富蘭在《極富空間》一書中提出“深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)是:使學(xué)生獲得成為一個具有創(chuàng)造力的、與人關(guān)聯(lián)的、參與合作的終身問題解決者的能力和傾向”。因此，深度學(xué)習(xí)在很大程度上就是要學(xué)會遷移，即能將所學(xué)的知識和技能在真實世界中得以運用。

如何才能連接學(xué)校教育和真實世界，實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，教學(xué)中“大概念”的建立是關(guān)鍵之所在。

威金斯和麥克泰格把大概念比作 “車轄”。有了車轄，車輪等零部件才能組裝起來，否則只能散落一地、毫無用處。事實上，在學(xué)校，學(xué)生學(xué)習(xí)的時間是有限的，學(xué)習(xí)的內(nèi)容也是有限的。如果學(xué)生學(xué)到的只是零碎的知識，那么這些知識往往就缺乏生長力，未來也終究會隨著時間的流逝而被忘得一干二凈;即便就應(yīng)付考試來說，因為沒有統(tǒng)整就難以達(dá)到深層理解，同樣也無法應(yīng)對靈活多變的考試題。其實布魯納早就說過:“沒能在一個更大的基礎(chǔ)性框架背景下認(rèn)清這些主題或技能所處的情境，這樣的教學(xué)是不經(jīng)濟的?！?/span>

而“大概念”具有吸附知識的能力。在圍繞“大概念”開展的學(xué)習(xí)中，一方面，隨著知識的學(xué)習(xí)我們在不斷地加深對大概念的理解;另一方面，因為有大概念這個連接點，我們的知識學(xué)習(xí)會因為有附著點而被賦予意義，所以掌握得更加牢固。在這樣的學(xué)習(xí)中發(fā)展起來的大概念會成為我們知識的生長點，學(xué)生靠大概念自主學(xué)習(xí)的內(nèi)容遠(yuǎn)比教師教得要多，并且在他們的未來持續(xù)發(fā)生作用。

那么，什么是大概念呢?首先，理解“大”。大概念“大”的內(nèi)涵不是“龐大”和“基礎(chǔ)”，而是“核心”。其次，理解“概念”?！案拍睢钡挠⑽氖恰癷dea”，而非“concept”，因此，大概念可以是概念，但不局限于概念，也可以是觀點?？傮w而言，大概念有以下幾個特點:1. 有一定的抽象性，但來自具體生活現(xiàn)象的概括;2. 不是一個事實，而表現(xiàn)為一種觀點，可以不斷被論證和討論;3. 反映了專家的思維方式，答案是多元的、變化的。

以三節(jié)課為例，語文課的大概念是“構(gòu)思是根據(jù)某一主題匯聚相關(guān)的材料，理出主線的過程;構(gòu)思根據(jù)不同要求而不同，具有多樣性”。數(shù)學(xué)課的大概念是“數(shù)據(jù)的收集和整理是根據(jù)具體問題的需要”;科學(xué)課的大概念是“力的產(chǎn)生原因不同，因此力的特性也不同”。

與大概念配套的是基本問題，基本問題有四個特征:1. 經(jīng)得起反復(fù)研討;2. 指向?qū)W科的核心;3. 能夠吸引學(xué)習(xí)者;4. 體現(xiàn)專家思維。比如，與前面大概念配套的基本問題有“(語文)什么是構(gòu)思?如何構(gòu)思?好的游記構(gòu)思有什么特征?”(數(shù)學(xué))如何根據(jù)不同的問題來收集和整理數(shù)據(jù)?” “(科學(xué))摩擦力與其他的力有什么不同?根據(jù)不同的特征對力進(jìn)行分類，可以怎么分?”

如果說傳統(tǒng)的問題傾向于“閉合性”，也就是對固定答案的尋求，那么基本問題恰恰相反，傾向于“開放性”，也就是要求這個問題是經(jīng)得起不斷追問的，可以引發(fā)持續(xù)的思考，因為只有這個過程才包含著專家思維，或者是我們今天說到的學(xué)科核心素養(yǎng)，真正對學(xué)生未來的生活“有用”。

這里“開放性”十分關(guān)鍵，如威金斯所言，判斷一個問題是不是基本問題的關(guān)鍵在于“目的”而不是“形式”。以數(shù)學(xué)課為例，“如何根據(jù)不同的問題來收集和整理數(shù)據(jù)?”這一基本問題需要轉(zhuǎn)化為一系列追問。

