深度學(xué)習(xí)下激起學(xué)生認(rèn)知沖突的有效策略

田美

摘 要：深度學(xué)習(xí)是相對(duì)于淺層學(xué)習(xí)的一種高效學(xué)習(xí)方式，是基于核心素養(yǎng)下的有效學(xué)習(xí)，是實(shí)現(xiàn)知識(shí)本位轉(zhuǎn)向素養(yǎng)中心的過(guò)程，本文通過(guò)“新知的獲得、知識(shí)的轉(zhuǎn)換、知識(shí)的評(píng)價(jià)”為過(guò)程，通過(guò)生活經(jīng)驗(yàn)、意義建構(gòu)、激起矛盾的途徑，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)下激起學(xué)生認(rèn)知沖突的有效教學(xué)策略，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生全面而有個(gè)性的成長(zhǎng).

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí);認(rèn)知沖突;評(píng)價(jià)

文章編號(hào)：1008-4134（2020）06-0004 ? ?中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

美國(guó)印第安那州立大學(xué)Michael Molenda .教授和北伊利諾斯大學(xué)的Rhonda Robinson 教授共同寫(xiě)過(guò)一篇“The Meaning of Educational Technology” （AECT ，2004）文章，里面詳細(xì)探討了教育技術(shù)的影響因素，其中包含研究、促進(jìn)以及學(xué)習(xí)等[1].本文只對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)行深入探討，進(jìn)而討論激起學(xué)生認(rèn)知沖突的有效策略.

1 深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵

建構(gòu)主義心理學(xué)家認(rèn)為：學(xué)習(xí)是在一定的情境下，借助其他人的幫助，即通過(guò)師生間的共同活動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的有意義建構(gòu)過(guò)程.這里談到的有意義建構(gòu)是指對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容所反映的學(xué)習(xí)知識(shí)的性質(zhì)、規(guī)律及新舊知識(shí)間的相互聯(lián)系，達(dá)到深刻理解的程度，這種理解的知識(shí)在大腦中能夠長(zhǎng)期存在，并能運(yùn)用知識(shí)解決生活與社會(huì)中遇到的問(wèn)題，這就是所謂的“深度學(xué)習(xí)（deep learning）”（又稱(chēng)為有意義學(xué)習(xí)）.

與深度學(xué)習(xí)相反，淺層學(xué)習(xí)（shallow learning or surface learning）（又稱(chēng)為機(jī)械式學(xué)習(xí)）是一種被動(dòng)接受式學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)者僅處于知識(shí)的識(shí)記和復(fù)述階段，單一地接受一些碎片化知識(shí)，對(duì)于教師傳授的內(nèi)容或書(shū)本知識(shí)只能進(jìn)行簡(jiǎn)單地機(jī)械式復(fù)制， 對(duì)其中內(nèi)容卻不求甚解，更談不上對(duì)知識(shí)的理解、應(yīng)用與創(chuàng)新，這就是很多學(xué)生在平時(shí)考試中能夠取得較高成績(jī)，在模擬考試甚至在中考中出現(xiàn)不適應(yīng)的原因，與此相關(guān)的甚至是高分低能形成的原因.

深度學(xué)習(xí)在一定程度上改變了教師在教育教學(xué)過(guò)程中只關(guān)注自己的“一畝三分地”、只注重知識(shí)的傳授，忽略情感、態(tài)度與價(jià)值觀的指導(dǎo);同時(shí)也改變了學(xué)生不斷“刷題”，只關(guān)注分?jǐn)?shù)的頑固思想，因此與淺層學(xué)習(xí)有重要區(qū)別.

