基于深度學習的高校在線課程的實施模型及檢驗

朱旭　周峰

摘 要：本文針對高校在線課程實施存在的主要問題，集合現(xiàn)代教育學、心理學、教育技術學等的優(yōu)勢所長，構建了基于深度學習的高校在線課程的實施模型。該模型圍繞學習者中心，以深度學習為導向，總體框架包括深度學習準備階段、知識深度加工階段和深度學習評價階段。模型創(chuàng)設體現(xiàn)了課程設計的立場以學習者為中心，課程資源的配送以模型為導向，課程教學的層次以深度學習為基準，課程活動的組織以多線交互為聯(lián)結，課程實踐的途徑以具身學習為驅動，課程歷程的設計以學習支架為支撐，課程時空的拓展以泛在學習為廣度，學業(yè)評價的開展以全景視角為窗口。該模型通過行動研究運用于具體的課程實施中，研究結果顯示該模式能避免在線教學中常見問題的發(fā)生，能有效促進學生的深度學習，取得較好的學習效果。

關鍵詞：高校;在線課程;深度學習;模型

新冠疫情期間，在國家醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)經(jīng)受疫情防控嚴峻考驗的同時，教育領域也正在發(fā)生一場全國性教育信息技術的“倒逼式”革命，堪稱世界高等教育史上的創(chuàng)舉，全球范圍內的首次實驗。[1]我國高校線上教育教學經(jīng)歷了適應期、調整期、提升期、輻射期后，已步入“反思成效的銜接和拓展”的回歸期。回歸期中，如何鞏固和升華高校大規(guī)模在線課程實施的效果是值得深思的問題?；诖?，本文以問題為導向，融合多學科理論，構建基于深度學習的高校在線課程實施模型，并在具體課程中予以實踐，以期提供借鑒與推廣的價值。

一、基于深度學習的高校在線課程實施模型的設計理念

根據(jù)全國高等學校質量保障機構聯(lián)盟（CIQA）、廈門大學教師發(fā)展中心發(fā)布的《疫情期間高校教師線上教學調查報告》[2]、《疫情期間大學生線上學習調查報告》[3]的數(shù)據(jù)結果以及本研究的指向，對以上報告中顯示的高校在線課程實施中存在的問題進行歸納與提煉，整理如下：“學生自主學習能力弱”“部分教學內容不適合線上教學”“‘直播+線上互動是線上教學的主打模式”“學生參與度不夠”“教學評價方式方法不適合網(wǎng)上教學”等。針對疫情時期高校在線課程實施存在的主要問題，在多學科理論的基礎上，提出高校在線課程實施模型應遵循的設計理念。

（一）課程設計的立場以學習者為中心

美國人本主義心理學家卡爾·羅杰斯（Carl Rogers）提出“以學習者為中心”，注重賦予學習者自主學習的權力、注重師生的情感與認知的良性互動以及良好的學習情境與氛圍的創(chuàng)設。本模型設計所秉承“學習者中心”的理念除了遵循卡爾·羅杰斯的主張外，還進一步突出表現(xiàn)為以培養(yǎng)學習者的學習力為中心。學習力是對學習者的學習動力、學習毅力和學習能力等進行自我改造、創(chuàng)新與發(fā)展的綜合能力。疫情期間數(shù)據(jù)顯示我國高校學生的自主學習能力即大學生的學習力比較弱，所以在線課程的模型設計應以學習者為中心，圍繞培養(yǎng)學習者自主學習能力而展開學習歷程，突出解決目前高校學生學習力欠缺的問題。

