基于深度学习的翻转课堂教学模式研究

    姚茜　张佳琪

    

    摘? 要 翻转课堂是目前教学改革的研究热点之一，它将教学顺序进行了翻转，以求更好地发挥学生的主体性作用，促进学生深层次学习。从深度学习的角度出发，基于对翻转课堂本质和所遇挑战的把握，对深度学习的内涵及特征进行分析，找出深度学习促进翻转课堂的融合点，并构建基于深度学习的翻转课堂教学模型。

    关键词 翻转课堂;深度学习;教学模式;微课;教育技术学

    中图分类号：G652? ? 文献标识码：B

    文章编号：1671-489X（2019）15-0007-04

    1 引言

    翻转课堂发端于美国林地高中的K12学校，后由于可汗视频的流行而在我国受到广泛青睐，从2012年被引入，就成为教育改革者持续关注的焦点。国内学者对翻转课堂的研究经历了从“教学模式”“微课程”到“信息技术”“在线课程”“实证研究”，再到“自主学习”“大数据”，最后到“深度学习”[1]的过程。郑瑞强等学者结合翻转课堂非线性学习的教学特征，从宏观、中观、微观三个层面系统梳理教学活动及其关键支撑，并提出课程分为三个阶段的教学设计优化策略[2]。学者聂勇伟以翻转课堂教学模式为研究视角，以微课为载体，构建了基于微课的翻转课堂教学模式架构[3]。殷士勇、鲍劲松等学者将翻转课堂与资源共享平台研究相结合，提出基于资源共享平台的翻转课堂教学模式[4]。

    翻转课堂最本质的优势是创设了符合学生学习规律的教学安排。传统课堂中教师采取“满堂灌”的知识讲解安排，而学生遇到困难和迷惑的时候，往往没有充足的时间和机会与教师及同伴进行交流答疑。翻转课堂的学习活动安排，用课前的视频观看取代教师面授中的知识讲解，将答疑和讨论放在课上进行，更加符合学生的学习规律，促进学生深层次学习。但是在翻转课堂实践中，由于诸多原因，教学效果并没有那么显著。

    祝智庭等学者在对已经开展翻转课堂教学的六所学校做了考察后指出，翻转教学实施似乎只是“形”具，而未“神”似，更未实现翻转的目的[5]。学者郑钰雯认为，翻转课堂作为一种创新的教学模式，由于多媒体素材极大丰富了学生的素材与经验，使学生在学习体验中的学习难度降低，学生的思维过程逐渐实现可视化，失去利用智慧、经验来解决问题的机会，缺乏一定的创造性[6]。孙峰等学者指出，如何培养学生的学习意愿是实现课堂教学效能的关键问题[7]。

    综上可以看出，翻转课堂的发展仍面临诸多挑战，以未全面达到翻转课堂本质出发点、学生主动性不足、缺乏层次性学习引导、知识掌握零散低效为主。基于此，本文试图从深度学习的视角出发，通过分析深度学习的内涵与特征，以求把握翻转课堂的本质，对其所面临的挑战进行思考，并构建基于深度学习的翻转课堂教学设计模型，以优化翻转课堂的实践效果。

    2 深度学习的内涵与特征

    内涵? 深度学习最早由瑞典教育心理学家、哥德堡大学的Marton和S?lj?两位教授借鉴布鲁姆认知维度教育目标层次划分理论，针对孤立记忆和非批判性接受知识的浅层学习，创造性地提出的关于学习层次的一个概念。浅层学习停留在对信息的单方面接收和简单的记忆层次，更多地需要外力驱动。深度学习是一种建立在理解基础之上的学习，对知识产生高阶层次的认知和思考，更多地需要学生内部的驱动。

    国内外众多学者对于深度学习阐释了他们的见解。Biggs等人认为，深度学习主要体现为学习者亲身致力于运用多样化的学习策略，把单个信息与整体的结构相联系，把知识应用于真实世界等，以达到对学习材料的理解[8]。Eric Jensen等人对深度学习的定义，主要侧重于强调学习内容或技能的多步分析或加工，以促进知识的应用[9]。学者何玲、黎加厚认为，深度学习是在理解的基础上，批判性地将新知识纳入原有的认知结构中进行融会贯通，并能够迁移到新的情境中做出决策和解决问题的学习[10]。张浩、吴秀娟等人认为，深度学习是学习者根据自己的兴趣和需求，在理解的基础上的主动的、批判性的学习行为，并強调运用多样化学习策略来深度加工知识信息，以实现知识体系的建构和有效的迁移应用[11]。

