問題鏈在深度學(xué)習(xí)中的促進作用探討

【摘要】近年來，深度學(xué)習(xí)已成為教育理論和實踐探究的熱點，深度學(xué)習(xí)強調(diào)學(xué)生主動探究、深入思考，以達到對知識的深入理解和應(yīng)用。在構(gòu)建小學(xué)信息科技深度學(xué)習(xí)情境中，“問題鏈”作為一種有效的教學(xué)策略，能夠引導(dǎo)學(xué)生逐步深入學(xué)習(xí)，促進深度學(xué)習(xí)的發(fā)生。本文嘗試在“智造園藝師”單元教學(xué)中圍繞大概念組織教學(xué)，通過單元遞進式的驅(qū)動問題、學(xué)習(xí)任務(wù)及評價要求設(shè)計，以活動促思考，引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑、解疑，提升學(xué)生深度學(xué)習(xí)效果，探討問題鏈對深度學(xué)習(xí)的促進作用。【關(guān)鍵詞】深度學(xué)習(xí)；問題鏈；人工智能；問題驅(qū)動深度學(xué)習(xí)是指學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，通過深入理解和應(yīng)用所學(xué)知識，能夠主動探索、批判思考并創(chuàng)造性地解決問題。它強調(diào)理解、掌握并能加以應(yīng)用，而不是簡單硬性地記憶。它需要學(xué)生主動參與、批判思考，并在整合知識的過程中，將其遷移應(yīng)用到新的情境中解決實際問題。人工智能課程中的概念具有抽象性和跨學(xué)科等特點，小學(xué)階段的學(xué)生理解起來具有一定困難，使用傳統(tǒng)的講授式教學(xué)方式，容易讓學(xué)生停留在淺層學(xué)習(xí)階段，無法進行深度學(xué)習(xí)。而采用大單元教學(xué)模式，則有利于將基礎(chǔ)知識與技能的學(xué)習(xí)融入情境中，提升中小學(xué)生的信息科技學(xué)科核心素養(yǎng)。筆者以“智造園藝師”單元教學(xué)為例，探究在單元教學(xué)中利用“問題鏈”引導(dǎo)學(xué)生逐步深入學(xué)習(xí)，促進深度學(xué)習(xí)的發(fā)生。創(chuàng)設(shè)真實教學(xué)情境，激發(fā)探究欲望問題驅(qū)動教學(xué)范式，是一種以驅(qū)動問題為核心、以問題為導(dǎo)向、以學(xué)生為中心的教學(xué)方法，即以各種驅(qū)動問題為起點，引導(dǎo)學(xué)生圍繞問題去學(xué)習(xí)和探究。深度學(xué)習(xí)的實現(xiàn)需創(chuàng)設(shè)真實的教學(xué)情境。在這種范式中，教師巧妙地設(shè)計教學(xué)情境，通過情境導(dǎo)入或?qū)⒄麄€教學(xué)過程置于真實生活情境中，圍繞某一核心問題，通過一系列探究學(xué)習(xí)的腳手架，設(shè)計形式多樣的真實情境任務(wù)，學(xué)生在分解問題、解決問題的過程中培養(yǎng)計算思維，提升獨立思考、解決問題的能力[1]。同時，在教師的組織、引導(dǎo)下，學(xué)生的知識體系得到完善，有利于遷移習(xí)得知識。例如，在“智造園藝師”單元課程教學(xué)環(huán)節(jié)，筆者通過“學(xué)校馨美苑的園丁爺爺要退休，他擔(dān)心自己退休后無人照看園林，呼吁同學(xué)幫幫他”的真實生活場景導(dǎo)入教學(xué)，引出課題“智造園藝師”，讓學(xué)生設(shè)計出屬于自己的AI園藝師，解決園丁爺爺所擔(dān)憂的問題。學(xué)生以真實情境問題“如何設(shè)計AI園藝師輔助植物生長”為驅(qū)動性問題，分析AI園藝師的功能，根據(jù)需求編寫程序，在自主學(xué)習(xí)、小組合作中，獲取與共享信息，并運用數(shù)字技術(shù)解決問題，最終規(guī)劃、搭建、設(shè)計出可行的方案。學(xué)生通過“智造園藝師”項目的學(xué)習(xí)，不僅感知了人工智能與生活息息相關(guān)，還鍛煉了借助網(wǎng)絡(luò)空間分享、交流評價作品，養(yǎng)成文明綠色用網(wǎng)習(xí)慣，同時提升了信息素養(yǎng)。設(shè)計追問型問題，促進知識體系生成基于深度學(xué)習(xí)的小學(xué)信息科技教學(xué)，應(yīng)是學(xué)生在教師引導(dǎo)下主動探索、建構(gòu)知識，在問題解決過程中發(fā)現(xiàn)新問題，進而研究新問題解決方案的過程。教師通過設(shè)計開放性的“大問題”，并對問題一步步細化與分解，引導(dǎo)學(xué)生在追問過程中形成自己的知識體系，實現(xiàn)知識內(nèi)化。例如，在“智造園藝師”大單元教學(xué)過程中，筆者通過大問題“你要設(shè)計的AI園藝師能實現(xiàn)什么功能？”引發(fā)學(xué)生思考，并開展小組內(nèi)討論。在討論過程中不斷追問：“什么時候給植物澆水？要澆多少水？”“天氣太熱時，AI園藝師能否給植物自動降溫？用什么方法降溫？”“光照是輔助植物生長的重要因素，怎么給植物補光呢？”