基于學習元的雙螺旋深度學習模型

余勝泉 段金菊 崔京菁

摘要：深度學習的意義不僅在于知識內容的建構，更重要的是利用蘊含在社會人際網絡中的集體智慧，形成豐富的社會知識網絡。聚合了人際網絡、知識網絡與學習活動等綜合性信息的學習元平臺，能為促進在線深度學習提供良好的支持?；趯W習元的雙螺旋深度學習模型反映了一種社會互動、群建共享、認知遞進的深度學習理念。在該模型中，知識網絡和社會網絡是兩條基本支架，通過學習活動銜接而形成社會知識網絡；而社會知識網絡以知識內容為核心節(jié)點，通過知識內容建立起知識之間、知識與人之間的關系。學習者和教學者在該模型中處于平等地位且可以角色互換。在學習的初級階段，學習者通過接受式學習，初步建構知識網絡和人際網絡；隨著參與式學習的不斷深入，基于知識交互的協(xié)同建構促進知識網絡的發(fā)展，基于人際交互的網絡節(jié)點生成促進人際網絡的拓寬，個人學習網絡動態(tài)形成并得到螺旋式發(fā)展；在學習的高級階段，學習者主動連接網絡，通過創(chuàng)造性學習活動以及基于活動的知識貢獻與創(chuàng)造，構建群體的社會性知識空間，達到深度學習的目的。

關鍵詞：在線學習；深度學習；學習元；雙螺旋學習模型；社會知識網絡

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1009-5195（2017）06-0037-12 doi10.3969/j.issn.1009-5195.2017.06.005

隨著網絡和多媒體技術的不斷發(fā)展，支持當代師生進行學習的網絡環(huán)境已經極大完善，然而優(yōu)良的硬件環(huán)境并沒有真正促進深度學習的發(fā)生。目前在線學習所使用的教學方式主要是課堂“搬家”，即錄制傳統(tǒng)的利用板書的課堂視頻，組織學生進行瀏覽學習等（余勝泉，2014）。這種學習雖然能夠讓學習者獲得特定的知識，但對知識的理解是淺層次、表面化的，并不足以讓學習者建構起對整個問題的認識，也不能有效地促使學習者開展反思以及將知識進行遷移與應用。在線學習的碎片化知識、孤獨感以及學習行為單一等特征導致了在線學習的效率不高、效果不好等問題。本文基于學習元平臺，嘗試提出一個基于知識網絡的學習導航，輔助人際網絡的群體協(xié)商與互動，構建以活動為主線的多維學習行為的雙螺旋學習模型，探討促進深度學習的在線學習設計。

一、基于學習元的深度學習支撐系統(tǒng)

學習元平臺（Learning Cell System）（余勝泉等，2009）是基于“生成”“進化”“適應”“社會認知”等新理念，以學習元為最小資源組織單位的開放型學習平臺，由學習元、知識群、知識云、學習工具、個人空間和學習社區(qū)六大部分構成。

基于學習元的深度學習行為支撐系統(tǒng)主要包括四大子模塊：在線深度學習行為交互支持模塊、群體協(xié)同建構深度學習的知識進化模塊、多元聯(lián)系的深度學習行為可視化與聚類分析模塊、激勵深度學習的發(fā)展評估模塊。

1.在線深度學習行為交互支持模塊

在線深度學習行為交互支持模塊包含的核心功能點有：學習元知識創(chuàng)建、知識內容協(xié)同編輯、知識內容進化版本對比、全文批注、段落微批注、資源評價、資源評論、語義信息管理、資源語義關聯(lián)、學習活動、學習工具、個人空間、好友管理、知識本體構建、知識網絡、人際網絡、社會知識網絡、標簽語義標注、語義搜索、社區(qū)學習與交互、資源聚合工具等。該模塊主要實現(xiàn)對9種可能促成深度學習發(fā)生的學習行為的互動支持，并設計相應的功能。

