田成良丨如何通过大单元情境与任务设计促进深度学习

田成良丨如何通过大单元情境与任务设计，促进深度学习？作者介绍｜田成良，北京市海淀区教师进修学校物理教研员；首都师范大学硕士生实践导师；教育部中学物理实验仪器标准组核心成员；《中学物理》编委、《中学物理教学参考》特约编辑单元规划中的大任务，现在又被称为任务群，特别在语文的新课标中，明确提出了任务群的设计，其他学科也一样，我们希望实现由大任务到小任务到子任务的递进。一、单元任务设计的策略1、情境——单元教学的起点首先回顾一下对单元教学的定义：“从一单元的角度出发，根据章节或单元中不同知识点的需要，综合利用各种教学形式和教学策略，通过一个阶段的学习让学习者完成对一个相对完整的知识单元的学习。”这个定义来自教育部基础教育课程教材发展中心。除了这个定义，对单元教学的其他解读也非常多。单元有四种形式：模块单元、教材中单元、能力单元和其他形式。不同的学科可能适用不同的形式。对理科而言，以教材划分的单元进行教学就很方便，也可以按照学习内容的分类划分出模块单元，比如物理中的能量模板、运动模块。在语文学科中，可以按照阅读、写作能力划分能力单元。再说明一下深度学习的内涵。深度学习并不是把知识讲深，它是一种“学习者积极主动地、批判性地整合新知识,并以深度理解为起点、以新情境中的迁移为导向、以解决复杂问题和创新为目标的高层次的学习方式。”最终要“实现知识的内化和高阶思维能力的发展”。其中“思维”有两方面含义：一是思维能力，学生有进行观察、推理、概括的能力；二是思维品质，学生对学习有兴趣，善于观察，敢于质疑。深度学习正是想以知识为载体，通过优化学习认知的过程，达到思维的发展。以前的课堂往往是直接从知识到结论，一节课有40分钟，有的老师10分钟或者15分钟就把新课讲完了，剩下的时间都用来做题。这样的课堂是急功近利的，急于得到结论、公式和定义，然后用习题加以巩固。这种做法看上去是讲“快”了，实则是讲“慢”了。因为学生不理解知识的内涵和本质，也不知道知识是怎么来的。学生的学习是一种浅层次的学习，还是以知识为本，思维没有得到深度发展。目前的课改倡导把现象或者情境作为学习的起点，最终是为了学生获得素养，素养里面包含知识、思维、能力、品格。要想从现象到素养，中间就要发生深度学习。浅层次的学习以知识为主，而深度学习希望有一个建构的过程。一节课40分钟，至少要用半个小时以上的时间建构知识。没有建构的过程，就不会有思维和能力。这是深度学习的2.0实践模型。其中，单元目标、单元主题、活动任务、单元评价都和1.0模型一样，但2.0模型多了中间的“反思”。图中的黄色圆圈相当于平台，平台上有资源和技术，可以对深度学习产生辅助性帮助。深度学习的2.0实践模型有四个要素：情景化学习主题、挑战性学习任务、素养导向的目标、持续性学习评价。今天主要讲任务的设计和学习活动的设计。这一模型还有两个支持要素：开放的学习环境和反思性教学改进。核心素养导向下的单元教学，想通过对情境、问题、活动等的整合，让学生获取结构化知识和必备品格。零散的知识有价值，但价值不大，只有把知识结构化，才能解决很多问题。单元教学可以让学生掌握解决问题的思路和方法，培养其关键能力。在解决任务的过程中，学生的品格也可以得到升华。总体来看，大单元教学指向了核心知识、学科思想方法、关键能力和必备品格、深度参与和持续深究。2、单元教学设计要素与流程大单元教学设计可以分解出七大要素：单元规划建议、单元教材教法分析、单元教学目标设计、单元学习活动设计、单元作业设计、单元评价设计、单元资源设计。