深度學(xué)習(xí)的教學(xué)策略解析
——基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)和基于挑戰(zhàn)的學(xué)習(xí)

季瑞芳

自2014年起地平線報(bào)告持續(xù)關(guān)注深度學(xué)習(xí)及其學(xué)習(xí)策略和方法，將其作為影響技術(shù)規(guī)劃和決策制定的重要因素。教育領(lǐng)導(dǎo)者和研究者對深度學(xué)習(xí)策略和方法進(jìn)行了深入的討論和研究。雖然學(xué)生都在學(xué)校學(xué)習(xí)，但這些策略涉及讓學(xué)生解決區(qū)域或全球挑戰(zhàn)的項(xiàng)目、社區(qū)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)問題。例如，在韓國某小學(xué)，五年級(jí)的學(xué)生參與了一個(gè)問題解決活動(dòng)，即當(dāng)?shù)匾粋€(gè)廢棄的操場要改建為停車場，學(xué)生們參與了如何規(guī)劃新場地、尋求政府批準(zhǔn)、熟悉安全規(guī)則并籌集資金修建新停車場的全過程[1]。同時(shí)，深度學(xué)習(xí)將標(biāo)準(zhǔn)化測試與掌握溝通、協(xié)作、自我導(dǎo)向性學(xué)習(xí)等技能的目標(biāo)緊密連接，不再僅著眼于分?jǐn)?shù)，而是通過多種方式來評(píng)估學(xué)生的整體能力和表現(xiàn)[2]。

一、深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵

深度學(xué)習(xí)是一種面向真實(shí)社會(huì)情境和復(fù)雜技術(shù)環(huán)境的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)理念，倡導(dǎo)通過深度加工知識(shí)信息、理解復(fù)雜概念、掌握內(nèi)在含義、主動(dòng)建構(gòu)個(gè)人知識(shí)體系有效遷移應(yīng)用在真實(shí)情景中解決復(fù)雜問題，最終促進(jìn)全面學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成和高階思維能力的發(fā)展[3]。深度學(xué)習(xí)正在全球范圍內(nèi)革新基礎(chǔ)教育的教學(xué)實(shí)踐，從而轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教育范式。借助信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，深度學(xué)習(xí)將傳統(tǒng)的課堂學(xué)習(xí)與真實(shí)生活情境相融合，從而發(fā)展了學(xué)生的協(xié)作能力、創(chuàng)造能力、批判性思維能力和溝通能力，構(gòu)建學(xué)生個(gè)人化、情景化的知識(shí)體系以解決真實(shí)世界中的復(fù)雜問題。

二、深度學(xué)習(xí)的發(fā)展

深度學(xué)習(xí)的概念源于30多年來對計(jì)算機(jī)科學(xué)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和人工智能的研究，最初是研究計(jì)算機(jī)如何模擬人腦的抽象認(rèn)知思維，如何使計(jì)算機(jī)能模擬人腦準(zhǔn)確處理信息和解決復(fù)雜問題。隨著研究的深入和推進(jìn)，來自腦科學(xué)、人工智能和學(xué)習(xí)科學(xué)領(lǐng)域的新成就逐漸引起教育領(lǐng)域研究者的深刻反省。教育研究者開始思考：人類的學(xué)習(xí)過程是怎樣的一個(gè)腦活動(dòng)過程和學(xué)習(xí)過程?知識(shí)學(xué)習(xí)過程究竟是一個(gè)怎樣的抽象認(rèn)知過程? 學(xué)生的學(xué)習(xí)有表層和深層的層次之分嗎?信息技術(shù)環(huán)境支持下深層次的學(xué)習(xí)如何實(shí)現(xiàn)?

教育領(lǐng)域的深度學(xué)習(xí)是一種基于理解與遷移的學(xué)習(xí)方式，是指學(xué)習(xí)者能夠批判性地學(xué)習(xí)新的思想和事實(shí)，并將它們?nèi)谌朐械恼J(rèn)知結(jié)構(gòu)中，能夠在眾多思想間進(jìn)行聯(lián)系，并能夠?qū)⒁延械闹R(shí)遷移到新的情境中，做出決策和解決問題[4]。