（二）課程資源的配送以模型為導向

美國認知心理學的代表人物布魯納（Jerome S.Bruner）強調教學資源或內容呈現(xiàn)順序應體現(xiàn)程序性;強調教學資源或內容的層次體現(xiàn)結構性，其相互間聯(lián)系應遵循邏輯性;強調學習者的學習興趣以及知識發(fā)現(xiàn)的的動機性等。同時，認知主義心理學理論還認為：不同的個體有不同的學習風格和不同的認知類型。這就意味著課程資源的配送應依據(jù)學習者不同的學習風格和認知類型，恰當?shù)倪x擇教學策略，配送具有程序性、結構性和邏輯性的領域知識。疫情期間高校部分教學內容不適合線上教學的原因主要是在學習者狀態(tài)、領域知識、教學策略的綜合運用上出現(xiàn)不匹配的現(xiàn)象。因此，在線課程的模型設計應強調課程資源的配送以學習者模型、知識模型和教學策略模型[4]為導向，通過自適應學習系統(tǒng)，分析各子模型數(shù)據(jù)，并不斷更新模型數(shù)據(jù)，以支持平臺為學習者配送量身定做的適切課程資源，實現(xiàn)自適應學習。

（三）課程教學的層次以深度學習為基準

“直播+線上互動”是疫情期間高校線上教學的主打模式。按照布魯姆對認知領域中目標維度的劃分，“直播+線上互動”的認知目標還處于“知道、理解”的淺層學習階段，而基于培養(yǎng)學習者的“應用、分析、綜合和評價”這一高階思維能力的深度學習的教學方法在疫情期間的高校線上教學中并未能明顯實現(xiàn)。美國著名學者兼教師職業(yè)培訓師埃里克·詹森（Eric Jensen）和萊恩·尼克爾森（LeAnn Nickelsen）從教師教學的角度提出了深度學習的路線（Deeper Learning Cycle，DELC），即DELC路線，該路線包括7個步驟：設計標準與課程、預評估、營造積極的學習文化、激活先期知識、獲取新知識、深度加工知識、評價學生的學習。[5]根據(jù)DELC路線和疫情期間高校在線教學普遍處于淺層學習的現(xiàn)實情況，將在線課程的模型設計以深度學習為實施層次。

（四）課程活動的組織以多線交互為聯(lián)結

邁克爾·穆爾（Michael G.Moore）的交互影響距離理論（Theory of Transactional Distance）認為：交互距離是指物理上的距離導致心理或傳播上產生潛在誤解的距離。交互距離受到對話、結構和自主學習這三類變量的直接影響。[6]疫情期間高校在線課程學生參與度不夠說明因為師生對話不足、課程設計結構欠缺變通、學習者自主性較弱，交互距離影響了學生參與，導致沒有形成交互式學習。交互式學習的重點在于借助信息技術的支持，以交流互動為核心，促進師生、生生、組組間的交互。通過多線交互使得學習者與學習環(huán)境中各個要素相互作用，構建學習共同體，使學習者感受到思想及情感等交互的成果。

（五）課程實踐的途徑以具身學習為驅動

最早提出具身學習理論概念的成人教育學者卡羅琳·克拉克（M· Carolyn Clark）認為：具身學習不是一種有意識的學習，而是指在日常生活或工作中身體受到刺激后，通過感覺而發(fā)生在心理和情感水平上的變化，而這種變化又通過身體作出反應。[7]具身學習強調在身體與環(huán)境的交互過程中，通過身體感知與體驗來產生學習。運用具身學習來開展在線課程教學的實踐活動，有利于學習者深化和內化所學知識。

（六）課程歷程的設計以學習支架為支撐

普利斯里（Pressly）等人引用建筑行業(yè)的“支架”在教育領域所下的定義是：根據(jù)學生的需要為他們提供幫助，并在他們能力增長時撤去幫助。[8]維果斯基（ Vygotsky）將學生的實際發(fā)展水平與潛在發(fā)展水平相交疊的區(qū)域稱為“最近發(fā)展區(qū)”，是學生需要“支架”才能夠完成任務的區(qū)域。[9]高校在線課程模型的設計要考慮到學習者在線自主學習過程中會遇到的所有可能的困難而相應提供必要的腳手架，幫助學習者實現(xiàn)知識進階。

（七）課程時空的拓展以泛在學習為廣度

泛在學習（U-Learning），顧名思義就是指每時每刻的溝通，無處不在的學習，是一種任何人可以在任何地方、任何時刻獲取所需的任何信息的方式。就是利用信息技術為學生提供一個可以在任何地方、隨時使用手邊可以取得的科技工具來進行學習活動的4A（Anyone，Anytime，Anywhere，Anydevice）學習。[10]高校在線課程實施模型平臺設計要向學習者不限時，不限地地開放學習資源，要體現(xiàn)隨時隨地學習、資源獲取不受限制、認知網(wǎng)絡社會化和個性化、自主化學習等泛在學習的特征。

