内容上 目的就在于通过核心内容的主题的整体分析与深度探究 解决某一学段与之相关具有代表性的一类问题 这一问题的理解与把握 特别是这类问题所反映的思维与能力的形成 对于学生整体理解把握学科知识和学科素养的提升有重要意义 二 基于核心内容本质与学情分析 确定以学科高阶思维为重点的教学目标深度学习是以学科核心内容为线索的教学设计 主要的目标在于通过对核心知识的理解与掌握的过程 培养学生的高阶思维和关键能力 某一个具体内容所蕴含的高阶思维和关键能力是什么 怎样确定一个学习内容中应当聚焦的高阶思维和关键能力 这需要对学习的内容进行单元整体分析 核心内容的单元整体分析的过程是从学科本质的分析和学情分析中 提炼教学主题的核心知识 高阶思维和关键能力 核心的教学目标的提炼 是对单元内容的整体分析的结果 单元内容的整体分析 包括对这一内容的数学本质的分析 和针对这一内容的学情分析 一是对学科内容本质的分析 包括该内容的知识与技能 知识之间的联系 相关的数学思想和方法等 二是对该内容的学情分析 即这一阶段学生学习该内容的基础和准备 可能的困惑与问题 在整体分析的基础上确定核心内容的单元整体目标 如 数的认识 这一核心内容 小数意义 是典型的 数的认识 核心知识的单元 小数意义 单元 包括小数意义 小数性质 小数比较大小等 小数意义与整数 分数有共同之处 也有其特定的含意 小数意义理解的关键在于小数部分的单位的建立与位值的理解 学生的基础是 已经有了小数初步认识 整数的十进制计数法等知识 沟通整数与小数的关系 理解小数数位的位值可能会存在一些困惑 教学重点在于利用情境 以及小数的初步认识理解小数 建立小数概念 在分析小数意义的学科本质的基础上 分析不同版本的教材 整体分析这一单元的教材呈现 包括例题和习题的设计 例题是怎么呈现的 为什么这样呈现 例题之间的关系等 如 人教版教材 小数的意义和性质 安排在四下 用测量的情境呈现 在进行测量和计算时 往往不能正好量得整数的结果 这时也常用小数来表示 通过展示测量时对于不到1米的量 用米怎样表示 用这个情境引出零点几米的表示时需要小数 苏教版教材 小数的意义和性质 安排在五上 教材例1的呈现方式是 1分米等于几分之几米 写成小数是多少米 3分米呢 也是说小数和测量有关系 把一个比较小的数量用一个大的单位来表示 就是小数 那么为什么要把一个小的数量用一个大的单位来表示 教材使用的情境不同 但都反映这一内容的学科本质 教学中如何选择和使用情境 需要教师根据实际情况确定 学情分析是学生学习这个内容的基础和准备 以及可能出现的困惑和问题 数的认识 内容的学情分析 应关注这样几个问题 一是针对具体内容 分析学生对于数的理解与认识上的特征 学情分析针对所教内容 不是针对某一个例题 而是针对这一个单元学生可能有什么问题 知道在这个整体中最重要的问题是什么 然后引导学生在这里下功夫去深入探究 其他的问题就可以迎刃而解 二是关注不同学生在学习该内容时可能表现 学生学习小数意义时可能会出现什么情况 在哪些地方学生可以产生困惑 如学生对十分位 百分位上的数的数值的理解等 老师要心里有数 重要的是还要知道不同的学生可能会怎么样 可能有哪些不同的理解 三是找出学习这个内容的 前概念 学习小数意义时学生的前概念是什么 教师在设计教学的时候要特别关注 如学生对整数的数位及其值的理解 学生认为小数就是元角分 小数是很小的数等 了解学生的前概念 才能由此引发学生的认知冲突 了解学生学习小数意义的前概念 才能想办法设计出有针对性的情境和问题 四是学情分析发生在课前 也发生在课中 课前的学情分析是重要的 但课前的教学设计不是能了解学生所有可能的表现 好的老师可能对学生了解得会多一点 但不可能了解学生的所有的表现 课堂教学中给学生一些表现的空间 寻找那些值得讨论 值得思考的重要信息 这样才能使课堂教学有深度 有思考 在上述分析的基础上 明确该内容的目标重点在于基于原有的小数初步认识的基础 利用小数与整数在计数制上的共同之处 重点使学生理解小数部分的单位的建立与位值 把小数的认识与整数的认识建立起联系 由对小数的初步的直观的认识 在三年级主要是以元角分为依托的对小数的认识 扩展到对小数的意义的理解 在抽象的水平上从数位与数位上的值的意义上理解小数 并将小数的意义用于具体的数量的解释 这些目标包括知识 能力 情感与核心素养 单元整体分析在于从整体上理解一组内容 理解某一个具体内容的来龙去脉 把具体内容的教学放在一个核心内容群中考虑 整体分析与整体设计教学 才能分清内容的重点和难点 明确教学的主与次 集中力量解决关键的核心的问题 在次基础上相关的问题的学习就迎刃而解 学生的自主学习就有了现实基础 三 创设针对性的问题情境 引起学生认知冲突在单元整体分析的基础上进行教学设计 首先要针对重点的教学目标创设有意义的问题情境 有意义的问题情境应当体现所学内容的教学本质 引发探究与思考的 大问题 引起学生的认知冲突 使其成为深度探究之源 其基本的特征包括 一是与学生学习该内容的前概念密切相关 儿童现有的知识与方法可能有助于学生对新知识的理解 也可能使学生产生混淆或干扰 设计问题情境时 要充分考虑可能会影响学生对新知识的理解 又不应该绕开的前概念 针对这样的前概念创设问题情境就会引起学生的认知冲突 激发学生的学习欲望 二是体现学习内容的学科本质 针对核心内容的学科本质创设问题情境有助于引起学生的探究与思考 进学生对所学内容的真正理解 也会产生举一反三的效果 三是有助于发展学生的核心素养 深度学习的目的在于促进学生综合素养的提升 问题情境引发的深度探究不仅指向知识技能 更应促进学生深度思考 培养学生的核心素养 四是引起全体学生的积极参与和持续探究 问题情境不是面对少数人的高深的情境 是全体学生都能参与探究 并且不断产生新的问题 引起深度思考 从中获益的情境 特级教师吴正宪在 小数意义 教学设计中 充分利用学生已经有的小数初步认识和整数认识的前概念 设计了两个有密切关联的情境 以此暴露学生的思维 引发学生探究与思考的 大问题 从上两个教学片段中我们可以看到 吴老师呈现的教学情境是基于对小数意义这一核心内容设计的 试图从情境中体现小数本质 单位的细分 产生更小的计数单位 百分位 情境中充分考虑的学生小数意义的前概念 小数的初步认识 知道小数表示元角分等 暴露出学生有关小数的想法 进而引发学生探究与思考的 大问题 阴影部分表示什么 基于问