【课堂变革面向深度学习秉持科学精神】

课堂变革面向深度学习秉持科学精神

课程实施是课程改革的“第一关口”，课堂教学是课程 实施的“第一现场”，如何在具体的学习活动开展过程中既 充分发挥技术的“工具性”价值，又不忽略教育的“人文性” 精神，促进课堂教学中技术与人文的深度融合，是本文拟解 决的一个问题。深度学习理论将在此研究过程中发挥重要的 作用，通过剖析深度学习的概念，探索认知的发生与科学学 习的机制原理，构建以“科学精神”为主导的学习理念，以 “技术和人文的深度融合”实现有效课堂教学的变革路线， 以此深化教学，强化学生深度学习的能力，培养具有核心素 养和关键能力的胜任型人才。

二、深度学习的研究源起与概念内涵 在信息化、网络化、移动化的知识经济时代，各种新型 学习方式不断涌现，伴随而来的是表现为碎片化、微型化等 浅表型、快餐型学习问题的层出不穷。对这一现象的反思与 研究集中于“深度学习”范畴，深度学习已成为这一时代背 景下一种重要而有效的学习方式和学习理念。在明确提出的 深度学习的概念之前，美国著名教育学家、心理学家 Benjamin Bloom便建构了“教育目标分类学”。他在《教育 目标分类:认知领域》（1956）一书中对认知领域学习目标 进行了分类，依次为识记（Knowledge） 、领会（Comprehension）、 应用（Application）、分析（Analysis）、 综合（Synthesis）、评价（Evaluation）六个层次。其中， 浅层学习的认知水平停留在前两个层次，而深度学习的认知 水平则发展至后四个层次，即深度学习是在记忆、理解学习 的基础上，学习者能够进一步批判性地学习新知识，并将它 们融入到原有的认知结构中，能够于众多的思想间进行关联， 且能够将已有的知识迁移到新的情境中，进行做出决策和解 决问题的学习［3］。

20世纪50年代，美国学者Ference · Marton 和 Roger · Saljo试图研究瑞典大学生在被告知有相关测验的条件下， 会采取何种策略阅读学术论文。在其联名发表的《学习的本 质区别：结果和过程》（1976）一文中首次提出并阐述了 “浅 层学习”（surface learning）和“深层学习”（deep learning）两个概念。其中，前者指在其实验中的浅层学习 者，为了通过考试而被动地进行以记忆、背诵为主的孤立的 学习，谈不上理解，更不会与周围的事物进行关联；
后者指 在其实验中的深度学习者，不仅能够理解文章的基本内容和 主旨，最终转化为自己头脑中的知识，更重要的是能够积极、 主动地进行知识的联结，体现一种学习中的迁移能力，属于 一种更高的思维层次［4］。随后，同一时期的Ramsden、 Entwistle、Pask和Biggs 等学者在这一概念的基础上都对 深度学习进行了不同角度的研究，如Biggs提出应注意过量 的教学内容，“满堂灌”不能给予学生独立思考和互动讨论的机会，带有威胁性的评价体系等会使学生产生不良的学习 情绪而难以实现深度学习的告诫。

随着学习研究的发展，特别是转向学习科学的研究，学 习研究群体关注的焦点日益聚集在真实社会情境中和复杂 技术环境中的深度学习上，且对深度学习的本质、内涵及特 征的认识日趋一致。R·Keith·Sawyer在其主编的《剑桥学 习科学手册》（2006）一书中指出，随着对学习的认识日益 深刻，20世纪70年代一种新的基于心理学、计算机科学、哲 学、社会学及其他科学学科的学习科学研究诞生。经过20年 的研究，到了20世纪90年代，学习研究科学家就学习达成了 有关共识，包括：深度理解概念的重要性、注重学与教、创 设学习环境、学习者在先前知识基础上建构知识的重要性、 反思的重要性［5］。

国内学者对深度学习这一主题的关注起源于2005年黎 加厚教授首次提出深度学习概念，随后这一主题便引起学习 研究群体的普遍关注和学习者个体的高度重视。比较有代表 性的文献先后有何玲、黎加厚的《促进学生深度学习》(2005)、 王珏的《杜威的教育思想与深度学习》(2005)、叶晓芸的《论 浅层学习与深度学习》(2006)、孙银黎的《对深度学习的认 识》（2007）。待到2010年中共中央、国务院颁布《国家中 长期教育改革和发展规划纲要 （2010-2020年）》（以下简 称《纲要》）后，深度学习以其独特的优势得到更多的关注 与研究，进一步的相关研究有张浩的《深度学习的内涵及认知理论基础探析》(2012)，吴秀娟、张浩、倪厂清的《基于 反思的深度学习：内涵与过程》。可以说《纲要》所指出的 “教育教学中要注意培养学生的自主学习能力，注重培养学 生学习的主动性、独立性、体验性和问题性”，正是深度学 习方式的能动性特征体现［6］。