把前三个要素进行统整，就可以形成单元设计的核心内容，产生核心任务群。第四个要素单元学习活动设计更多由情景问题支撑。单元目标能不能达成，主要看活动，所以活动设计非常关键。今天的分享主要围绕这四个要素展开，另外会融入一部分单元资源设计的内容进行支撑，比如用到了哪些素材，哪些视频、图片等等。先看单元教学设计的整体流程。第一步，解读课标单元教材。大家想一下，如果现在要做一节研究课，会怎么备课？一定是先看课标，看教材，还要看教参和教辅材料。单元教学设计的第一步也一样，课标解读与单元教材分析会同步、交叉进行。第二步，明确学习价值。一要了解单元内容的前后关系及地位，二要从学科素养角度分析本单元的育人价值。一定要综合起来看。第三步，梳理知识结构。对单元进行解读后，要把单元的知识画成一个结构图，标出重点和难点。第四步，优化教学策略。假如一个单元有三个重点，第一个重点可以采取探究的方式，第二个重点可以采取小组合作的方式，第三个重点可以采取自主学习的方式。不同的重点有不同的突破策略。案例1：高中物理《圆周体运动》第一步，我认为一定要理清这一单元的核心知识，画出思维导图。不同的人有不同的画图方式，重点是图要体现知识之间的关系。第二步，理清思维方法的顺序，包括教学方法和学习方法。比如在讲线速度和角速度的时候，用到了比值定义的方法。针对重要方法，要进行突破，培养学生的关键能力。第三步，理清学习活动的顺序。以情景、问题和任务为载体，最终促进学生自主构建，实现知识和思维的双重发展目的。有时候，我们听完一节课后会感觉这节课非常顺畅，不知不觉就上完了。这正是因为这堂课把知识序、方法序、活动序都捋顺了。三序合一，课就会符合学生的认知规律。这张图中，左边是知识的脉络和顺序，中间是方法，右边是基于情景和问题开展的活动。假设一个单元一共有四节课，我们选取了一个大的核心任务——“车辆转弯时，为什么容易出现溜车事故？”大任务下分解出四个子任务：（1）如何描述车轮转动的快慢？（2）为什么摩托车做飞车表演时，能在空中做圆周运动，而不下落？（3）探究自行车转弯时的加速度。（4）分析汽车转弯时溜车的原因。每节课完成一个子任务。左边这张图叫知识结构图，右边这张图叫情景任务图。单元教学更多要从知识结构化转向任务结构化。目前很多老师只能做到知识结构化，还需要发挥团队的力量把任务规划出来。可以看到，每节课的子任务，都用情境问题串了起来。单元学习整体规划大体分为三步：（1）知识结构图：确定核心知识；（2）选取合适大情境：基于学生经验，整合成大情境，提炼大任务；（3）设置情境任务群（问题链）：结合具体情境，针对核心知识、重难点，进行设问。案例2：论证重污染天气“汽车限行”的合理性此案例引自北京师范大学胡久华教授。详细的活动设计如下：首先，让学生讨论重雾霾天气汽车单双号限行是否合理。要结合真实的数据和北京真实的天气情况进行讨论。然后，探究汽车尾气和雾霾有没有关系。其中就会用到化学知识：为什么汽车尾气会转化成雾霾成分？具体是如何转化的？可以设计任务，加以分析：活动一：汽车尾气中的一氧化碳，二氧化碳从哪里来？活动二：尾气如何转化成雾霾？活动三：汽车尾气直接排放吗？如何处理？给核心知识穿上真实情境的外衣，才有价值，这就体现了问题解决的过程。案例3：基于美国社会枪支泛滥的问题，撰写《美国现代社会枪支问题的现状调查与解决途径》报告报告需要学生在阅读老师提供的资料的基础上，进一步搜集材料，进行扩展了解，并将资料应用到报告中。