吳舉宏

(江蘇省教育科學(xué)研究院 南京 210013)

盡管有效教學(xué)與高效課堂、自主學(xué)習(xí)與翻轉(zhuǎn)課堂等理論與實(shí)踐風(fēng)起云涌，但是教學(xué)與研究的繁榮和熱鬧難以掩飾學(xué)生思維蒼白、創(chuàng)新乏力的不爭(zhēng)事實(shí)。生物學(xué)課堂為什么缺乏力量？主要原因在于課堂中充斥著淺層學(xué)習(xí)。生物學(xué)課堂必須促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，生物學(xué)課堂迫切需要回歸理科屬性和彰顯科學(xué)本質(zhì)。

1 深度學(xué)習(xí)的主要特征

深度學(xué)習(xí)(deep learning)概念是美國(guó)學(xué)者Ference Marton和Roger Saljo于1976年首次提出，之后在認(rèn)知科學(xué)和信息技術(shù)領(lǐng)域得到研究者的關(guān)注。雖然他們對(duì)于深度學(xué)習(xí)概念的界定不盡相同，但在深度學(xué)習(xí)與淺層學(xué)習(xí)的差異性，以及深度學(xué)習(xí)的本質(zhì)和特征方面，理解和認(rèn)識(shí)基本相同[1]。

深度學(xué)習(xí)是指在主動(dòng)加工、深度理解的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)者能夠批判性地學(xué)習(xí)新知識(shí)，并將它們?nèi)谌朐械恼J(rèn)知結(jié)構(gòu)中，經(jīng)過高水平思維過程，靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和能力，解決實(shí)際問題的一種學(xué)習(xí)方式。深度學(xué)習(xí)與淺層學(xué)習(xí)在學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)狀態(tài)、學(xué)習(xí)內(nèi)容、思維層次、遷移能力等方面存在顯著差異(表1)[2]。

表1 深度學(xué)習(xí)與淺層學(xué)習(xí)的比較

由此可見，深度學(xué)習(xí)注重知識(shí)學(xué)習(xí)的批判理解，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)內(nèi)容的有機(jī)整合，關(guān)注學(xué)習(xí)過程的建構(gòu)反思，重視學(xué)習(xí)過程中的知識(shí)遷移、高階思維和問題解決。因此，深度學(xué)習(xí)是一種高階思維為主導(dǎo)的學(xué)習(xí)過程，是一種更接近知識(shí)本質(zhì)和智慧內(nèi)核的學(xué)習(xí)方式。

2 促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的教學(xué)策略

今天我們倡導(dǎo)深度學(xué)習(xí)，并不是徹底與淺層學(xué)習(xí)決裂和斗爭(zhēng)，因?yàn)閮烧卟⒉皇峭耆珜?duì)立的二元取舍關(guān)系。淺層學(xué)習(xí)是深度學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)和前提，深度學(xué)習(xí)是淺層學(xué)習(xí)的深化和提高(圖1)[2]。

圖1 淺層學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為深度學(xué)習(xí)的過程

2.1 整合內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生深度建構(gòu) 就學(xué)習(xí)內(nèi)容而言，如今的生物學(xué)教學(xué)還是過于看重孤立、零散、碎片化地記憶書本知識(shí)，而與社會(huì)生活、生產(chǎn)實(shí)踐、自然世界和認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)融合度不高，就連學(xué)科之間、學(xué)科內(nèi)不同模塊之間的知識(shí)內(nèi)容的整合性也比較低。教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的方法沒有根本性的變化，知識(shí)內(nèi)容仍然與彼此獨(dú)立、毫無聯(lián)接的“馬賽克”相似。深度學(xué)習(xí)實(shí)質(zhì)上是結(jié)構(gòu)性與非結(jié)構(gòu)性知識(shí)意義的建構(gòu)過程，也是復(fù)雜的信息加工過程，必須對(duì)先前知識(shí)進(jìn)行激活，并和所獲得的知識(shí)進(jìn)行有效和精細(xì)的深度加工[3]。所以，生物學(xué)教師首先需要全面地分析教材體系，深入挖掘與教材內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的生活世界的知識(shí)；其次需要在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)基于問題的多維度、立體式的知識(shí)整合，將知識(shí)以整合態(tài)、情境化的方式納入已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，對(duì)比表、維恩圖、概念圖、思維導(dǎo)圖、魚骨圖等都是有效的建構(gòu)學(xué)習(xí)工具。這樣的聯(lián)接整合，使學(xué)習(xí)內(nèi)容具有“彈性化”和“框架式”特征，并借助情境性的心理親和力系統(tǒng)地存儲(chǔ)于長(zhǎng)時(shí)記憶中，從而有利于學(xué)生進(jìn)行有意義的知識(shí)建構(gòu)，為知識(shí)的提取與加工、遷移與應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)可靠的基礎(chǔ)。

