深度學習理念下的有效教學設計

王建軍

摘要：簡介并比較了淺層學習與深度學習。基于深度學習理念下的教學設計要考慮“課題”的思想、觀念、方法與知識線索、學生對課題的認知線索、教師的教學組織線索；要通過提出問題引導學生深度參與，設計活動吸引全員參與，提供豐富素材實現內容參與；引起學生深度思考是深度學習的重點；給予學生深度引領是深度學習的關鍵；引導學生深度拓展是深度學習的延伸。對合學課實踐作了反思。

關鍵詞：深度學習；淺層學習；有效教學設計；教學模式；甲烷

文章編號：1005–6629（2015）1–0042–04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

1 問題背景

去年暑假的校本培訓，化學教研組對推進8年的“導·學·展·評·練”循環教學[1]進行全面反思，老師們突然覺得：我們對課程改革的新鮮感開始減退，疲勞感在上升。理性反思我們的課堂教學實施質態，一方面是學生的學缺少用心思考，學習過程滯留在淺層學習狀態；另一方面教師的教缺少整體設計，教學過程缺少為學生深度學習的設計。突出問題是我們用于課堂教學編制的導學案輕導重練、習題化傾向較重。由此，我們高一年級備課組重新整理思路，開展“三學三課三案”融合的教學探索。筆者在高中化學教學高端論壇上開設過蘇教版必修2“天然氣的利用——甲烷”研究課，現以這節課為例談談基于深度學習理念的有效教學設計。這節課是以學生合作實驗、實踐、交流、討論為主的合學課，筆者在編制學案時共設置了6個微單元，通過活動引領學生相互交流、相互評價，幫助他們形成“結構決定性質，性質體現用途”的關系認知。

2 淺層學習與深度學習

深度學習的研究最早是由兩位美國學者Ference Marton和Roger Saljo提出來的。1976年，他們做了一項研究：讓學生閱讀一份學術方面的文章，并告訴學生讀過之后會有一個關于這個內容的測驗，結果發現學生在閱讀學習過程中使用了兩種不同的策略。一種策略是試圖去理解整個文章的思想，領會學術內涵，這樣的學習被認為是深度學習。另一種策略是記住文章中所提到的一些事實，他們所關注的是接下來的測驗會問到文章中的哪些內容，這樣的學習被認為是淺層學習[2]。

淺層學習（surface learning）是一種機械式的學習方式，學習者為了完成任務被動地接受學習內容，把信息作為孤立的、不相關的事實來接受和記憶[3]。

深度學習（deep learning）是指在理解的基礎上，學習者能夠批判地學習新思想和事實，并將他們融入原有的認知結構中，能夠在眾多思想間進行聯系，并能夠將已有的知識遷移到新的情境中，做出決策和解決問題[4]。深度學習本意是指學習認知觸及事物本質的程度或事物向更高階段發展的程度。

淺層學習者需要外力來驅動學習，典型的是通過評分等級、考試過關來促進學生的學習。學習的目的就是在測試或考試中避免失敗，他們僅關心的是下一次考試的知識內容。為什么許多高中生尤其是高一學生，更多地習慣于淺層學習呢？其一，因為他們在小學、初中取得了一定的“成功經驗”，嘗到了甜頭。在義務教育段，由于學習的內容比較淺顯，通過一定的機械重復和強化記憶，就能在考試中取得較好的成績，所以他們已經習慣淺層學習策略。其二，一些高中教師的教學行為也助長了學生選擇淺層學習策略。我們可以從Chew Fook Tim（2004）在《Encouraging Deep Learning》中提到的幾個觀點去理解：第一，在教學過程中，缺乏對整體教學目標的清晰描述，在這樣的教學結構中課程內容主題間易產生脫節，以至于學生不能圍繞目標緊密系統地掌握知識；第二，沒有考慮到學生已有的先前知識，如果學習中包含大量的新信息或者要求在有限的時間內去掌握新知識，學生只有被迫去“應付”學習，而不會深入探求；第三，以教師為中心的教學方法強調信息傳遞而不是深入理解思想，教師的消極教學風格等也是造成淺層學習的原因；第四，學生看不到內在的學習價值，而教師或教學過程也沒有通過主題間的內在聯系幫助學生認識到這個價值；第五，學習進程缺乏反饋，機械的評價方式無形中也鼓勵了淺層學習[5]。

