关于“4.0课堂”教育研究的若干思考
中图分类号：G633.6 文献标志码：A 文章编号：1673-9094（2015）09A-0068-04
一、4.0课堂建设背景
“工业4.0”一词最早是在2011年汉诺威工业博览会提出的。这一概念是第四次工业革命的代名词，是借助信息物理系统（Cyber-Physical System）将制造业向智能化转型，包含了由集中式控制向分散式控制的基本模式转变，目标是建立个性化和数字化生产模式。这一概念的内涵借用到教育领域出现了“课程4.0”研究思潮，为适应4.0课程体系建设，研究者侧重于“4.0课堂”跟进式教育教学研究，试图解决大众教育与精英教育微观层面无法调和的矛盾，凸显大众化、个性化课堂教育并轨镶嵌的综合特色。
二、4.0课堂的内涵界定
“4.0课堂”是指后现代人文教育背景下，基于学生“系统思维”个性的发展需求，实行让学生自由选组、自主选择活动单的一种多元教育形态。笔者把传统的“一讲到底”课堂称为1.0课堂，注重效率但两极分化明显;师本位“教学分层”课堂称为2.0课堂，注重教的过程优化但背离儿童立场;现代的“小组合作”课堂称为3.0课堂，注重外部推力但忽视学习者的内在需求;后现代“特色多元”课堂称为4.0课堂，既注重全体全面又关注个体特长。
4.0版数学课堂是以学生的精神意愿为核心，以“超市化”活动单为研究载体，以特殊观、特长观、特色观为混搭特征的“人学”课堂，反映多元化现代课程改革的新走向。
课题组以近期“教研写一体化”课堂研讨模块为研究载体，结合区域践行4.0课堂的实践经历，探析4.0课堂的本体特征和实践路径。
三、4.0课堂的特征分析
（一）关乎特殊
“特殊”是指不同于同类事物或平常的情况，包含特别，不同一般的意义。在4.0课堂，特殊是针对不同性格倾向的学习者采取不同的教育形态，让其在时空既定的“小课堂”获取最佳的文化教育，在将知识形态转化为教育形态的过程中，成就“个体”生命的事件性经历，基于经历而经验的基础上释放特殊的系统思维力，终归于因“才”施教的效用。
在哲学领域特殊性与普遍性相对而生，在数学教育领域特殊与一般并存，在数学4.0课堂则是“统”“个”思维的内部关联。这些关联的哲学关系与德国生物学家海克尔提出的生物发生律，即“个体发育史重蹈种族发育史”的逻辑法理是一脉相承的。
来自4.0课堂“垂直”关乎“特殊”的实践示例：为研究垂线的基本性质，执教者呈现思维梯级活动组块：“议一议”“折一折”“画一画”。“议”课本章头交通图，让弱抽象思维组，在研究感知生活问题过程中，将感性生活经验数学化，在经历中获取垂线性质的理性印象（经过解放路外的人民广场只有一条世纪大道与其垂直;经过解放路上的青年广场只有一条劳动路与其垂直）;折纸：经过直线AB外一点P，你能折出直线AB的垂线吗？这样的垂线能折几条？若点P在直线AB上呢？在具象“折”“叠”既定的操作纸的过程中，强抽象思维组指出垂线性质的存在性和唯一性，达成突破认知重难点的活动初衷（“有”是存在性;“只有”是唯一性）;画图：任意画一条直线l，并找一点A，过点A画l的垂线并表示，经历本活动，你发现了什么？在半确定“盲画”的过程中，综合思维组抽象认证垂线基本性质的合理性（经过一点有且只有一条直线与已知直线垂直），发展了“学优生”的感知力和概括力。这里的单元思维组“弱型”“强型”“综合型”都是特殊的组织思维结构，能在适配活动载体的支配下，实现“个性化”的人尽其能、物尽其用，这就是4.0课堂的类生命教育观。
（二）关乎特长
特长指特别擅长的专门技艺或研究领域等。明胡应麟《诗薮?唐下》：“唐人特长近体，青莲缺焉。”沈从文《会明》：“这人却似乎正因为这些品貌上的特长，把一生毁了。”侯宝林《我和相声》：“相声离不开讽刺，讽刺是相声的特长。”这些描述反映了人和事件的擅长、长处带来特有的影响。在4.0课堂，“特长”是指遵循学习者的系统思维特点，建设问题组织形式，使其在开放的视阈下符合个体的思维意愿和旨归，能让“类特长”群体悉有所获、研有所取，进而实现“类共同体”的长足发展。
在哲学领域特长与平常相对而生，在数学教育领域特长与普通共存，在数学4.0课堂则是个性与共性思维联结的内部状态。这与教育大家涂荣豹的观点“应当保护和发展学生对未知事物猎奇的天性，积极引导学生经历知识的发生过程”有异曲同工之妙。