2 深度學(xué)習(xí)下激起學(xué)生認(rèn)知沖突的案例分析

深度學(xué)習(xí)是在淺層學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展創(chuàng)新，它不只是對(duì)知識(shí)識(shí)記，更重要的是對(duì)知識(shí)的理解、拓展、創(chuàng)新.深度學(xué)習(xí)主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)特征：（1）深度學(xué)習(xí)是在淺層學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上進(jìn)行有效拓展，是更加注重學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，核心素養(yǎng)的形成，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的習(xí)慣;（2）深度學(xué)習(xí)下能夠?qū)W(xué)習(xí)的碎片化知識(shí)進(jìn)行有效整合，使學(xué)習(xí)知識(shí)系統(tǒng)化，且能有效挖掘?qū)W習(xí)知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，體現(xiàn)學(xué)生在教師指導(dǎo)下運(yùn)用多種思維方式循序漸進(jìn)地將知識(shí)不斷深度加工使其系統(tǒng)化，并影響學(xué)生思維的過(guò)程;（3）深度學(xué)習(xí)下學(xué)生能對(duì)學(xué)習(xí)問(wèn)題獨(dú)立思考，發(fā)現(xiàn)知識(shí)，掌握原理，即由學(xué)生在聽(tīng)課基礎(chǔ)上合作學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，而不是通過(guò)接受的方式來(lái)獲得知識(shí)，在合作學(xué)習(xí)過(guò)程中關(guān)注的是探究過(guò)程，而不是學(xué)習(xí)結(jié)果;（4）物理是運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段、應(yīng)用數(shù)學(xué)工具和理想模型建構(gòu)，通過(guò)邏輯思維方法進(jìn)行科學(xué)推理和論證，研究物質(zhì)世界基本結(jié)構(gòu)、相互作用、運(yùn)動(dòng)規(guī)律的自然科學(xué).初中物理教學(xué)內(nèi)容雖然被人為劃分為聲、光、熱、力、電等不同板塊，但是不是說(shuō)其中一個(gè)板塊沒(méi)有學(xué)習(xí)好，其它板塊就能學(xué)習(xí)好的，不同板塊看似沒(méi)有聯(lián)系，實(shí)際上存在錯(cuò)綜復(fù)雜、千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，學(xué)生對(duì)其中某一板塊內(nèi)容的掌握會(huì)“牽一發(fā)而動(dòng)全身”，深刻影響到對(duì)其它板塊知識(shí)的學(xué)習(xí)，因此，深度學(xué)習(xí)下更強(qiáng)調(diào)知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，有效遏制當(dāng)前初中物理應(yīng)試教育的“只見(jiàn)樹(shù)木不見(jiàn)森林”的知識(shí)孤立主義傾向[2];（5）深度學(xué)習(xí)下根本目的是關(guān)注學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、激發(fā)學(xué)生的情感沖突，通過(guò)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的邏輯化梳理，讓學(xué)生能夠獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題、并能對(duì)問(wèn)題進(jìn)行拓展創(chuàng)新.

深度學(xué)習(xí)為學(xué)生在學(xué)習(xí)方法上搭起了腳手架，使學(xué)生在整個(gè)物理學(xué)習(xí)過(guò)程中邏輯形象、思維流暢、認(rèn)知清晰.如圖1所示是深度學(xué)習(xí)下激起學(xué)生認(rèn)知沖突的教學(xué)思路，將新知的獲得轉(zhuǎn)化為知識(shí)，對(duì)知識(shí)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并能將學(xué)習(xí)的物理知識(shí)遷移到實(shí)際生活與社會(huì)中，解決生活與社會(huì)中遇到的問(wèn)題等.

