深度學習視域下的課堂教學過程研究優(yōu)質(zhì)免費下載

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    “深度學習”概念最初源于人工智能領域, 作為機器學習的一類多層神經(jīng)網(wǎng)絡學習算法被提 出。人工智能領域?qū)ι疃葘W習的研究,引發(fā)了教育研究者對深度學習的關注。1976年,美國 學者費倫斯?馬頓(F. Marton)和羅杰?薩爾喬((Roger Saljo))開展了一項關于學習的實驗,該研究讓學生學習文章并進行測驗,然后依據(jù)布盧姆教育目標分類學提出了深層學習和淺層學習兩種水平。研究表明經(jīng)歷不同學習過程的學生在學習結(jié)果方面存在差異,相較于淺層學習,采用深度學習的學生采用更高水平的認知加工水平,對閱讀本文有更加深刻的理解。以此為開端,教育學領域的學者針對深度學習開展了多視角、多維度的深入探索。
    關于深度學習的內(nèi)涵,主要有四種詮釋角度。第一種角度是在馬頓研究的基礎上進行發(fā) 展,認為深度學習是一種相對高認知水平的學習活動,強調(diào)知識的理解、應用與遷移,促進學生高階思維和復雜技能的發(fā)展。第二種角度認為深度學習體現(xiàn)出學習觀的轉(zhuǎn)變,是一種知識意義的主動探尋而不是灌輸。深度學習是知識、教學、學習和認知等要素動態(tài)轉(zhuǎn)化的結(jié)果,是以學生的理解為基礎,深入探究,尋求知識的內(nèi)在意義,以達到徹底解決問題和情感的滿足。第三種角度則是基于對信息加工理論的反思,綜合考慮學習的認知與情感因素、個人與社會因素,認為深度學習是學習者全身心投入的過程,強調(diào)學習的整體性。深度學習既是大腦內(nèi)部信息加工的過程,也是充滿著情感、意志、精神、興趣的過程,是在教師引領下,學生圍繞著具有挑戰(zhàn)性的學習主題,全身心積極參與、體驗成功、獲得發(fā)展的有意義的學習過程。第四種角度則是受到社會文化一活動理論的影響,認為知識建構(gòu)是個體外部環(huán)境與內(nèi)部環(huán)境共同作用的結(jié)果,強調(diào)社會互動的重要作用。學生的深度學習是與師生間、學生間的交流、溝通與合作等活動同時展開的,產(chǎn)生于與他人的主體間性的交往之中,是一個對話的過程,深度學習的意義不僅在于知識內(nèi)容的建構(gòu),更重要的是利用蘊含在社會人際網(wǎng)絡中的集體智慧,形成豐富的社會知識網(wǎng)絡。
    不同視角的內(nèi)涵解讀使我們對深度學習有了更為全面、深入的理解,但是在實踐層面上往往陷入概念的二元論,將深度學習與淺層學習、講授法等概念進行人為的對立,認為深度學習是對淺層學習和講授法的糾偏和超越。這種帶有偏見的、簡單化的理解方式容易導致矛盾焦點的轉(zhuǎn)移,即將深度學習的實踐問題轉(zhuǎn)變?yōu)閱我坏慕虒W目標定位問題、教學方式改革問題、師生關系問題等。一味地將問題簡單化并不有利于深度學習的實踐探索,反而導致重“高”輕“低”、重“難”輕“得”、重“學”輕“教”等一系列問題。只有將學與教同時置于真實的課堂生態(tài)系統(tǒng)中,對這兩者之間的互動關系進行整體的思考,才能夠真正實現(xiàn)深度學習。
    課堂教學五大環(huán)節(jié)篇1
    深度學習,尤其是課堂上的深度學習,核心在于發(fā)揮學生在學習活動中的主體性和主動性, 主要呈現(xiàn)出高層次、整體性、意義關聯(lián)以及社會性的基本特征。
    (一)高層次:深度學習的目標