3 為學生深度學習而設計的理念

按照為學生深度學習而設計的教學理念，課堂教學要以“學的組織方式”為中心來進行教學設計，筆者認為在進行教學設計時要考慮三條線索：

3.1 “課題”的思想、觀念、方法與知識線索

根據現代認知心理學，蘇教版必修2“天然氣的利用——甲烷”這節課學生要學習如下三類知識：第一類是陳述性知識，如甲烷的空間結構、甲烷的物理性質等；第二是程序性知識，甲烷分子式的確定、甲烷化學性質的探究等；第三是策略性知識，這是隱含在整個學習過程中的一些認知策略，如對有機物認知思維過程的自我反思以及有機學習思想方法的應用的策略等。教學設計的本質就是要在化學學科的自然形態和學術形態兩極的中間構建一個既反映學科本質又適宜學生學習的教育形態。

3.2 學生對課題的認知線索

因為學習的主體是學生，我們要關注學生的最近發展區。初中（九年級）已學習了簡單的有機物的知識，在相關的知識學習過程中，學生已經獲得并積累了一定的解決有機問題的簡單經驗，同時，在以前的學習中學生已經有了很多合作學習的體驗，具備了一定的活動經驗和合作交流能力，為高中階段的有機物的學習奠定了知識與學習基礎。

3.3 教師的教學組織線索

教學過程要通過教師的組織來實現。關于教學組織，要關注以下三個方面：第一個方面是知識的整體性。只有把“甲烷”這節課放到整個高中化學必修模塊的知識脈絡里，才能更好地把握教學要求，才能更清楚認識到教師應該如何指導學生學習。第二個方面是學生的主體性。強調學生的主體性，在教學設計中就是要把學生認知的發展放在心里。要做到這一點，筆者認為要借助課前診斷，了解學生對這節課的認識達到了什么程度？哪些地方他們已經掌握得比較好了？還有哪些地方存在困難？只有在此基礎上，我們才能有針對性地通過創設情境，提出問題，激活學生已有的知識和經驗，營造一個有利于新知識建構和問題解決的學習環境，引導學生深度參與探究。第三個方面是教師的主導性。新課程的理念倡導學生積極主動地探索知識的發生、發展，教師應該盡力做好學生探究活動的引路人。本節課的教學，作為教師的基本任務是：把學生從有機物的現實世界帶到充滿理性思維的化學世界，并讓學生獲得如何研究有機物的結構與性質的體驗。

4 為學生深度學習而設計的策略

4.1 引導學生深度參與是深度學習的前提

學習要有深度，教師必須進行有針對性、啟發性、參與性和體驗性的教學設計，關鍵是讓學生深度參與，自主探求正確的思想與方法，而不是單純記住什么是標準答案。引導學生深度參與的策略有：

4.1.1 提出問題引導積極參與

筆者在課堂實踐的微單元1（個別學習環節）中提出如下問題：甲烷的存在方式是什么？你能說說甲烷的物理性質嗎？你能書寫甲烷的電子式、結構式嗎？你能說說甲烷的結構特點嗎？通過這些問題，一方面反饋學生預習時的思考，一方面引起了本節課的探究與學習。心理學研究證明，問題引領會使學習者的心理指向集中在問題當中，對答題內容的關注和探究會更加深入和持久，從而成為學習的有心人。由于學生的積極參與，我們發現，學生看待事物的態度有了明顯的改變，求知的欲望更強烈，探尋事物本源、思考問題的能力也明顯提高。

4.1.2 設計活動吸引全員參與

在課堂實踐的微單元2（探究活動：甲烷的組成與分子式）中，筆者首先播放了一個學習合作小組的實驗微視頻：觀察甲烷燃燒時火焰的顏色，并驗證生成的產物。再提出如下問題：已知某碳氫化合物，含碳75%，含氫25%，你能利用這些數據確定該化合物中碳、氫元素的質量比和原子個數比嗎？分子式呢？學生結合實驗視頻，分合作小組研討，取得明顯效果，對如何確定有機物的分子式的方法有了深刻的認識，樹立了正確的思維方式：由密度或相對密度-摩爾質量-分子式。

4.1.3 豐富素材提供內容參與

在課堂實踐的微單元5（知識拓展：甲烷的用途）中，筆者精心組織圖片、數據、視頻在課堂上展示，讓學生了解能源危機；通過對可燃冰貯量和開發介紹，增強學生的社會責任感；通過對西氣東輸工程的了解，增強學生的民族自豪感，同時激發學生濃厚的興趣深度參與。實踐表明，通過深度學習，學生對下一階段進一步學習有機物充滿了期待。