综合国内外学者对深度学习的研究与认识，把握深度学 习的要义应注意以下五个方面：一是深度学习是基于学习者 自身内在要求的、主动的且具有问题意识的学习方式；
二是 深度学习是具有理解性、实践性、批判性的，着重联系、融 合、整合、建构、应用、迁移与反思的高阶思维活动；
三是 深度学习是面向真实的社会情境与复杂的技术环境的，倡导 基于情境、融入技术元素的学习理念；
四是深度学习是基于 哲学、心理学、计算机科学等学科交融的学习科学研究；
五 是深度学习是继浅层学习后的突破质的发展，两者是连续的 统一体，即基于前两个层次发展至后四个层次。

三、深度学习的认知理论基础与科学精神的蕴育 人类的学习认知活动是一个极其复杂的系统过程，学习 研究者对学习现象及其本质规律的探索经历了哲学研究传 统、基于实验方法的科学心理学传统以及自然情境中多学科 融合的研究传统的三次转变。显然，研究一种主动的、批判 性的、有意义的学习方式，置身于第三种传统的研究最能形 成系统、科学的学习理论。

在学习理论两大主要流派行为主义（Behaviourism）和认知主义（Cognativism）中，笔者赞同后者，相对于前者 关注“刺激-反应”的控制与观察，认知主义关注学习者内 部心理结构的性质和变化的研究对于“学习如何发生”及“如 何促进学习”具有更强的科学解释力，以至于不仅在行为主 义这一派中有如Edward C. Tolman这样的认知心理学先驱， 而且后来的认知心理学家从不同的角度对人类的认知活动 进行了深入研究，相继提出了认知信息加工理论（Gagne）、 认知-发现学习理论（Piaget）、有意义学习（Ausubel）和 图式理论、建构主义理论（Bruner）、认知灵活性理论（Spiro）、 情境认知理论（Lafe）、分布式认知理论（Hatch，Gardner） 和元认知理论（Flavell）等。笔者认为，这些学习科学理 论为当代中国的课程改革提供了一种“科学精神”的引导， 而所谓科学精神，即指由科学性质所决定并贯穿于科学活动 之中的基本的精神状态和思维方式，是体现在科学知识中的 思想或理念。那么，什么是科学性质或什么是科学的呢？ Alexander · Bird在其所著的《科学哲学是什么》中 指出，“一个科学理论应当具备如下特征：‘遵循自然规律；

根据自然规律解释现象的能力；
在经验世界里是可检验的；

它的结论是暂时性的，即不必是最终的结论；
它是可证伪 的。’正如科学哲学家Karl·R·Popper反驳逻辑实证主义 者的意义可证实标准，称我们的经验都是单称陈述，而这经 过归纳并不能确凿、可靠地推导出全称陈述 。” Popper在其所著的《猜想与反驳》一书中明确指出，科学的“可证伪性（Falsifiability）”，即“衡量一种理论 的科学地位的标准是它的可证伪性或可反驳性或可检验性”， “一种不能用任何想象得到的事件反驳掉的理论是不科学 的。不可反驳性不是（如人们时常设想的）一个理论的长处， 而是它的短处”，“只有当确证是担风险的预言所得的结果 时，确证才算得上是确证”［7］。他在《科学发现的逻辑》 中证明，通过客观、合理的论证来证实我们对知识的需要会 导致一种悖难的处境，要么导致无限倒退，即他认识到在经 验科学的绝对普遍的法则与理论的可证实性和可证伪性之 间存在着某种不对称性，普遍陈述的逻辑形式“  S：
 P（S） ——所有S是P”，它的否定命题是存在陈述“  S：P（S） ——一些S不是P”，而以无穷与不确定的域为量词限定不能 被任何有限数量的存在陈述所证实，那么证实一个陈述的需 要，被证实一组证实那一陈述的需要所替代；
要么通过将知 识建立在理性的权威或经验的权威基础上阻碍这一倒退，前 者将导致独断论，后者将导致心理主义。但绝对普遍的陈述 却能被仅仅一个真实的反例所反驳，即如果S，那么P,并非 P,所以并非S。但证实却不具有演绎逻辑的必然性,因为“如 果S，那么P,P是真的,所以S是真的”不是有效的逻辑形式。