其實(shí)，早在1956年布魯姆在《教育目標(biāo)分類學(xué)》中對教學(xué)目標(biāo)的維度劃分就蘊(yùn)含了深度學(xué)習(xí)的思想，即“學(xué)習(xí)有深淺層次之分”，由淺入深將教學(xué)目標(biāo)分為了解、理解、應(yīng)用、分析、綜合、評(píng)價(jià)6個(gè)層次。學(xué)習(xí)者的認(rèn)知水平停留在知道或領(lǐng)會(huì)的層次為淺層學(xué)習(xí)，對應(yīng)的是簡單提取、機(jī)械記憶、符號(hào)表征或淺層了解、邏輯背景等低階思維活動(dòng)；而認(rèn)知水平較高的深層理解、應(yīng)用、分析、綜合和評(píng)價(jià)則涉及的是理性思辨、創(chuàng)造性思維、問題解決等相對復(fù)雜的高階思維活動(dòng)，屬于深層學(xué)習(xí)[5]。

從本質(zhì)上看，淺層學(xué)習(xí)和深層學(xué)習(xí)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、投入程度、記憶方式、思維層次和遷移能力上有明顯的差異。深度學(xué)習(xí)是一種主動(dòng)的、高投入的、理解記憶的、涉及高階思維并且學(xué)習(xí)結(jié)果遷移性強(qiáng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)過程。深度學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)者追求知識(shí)的理解并且使已有的知識(shí)與特定教材內(nèi)容進(jìn)行批判性互動(dòng)，探尋知識(shí)的邏輯意義，使現(xiàn)有事實(shí)和所得出的結(jié)論建立聯(lián)系。

深度學(xué)習(xí)不是一個(gè)新概念，但是技術(shù)的應(yīng)用和支持推進(jìn)了深度學(xué)習(xí)的不斷發(fā)展，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)和協(xié)作的質(zhì)量、廣度和范圍。技術(shù)的發(fā)展也為開展深度學(xué)習(xí)提供了更多的教學(xué)策略和評(píng)價(jià)方法。

三、深度學(xué)習(xí)的教學(xué)策略

深度學(xué)習(xí)的教學(xué)策略是將學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)轉(zhuǎn)向主動(dòng)獲取知識(shí)，讓學(xué)生不僅僅掌握學(xué)科知識(shí)，而且能從新的信息中形成自己的觀點(diǎn)、獲得解決真實(shí)世界現(xiàn)實(shí)問題的能力。主要是基于問題的學(xué)習(xí)、基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)、基于挑戰(zhàn)的學(xué)習(xí)和基于探究的學(xué)習(xí)[6]，這類學(xué)習(xí)方法和策略能夠變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生從批判性思維、解決問題、協(xié)作和自我導(dǎo)向式學(xué)習(xí)中獲取知識(shí)，幫助學(xué)生開發(fā)原創(chuàng)思想，提高信息保留水平和建立高階思維技能。

1.基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)的教學(xué)策略

基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)(Project-Based Learning，PBL)是深度學(xué)習(xí)的教學(xué)策略之一，美國巴克教育研究院一直致力于PBL研究，其首要任務(wù)是通過向教師展示如何在所有年級(jí)和學(xué)科領(lǐng)域使用PBL從而幫助教師為學(xué)生成功地生活做好準(zhǔn)備[8]。著重于任務(wù)導(dǎo)向?qū)W習(xí)或?qū)０笇?dǎo)向?qū)W習(xí)，即讓學(xué)生在特定的專題下一起研究設(shè)計(jì)，同時(shí)也學(xué)習(xí)如何與他人互動(dòng)，如何從各自的創(chuàng)意中學(xué)習(xí)，并且順利完成任務(wù)。

巴克教育研究院提供了一個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的基本要素框架，稱為“PBL黃金標(biāo)準(zhǔn)”，幫助教師、學(xué)校和組織測量、校準(zhǔn)和改進(jìn)PBL的實(shí)踐。此標(biāo)準(zhǔn)可以作為教師實(shí)施PBL教學(xué)的設(shè)計(jì)工具(如圖1所示)，包含三部分：中間部分是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)即理解關(guān)鍵知識(shí)、培養(yǎng)核心技能，外環(huán)部分是基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)要素，第三部分是教師的教學(xué)實(shí)踐要素(未在圖1中體現(xiàn))。

圖1 基于項(xiàng)目的深度學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)框架(來源：http://www.bie.org/blog/gold_standard_pbl_essential_project_design_elements)

