深度学习的基本特征与促进策略

摘 要： 深度学习是知识素养化的主要途径，学科教学应该针对深度学习的特征，将相关促进策略贯穿于学生知识学习的全过程，以保障学生知识向素养的深度转化和核心素养的形成与发展。以化学学科为例，并从知识学习的理解、巩固和应用的全过程进行考察可以发现，深度学习具有多层次加工理解知识、结构化建构巩固知识、灵活性迁移应用知识等基本特征，对应的促进策略主要有优化教学逻辑、揭示内在联系和创设真实情境等方面。

关键词： 化学学科； 深度学习； 促进策略； 知识学习过程

文章编号： 10056629（2024）08000305

中图分类号： G633.8

文献标识码： B

江苏省中小学教学研究第十四期课题“指向社会责任素养的高中化学育人策略研究”（课题编号：2021JY14XK01）。

由于“深度学习是知识素养化的主要途径”［1］，因此，在以核心素养为特征的基础教育课程改革背景下，深度学习被学界广泛视为“核心素养培育与发展”以及“课程教学改革走向深入的必需”［2］。基于这一共识，学科教学应该针对深度学习的特征，将相关促进策略贯穿于学生知识学习的全过程，以保障学生知识向素养的深度转化和核心素养的形成与发展。本文以化学学科为例，并从知识学习过程的视角，探讨深度学习的基本特征与相关促进策略。

1 知识与知识学习过程

知识是人们在改造世界的实践中所获得的认识和经验的总和，对学生身心素质的发展具有重要的促进作用。知识有多种分类方式，而且随研究视角、研究目的和认识程度的不同有所发展和变化。现代认知心理学一般依据知识的不同表征方式和作用，将知识划分为陈述性知识、程序性知识和策略性知识［3］。陈述性知识是关于事物是什么（如“钠是一种非常活泼的金属”）、为什么（如“钠原子的最外电子层上只有一个电子”）和怎么样（如“要把钠保存在石蜡油或煤油中”）的知识，一般可以用口头或书面语言进行清晰陈述。程序性知识是关于怎样做的知识（如“配制100mL 1.00mol/L NaCl溶液的过程主要包括计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀等操作”），反映活动的具体过程和操作步骤。策略性知识是关于如何学习和如何思维的知识，即运用陈述性知识和程序性知识进行学习、记忆、解决问题的一般方法和技巧，如通过绘制“价类二维图”探寻实现钠和钠的化合物之间转化的思路与方法。策略性知识与程序性知识有所不同，程序性知识是完成某种具体任务的操作步骤，而策略性知识是用于调控学习和认识活动本身，从而更有效地获取新知识或运用已有知识解决相关问题。可见，只有在策略性知识的指导下，陈述性知识和一般程序性知识才能被有效地加以应用。

关于知识学习过程，也有多种不同的认识视角。学习心理学认为，知识的学习过程可分为知识的理解、巩固和应用三个彼此相互联系又相对独立的阶段［4］。其中，理解是了解事物的各种关系直至认识其本质和规律的一种思维活动，包括获得充分的感性经验，并经过思维加工使其概括化的过程；巩固是对知识的持久记忆，以便识记、保持、再认或重现；应用是运用已有知识解决客观现实中有关实际问题的过程，常通过知识的具体化来实现。如关于电解质概念的学习过程具体包括：（1）理解。观察物质的导电性实验，在比较导电物质组成的基础上，抽象出电解质的共同属性，建立起电解质与溶于水或熔融状态下能够解离成自由移动的离子的化合物之间的关联，并概括形成电解质的概念。（2）巩固。从混合物与纯净物、单质与化合物、非电解质与电解质、强电解质与弱电解质等不同层次，建立起相对系统化的有关物质类别的层级结构，明确电解质和其他物质之间的联系与区别，从而获得对电解质概念的持久记忆。（3）应用。从电解质电离的角度形成酸、碱、盐的概念，并对同类物质性质相似的“酸的通性”等现象以及复分解反应等规律形成合理的解释，从而使电解质概念具体化，并实现知识的迁移和实际问题的解决。可见，知识学习过程集中了比较、抽象与概括、系统化与具体化等思维的具体表现。

