項華 毛澄潔 梁婷 覃芳 眭衍波

在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下，教育改革的重心由教師的“教”轉(zhuǎn)向了學(xué)生的“學(xué)”。許多概念諸如“創(chuàng)客”“創(chuàng)客教育”“STEM教育”“數(shù)字科學(xué)家”“學(xué)科核心素養(yǎng)”等，如雨后春筍般層出不窮，為課程與教學(xué)改革的發(fā)展注入了勃勃生機(jī)。

目前創(chuàng)新課程的目標(biāo)及其主要問題

課程是為了達(dá)成某個目標(biāo)，按照事先設(shè)計好的思路和方案實施教學(xué)，并獲得有意義的使命體驗的過程。按照設(shè)計痕跡的明顯程度，課程有顯性課程與隱性課程之分，這里主要指顯性課程。當(dāng)前國內(nèi)外學(xué)校的主體課程目標(biāo)都定位在提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)水平上面。

科學(xué)素養(yǎng)概念的內(nèi)涵總是隨著時代的發(fā)展而不斷進(jìn)化的，在信息時代，信息要素在科學(xué)素養(yǎng)概念的構(gòu)成中地位凸顯，因此科學(xué)信息素養(yǎng)（科學(xué)素養(yǎng)與信息素養(yǎng)的交集）成為一個人全面發(fā)展的重中之重內(nèi)容，科學(xué)信息素養(yǎng)是信息時代公民的核心素養(yǎng)。顯然，科學(xué)信息素養(yǎng)是科學(xué)素養(yǎng)的核心部分。

學(xué)校系統(tǒng)一般采取三個級別設(shè)立課程，即國家級必選課程、地方級選修課程和校本選修課程。其中學(xué)科課程占有主體地位。學(xué)科課程話語體系性強，選修學(xué)科課程，相當(dāng)于接受學(xué)科領(lǐng)域?qū)＜业囊I(lǐng)，直接深度地提升解決學(xué)科領(lǐng)域問題的能力。學(xué)科課程在經(jīng)歷幾輪新課程改革之后，將教學(xué)目標(biāo)定位到提高每位學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)上面，師生在教學(xué)理念和教學(xué)行為上面發(fā)生了一些變化，但是由于受到師資隊伍專業(yè)水平限制，仍然制約著學(xué)科現(xiàn)代教育理念的有效實施，學(xué)科分割、斷裂現(xiàn)象嚴(yán)重，學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力提升受到限制。僅有學(xué)科教學(xué)也不是完整的深度學(xué)習(xí)。

美國為了在全球保持教育領(lǐng)先的戰(zhàn)略定位，掀起了STEM教育改革浪潮。STEM教育特別強調(diào)將本來分散的四門學(xué)科（科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)）自然地組合從而形成新的整體，促進(jìn)教師在教學(xué)過程中更好地進(jìn)行跨學(xué)科融合，鼓勵學(xué)生跨學(xué)科解決問題。此外，美國還掀起了創(chuàng)客（Maker）教育浪潮。廣義的創(chuàng)客教育強調(diào)培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的創(chuàng)新精神與創(chuàng)造能力，學(xué)習(xí)者即創(chuàng)造者，學(xué)習(xí)過程也是創(chuàng)造過程，將學(xué)習(xí)者不同的想法變成現(xiàn)實等。狹義的創(chuàng)客教育對于學(xué)習(xí)者而言還是一種業(yè)余愛好，更多是鼓勵學(xué)習(xí)者有效地使用數(shù)字化工具（包括開源硬件、三維打印、計算機(jī)、小型車床、激光切割機(jī)等），培養(yǎng)學(xué)生動手實踐的能力。

受STEM教育和創(chuàng)客教育思潮的影響，學(xué)校課程中涌現(xiàn)出了數(shù)字科學(xué)家課程、3D打印課程、機(jī)器人課程等一大批創(chuàng)新課程。讓學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題、探索問題、解決問題中將自己的想法作品化，培養(yǎng)獨立的創(chuàng)造思維與解決問題的綜合能力是創(chuàng)新課程特別需要關(guān)注的地方。唯有如此，創(chuàng)新課程才能借助這場全社會的創(chuàng)客文化運動，對教育信息化或者教育革命性發(fā)展產(chǎn)生強烈的沖擊力度。

