基于“学生为中心”的课堂深度学习设计与实践

如何开展有效的设计课堂教学任务，开展课堂教学活动，推动学生的深度学习，从而实现高阶能力的培养，是很多老师思考的问题，本篇文章通过介绍关于知识深度模型的案例，希望对你有所启发。你可以参考本文献中的教学设计思路，细化、设计你的教学。

为表征学生应该理解的知识深度，美国教育评价专家Webb[2]提出了“知识深度（Depth of Knowledge，DOK）模型”。近年来，知识深度模型成为了美国K～12教育领域推动学生深度学习、培养学生高阶思维与核心素养的教学设计工具。

DOK模型将学生的认知水平划分为回忆/复述（Recall and Reproduction）、技能/概念（Skills and Concepts）、策略性思维（Short-term Strategic Thinking）与拓展性思维（Extend Thinking）等四个层次，每个层次反映了学生完成任务、学习活动所需的认知期望或知识深度。随着学习活动的认知复杂程度的提高，学生的学习也在不断地深入，其中DOK3和DOK4被认为是深度学习层面的基本能力，如表1所示。

在具体的教学设计过程中，教师依据DOK模型提供的四类问题与学习活动表[3]，为教学内容设计四个层级的教学问题，并开发相应的学习活动与任务。如在DOK4拓展性思维层级上，要求学生所需要的认知水平是能通过调查、思考解决受多种条件影响的问题。这一层级对应的教学问题可以包括：你能根据从多种信息源收集到的信息得出结论，并写出一篇研究论文吗？你能为这个问题提出可替代的解决方案吗？

表1 知识深度模型

针对以上教学问题，DOK4层级的学习活动包括：创建图或表来组织信息、写一个广告来宣传产品、为新餐厅开发菜单、撰写一篇研究论文等。因此，基于DOK模型的教学设计，能有效引导学生科学地进行深度思考，提升学生的高阶思维能力，发展核心素养。

基于DOK模型的课堂深度学习教学设计，是通过思维层级不同的系列学习任务、学习活动来推动学习过程，实现深度学习。为了实现学科核心素养目标，达成深度学习，本研究围绕学习目标、学习内容、学习活动、学习评价这几个要素，重构课堂教学设计。课堂深度学习的教学设计思路是：指向学科核心素养目标进行单元教学设计；依托DOK模型的四类层级，设计学习问题支架，并开展相应的学习活动，实施教学评价。因为抽象的学习目标需通过具体的学习活动来体现，为了保证学习活动的顺利开展，学生需要学习问题清单作为学习的“脚手架”，以明晰课前、课中、课后不同教学环节的学习任务与学习活动。

图1 基于DOK模型的深度学习教学设计

基于DOK模型的深度学习活动可分为“探究”（Explore）、“体验/表达”（Experience/Express）、“交流”（Exchange）三阶段，简称4E学习活动。

课前，学生带着“问题”通过观看在线微课、MOOC、课件、相关文献等进行自主探究学习活动，完成课前任务——这一阶段主要强调知识的获取与理解，完成回忆/复述类的学习目标。

课中，强调师生、生生互动，体现对话与合作，表达活动可以包括成果展示交流、分组讨论、教师答疑等——这一阶段侧重学生高阶思维能力的培养，促进学生的深度学习aoa体育。

课后，以反思评价为主体，开展交流活动，学生在线提交成果，小组进行互评，教师进一步点评。基于DOK模型的深度学习教学设计如图1所示。学生通过“活动”、“对话”与“合作”，发挥其主体性地位，最终实现深度学习。