    相較于知識的機械記憶與簡單應用而言,深度學習更多指向高級心理機能的發(fā)展,即包含觀察(有目的的知覺)、隨意注意、詞的邏輯記憶、抽象思維、高級情感、預見性意志在內(nèi)的一系列心理機能[,而不僅僅是認知技能的發(fā)展。為了更好地認識“高層次”這一目標特征,我們必須正確解讀布盧姆的教育目標分類學。布盧姆認為教育的兩個最重要的目的是促進學習的保持和學習的遷移。在一定程度上可以將這兩者簡單區(qū)分為淺層學習和深層學習,其中學習的保持更多表現(xiàn)為記憶、回憶過程,而學習的遷移與理解、應用、分析、評價、創(chuàng)造過程的聯(lián)系更為密切。可見,深度學習雖然以培養(yǎng)學生的高級心理 機能為目標,卻并不意味著忽略淺層學習,反之,低水平認知過程是高水平認知過程的基礎, 在深度學習過程中發(fā)揮著重要的作用。
    深度學習與機械學習的不同之處還在于,即使是低水平的認知過程,如科學概念的記憶與再認,也需要將其融入一個更為真實的、復雜的任務背景中,而不僅是回憶抽象的概念本身。就像直接回憶“圓柱體的體積公式是什么”和在“解決保溫杯包裝問題”的過程中回憶圓柱體的體積公式是兩種截然不同的學習過程,雖然它們都涉及記憶。
    (二)整體性:深度學習的內(nèi)容組織方式
    深度學習反對碎片化、割裂式的知識獲取方式,強調(diào)多種知識和信息間的聯(lián)接,包括多學科知識融合及新舊知識聯(lián)系。大腦不存在學習中樞,深度學習是一個整體性的學習狀態(tài),需要學習者調(diào)動視聽說等多重感官機能,全身心地投入,既包含一直以來所強調(diào)的信息加工過程,也包含情緒、意志等非認知因素的調(diào)動。腦科學的研究表明,大腦具有空間記憶系統(tǒng),能夠在同一時間內(nèi)處理并組織多件事情,這種記憶系統(tǒng)喚起的是完整的影像。因此,整合的經(jīng)驗有助于高級心理機能的發(fā)展。教師可以根據(jù)教學目標,依托學習主題,對學科內(nèi)和學科間的課程內(nèi)容進行整體性設計。對課程內(nèi)容進行整合,一方面有助于學生在學科概念和生活概念,以及不同學科的概念之間建立意義關聯(lián);另一方面整合后的課程 內(nèi)容更加貼近生活實際,適合組織研究性學習,有助于學生在實踐探究的過程中進行概念的應用、遷移與反思,實現(xiàn)深度學習。
    (三)意義關聯(lián):知識的轉(zhuǎn)化與重構(gòu)
    意義關聯(lián)指的是學習者對學習內(nèi)容進行重新建構(gòu),賦予其與自己的經(jīng)驗與認知相容的特殊意義。深度學習重視知識的理解、遷移運用和問題解決,學習情境必須和學習者的感官形式(表達、傾聽、交換)聯(lián)結(jié)在一起,才能引發(fā)個體的深層興趣,將學習重點導向根本性問題。
    關于知識加工問題,信息加工理論更多是從個體內(nèi)部出發(fā),用計算機的信息處理過程來類比人腦的認知過程,用信息的接收、存儲和提取來解釋學習的具體過程,對信息加工過程進行探索。建構(gòu)主義理論則從意義建構(gòu)的視角對學習活動進行解釋,為學習者與外部環(huán)境的互動發(fā)展提供基礎。建構(gòu)主義強調(diào)個體的知識是由人建構(gòu)起來的,對事物的理解不僅取決于事物本身,也取決于個體原來的知識經(jīng)驗背景。個體需要將新概念與已知概念和原理聯(lián)系起來,整合到原有的認知結(jié)構(gòu)中,從而引起對新的知識信息的理解、長期保持及遷移應用。這同樣得到了腦科學研究的證實。大腦的神經(jīng)連接是在突觸的形成過程中產(chǎn)生的,主要有兩種方式。第一種方式通常發(fā)生在人的早期,作為吸收經(jīng)驗信息的基本機制,突觸會經(jīng)歷產(chǎn)出過剩,然后選擇合適的連接、去除掉不恰當?shù)倪B接,為后期的認知發(fā)展奠定基礎。第二種方式通常發(fā)生在人的中晚年,由經(jīng)驗來進行驅(qū)動,表現(xiàn)為對現(xiàn)有突觸的修正和添加全新突觸。也就是說,大腦的發(fā)展既是生理驅(qū)動的結(jié)果, 也是個體從經(jīng)驗中主動獲得基本信息的過程。
