“大概念”的学习科学视角解析

来源:jowa 时间:2023-07-29 06:21:14

最近“大概念”甚是火爆,专家解读也不少,不过似乎老师们有点越弄越糊涂。

王珏老师根据对学习科学的研究,用提问-回答的方式,对“大概念”的思想起源、本质与价值进行思考和解读,供大家参考。

【一问:“大概念”的内涵究竟是什么】


(资料图)

根据最为广泛的解读,以及“大概念”想解决的问题,王珏老师比较认同这样的定义:“大概念”是一种“专家思维方式”

——要么是“如何认识世界的思维方式

——要么是“如何创造新知识的思维方式”。

【二问:“大概念”是名词、还是一句话?】

其实,这是一个“伪问题”,或者说,是因为另外一个根本性问题所导致的。这个根上的问题就是:“大概念”的翻译恰当吗?

“大概念”是从英文big idea中来,并没有“概念”或“知识”之意,而是“思想”、“观念”之意,因此,流行的“大概念”的称呼并不恰当,极易引起误导,改称“大观念”更加准确。

所谓“学科大概念不应该是名词,而应该是一句话”,其实就是对这个不准确的翻译的“纠偏”!——所谓“概念”,不就体现为“名词”嘛;而“一句话”,则强调承载着的一种“观念”、“思维方式”!

因此,以下本文将改称其为“大观念”!

【三问:“大观念”与“学科知识”、“知识网络/解题套路”有何关系?】

理解了“大观念”是一种“思维方式”,就知道“学科知识”是“大观念”指导下的具体实践的产物,是那个被广泛认可的“结论”——用“粮食”来类比的话,在“知识理解”层面,学生需要“认识粮食”,包括名称、外形、如何吃、什么口味等等这些“事实”。

理解了“大观念”是一种“专家理解世界/创造知识的思维方式”,就知道它“解题套路”的区别——解题套路是应用现有知识(包括知识网络)解决问题的过程——用粮食来类比的话,类似于用现成的粮食”如何做饭“

而“大观念”,则更强调“知识是如何被生产出来的”(背后蕴含的是专家对该学科的思维方式)——类比粮食的话,相当于“如何种田”

因此,知识、知识网络/解题套路、大观念,三者都是思维、而且都是高级思维,但它们的层级不同(如下图)

【四问:新课程为啥强调“大观念”?】

课程标准的基本出发点,从来不是“教学”这一微观视角,而是国家发展对国民素质的要求来制定的!

中国发展的“大势”,是要突破中等收入陷阱,要提高全要素生产率,这就要求中国必须要提高科学技术水平、原始创新能力

——其实现在还远远谈不到“领先世界”的原始创新,跟上世界先进水平就已经很难了,要不然怎么老被人家卡脖子呢。。。

看看下面这段丘成桐先生的采访,看看中国的科学创新水平处于什么位置(丘先生讲的是数学,不过大部分科学研究领域都差不多):

所以,学人家现成的知识、结论,确实可以拿来解决现实中的工程问题,但却无法让中国人自主开展知识创新——因为所有中国人在受教育的过程中,几乎都没有建立这样的意识,没有人知道这些“现成的知识”是怎么被创造出来的,我们只是当作一个“真理/事实”在学习怎么用而已,这怎么能让中国人有知识创新能力呢?

所以,“大观念”希望解决什么问题,就呼之欲出了!——以前我们主要是学习的目标是“应用知识解决问题”,而“大观念”教学则希望让全体中国人都具备“知识创新”的意识,至少要知道现有的知识是怎么得来的,将来需要我们自己创新时,才有可能性呀!

【五问:“大观念”对于学生学习有用吗?】

这是一个很现实的问题——所有理念要想落地,都必须要有“现实的价值”

王珏老师从学习科学研究的视角告诉大家:

有用!太有用了!

先说一个王珏老师给一位学生辅导的例子吧:

有一个深圳名校的高中生,成绩也还不错,中等吧。有一天家长找到我,希望跟孩子“聊聊学科学习的事情”。

我问:具体要聊什么呢?从家长、到孩子自己,居然都不知道!

孩子只知道自己蛮困惑的——各个学科都很困惑。

但是,到底有什么具体困惑呢?哪个知识点不好理解?哪道题不会做?

孩子说:都没有!一切知识的学习、做题,都比较顺利。

那哪里困惑呢?聊着聊着,我总算搞明白了:孩子是搞不清楚这些学科到底都要干什么,为什么有这么多庞杂的、而且往往看上去没有多大干系的知识呢……

以物理为例,力、热、光、电、磁、声、核,七大领域,每个领域都有一套独立的、互不挨着的知识、原理、公式、解题套路,为啥物理要研究这么多互相不挨着的东东?它们之间到底有什么联系?还是本来就完全没有关系?