报告撰写过程中，需要对照量规，内容分为三个部分，第一部分是美国现代社会枪支泛滥的现状，需要用到搜集到的数据、实例；第二部分是美国历史与现代社会枪支泛滥的关系分析；第三部分是根据分析，提出一个解决问题的方案。学生提出的问题很散乱，包括“公民持枪和美国的国家建立之间有什么关系？”“美国近些年发生过哪些枪击事件？这些事件造成了哪些影响？”“美国为何会采取如此的政治体制？”等等。把学生提出的问题进行整合，核心任务是撰写《美国现代社会枪支问题的现状调查与解决途径》报告，子任务有三个：（1）探究在建国过程中，美国民间枪支的使用情况如何；（2）用图示和文字说明美国的总统、国会和最高法院之间的关系；（3）针对控枪派与自由派的不同观点，列举美国禁枪的阻力因素。完成报告后，还有具体的评估量规。二、创设情境问题的策略其实，不开展单元教学也可以创设情境，但单元教学的形式更便于创设情境。1、单元教学活动设计的原则与流程单元教学活动设计要坚持四条原则：（1）坚持目标导向。（2）尽量创设真实情境。（3）做好整体设计。活动设计中可能有n个活动，各个活动要整体规划，形成合力。（4）学生是活动的主体，要坚持主体实践，想办法让学生参与进来。一个单元中有多个活动，进行活动设计时，有如下步骤：第一步，明确每个活动的目标，明确要突破哪个难点，突出哪个重点。第二步，创设活动情境。第三步，设计活动过程。情景中的问题怎么问？资源怎么摆放？与学生怎么互动？都要想清楚。所谓“情境”，就是由问题引导，实现由境到情，触“境”生“情”。“境”提供认知背景，促进意义构建。认知背景可以是“实”的，比如做实验、做游戏，也可以是“虚”的，比如讲一个虚构的故事。无论是“实”还是“虚”，都是想让学生在某个场景下形成情感上的共鸣，达到情理交融的境界，产生学习兴趣和欲望。所以情境不是漂亮的外衣，它重在促进学生思维的发展。有效问题情境的作用是，激发学习动力，明确思维指向，提供认知起点。也就是，老师创设的情境，是要让学生找到学习的方向和起点。老师上课的时候不要急于把学生带到重点和结论上去，要想办法和学生一起走向学习的起点。起点就是问题，有了问题，找到了探究的方向，再一起合作学习，解决问题，得到结论。从情境到问题，第一步，应该明确为什么要创设情境。是想建立概念？引入新课？还是突破难点？目的非常关键。第二步，应该明确手中有哪些可以创设情境的资源。有实验器材？还是有视频？有图片？有模型？需要选取能驾驭的资源。第三步，应该考虑情境和知识点是否能衔接。明确已有知识和新学知识，如果情境和本节课的知识不衔接，学生就产生不了共鸣。第四步，考虑情境背后要问什么问题，问题里面是否有核心问题、分层问题、生成问题，以及如何问这些问题。第五步，问题背后，考虑是要发展学生的什么思维。让学生去观察，去写作，或者进行分析概括，指向的思维能力发展是不同的。需要发展学生的多种能力。最终，要看创设情境的效果，有没有激发学生的学习兴趣，吸引学生的关注。创设情境一定要注意三点，一要突出问题，二要和知识衔接，三要有目标指引。案例1：初中数学《不等式与不等式组》——创设生活情境一开始，播放《塞罕坝的美丽风光》。然后引出问题：“目前塞罕坝拥有120万亩的林海，每年至多可以释放氧气60万吨，如果每人一年呼吸所需氧气约0.3吨，这些氧气至多可供多少万人呼吸一年？”这就是在用生活的素材创造和数学相关的情境。案例2：高中“楞次定律”——创设虚构故事情境在讲到高中的“楞次定律”时，设置了一个与《大话西游》相关的故事情境。