深度參與的教學設計關鍵是要關注4個方面：一要關注學生活動的參與面；二要關注學生探究的深化點；三要關注學生思維的批判性；四要關注學生主動建構的生成度。

4.2 引起學生深度思考是深度學習的重點

用心悟出來的道理才屬于自已。教學設計過程中，可以通過類比或對比促進學生深度思考。引起學生深度思考的策略有：

4.2.1 實踐是深度思考最好的老師

在課堂實踐的微單元3（實驗觀察：甲烷的化學性質）中，筆者首先讓學生自主學習有關知識，組織交流討論，然后展示課外合作學習小組的實驗微視頻，從方案制訂到具體操作，從理論到實踐，提供實踐平臺引導學生深度學習。通過實驗與觀察，學生學習興趣明顯提高，減輕了進一步學習有機物的心理恐懼感。

4.2.2 反思是深度思考最好的方式

筆者在課堂實踐中設計了微單元2（探究活動：甲烷的組成與分子式），在學生自主學習并完成甲烷的分子式、電子式和結構簡式的書寫后，師生共同探究甲烷的結構。教師提供素材，同學們分小組進行實踐活動，然后再收集并展示大家的作品，進行相互交流。教師進一步給出關于鍵長和鍵角的科學信息，合作小組再次進行交流和討論后，主要認為甲烷存在正四邊形或正四面體這兩種結構。在學生產生疑惑時，教師再給出第三條信息：如果把甲烷中的兩個氫原子換成兩個氯原子后是否也只有一種結構？學生分小組再次動手進行實踐活動，再結合科學信息得出甲烷是正四面體的立體結構。教師展示用電腦制作出正四面體的立體結構，以便學生直觀的認識，同時學生在實踐活動中再次建構甲烷的正四面體結構。這樣的教學設計，引導學生進入深度思考，學會科學的質疑和反思，為后續甲烷性質的學習奠定了堅實的基礎。

4.2.3 問題是深度思考最好的途徑

以微單元3（實驗觀察：甲烷的化學性質）為例，圍繞甲烷與氧氣的反應，提出問題串，師生互動，在不斷深入的問題引領下，引導學生深度學習。

問題1：甲烷是一種優良的氣體燃料，通常情況下1 mol甲烷在空氣中完全燃燒，放出890kJ的熱量，火焰呈淡藍色。請同學們設計一套檢驗甲烷燃燒產物的裝置，同時思考以下問題：（1）點燃甲烷前應有什么操作？（2）有幾種產物？怎么檢驗？

問題2：目前，大部分城市正在進行燃氣改造工程，即將管道煤氣改造為天然氣。根據煤氣和天然氣的燃燒反應方程式，判斷燃燒相同體積的管道煤氣與天然氣，哪種氣體消耗空氣的體積較大？

問題3：燃燒管道煤氣的灶具如需要改為天然氣，灶具將如何改進？若不改進可能會產生哪些不良后果？

問題4：2005年，遼寧省孫家灣煤礦發生一起特別重大瓦斯爆炸事故，造成214人死亡。事故的原因是由于巖爆造成大量瓦斯異常涌出，局部停風造成瓦斯積聚，工人違章帶電檢修，產生電火花引起瓦斯爆炸。根據以上資料，瓦斯爆炸的條件及預防措施是什么？

4.3 給予學生深度引領是深度學習的關鍵

深度引領的前提是教師對課程的整體認知。也就是說，教師要充分理解學情、理解文本、理解生活、理解自然與社會。給予學生深度引領的策略有：

4.3.1 知其然，實現知識引領

引導學生自主學習，合作學習，探究學習，讓知識學習經歷感受、感知、感悟的階段，把知識學習推向條理、道理、哲理的層次。本節課的教學設計：從教材的“知識拓展”環節引入，使學生對甲烷的性質和用途有了一定的認識，引起學生愛國主義和自豪感，使教學的情感目標得到具體的文字感染，增強學生的情商教育；展示甲烷的球棍模型和比例模型引導學生探究甲烷的空間結構，通過學生的動手、思考、分析、討論來明確甲烷的結構，盡量讓學生體驗知識的探究過程；展示學生合作小組的實驗微視頻，引導學生歸納出相關的知識，使學生從實驗中積累具體的實踐經驗和體驗過程，以及科學的探究方法；通過自學教材的“資料卡”，使學生不僅注重課本知識的學習，同時也關注社會和生活，體現化學課程的時代特色，反映出化學與社會的相互聯系。

4.3.2 知其所以然，實現思維引領

為了增進學生對甲烷化學性質的本質的認識和理解，特別是對甲烷的取代反應本質的認識，筆者采用實驗（包括制作模型）提供事實為支持，圍繞對甲烷與氯氣反應現象的觀察以及根據甲烷的分子結構推測產物，從而形成取代反應的概念。關于甲烷的取代反應的整體教學設計如表1。