（八）學業(yè)評價的開展以全景視角為窗口

疫情期間高校在線課程存在“教育評價方式方法不適合網(wǎng)上教學”的問題，這說明學習者學業(yè)評價沒能做到“精準判讀”和“個性支持”。在網(wǎng)絡學習的環(huán)境下，學業(yè)評價不僅僅是采取“學業(yè)成績”作為主要證據(jù)的評價方式，因為單一的學業(yè)成績的數(shù)據(jù)特征和數(shù)據(jù)質量很難滿足在線課程多方面促進學習者學業(yè)發(fā)展的需求。網(wǎng)絡學習要求學業(yè)評價的證據(jù)不僅類型多樣、狀態(tài)多元，更需要信息技術支持下的伴隨式、全程化的自動采集和智能記錄。創(chuàng)設全景視角的課程評價，能使學業(yè)質量評價走出評價方式不匹配、證據(jù)類型單一和數(shù)量欠缺的桎梏。

二、基于深度學習的高校在線課程實施模型的總體框架

基于深度學習的高校在線課程實施模型包括總模型和子模型?？偰Ｐ褪侨挚蚣?，子模型是對主要部分的深化設計。

（一）基于深度學習的高校在線課程的實施總模型

基于深度學習的高校在線課程實施總模型（見圖1）秉承“學習者中心”的核心理念，將學習者置于模型的中心地位，所有的學習活動都是圍繞學習者展開，服務于學習者的自主學習。以“深度學習”為導向，將高校在線課程實施流程總體設計為深度學習準備階段、知識深度加工階段和深度學習評價階段。此流程形成一個螺旋式上升的閉環(huán)系統(tǒng)，前一次的流程實施反饋成為后一次流程實施的優(yōu)化基礎。第一階段，深度學習準備階段。教師需要進行前測學習者和預設課程兩方面的準備。前測學習者即教師依靠系統(tǒng)和資源的支持對學習者本征、學習者情境特征、學習者偏好、學習者行為特征和研學績效等[11]學習者基礎進行摸查，形成學習者模型。預設課程即教師依據(jù)系統(tǒng)和資源的支持，建立知識模型和教學策略模型。知識模型主要包括的環(huán)節(jié)有：制定培養(yǎng)高階思維的課程目標;確定具有挑戰(zhàn)性的學習主題;設計引發(fā)認知沖突的問題，配置聯(lián)結情境的多維知識整合資源。教學策略模型即符合學科特點的教學方法、符合教學規(guī)律的教學方法、符合學習者風格的教學方法的整合。通過學習者模型、知識模型和教學策略模型的整合，形成適切的課程資源配送給學習者，學習者獲得了資源支持，產生了學習者與學習資源的交互。第二階段，知識深度加工階段。即通過學習支架和具身學習鏈的支撐來實現(xiàn)深度學習，養(yǎng)成學習者高階思維能力。知識的深度加工遵循激活先期知識、獲得新知、新舊知識聯(lián)結、知識建構與轉化和知識創(chuàng)造的遞進程序。教師通過問題、范例、建議、向導、圖表、游戲、練習和測試等學習支架[12]給予學習者相應指導。教師通過情景創(chuàng)設、身體卷入、相互交感和綜合反饋這一具身學習鏈幫助學習者全人卷入。學習者在知識深度加工階段獲得了知識的深度加工支持，產生了學習者與教師的交互以及學習者在知識、能力和情感等方面的自我交互。第三階段，深度學習評價階段。即以個體評價和集合評價實現(xiàn)在線課程的全景評價。個體評價通過參考學習者體驗、學習者參與和學習者成果等對學習者個人進行評價，以這些學習產出反映學習者的學習效果。集合評價即通過學習者所在的小組體驗、小組參與和小組成果等對小組這個集合所進行的學習活動進行集合評價，以這些小組產出反映小組的學習效果。集合評價既是學習者個體評價的參考指標，也是學習共同體構建效果的參考指標。全景評價既形成了學習者的研學績效，又為學習者提供了反思支持，實現(xiàn)學習者在元認知方面的自我交互。深度學習準備、知識深度加工和深度學習評價這三個階段的保障條件除了系統(tǒng)平臺等的硬件支持外，還需要營造積極的學習文化。構建學習共同體就是營造積極的學習文化的重要方法。組內協(xié)同建構通過共享、論證、分工、協(xié)作、展現(xiàn)成果等環(huán)節(jié)實現(xiàn)。組間協(xié)同建構通過小組展示、組間競爭、共識升華等環(huán)節(jié)實現(xiàn);學習者通過組內協(xié)同建構和組間協(xié)同建構，實現(xiàn)學習者與學習者交互，獲得協(xié)作支持。通過深度學習三個階段以及營造積極的學習文化，最終形成在線課程的虛擬學習社區(qū)。學習者在虛擬學習社區(qū)實現(xiàn)學習者與學習資源交互、學習者與教師交互、學習者與學習者交互和學習者自我交互，并獲得知識建構、智慧學習和情感交流等學習支持。該模型的實施可以實現(xiàn)學習場地以實體空間向“實體+虛擬空間”轉變，學習媒介由紙媒向多種媒體轉變，課程立場從教學設計向學習設計轉變，學習資源由標準化向個性化轉變，學習層次由淺層學習向深度學習轉變，學習交往由師生交往向多線交互轉變，學習方式以離身學習向“離身+具身學習”轉變，學習時空以課表學習向泛在學習轉變，學習評價由單一評價向多元評價轉變。