2.2 創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生深度體驗(yàn) 情境認(rèn)知理論認(rèn)為，唯有將學(xué)習(xí)嵌入其所關(guān)聯(lián)的社會(huì)和自然情境之中，促進(jìn)知識(shí)向真實(shí)生活情境遷移，有意義的學(xué)習(xí)才有可能發(fā)生[4]。這就要求教師創(chuàng)設(shè)源于社會(huì)實(shí)踐和學(xué)生生活的真實(shí)情境，讓學(xué)生陶醉在真實(shí)情境中，親身感悟所學(xué)知識(shí)的內(nèi)涵和本質(zhì)，深度體驗(yàn)所學(xué)知識(shí)在社會(huì)實(shí)踐和現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用方式和實(shí)際意義。創(chuàng)設(shè)真實(shí)而富有教育價(jià)值的學(xué)習(xí)情境，引導(dǎo)學(xué)生深度體驗(yàn)，是深度學(xué)習(xí)發(fā)生的重要條件之一。

例如，在學(xué)習(xí)“軟體動(dòng)物”時(shí)，讓學(xué)生觀察田螺野外生活習(xí)性，提出“田螺是如何牢牢吸附在巖石表面的”問題，讓學(xué)生先將干、濕兩組塑料吸盤按在櫥柜表面，然后垂直拔下塑料吸盤，最后交流對(duì)比和分析兩組實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的體會(huì)。再如，在學(xué)習(xí)“靈長(zhǎng)類動(dòng)物”時(shí)，為了幫助學(xué)生深度理解“人類大拇指的作用”，請(qǐng)學(xué)生參與下列體驗(yàn)活動(dòng)：①輕輕地用帶子綁住常用的那只手，使大拇指與其他手指方向相同；②分別嘗試完成下列動(dòng)作：試著拿起筆寫一個(gè)句子，把課本或錘子遞給另一個(gè)同學(xué)，把網(wǎng)球投入2 m遠(yuǎn)的垃圾桶中，在操場(chǎng)較低單杠上做幾個(gè)引體向上動(dòng)作，和沒有束綁五指的同學(xué)試試打打乒乓球；③松開帶子，再重復(fù)上述動(dòng)作；④請(qǐng)學(xué)生描述活動(dòng)感受和體會(huì)，分析并回答“為什么說對(duì)握拇指是靈長(zhǎng)類動(dòng)物的一種重要適應(yīng)性特征”的問題[5]。上述活動(dòng)體驗(yàn)，可以使學(xué)生很快處于一種主動(dòng)、積極的情境氛圍中，滿足學(xué)生求知樂趣的內(nèi)在需求，從而有利于激發(fā)其好奇心和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，促進(jìn)認(rèn)知活動(dòng)走向深入。

2.3 聚焦問題，引導(dǎo)學(xué)生深度探究 現(xiàn)代教學(xué)論認(rèn)為，學(xué)習(xí)發(fā)生的根本條件在于問題，深度學(xué)習(xí)需要有教育價(jià)值問題的引導(dǎo)?！皩W(xué)起于思，思起于疑，疑解于問”，好問題是深度學(xué)習(xí)的啟動(dòng)器和動(dòng)力源，好問題才能引導(dǎo)學(xué)生在高階思維中較為持久地追尋具體知識(shí)所蘊(yùn)含的思想與方法，以及問題解決的核心策略。什么是好問題？這本身就是非常值得探討的一個(gè)好問題。好問題往往首先是現(xiàn)實(shí)問題，現(xiàn)實(shí)問題不是那種套用規(guī)則和方法就能夠解決的良構(gòu)領(lǐng)域(well-structured domain)的問題，而是結(jié)構(gòu)分散、規(guī)則冗雜的劣構(gòu)領(lǐng)域(ill-structured domain)的問題[1]。要解決劣構(gòu)領(lǐng)域的問題，需要學(xué)生不僅要掌握知識(shí)與方法，還需要學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)與方法創(chuàng)造性地解決問題，這恰恰就是深度學(xué)習(xí)的本質(zhì)特征之一。

