基于深度學習的翻轉課堂教學模式研究

姚茜　張佳琪

摘? 要 翻轉課堂是目前教學改革的研究熱點之一，它將教學順序進行了翻轉，以求更好地發(fā)揮學生的主體性作用，促進學生深層次學習。從深度學習的角度出發(fā)，基于對翻轉課堂本質和所遇挑戰(zhàn)的把握，對深度學習的內涵及特征進行分析，找出深度學習促進翻轉課堂的融合點，并構建基于深度學習的翻轉課堂教學模型。

關鍵詞 翻轉課堂;深度學習;教學模式;微課;教育技術學

中圖分類號：G652? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）15-0007-04

1 引言

翻轉課堂發(fā)端于美國林地高中的K12學校，后由于可汗視頻的流行而在我國受到廣泛青睞，從2012年被引入，就成為教育改革者持續(xù)關注的焦點。國內學者對翻轉課堂的研究經歷了從“教學模式”“微課程”到“信息技術”“在線課程”“實證研究”，再到“自主學習”“大數據”，最后到“深度學習”[1]的過程。鄭瑞強等學者結合翻轉課堂非線性學習的教學特征，從宏觀、中觀、微觀三個層面系統(tǒng)梳理教學活動及其關鍵支撐，并提出課程分為三個階段的教學設計優(yōu)化策略[2]。學者聶勇偉以翻轉課堂教學模式為研究視角，以微課為載體，構建了基于微課的翻轉課堂教學模式架構[3]。殷士勇、鮑勁松等學者將翻轉課堂與資源共享平臺研究相結合，提出基于資源共享平臺的翻轉課堂教學模式[4]。

翻轉課堂最本質的優(yōu)勢是創(chuàng)設了符合學生學習規(guī)律的教學安排。傳統(tǒng)課堂中教師采取“滿堂灌”的知識講解安排，而學生遇到困難和迷惑的時候，往往沒有充足的時間和機會與教師及同伴進行交流答疑。翻轉課堂的學習活動安排，用課前的視頻觀看取代教師面授中的知識講解，將答疑和討論放在課上進行，更加符合學生的學習規(guī)律，促進學生深層次學習。但是在翻轉課堂實踐中，由于諸多原因，教學效果并沒有那么顯著。

祝智庭等學者在對已經開展翻轉課堂教學的六所學校做了考察后指出，翻轉教學實施似乎只是“形”具，而未“神”似，更未實現翻轉的目的[5]。學者鄭鈺雯認為，翻轉課堂作為一種創(chuàng)新的教學模式，由于多媒體素材極大豐富了學生的素材與經驗，使學生在學習體驗中的學習難度降低，學生的思維過程逐漸實現可視化，失去利用智慧、經驗來解決問題的機會，缺乏一定的創(chuàng)造性[6]。孫峰等學者指出，如何培養(yǎng)學生的學習意愿是實現課堂教學效能的關鍵問題[7]。

綜上可以看出，翻轉課堂的發(fā)展仍面臨諸多挑戰(zhàn)，以未全面達到翻轉課堂本質出發(fā)點、學生主動性不足、缺乏層次性學習引導、知識掌握零散低效為主?；诖耍疚脑噲D從深度學習的視角出發(fā)，通過分析深度學習的內涵與特征，以求把握翻轉課堂的本質，對其所面臨的挑戰(zhàn)進行思考，并構建基于深度學習的翻轉課堂教學設計模型，以優(yōu)化翻轉課堂的實踐效果。

2 深度學習的內涵與特征

內涵? 深度學習最早由瑞典教育心理學家、哥德堡大學的Marton和S?lj?兩位教授借鑒布魯姆認知維度教育目標層次劃分理論，針對孤立記憶和非批判性接受知識的淺層學習，創(chuàng)造性地提出的關于學習層次的一個概念。淺層學習停留在對信息的單方面接收和簡單的記憶層次，更多地需要外力驅動。深度學習是一種建立在理解基礎之上的學習，對知識產生高階層次的認知和思考，更多地需要學生內部的驅動。

國內外眾多學者對于深度學習闡釋了他們的見解。Biggs等人認為，深度學習主要體現為學習者親身致力于運用多樣化的學習策略，把單個信息與整體的結構相聯(lián)系，把知識應用于真實世界等，以達到對學習材料的理解[8]。Eric Jensen等人對深度學習的定義，主要側重于強調學習內容或技能的多步分析或加工，以促進知識的應用[9]。學者何玲、黎加厚認為，深度學習是在理解的基礎上，批判性地將新知識納入原有的認知結構中進行融會貫通，并能夠遷移到新的情境中做出決策和解決問題的學習[10]。張浩、吳秀娟等人認為，深度學習是學習者根據自己的興趣和需求，在理解的基礎上的主動的、批判性的學習行為，并強調運用多樣化學習策略來深度加工知識信息，以實現知識體系的建構和有效的遷移應用[11]。