所以，客观的科学知识并不是由被证实为真的信念构成， 而是由解决科学问题时所提出的理论猜想、推测、假设构成 的。一个具有科学性的判定必然是跨越之前的“猜想”与随 后的“反驳”，一个“好”的科学理论永远是面向后者所承担的风险—修正前者的暂时性结论的过程。在这一过程中， 确立了一种禁令：“不容许某种事情发生。一种理论不容许 的事情越多，就越好。”正如Albert · Einstein所说，“任 何理论最好不过的命运是指明通往一个更广的理论的途径， 而它则作为一个极限情形在后一理论中继续存在下去。”所 以，一个尚未被证伪(可能真)的理论比一个已被证伪的假理 论要好，一种科学理论的获得意味着知识内容的进一步丰富。

Kuhn式的回答会说科学就是科学家做的事。笔者认为， “科学精神”是人们长期在各种科学实践活动中形成的共同 信念。历来科学实践体现的科学所追求、包含之精神中，可 证伪（可检验）性的提出可谓独树一帜，其他包括理性、求 真、实践、求实、探索、批评、创新、改革，以及协作、民 主、开放、功利（为人类社会谋福利）的精神。这与学习科 学研究有着密切的关系，其蕴涵于许多研究学习科学的重要 理论中，也是深度学习追求理解、批判、反思、关联、迁移、 应用直接的精神体现，是学习应具备积极性、建构性、积累 性、目标引导性、诊断性和反思性核心特征的集中体现［8］。

建构主义理论认为，学习是建构内部心理表征的过程，是新 旧经验之间反复、双向互动而形成的复杂的认知结构；
情境 认知理论认为，学习是置身于具体的社会情境或技术情境中， 通过积极地参与具体情境中的社会实践来获取知识、建构意 义并解决问题；
分布式认知理论认为，学习还涉及人与人之 间、人与技术工具之间通过交互实现某一活动的过程。如此等等，都蕴育着一种可证伪的科学观念，体现了深度学习的 核心理念（如图1）。

其中，“自然规律”不仅指自然科学界中的规律，还包 括人文社会科学界中的规律；
“现象世界”指受自然规律支 配、决定的全域，包括且超越了特定的场域；
“经验世界” 指特定的直接影响个体的具体情境；
“认知结构”指个体已 形成的应付与处理学习情境或问题情境的内在经验系统。围 绕着关键的概念建构起来的认知网络仍一直处于不断双向 建构的状态，一切当前所认知的指向和解释一定经验世界的 理论，面对更加广阔的现象世界的深化学习，也面临着被检 验、证伪的风险，在这一深化学习的过程中不断地丰富、重 构认知结构而实现深度学习，不断地逼近自然规律。

由此，科学精神不仅是深度学习的必要条件，也是实现 深度学习的成果之一，亦可谓是推进现代教育改革，特别是 课堂教学变革的指导理念。进一步讲，在操作性意义上，科 学精神也提供了一种兼具“技术主义”和“人文主义”的双 向度课堂建设思想，一方面强调情境与技术的实用倾向，另 一方面强调在逐渐深化的学习过程中炼就人性的德行，即兼 有道德训练的成分。即使是数理逻辑、文言文古句法等，也 一样具有道德影响，因为在此学习过程中所形成的坚韧性及 其自我克制精神是足以增强个性、提高个人道德发展水平的。

综上所述，在科学哲学的层面上，从各研究学习科学的 理论中提炼出来的科学精神可视为指导当代课程教育改革以实现深度学习的核心理念，且兼具“技术主义与“人文主 义”（如图2）。

四、促进深度学习的课堂变革设计 在科学精神的指导下进行“技术主义”与“人文主义” 的双向度课堂变革，实则是一条融合的路线。课堂技术，诸 如教学模式、实施套路、课程方案、典型课例等是课堂教学 的常规构成，如若缺失了技术思想的支撑，课堂教学活动将 寸步难行［9］。与此同时，不能忽视当前存在的“以技术 弥补技术”课堂教学变革的突出问题——过于偏重课堂教学 技术层面的变化，而不是教学活动结构性、系统性的变革。