學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)有2個(gè)：理解關(guān)鍵知識(shí)和培養(yǎng)核心技能。在優(yōu)秀的項(xiàng)目中，學(xué)生學(xué)習(xí)如何將知識(shí)應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)世界，并用它來解決問題并創(chuàng)造高質(zhì)量的產(chǎn)品。然而在當(dāng)今世界，內(nèi)容知識(shí)和概念理解本身并不足夠，人們需要批判性思考、解決問題、與他人合作、有效地管理自己等這些核心技能或叫“21世紀(jì)技能”，這些技能只能通過獲取內(nèi)容知識(shí)和概念理解來教授。例如，學(xué)生不會(huì)從主題中抽象地學(xué)習(xí)批判性思維技能，他們通過批判性地思考數(shù)學(xué)、科學(xué)、歷史、英語、技術(shù)等科目的具體知識(shí)內(nèi)容獲得這項(xiàng)技能。

基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)要素包括以下幾方面。

(1)挑戰(zhàn)問題或疑問

每個(gè)項(xiàng)目都是一個(gè)需要探索調(diào)查后解決的問題，可以是具體的，如學(xué)校如何更好地回收廢物；可以是抽象的，如討論如何才能避免戰(zhàn)爭。具有挑戰(zhàn)性的問題對學(xué)生來說更有意義，學(xué)生不僅僅是為了記住某些知識(shí)，而是通過知識(shí)回答和解決真實(shí)問題。因此在教師設(shè)計(jì)項(xiàng)目時(shí)首先設(shè)計(jì)好開放性問題。

持續(xù)調(diào)查是一個(gè)迭代的過程，當(dāng)遇到具有挑戰(zhàn)性的問題時(shí)，學(xué)生會(huì)尋求信息以找到幫助回答問題的資源，然后提出更深層次的問題，這個(gè)過程會(huì)重復(fù)，直到找到滿意的解決方案或答案。項(xiàng)目的信息來源可以是傳統(tǒng)的閱讀書籍或搜索網(wǎng)站方式，更多的是與專家、服務(wù)提供商和用戶進(jìn)行更真實(shí)的實(shí)地訪談。

(2)真實(shí)性

學(xué)生要解決的問題是具有真實(shí)背景的，學(xué)生要解決現(xiàn)實(shí)生活中人們面臨的問題。它可以涉及使用現(xiàn)實(shí)世界的過程、任務(wù)和工具，如當(dāng)學(xué)生在學(xué)?；蛏鐓^(qū)中解決需求或創(chuàng)造一些新物品時(shí)，可以對他人產(chǎn)生真正的影響：設(shè)計(jì)和建造學(xué)校花園、改善社區(qū)公園、幫助社區(qū)居民等。當(dāng)一個(gè)項(xiàng)目講述學(xué)生自己的關(guān)注點(diǎn)、興趣和生活中的問題時(shí)可以具有個(gè)人真實(shí)性。

(3)學(xué)生的聲音和選擇

具有發(fā)言權(quán)和自主權(quán)會(huì)使學(xué)生更加關(guān)心項(xiàng)目，產(chǎn)生主人翁感。學(xué)生可以控制項(xiàng)目的多個(gè)方面：尋求資源、合理分工承擔(dān)任務(wù)、得到最終結(jié)論或產(chǎn)品、分享成果。如果學(xué)生在PBL學(xué)習(xí)中無法發(fā)表自己的觀點(diǎn)和判斷，那么他們參加的就不是嚴(yán)格意義上的PBL學(xué)習(xí)。

(4)反思

John Dewey認(rèn)為，在PBL學(xué)習(xí)中學(xué)生不是從經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)而是從反思經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)。在整個(gè)項(xiàng)目中，學(xué)生和教師都應(yīng)該反思他們在學(xué)習(xí)什么、如何學(xué)習(xí)以及為什么學(xué)習(xí)。反思可以非正式地發(fā)生，但也應(yīng)該是項(xiàng)目固有的部分，例如預(yù)訂的形成性評(píng)估、項(xiàng)目過程中的討論以及學(xué)生作業(yè)的公開展示。對內(nèi)容知識(shí)和概念理解的反思有助于學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)，并思考如何在項(xiàng)目之外進(jìn)行應(yīng)用。對核心技能發(fā)展的反思有助于學(xué)生內(nèi)化知識(shí)和技能，并為進(jìn)一步發(fā)展設(shè)定目標(biāo)。

(5)批判和完善

高質(zhì)量的學(xué)生作品是PBL黃金標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)志，這種質(zhì)量是通過深思熟慮的批評(píng)和修改完善來實(shí)現(xiàn)的。應(yīng)該教會(huì)學(xué)生如何給予和接受建設(shè)性的同伴反饋，除了同齡人和教師，校外的成年人和專家也可以給學(xué)生帶來真實(shí)的觀點(diǎn)和意見，這樣學(xué)生可以不斷得到提高。