綜上，可以看出，深度學習是一種基于學習者主動性之上，批判性地對知識不斷地進行思考建構，實現知識之間的關聯(lián)整合、遷移應用，來促進學習者提高認知層次、高水平問題解決、形成批判性思維能力的學習概念。

特征? 國內學者在不同的維度和視角下，對深度學習進行分析后，總結出深度學習區(qū)別于淺層學習的特征。學者張浩和吳秀娟根據深度學習與淺層學習在記憶方式、知識體系、關注焦點及學習者的學習動機、學習投入程度、學習中的反思狀態(tài)、思維層次和學習結果的遷移能力等方面的差異，總結出深度學習具有注重培養(yǎng)批判性思維能力、強調信息間的關聯(lián)及整合、促進知識的建構反思、著意知識及能力的遷移運用、面向問題解決能力的培養(yǎng)這五個特征[11]。余勝泉、段金菊等人通過對深度學習和淺層學習的比較，指出深度學習以培養(yǎng)學習者較高的認知層次為目標，強調高階思維能力的培養(yǎng)，強調復雜認知結構的養(yǎng)成等特征[12]。筆者結合國內外學者對于深度學習的分析研究，從學習目標和支撐維度，歸納出以下三類區(qū)別于淺層學習的深度學習特征。

1）注重高層次學習目標的達成。深度學習趨向于使學習者通過學習能夠具有高水平問題的解決能力，實現高階認知層次的形成、批判性思維能力的形成;而普通的淺層學習僅僅停留在對知識記憶理解抑或簡單應用的層面，當學習者真正需要解決一些高階層次問題，進行融會應用的時候，往往是不具備較強的支撐作用的。深度學習所注重的高層次學習目標恰恰能夠使學習者在獲取知識本身信息的同時，提升獲取知識的能力，發(fā)展應用知識解決復雜問題的思維，真正地與其自身的認知結構進行融合。

2）強調知識掌握中的深度建構。在深度學習過程中，強調知識的關聯(lián)與整合、知識的遷移與應用、學習過程的建構反思，學習者在獲取知識的時候，不僅僅停留在淺層次的單獨理解，而是通過不斷地建構反思，將新知識與舊知識進行聯(lián)系，納入已有的認知結構，使得知識在認知結構中形成相互聯(lián)系、有邏輯概念的圖譜，在復雜的新情境中不斷應用知識，真正達到知識的遷移和內化。

3）重視學習者的主動與交互。學習者在淺層次的學習之上進行批判思考、建構整合、遷移應用等，都需要積極的主動性。這些深層次的學習主要來源于學習者內部的驅動，而外界要想使學習者產生高度的學習主動性，必須利用各種策略去激發(fā)學習者內部的主動性，而并非強制性的學習要求。為學習者創(chuàng)造交互的機會，可以使學習者在對知識的批判性思考過程中得到更多的啟發(fā)和領悟，學習者的交互也成為提升其內部驅動力量的重要策略。

3 深度學習對翻轉課堂設計的啟發(fā)

用有效的交互性學習活動和衍生性綜合問題提升學習者的主動性? 提升學習者的主動性應關注內部驅動的力量。在翻轉課堂教學模式中，有效的交互性學習活動設計和衍生性綜合問題的解決能夠提升學習者的學習主動性。在高質量的交互性學習活動下，學習者在學習過程中更加傾向于參與其中進行交流討論，在與同伴的合作中增加自己的學習行為投入，獲得相應的愉快性體驗和成就感。而對于學習內容而言，簡單的良構性問題只停留在知識內容本身，一旦學習者對于知識進行記憶理解即可解決，這對于學習者來說無法持續(xù)地調動學習積極性，更達不到深度學習。因而設置衍生性綜合問題，既可以激發(fā)學習者解決問題的動機，提升學習者的主動性，又有利于學習者高階能力的鍛煉提升，使學習者獲得高成就感，以此來激發(fā)下階段學習的動機。

翻轉課堂各環(huán)節(jié)有層次的重心分布設計? 在翻轉課堂模式設計中，明晰課前和課堂中各環(huán)節(jié)的優(yōu)勢和聚焦點，有層次的重心分布設計符合學習者的認知規(guī)律，可以促進學習者高層次學習效果的達成，如課前注重新知識理解性學習，課中注重交流答疑及整合學習，課后注重綜合性問題解決學習。若一味地進行形式化的課上課下顛倒，則不能夠真正地實現翻轉課堂的本質目標，也無法促進學習者深度地學習。

