深度学习：从理解到设计

    李章成

    [摘? 要] 对深度学习的理解至少应当包括两点：第一，深度学习强调对生活情境中数学元素的提取;第二，深度学习强调学生在学习过程、问题解决过程中数学思维的高效组合与运用. 教学设计是衔接教师教学理念与学生学习过程的桥梁，只有这个桥梁具有深度学习的特征且非常坚固，那以核心素养培育为目标的初中数学教学才能实现预期的目标.

    [关键词] 初中数学;深度学习;教学理解;教学设计

    从宏观的角度来看，深度学习被认为是核心素养落地的有效途径，也就是说，通过深度学习，可以实现核心素养以及学科核心素养的落地. 对于深度学习与核心素养之间的关系，通常认为培养学生核心素养可以让学生掌握学习的核心与思想，摆脱数学学习的枯燥，在更好的基础上理解和掌握初中数学知识，这有助于教师开展深层次的教学探究，实现学生在数学上的深度学习. 应当说，深度学习与核心素养是当前最热门的两个概念，当深度学习成为一个热门的概念时，对初中数学教师而言，要思考的问题是：怎样理解深度学习，才能为深度学习的实施提供一个正确的方向？站在学生的角度，如何设计出一个符合学生深度学习需要的教学流程？只有回答了这两个问题，才能让深度学习在学科教学中落地生根. 笔者从事的是初中数学教学，现从初中数学教学的角度，谈谈笔者对深度学习的理解，以及相关的教学设计思路.

    初中数学深度学习首先需要正确理解

    深度学习是一个新的概念，严格来讲，深度学习原本是人工智能领域的一个概念，当人工智能专家研究机器学习并且得出相应的规律之后，深度学习这一概念就引起了人们的广泛重视，随即被引入教育领域. 引入教育领域之后，深度学习具有新的内涵，而对于深度学习内涵的把握，不同专家从不同的角度给出了不同的理解. 正因如此，当前的深度学习呈现出多元理解的状态. 这对学术研究而言是一件好事，但对一线教师而言，却出现了不少的挑战. 受经验及认知水平的影响，教师在初中数学教学中容易对深度学习的理解产生误区. 比如，有教师认为给学生的学习上增加难度，就可以让学生的学习具有深度，这样的理解被证明是有问题的. 真正的深度学习应当指向新旧知识相互作用、知识的理解与运用、能力的迁移等方面. 一个基本的认识是，只有根除认识误区，真正走向深度学习，才能促进学生学习力的提升，从而培育学生的数学学科核心素养. 在此基础上，结合初中数学教学的基本要求，笔者以为，对深度学习的理解至少应当包括以下两点.

    1. 深度学习强调对生活情境中数学元素的提取

    结合初中数学教育学经验可以发现，之所以相当一部分学生在学习过程中表现出浅层学习的状态，是因为学生的学习比较被动. 被动的体现就是学生难以主动地运用数学思维去观察生活事物，很多时候教师创造了有效的教学情境，但学生只能感受到情境的有趣，而无法发现其中的数学元素. 这就意味着，学生不能用数学眼光去看待生活事物，不能用数学思维去加工生活事物. 所以深度学习应当追求的是学生对生活情境中数学元素的主动发现与提取，只有达到这种境界，学生的学习才是深度学习.

    2. 深度学习强调学生在学习过程、问题解决过程中数学思维的高效组合与运用

    深度学习特别强调思维的运用. 在初中数学教学中，这个思维就应当是数学思维. 所谓数学思维，说得通俗一点就是“数学思考”. 初中生在数学学习过程中有两个重要任务：一是学习数学知识，二是解决问题. 无论是数学知识的学习还是问题的解决，都必须运用数学思维. 尤其是在问题的解决过程中，数学思维的运用往往意味着多种数学思想方法的选择与组合. 沒有一定的思维深度，这样的问题解决景象是无法发生的.

    综合以上两个观点，初中数学教学就应当结合上述理解进行相应的深度学习教学设计.