2.群體協(xié)同建構深度學習的知識進化模塊

群體協(xié)同建構深度學習的知識進化模塊包含的核心功能點有：匯聚集體智慧的群體眾包技術、內容協(xié)同編輯與版本控制技術、資源的語義建模技術、資源的動態(tài)語義聚合技術、資源的有序進化控制技術、資源進化的可視化路徑展現(xiàn)技術等。群體眾包技術主要是如何匯聚群體的智慧，實現(xiàn)群體的有序協(xié)同。內容協(xié)同編輯與版本控制技術主要是在現(xiàn)有Wiki技術的基礎上進行適應性改進，保證普通用戶可以對同一份學習資源的內容進行協(xié)同編輯，并通過靈活的版本控制技術來保證資源的安全性。資源的語義建模技術主要是引入當前熱門的語義Web技術，構建開放的學習資源本體，對資源進行快捷的語義標注，并對資源進行語義的推理。資源的動態(tài)語義聚合技術主要是在資源語義建模基礎上，實現(xiàn)相似資源之間的自動聚合，組成同主題的資源圈。資源的有序進化控制技術主要是通過知識本體、內容審核等技術來控制資源進化的方向，避免其毫無目的的四處“亂長”。資源進化的可視化路徑展示技術主要是直觀地呈現(xiàn)資源的進化過程以及成長過程中不同用戶的貢獻，使學習者不僅了解當前的知識，還能夠從整體上熟悉知識是如何一步步發(fā)展的。

3.多元聯(lián)系的深度學習行為可視化與聚類分析模塊

多元聯(lián)系的深度學習行為可視化與聚類分析模塊包含的核心功能點有：學習軌跡可視化、知識網絡可視化、人際網絡可視化、社會知識網絡可視化、標簽聚類等。學習軌跡可視化模塊可以可視化展示深度學習行為在時間上的變化。知識網絡可視化模塊實現(xiàn)知識語義關系的動態(tài)揭示。人際網絡可視化模塊展示學習行為背后的人際網絡拓撲結構關系及網絡變化規(guī)律，支持學習行為人際關系分析。社會知識網絡可視化模塊旨在可視化學習行為背后的知識聯(lián)系和人際關系，將物化資源與人際資源融為一體，展示多元聯(lián)系的深度學習行為背后的知識和人際聯(lián)系。標簽聚類模塊可以對學習行為進行聚類分析，實現(xiàn)學習行為數(shù)據的知識發(fā)現(xiàn)。

4.激勵深度學習的發(fā)展評估模塊

激勵深度學習的發(fā)展評估模塊包含的核心功能點有：學習評價方案設定、學習交互數(shù)據采集與分析、多維評價結果展示、診斷標準設置等。

學習元平臺提供了基于過程性信息的評價服務。該服務為課程開發(fā)者提供評價方案設計工具。開發(fā)者可針對課程設置一定的評價方案，系統(tǒng)根據評價方案，結合不同學習者在課程中的學習過程信息來對學習者的學習過程和整體學習情況進行評價，給出評價結果并反饋給課程開發(fā)者和學習者。學習者在學習過程中可隨時查看自己的評價信息，了解自己的學習情況，適當調整學習策略，實現(xiàn)基于過程的可視化評價（如圖1）。

在這種可視化的個人知識地圖中，中心節(jié)點表示當前用戶，圓點代表知識點，知識點間帶箭頭的連線表示他們之間的關系。圓點不同的顏色表示不同的狀態(tài)，紅色表示當前用戶還未完全掌握該知識點，藍色表示該知識點是當前用戶創(chuàng)建的，綠色表示當前用戶已掌握了該知識點（余勝泉等，2014）。通過個人知識地圖，學習者可以清晰地了解自己的努力與進展，激勵深度學習行為的發(fā)生。

二、雙螺旋深度學習模型

一般意義上所講的深度學習都是與淺層學習相比較而言的。淺層學習是一種傳統(tǒng)意義上的機械學習，表現(xiàn)為淺層次的學習行為，如瀏覽、下載、檢索信息等，不需要進行太多認知加工，主要是接受信息，習得的知識之間是孤立的，因此一般來說鞏固得較好而遷移應用水平不高。

深度學習則與之相反，強調有意義的學習，強調知識的意義建構，需要較多認知投入，需要對學習對象做復雜的交互與加工，如編輯、重構、比較、繪制概念圖等，往往組合和序列化多種簡單學習行為，如探究、協(xié)作等。 深度學習是一種建構的、主動的學習，知識的保持和遷移的水平都相對較高（R.基思·索耶，2010）。深度學習的認知心理學依據是人類所習得的知識在頭腦中是以網狀形式存儲的，因此，新學習的知識一定要和原來的知識建立聯(lián)系，才能被納入到新的知識體系中，并且建立持久的意義聯(lián)系（段金菊等，2013）。