注重知識的整合歸納引導? 綜合性問題的解決，高階認知層次的形成，都離不開學習者內部對于知識的整合建構。因此，在翻轉課堂中，教師對學習者的整合歸納引導極為重要，是連接理解與應用的必要橋梁，可采用概念圖譜、思維導圖、總結闡述等方法，引導學習者對于所學知識及問題進行梳理歸納，促進知識的遷移與應用，并達到高階的學習目標。

4 基于深度學習的翻轉課堂設計

基于深度學習的翻轉課堂教學設計模型? 筆者根據深度學習的特征，優(yōu)化了翻轉課堂的教學模型，如圖1所示。在該翻轉課堂模型中，以學習活動為載體，在教師和信息技術雙向支持下，融入深度學習的元素，設計有層次的教學目標，以促進學生在翻轉課堂的深度學習。課前活動主要分為學前準備和學習新知兩個階段，課堂活動主要分為深入理解和遷移應用兩個階段，實現學生的學習從低階層次到高階層次的發(fā)展。

1）課前活動。此環(huán)節(jié)是學生在課前完成新知識的學習，這種學習并非是簡單的給予式學習，而是使學生實現有意義學習，至少達到理解的層次，能夠調動已有認知結構中學習新知識所需要的固定點，與新知識產生聯(lián)系，進行初步理解，為下一步課堂活動的深度學習打下基礎。此環(huán)節(jié)分為兩個部分。

①學前準備，包括學前測試、查看反饋與課前預習三個方面。測試的目的是對學生學習新課之前的學習準備進行考核，測試問題包括之前所學知識和最近發(fā)展區(qū)內的知識，教師需要精心選擇和把控，合理考慮學生已有的認知發(fā)展結構。在教學平臺上設置測驗反饋，不但包含測試成績分析，也包含問題詳細解析。通過測試反饋之后，進一步為學生提供先行組織者，從而開展課前的預習，可以大大提高學生學習新知識的效率。

②學習新知，包括觀看視頻、提交疑難、學后測試三個環(huán)節(jié)。教師將視頻發(fā)布后，學生可在任何時間及地點根據自己的節(jié)奏觀看視頻，結合學習記錄反饋、筆記工具、同伴交流分享等支持進行新知識學習，提交疑難問題，并完成教師提供的學后測試題，了解自己的學習效果。同時，測試的反饋也便于教師統(tǒng)計學生學習視頻內容后的情況，為課堂活動的開展做準備。

2）課堂活動。此環(huán)節(jié)意在使學生在原有知識的激活下，結合新知識、新信息，在理解的基礎上，以“問題”為中心進行分析解決，促進新知識實現內部關聯(lián)遷移到外部拓展遷移，達到深層次學習。此環(huán)節(jié)分為兩個部分。

①深入理解，包括組內互測、討論疑難、回答新問、理解整合四個環(huán)節(jié)。組內互測一方面加強學生之間的交互性，提升學生的學習動機;另一方面使學生回顧所學知識。教師設計良構性問題，供每個學生選擇，進行組內互測，每個學生有相同的測試數量與被測試數量，相互測試后進行解答，進一步促進內部關聯(lián)遷移。回答新問環(huán)節(jié)，以教師設置的重難點問題為主，根據課前測試的結果，讓不同程度的學生思考回答;教師在對反饋進行統(tǒng)計分析后，進一步開展疑難解答，使學生對所學知識進行深度理解后引導他們對所學新知識進行歸納整合，可采用概念圖、思維導圖等方式進行整合，使他們對本課所學知識形成體系化概念，以便在復雜問題的解決中能夠融會貫通。

②遷移應用，包括獨立思考、小組協(xié)作、小組匯報、組間互評四個環(huán)節(jié)。在對良構性知識進行學習掌握后，教師需要提出新的非良構性問題對學生的學習進行強化。首先要求學生獨立思考;其次通過小組協(xié)作、小組匯報環(huán)節(jié)，促進學生思維碰撞、深度思考，同時鍛煉創(chuàng)造力和協(xié)作交流能力;匯報完畢后，采用組間互評的方式對非良構性問題的解答、交流、發(fā)言、討論等情況進行相互評價，促進學生在此環(huán)節(jié)積極參與的主動性，加強深度思考、深度學習，實現外部拓展遷移。

