思维可视化与深度学习的融合探究
刘濯源 林书扬
学习，我们的修身之道、立命之本，其重要性毋庸赘言。我们所关注的是学习效能上的差异：学习同样的内容，为何有的学生兴趣盎然而有的学生则味同嚼蜡？在同样的学习时间内，为何有的学生心领神会而有的学生却稀里糊涂？差异产生的原因是什么？我们认为主要原因是学习方式不同——浅层学习与深度学习。那么，何为浅层学习？何为深度学习？教师如何引导学生走向深度学习？本文将以系统思维方式厘清深度学习的特征及发生机制，并找到撬动深度学习的杠杆解——思维可视化教学策略。
● 区分：两种学习方式
1.浅层学习
一些学生在学习过程中经常有如下表现：容易遗忘——刚学过就忘记或背了许多次仍然记不住;无法应用——知识记住了，但却不能运用知识去解决问题;难以迁移——教师讲过的题目就会，只要题目一变就不会了;重复犯错——错的永远都是曾经错过的;依赖教师——只要教师不讲，自己就不主动思考。以上这些学习表現就是浅层学习状态。
根据这些表现，我们可将浅层学习的特征概括为以下几个关键词：肤浅（停留在对知识表层意思的识记和理解）、零散（知识之间缺乏本质联系）、僵化（被具体情境锁定，害怕问题变式）、被动（缺乏自主思考意识，习惯被动接受灌输）。浅层学习是一种低效、无效甚至负效的学习方式。
苏霍姆林斯基曾经讲过这样一段话：“著名的德国数学家菲利克斯·克莱因把中学生比作一门炮，十年中往里装知识，然后发射，发射后，炮膛里就空空荡荡，一无所有了。我观察被迫死记那种并不理解、不能在意识中引起鲜明概念、形象和联想的知识的孩子的脑力劳动，就想起了这愁人的戏言。”这段话正是对“浅层学习”的形象描述。
浅层学习最大的危害就是会形成一种“负向增强循环”学习模式，学生一旦长期陷入这种模式便会导致在识（知识建构）、智（思维发展）、心（人格发展）三个维度上的系统性弱化。在“识”之维上：通过浅层学习所获得的知识大都是一望而知的浅显知识（非本质及规律性的），且这些知识还是以碎片化的形式存在的，没有被纳入到系统的认知结构之中，甚至有一些知识还是偏颇的、错误的。这样的知识是劣质知识，被大量劣质知识填充后，学生就变成了“两脚书橱”，而“书橱”里的知识也都是沉睡的死知识。在“智”之维上：浅层学习都以初级感知及机械记忆替代深度思考，学生的思维处于低阶认知层次，缺乏深度、广度、精度、清晰度和灵活度，我们称这种思维状态为“粗疏态”，即肤浅、粗陋、僵化的思维状态。思维长期处于粗疏态，会形成一种习得性愚钝（在后天学习过程中逐渐形成的思维惰性——浅思考、不思考、反感思考）。在“心”之维上：浅层学习是“容易”的，但这种“容易”的毒副作用是很大的——缺乏挑战性和深刻体会，会使学生感到枯燥，产生厌倦感;学不通透，成绩不好，会使学生产生挫败感，失去学习自信，形成习得性无助。
综上所述，浅层学习是指学生在教学活动中心智处于浅层卷入状态，在这种状态中，学生既无法完成学科知识的系统性建构，又很难获得心智的良好发展。
2.深度学习
有一些学生在学习过程中有如下表现：知识记得牢（常常被误解是记忆力强，其实是理解力强），善于主动思考，善于迁移运用，善于反思改进，善于合作交流。以上这些表现就属于深度学习的表现。根据这些表现，我们可将深度学习的特征概括为以下几个关键词：深刻（突破知识表层，理解到学科本质及规律）、系统（提取知识要素，建立内在联系，形成整体结构）、灵活（能跨情境迁移及创造性解决问题）、主动（主动思考，迎难而上）。
深度学习可以形成一种“正向增强循环”学习模式，在这种模式中，学生会在识（知识建构）、智（思维发展）、心（人格发展）三个维度上获得系统性增强。在“识”之维上：通过深度学习所获得的知识是本质性的、规律性的、结构化的、系统性的、可迁移性的知识。在“智”之维上：深度学习使学生的思维受到挑战，这些挑战会促使学生突破知识表层，去发现知识底层的思维结构;在此过程中，学生的概括、推理、分析、综合、评价等高阶思维能力会获得有效锻炼，长期坚持，思维就会从肤浅走向深刻，从混乱走向清晰，从僵化走向富有创造力。在“心”之维上：深度学习使学生在知识的系统建构过程中体会到发现感及收获感，在历经思维挑战、跨越思考障碍、思考能力不断升级的过程中体会到胜任感，在提出质疑、不断反思改进的过程中体会到成长感，在生生合作、师生合作中获得归属感及协作意识，社会情感得到正向发展，学生逐渐形成习得性自信。