2 深度学习及其基本特征

在教育领域中，深度学习最先由美国学者马顿和萨尔乔根据学生获取与加工信息水平的差异提出的。在深度学习的概念引介到国内之后，迅速成为学界的研究热点，并逐渐将其定位于“深刻的、精致的、具有内在生命力的学习”，认为是“发现学习、有意义学习、有效学习”等所有“以往一切优秀教学实践的总结、提炼和提升”，有着“多层次的知识加工与理解、关联性的自主知识建构、解决实践问题的知识迁移与运用”等基本特征［5］，这些基本特征正契合学习心理学视角的知识学习过程。

2.1 多层次加工理解知识

理解知识是原有认知结构与从环境中接受到的新知识相互作用的结果。美国心理学家布鲁姆等人创设的认知学习领域目标分类理论所给出的6类目标，分别对应着学生对知识的加工层次，也就是原有认知结构与新知识作用的状态。同时与6类目标相对应，浅层学习只是对知识的记忆和理解，深度学习才是对知识的应用、分析、评价和创造［6］。其中，浅层学习往往难以或根本不能达到高级层次，如果要到达深度学习的高级层次，必须经历记忆和理解的低级层次，而且还需要低级和高级不同层次认知水平之间的递进与回旋。因为低级层次的认知能为深度学习的相关活动奠定基础，同时深度学习所获得的对知识在高级层次的认知，又能进一步加深对知识的记忆和理解，在深化理解基础上还能更广泛地拓展知识的应用与创造。因此，认知学习领域不同层次认知水平之间存在内在循环式的相互促进关系。处于高级层次的深度学习要在课堂教学中发生，不仅需要高级层次的学习活动，更需要经过多层次的加工，才能达成对知识的深度理解，并为灵活运用打下基础。

2.2 结构化建构巩固知识

巩固知识的标志是识记、保持、再认或重现，激发识记的自觉性、加强记忆方法的指导、合理地组织复习教学能有效提高巩固的效果。同时，人类所积累的任何知识都不是孤立存在的，而与其他知识有着千丝万缕的联系，学生所获得的知识结构化程度越高，记忆越持久，在应用时也越容易被准确而又快速地提取。因此，处于认知学习领域目标中应用及以上层次的深度学习，其学习结果在知识结构化程度上明显高于浅层学习。比格斯首创的SOLO（可观察的学习结果的结构）分类法，本质上是一种认知发展理论，在其对应的5个层次的认知反应水平（或学习结果）中，前结构层次的学习者通常没有能正确理解问题，属于无学习状态；单一结构层次和多元结构层次是知识积累的过程，属于浅层学习；关联结构层次和抽象拓展结构层次是理解加深的过程，属于深度学习［7］。所以，深度学习还需要学生对学习过程的深度投入，亲历知识的“再生产”以及知识联系的探寻与结构化建构等活动，以便将所获得的信息形成关联结构或抽象拓展结构，达到巩固和掌握知识的目的。

2.3 灵活性迁移应用知识

影响知识应用的因素，除了有学生对知识的理解和巩固水平、本身的智力活动水平等内因以外，最重要的外因是问题的性质。当今社会纷繁复杂千变万化，随处都可能有不确定的机遇和挑战，为了提高学生适应自身成长或社会发展进程中可能遇到的各种现实情境的能力，新世纪开启的基础教育课程改革，尤其是以核心素养为特征的课程改革，特别重视基于真实情境中的问题教学。像《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称“课程标准”）除了在课程内容的“教学提示”板块全面设置“情境素材建议”栏目以外，还49次使用与“情境”相关的“真实情境”“问题情境”等词组［8］。同时建议通过真实情境下不同复杂和陌生程度的问题解决活动，促进学生学习方式的转变和学科核心素养的形成与发展。因此，促进学生深度学习的课堂教学，还应该通过创设真实情境等途径缩短问题与学生之间的距离，以引发学生的深刻思考和持久探究，让他们在灵活性迁移应用知识、实现问题解决的同时获取新的知识，以进一步丰富知识结构和学科核心素养。