能否掌握概念和建立模型會影響決策判斷能力和創(chuàng)新能力

以大概念理念進(jìn)行科學(xué)教育能夠從小培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。創(chuàng)新是人類進(jìn)行信息處理的一種基本能力。創(chuàng)新可以在不同的層次上發(fā)生，既有高水平創(chuàng)新，也有普通創(chuàng)新，前者只有極少數(shù)天才能夠達(dá)到，后者是所有人都可以具有的能力。但是無論哪一種創(chuàng)新，基本過程都包括找出實質(zhì)性的關(guān)鍵問題，并做出解決問題的決策，這正與《大概念》中提出的科學(xué)教育的培養(yǎng)目標(biāo)相吻合。

人是怎樣形成決策能力的呢?我們可以看看那些進(jìn)行高水平創(chuàng)新的偉人們是怎樣描述他們的創(chuàng)新過程的。

愛因斯坦說:對表面現(xiàn)象之后隱藏的規(guī)律的感覺使我們產(chǎn)生直覺。彭加萊說:邏輯用于證明，直覺用于發(fā)明。丘成桐說:有很多重要的創(chuàng)造發(fā)明是學(xué)者在有深厚感情的潛意識中完成的。楊振寧還進(jìn)一步指出:對于基本概念的理解要變成直覺。

這些話語體現(xiàn)了科學(xué)大師對創(chuàng)新思維的理解，雖然描述的語言不同，但其中都包含了創(chuàng)新思維的一些本質(zhì)特征:

1.創(chuàng)新思維是一種直覺，而不是一個邏輯推理的過程。

2.創(chuàng)新思維過程需要特定情感的伴隨。

3.創(chuàng)新思維的產(chǎn)生需要有認(rèn)知的基礎(chǔ):對一些基本概念的理解要進(jìn)入潛意識即直覺中。

20世紀(jì)中葉，認(rèn)知科學(xué)作為一門交叉學(xué)科問世，主要研究人的學(xué)習(xí)、記憶和思維過程，其中思維過程包括與創(chuàng)新有關(guān)的發(fā)散思維、專家思維和頓悟等。認(rèn)知科學(xué)家研究人是怎樣決策的，面對同樣的問題專家為什么可以看出“門道”，能夠較快、較好地解決問題，甚至?xí)袆?chuàng)新的想法，而外行卻只能看熱鬧，對解決問題摸不著頭腦，更談不上有創(chuàng)新思維。

2002年“諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎”獲得者、普林斯頓大學(xué)的卡訥曼(D.Kahneman)，畢生從事有關(guān)人決策行為的研究。他得到這樣的結(jié)論:人有兩類決策系統(tǒng)，第一類是直覺決策系統(tǒng)，第二類是推理決策系統(tǒng)。(見下圖)

人的決策系統(tǒng)圖示

直覺決策系統(tǒng)又分成兩種:一種是依靠當(dāng)時直接獲得的感知來形成判斷。兒童在做判斷時常常使用的是這種決策方式。另一種是需要建立在已經(jīng)獲得的概念和模型之上，也就是需要有相應(yīng)領(lǐng)域的知識積累，然后在一種激昂的或是特別沉浸的情緒狀態(tài)下，依靠直覺來進(jìn)行決策。這類決策過程是快速、平行、自動的處理過程，常常需要啟動聯(lián)想思維，而不是依靠有意識的搜尋。這個過程通常也是不明晰的。專家在判斷他熟悉的專業(yè)問題時，便會啟動這種直覺的決策過程。

創(chuàng)新思維常常是一種直覺的思維過程，有時也稱之為靈感。

推理決策系統(tǒng)是一個較慢的、串聯(lián)的、可控的、費力的、有規(guī)則可循的過程。這個過程是可以訓(xùn)練的，比如我們學(xué)習(xí)概念和模型的過程就是啟動推理決策系統(tǒng)。

這兩類決策系統(tǒng)會在人們解決問題時交替出現(xiàn)。但是，不管是直覺決策系統(tǒng)還是推理判斷決策系統(tǒng)，掌握概念和建立模型都是決策必要的基礎(chǔ)。學(xué)什么概念，如何建立模型必然會影響決策判斷能力和創(chuàng)新能力。

為什么專家要比生手善于解決問題呢?

