蔣春霞

（杭州市杭州中學(xué)，浙江杭州 310008）

0 引言

2019年，科技部復(fù)函浙江省人民政府，支持杭州建設(shè)國(guó)家新一代人工智能創(chuàng)新發(fā)展試驗(yàn)區(qū)。2017 年，國(guó)務(wù)院《關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知》（國(guó)發(fā)〔2017〕35號(hào)）對(duì)智能教育作了部署，明確要利用智能技術(shù)加快推動(dòng)人才培養(yǎng)模式、教學(xué)方法改革，構(gòu)建包含智能學(xué)習(xí)、交互式學(xué)習(xí)的新型教育體系；開發(fā)智能教育助理，建立智能、快速、全面的教育分析系統(tǒng)。深度學(xué)習(xí)是人工智能的重要分支，是一種利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)的技術(shù)，通過大量的數(shù)據(jù)、復(fù)雜的計(jì)算和算法，深度學(xué)習(xí)可以從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)模式和規(guī)律，并使用這些知識(shí)進(jìn)行分類、預(yù)測(cè)和決策等任務(wù)。深度學(xué)習(xí)也是教學(xué)領(lǐng)域探索的一個(gè)重要方向，概念上與人工智能領(lǐng)域的“深度學(xué)習(xí)”有明顯不同，但是本質(zhì)上又有著共性。

深度學(xué)習(xí)是近年來中小學(xué)教育教學(xué)改革的重要趨勢(shì)之一，在初中教學(xué)領(lǐng)域尤為突出。初中是小學(xué)與高中的銜接階段，也是學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)方式、思維習(xí)慣形成的關(guān)鍵階段。因此，深化初中教學(xué)改革，構(gòu)建深度學(xué)習(xí)的課堂教學(xué)體系，對(duì)于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提升學(xué)生的學(xué)習(xí)力、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成效具有重要意義。

1 深度學(xué)習(xí)與初中科學(xué)教學(xué)

1.1 概念引入

傳統(tǒng)初中教學(xué)以幫助學(xué)生掌握學(xué)科基本知識(shí)和技能為重點(diǎn)，然而，隨著時(shí)代發(fā)展，學(xué)生的認(rèn)知水平和學(xué)習(xí)能力都有很大變化，如果只是強(qiáng)調(diào)基本知識(shí)點(diǎn)的掌握和知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，學(xué)生往往難以將知識(shí)融會(huì)貫通。所以，搭建深度學(xué)習(xí)框架是構(gòu)建深度學(xué)習(xí)的課堂教學(xué)體系的重要內(nèi)容。搭建深度學(xué)習(xí)框架，就是要為學(xué)生搭建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)與邏輯框架，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)進(jìn)行有機(jī)融合、融會(huì)貫通，并在思維碰撞中激發(fā)新的感悟和發(fā)現(xiàn)。郭華教授認(rèn)為：深度學(xué)習(xí)就是在教師引領(lǐng)下，學(xué)生圍繞著具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題，全身心積極參與、體驗(yàn)成功、獲得發(fā)展的有意義的學(xué)習(xí)過程。在這個(gè)過程中，學(xué)生掌握學(xué)科的核心知識(shí)，理解學(xué)習(xí)的過程，把握學(xué)科的本質(zhì)及思想方法，形成積極的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、高級(jí)的社會(huì)性情感、積極的態(tài)度、正確的價(jià)值觀，成為既具獨(dú)立性、批判性、創(chuàng)造性又有合作精神、基礎(chǔ)扎實(shí)的優(yōu)秀的學(xué)習(xí)者，成為未來社會(huì)歷史實(shí)踐的主人[1]。深度學(xué)習(xí)作為一種課堂改進(jìn)的理念和實(shí)踐模型，幫助教師在教學(xué)設(shè)計(jì)中注重以發(fā)展學(xué)生高階思維為目標(biāo)，用驅(qū)動(dòng)性任務(wù)有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，切實(shí)提高學(xué)生的核心素養(yǎng)[2]。