3 促进深度学习的教学策略

基于知识学习过程和深度学习的对应特征，课堂教学可以通过优化教学逻辑、揭示内在联系、创设真实情境等途径，将促进深度学习的教学策略贯穿于学生知识学习的全过程。

3.1 优化教学逻辑

“教学逻辑是教学系统中主客体关系的动态转换逻辑”，随着教学活动的有序展开，教学系统中的知识会呈现出由教材话语体系向教师话语体系，以及教师话语体系向学生话语体系转换的递进顺序。因此，在教学系统中存在着知识逻辑、教授逻辑、学习逻辑和认知逻辑四个相互运演的逻辑关系。其中，知识逻辑对应“教什么”的问题，教授逻辑对应“怎么教”的问题，学习逻辑对应“怎么学”的问题，认知逻辑对应“掌握得怎么样”的问题［9］。教师从理解课程标准等政策要求以及教科书文本意义入手，优化自身认知结构，能够解决“教什么”的问题；根据学生的知识背景，反思自己的实践积累，采取重构教科书知识体系等相关策略，并设计和实施适切的教学活动，能够解决“怎么教”的问题；在此基础上，组织符合“知识逻辑顺序、学生认知发展顺序和学生心理发展顺序”的教学活动，能够保障学生有效获取知识，实现新旧知识的融合和系统化，以解决“怎么学”和“掌握得怎么样”的问题。可见从优化知识逻辑和教授逻辑入手，能够联动学习逻辑和认知逻辑的改善，从而达到促进学生多层次加工理解知识的目的。

在针对具体学科知识组织教学逻辑时可以发现，相同主题的知识可能有不同的逻辑结构。从教师“怎么教”和引导学生“怎么学”的角度考察，选择性必修1“化学反应原理”中的“影响化学平衡的因素”，可以有由“提出概念→解释概念→应用概念”环节组成的“概念阐释型”，由“情景导入→实验探究→归纳应用”环节组成的“归纳概括型”，以及由“情境再探→提炼方法→迁移运用”环节组成的“方法迁移型”等教授逻辑［10］。这些相同教学主题的不同教授逻辑，由于价值取向的差异，也有着不完全相同的教学情境和教学功能。所以，教师在进行教学设计时，应该从学科知识逻辑出发，兼顾学生认知发展和心理发展的实际状况，通过由情境线、问题线、任务线等构成的教授逻辑，串联起学科知识逻辑和学生学习逻辑，并协调好学生的认知逻辑，以促进逻辑组块之间的转化与融合，帮助学生实现对知识的多层次加工和理解。

3.2 揭示内在联系

知识性质的不同决定了内在联系的多样性。关于化学知识内在联系的形式，“课程标准”结合有关示例呈现了三种情况：一是“按照化学学科知识之间的逻辑关系组织起来的”知识关联结构，如根据微粒之间的作用方式构建的“化学键知识的逻辑关系”；二是“从学科本原对物质及其变化的认识过程”进行概括得到的认识思路结构，如根据元素周期表的编排原则和所体现的元素周期律构建的“元素位构性的关系”；三是“对物质及其变化的本质和其认识过程的进一步抽象，以促使学生建构和形成化学学科核心观念”的核心观念结构，如从“元素位构性的关系”到“结构决定性质，性质反映结构”的学科观念，再到“宏观微观符号”三重表征的学科思维［11］。显然这些揭示知识之间内在联系的结构化形式，使新知识融入了原有的认知结构，有利于学生对知识的持久性记忆。为此，“课程标准”也要求教师充分认识知识结构化的教学价值，有目的地深度揭示学科知识之间的内在联系，以促进学生学会归纳和整理知识，使逐渐积累起来的知识条理化，并在结构化建构巩固知识的同时，发展和提升自身的学科核心素养。