例如，在學(xué)習(xí)“生物多樣性的保護(hù)”時(shí)，首先向?qū)W生呈現(xiàn)兩則真實(shí)的案例：①1998年3月，美國(guó)魚類與野生生物保護(hù)管理局將11只墨西哥灰狼放歸到亞利桑那州的森林中。這種灰狼于20年前已經(jīng)在這個(gè)區(qū)域滅絕。依據(jù)瀕危物種條例，牛仔們禁止殺害這些放歸的灰狼。然而，當(dāng)?shù)胤梢?guī)定，如果這些灰狼傷害家畜，牛仔們?nèi)钥梢詫⑺鼈儦⑺?。?995年，一群灰狼在加拿大被捕獲，然后被引入黃石國(guó)家公園。一段時(shí)間后，灰狼的數(shù)目迅速增長(zhǎng)，而且咬死了許多奶牛。1997年12月，美國(guó)眾議院法庭裁定這些灰狼必須立即遷出黃石國(guó)家公園。然而，一些社團(tuán)對(duì)此裁定不服，繼續(xù)上訴，而灰狼未來的家至今仍未定奪。 再組織學(xué)生思考問題：①假設(shè)你是案例一中描述的一個(gè)牛仔，對(duì)1998年的放歸項(xiàng)目，你將提出哪些疑議？②在案例一中，請(qǐng)?zhí)岢瞿阒С址艢w項(xiàng)目的觀點(diǎn)和論據(jù)。③在案例二中，請(qǐng)描述科學(xué)家在灰狼未來住所的選擇中扮演怎樣的角色。④請(qǐng)你分別扮演案例一、二中一只灰狼向法官申訴[5]。

心理學(xué)理論認(rèn)為，個(gè)體生來就有學(xué)習(xí)的本能，個(gè)體都有探求未知疑惑、解決認(rèn)知失衡的本能。真實(shí)的、情境化的問題能夠驅(qū)動(dòng)學(xué)生的好奇心，發(fā)展學(xué)生的高階思維能力，指引學(xué)生的思想之舟駛向知識(shí)海洋的深處，走向智慧世界的彼岸。

2.4 注重評(píng)價(jià)，引導(dǎo)學(xué)生深度反思 近幾十年來，國(guó)際教育評(píng)價(jià)理念發(fā)生了兩次重大轉(zhuǎn)向，即從“對(duì)學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)”(assessment of learning)轉(zhuǎn)向“為了學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)”(assessment for learning)，再?gòu)摹盀榱藢W(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)”進(jìn)一步轉(zhuǎn)向“評(píng)價(jià)即學(xué)習(xí)”(assessment as learning)?！霸u(píng)價(jià)即學(xué)習(xí)”理念認(rèn)為，評(píng)價(jià)不再只是針對(duì)學(xué)習(xí)的結(jié)果，更要體現(xiàn)在學(xué)習(xí)過程中；評(píng)價(jià)本身也是一種學(xué)習(xí)，評(píng)價(jià)本身就是學(xué)生發(fā)展元認(rèn)知的過程，應(yīng)更加關(guān)注高層次能力的評(píng)價(jià)；課堂教學(xué)中應(yīng)注重發(fā)揮學(xué)生作為評(píng)價(jià)主體的作用，組織學(xué)生進(jìn)行自我評(píng)價(jià)與監(jiān)控，教師的作用主要是評(píng)價(jià)的設(shè)計(jì)者和輔助者[6]。

相較于紙筆測(cè)試等終結(jié)性評(píng)價(jià)，過程性評(píng)價(jià)才是日常教學(xué)評(píng)價(jià)的主要手段，它不僅是學(xué)習(xí)過程的有機(jī)組成部分，而且也是真實(shí)情境中的重要因素，所以在日常教學(xué)中教師需要將教學(xué)評(píng)價(jià)持續(xù)性和適時(shí)性地嵌合在教學(xué)進(jìn)程中。教師應(yīng)盡可能讓學(xué)生承擔(dān)過程性評(píng)價(jià)的主體作用，讓他們運(yùn)用自我評(píng)價(jià)和相互評(píng)價(jià)的方法，監(jiān)控學(xué)習(xí)進(jìn)程，選擇認(rèn)知策略，反思成長(zhǎng)業(yè)績(jī)。