深度學(xué)習(xí)是學(xué)生積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)過程?；谏疃葘W(xué)習(xí)的教學(xué)能夠激發(fā)學(xué)習(xí)熱情并主動(dòng)參與學(xué)習(xí)。首要教學(xué)原理認(rèn)為，學(xué)習(xí)只有在學(xué)習(xí)者從事解決真實(shí)世界里發(fā)生的問題時(shí)，只有當(dāng)學(xué)習(xí)者能夠通過論證或應(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)時(shí)，新知識(shí)才會(huì)被整合到學(xué)習(xí)者的世界當(dāng)中[3]。在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)真實(shí)問題情境，通過挑戰(zhàn)性任務(wù)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，主動(dòng)參與課堂，有助于促進(jìn)高階思維和深度學(xué)習(xí)的發(fā)生。

1.2 課堂教學(xué)的問題分析

筆者通過訪談、聽課等形式，觀察課堂教學(xué)現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)課堂上不少學(xué)生的學(xué)習(xí)停留在淺層學(xué)習(xí)階段，表現(xiàn)為：對(duì)科學(xué)概念的機(jī)械記憶，知識(shí)點(diǎn)零散孤立沒有貫通，學(xué)習(xí)過程沒有回復(fù)重溫，不會(huì)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題。分析原因有三個(gè)方面。第一，學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確。教師沒有確定學(xué)習(xí)目標(biāo)，有的時(shí)候照搬教參或網(wǎng)絡(luò)下載教案，沒有遵循課程標(biāo)準(zhǔn)要求，沒有根據(jù)學(xué)情深入思考學(xué)科素養(yǎng)的落實(shí)和思維能力的培養(yǎng)，這就導(dǎo)致課堂教學(xué)沒有指向深度學(xué)習(xí)和高階思維的學(xué)習(xí)目標(biāo)。第二，學(xué)習(xí)主動(dòng)性不強(qiáng)。課堂存在“一言堂”“滿堂灌”“假探究”的現(xiàn)象，教師關(guān)注的是知識(shí)的輸出，而忽視學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和關(guān)注度。學(xué)生看似參與課堂活動(dòng)，實(shí)則缺少全身心的投入，人在心不在。第三，課堂回饋機(jī)制不健全?？荚嚋y(cè)驗(yàn)是課程評(píng)價(jià)的唯一方式，使得多數(shù)教師評(píng)價(jià)意識(shí)淡薄，重結(jié)果而輕過程。學(xué)生因測(cè)驗(yàn)結(jié)果不理想，產(chǎn)生壓力和憂慮時(shí)，得不到及時(shí)的輔導(dǎo)和引導(dǎo)?？茖W(xué)探究活動(dòng)中，評(píng)價(jià)片面現(xiàn)象也很嚴(yán)重。課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究能力的重要性，但對(duì)如何評(píng)價(jià)學(xué)生的科學(xué)探究能力缺乏可操作性的指導(dǎo)，不利于學(xué)生探究能力的提高。

2 促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的課堂教學(xué)策略

深度學(xué)習(xí)要求學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)的過程中構(gòu)建知識(shí)脈絡(luò)，形成對(duì)知識(shí)的整體認(rèn)知與深刻理解。因此，在教學(xué)中，教師應(yīng)注意培養(yǎng)和提升學(xué)生的深度學(xué)習(xí)能力。深度學(xué)習(xí)能力包括認(rèn)知能力、分析能力、整合能力、應(yīng)用能力和評(píng)價(jià)能力等方面。深度學(xué)習(xí)的課堂應(yīng)具有聯(lián)想與結(jié)構(gòu)、活動(dòng)與體驗(yàn)、本質(zhì)與變式、遷移與應(yīng)用、價(jià)值與評(píng)價(jià)5 大基本特征[1]。筆者結(jié)合深度學(xué)習(xí)的特點(diǎn)和相關(guān)理念，從目標(biāo)設(shè)計(jì)、動(dòng)機(jī)激發(fā)、促進(jìn)評(píng)價(jià)等角度出發(fā)，探究初中科學(xué)課堂的深度學(xué)習(xí)教學(xué)策略。