    (四)社會性:深度學習的途徑與結(jié)果
    人之所以為人,除了是人類作為種系發(fā)展(機體的成熟過程)的結(jié)果之外,也受到人的歷 史發(fā)展(文化發(fā)展過程)的影響,而人的高級心理機能的發(fā)展更多是歷史發(fā)展的產(chǎn)物。學習者對概念的認識都來源于環(huán)境,是與環(huán)境進行互動的結(jié)果。參與廣泛的社會活動可以內(nèi)化由別人共同工作所產(chǎn)生的成果,兒童的對象活動以及與成人的交往都是獲得發(fā)展的重要成分及動力。因此,課堂上的深度學習不僅是學習者不斷進行內(nèi)部意義建構(gòu)的過程,還是學習者與教師、同伴、學習內(nèi)容和工具、室內(nèi)裝飾等外部環(huán)境不斷交互的過程。只有當學習者的心智活動和他所處的環(huán)境之間建立起豐富的互動時,他的知識水平才能有所進步。在高級心理機能的發(fā)展過程中,教師作為水平更高的成人指導者, 需要在學生和知識之間起到“中介者”的作用, 幫助學生與環(huán)境建立良好的互動關系,完成知識的理解與遷移,豐富社會互動的經(jīng)驗。換言之, 個體的知識建構(gòu)是社會文化作用的結(jié)果,而深度學習也幫助學生更好地實現(xiàn)社會化發(fā)展。
    課堂教學五大環(huán)節(jié)篇2
    教學是教師教與學生學的特殊認識活動。課堂上的“教”與“學”必然是相伴相生、彼此影響的,教師根據(jù)學生學的基礎來組織教學,學生學的行為和結(jié)果也同樣受到教師教的影響。本文以學生的學習過程為邏輯線,從學生的學習活動和教師的教學行為出發(fā),對促進深度學習的課堂教學過程進行整體闡釋。
    該過程主要由學習階段和教學事件兩部分組成,學習階段和教學事件相互影響,共同促進學生深度學習的發(fā)生。如圖1所示,其中學習階段主要分為五個階段,分別是經(jīng)驗調(diào)取、概念失穩(wěn)、概念解構(gòu)、意義建構(gòu)和重構(gòu)概念網(wǎng)絡。與之相對應的教學事件分別是:創(chuàng)設情境,概念外化;聚焦問題,比較前概念;與情境、他人、自我對話;刺激感官,整體思維;變式練習,社會實踐。
    (一)經(jīng)驗調(diào)取階段
    一個好的問題情境必須基于學生的已有經(jīng)驗、學習內(nèi)容和學習環(huán)境進行綜合考慮,充分激 發(fā)學生的好奇心和求知欲,引發(fā)學生的深層興趣,促使學生攜帶自己對學習內(nèi)容的已有理解卷入學習活動中來。問題情境與學生的真實生活產(chǎn)生強烈的意義關聯(lián)是達成這一目標的關鍵所在, 只有當學生意識到新知識的學習能夠?qū)ψ约旱纳町a(chǎn)生積極的影響,才會調(diào)取經(jīng)驗投入其中。就像師范生練習教學技能,建筑師學習繪圖知識, 這些知識與技能直接與他們的生活、工作息息相關,卷入學習的過程則變得水到渠成。而對于學生來說,生活中的神奇現(xiàn)象(例如,古代數(shù)學家如何通過太陽光的影長來證明地球是圓的和計算地球的周長)和不便利(例如,如何幫助父母在送自己上學的路上避開高峰)都是很好的學習素材來源。反之,有些情境雖然來源于學生的生活卻與他們的關聯(lián)甚小,或者探究的空間不大,則不適合作為問題情境出現(xiàn),如車輛加油問題、手機充話費問題等,因為油價無論漲還是降都得加油,而手機話費往往都選擇包月的套餐。除了提升學生的學習興趣之外,該階段的另一個重要任務便是幫助學生將前概念外化,這種外化需要教師和學生都能夠清晰地意識到并予以理解。一方面,前概念外化可以幫助教師根據(jù)學生基礎及時調(diào)整自己的教學安排,促進教學的生成性和適切性;另一方面,可以幫助學生認識自己的前概念,為后續(xù)反思、優(yōu)化已有概念,理解新概念提供可能。