    综上，可以看出，深度学习是一种基于学习者主动性之上，批判性地对知识不断地进行思考建构，实现知识之间的关联整合、迁移应用，来促进学习者提高认知层次、高水平问题解决、形成批判性思维能力的学习概念。

    特征? 国内学者在不同的维度和视角下，对深度学习进行分析后，总结出深度学习区别于浅层学习的特征。学者张浩和吴秀娟根据深度学习与浅层学习在记忆方式、知识体系、关注焦点及学习者的学习动机、学习投入程度、学习中的反思状态、思维层次和学习结果的迁移能力等方面的差异，总结出深度学习具有注重培养批判性思维能力、强调信息间的关联及整合、促进知识的建构反思、着意知识及能力的迁移运用、面向问题解决能力的培养这五个特征[11]。余胜泉、段金菊等人通过对深度学习和浅层学习的比较，指出深度学习以培养学习者较高的认知层次为目标，强调高阶思维能力的培养，强调复杂认知结构的养成等特征[12]。笔者结合国内外学者对于深度学习的分析研究，从学习目标和支撑维度，归纳出以下三类区别于浅层学习的深度学习特征。

    1）注重高层次学习目标的达成。深度学习趋向于使学习者通过学习能够具有高水平问题的解决能力，实现高阶认知层次的形成、批判性思维能力的形成;而普通的浅层学习仅仅停留在对知识记忆理解抑或简单应用的层面，当学习者真正需要解决一些高阶层次问题，进行融会应用的时候，往往是不具备较强的支撑作用的。深度学习所注重的高层次学习目标恰恰能够使学习者在获取知识本身信息的同时，提升获取知识的能力，发展应用知识解决复杂问题的思维，真正地与其自身的认知结构进行融合。

    2）强调知识掌握中的深度建构。在深度学习过程中，强调知识的关联与整合、知识的迁移与应用、学习过程的建构反思，学习者在获取知识的时候，不仅仅停留在浅层次的单独理解，而是通过不断地建构反思，将新知识与旧知识进行联系，纳入已有的认知结构，使得知识在认知结构中形成相互联系、有逻辑概念的图谱，在复杂的新情境中不断应用知识，真正达到知识的迁移和内化。

    3）重视学习者的主动与交互。学习者在浅层次的学习之上进行批判思考、建构整合、迁移应用等，都需要积极的主动性。这些深层次的学习主要来源于学习者内部的驱动，而外界要想使学习者产生高度的学习主动性，必须利用各种策略去激发学习者内部的主动性，而并非强制性的学习要求。为学习者创造交互的机会，可以使学习者在对知识的批判性思考过程中得到更多的启发和领悟，学习者的交互也成为提升其内部驱动力量的重要策略。

    3 深度学习对翻转课堂设计的启发

    用有效的交互性学习活动和衍生性综合问题提升学习者的主动性? 提升学习者的主动性应关注内部驱动的力量。在翻转课堂教学模式中，有效的交互性学习活动设计和衍生性综合问题的解决能够提升学习者的学习主动性。在高质量的交互性学习活动下，学习者在学习过程中更加倾向于参与其中进行交流讨论，在与同伴的合作中增加自己的学习行为投入，获得相应的愉快性体验和成就感。而对于学习内容而言，简单的良构性问题只停留在知识内容本身，一旦学习者对于知识进行记忆理解即可解决，这对于学习者来说无法持续地调动学习积极性，更达不到深度学习。因而设置衍生性综合问题，既可以激发学习者解决问题的动机，提升学习者的主动性，又有利于学习者高阶能力的锻炼提升，使学习者获得高成就感，以此来激发下阶段学习的动机。