习惯地将原本应该是共生的教师与学生、教与学的关系在时 间、空间、程序上以一种位阶式的关系固化起来，单纯地强 调学生学习方式和学习活动的多样性，把表面的课堂活跃看 成是学生的主体性得以发挥，容易把学生的学习引上表面学 习、表层学习、表演学习的错误道路［10］。因此，基于深 度学习的课堂变革并不是全盘否定技术方法的使用，而是认 为应该去寻找课堂变革中真实的技术支撑点，探求渗透于其 中的人文元素，关于人与自然的关系，人与人生命价值观的 美育、德育等方面内容，规避单向度的封闭固化的课堂技术 模式，更多地思考如何在课堂上科学地掌握学科的基本概念、 基本规律、基本原理和基本方法等本质内容，促进跨学科及 超学科知识的普遍关系联结、意义达成、迁移应用，促成学 生形成自我建构型的高阶思维。为了达成这个目标，还需要突破对 “课堂＝老师＋学生＋时空”概念范畴的认知，即 认为课堂是由教师和学生两个主体在共同的某一时间和某 一空间开展教学的有结构的时期，进而再构“课堂＝老师＋ 学生”的概念认知，取消为保全基础教育课堂具有有序性、 纪律性及高效性而设定的“时空”限制，让课堂回归质朴， 根据学习情境的需要而跨越教学课时、教学课室、教学器具 等屏障，由此建构起包含“迈出特定的经验圈” “假设可 能性事件” “转化与建模”“测试与迭代”四个环节的实 现深度学习的进化图谱，营造积极演变的课堂生态（如图3）。

（一）迈出特定的经验圈 知识并非是事实的揭露，也不是信息的堆积，而是理解 人类经验的符号体系。教师在课堂上的知识传授不能离开 “经验世界”，即我们所指的影响个体的具有特定性、直接 性、真实性的具体情境。目前，课堂教学的情境创设是以某 一设定的学习任务贯穿于课程目标及学习过程中，以驱动引 导学生进入学习状态，但这个情境创设一方面未考虑课程结 构与功能对课堂教学的定位，另一方面未考虑学生深度学习 的渐进性特点。基于当前基础型课程、拓展型课程及研究型 课程的不同课堂教学定位，课堂教学情境的创设包含三个层 面：一是基础层面。以已解决的问题或已完成的任务为中心 来建构特定的情境，以训练学生的基础认知能力，建构基本 的认知结构，为关联、迁移、应用做准备。二是次级层面。

以类似的问题或相似的任务为中心来建构特定情境，通过“联想”“移情”训练带入到该情境中，把学生的先前认知 结构与相似经验关联起来，重构其经验，以获得学习的高阶 认知能力。三是高级层面。发现适用于以往限定的经验圈内 的认知结构并不适用于更宏大的现象界里另外的经验世界， 这一层面上的学习活动所面对的是连“问题是什么”或“问 题出在哪”都不清楚，但迈出特定的经验圈后的第一反应便 是“有问题”。由此，开启了探寻可能性问题的，具有反思 性、批判性、科学探究精神的深度学习之路。

（二）假设可能性事件 “问题意识”是创新创造的逻辑起点，是撬开局限于知 识的“再现”和“模仿”教学方式的杠杆，是打开研究探索 及进行深入思考的第一把钥匙。当有限的认知结构不足以解 释经验世界的时候，会倒逼人类寻找模糊性、感知性和不确 定性问题的答案，以满足“认知闭合需求”。在这里，“问 题意识”首先实现从模糊性向清晰性的转变，让学生以独立 个体的身份来描述客观事实，如看到的、触碰到的、闻到的 等，站在独特的背景和经验的立场呈现完整的观察；
其次实 现从感知性向体验性的转变，引导学生描述对于客观事实的 内在感受，进而关注自身内在的情绪情感，通过大跨度的联 想和想象让自身经验与外来刺激相联结，建立事实之间的内 在联系；
最后实现从不确定性向确定性的转变，通过沟通交 流、论辩冲突和理性反思等指引学生走向个体经验事实与情 绪情感的意义建构，促成问题的确定。因此，带着“问题意识”的课堂教学能激发学生寻找引起问题产生的所有需要考 虑的相关因素和变量的探究兴趣，探究问题的组成部分及部 分之间的关系。从假设“可能性事件”到确认“问题是什么”， 这正是深度学习中的“分析” “综合”过程，而“如何解 决问题”则指向了迁移应用层面。

（三）转化与建模 问题来源于经验世界，提出的问题解决方式也应当应用 于经验世界，面向生活实践。学生在学习过程中应充当主动 的问题解决者，在不断追问“我可以做些什么”的同时，应 用他们掌握的知识，并在此过程中塑造个体理解世界因果关 系或相关关系等的方式。课堂教学中学习意义的建构不能只 停留在课堂层面，还应该往实践层面纵深发展，通过联系与 抽象让生活问题转化出一种致力于理解事物、解决问题的模 型，体现知识的实用性。建立模型的过程是一种以输出成果 为导向的学习方式，根据模型的抽象程度及表现形式，可将 建立的模型分成抽象与具体、一般与特定、理论与实际、简 单与复杂等多个维度。课堂教学可以通过对学科本质的探究 来建立学科结构模型与逻辑模型，理解学科概念、规律、原 理和方法，培养学生的理性思维能力，以此增强学科教学的 生命力和学科知识的整合性；
也可以通过规范的实验设计与 课题式的社会调查或已有的知识和经验，将学科知识典型化、 具体化，从而建构程序性问题的解决模式，以此对社会变化 提出快速的应对方案，培养学生的直觉思维能力。学生深度学习的结果或成果应聚焦知识结构的建立、可观察的表现性 行为、学科经验的丰富、学科思想的建立，以及学科关键能 力的形成［11］。