    (二)概念失穩(wěn)階段
    對新知識的理解往往伴隨著學習者心智表征的根本性改變,學習者關于概念的參照框架在很大程度上得到重構(gòu),產(chǎn)生意義的方式也將發(fā)生變化,而這需要經(jīng)過沖突和干擾階段。腦科學的研究表明,杏仁核作為邊緣系統(tǒng)的一部分, 參與內(nèi)隱性的情緒反應(例如,突然的驚嚇)和外顯性的情緒學習(例如,對電、火等危險事件的學習與記憶),這種參與使得我們更容易記住充滿情緒性的事件。因此,認知沖突往往使學生產(chǎn)生深刻的體驗,即使這種體驗在最開始的時候并不美好。當個體面對問題情境的改變,意識到這些概念將不再能夠為解決新問題提供幫助時,才會產(chǎn)生修正或拋棄原有概念、學習新概念的內(nèi)在發(fā)展需求,進而建構(gòu)新的經(jīng)驗網(wǎng)絡。但是這種對概念局限性的客觀認識,即概念的失穩(wěn),往往不是自然發(fā)生的,需要教師的介入。教師可以通過提出核心問題的方式,引導學生圍繞關鍵概念闡述自己的概念解讀方式。在將同學的前概念與自己的前概念進行差異比較的過程中,學生會逐漸意識到自己前概念的局限性,產(chǎn)生認知沖突,前概念儼然不再堅固。在學習“負數(shù)”時, 教師可以拋出“一1和一2哪個數(shù)值大”的問題, 引發(fā)學生思考。基于學生們前概念的不同,有的學生通過2比1大,遷移到負數(shù)的比較,認為一2比一1大;有的學生認為一1樓比一2樓高,所以一1比一2大;也有的學生已經(jīng)在家庭或者輔導機構(gòu)中學習過負數(shù),知道一1比一2大這一數(shù)學事實。不同的回答、不同的解釋,這樣的認知沖突可以引發(fā)質(zhì)疑、對話和反思,這時候概念陷入失穩(wěn)狀態(tài),個體需要新的解釋來保持概念的穩(wěn) 定性。
    需要注意的是,這種認知沖突需要控制在學生可接受的范圍內(nèi),不能過強,否則可能會使學生無法清晰地思考,從而放棄概念的更新。研究表明,積極情緒能夠提高受試者的注意廣度、整體性思維和想象中的行動反應,持續(xù)性的消極情緒(例如壓力)則會減少信息的獲取、保持和再認。為了將學生的概念失穩(wěn)狀態(tài)維持在可控范圍內(nèi),教師首先要創(chuàng)設安全的學習環(huán)境,讓學生無論是對老師、同伴還是學習材料都足夠信任,安心投入學習活動。其次,教師要悅納學生的前概念,不能簡單地進行對與錯的價值判斷。前概念是學生在以往的學習或生活中提煉而成的,必然是能夠解釋某些問題(即使效率較低)才被學生納入自己的知識網(wǎng)絡,對他產(chǎn)生一定意義。教師需要做的就是通過前概念來預測學生的行為并改進教學,而不是進行價值判斷,以免破壞學生的自信心和安全感。最后,教師需要為學生提供幫助(例如,問題提示、活動體驗、同伴交流等),讓學生獲得經(jīng)驗和策略上的支持,提高接受認知干擾的可能性,進而實現(xiàn)概念的轉(zhuǎn)化。
    (三)概念解構(gòu)階段
