序 问题解决 任务驱动：使深度学习真正发生

深度学习的起源于20世纪50年代。当时，布鲁姆在《教育目标分类》中对认知维度层次的划分就体现了“学习有深浅之分”这一思想。比格斯于2001年指出，深度学习是一种高水平或者主动地对知识进行认知加工的学习方式，对应的浅层学习则是对知识进行低水平认知加工的学习方式。

一、当前科学课堂教学中存在的主要问题

当代国际著名教育技术理论家 M.戴维·梅里尔教授曾梳理出困扰教学的几个常见问题：多数教学只采用了讲解方式，而缺乏足够的示证；讲解和提问式教学无法使学生提高解决问题的能力；与主题无关的内容会使学习变得更加困难（增加不必要的认知负荷）；缺乏指导不仅会导致学习效率低下，而且很可能阻碍学习；等等。

近年来，我们通过大量课堂调研发现，在当前科学课程的课堂教学中存在“教师用过多言语讲述和习题操练”“轻视学生思考和知识建构”等现状，主要存在三大问题：一些教师虽然能提出大量问题，但是问题普遍缺乏挑战性；一些教师自称任务教学，但是任务设计大多缺少驱动性；大量教师习惯于讲解，不会通过设计项目来促进学生深度理解。究其深层原因：一是教师缺乏“学为中心”的教学新理念；二是科学概念本身复杂且类型多样，没有现成的多样化、针对性的教学范式或策略予以匹配。

二、核心素养下的课堂变革迫切需要深度学习

国内外学者对深度学习的内涵界定有四种观点：深度理解说、理解 迁移说、体验学习说、三元学习说。其中，理解 迁移说是对深度学习内涵最为普遍的认识。其基本观点是，在深度学习过程中，学生不仅要进行复杂的高阶思维、精细的深度加工，还要在深度理解的基础上，主动建构个人知识体系、深度掌握高阶技能，并将它们有效迁移、应用到真实情境中来解决复杂问题。

核心素养是学生在接受相应学段的教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格与关键能力。核心素养下的课堂教学，要让课程不仅贴近生活，还能回到生活；要从仅是知识量的增加，转变为认知、情感和素养方面的提高。核心素养下的课堂变革迫切呼唤深度学习的真正发生。

三、指向深度学习的科学教学范式设计与实践

汲取首要教学原理、真实学习理论、ARCS（注意-关联-信心-满意）动机设计模型、以问题为导向(PBL)教学法等当代教学设计理论的精髓，结合科学课程学习的特点及学生实际，针对科学课堂教学中存在的三大主要问题，可以开发出以下三种促进深度学习的课堂教学范式。

（一）问题解决式学习的教学范式

信息加工理论中的“问题”指给定信息与目标之间有某些障碍需要被克服的刺激情境。研究表明，基于问题的学习是促进深度学习的主要教学策略之一，尤其具有真实性和批判性的问题情境更能引发深度学习的发生。

该范式（见图1）主要针对当前“一些教师能提出大量的问题，但是问题缺乏挑战性”问题，其实施关键是要“设计挑战性问题”。

Ⅰ.聚焦挑战性问题。聚焦解决未达成一致结论的、真实的、能引起认知冲突的挑战性问题，能迅速激起学生的学习兴趣和探索愿望。

Ⅱ.激活旧知识。首要教学原理认为，只有当激活已有知识和技能的心智模式，并将其作为学习新知识的基础时，才能促进学习。

Ⅲ.加工展示新知识。深度学习的发生需要复杂的高阶思维、精细的深度加工，如让学生通过实验学习到新知识。在加工中批判性地学习新知识，就易将它们融入原有的认知结构中。

Ⅳ.尝试应用新知识。在问题解决教学的后阶段，不仅需要开展有梯度的练习或变式练习，而且需要不断地减少辅助支架，从而能够在众多概念间建立联系，建构新的认知结构。

Ⅴ.迁移解决新问题。将新知识结构化，就能将知识近迁移甚至远迁移到学生的实际生活中，使学生顺利解决新问题，最终达成深度学习。

（二）任务驱动式学习的教学范式

任务驱动式学习也是促进深度学习的主要策略之一。教师设计任务驱动式学习的任务时，需要运用“基于真实任务确定学习任务”“形成系列任务并排序”“确定任务教学整体策略”等方法，把学生的学习设置到复杂的、有意义的任务情境中，通过让学生完成真实任务来学习隐含于任务中的知识，也就是通过一个个的“任务”来“驱动”学生建构知识与技能。