下面以蘇科版教材九上第十一章第一節(jié)第1課時(shí)為例，在認(rèn)識(shí)杠桿時(shí)發(fā)現(xiàn)杠桿在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的效果不僅與力的三要素有關(guān)，還與力臂有關(guān)，由于力臂是在認(rèn)識(shí)杠桿五要素時(shí)引入的一個(gè)重要物理量，力臂是看不見(jiàn)摸不著的物理量，如何通過(guò)深度學(xué)習(xí)的方式激起學(xué)生認(rèn)知沖突，從而使學(xué)生能夠認(rèn)清力臂，理解力臂是本節(jié)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)之一.為此，以深度學(xué)習(xí)下的教學(xué)思路分析為基礎(chǔ)，以“新知的獲得、知識(shí)的轉(zhuǎn)換、知識(shí)的評(píng)價(jià)”為過(guò)程，通過(guò)生活經(jīng)驗(yàn)、意義建構(gòu)、激起矛盾的途徑，以達(dá)到知識(shí)本位向核心素養(yǎng)為中心的轉(zhuǎn)變，以實(shí)現(xiàn)物理概念教學(xué)的“深度學(xué)習(xí)”[3].

2.1 新知的獲得——課堂引入：以生活經(jīng)驗(yàn)為方式，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探究實(shí)驗(yàn)

物理是以學(xué)習(xí)間接知識(shí)為主的學(xué)科，學(xué)會(huì)用舊知建構(gòu)新知，新知鞏固舊知，激起學(xué)習(xí)上的認(rèn)知沖突，并學(xué)會(huì)用自己的語(yǔ)言去解釋、表達(dá)所學(xué)習(xí)的知識(shí)，體驗(yàn)學(xué)習(xí)的喜悅，使外部動(dòng)機(jī)向內(nèi)部動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化.如生活經(jīng)驗(yàn)是學(xué)生的寶貴財(cái)富，是探究物理實(shí)驗(yàn)的重要精神來(lái)源，建構(gòu)主義理論認(rèn)為，利用生活經(jīng)驗(yàn)建構(gòu)新知，讓學(xué)生在建構(gòu)過(guò)程中體悟新知，使學(xué)生在認(rèn)知層面上理解探究實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生認(rèn)知沖突、情感體驗(yàn)等.

案例1 學(xué)生對(duì)力的概念及效果、力的平衡等基本知識(shí)有一定的掌握，但對(duì)杠桿這個(gè)新的概念感到陌生，為此，可以通過(guò)一部分學(xué)生耳熟能詳?shù)碾娪耙?，使學(xué)生對(duì)杠桿有一定的認(rèn)知.電影引入：《指環(huán)王》是彼得·杰克遜導(dǎo)演的奇幻史詩(shī)電影，氣勢(shì)恢宏的中土世界、寧?kù)o歡快的夏爾莊園堪稱(chēng)經(jīng)典，更讓人嘆為觀止的戰(zhàn)爭(zhēng)場(chǎng)景，就是米納斯提里斯保衛(wèi)戰(zhàn)那場(chǎng)驚心動(dòng)魄的投石機(jī)大戰(zhàn)，其實(shí)這個(gè)威力巨大的神奇在三國(guó)時(shí)期的官渡大戰(zhàn)中也出現(xiàn)過(guò)，如圖2所示就是曹軍賴(lài)以扭轉(zhuǎn)打敗袁紹的“霹靂車(chē)”.圖2的投石機(jī)完美展現(xiàn)了物理學(xué)中杠桿的獨(dú)特魅力，那么投石機(jī)為什么會(huì)有如此巨大的威力？關(guān)于杠桿，你了解多少呢？

2.2 知識(shí)的轉(zhuǎn)換——自主探究蘇格拉底的“產(chǎn)婆術(shù)”：以問(wèn)題為情境，以建構(gòu)為途徑，以激起認(rèn)知沖突為目的，開(kāi)展自主合作探究學(xué)習(xí)

深度學(xué)習(xí)離不開(kāi)有效問(wèn)題的引導(dǎo)和驅(qū)動(dòng)，設(shè)置能夠激發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突的問(wèn)題，與學(xué)生互動(dòng)對(duì)話，有助于學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題，自主建構(gòu)概念，提升思維的獨(dú)立性[4].物理學(xué)習(xí)不再是單純以間接知識(shí)的傳授為中心，而是在知識(shí)本位的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)具有邏輯意義的材料，在自主探究過(guò)程中能夠同化新知、能夠?qū)W(xué)生未來(lái)發(fā)展具有不可估量的具有潛在意義的材料，如圖3所示，這樣可使學(xué)生具有深度學(xué)習(xí)的傾向，不僅學(xué)習(xí)新知，更能鞏固舊知，新舊知識(shí)相互作用，相互滲透，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)由知識(shí)本位向核心素養(yǎng)的轉(zhuǎn)變.