2.1 目標(biāo)深度設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)全面育人

學(xué)習(xí)目標(biāo)是教學(xué)的靈魂，決定教與學(xué)的方向，并為教學(xué)評(píng)價(jià)提供依據(jù)。在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)首先要明確課堂的學(xué)習(xí)目標(biāo)，并對(duì)學(xué)生能否達(dá)成目標(biāo)進(jìn)行分析和論證，從而構(gòu)思和推演達(dá)成此目標(biāo)的教學(xué)環(huán)節(jié)和方法。深度學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)目標(biāo)應(yīng)指向?qū)W生需要掌握的學(xué)科核心知識(shí)，滲透跨學(xué)科概念，并融入態(tài)度責(zé)任。教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)要深度研究課程標(biāo)準(zhǔn)和教材，對(duì)學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行單元整體分析，提煉教學(xué)內(nèi)容的核心知識(shí)和關(guān)鍵能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)科的育人目標(biāo)。

根據(jù)布魯姆的認(rèn)知領(lǐng)域目標(biāo)分類，筆者將學(xué)習(xí)目標(biāo)分為“識(shí)記、理解、應(yīng)用、分析、綜合、評(píng)價(jià)”6 個(gè)層次，淺層學(xué)習(xí)認(rèn)知水平標(biāo)定為“識(shí)記、理解”層次，深度學(xué)習(xí)的認(rèn)知水平對(duì)應(yīng)“應(yīng)用、分析、綜合、評(píng)價(jià)”層次[4]。筆者按照布魯姆“識(shí)記、理解、應(yīng)用、分析、綜合、評(píng)價(jià)”6 個(gè)層次進(jìn)行分類，深度設(shè)計(jì)指向高階思維和核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)任務(wù)（如表1）。

表1 學(xué)習(xí)目標(biāo)分類及相應(yīng)的行為動(dòng)詞

案例一

“大氣層”是《科學(xué)（浙教版）》八年級(jí)（上）第二章“天氣與氣候”第1節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)課主要介紹了地球大氣的垂直分布特點(diǎn)，大氣分層和對(duì)流現(xiàn)象。知識(shí)內(nèi)容簡(jiǎn)單，考試也較少直接涉及，課程標(biāo)準(zhǔn)甚至對(duì)本課知識(shí)要求沒有直接的描述。教師對(duì)本課的教學(xué)往往采用講授法對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行灌輸，課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)停留在淺層學(xué)習(xí)層面，而忽視了本課培養(yǎng)核心素養(yǎng)，發(fā)展高階思維的價(jià)值。

筆者在研讀課標(biāo)和教材后發(fā)現(xiàn)，本課內(nèi)容是七年級(jí)學(xué)習(xí)“宇宙中的地球”這一核心概念后，進(jìn)一步了解地球大氣圈、大氣層相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)，對(duì)建立學(xué)科知識(shí)體系，形成“地球系統(tǒng)”這一核心概念有積極作用。同時(shí)，該課相關(guān)的圖像問題和實(shí)驗(yàn)探究是中考的高頻考點(diǎn)和難點(diǎn)。該課大氣溫度的垂直分布圖和對(duì)流實(shí)驗(yàn)正是提高學(xué)生的讀圖能力和探究能力的良好載體。筆者以該課教學(xué)為例，聚焦高階思維，設(shè)計(jì)了以下學(xué)習(xí)目標(biāo)和任務(wù)(如表2)。

表2 “大氣層”學(xué)習(xí)目標(biāo)和任務(wù)

2.2 情境深度創(chuàng)設(shè)，強(qiáng)化學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)

通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境，學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中利用所學(xué)知識(shí)來解決問題，能有效建構(gòu)知識(shí)意義。深度學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)者能解決復(fù)雜的真實(shí)問題。在深度創(chuàng)設(shè)的真實(shí)情境中模擬社會(huì)實(shí)踐，學(xué)生積極投入，對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行遷移應(yīng)用。

案例二

在“大氣層”教學(xué)中，教材和教師一般都從地球的外衣——?dú)怏w圈層引入，缺乏新意。筆者通過查閱網(wǎng)絡(luò)資料，用“奧地利冒險(xiǎn)家菲利克斯·鮑姆加特納從距地面高度約39 千米的氦氣球攜帶的太空艙上跳下并成功著陸”的視頻引入新課，創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，形成有選擇的注意，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。