孩子对此困惑得不行——而且几乎数、理、化、生、地,每一科孩子都有类似的困惑!

在这个故事中,具体的“知识/学科事实”并没有带给孩子多少困扰,说明孩子在思维能力上,是能够理解每一个具体的知识的(至少也是记住、通过练习掌握知识的用法)。

但是,当知识越来越庞杂,不仅会给学生带来越来越大的认知压力——要理解记忆的知识实在太多了,而且会给学生带来沉重的思想负担:为什么在一个学科内部,居然有这么多看起来几乎毫不相关的知识?

我们思考一下:假设一个学科中极为庞杂的知识,学生用极大的代价,最终全部理解、记住、会用了,但是,我们能说:学生真正理解这个学科了吗?

这就需要回到什么叫“理解”上来了。

王珏老师通过学习科学的研究,提出:学习,即联接。

——当学生能把知识和自己的经验建立联接,同时把知识之间也建立起全部联接,从解题角度来说,还要把知识和问题场景之间建立起全部联接,学生才算真正掌握一个知识!(这里还没有考虑“跨学科”)

请注意那几个红字:“全部”,请大家思考一下:

学生要建立起“全部联接”,难度大不大?甚至,有可能吗?如有可能,付出的代价得多大?

作为老师来说,我们如何降低这种难度、至少要降到可接受的地步呢?

答案是:向所有知识的“共通之处”去寻找!

当然,在一个学科内部,知识之间肯定是有很多“共通之处”的——这些共通之处,就是将知识串起来的那根绳!

不过,当知识数量不断增长、不断增长,尤其是当学科内不同领域的知识出现后,越来越多的领域,这些知识之间,又该怎样找到“共通之处”呢?

——还有一个问题,如果这些“共通之处”的数量也非常庞大、需要大量死记硬背才行,我们又该如何降低这种认知负担呢?

那么,有没有一些共通的规律,能统领整个学科的全部知识呢?

要想解决这个问题,一个可能性是所有知识的“上位”去寻找(通过归纳总结的方式)

如果能找到(比如:物理中的“能量”概念),对于学习来说,价值当然也是巨大的!不过能不能找得到这样的上位规律,是个问号。(这里我们没有考虑其对于”知识创新“的作用)

解决”共通规律“的问题,更大的可能是:向知识的来源去找:

是什么样的思维方式,使得这么多的知识得以产生呢?

——毕竟,相比具体知识来说,产生知识的思维方式必然是极少极少的

也许是最早提出“大观念”的研究者怀特海,在1929年就提出了如下理念:

教育的重点是“少而重要“学科核心观念”

——就人类的思维特点来说,“少而重要”这一原则,无论对于”知识创新“、还是对于”知识理解“来说,都是极为关键的!

因为,通过“思维方式”既然能导致知识的产生,当然也容易帮助学生从本质上理解当下的知识!

没有思维方式的帮助,知识可能很难真正去理解(比如:我们真的能“理解”F=ma吗?还是说只是“记住”了?)!但“思维方式”却是人类共通的,通过思维方式(当然还要加上思维的素材),反而容易理解知识是如何得出来的!

爱因斯坦《物理学的进化》一书中,就这样写道:

科学的大部分基本想法本质上是简单的……

在爱因斯坦的眼中,科学居然很“简单”?科学知识本身也谈不上简单,关键是:当我们学的知识越多,不是必然会越来越复杂吗?怎么可能会“简单”呢?

其实爱因斯坦说的,并非是“科学知识”简单,而是“科学的观念”很简单!而这种“简单的观念”,就能非常有效地帮学生从深层理解知识的思想和本质!

回过头来想想这句耳熟能详的名言:“真理是美妙的、有魅力的、容易理解的”——如果真理真的具备这种特性的话,那就绝不可能是指具体的知识,而只能是指“学科思维方式”!

【六问:学科的“大观念”需要老师来提炼,靠谱吗?】

如果我们确认“大观念”是指“少而重要”的“专家思维方式”,那么让老师自己根据知识教学的需要自行提炼,显然是不靠谱的!

一来,一线教师很难说得上是“学科(科研)专家”,对于“专家如何理解世界/创造知识”的思维方式未必有深刻理解。

二来,有些老师在介绍“大观念教学”实践时,会将不同的知识点提炼出不同的“大观念”,这就不符合“少而重要”这一原则了。

——老师自行提炼出的东东,就是本文前面讲的:总结提炼众多知识的“共同规律,往往称不上“大观念”。

当然,这样的提炼也是很有价值的。不过它的价值主要体现在对学习的帮助上,尤其是老师将多个知识归并起来进行教学时(也算一种“大单元教学”?),会使得这种共同规律更加突显,确实有助于学生深度理解学科知识。