在按照“课程标准”的指向对化学教学内容进行揭示内在联系的结构化设计时可以发现，不同类型的知识往往有其对应的结构化策略。如果从认知心理学中的广义知识分类理论视角考察，“课程标准”中的知识关联结构、认识思路结构和核心观念结构，与陈述性知识、程序性知识和策略性知识之间存在一定的对应关系［12］。也就是说，不同的知识结构化策略能够揭示相应类型知识的内在联系，促进学生通过结构化建构巩固学科知识。因此，为了提高学生结构化建构巩固知识的效率，学科教学一方面要以清晰的知识结构或图式优化教学内容结构化的表征，促进教学内容结构化教学价值的充分实现；另一方面要结合具体知识的类型“梳理知识关联结构”“优化认识思路结构”和“建构核心观念结构”，统筹和保障基于“教学内容结构化”教学的顺利实施，以促进学生把知识与自身的经验结合起来，从而全面认识学科知识的意义和实践价值，方便解决相关问题时的提取和运用。

3.3 创设真实情境

关于真实情境，可以是基于参与者的实际经历和实践活动的现实情境，也可以是经过精心设计、与真实世界高度相似的模拟情境或情境再现，关键是要能够让学生从中获得真实的认知体验［13］。“课程标准”中“情境素材建议”栏目所涉及的真实情境主要有以下4类［14］：（1）即时直接经验，如以组织学生亲历化学实验等实践活动为载体的实践情境；（2）过往直接经验，有以过去所学的化学知识为载体的知识情境，以学生生活中可能经历过的现象和经验为载体的生活情境；（3）熟悉的间接经验，有以社会热点话题为载体的社会情境，以自然界中与化学有关的现象为载体的自然情境；（4）不熟悉的间接经验，有以化学知识在工农业生产中的实际应用为载体的生产情境，以化学学科发展进程中的史料为载体的史料情境。这些真实情境与其他许多学科一样，既有学生亲历的直接经验或过去所学的知识，也有学生熟悉或不熟悉的间接经验，但都激发学生解决问题的欲望，指向学生真实的认知过程，促进学生在情境中灵活性迁移应用已有知识和获得新的认知。

为了促进学生通过灵活性迁移应用知识，教师在根据“课程标准”中的有关建议创设课堂教学所需要的真实情境时，可以从以下几个方面着手：（1）以教学目标为导向。目标导向是学科教学的基本原则，课堂教学过程中的真实情境等组成要素的优化设计都应该围绕教学目标，以有效引发学生的学习活动，让他们从中体验真实的认知过程。（2）以相应问题为引领。真实情境中的适切问题能引领学生迁移应用知识，并伴随问题解决获得真实认知实现深度学习。教学进程中的问题，可以由教师根据需要进行预设，也可以启发学生根据情境素材自行提出，由教师组织学生对问题进行选择、调整或加工，从而使问题更符合学生的学习逻辑和认知逻辑。（3）策略性地呈现情境。教师为教学创设的真实情境，其实就是将真实世界中的有关事件搬到课堂中，让学生“参与”事件的发生和发展，身临其“境”地学习。为了提高情境的真实性，教师要注意综合运用实验、视频、图片等多样化手段，以使情境获得生动形象的呈现和逻辑化的展开。

促进学生深度学习的教学策略，不仅应该贯穿于知识学习的全过程，也应该贯穿于课堂教学的全过程。与课堂教学全过程对应的深度教学策略，包括“设计标准与课程、对学生进行预评估、营造积极的学习文化、预备与激活先期知识、获取新知识、深度加工知识、评估学生的学习”等7个方面［15］。表面上看，本文所阐释的优化教学逻辑、揭示内在联系、创设真实情境等策略，主要发生在从“营造积极的学习文化”到“评估学生的学习”等实践环节，其实也表现在课堂实践之前为深度学习活动预设的“设计标准与课程、对学生进行预评估”等准备阶段，教师只有在准备阶段“深度”理解课程标准和分析学生实际，并对学生理解、巩固和应用知识的相关活动进行“深度”预设，才能保障深度学习在课堂教学中的有效发生，从而使学生真正获得“深刻的、精致的、具有内在生命力的学习”体验和学科核心素养的同步提升。

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