在這一系列追問中，學(xué)生對自己所要設(shè)計的AI園藝師要具備的功能及實現(xiàn)路徑都會更明確，以此為基礎(chǔ)完成思維導(dǎo)圖繪制。遞進式設(shè)計問題，助力深度思維培養(yǎng)1.遞進式的課時安排在課時設(shè)計中，教師根據(jù)知識的連接性，重整教材，設(shè)計遞進式課時，讓學(xué)生在腦海中形成遞進式的知識脈絡(luò)，構(gòu)建學(xué)生的思維梯度，進而加以整合與運用。在“智造園藝師”項目活動中，筆者以“如何設(shè)計AI園藝師輔助植物生長”為驅(qū)動性問題，以“提出問題—分析問題—解決問題—優(yōu)化迭代”為設(shè)計導(dǎo)向，依次安排了“智造園藝師——我來規(guī)劃”“智造園藝師——我來搭建”“智造園藝師——我來補光”“智造園藝師——我來驅(qū)風(fēng)”“智造園藝師——我來控濕”“智造園藝師——我來鑒賞”6個課時，6個課時既銜接又層層遞進。遞進式的課時設(shè)計，幫學(xué)生構(gòu)建思維梯度，使學(xué)生能夠在短暫且有限的課堂中學(xué)到解決生活中實際問題的知識技能與思維方法，從而驅(qū)動學(xué)生深度學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生計算思維，提升學(xué)生信息核心素養(yǎng)。2.遞進式的問題鏈為了喚醒學(xué)生的舊知，促進理解新知，教師可以根據(jù)問題鏈的邏輯性、系統(tǒng)性和梯度性特點來設(shè)計問題，這對學(xué)生的知識建構(gòu)起到了促進作用。同時，在問題鏈的設(shè)置上，教師可以根據(jù)不同情境處理，遷移性的問題鏈能幫助學(xué)生實現(xiàn)對知識的遷移與應(yīng)用，這與深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)“學(xué)生新知遷移應(yīng)用”相一致。教師在提問過程中引導(dǎo)學(xué)生進行思考與探索，培養(yǎng)學(xué)生問題解決能力和高階思維能力，這與深度學(xué)習(xí)的作用“發(fā)展學(xué)生高階思維能力”相一致。在“智造園藝師——我來驅(qū)風(fēng)”這一課時教學(xué)中，筆者引導(dǎo)學(xué)生通過觀察AI園藝師并思考問題“它身上的什么設(shè)備可以讓空氣保持流通”，進而設(shè)計遞進式的問題鏈和任務(wù)鏈——“如何讓風(fēng)扇動起來？”“當(dāng)溫度降下來后，風(fēng)扇還在轉(zhuǎn)動，怎么辦？”“溫度不均，又該如何解決？”“如何讓風(fēng)扇自動開關(guān)，節(jié)約資源？”。不同的問題引出不同的任務(wù)，問題鏈與任務(wù)密切銜接，層層遞進。設(shè)置反思性拓展任務(wù)，引導(dǎo)歸納思想方法在教學(xué)設(shè)計的最后，筆者設(shè)計反思性拓展任務(wù)，引發(fā)學(xué)生不斷反思問題，促進學(xué)生知識的重構(gòu)與整合，促進學(xué)生深度思維的培養(yǎng)。例如，在“智造園藝師——我來驅(qū)風(fēng)”這一課時中，由于AI園藝師已經(jīng)具備了自動循環(huán)通風(fēng)的功能，筆者以此為基礎(chǔ)引導(dǎo)學(xué)生反思討論：“不同的溫度，轉(zhuǎn)速一樣嗎？這樣會不會影響降溫效率與浪費資源？”并設(shè)置拓展任務(wù)——“如何讓風(fēng)扇根據(jù)環(huán)境溫度，自動調(diào)整轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)循環(huán)通風(fēng)？”“能不能進行知識的遷移運用并與前幾課時的知識進行整合？”等。開展持續(xù)性評價，引導(dǎo)反思學(xué)習(xí)過程教師在教學(xué)中應(yīng)為學(xué)生提供持續(xù)性評價，用于記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)過程。持續(xù)性評價有利于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不斷對學(xué)習(xí)情況進行反思，以保證教學(xué)目標(biāo)的跟進和教學(xué)評價的一致。在“智造園藝師”教學(xué)設(shè)計中，筆者設(shè)計了單元整體學(xué)習(xí)評價表、項目實踐活動評價表及課時任務(wù)完成評價表，引導(dǎo)學(xué)生在持續(xù)性評價中不斷反思自己，構(gòu)建思維梯度，從而達到深度學(xué)習(xí)的目的?？傊?，人工智能課程是一門綜合性較強的學(xué)科，涉及很多抽象概念。筆者巧妙設(shè)計真實的教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生探究的欲望；通過設(shè)計開放性的“大問題”，并對問題一步步細化與分解，促進學(xué)生在追問過程中形成自己的知識體系；再以遞進式課時及遞進式問題鏈，讓學(xué)生深入理解和應(yīng)用，在腦海中形成遞進式的知識脈絡(luò)，構(gòu)建學(xué)生的思維梯度，進而加以整合與運用；最后通過開展持續(xù)性評價，引