    學生意識到自己的前概念不適用于新的問題情境,這只是真實學習過程的開端。新概念替代舊概念并不是一個非常容易的過程,學生在課堂中學習的知識往往是高度概括化和抽象化的結(jié)果,對于缺乏學科訓練的學生來說,從生活概念直接提升到科學概念,這種概念水平的跨越是非常困難的。前概念就像學生知識寶塔中的一根塔柱,與塔體(其他概念)緊密地連接在一起,共同成功抵擋過無數(shù)狂風的侵襲(解決問題)。除非學生能夠強烈地意識到這根塔柱(前概念)已經(jīng)不夠堅固,否則他們將不會嘗試去修補甚至替換它。因此,教師接下來的一個重要任務便是幫助學生進行概念解構(gòu),為新概念的學習和理解奠定基礎。教師可以通過引導學生與情境對話(調(diào)取概念)、與他人對話(分析概念)、與自己對話(反思概念),幫助學生搭建思維的腳手架,引導學生對自己的前概念進行解構(gòu),通過追根究底、層層剖析,暴露出前概念的局限性,讓學生主動地去修正甚至替換前概念。最為理想的情況,當然是學生圍繞核心問題和關鍵概念,不斷尋找證據(jù)來“攻擊”對方觀點的“瑕疵”,并且努力捍衛(wèi)自己的觀點。在這種你來我往的傾聽、質(zhì)疑、提問、回答中,學生的概念認知越發(fā)清晰、客觀,學生的舊概念不再“堅固”,新概念的建構(gòu)成為可能。
    但是,學生對核心問題的把控能力以及將想法語言化的能力往往是非常有限的,偏離主題的對話時有發(fā)生。這時候,教師可以通過追問、反問等提問方式參與對話,讓對話的焦點重新回到核心問題的探討。例如在解決“四邊形的內(nèi)角和是多少度”這一問題時,有的學生認為是360°, 還有的學生認為是720°。教師引導學生之間進行對話,發(fā)現(xiàn)同樣是將四邊形分割成三角形,卻產(chǎn)生截然不同的結(jié)果,學生都堅持認為自己的方法正確。這時候,教師及時拋出問題“為什么多畫一條線,就多出了360°。”引導學生找到問題的焦點。學生通過將分割出的角進行對比,發(fā)現(xiàn)多出360°,是因為在兩條線的交點處,新增加了一個周角,而這個角不屬于四邊形的內(nèi)角,所以在計算四邊形內(nèi)角和時需要將其減去。至此,學生才建立起對內(nèi)角、內(nèi)角和等概念的初步認識。只有當個體開始提問、質(zhì)疑,他才試圖去解釋;只有當學習者超越觀察、記憶的階段,他才真正開始學習。但是這個過程往往是充滿對抗性和競爭性的,為了讓學生不回避對抗和競爭的過程,教師要為學生營造安全、平等、信任的學習環(huán)境,讓學生愿意將自己的概念暴露出來,為實現(xiàn)概念的重構(gòu)奠定基礎。
    (四)意義建構(gòu)階段
    教學不是知識由教師向?qū)W生單向傳遞,學生需要充分認識到自己與知識之間的關系,作為學習活動的主體,能夠基于自身經(jīng)驗主動地對知識(客體)進行意義建構(gòu),滿足自己的發(fā)展需要。學習者只有在為學習制造出一層意義時才能占有知識。這種意義建構(gòu)的過程不是其他人所能夠代替的,也不是一蹴而就的,需要學習者盡可能地維持概念的穩(wěn)定狀態(tài),直至新概念能夠與已有的知識網(wǎng)絡相互融合。需要注意的是,新概念和舊概念可能會在很長一段時間里共同存在,甚至在經(jīng)歷一段時間的發(fā)展后回到原點。例如概率問題,從學生時代起就讓許多人感到困擾,憑借直覺作出的判斷總是與事件的實際概率相差甚遠。在生活中我們往往會通過抽簽的方式來決定比賽的上場順序或者抽取獎品,這也是數(shù)學課上常見的問題情境。例如5名同學依次抽取2個獎品,5名同學獲獎的概率是否相等,這種方式是否公平?大部分學生都認同這種方式的公平性, 但是當前面的抽簽者抽完并公布結(jié)果,尤其是前面的同學將2個獎品都抽中的時候,最后一名同學容易產(chǎn)生“其他同學搶了自己的得獎機會”或者“我還沒抽為什么輸了”這樣的想法。這時候,學生大腦里建構(gòu)起的是生活概念或經(jīng)驗概念——“抽簽順序影響獲獎概率”,而生活概念或經(jīng)驗概念作為一種建立在直覺或經(jīng)驗基礎上的概念,往往是不正確的,或者說是非科學的。這也是為什么當學生從學校畢業(yè)后,科學概念被用到的機會越來越少,并且隨著時間逐漸淡忘,最后留下的只有原先的生活概念。