（二）基于深度學習的高校在線課程的實施子模型

1.“基于人工智能技術的課程資源支持系統(tǒng)”子模型

“基于人工智能技術的課程資源支持系統(tǒng)”子模型中（見圖2），學習者通過交互界面進入系統(tǒng)平臺，系統(tǒng)根據(jù)學習者的本征信息、多元智能測評和霍蘭德職業(yè)興趣等測試建立初始化學習者模型，根據(jù)領域知識內的章、節(jié)、知識點、學習資源和測試題五個部分來構建初始化知識模型，根據(jù)教育學和心理學理論等來構建初始化教學策略模型。學習者模型主要解決“學習者情況如何”的問題，知識模型解決“學習什么”的問題，而教學策略模型解決“如何教”的問題。學習者在以上三個模型的幫助下進行初始學習，人工智能技術主動感知學習者在平臺上對文字、圖片和視頻等學習材料的操作數(shù)據(jù)，以及學習者的社交數(shù)據(jù)，結合物聯(lián)網(wǎng)技術收集的學習者生物特征和學習者狀態(tài)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)經(jīng)過清洗和分析后形成在學習者本征、學習者情境特征、學習者偏好、學習者行為特征和研學績效[13]等學習者特征，以此在初始化學習者模型的基礎上不斷更新和完善學習者模型。另一方面，系統(tǒng)基于優(yōu)化的學習者模型，在已建立的知識庫、試題庫、資源庫和學習者信息庫中，匹配學習者特征自適應調整知識模型和教學策略模型，依賴智能推理引擎進行可視化表征與適切課程資源配送，學習者通過個性化導航在個性化課程資源里繼續(xù)學習?？梢暬碚髋c適切的課程資源是指匹配學習者特征和學習者需求的學習資源，即知識的概念、結構、方法和難度，以及圖片、文檔、視頻、音頻、動畫等多種媒體格式呈現(xiàn)的學習內容、學習路徑、學習方式、教學方式、學習評價等都契合學習者的個性化課程資源。同時，課程資源的配送不限時不限地地向學習者開放，滿足學習者泛在學習的需求。隨著學習者在平臺上不斷深入學習，越來越多學習者的行為和結果的數(shù)據(jù)被實時記錄，平臺基于智能技術進行數(shù)據(jù)深挖以實現(xiàn)學習者模型、知識模型、教學策略模型的重構和調優(yōu)，促進系統(tǒng)不斷進化，為學習者提供更豐富而適切的個性化課程資源配送，以實現(xiàn)學習者個性化的自適應學習。