综上所述，深度学习是指学生在教学活动中心智处于正向深度卷入状态，在这种状态中，学生既能够完成学科知识的系统性建构，又可以获得心智的良好发展。
另外，需要强调的是，绝不可以将“深度学习”理解为“艰深知识的灌输”。深度学习是否发生，取决于学生的心智卷入程度而非知识的艰深程度：即便是幼儿园的教学活动也可以发生深度学习，内容是简单的，但体验却可以是深刻的;即使是学习深邃的知识，如果只是采用机械灌输的教学方式，那么学生的学习依然会停留在浅层。
● 聚焦：深度学习的着力点
在前面，我们已经厘清了“浅层学习”与“深度学习”的区别。那么如何引导学生从浅层学习走向深度学习呢？影响深度学习发生的因素很多，各因素之间的关系也很复杂，若是眉毛胡子一把抓，就会陷入“剪不断，理还乱”的困局，结果必然是处处着力，处处都无力，无法在教学实践中推进深度学习。因此，要回答这一问题，需要对“深度学习的发生”进行系统思考，也就是理清影响深度学习发生的诸要素之间的关系，并且从中找到着力点，实现教学资源和教学精力的聚焦。接下来，我们将从“教学活动构成”及“心智发展构成”两个维度来分析、探寻深度学习发生的着力点。
1.教学活动构成维度
教师、学生、学科是构成教学活动的三个要素，在以往的教学改革实践中围绕这三个要素之间的关系，一直存在着许多争论：有的坚持以教师为主导，有的强调以学生为主体，有的重视以学科为根本。那么，到底谁是对的呢？其实，这些争论主要是由“非彼即此、二元对立”的思维模式所造成的。教师、学生、学科这三大要素之间相互依存、相互支持、相互影响，都很重要，缺一不可，不可偏废，但又绝非简单的并列关系，从“教学发生”这一概念上讲，学生是主体，学科是载体，教师是导体。
那么，在“深度学习发生”过程中，主体、载体、导体哪一个最为关键呢？我们坚定地认为是教师这个导体，虽然如果离开这个导体，学习也会发生，但那是“自学”而非“教学”，虽然教的目的最终是为了无需再教，但在“无需再教”之前还是要教，假定所有的学生都能无师自通的想法是过于浪漫的。我们承认有一些教师由于施教水平不高，确实不能够促进学生学习能力的提升，甚至会成为学生学习能力提升的阻力，但“教不好”不等于“不要教”，我们的关注点应该放在如何帮助教师提升施教水平上而非极力否定教的意义。教师的“导”包含引导、指导、疏导、督导四个层次，即学习方向要引导、学习方法指导、学习障碍要疏导、学习效能要督导。若是离开教师的“导”，学生的学习很可能是盲目的、不得法的、半途而废的。当然，由于教师的水平是有差异的，所以导的能力也是不同的，我们可以形象地打一个比喻：有的教师是不导电的“绝缘体”，无法引领学生走进学科，甚至会成为学生走进学科的认知阻碍;有的教师是“半导体”，能在一定程度上帮助学生走进学科，但走进得不深，无法达到本质和规律的层次;还有一些教师是“超导体”，能够最大程度地减少学生走进学科的阻力，帮助学生与学科建立超强联接，使学习效能提高，学习压力降低，学科的吸引力持续增强。那么，教师成为“超导体”的条件是什么呢？首先，教师一定要对所教学科有深刻的洞见，能够透过学科知识表层看到学科的系统结构，进而看到学科的核心思想、核心规律、核心策略、核心价值;其次，教师还要对学生有着深刻的洞见，能清楚学生的心智发展水平及学生在学习过程中可能遇到的阻碍。而这两个“洞见”都取决于教师的认知能力（思维发展水平）——思维长期处于“粗疏态”的教师是不会有这样深刻的认识的。因此，在教学活动中，要使深度学习发生，教师的思维发展水平才是着力点——思维发展水平高的教师会引导学生去思考，而思维发展水平低的教师会去灌输。
2.心智发展构成维度
人的心智是基于人脑的信息系统。这个信息系统的“初始程序”源于生物遗传，而其后的“系统升级”工作则是在人的学习活动中进行的：学习品质高且学习持续时间长，系统升级就快;学习品质低或学习持续时间短，系统升级就慢，甚至停止升级。这个信息系统由三个维度构成：心之维（人格发展维度）——以人的价值观为核心的信念系统;智之维（思维发展维度）——以联想及想象为发生基础，以认知加工能力发展（粗加工—精加工—创造性加工）为主线的信息系统;识之维（知识建构维度）——以概念为要素，按照概念之间的本质联系组成的知识结构。那么，其中哪一维是深度学习发生的着力点呢？