教學(xué)情境貫穿整個(gè)教學(xué)過程，以冒險(xiǎn)家鮑姆的記者招待會(huì)為主線，各個(gè)教學(xué)目標(biāo)在答記者問的過程中有序完成。利用記者的4個(gè)問題，在回答問題的過程中完成大氣溫度的垂直分布特點(diǎn)，大氣分層規(guī)律，對(duì)流層特點(diǎn)等教學(xué)重點(diǎn)。主線教學(xué)增強(qiáng)了情境的真實(shí)性，也增加了學(xué)習(xí)的趣味性，有效促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行有意義地深度學(xué)習(xí)。

2.3 深度設(shè)計(jì)量表，提高評(píng)價(jià)能力

科學(xué)探究活動(dòng)是促進(jìn)學(xué)生全身心投入課堂，成為教學(xué)活動(dòng)主體的良好載體。在實(shí)際教學(xué)中，科學(xué)探究往往以教材上的探究活動(dòng)為主，教材中的實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)或有固定答案的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。教師探索改進(jìn)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，可以有效激發(fā)學(xué)生的探究興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。對(duì)于科學(xué)探究活動(dòng)，設(shè)計(jì)合適的PTA 量表[5]，能形成“生生互評(píng)、師生互評(píng)”的氛圍，即時(shí)反饋小組合作探究結(jié)果。教師通過量表可以了解課堂教學(xué)效果，從而調(diào)整教學(xué)策略，改進(jìn)教學(xué)設(shè)計(jì)。

案例三

八年級(jí)的學(xué)生具備一定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。故設(shè)置挑戰(zhàn)性任務(wù)，在學(xué)生觀察液體對(duì)流演示實(shí)驗(yàn)后，提供“U”型管、鐵架臺(tái)、酒精燈、線香等實(shí)驗(yàn)器材，分小組設(shè)計(jì)“氣體對(duì)流”實(shí)驗(yàn)方案，并用圖解法表示。各組將設(shè)計(jì)好的方案貼在黑板展示，每位學(xué)生仔細(xì)觀察各組的實(shí)驗(yàn)方案后，在認(rèn)為最佳方案上打鉤，票數(shù)最多的一組被評(píng)為最佳方案。筆者在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，通過組內(nèi)合作交流，不少小組能設(shè)計(jì)出正確的實(shí)驗(yàn)方案。但在評(píng)選最佳實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，由于缺少科學(xué)統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，一些缺乏可操作性甚至原理錯(cuò)誤的方案獲得了較高的票數(shù)。故在第二次教學(xué)中進(jìn)行改進(jìn)，提前設(shè)計(jì)好“氣體對(duì)流實(shí)驗(yàn)PTA 檢核量表”（如表3），在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)前就發(fā)給學(xué)生，心中有標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案質(zhì)量更高，最佳方案評(píng)選活動(dòng)也更合理有序?；顒?dòng)結(jié)束后，學(xué)生對(duì)照量表進(jìn)行自我評(píng)價(jià)，促進(jìn)自我反思和成長(zhǎng)。

表3 氣體對(duì)流實(shí)驗(yàn)PTA檢核量表

3 結(jié)語

深度學(xué)習(xí)的最終目標(biāo)是通過深度的學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)知識(shí)向?qū)嵺`活動(dòng)的轉(zhuǎn)化。筆者在實(shí)際教學(xué)時(shí)，各教學(xué)環(huán)節(jié)緊扣教學(xué)目標(biāo)，學(xué)生在真實(shí)的具有挑戰(zhàn)性的情境問題或任務(wù)中驅(qū)動(dòng)下主動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)興趣濃厚，思維活躍。在氣體對(duì)流運(yùn)動(dòng)探究活動(dòng)中，學(xué)生親身體驗(yàn)整個(gè)探究過程，展現(xiàn)出了濃厚的興趣。在最佳方案的介紹和提問環(huán)節(jié)，學(xué)生在爭(zhēng)辯中逐漸明晰概念建立的科學(xué)性、規(guī)范性，鍛煉了學(xué)生的思維能力。在探究實(shí)踐中，設(shè)計(jì)量表明確評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生表現(xiàn)得到及時(shí)反饋，為探究改進(jìn)和教學(xué)調(diào)整提供方向。與之前的課堂相比，整個(gè)課堂學(xué)習(xí)走向深度，思維走向高階。但在探究方案設(shè)計(jì)、PTA量表應(yīng)用和評(píng)價(jià)過程中存在耗時(shí)過長(zhǎng)的現(xiàn)象，需要進(jìn)一步研究改進(jìn)。