该范式（见图2）主要针对当前“一些教师自称进行的是任务教学，但是任务设计缺少驱动性”问题，其实施关键是要“设计驱动性任务”。

Ⅰ.聚焦复杂任务。设置真实性和批判性的问题情境，让学生介入复杂任务，使其学习积极性被充分激发，探索运用高阶思维技能去完成任务。

Ⅱ.激发、吸引学生的好奇心和注意力。动机设计模型的第一个要素就是要激发和维持学生的注意力，引导学生产生问题。

Ⅲ.分解复杂任务为递进系列。赖格卢斯的精细加工理论认为，第一个任务应该以最简单的形式呈现，后续任务的复杂性则依次增加。

Ⅳ.搭建“脚手架”，使学生获得自信心。真实学习理论认为，在真实的学习情境中，学生要解决的是结构不良的复杂问题，教师需要为其提供“脚手架”，即在设计中建构主体性知识，帮助其逐步学会解决问题或完成任务，保证每个学生都有成功的体验。

Ⅴ.使学生完成创造性任务，获得满足感。动机设计模型强调，要提供在真实情境中运用新获得的知识技能的机会，让学生在完成复杂或创造性任务过程中，满意度持续提高。

（三）项目化学习的教学范式

基于项目的学习指的是基于真实情境的有意义项目，通过小组合作，借助多种资源设计、制作作品并将作品呈现出来的一种实践学习。这里研究的是学术性的项目，项目应产生于学科中的重要概念。这种类型的项目主要用来促进学生对所学重要概念的深度理解。学科项目化学习的挑战对学生和教师来说都较容易适应，它能发展学生积极建构学习、合作解决问题、指向特定的学习结果、关注质量标准的能力。

该范式（见图3）针对“大量教师习惯于讲解，不会通过设计项目来促进学生学习”问题，其实施关键是“设计工程性微项目”。

Ⅰ.创设问题情境，引出概念。通过将现有的课程材料转化为问题式的、项目式的情境，形成对学生的学术性挑战，引出重要概念并产生项目。

Ⅱ.分解项目，实施序列任务，应用概念。基于STEM（科学-技术-工程-数学）理念，将学术性的项目分解成由简单到复杂的任务序列，引导学生应用概念完成序列任务。

Ⅲ.拓展问题空间，迁移概念。在引导学生自主设计完成任务、交流表达和生生互评的基础上，帮助其提出开放的、跨学科的问题，讨论制定评价量表，迁移概念，完善作品，达成对重要概念的深度理解。

四、实践反思

以上范式是我自2002年评上浙江省特级教师以来，带领工作室研究团队长期研究并推广的成果，实践效果显著，已荣获2021年浙江省（人民政府）教学成果一等奖。

现承蒙浙江师范大学生命与化学学院院长乔儒等教授盛情邀请，主编这本浙江省各地名师应用“问题解决、任务驱动”范式等教学成果设计的课例。本书荟萃的许多优秀课例都曾获得过国家、省、市级奖，相信对广大青年教师，尤其是大学师范类毕业生尽快适应中小学理科教学工作，有较高的指导价值。

值得说明的是，指向深度学习的课堂教学需要学生在教师的引领下，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，故在实践探索中还应注意以下几点。

第一，教学要真正体现深度学习的“深度”。从目标方面看，深度学习并不是追求教学内容的深度，而是追求思维的深度、情感的深度及最终学习结果的深度。从课堂方面看，深度学习应是触及学生心灵的学习，是深入知识内核的学习，是体现学习本质的学习。

第二，创设真实的学习情景，设计驱动性问题或任务，是实现深度学习的关键。以上范式实践研究表明，适合的、有趣的和富有挑战性的真实问题或任务，能引起学生脑学习的发生，很好地驱动学生进入深度学习状态，引导学生将新知识与旧知识重组与融合，形成新的知识结构。

第三，需要建构深度学习评价体系，持久驱动深度学习的发生。我们在大量实践中，需要以布鲁姆教育认知目标分类学指导深度学习目标的制定和实施，以表现性评价和过程性评价等驱动学生深度学习，才能取得更好的效果。

陈锋

2022年3月