研究基于深度學習的核心理念，根據在線學習行為的維度、層級及其相關聯(lián)系，借鑒學習的獲得隱喻（Acquisition Metaphor）、參與隱喻（Participation Metaphor）和知識創(chuàng)造隱喻（Knowledge Creation Metaphor）（Hakkarainen et al.，2004），初步構建了基于“學習內容+學習活動+學習評價+社會知識網絡”為一體的學習元平臺的雙螺旋深度學習模型（如圖2），以促進在線學習中深度學習的有效發(fā)生。

在該模型中，學習者和教學者處于平等地位且可以進行教與學角色的互換。在具體的實施過程中，教師通過以學習者為中心的交互活動設計，引導學習者自下而上動態(tài)實時地拓展知識網絡和人際網絡，并通過二者的螺旋式上升發(fā)展貫通學習行為的不同層級及其相關學習活動。在初始階段，學習者通過學習資源與活動的整合開展接受式學習，初步建構知識網絡和人際網絡；隨著參與式學習的不斷深入，基于知識交互的協(xié)同建構促進知識網絡的發(fā)展，基于人際交互的網絡節(jié)點生成促進人際網絡的拓寬，個人學習網絡動態(tài)形成并得到螺旋式發(fā)展；在學習的高級階段，學習者主動連接網絡，通過創(chuàng)造性學習活動等以及基于活動的知識貢獻與創(chuàng)造，構建群體的社會性知識空間，達到深度學習的目的。

1.促進高階思維發(fā)展的認知目標達成

模型追求深層次的認知投入，在認知目標方面，主要強調應用、分析、評價與創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。分析、評價、創(chuàng)造屬于較高層次思維發(fā)展的能力目標（L·W·安德森等，2008），在教學過程中，需要設置一系列較為復雜的學習活動來激發(fā)學生進行深層次的認知加工，對學生進行較高難度或者較為綜合的思維訓練。這主要體現(xiàn)在知識的參與、貢獻與創(chuàng)生上。

模型強調不能只向學生提供一些簡化的問題或者基本的技能練習，而應該設計深度交互的學習活動，使學習者學會在復雜學習環(huán)境下處理復雜的、非良構的問題，以此來提高學習者深層次認知加工的能力?？梢曰诓剪斈返慕逃繕朔诸悓哟?，根據認知目標和認知層級的遞進關系，有序地設計相應的學習活動序列，使得相應層次的認知目標能夠通過認知層級所對應的學習活動來達成（如圖3）。

在線學習中，學習活動及其序列設計，是促進高階思維發(fā)展的橋梁和階梯。學習平臺應不僅作為內容存儲與管理的工具，更需要作為學生自主學習工具、協(xié)作工具、教學評估工具、知識加工工具、知識創(chuàng)生工具、研發(fā)工具、情境探究工具，用信息化手段呈現(xiàn)動態(tài)化的教學過程，在內容的載體上，附加學習活動，以學生為主實現(xiàn)師生深度互動。

平臺給教師提供了各種教學設計的支持工具，允許教師組織多層次多類型的學習活動，具體包括基于學習內容的嵌入式交互活動以及基于課程單元和整個課程的學習活動等。在具體的活動設計中，平臺能夠支持教師創(chuàng)建、設置、改編活動序列。教師可以根據自己的教學內容、教學要求等靈活選擇和設計基于各種教學模式的學習活動，并根據學生學習的實際情況，運行相應的學習活動序列，且對學習活動序列運行情況進行監(jiān)測。

布魯姆和安德森的認知目標分類為學習活動的設計提供了相應的參考，不同的認知層次對應不同的外顯行為要求，不同的外顯行為可以通過不同的在線學習活動設計來實現(xiàn)（如表1）。學習元平臺設計了不同認知層次學習活動（如圖4），以支持學習過程中的深度認知投入。