2.“促進深度學習的教學交互塔”子模型

根據(jù)邁克爾·穆爾（Michael G.Moore）提出的學習者-學習內容交互、學習者-教師交互、學習者-學習者交互[14]的三類交互主體的基礎上，借鑒陳麗的教學交互層次塔[15]，構建 “促進深度學習的教學交互塔”子模型。如圖3：

“促進深度學習的教學交互層次塔”子模型是由操作交互、信息交互、自我交互這三個層面的交互構成。第一層，操作交互，即學習者與媒體界面交互。學習者如果對媒體操作不熟，或者媒體操作復雜麻煩都會直接影響操作交互的效果。第二層，信息交互，即學習者與學習資源的交互、學習者與教師的交互、學習者與學習者的交互。其中，在師生和生生的交互中，不僅僅是知識的交互，而且還包括態(tài)度與情感的交互。第三層，自我交互，即學習者的新舊知識聯(lián)結、知識建構與轉換、知識創(chuàng)造和元認知。三層交互之間的邏輯關系是由淺入深的學習層次遞進，金字塔塔尖的第三層自我交互，達到了深度學習的境界。同時，根據(jù)邁克爾·穆爾的“交互影響距離理論”，在線課程的交互式學習要通過增加滿足學習者需求的對話頻率，擴充反饋學習者情況的課程結構的變通程度，增強學習者對學習歷程的掌控權力來保證良好的交互學習效果。

3.“促進深度學習的具身學習鏈”子模型

斯坦福大學著名認知心理學博士約翰·布萊克（John B.Black）認為具身學習類型包物理具身和想象具身[16]。阿曼（Amann L.）的具身學習建模中顯示具身學習包括運動、感官、情緒和精神 4個維度[17]。綜合約翰·布萊克的具身學習類型、阿曼的具身學習模型和唐納德·舍恩（Donald A.Schon）的反思類型[18]，設計 “促進深度學習的具身學習鏈”子模型。如圖4：

“促進深度學習的具身學習鏈”包含情景創(chuàng)設、身體卷入、相互交感、綜合反饋這四個環(huán)節(jié)。首先，教師通過真實現(xiàn)場、課堂模擬、故事演繹、虛擬現(xiàn)實等方法進行知識的情境創(chuàng)設，增強情境的可視性、情節(jié)性和可操作性，給學習者帶來真實或類似真實的知識場景體驗;其次，真實現(xiàn)場、課堂模擬、虛擬現(xiàn)實可以給學習者帶來物理具身體驗，使學習者在“做中學”中將思考（心智）和動作（身體）及環(huán)境緊密結合在一起。故事演繹能產生想象具身的體驗，學習者通過肢體動作、語言情感等的展現(xiàn)，來帶動思考與表達。再次，學習者經(jīng)歷情景創(chuàng)設和身體卷入的運動學習、感官學習、情緒學習、精神學習后相互交感產生學習的意義。最后，學習者依據(jù)可視化的學習成果，運用想象具身展開行動中的反思、對行動中反思的反思、對反思描述的反思。

4.“促進深度學習的全景學業(yè)評價”子模型

為匹配在線學習對于學業(yè)評價提出的“精準判讀”和“個性支持”的要求，設計“促進深度學習的全景學業(yè)評價”子模型（見圖5）。全景視角包括個體評價和集合評價兩大版塊。每個版塊分別采用相應維度的全景評價主體、全景評價內容和全景評價方式。全景評價主體包括教師、助學者、學習者、同學、社區(qū)學友等。全景評價內容包括學習體驗、學習參與、學習結果三個維度。

三、基于深度學習的高校在線課程實施模型的實證研究

本研究采取行動研究的方法，以《小學教育基礎》在線課程為實踐場域，在教學實踐中按照基于深度學習的高校在線課程實施模型進行課程設計與實施，不斷優(yōu)化課程進程，促進學習者的自主學習、合作學習，從而抵達深度學習。本次行動研究對象為H大學漢語言文學和漢語國際教育專業(yè)2018級本科生，共87人，行動研究的時間是2019-2020學年第2學期。模型實施的效果，采用學習過程表現(xiàn)和評價問卷相結合的方式進行分析。