【七问:“大观念”应向何时寻?】

大观念”是指“少而重要”的“专家思维方式”,如果自认为不是专家,那就向专家学习、了解专家的思维方式。

直接找专家聊天的机会必定很少,其实读一些专家的传记,看看专家自己对如何思考的描述、体会、经历,往往对于理解“大观念”会有很大帮助。

与此类似,多关注专家的带有普及性质的讲座/著作向公众的演讲。当专家面向门外汉时,为了便于大多数普通民众理解,必定会抽去繁复的细节、抽象的原理与公式,而只会留下普通人容易理解的知识、而且也很有可能能会体现出“专家思维方式”。

比如:爱因斯坦《物理学的进化》一书中,就这样写道:

•如果我们仅仅关心基本的物理学理念,就可以避免使用数学语言

•我们想要画一份草图,用粗线条勾画人类的头脑联系思维世界与物质世界的尝试过程。

这些对于科普非常关键的“不使用数学语言”的、“粗线条的”物理学理念,毫无疑问就将“学科核心观念”突显了出来!

此外,学科发展史对于建立“大观念”是非常有用的!

教材中的知识并不容易理解,其中一个重要原因是:教材中只是当下的“结论”,而这种结论所蕴含的人类的思维方式——包括人类是如何一步一步地建立起对知识的理解的“思维过程/思维方式”,几乎被完全忽略了。

这种人类逐步建立起对知识理解的“思维过程/专家思维方式”,对于当下的知识,当然可有可无,但对于理解“专家思维方式”,那就不可或缺了!

爱因斯坦就深谙此道,他在《物理学的进化》一书中,非常清楚地说明“学科发展史”对于理解知识背后的思维方式的重大作用:

•我们的兴趣在于……追踪最初线索,弄清楚新的物理学概念是如何与旧有观念的痛苦斗争中诞生的。

•为了理解让重要概念必然发生变化的原因和困难,我们不仅必须知道最初的线索,也必须知道当时的人们从中得出的结论。

从这一角度来说,如果不知道知识是如何“进化”到今天这个样子的,“知识”就不具备可理解性(比如:左手定则,why?),所谓知识,与某种“规定”或“事实”无异!

最后,如果“大观念”能在课程标准中找到的话,老师们当然就省事了!

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关于如何找到和理解学科“大观念”,王珏老师阅读过的一些科普类图书可能有用,一并推荐给大家:

本书简介详见:《烧掉数学书》:本书写给所有恨数学、从未感到激情的人

本书简介详见:“大概念”令人费解?来看爱因斯坦如何教“大概念”!

本书简介详见:费曼的这本小书,通篇讲的都是“大白话”和“大概念”!

本书简介详见:《要想讲好课,需要了解知识的来龙去脉!——教师必须深入研究学科发展史!》

【八问:“大观念”该如何教?】

假如我们已经找到“大观念”了,那么,观念该如何教呢?课堂教学会不会天翻地覆呢?

首先,确定无疑是是:“大观念”是不可能直接教授的

因为,学习科学研究告诉我们:

任何抽象的知识,都只能通过”具体化“的方法,才有可能能进入学习者的大脑。

观念,作为抽象知识背后的抽象思维方式,直接告知毫无作用!

“大观念”,是对“知识如何产生/学科本质到底是什么”的抽象,所以就需要在“具体知识是如何产生的”、“人们是怎样理解知识/转变对知识的理解的”这些具体的案例中,学生才有可能理解其背后蕴含着怎样的思维方式。

因此,首先,老师们在现有知识的教学内容中,应该适当增加对知识的来龙去脉、人类对知识认识的历程的内容(就是学科发展史”中的内容),一定要让“学科思维方式”变得具体的、可感知,学生才能逐步建立对“思维方式”的理解。

其次,在讲新知识时、尤其是跨领域知识时,都需要交待这些知识、与先前的所有知识,是在怎样的“学科思维方式”的统领之下所产生的,逐步强化“思维方式”的作用,使所有学科知识之间都建立起与人类思维的紧密关联(即“统摄性”)!

这样做,不仅能帮助学生建立“学科思维方式”、有利于将来开展知识创新,同时还能以“学科思维方式”为纽带、为原点,建立对学科知识的深度理解,有事半功倍之效!

理解了“大观念”是“少而重要”的“专家思维方式”,在具体教学中,教学内容是否要按照重新组织(比如“大单元”),这一点倒并没有那么重要——既然“大观念”是对全部知识都具有“统摄性”的思想观念,那么无论你讲什么知识,都脱离不了“大观念”才对!

重新组织教学内容,有它的优势(知识之间共通的规律会更多、联系更紧密),但这样做也有不利之处(工作量大、教学进度不好掌握),老师们根据实际掌握即可。

欲将王珏老师《“大观念”何以有效——学习科学视角解读》培训课程引入本单位,欢迎到本公众号首页,输入“大观念培训”。

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