    毋庸置疑,對于學生來說,他是自己概念系統(tǒng)唯一的意義建構(gòu)者。但是,這并不意味著意義建構(gòu)的過程與其他人毫無關系,教師可以通過設計豐富的學習活動、提供多樣的學習工具、及時提問與解惑等多種方式來刺激學生的多重感官體驗,輔助學生進行概念的比較與理解,甚至參與學生重構(gòu)意義關聯(lián)的過程。在教師的幫助下,學生更加容易形成對概念的整體感知,實現(xiàn)概念的意義重構(gòu)。同樣以概率問題為例,從天氣預報、比賽、買彩票,到搶紅包、抽取電子游戲中的游戲裝備,概率隱藏在我們生活中的每個角落,教師需要做的便是幫助學生將在數(shù)學課堂上學習的概率概念與生活中的隨機事件進行關聯(lián)。教師可以通過設計動手操作(例如摸球、擲色子),或者在電腦上模擬隨機事件的學習活動,引導學生 親身經(jīng)歷猜想一操作一驗證的學習過程,體驗數(shù)據(jù)的隨機性與確定性。但是,僅僅如此還不能夠支持學生完成概念的意義建構(gòu)。教師可以通過設計核心問題和探究活動,促使學生關注并解決概念之間的矛盾,引導學生在條件概率的概念本質(zhì)層面對“中間公布結(jié)果和最后公布結(jié)果”的情況進行深入的比較與討論,幫助學生將科學概念與生活概念進行比較,修正只是根據(jù)直覺或者經(jīng)驗得出的非科學的認識,形成對概念科學的意義建構(gòu)。
    (五)重構(gòu)概念網(wǎng)絡階段
    概念網(wǎng)絡不是簡單的學科概念解釋,或者測試題的概念解答。個體的概念網(wǎng)絡既包含生活概念,也包含科學概念;既包含概念形成后的穩(wěn)定狀態(tài),也包含建構(gòu)概念的過程;既包含概念的內(nèi)涵解讀,也包含概念的組織、管理和具體情境應用。以核心概念為樞紐,形成單個概念的意義網(wǎng)絡,無數(shù)個這樣的單個概念意義網(wǎng)絡再次進行相互關聯(lián),進而形成個體的整個概念網(wǎng)絡。
    概念網(wǎng)絡是一個復雜且精細的系統(tǒng),重構(gòu)概念網(wǎng)絡主要分為兩個階段。第一階段,學習者通過變式練習對新形成的神經(jīng)連接進行強化。新情境能夠幫助學生澄清知識,創(chuàng)造、完善概念圖式。該階段,教師需要為學生提供豐富的任務情境,給予學生對知識進行應用和遷移的機會。在不斷的練習中,學生通過多次正向強化和錯誤規(guī)避逐漸形成單個概念的意義網(wǎng)絡。第二階段,學習者通過參加綜合實踐活動對概念網(wǎng)絡進行反思、修正,打通新概念與已有概念的連接通道,形成不同概念網(wǎng)絡之間的連接。將概念從特定的學習情境遷移到復雜而多變的生活情境,對于兒童甚至是成年學習者來說是一件非常具有挑戰(zhàn)性的工作,這是對多個概念進行同步提取、組合、應用、調(diào)節(jié)等活動的高度綜合。在綜合實踐活動中,學生不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對概念的應用與遷移,還能夠在真實的情境中對概念進行反思,對原有的概念系統(tǒng)進行審視、分析與調(diào)整,將科學概念與情境進行意義連接,擴大知識組塊,重構(gòu)概念網(wǎng)絡。
    真實的課堂教學過程是一個非常復雜的系統(tǒng),具有很強的不確定性。教師在組織課堂深度 教學時,在理論認識上可以盡可能忠實于這個過程,但是在實踐過程中還取決于要開展什么樣的教學、面對的學習者是誰、教師及其受教育程度如何等因素,教師要根據(jù)實際情況合理地進行課堂創(chuàng)生。?