（一）數(shù)據(jù)分析

1.學習過程表現(xiàn)

此次行動研究的學習過程表現(xiàn)主要采集的數(shù)據(jù)是12次章節(jié)作業(yè)，其中前7次為客觀題，后5次為主觀題。從定量分析角度看，作業(yè)整體完成情況較好，總體平均分約為88.5，平均優(yōu)秀率約為59%，說明大多數(shù)學生達到了對知識點的掌握和能力培養(yǎng)的目標，學習效果較好。具體情況如表1所示。

2.問卷調查結果

此次行動研究的評價問卷主要使用李克特五級量表，從“很不贊同”到“很贊同”采用5點方式計分。該研究使用SPSS22.0軟件對評價問卷（除去主觀題）進行信度與效度分析，其中α=0.914，各維度分量表的Cronbachs Alpha系數(shù)在0.894-0.960之間，說明該問卷信度高;KMO值為0.895，說明該問卷效度高。問卷分析采取頻數(shù)分析，其結果如表2。

從表2可知：從題目1來看，72.29%的“很贊同”和24.1%“贊同”樣本以及平均分4.69，說明本門課程的很好地實現(xiàn)了“圍繞學習者為中心”的模型導向。從題目2來看，68.67%的“很贊同”和25.3%“贊同”樣本以及平均分4.63，說明本門課程的以學習者特征配送課程資源效果較好。從題目3來看，73.49%的“很贊同”和19.28%“贊同”樣本以及平均分4.66，說明本門課程以教學策略模型配送課程資源效果較好。從題目4來看，68.67%的“很贊同”和26.51%“贊同”樣本以及平均分4.63，說明本門課程的實施較好地達到深度學習的層次與效果。從題目5來看，71.08%的“很贊同”和22.89%“贊同”以及平均分4.65，樣本說明本門課程學習支架的設計與實施，給予學生充分的學習支持。從題目6來看，59.04%的“很贊同”和26.51%“贊同”樣本以及平均分4.45，說明本門課程設計的具身學習環(huán)節(jié)相較于離身學習效果更好，更能達成深度學習的效果。從題目7來看，75.9%的“很贊同”和20.48%“贊同”樣本以及平均分4.72，說明本門課程通過多線交互的活動設計，彌補了在線學習中師生分離、生生分離、場景分離導致的不足。從題目8來看，75.9%的“很贊同”和18.07%“贊同”樣本以及平均分4.7，說明本門課程通過小組合作學習等構建學習共同體的方法創(chuàng)設了良好的學習氛圍。從題目9來看，84.34%的“很贊同”和14.46%“贊同”樣本以及平均分4.93，說明本門課程實施效果達到優(yōu)秀水平，深受學生的認同與喜愛。9道題目平均“很贊同”樣本的比例是72.15%，總體平均分是4.67，這說明該課程較好實現(xiàn)了模型設計的理念，實施效果優(yōu)良。

（二）研究結論

從學習過程表現(xiàn)和問卷調查結果來看，基于深度學習的高校在線課程的實施模型能突出學習者中心;以學習者模型、教學策略等模型為導向進行課程資源的配送的效果較好，能培養(yǎng)學習者高階思維能力;課程活動的組織能實現(xiàn)多線交互，學習氛圍融洽;具身學習、學習支架的設計能給予學習者充分的支持。其實施效果達到深度學習的層次。這說明該模型能實現(xiàn)設計理念，實施效果優(yōu)良，并且能夠解決高校在線課程實施中的常見問題，具有一定應用與推廣的價值。因時間周期、平臺建設以及資源限制等原因，本研究還處于探索階段，還需要在未來的教學實踐中不斷優(yōu)化與深化。

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（責任編輯 賴佳）

收稿日期：2020-07-07

作者簡介：朱旭，廣東第二師范學院教師教育學院講師，教育學碩士;周峰，廣東第二師范學院教育學院院長，教授，管理學博士。（廣州/510303）

*本文系廣東省特色重點學科“教育學”建設項目（粵教研函[2017]1號）的階段性研究成果之一。