在這些課程繁榮現(xiàn)象當(dāng)中，也出現(xiàn)了偏離提高學(xué)生科學(xué)信息素養(yǎng)課程目標(biāo)的盲目課程，出現(xiàn)了讓人擔(dān)憂的淺層次學(xué)習(xí)活動與教學(xué)，一窩蜂上設(shè)備和項目，建不接地氣的“高、大、上”創(chuàng)客空間等違背教育規(guī)律的現(xiàn)象。由此可見，僅限于簡單活動的所謂跨學(xué)科課程也不能達(dá)到深度學(xué)習(xí)。探討深度學(xué)習(xí)視域下的“學(xué)科課程”“創(chuàng)客教育”“數(shù)字科學(xué)家課程”“STEM課程”具有重要意義。

深度學(xué)習(xí)的核心特征是思維

人類的學(xué)習(xí)活動是一個極其復(fù)雜的系統(tǒng)。深度學(xué)習(xí)（Deep Learning）是指個體深度加工知識信息、理解復(fù)雜概念、掌握內(nèi)在含義、建構(gòu)個人化和情境化的社會知識體系，以解決現(xiàn)實復(fù)雜問題的適應(yīng)行為。

那么，深度學(xué)習(xí)的主要特征是什么，其發(fā)生條件又在哪里？

首先，深度學(xué)習(xí)不僅僅發(fā)生在認(rèn)知方面。依據(jù)加德納的多元智能理論，智能是在某種社會或文化環(huán)境的價值標(biāo)準(zhǔn)下，個體用以解決自己遇到的真正難題或生產(chǎn)及創(chuàng)造出有效產(chǎn)品所需要的能力。人有語言智能、節(jié)奏智能、數(shù)理智能、空間智能、動覺智能、自省智能、交流智能和自然觀察智能八個智力中心。所以深度學(xué)習(xí)的方式除去認(rèn)知之外，還包括身體運動、內(nèi)省、交際等多種方式。無論哪種方式，思維總是處于核心地位。因此，深度學(xué)習(xí)的核心特征是思維，這里的思維不僅僅包括數(shù)理思維，還包括動覺思維、內(nèi)省思維、交際思維，等等。

其次，隨著信息時代的到來，人類的學(xué)習(xí)除去行為主義學(xué)習(xí)和認(rèn)知主義學(xué)習(xí)之外，還進(jìn)化出了新的種類——聯(lián)通主義學(xué)習(xí)。比如，現(xiàn)代人不需要知道所有知識，只要具備借助搜索引擎或者其他手段尋找所需要信息的基本意識和技能，就能夠知道比過去多得多的事物?；ヂ?lián)網(wǎng)構(gòu)成了整個人類的大腦，這個大腦比個體大腦的功能異常強大。這是當(dāng)代深度學(xué)習(xí)的一個新的特征。

最后，無論考慮深度學(xué)習(xí)的全面性，還是考慮深度學(xué)習(xí)的時代性，學(xué)習(xí)個體的探究本能是基礎(chǔ)。所有動物都有趨利避害的探究本能，與其說探究是一種能力，不如說探究是一種本能或者習(xí)慣。對于人的探究是指探索和研究行為的總稱，體現(xiàn)探究的學(xué)習(xí)是探究式學(xué)習(xí)，所謂探究式學(xué)習(xí)是指像科學(xué)家一樣去探索、研究和創(chuàng)造。項華教授根據(jù)科學(xué)的三種形態(tài)將探究式學(xué)習(xí)分為“實物探”“理論探”和“數(shù)碼探”三種形式。所謂“實物探”是基于實物手段的探究行為；所謂“理論探”是基于學(xué)科理論的探究行為；所謂“數(shù)碼探”是基于計算機(jī)或者信息技術(shù)的探究行為。因此，“數(shù)碼探”是信息時代深度學(xué)習(xí)的基本特征之一。