(6)公共產(chǎn)品

在黃金標(biāo)準(zhǔn)PBL中創(chuàng)建公共產(chǎn)品有3個(gè)主要原因。首先，與真實(shí)性一樣，公共產(chǎn)品極大地增加了PBL的激勵(lì)力量，并鼓勵(lì)學(xué)生高質(zhì)量地工作。其次，通過創(chuàng)造產(chǎn)品可以使學(xué)生學(xué)到的東西變得有形，可以公開分享和討論。最后，讓學(xué)生工作是一種有效的方式，可以與家長，社區(qū)成員和更廣泛的世界溝通PBL是什么以及它對學(xué)生的作用。

在基于PBL黃金標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的項(xiàng)目中，學(xué)生很長一段時(shí)間內(nèi)(從一周到一學(xué)期)持續(xù)地從事項(xiàng)目工作，參與解決現(xiàn)實(shí)問題或回答復(fù)雜問題。他們通過為真實(shí)受眾開發(fā)公共產(chǎn)品或演示來展示知識(shí)和技能。因此，學(xué)生在做一個(gè)真實(shí)、有意義的項(xiàng)目時(shí)，深刻掌握了知識(shí)內(nèi)容，培養(yǎng)了深刻的批判性思維、創(chuàng)造力和溝通技巧?；陧?xiàng)目的學(xué)習(xí)在學(xué)生和教師的深度參與中釋放出富有感染力的創(chuàng)造力。

2.基于挑戰(zhàn)的學(xué)習(xí)教學(xué)策略

基于挑戰(zhàn)的學(xué)習(xí)(Challenge-Based Learing，CBL)具有以下特點(diǎn)：(1)多種可能的不同解決方案；(2)多學(xué)科間的真實(shí)關(guān)聯(lián)；(3)注重發(fā)展21世紀(jì)技能；(4)能夠無時(shí)不在地利用最新的技術(shù)工具和資源；(5)利用Web2.0工具進(jìn)行組織、協(xié)作和分享；(6)專注于用本地方案解決全球性的挑戰(zhàn)；(7)要求學(xué)生能夠利用知識(shí)解決問題而不是僅僅學(xué)習(xí)知識(shí)；(8)記錄從挑戰(zhàn)到解決問題這段過程的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。這些特性能夠促使學(xué)生掌握有價(jià)值的技能、跨越正式與非正式的學(xué)習(xí)界限，使學(xué)生擁有數(shù)字化的生活[8]。

2008年蘋果公司與新媒體聯(lián)盟合作啟動(dòng)了一個(gè)基于挑戰(zhàn)的學(xué)習(xí)項(xiàng)目，旨在確定21世紀(jì)學(xué)習(xí)環(huán)境的基本設(shè)計(jì)原則。該項(xiàng)目于2016年發(fā)布了挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)指南，指南中給出了基于挑戰(zhàn)的有效學(xué)習(xí)框架。基于挑戰(zhàn)的學(xué)習(xí)過程起始于一個(gè)大的設(shè)想或創(chuàng)意，其框架元素如圖2所示，分為3個(gè)相互關(guān)聯(lián)的階段：參與、調(diào)查和行動(dòng)。每個(gè)階段都包含使學(xué)習(xí)者進(jìn)入下一階段調(diào)查和行動(dòng)的活動(dòng)。而整個(gè)過程中學(xué)生需要持續(xù)地記錄、反思和分享學(xué)習(xí)成果[9]。

圖2 基于挑戰(zhàn)的深度學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)框架(來源：http://cbl.digitalpromise.org/wp-content/uploads/sites/7/2016/10/CBL_Guide2016.pdf)

第一階段是參與，組成要素包括大的設(shè)想或創(chuàng)意(Big Idea)、基本問題(Essensial Question)、挑戰(zhàn)(Challenge)。學(xué)生通過提問將一個(gè)抽象的Big Idea轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w的、可執(zhí)行的挑戰(zhàn)。其中Big Idea是一個(gè)寬泛的概念，與學(xué)生本身及其身邊的事物相關(guān)，可通過多個(gè)角度進(jìn)行調(diào)查和探索?；締栴}允許學(xué)生者將Big Idea進(jìn)行語境化和個(gè)性化，通過設(shè)計(jì)將Big Idea分解成一系列不同的基本問題，這些問題應(yīng)能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和社區(qū)需求。挑戰(zhàn)將每一個(gè)基本問題進(jìn)行明確細(xì)化，轉(zhuǎn)化為即時(shí)可行的實(shí)際行動(dòng)，讓參與者了解主題并制定解決方案。