案例2 杠桿中力臂概念是抽象的，學(xué)生無(wú)法覺(jué)察與看見(jiàn)，為此，利用建構(gòu)思想，通過(guò)深度學(xué)習(xí)下激起學(xué)生認(rèn)知沖突的方法，使學(xué)生理解力臂概念.

2.2.1 杠桿概念引入

如圖4所示，以生活中常見(jiàn)的撬石塊、蹺蹺板、抽水機(jī)打水為例，讓學(xué)生歸納出這三個(gè)用具有什么共同特點(diǎn)？

物理學(xué)中，將一根在力的作用下可繞某一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒稱(chēng)為杠桿.

2.2.2 力臂概念及引入

綜合實(shí)踐：學(xué)生參與活動(dòng)、自主探究活動(dòng)，在深度學(xué)習(xí)下激起學(xué)生認(rèn)知沖突.

準(zhǔn)備器材：幾本教科書(shū)、兩只鉛筆（或圓珠筆）.

探究過(guò)程：學(xué)生將兩支筆按照如圖5所示方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，兩只鉛筆交叉疊放到一起，用一只手指輕輕向下壓鉛筆一端，可以觀察到教科書(shū)在鉛筆一端力的作用下被抬起，并保持平衡狀態(tài)，此時(shí)，你能尋找出支點(diǎn)嗎？

激起認(rèn)知沖突：學(xué)生估測(cè)一下直接將教科書(shū)一端抬起，與利用鉛筆將教科書(shū)一端抬起，兩個(gè)力是一樣大嗎？

學(xué)生通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)可以直接比較出利用鉛筆將教科書(shū)一端抬起的力小，直接將教科書(shū)一端抬起的力大，即探究實(shí)驗(yàn)中鉛筆一端將教科書(shū)抬起的力小.

教師讓學(xué)生回憶之前學(xué)習(xí)的二力平衡知識(shí)，即作用在同一物體上的兩個(gè)力大小相等、方向相反，且作用在同一直線上，這就是二力平衡的條件.在本綜合實(shí)踐活動(dòng)中，手指對(duì)鉛筆一端向下的壓力（即動(dòng)力）與教科書(shū)對(duì)鉛筆另一端向下的壓力（即阻力），大小不等、方向相同、沒(méi)有作用在同一直線上，那么鉛筆為什么能夠保持平衡狀態(tài)呢？這樣可以激起學(xué)生對(duì)杠桿知識(shí)在認(rèn)知上的沖突.

學(xué)生陷入深深的思考之中，同樣是力的平衡，為什么現(xiàn)在的探究實(shí)驗(yàn)的結(jié)論與之前學(xué)習(xí)的二力平衡知識(shí)存在矛盾？難道之前學(xué)習(xí)的二力平衡的條件是錯(cuò)誤的？這樣的深度學(xué)習(xí)在一定程度上激起了學(xué)生對(duì)杠桿問(wèn)題的認(rèn)知沖突.

教師由此向?qū)W生介紹，杠桿的平衡不僅與作用在杠桿上的動(dòng)力F1、阻力F2、動(dòng)力方向、阻力方向及支點(diǎn)O位置有關(guān)，還與作用在杠桿上的另一因素有關(guān)，它是決定杠桿平衡的另一重要因素，由此引入力臂概念，即力臂L是表示從支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離，這里動(dòng)力對(duì)應(yīng)的力臂稱(chēng)之為動(dòng)力臂L1，阻力對(duì)應(yīng)的力臂稱(chēng)之為阻力臂L2.