来自4.0课堂“字母表示数”关乎“特长”的实践示例：为发展“符号化”思想，针对组思维兴趣，执教者建立数学实验平台（实验线索：①根据图形排列的内部规律画指定图形;②研究图形背后隐含的数据规律并符号化;③根据数据排列规律想象画出符合条件的特定图形;④设计编制类同的实验方案），让特长组（自组织共同体）在研究“T形图”“E形图”“H形图”的过程中，发展符号意识，勾连方程思想。这一研讨活动的梯级展开，顺应了“个”体生命发展观，既实现类生命的算术思维到代数思维的深度跃迁，又为后续方程符号化建模思想奠基，发展类共体的数形结合思想及元认知能力，落实德化教育时代“特长生发展”课程观。
（三）关乎特色
特色是一个事物或一种事物显著区别于其他事物的风格、形式，是由事物赖以产生和发展的特定的具体环境因素决定的，是其所属事物独有的。秦牧的《艺海拾贝?辩证规律在艺术创造上的运用》里说：“独创清新，是优秀的艺术特色。”这样描述的是一种清新俊逸、生趣盎然的艺术风格。在4.0课堂，特色是指基于组单元思维倾向，采用“超市化”学习活动单，使得组单元思维与问题组织形态匹配，实现组思维系统与新知系统有效对接，终归于个体经验的客观化，提升“人学”课程教育的特色指数，落实大众教育和精英教育并举的时空尺度观。 在哲学领域特色与平淡相对而生，在数学教育领域特色与大众共存，数学4.0课堂则是在“变异理论”的指导下，思维系统的统一性和多样性适度融通。这与布尔巴学派“用变化发展的观点看数学，主张结构不是一成不变的，着眼于数学各部门的内在联系，说明是什么使数学统一起来并具有多样性”的辩证观是相通的。
来自4.0课堂“平面直角坐标系”关乎“特色”的实践示例：为研究笛卡尔“坐标法”的来龙去脉，执教者呈现了“找一找”“议一议”活动。让单元思维组通过描述找学校位置的经历，发现体认用“有序实数对”（即坐标）表示平面内点的必要性和合情性。“找”意味着特色设计，使得类思维组呈现不同预问形态：新浦中学在通灌北路西边50m，解放路北边300m或在解放路北边300m，通灌北路西边50m。你能标示并表示新浦中学的位置吗？经历图示、研讨、思辨，组思维达成坐标法的共识，行为动词“标示”“表示”就是对助学“特色”外显的具象，反映组思维结构的表现力;“议”意味着对预问的集体性反思（可以省去“北边”和“西边”这几个字吗？只说在“解放路北边、通灌北路西边”，你能准确找到新浦中学吗？只说在“通灌北路西边50米”或“解放路北边300米”，能准确找到吗？），表现逻辑思维的概括品质以及问题形态的科学精神和哲学辩证维度，反映“个”思维的特色形态，是对多元变化生命和多样教育的行动认同，是对中国人“反对生命”观念的行为矫正。
四、4.0课堂的行动路径
系统是由若干要素以一定的结构方式联结构成的具有特定功能的有机整体;系统思维强调把握对象的整体性，其核心思想是系统的整体观念[1]。4.0课堂是在系统思维的辩证统摄下，以心向选择权、内源建构权和认知觉悟权的实施为行动纲领，倡导个体观念合法和精神独立的课堂文化革新运动，落实个生命德化课程观。
（一）心向选择权：4.0课堂系统思维的外在表现力，反映德化课程教育特殊观
心向选择权的旨归是捍卫儿童学习立场的外在表现，让生命个体按照“类”思维意愿组建学习共同体。该共同体的“个”元素思维水平相当，有利于德化课程形态教育资源共享，终归于特殊人学教育的终极目标。4.0课堂一般以5―6个小共同体为规模范式，每个小共同体的成员约6―7人，组内思维水平同质、组际思维方向异质，习得知识形态存在显著差异（静态与动态）。在系统论的背景下，4.0课堂德化教育特殊观反映三层哲学意义：（1）尊重个生命认知情意和特殊喜好;（2）特殊融通兼容并蓄之意而非统一的存在性;（3）4.0课堂具有生长的、发展的和改善生命的功能，反映革新课堂阐释的多元性。
立足于心向选择权的“特殊观”实践事例：“垂直”结课问题组织剪影：（1）经历本节课学习，你获得了哪些活动经验？（2）（必做题）以垂线为基本图形设计一幅艺术作品;（3）（选做题）链接与思考：你认为应该怎样测量立定跳远成绩？写出你的测量方案、画出图形并表示。归结是进行元认知活动的有效抓手，是学生由“迁”到“移”建构思想方法的支架，对一节课而言是多元阐释的“关键性事件”，是体现教育特殊观的重要载体（见表1）。问题（1）体现尊重个生命认知情意，能让个体经验客观化，单元经验系统化;问题（2）反映兼容并蓄的意义，能类化小共同体积累的公共活动经验并提升思维高度;问题（3）显化教育因素的生长态势，为后续系统思维联结奠基，体现差异教学观。杜威的“教育者应当注意到个人之间存在的不同，不能将一种模式和类型强加给所有学生”的观念与4.0课堂德化特殊观血脉相连，为心向选择权的实施提供“场理论”支撑，有“不道远人”的审美倾向。