    基于科学理解的深度学习的教学设计

    结合深度学习与核心素养培育的关系，可以认为深度学习是学科教学走向核心素养的一个突出表现. 在初中数学教学中实现深度学习，可以防止数学知识学习的浅层化和学生思维的表层化现象发生，而数学的深度学习必须建立在对基础知识的深度理解基础之上，这是提升学生数学核心素养的重要举措. 综合这些认识，下面结合“平移”，谈谈笔者对深度学习在科学理解下的教学设计.

    “平移”是培养学生空间想象能力的重要内容，对初中生而言，他们缺少的往往正是这种空间想象能力. 在传统的教学中，对于“平移”这一知识，教师采用的教学方式往往是借助现代教学手段，进行大量教学素材的呈现. 这实际上是让学生从视觉通道接受大量的平移情形，然后在大脑中形成表象. 笔者以为，这样的教学设计难以让学生进入深度学习状态，原因是学生仅仅接收了教师提供的平移素材，他们的学习是一个被动学习的过程，无法满足上述两个基本理解.

    从深度学习发生的角度，笔者的设计是这样的：

    首先，让学生观察2～3个图形，如图1～图3. 这些图形取材于生活（如桌布等），其中又有与平移相关的数学元素. 因此，这里可以向学生提出一个问题：观察这些图形，你能发现它们的共同特点吗？这是一个让学生从视觉的角度进行分析的过程，目的是初步建立起与平移相关的表象. 事实证明，此时学生能够建立起表象，但是思维还不能立即转向平移. 于是需要进行下一步的教学设计. 值得指出的是，之所以让学生观察2～3个图形，是为了让学生通过分析与综合的方法，建立起更为丰富的与平移相关的认知.

    其次，引导学生进行“做中学”. 具体的要求是：假如让你选择上述三个图形中的某一个，然后自己动手把它画下来，你会怎么做？如果说上一步是从视觉角度进行信息加工学习的话，那这一步就是让学生进行数学体验. 不出意外的话，很多学生的第一反应是一点一点地画！而这个反应出来之后，又会立即做出新的判断：工作量太大了！这样的一反应一判断，实际上就是思维走向深度的过程. 于是学生自然会思考有没有更加便捷的方法. 寻找便捷方法的过程，其实就是找规律的过程，于是学生会到图形中去找. 凭着初中生的智力水平与思维水平，他们自然能够发现这些图形是有规律的——图形是重复的. 随后就是判断图形中重复的是哪一部分，而这一问题一旦得到解决，那“做中学”也就实现了促进学生深度学习的目的.

    最后，借助现代教学手段，通过多媒体的互动，进一步将学生的思维引向深入. 这个环节笔者的做法是，利用Flash等应用软件，将上述图形中的一部分“扣”出来——一共抠出了三种图形，然后让学生选择其中一种，再通过拖拽的方法去“组合”，看选哪个图形进行组合就可以得到原图. 这实际上是一个在上述环节的基础上进一步培养学生几何直观与空间想象能力的过程.

    教学设计是深度学习理念体现的关键

    通过上述教学设计，结合已有的教学经验及后来的教学实践，可以判定这样的教学设计是有效的. 这是因为，学生在这样的教学设计当中，能够顺利地进入情境，并且在问题的驱动之下迅速把对图形的兴趣转化为对数学的研究，于是带着数学眼光去看待这些图形的规律，这就是一个数学元素提取的过程. 相应地，在这样的教学设计当中，又有着数学问题解决的需要. 学生在解决问题的过程中，无论是基于直观想象，还是基于对规律的寻找，都运用了分析与综合、数形结合等思维方法，而运用思维方法的过程，必然会让思维走向一定的深度，于是深度学习就得到了保障.

    可以肯定的是，初中数学课堂深度学习，旨在促进学生纵向思维能力的发展. 如果没有基于深度学习的教学设计，那学生就不会体验到一个深度学习的过程，没有深度学习过程的体验，教师再多的深度学习理念也只能飘浮在空中. 所以从这个角度讲，教师对深度学习进行准确的理解，然后进行针对性的设计，就能让深度学习的理念充分体现. 而有深度学习的过程作为保障，数学学科核心素养的落地也就有了更大的希望. 而且，教学设计原本就是衔接教师教学理念与学生学习过程的桥梁，只有这个桥梁具有深度学习的特征且非常坚固时，以核心素养培育为目标的初中数学教学才能实现预期的目标.