以教育技術學課程為例的翻轉課堂教學設計? 教育技術學是教育技術專業(yè)學生本科期間必修的一門理論課，課程主要分為教育技術學概述、教育技術的發(fā)展歷史、教學資源、教學過程、教學系統(tǒng)設計、教學系統(tǒng)開發(fā)、教育技術運用、教育技術管理、教學資源與教學過程評價、教育技術與教育改革等十個模塊的基本理論的學習。

本文選取“教學系統(tǒng)設計”這一模塊中的第一課時為例進行翻轉課堂教學設計，整個教學分為學前準備、學習新知、深入理解、遷移應用四個部分。其中學前準備及學習新知于課前進行，深入理解及遷移應用于課堂中進行;課前側重于“教學系統(tǒng)設計”的概述、已有的理論和模式的理解和學習，課中側重于“教學系統(tǒng)設計”各模式的分析、“教學系統(tǒng)設計”的進展過程分析、不同模式教學系統(tǒng)的實踐設計。

1）學前準備。在學習“教學系統(tǒng)設計”之前，需要對學習理論和教學理論有充分的掌握。在學前準備中，教師可設置一些學習理論和教學理論的復習測試題，通過測試及反饋使學生明晰自己在學習新課前需要具備的知識，通過先行組織者來進行新知識視頻學習前的準備性學習。在先行組織者中，教師可提前梳理好學習“教學系統(tǒng)設計”所需要掌握的學習理論和教學理論的相關復習性材料，并告知學生其與“教學系統(tǒng)設計”之間的關系。

2）學習新知。教師將“教學系統(tǒng)設計”的概述內容、已有的理論和模式的學習視頻上傳到網絡學習平臺（如積學堂、課堂派、TronClass等）或者發(fā)布在校園本地共享網絡上供學生觀看，視頻可從網絡資源庫中進行選擇，也可以自主使用錄屏軟件進行錄制，如視頻中涉及一些文字性輔助材料，可一并上傳到平臺供學生觀看視頻時使用。通過觀看視頻學習完新知識后，學生需要參與問卷回復，將自己的問題提交至平臺。若平臺不支持問卷統(tǒng)計，教師可使用問卷星進行收集，于上課前統(tǒng)一打印出來解決。學習結束后，學生需要做教師所發(fā)布的學后測試題，了解自己的學習效果。同時，教師便于統(tǒng)計學生對“教學系統(tǒng)設計”基本知識掌握的情況，進一步調整課堂安排。

3）深入理解。在課堂學習中，學生被分為若干組，每組4～6人為宜。教師為學生提供編制好的問題單，題目的設置主要偏向于課前視頻中良構性知識的測試，如“教學系統(tǒng)設計”基本理解、模式類型、理論類型、設計基本過程等問題。每個學生有相同的測試數量與被測試數量，相互測試后進行解答，促進組內交互及自我反思性學習。在此之后，教師出示課前所收集的學生觀看視頻時的問題單，讓小組進行討論解答，在討論中進行輔助性指導，解決觀看中的問題;教師提出關于“教學系統(tǒng)設計”學生未關注到的重點和難點問題，進行深入學習，在班級內展開討論，由學生自主進行回答;教師對學生的回答進一步講解后，引導學生利用思維導圖的方式對本課的知識進行整合歸納，以便遷移應用。

4）遷移應用。在掌握了“教學系統(tǒng)設計”基本知識后，教師布置非良構性問題，讓學生選擇一種“教學系統(tǒng)設計”模式進行一節(jié)課程的設計。先由學生進行3～5分鐘的獨立思考，保證每位學生能夠對問題進行獨立分析;在此基礎上展開小組協(xié)作，進一步展開教學設計，教師可隨時進行問題指導;設計完成后，每組可派一名代表進行小組匯

報，匯報其教學設計的理論支撐、設計亮點、設計內容等，由其他小組和教師進行點評補充，促進本課學習的拓展提升。在課程最后，教師發(fā)布本課的打分問卷，每位學生對小組內其他成員的合作情況進行打分評價。

5 結語

本文利用深度學習的特征和優(yōu)勢，為翻轉課堂的優(yōu)化提供了新的元素，構建了基于深度學習的翻轉課堂教學設計模型，其特色是關注到學生的深度學習層次，并在適當的環(huán)節(jié)給予支持。此研究仍存在一些問題需要進一步探討，如翻轉課堂中促進學生情感目標實現的策略分析、學生課前學習的時間分配及各科目時間協(xié)調問題、對學生學習情況評價的科學性優(yōu)化等，希望其他學者在研究過程中能夠逐漸完善，為教學改革做出應有的貢獻。

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