本研究以“算法与程序设计”课程中“递归算法的实现”此内容为例进行本土化教学实践。

“递归算法的实现”这一单元主要培养学生的计算思维学科核心素养。计算思维是指运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、人类行为理解等一系列思维活动[4]，其本质是抽象。Perrenet[5]依据学习算法概念的抽象水平，把算法分为四个层次：①执行（Execution），是指能在特定机器上运行算法；②编程（Program），是指能采用可执行编程语言编写程序；③对象（Object），是指针对问题抽象出解决方法，它与具体编程语言无关；④问题（Problem），是最高抽象的层次，即个体能将问题作为生活中的对象考虑。因此，“递归算法的实现”指向学科核心素养目标，具体包括：①学生通过体验，理解什么是递归算法；②能用可执行的编程语言编写递归程序；③能应用自定义函数方法实现递归算法编程，激发学生的数学建模意识；④利用递归思想，分析与解决生活中的实际问题。

（1）问题支架

围绕递归算法实现的核心素养目标，基于知识深度模型，本研究设计了四组认知复杂程度不同的教学问题，以作为课前探究、学习活动的“脚手架”，如表2所示。其中，DOK3与DOK4对应深度学习。

表2 “递归算法的实现”教学问题设计框架与学习活动

注：①第一个人先从1和2中挑一个数字，第二个人可以在对方的基础上加1或加2。然后又轮到第一个人，他可以再次选择加1或加2，之后把选择权交给对方，依次类推，等到哪一位正好加到20，就赢了。思考用什么策略保证一定赢？

②有一天小猴子摘若干个桃子，当天吃了一半还觉得不过瘾，又多吃了一个。第二天接着吃剩下桃子中的一半，仍觉得不过瘾又多吃了一个，以后小猴子都是吃剩下桃子一半多一个。到第10天早上小猴子再去吃桃子的时候，看到只剩下一个桃子。问小猴子第一天共摘下了多少个桃子?

③如果每对兔子每月繁殖一对子兔，而子兔在出生后第二个月就有生殖能力，试问第一月有一对小兔子，第十二月时有多少对兔子aoa官方网站？

（2）4E学习活动

①探究：围绕教学问题，学生课前通过观看视频、讲义等资料进行自主学习。

②体验与表达：课中学习活动主要分成体验和表达两个部分。首先，通过“抢20”小游戏体验递归算法，利用编程语言与自定义函数方法实现“猴子吃桃”递归算法的编程。然后，比较循环结构与递归算法、递推与递归的不同之处，讨论“兔子繁殖”问题并归纳递归算法有什么特点、本质及缺点。

③线上交流：最后，就“生活中，你还能找出运用递归思想解决实际问题的例子？”这一话题，撰写一篇论文，并利用在线学习平台发布作业、开展老师点评与学生互评，如图2所示。

图2 中小学课堂深度学习的4E学习活动流程

图3 “递归算法的实现”知识深度模型矩阵图

教学设计的难点之一，在于检验开展的学习活动是否达成了教学目标。在面向深度学习的教学设计中，本研究基于布鲁姆认知目标分类与知识深度模型，构建了一个二维度、四象限的教学测评矩阵[6]，用以考察教学目标、学习活动、教学评价的一致性，并判断教学是否促进了学生的深度学习。其中，用线条标识的第四象限代表深度学习区域。

学习活动的过程如下：①课前活动：观看视频、讲义等资料，进行自主学习；②课中学习活动1：做“抢20”的游戏，体验算法；③课中学习活动2：编写“猴子吃桃”程序，演示程序；④课中学习活动3：课堂讨论递推、递归的不同，归纳递归的本质，小组汇报；⑤课后学习活动4：在生活中利用递归思想解决实际问题，谈谈递归思想的优缺点，撰写论文，发布作品。

教学测评如下：①用递归算法编程分别实现1+2+3+4+5……N与N！②教师点评论文与学生互评。

依据测评模型，本单元的教学测评分布如图3所示。其中，教学目标1、2，课前活动，课中学习活动1、2，教学测评1分属在DOK1、DOK2层，对应的布鲁姆认知目标分类是识记、理解与应用层，因此是浅层学习。教学目标3、4，课中学习活动3，课后学习活动4，教学测评2则落入了教学评价矩阵的深度学习区域，代表这些活动的开展有利于学习者高阶思维能力的培养，有利于实现深度学习的教学目标aoa登录入口。