    翻转课堂各环节有层次的重心分布设计? 在翻转课堂模式设计中，明晰课前和课堂中各环节的优势和聚焦点，有层次的重心分布设计符合学习者的认知规律，可以促进学习者高层次学习效果的达成，如课前注重新知识理解性学习，课中注重交流答疑及整合学习，课后注重综合性问题解决学习。若一味地进行形式化的课上课下颠倒，则不能够真正地实现翻转课堂的本质目标，也无法促进学习者深度地学习。

    注重知識的整合归纳引导? 综合性问题的解决，高阶认知层次的形成，都离不开学习者内部对于知识的整合建构。因此，在翻转课堂中，教师对学习者的整合归纳引导极为重要，是连接理解与应用的必要桥梁，可采用概念图谱、思维导图、总结阐述等方法，引导学习者对于所学知识及问题进行梳理归纳，促进知识的迁移与应用，并达到高阶的学习目标。

    4 基于深度学习的翻转课堂设计

    基于深度学习的翻转课堂教学设计模型? 笔者根据深度学习的特征，优化了翻转课堂的教学模型，如图1所示。在该翻转课堂模型中，以学习活动为载体，在教师和信息技术双向支持下，融入深度学习的元素，设计有层次的教学目标，以促进学生在翻转课堂的深度学习。课前活动主要分为学前准备和学习新知两个阶段，课堂活动主要分为深入理解和迁移应用两个阶段，实现学生的学习从低阶层次到高阶层次的发展。

    1）课前活动。此环节是学生在课前完成新知识的学习，这种学习并非是简单的给予式学习，而是使学生实现有意义学习，至少达到理解的层次，能够调动已有认知结构中学习新知识所需要的固定点，与新知识产生联系，进行初步理解，为下一步课堂活动的深度学习打下基础。此环节分为两个部分。

    ①学前准备，包括学前测试、查看反馈与课前预习三个方面。测试的目的是对学生学习新课之前的学习准备进行考核，测试问题包括之前所学知识和最近发展区内的知识，教师需要精心选择和把控，合理考虑学生已有的认知发展结构。在教学平台上设置测验反馈，不但包含测试成绩分析，也包含问题详细解析。通过测试反馈之后，进一步为学生提供先行组织者，从而开展课前的预习，可以大大提高学生学习新知识的效率。

    ②学习新知，包括观看视频、提交疑难、学后测试三个环节。教师将视频发布后，学生可在任何时间及地点根据自己的节奏观看视频，结合学习记录反馈、笔记工具、同伴交流分享等支持进行新知识学习，提交疑难问题，并完成教师提供的学后测试题，了解自己的学习效果。同时，测试的反馈也便于教师统计学生学习视频内容后的情况，为课堂活动的开展做准备。

    2）课堂活动。此环节意在使学生在原有知识的激活下，结合新知识、新信息，在理解的基础上，以“问题”为中心进行分析解决，促进新知识实现内部关联迁移到外部拓展迁移，达到深层次学习。此环节分为两个部分。

    ①深入理解，包括组内互测、讨论疑难、回答新问、理解整合四个环节。组内互测一方面加强学生之间的交互性，提升学生的学习动机;另一方面使学生回顾所学知识。教师设计良构性问题，供每个学生选择，进行组内互测，每个学生有相同的测试数量与被测试数量，相互测试后进行解答，进一步促进内部关联迁移。回答新问环节，以教师设置的重难点问题为主，根据课前测试的结果，让不同程度的学生思考回答;教师在对反馈进行统计分析后，进一步开展疑难解答，使学生对所学知识进行深度理解后引导他们对所学新知识进行归纳整合，可采用概念图、思维导图等方式进行整合，使他们对本课所学知识形成体系化概念，以便在复杂问题的解决中能够融会贯通。

    ②迁移应用，包括独立思考、小组协作、小组汇报、组间互评四个环节。在对良构性知识进行学习掌握后，教师需要提出新的非良构性问题对学生的学习进行强化。首先要求学生独立思考;其次通过小组协作、小组汇报环节，促进学生思维碰撞、深度思考，同时锻炼创造力和协作交流能力;汇报完毕后，采用组间互评的方式对非良构性问题的解答、交流、发言、讨论等情况进行相互评价，促进学生在此环节积极参与的主动性，加强深度思考、深度学习，实现外部拓展迁移。