（二）内源建构权：4.0课堂系统思维的内在本质力，顺应德化课程教育特长观
内源建构权的旨归是守护儿童的天生兴趣，发展“特长生”的特长尺度，释放系统思维的天性力量。组思维经历概括化、特殊化及一般化等思维活动形成带有个性特征的数学方法观念，而方法观念类个性特征的生长过程就是特长生发展特长的监控过程。乌申斯基的“没有兴趣的强制性学习，将会扼杀学生探索真理的欲望”的德化育人观，是对特长教育的高度认同，反映内源建构权实施的本初意义。而4.0课堂系统思维的本质特征就是内源建构权的梯度运动，使得特长生更加特长，非特长生因创造而具有特长倾向。
立足于内源建构权的“特长观”实践事例：“字母表示数”实验活动剪影：若每个图形都是由边长为1个单位长度的小正方形按照某种规律排列组成的T形图（见图1），且遵循以下规律：图①小正方形的个数为3+2×1;图②小正方形的个数为5+2×2;图③小正方形的个数为7+2×3。（1）按数据内部规律在方格纸上画出前3个T形图;（2）第10个图形由几个小正方形组成？（3）猜想：第n个图形由多少个小正方形组成？你是怎么想到的？（4）按照上述规律排列组成T形图的小正方形个数是101个，应该是第几个图形？（5）你能设计类同的H形图实验方案吗？求探实验结论的过程就是内源建构权发挥作用的过程，也是特长生共同体修炼特长的双效载体。问题（1）（2）（4）是非特长生倾向特长的重要载体;问题（3）（5）的聚合开放有利于多维度研究特长生，敦促组个性思维特征的产生式系统形成（见表2）。黑格尔的“相互作用是事物的真正终极原因”的哲学观与4.0课堂特长教育观是相通的，有利于组思维系统特长作用的最大化。正如恩格斯分析的那样，要揭示事物本质就必须研究事物之间具体的相互作用的特殊性。
（三）认知觉悟权：4.0课堂系统思维的逻辑常识力，彰显德化课程教育特色观
认知觉悟权旨归是唤醒儿童“自觉专业”的终极力量（自觉反思的习惯）。类思维系统经历节点性、阶段性反思后，我们对习得新知新觉思维组块，在方法论和思想域的整体高度上有一个通化把握，实现逻辑连贯思维系统觉悟认知的本体力量，进而落实特色课堂特色课程德化观。《中学数学教学参考》杂志社自2013年以来多次在全国举办特色课堂展演活动，在理论与实践双层面助推了特色课程建设。4.0课堂特色教育观不止于课程4.0的跟进研发，还在于认知觉悟权的自动化养成。在组思维系统内，主体形成“学术研究倾向”的学习习惯和精神独立环境，符合认知心理学的常识机理，有利于现行课堂变革个生命观的建设。
立足于认知觉悟权的“特色观”实践事例：“平面直角坐标系”拓展菜单：在准备的网格坐标系内操作：（1）任意写出一个点的坐标，让同伴画出该点，并指出它在第几象限;（2）任意找两个格点A和B（点A不在坐标轴上），让同伴确定它的坐标;（3）若将点A沿x轴翻折，再沿y轴翻折，你发现了什么？若是线段AB，又怎样呢？△AOB呢？若将点A沿象限的夹角平分线翻折，情况又怎样呢？学术性研究“坐标法”的体验过程就是4.0课堂特色认知权觉悟的过程，组思维系统在梯级问题研讨中形成逻辑连贯的常识样态（数形结合），有利于特色思维特色化表达（见表3），实现课程生命表达的符号化和特色课堂教育力。设问（1）（2）的制约性开放，有效监控组认知觉悟权的方向和距离，使得特色思维表达趋于常识化;设问（3）为后续组思维建设提供逻辑序列联结的支架。“天行健，君子当自强不息。”（《易经》）在一定层面也强调认知觉悟权的自觉行为的重要意义，唯有学习者专业自觉倾向习惯的养成，才能“接”特色课堂发展的地气。
顺便提及，“教学全息律”[2]，即教学系统的部分（子系统）与部分（子系统）、部分与整体（母系统）之间包含着相同的信息或部分包含着整体的全部信息。在哲学层面反映系统思维常识的常识力，有利于特色课堂教育的立体化，体现4.0课程德化教育的后现代化特征。