2.2.3 杠桿中力臂作圖

教師再通過(guò)之前觀察的事例，生活中常見(jiàn)的撬石塊為例，如圖6所示，向?qū)W生展示如何作杠桿的五要素.

2.2.4 鞏固力臂概念：利用托鉛球的綜合實(shí)踐完成

教師利用剛才的綜合實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生自主參加到托鉛球活動(dòng)中，如圖7所示，并畫(huà)出杠桿的五要素，由此進(jìn)一步鞏固對(duì)力臂概念的理解.

2.2.5 討論交流及應(yīng)用

如圖8所示，某天小明家門(mén)口出現(xiàn)了一塊大石頭，無(wú)法出門(mén)，你能為小明想出解決問(wèn)題的辦法嗎？（需要什么器材、如何解決問(wèn)題）

2.3 知識(shí)的評(píng)價(jià)——評(píng)價(jià)不是測(cè)量，更不是選題，是實(shí)現(xiàn)學(xué)生全面而有個(gè)性的成長(zhǎng)，是由知識(shí)本位向素養(yǎng)中心的轉(zhuǎn)變

美國(guó)實(shí)用主義教育家杜威認(rèn)為，教育的過(guò)程就是經(jīng)驗(yàn)的不斷改造過(guò)程，一切都來(lái)源于經(jīng)驗(yàn)，“行”先于“知”，正如物理教育家朱正元教授所說(shuō)“壇壇罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”的教育思想，即深度學(xué)習(xí)下充分利用生活中器材進(jìn)行簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題，得出新結(jié)論，這里的評(píng)價(jià)既是新課程教學(xué)改革的基本要求，也是教師備課的終極目標(biāo)，這里的評(píng)價(jià)不是對(duì)學(xué)生進(jìn)行測(cè)量，更不是選題讓學(xué)生進(jìn)行題海戰(zhàn)術(shù).深度學(xué)習(xí)下的知識(shí)評(píng)價(jià)，是在激起學(xué)生認(rèn)知沖突的基礎(chǔ)上，能夠進(jìn)行有意義的建構(gòu)，是實(shí)現(xiàn)學(xué)生全面而有個(gè)性的成長(zhǎng)，是由知識(shí)本位轉(zhuǎn)向素養(yǎng)中心的基本過(guò)程.

比如在杠桿中力臂的引入過(guò)程中，如果直接向?qū)W生介紹力臂及力臂作圖，學(xué)生可能暫時(shí)認(rèn)識(shí)力臂，能夠畫(huà)出杠桿中力臂圖形，這也僅僅是淺層學(xué)習(xí)的表現(xiàn)，對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)沒(méi)有任何作用.為此，通過(guò)二力平衡的知識(shí)來(lái)建構(gòu)杠桿平衡中力臂的引入，激發(fā)認(rèn)知上的沖突，學(xué)生就能深度理解力臂概念，將力臂問(wèn)題轉(zhuǎn)化為素養(yǎng)中心，這時(shí)你就很難忘記，力臂概念也將深深印入你的腦海中.

3 總結(jié)

以上是筆者對(duì)深度學(xué)習(xí)下激起學(xué)生認(rèn)知沖突的教學(xué)策略的一些簡(jiǎn)單思考，通過(guò)“新知的獲得、知識(shí)的轉(zhuǎn)換、知識(shí)的評(píng)價(jià)”的有機(jī)整合與評(píng)價(jià)，為深度學(xué)習(xí)在初中物理教學(xué)過(guò)程提供了一定的依據(jù)與保障，更為在深度學(xué)習(xí)下激起學(xué)生認(rèn)知沖突營(yíng)造開(kāi)放性、包容性的學(xué)習(xí)過(guò)程.

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（收稿日期：2019-10-22）