学生对《大话西游》比较熟悉，很容易会受到吸引。结合图中孙悟空遇到的问题，学生开展实验：让磁铁分别经过铜管和铝管。实验后，学生发现，磁铁在铜管内下落速度明显减缓。在这些思考中，本节课的核心问题也浮出水面：感应电流的方向究竟有何规律？案例3：《平面镜成像》——创设魔术情境魔术《移动的火苗》视频这个视频是一个很好玩的魔术，它的名字叫《移动的火苗》。蜡烛并没有真的被点燃，是有另一个人配合点燃了打火机，利用“平面镜成像”的原理，借助玻璃板，制造了“火苗移动”的假象。我自己也演示过类似的小魔术，向大家展示一下：魔术《凭空出现的金鱼》视频老师在备课时，是给知识穿上情境的外衣，把知识变成情境，再把问题放在情境之中，而学生在学习时，一开始面对的是情境，在情境中发现问题，习得知识。所以学生的学习跟老师的教学设计是相反的。一节好课应该由一串问题组成。老师的功底就体现在能不能问出好问题，问问题不是简单地问对不对，也不是给知识加个问号。2、如何由情境到问题？布卢姆教育目标分类学把知识分成了六个层级：记忆、理解、应用、分析、评价、创造。前三者属于低阶思维，后三者属于高阶思维。发展学生的高级思维，是课堂教学的核心和重点。具体来看，六个目标分别包含以下内容：为什么写作文难？因为写作文就是在“构思”，在“设计”，属于最高级别的“创新”。而背诵、代入公式等等，就比较简单。如何问出培养高阶思维的问题？依然举几个例子。案例1：复习高中物理《闭合电路欧姆定律》设计了6个问题：问题1：欧姆的定律的内容是什么？问题2：公式I=E/(Rr)，分别表示什么？问题3：已知电源电动势12伏，内阻2欧，台灯的电阻10欧，求台灯的电流大小？问题4：先让一个灯泡发光，再让跟它并联的；几个灯泡同时工作，小灯泡亮度为什么会变暗？问题5：测小灯泡伏安特性时，为使测量更准确，需要哪些仪器？写出你的方案。问题6：在测小灯泡伏安特性的实验中，有哪些地方可以改进？请给你的建议。

6个问题分别涉及到记忆、理解、应用、分析/解释、设计/创新、评估。前三个问题锻炼的是低阶思维，后三个问题培养的是高阶思维。并不是非要针对一个知识点问六个问题，也不一定要分得这么细，只要问题体现的思维方式有低有高、有层次感即可。案例2：小学语文《古诗二首》学《送元二使安西》和《别董大》时，有一个环节是“链接生活诵古诗”，提出了两个问题：问题1：你们以前还学过哪些送别古诗？问题2：你有过和亲朋好友分别的经历吗？你能否用所学的送别诗表达自己当时的情感？第一个问题是回忆性问题，思维含量不高；第二个问题让学生用所学的古诗表达自己的感情，这属于创作，属于高阶思维。这个环节的设计意图是进一步调动学生的古诗积累和生活经验，引导学生在生活中运用古诗，感受古诗的魅力，让优秀传统文化的种子能够落地生根。案例3：小学数学《平行四边形和梯形》问题1：随着C点在直线上左右移动，会变成哪些图形呢？问题2：如果随意移动C点，又会变成什么图形？案例4：小学数学三年级下《分数的初步认识》问题1：将四个桃平均分给四个小猴，每个小猴分得多少个桃？问题2：将一个桃平均分给四个小猴，每个小猴分得这个桃的几分之几？问题3：一盘桃不知有多少个，能否平均分?前两个问题都属于基础性问题，第三个问题属于核心问题。案例5：视频平台上的魔术《人体悬空》问题1：你看到什么现象？问题2.：结合牛顿第一定律谈谈你的困惑？问题3：你认为，人体悬浮的真正原因是？“学之道在于悟”，学习的“道”