深度學(xué)習(xí)主要包括四類學(xué)習(xí)活動：其一，基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的、積極的、建構(gòu)性的、累積性的、目標(biāo)指引的、診斷性和反思性的知識建構(gòu)活動；其二，基于情境認(rèn)知的，把知識視為個人和社會的、物理情境之間聯(lián)系屬性以及互動產(chǎn)物的問題解決活動；其三，基于分布式認(rèn)知的、人與人之間以及人與技術(shù)工具之間通過交互實現(xiàn)的情境創(chuàng)設(shè)與學(xué)習(xí)活動；其四，基于元認(rèn)知的，個體對自身學(xué)習(xí)、思維等認(rèn)知活動的自我覺察、自我監(jiān)控和自我調(diào)節(jié)的反思評價與學(xué)習(xí)活動。

人們對于深度學(xué)習(xí)的廣泛關(guān)注始于信息時代。目前的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、移動化的新型學(xué)習(xí)方式相繼出現(xiàn)與盛行，然而在學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)效果上并未有充足的證據(jù)表明得到了實質(zhì)性的提高。甚至由于對新型學(xué)習(xí)工具和技術(shù)的誤用，有些學(xué)習(xí)活動僅停留在淺層學(xué)習(xí)層面。因此，在學(xué)習(xí)環(huán)境下，為了將這種淺層次學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向深度學(xué)習(xí)，貫徹“數(shù)碼探”的學(xué)習(xí)方式是必要條件。

探究式深度學(xué)習(xí)視域下的“3D照片DIY”課例剖析

1. 主題探究項目簡介

數(shù)字科學(xué)家計劃是一種培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)碼相機(jī)、計算機(jī)仿真與編程、互聯(lián)網(wǎng)等手段解決科學(xué)問題潛能的“數(shù)碼探”行動計劃。包括數(shù)字科學(xué)家課程（e-scientist）與“數(shù)碼探科學(xué)”比賽兩部分的建設(shè)與推廣。數(shù)字科學(xué)家課程則是一種創(chuàng)新課程的符號，是信息化環(huán)境下的探究與活動課程。

“3D照片DIY”是數(shù)字科學(xué)家標(biāo)準(zhǔn)課程中一個學(xué)習(xí)主題，在2015年11月，該主題項目首次入選北京市開放科學(xué)實踐活動，2016年3月再次入選北京市開放科學(xué)實踐活動。目前該主題項目的教學(xué)設(shè)計、上課PPT微視頻和學(xué)生任務(wù)單等資源內(nèi)容采取開源方式，通過掃描二維碼可下載使用，產(chǎn)生了一定的社會影響。參加該項目活動的學(xué)生人數(shù)已近4000人，參與授課的數(shù)字科學(xué)家核心種子教師近20人。近30位教師通過關(guān)注數(shù)字科學(xué)家微信公眾號獲取到資料，進(jìn)行了自主的教學(xué)實踐，反映良好。

2. 案例剖析

下面從深度學(xué)習(xí)的視角，對該主題探究項目的活動環(huán)節(jié)進(jìn)行點評。

活動環(huán)節(jié)一（10分鐘）：形成小組。隨機(jī)分組4-6人1組：自我介紹；選負(fù)責(zé)人?；顒映晒窒怼?/p>

學(xué)習(xí)提示：涉及分布式認(rèn)知和交流智能與交際思維。

活動環(huán)節(jié)二（10分鐘）：問題情境創(chuàng)設(shè)，觀看3D影片和照片教師播放“小恐龍找媽媽”紅藍(lán)效果的3D視頻。學(xué)生在帶3D眼鏡和不帶3D眼鏡情況下，體會觀看效果的不同，組內(nèi)交流并填寫任務(wù)單，說出不同的感受和科學(xué)問題。