第二階段是調(diào)查，組成要素包括引導(dǎo)性的問題(Guiding Question)、引導(dǎo)性的活動(dòng)或資源(Guiding Activieies/Resoueces)、分析(Analysis)。所有學(xué)習(xí)者都計(jì)劃并參與這段學(xué)習(xí)旅程，為解決方案的制定奠定基礎(chǔ)，同時(shí)完成知識(shí)的學(xué)習(xí)。引導(dǎo)性問題的設(shè)計(jì)指向的是學(xué)習(xí)者應(yīng)對挑戰(zhàn)、制定解決方案所需的知識(shí)。對問題進(jìn)行分類和優(yōu)先排序可以創(chuàng)建有序的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，通常由學(xué)生提出，然后是提供引導(dǎo)性的活動(dòng)或資源，包括設(shè)計(jì)課程、情景模擬、游戲以及其他類型的活動(dòng)，幫助學(xué)生回答引導(dǎo)性的問題，為后面提出創(chuàng)新的、切合實(shí)際的解決方案打下基礎(chǔ)。并為學(xué)生提供播客、網(wǎng)站、視頻、數(shù)據(jù)庫等資源以支持前面的活動(dòng)。通過引導(dǎo)性活動(dòng)和資源分析為最終確定解決方案奠定了基礎(chǔ)。這個(gè)過程中教師要讓每個(gè)學(xué)生清晰地知道過程和期望值，制定調(diào)查的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，在時(shí)間節(jié)點(diǎn)之前教師要避免沖動(dòng)地給出解決方案，要允許學(xué)生不斷試錯(cuò)。

第三階段是行動(dòng)，包含解決方案(Solution)、應(yīng)用(Implementation)、評(píng)價(jià)(Evaluation)。每個(gè)解決方案應(yīng)該是具體的、可操作的，學(xué)習(xí)者將對其解決方案概念進(jìn)行原型設(shè)計(jì)、測試和優(yōu)化。解決方案的實(shí)施和應(yīng)用是在真實(shí)環(huán)境中進(jìn)行的，具有真實(shí)的受眾，學(xué)習(xí)者的年齡以及可用的時(shí)間和資源將影響實(shí)施的深度和廣度。對解決方案的評(píng)價(jià)主要從與前面問題挑戰(zhàn)的聯(lián)系、內(nèi)容的準(zhǔn)確性、表達(dá)的清晰性、實(shí)施的可行性、理念的有效性等方面進(jìn)行。

基于挑戰(zhàn)的學(xué)習(xí)在美國多所中小學(xué)進(jìn)行了實(shí)踐，取得了顯著的成效，它遵循21世紀(jì)工作場所的流程，給予學(xué)生足夠的空間進(jìn)行創(chuàng)新和自我導(dǎo)向，具體的實(shí)施過程是：創(chuàng)設(shè)一個(gè)協(xié)作的環(huán)境→概述設(shè)想與基本問題→形成團(tuán)隊(duì)→制定評(píng)價(jià)量規(guī)→引導(dǎo)性問題→引導(dǎo)性活動(dòng)和資源→原型實(shí)驗(yàn)→方案實(shí)施→結(jié)果測評(píng)→反思與記錄→發(fā)布方案→持續(xù)進(jìn)行非正式評(píng)價(jià)。

四、結(jié)語

基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)和基于挑戰(zhàn)的學(xué)習(xí)是開展深度學(xué)習(xí)的主要教學(xué)策略和方法，在教學(xué)實(shí)踐中學(xué)校和教師應(yīng)始終將學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng)作為首要目標(biāo)。教師在課堂教學(xué)中需將高階思維能力的培養(yǎng)作為一條暗線加以關(guān)注，在知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀的三維目標(biāo)實(shí)現(xiàn)中始終關(guān)注“分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造”層面教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成，而且這些深層學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成一定是基于了解、理解、應(yīng)用等淺層學(xué)習(xí)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上的。雖然深度學(xué)習(xí)的課堂看起來與傳統(tǒng)課堂不同，但其目標(biāo)是使學(xué)生至少獲得與傳統(tǒng)課堂相同內(nèi)容的專業(yè)知識(shí)，而深度學(xué)習(xí)更具吸引力。