深度學(xué)習(xí)需要教師在評(píng)價(jià)過程中重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生元認(rèn)知能力和思維品質(zhì)的發(fā)展，回應(yīng)性教學(xué)策略是重要選擇之一。大量研究表明，“學(xué)生學(xué)習(xí)的重要收獲來源于經(jīng)常向?qū)W生提供有關(guān)他們學(xué)習(xí)的反饋，尤其是當(dāng)反饋包含了可以引導(dǎo)學(xué)生不斷努力的具體意見時(shí)。當(dāng)反饋關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程而非最終成果時(shí)，反饋就會(huì)極大地促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)”[1]。

例如，在學(xué)習(xí)“免疫調(diào)節(jié)”時(shí)，教師組織以“消滅還是保存天花病毒”為主題的辯論會(huì)。首先，呈現(xiàn)背景資料：“1980年，世界衛(wèi)生組織(WHO)宣布了人類取得的一項(xiàng)舉世矚目的勝利，即天花已經(jīng)完全消除出人類社會(huì)。現(xiàn)在世界上天花病毒樣本只存在于兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室，一個(gè)在美國(guó)，一個(gè)在俄羅斯?，F(xiàn)在科學(xué)家必須做出決定，是消滅還是繼續(xù)保存這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室中的天花病毒。[5]”然后，由學(xué)生按照自己持有的觀點(diǎn)分組，準(zhǔn)備辯論材料，進(jìn)行正方和反方辯論。最后，安排學(xué)生根據(jù)辯論會(huì)現(xiàn)場(chǎng)表現(xiàn)進(jìn)行自評(píng)和互評(píng)。這場(chǎng)辯論會(huì)含有兩個(gè)階段的評(píng)價(jià)活動(dòng)：首先需要對(duì)消滅還是保存天花病毒這項(xiàng)重大科研決定和社會(huì)公共安全衛(wèi)生決策進(jìn)行反復(fù)權(quán)衡與評(píng)價(jià)，其次需要對(duì)辯論會(huì)現(xiàn)場(chǎng)自己和其他同學(xué)的表現(xiàn)進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià)。

再如，在進(jìn)行“用綠葉中色素提取和分離”實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，首先讓學(xué)生分組自行選擇實(shí)驗(yàn)課題和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，有的小組以“光合作用真的離不開葉綠素嗎”為探究課題，選擇紅莧菜、紅楓作為實(shí)驗(yàn)材料；有的小組以“植物葉片在生長(zhǎng)過程中色素種類和含量會(huì)變化嗎”為研究課題，選擇了不同葉齡菠菜葉作為實(shí)驗(yàn)材料；有的小組對(duì)“不同植物葉片所含色素種類和含量有區(qū)別嗎”的問題頗感興趣，于是他們選擇了菠菜葉、蠶豆葉和莧菜葉等作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象；有的小組確立“綠葉為什么變黃”為探究課題，選擇菠菜的綠葉、黃葉作為實(shí)驗(yàn)材料，等等。在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中，教師可用攝像機(jī)或手機(jī)拍攝和采集學(xué)生創(chuàng)新或不當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)方法和操作過程，作為分析評(píng)價(jià)內(nèi)容。通過電腦和投影儀向全班學(xué)生展示所拍攝的實(shí)驗(yàn)過程錄像，組織評(píng)價(jià)和探討下列實(shí)驗(yàn)操作是否恰當(dāng)：例如，在充分研磨葉片之后，立即加入CaCO3，把10 mL無水乙醇一次性加入研缽進(jìn)行研磨，沿鉛筆線連續(xù)多次畫濾液細(xì)線，用100 mL量筒而未用10 mL量筒量取無水乙醇，層析時(shí)讓層析液沒及濾紙條上的濾液細(xì)線等等。通過回應(yīng)性教學(xué)策略和過程性評(píng)價(jià)的運(yùn)用，有效促進(jìn)了學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。