學(xué)習(xí)提示：涉及情境認(rèn)知，語言智能。

活動環(huán)節(jié)三（10分鐘）：玩一玩手指游戲。教師要求每個同學(xué)伸出自己的兩個食指來，一前一后約10CM的距離立于胸前，先閉左眼（右眼睜開），讓兩個食指重合，再閉右（左眼睜開）觀察靠近你自己的手指是偏左還是偏右呢？偏差大約是多少厘米呢？學(xué)生跟老師一起做，探究并完成表格任務(wù)。

學(xué)習(xí)提示：涉及通過實驗的知識建構(gòu)，動作思維。

活動環(huán)節(jié)四（20分鐘）：探一探3D立體成像原理。學(xué)生每組1臺電腦，利用網(wǎng)絡(luò)，探究人眼的立體視覺是如何形成的？3D影像的技術(shù)有哪些？并完成任務(wù)單。

學(xué)習(xí)提示：涉及知識建構(gòu)，“數(shù)碼探”和聯(lián)通主義學(xué)習(xí)方式。

活動環(huán)節(jié)五（20分鐘）：做一做3D眼鏡。材料：硬紙板、紅色和藍(lán)色透明玻璃紙、膠帶、剪刀。要求：左紅右藍(lán)，能掛到耳朵上，為眼鏡繪制個性化Logo。

學(xué)習(xí)提示：這里涉及問題解決活動，情境認(rèn)知，動覺智能與動作思維。

活動環(huán)節(jié)六（3分鐘）：清理活動平臺，一分鐘清理活動。

學(xué)習(xí)提示：涉及清理自己的桌面，按組檢查養(yǎng)成良好的行為習(xí)慣。

活動環(huán)節(jié)七（15分鐘）：拍攝照片。拍攝要求：我們只需要在拍攝完第一張照片之后，把相機(jī)水平移動一定的距離，對準(zhǔn)原來的目標(biāo)再拍第二張即可。

學(xué)習(xí)提示：涉及問題解決活動，情境認(rèn)知，動作思維。

活動環(huán)節(jié)八（15分鐘）：制做3D照片。學(xué)習(xí)i3Dphoto軟件的使用，把拍攝好的一組照片導(dǎo)入到i3Dphoto軟件中，制作成一張3D照片。

學(xué)習(xí)提示：這里涉及語言智能，交流智能，內(nèi)省思維。

活動環(huán)節(jié)九（15分鐘）：展示與交流制做的3D眼鏡。師生共同小結(jié)，完成任務(wù)單。

學(xué)習(xí)提示：這里涉及反思評價、交流智能和語言智能等。

結(jié)束語

在信息技術(shù)已經(jīng)滲透到社會所有方面的今天，課程創(chuàng)新是學(xué)校發(fā)展的一個永恒的主題；而課堂教學(xué)總是學(xué)校教育的主陣地；科學(xué)信息素養(yǎng)是科學(xué)素養(yǎng)與信息素養(yǎng)的交集，應(yīng)該作為所有課程的焦點；在啟發(fā)式教學(xué)、討論式教學(xué)、成功式教學(xué)、探究式學(xué)習(xí)等諸多教學(xué)模式或者教學(xué)方法之中，探究式學(xué)習(xí)處于基礎(chǔ)地位；基于互聯(lián)網(wǎng)工具等信息手段的“數(shù)碼探”是深度學(xué)習(xí)的新特征。因此，在當(dāng)今信息時代，無論是學(xué)科課程，還是創(chuàng)客教育課程、數(shù)字科學(xué)家課程等創(chuàng)新課程，都需要以提高學(xué)生科學(xué)信息素養(yǎng)水平為宗旨，以探究式深度學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，在課程創(chuàng)新過程中積極實踐探究式學(xué)習(xí)，特別是嘗試“數(shù)碼探”。數(shù)字科學(xué)家課程是一種“數(shù)碼探”課程，其數(shù)據(jù)探究教學(xué)模式可以應(yīng)用到學(xué)科課程和各種創(chuàng)新課程之中。值得探討將數(shù)字科學(xué)家與創(chuàng)客文化結(jié)合起來，探索一種引領(lǐng)各類課程向縱深方面發(fā)展的新途徑。