認(rèn)知科學(xué)家基于實證的科學(xué)研究表明，在具有一定智力基礎(chǔ)上，創(chuàng)新能力與專家的知識結(jié)構(gòu)、認(rèn)知模型有關(guān)。專家之所以能看出“門道”，能解決問題，是因為他們的思維至少具有以下3方面的特點:

1.專家具有他們所熟悉領(lǐng)域的知識，而且能夠把這些知識和周圍的實際事件相聯(lián)系，有過找出問題癥結(jié)和解決問題的訓(xùn)練。

2.專家所具有的知識是有組織的，也就是說有清晰的概念和表達(dá)概念之間聯(lián)系的認(rèn)知模型。

3.專家對自己的認(rèn)知和決策過程能夠監(jiān)測，具有反思和元認(rèn)知的能力。

科學(xué)教育應(yīng)該為學(xué)生提供好的、由淺入深的“棋譜”

近年來，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展特別是無損腦成像技術(shù)和分子生物學(xué)的發(fā)展，為我們有效地研究人腦提供了可能，神經(jīng)教育學(xué)應(yīng)運而生。

對人長期記憶的分子生物學(xué)研究揭示:當(dāng)人形成長期記憶時，神經(jīng)元連接處的結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化。所以人的心智發(fā)展，實際上伴隨著腦中生物結(jié)構(gòu)的變化。因此當(dāng)你腦中存儲某個概念時，便不會輕易再改變。這個前概念會影響你的下一步學(xué)習(xí)。腦圖像研究還證明，對概念理解的直覺反應(yīng)直接影響到對后繼概念的學(xué)習(xí)。這表明，依照不同年齡腦的發(fā)展規(guī)律，使用不同的學(xué)習(xí)方法來學(xué)習(xí)不同的內(nèi)容十分重要。

科學(xué)家還研究了專家和非專家在解決問題時腦區(qū)的活動過程。例如，日本科學(xué)家利用功能核磁共振成像，對一種類似象棋的棋類游戲的棋手進(jìn)行了研究。他們比較了專業(yè)選手和業(yè)余人士兩類人在下棋過程中做決策時的腦激活區(qū)域，得到的結(jié)果表明，專業(yè)選手和業(yè)余選手在看棋譜以及做出下一步棋子移動抉擇時，腦激活的區(qū)域是不同的。專業(yè)選手一看到棋譜，可以做出快速決策，激活的腦區(qū)是位于邊緣系統(tǒng)中的基底核?；缀怂４娴挠洃浭欠顷愂鲂杂洃?，它需要經(jīng)過模仿、學(xué)習(xí)和積累經(jīng)驗的過程才能形成。這表明專業(yè)選手在做快速決策時依靠的是他們經(jīng)過長期訓(xùn)練而習(xí)得的有關(guān)棋譜的某種模型，決策的正確度和速度與經(jīng)過訓(xùn)練已經(jīng)掌握的棋譜知識有關(guān)，也就是說他們利用的是直覺決策過程。而業(yè)余選手激活的腦區(qū)則十分分散，他們需要啟動前額皮層的工作記憶區(qū)，是否熟悉所見到的棋譜會影響他們的自信，從而影響取得的效果。這項研究對學(xué)習(xí)專業(yè)知識需要圍繞概念和模型來進(jìn)行這一觀點提供了有力的實證支持。腦電的研究也證實了大腦在有意識決策啟動以前，已經(jīng)先啟動了無意識的知識提取過程。東南大學(xué)朱艷梅博士的研究更加證實了科學(xué)教學(xué)方法的不同會導(dǎo)致學(xué)生形成科學(xué)概念的直覺反應(yīng)不同，這從腦電的波形上就可以分辨出來。

以上研究都說明了以大概念的理念進(jìn)行科學(xué)教育的必要性?？茖W(xué)教育應(yīng)該為學(xué)生提供好的、由淺入深的“棋譜”，逐步培養(yǎng)他們運用這些“棋譜”的能力，這樣才能把學(xué)生培養(yǎng)成知情的決策者和有創(chuàng)新能力的人。

教法與學(xué)法的合一是教學(xué)方法的最高價值追求。要追求教、學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容、行為、效果的教學(xué)合一，在課堂的要素構(gòu)成和結(jié)構(gòu)運行的過程方面都能夠使得教融入學(xué)并為了學(xué)，同時讓學(xué)得益于教、得法于教。為此，目標(biāo)確定、內(nèi)容選擇、行為方式、效果檢測就不僅僅取決于某一方面，而是依據(jù)課程（教材）要求尋求教學(xué)雙方的互適、調(diào)控與酌定。運用合一思想來引領(lǐng)并審視教學(xué)我們的設(shè)計、教學(xué)過程乃至教學(xué)反饋，我們便可清晰地看到：教什么、學(xué)什么，如何教、如何學(xué)，教得怎樣、學(xué)得怎樣，既不是完全取決于學(xué)生，也不是完全取決于教師，而是取決于師生雙方，取決于雙方的統(tǒng)合。合一度越高則意味著教學(xué)效率越高，合一得越好則表明教學(xué)效果越好。當(dāng)然，如何合一，如何實現(xiàn)有機完滿的合一，這里有巨大的研究探索空間，需要教師在每一節(jié)課、每一教學(xué)環(huán)節(jié)的實踐中總結(jié)。