通過深度引領，讓學生感悟邏輯思維、辯證思維的基本方式，體驗批判思維、系統思維、逆向思維、創新思維的過程，實現由知識學習、能力訓練引領到素養學習、智慧學習的層次。

4.4 引導學生深度拓展是深度學習的延伸

深度拓展要求教師具備三種意識：教學目標意識、教學批判意識和教學資源意識。深度拓展是教師基于教材、學情和對教學進行的整體設計以及對課程的二次開發，拓展的對象包括知識拓展、方法拓展和思維拓展。

4.4.1 閱讀，有助于知識拓展

一方面，教師要進行廣泛閱讀，對課程標準有明確的認識，對常用的三種不同版本的教材進行比較研究，關注科學發展動態和科技應用現狀，了解先進的教育理論、教學方法，掌握現代的教學手段，開發教學資源；另一方面，要求學生進行廣泛的閱讀，拓展知識面，增加感性認識。見多識廣，有利于舉一反三，觸類旁通。

4.4.2 批判，有助于方法拓展

一方面，教師要不斷對自己的導學案、教學過程、教學手段進行批評，不斷總結，不斷改進，有助于幫助學生拓展方法、提升能力、培養創新精神；另一方面，培養學生的批評精神，不要滿足現狀。要敢于挑戰課本，挑戰權威。集思廣益，有利于方法拓展，從而形成創新能力。

4.4.3 反思，有助于思維拓展

一方面，教師要不斷反思，通過對教學內容的整體設計和對課程的二次開發，提高教學的有效性；另一方面，提醒學生不斷反思，通過對學習的內容、練習的習題、觀察的現象、探究的實驗的反思，拓展自我的綜合認知能力和思維能力。

5 教學設計的反思

5.1 “合學課”促進學生“深度”學習

本節“合學課”的教學設計仍然體現了學校一貫的“導·學·展·評·練·思·做·診”的循環教學風格。“導與學”的目的是深度引領，使學生在自主初學時發生問題強化，強化的問題激發學生的探究欲望，由此形成的認知沖突使學生在課堂學習中有自己學習的重點；同時形成學生初學時的自我診斷與教師課前診斷，出現第一次有效反饋，為學生“深度”學習、教師進行深度教學創造條件。“展與評”過程是引導學生深度參與的過程，發現的問題與教師的及時點撥是第二次反饋，這一互動過程使學習重點得到深化，形成互動式的多維度的“深度”學習過程。“練與思”是引導學生深度思考的過程，它形成了第三次反饋，這個反饋是預設與生成的結合，借助這一過程，使學生進一步強化有機化學學習的思想與方法。“做與診”的過程是深度拓展的過程，是課后練習鞏固的過程，是教師的第四次反饋，這一過程使學生對有機物的學習得到深化，使學生在知識應用中產生“深度”學習過程。

5.2 “合學課”促進知識有效生成

“合學課”的課堂，融自主學習、同伴互助、教師引領為一體，使學生在知識生成過程中了解新舊知識之間的聯系，優化了學生的知識結構和認知結構，讓學生在有機化學知識的生成和應用的過程中逐步地學會基本的有機化學學習方法與思想。

6 結束語

為學生“深度學習”而設計，需要轉換教師專業視角，從學生“深度學習”的角度衡量和評估自己的教學成效，特別要關注以下幾點：

凸顯主體性，優化學習品質。深度學習活動中的主體是學生，學生是知識的主動建構者，是獲取知識的“第一責任人”，深度學習理念將發展自主學習能力、培養學生元認知能力應作為深度學習的第一要務。

體現發展性，促進師生共成長。“深度學習”的理念，要求教師必須在教中“學”，在學中“教”，通過“學”、“教”活動，設計“深度教學”的過程，改進教師的教學行為，促進學生“深度學習”。

強化引導性，提升教學的有效性。為學生“深度學習”而設計，要重視基礎；要強化說理；要探尋規律、方法和本質；要堅持先學后教。通過引領，使學生的智慧得以活化，創造性得以增強，使有效教學的內涵得以提升。

參考文獻：

[1]嚴濟良.從“苯式”循環教學到“三學三課三案”融合[J].化學教學，2014，（8）：8.

[2] Houghton&Warren. Deep and Surface Approaches to Learning [EB/OL]. http：//www.engsc.ac.uk/learning-and-teachingtheory-guide/deep-and-surface-approaches-learning.

[3] Geoff R MacFarlane，Kevin W Markwell and Elizabeth M Date-Huxtable，Modelling the research process as a deep，Journal of Biological Education，vol.41，No.1，2006.

[4]王玨.杜威的教育思想與深度學習[J].教育技術導刊，2005，（9）：7.

[5]付亦寧.探尋深度學習的教育思想. www.Hie.edu.cn/old/ zhuanti（xin）/zhua. 2013-01-03.