    以教育技术学课程为例的翻转课堂教学设计? 教育技术学是教育技术专业学生本科期间必修的一门理论课，课程主要分为教育技术学概述、教育技术的发展历史、教学资源、教学过程、教学系统设计、教学系统开发、教育技术运用、教育技术管理、教学资源与教学过程评价、教育技术与教育改革等十个模块的基本理论的学习。

    本文选取“教学系统设计”这一模块中的第一课时为例进行翻转课堂教学设计，整个教学分为学前准备、学习新知、深入理解、迁移应用四个部分。其中学前准备及学习新知于课前进行，深入理解及迁移应用于课堂中进行;课前侧重于“教学系统设计”的概述、已有的理论和模式的理解和学习，课中侧重于“教学系统设计”各模式的分析、“教学系统设计”的进展过程分析、不同模式教学系统的实践设计。

    1）学前准备。在学习“教学系统设计”之前，需要对学习理论和教学理论有充分的掌握。在学前准备中，教师可设置一些学习理论和教学理论的复习测试题，通过测试及反馈使学生明晰自己在学习新课前需要具备的知识，通过先行组织者来进行新知识视频学习前的准备性学习。在先行组织者中，教师可提前梳理好学习“教学系统设计”所需要掌握的学习理论和教学理论的相关复习性材料，并告知学生其与“教学系统设计”之间的关系。

    2）学习新知。教师将“教学系统设计”的概述内容、已有的理论和模式的学习视频上传到网络学习平台（如积学堂、课堂派、TronClass等）或者发布在校园本地共享网络上供学生观看，视频可从网络资源库中进行选择，也可以自主使用录屏软件进行录制，如视频中涉及一些文字性辅助材料，可一并上传到平台供学生观看视频时使用。通过观看视频学习完新知识后，学生需要参与问卷回复，将自己的问题提交至平台。若平台不支持问卷统计，教师可使用问卷星进行收集，于上课前统一打印出来解决。学习结束后，学生需要做教师所发布的学后测试题，了解自己的学习效果。同时，教师便于统计学生对“教学系统设计”基本知识掌握的情况，进一步调整课堂安排。

    3）深入理解。在课堂学习中，学生被分为若干组，每组4～6人为宜。教师为学生提供编制好的问题单，题目的设置主要偏向于课前视频中良构性知识的测试，如“教学系统设计”基本理解、模式类型、理论类型、设计基本过程等问题。每个学生有相同的测试数量与被测试数量，相互测试后进行解答，促進组内交互及自我反思性学习。在此之后，教师出示课前所收集的学生观看视频时的问题单，让小组进行讨论解答，在讨论中进行辅助性指导，解决观看中的问题;教师提出关于“教学系统设计”学生未关注到的重点和难点问题，进行深入学习，在班级内展开讨论，由学生自主进行回答;教师对学生的回答进一步讲解后，引导学生利用思维导图的方式对本课的知识进行整合归纳，以便迁移应用。

    4）迁移应用。在掌握了“教学系统设计”基本知识后，教师布置非良构性问题，让学生选择一种“教学系统设计”模式进行一节课程的设计。先由学生进行3～5分钟的独立思考，保证每位学生能够对问题进行独立分析;在此基础上展开小组协作，进一步展开教学设计，教师可随时进行问题指导;设计完成后，每组可派一名代表进行小组汇

    报，汇报其教学设计的理论支撑、设计亮点、设计内容等，由其他小组和教师进行点评补充，促进本课学习的拓展提升。在课程最后，教师发布本课的打分问卷，每位学生对小组内其他成员的合作情况进行打分评价。

    5 结语

    本文利用深度学习的特征和优势，为翻转课堂的优化提供了新的元素，构建了基于深度学习的翻转课堂教学设计模型，其特色是关注到学生的深度学习层次，并在适当的环节给予支持。此研究仍存在一些问题需要进一步探讨，如翻转课堂中促进学生情感目标实现的策略分析、学生课前学习的时间分配及各科目时间协调问题、对学生学习情况评价的科学性优化等，希望其他学者在研究过程中能够逐渐完善，为教学改革做出应有的贡献。

    参考文献

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