（四）测试与迭代 学生通过从现实生活问题中提取学科的知识信息要素， 经推理论证、归纳演绎等思维过程建构模型，需要通过实践 的测试。测试不是传统的纸笔测验，而是教师脱离课堂单纯 的知识评价，为反映简单或复杂模型如何应用在生活领域及 应用的效果“好”与“坏”而测，是教师对学生问题解决能 力的评价。测试是一次结果生成的评价，而迭代则是对“有 缺陷”的结果进行N次持续反思、改进、评估的过程。所谓 迭代，是重复反馈过程的活动，其目的通常是为了逼近所需 目标或结果。每一次对过程的重复称为一次“迭代”，而每 一次迭代得到的结果会作为下一次迭代的初始值［12］。迭 代的过程正如“科学精神”学习理念，教师和学生为了无限 趋近于“真知”，从基础性课堂中获得已形成的、暂时稳定 的认知模式及行为方式，当新的经验事实拓展到无法被目前 的认知水平所理解的时候，便产生认知冲突，从而引发对问 题的反思，并尝试利用假设可能性事件建立因果关系或相关 关系，进而通过抽象转化成问题的解决模型并应用于实践， 以检验其效力。当其解释效力不足以满足认知需求的时候， 又引发新一轮的认知探索。深度学习就是在这种冲突—反思 —改进－评估中形成永不闭合的思维演进圈。注释：
①可将Popper提出的可证伪性的转变视为对传统“底 层”基础主义奔溃的反应。早先的逻辑经验主义者认为，正 是经验的可证实性（Verifiability）使科学为之科学，即 区别与形而上学，一个陈述当且仅当它是分析地为真或是在 经验上可证实的时候才是有意义的，主张科学不仅是合理的 知识，且是唯一能够被看作是有意义的话语形式。这可以说 是20世纪最具影响的基础主义者的纲领，同Wittgenstein和 逻辑实证主义者之前的基础主义相似，Descartes、Hume、 Kant一样，都把知识看作证实为真的信念，宣称知识的科学 性就在于其是被证实而言的客观、合理的。即所谓基础主义， 是称知识要成为合理的，就必须被证实，它试图从一个确定 无疑的、不会出错的源头得出知识，并由此证实我们的知识， 已确立科学。但实际上，基础主义内部也存在着矛盾与冲突 的，如笛卡尔借助上帝论证理性的不可置疑存在循环论证问 题。休谟认为，从过去的经验观察中无法归纳和推理出将来 的事件，而应将科学理论的确定性建立在习俗和习惯之上；

爱因斯坦将非经典物理学与非欧式几何施加于自然时，重挫 了康德的先天综合知识观。

参考文献：
［1］孙智昌,郑葳,卿素兰,李嘉骏,杨宝山.中小学生学 习方式的现状分析与对策建议［J］. 课程·教材·教 法,2011,08:35-42.［2］安富海. 促进深度学习的课堂教学策略研究［J］. 课程·教材·教法,2014,11:57-62. ［3］Bloom, B. S., Englehart, M. D., Furst, E. J., Hill, W. H., & Krathwohl, D. R. Taxonomy of educational objectives. Handbook 1: Cognitive domain.［M］.New York: Longmans, Green, 1956：13，51. ［4］F. Marton and R. Saljo. On Qualitative Differences in Learning :I-Outcome and Process.［J］. Br. J. educ. Psychol.,1976：46,411. ［5］R o Keith o Sawyer. The Cambridge Handbook of The Learning Sciences［M］.2006：1,3. ［6］樊雅琴,王炳皓,王 伟,唐烨伟.深度学习国内研究 综述［J］.中国远程教育, 2015,06：28-30. ［7］Karl o R o Popper. 猜想与反驳.［M］.上海：
上海译文出版社，1987：47-51. ［8］高文.建构主义学习的特征［J］.外国教育资 料,1999 (1):20-22. ［9］龙宝新,折延东. 论高效课堂的建构［J］.教育研 究,2014,06:122-129.