智之维是着力点。
首先，在建构知识的过程中必然需要思维的参与，离开思维，连学习都不会发生，更何况是深度学习。如果学生的思维发展水平较低或在学习过程中思维的正向卷入程度低，那么学生所获得的知识将是零散的、肤浅的、僵化的——学生的思维发展水平决定了知识建构能力，进而决定了知识建构的品质。
其次，心之维的发展也是以智之维的发展为基础的——人性中兼具动物属性和社会属性，前者是先天遗传而来的，后者是后天教化而来的。教育的主要使命是发展人的社会属性，通过良性社会化过程，使一个“动物的人”成为一个合格的“社会的人”。在人的社会化进程中，个体与环境互动，通过持续地观察、模仿、理解、感悟、反思等建构自我，即我要成为一个什么样的人。在这个过程中个体对事件的解释对个体的人格发展至关重要，不同的解释会产生不同的意义，不同的意义会引发不同的人格发展取向，而“解释能力”的差别是由个体的思维发展水平决定的。从教育的要义上讲，“德”肯定是人的根本，是培养人的立足点，但从“学习发生”上讲“德为本”不等于“德在先”。例如，要使责任、使命、正义、友善、奉献等这些抽象的道德概念内化于心，融入到个体的人格结构之中，则必须让个体对这些概念拥有深刻的理解和体悟，否则这些概念只会以“冰冷的符号”的方式存储在个体的大脑之中。因此，要促进学生的全面发展，其思维水平的提升依然是教学着力点。
● 突破：深度学习的杠杆解
深度学习的着力点落在师生的思维发展上，那么如何系统地发展师生的思维能力呢？我们历经19年的研究，找到了一条切实可行的具有较强操作性的实践路径——思维可视化教学策略。
思维可视化教学策略在实践中可以概括为发现结构、呈现结构、迁移结构三个基本操作步骤，它是围绕着结构化思考展开的。当然，有许多人认为思维的类型非常多，如形象思维、顿悟思维、灵感思维、创新型思维等，所以反对将学生的思维发展聚焦在结构化思维能力的培养上。其实这种观念的产生是由于对思维本质的理解不够造成的——无论是何种思维，它的内核都是基于结构化的，只是结构类型不同，有的是层级结构，有的是线性结构，有的是混合性结构。包括创新思维，其本质并不是随机联想的，而是对结构的优化和重组。如果失去了结构，人的思维将陷入一种病态——思维奔逸。
思维可视化教学策略则又是撬动“深度学习”的杠杆解。何为“杠杆解”？即在处理复杂的系统性问题时，找到最优化（省力且持续有效）的策略，这个策略就是杠杆解，它可以撬动整个系统解决方案的良性增强运转。虽然影响深度学习发生的因素有很多，但着力点在师生的思维发展上，而发展师生的思维能力则需要借助思维可视化教学策略，所以思维可视化教学策略就是促进“深度学习”的杠杆解。
● 融合：深度学习的教学实践
如何运用思维可视化教学策略这个杠杆解落实深度学习理念？在多年实践研究中，我们认为应该分学段、分学科去运用思维可视化教学策略。
首先，思维可视化教学策略的应用必须考虑不同学段学生的心智发展特点：幼儿尚未掌握文字，但结构性思维已经开始萌芽，教师可借助图像语言、图形语言及肢体语言引导幼儿绘制简单的思维图示，锻炼幼儿的结构化思维，发展幼儿的观察力、想象力和表达能力;小学生开始逐渐掌握文字，在一、二年级可采取文字、图形和图像综合运用的方式，借助思路图、气泡图、树状图、概念原理简示图、概念比较图等图示方法进行结构化思维训练;小学三、四年级学生的思维方式开始转型，从具象到抽象，开始规范的逻辑思考，这时重点使用学科思维导图、数理逻辑推演图、学科鱼骨刺图等图示方法帮助学生建构知识网络及解决复杂问题;中学阶段则主要结合中高考，在原有图示方法基础上增加解题策略模型图等图示方法，帮助学生实现多题归一、举一反三，脱离“题海”。
另外，在学科教学实践中，思维可视化教学策略的应用还应考虑不同学科的特点：在以数学为代表的理科教学中，侧重使用“学科鱼骨刺图”和“数理逻辑推演图”發展学生的“长链条推理”能力;而在以语文为代表的文科教学中，则侧重使用“学科思维导图”和“解题策略建模”帮助学生提升“多层级精准概括”能力。除此之外，还要关注不同学科所特有的思维本质和发展规律，并将其与思维可视化教学策略融合起来。