2.促進認知投入的多層次學習行為

學習元在行為活動方面，強調全體參與和積極建構，如持久、專注地進行學習與交流，積極地進行多重交互，如媒介交互、人際交互與自我交互，促進認知從一個較低層次的水平與狀態(tài)過渡到一個較高的水平與狀態(tài)，從而達到認知的平衡等。

此外，學習元還強調深度認知投入的復雜交互活動對高階思維能力的培養(yǎng)。眾所周知，不同認知層次的多元學習行為是促進學習者與內容深度互動的基礎。學習元不僅具有學習內容，還具有與學習內容相對應的學習活動與行為，學習者通過多維化的學習行為與學習內容深度交互。在基于學習元的網絡課堂中，學習行為可以聚類為9種形式，并且對應9種學習活動（如表2）。

根據學習的隱喻，9種學習行為中可劃分為三種不同的類型，即接受中學、參與中學和創(chuàng)造中學；其中接受中學是一種個體學習行為，而參與中學和創(chuàng)造中學是一種群體協(xié)同學習行為，且是高層次認知行為。在具體的學習過程中，越高層次的學習行為越需要高階思維能力以及知識網絡和人際網絡的支持。

和傳統(tǒng)的LMS（Learning Management System）系統(tǒng)相比，學習元及其支撐環(huán)境可以為學習者提供更為豐富的學習體驗以及更為靈活的知識建構和資源共享方式，支持更多維的學習行為，實現(xiàn)對多種學習方式及行為的智能追蹤。在借鑒學習的三種隱喻，以及網絡課堂的基礎交互行為基礎之上，我們將網絡課堂的學習行為歸類為三個層級（如圖2），依次是個體建構的初級學習階段、群體建構的中級學習階段以及群體創(chuàng)生的高級學習階段。可以看出，基于學習元平臺的多維學習行為是基于“學習內容+學習活動+學習評價+社會認知網絡”的綜合體（如圖5）。

接受中學。最簡單的學習活動是下載、瀏覽、觀看視頻等。學習者可以通過觀摩視頻案例進行相應的學習，實現(xiàn)接受中學。

做中學。在整個學習過程中，學習者參與并完成整合于學習內容中的交互學習活動，完成教師設計的學習任務，在參與活動中學習。如學習者可以通過測試、練習與完成任務的形式實現(xiàn)做中學。

聯(lián)系中學。針對整個知識單元，學習元平臺提供了基于語義關聯(lián)的知識網絡，便于學習者喚起先前知識，構建對整個知識體系的整體認識，實現(xiàn)聯(lián)結中學。

重構中學。隨著學習的進行，學習者對當前的相關知識內容已經有了大致的了解。為了促進自我導向學習的進一步發(fā)展，在眾多的學習元中學習者可以選擇自己感興趣的知識單元，并建立相關知識單元的聯(lián)系，通過創(chuàng)建個性化學習課表的形式實現(xiàn)重構中學。

交流中學。學習者可以利用平臺提供的社會認知網絡、人際網絡與專家以及其他學習者開展交流，獲得相關學習信息，通過評論與討論進行群體協(xié)商與意義的建構，實現(xiàn)交流中學。

比較中學。學習者還可以通過批注以及編輯全文等形式進行協(xié)作學習。學習元平臺提供的內容編輯功能允許任何人對課程內容隨時進行修改與完善，同時結合半智能化的內容審核機制，即當編輯的內容與原內容密切相關或通過創(chuàng)建者審核之后系統(tǒng)將自動生成新的課程版本（余勝泉，2014），如呈現(xiàn)設計方案的各個歷史版本。內容編輯功能利用群體的智慧來實現(xiàn)課程的不斷更新與完善，避免了資源的浪費，而通過對課程版本的可視化對照可實現(xiàn)比較中學。

反思中學。通過版本的可視化對照，學習者還可以查看知識的發(fā)展脈絡以及與此相關聯(lián)的資源以及用戶（如圖6）。學習者通過查看一個知識單元的生長和建構歷史軌跡，反思知識演化的內在邏輯，實現(xiàn)反思中學。

創(chuàng)造中學。學習者不僅可以被動地接受知識，而且可以在綜合、重組、反思、交流的基礎上，形成結構化的表達，主動貢獻智慧，創(chuàng)建新的知識內容，通過數(shù)字制品實現(xiàn)創(chuàng)造中學。

教中學。在學習元平臺“教”的過程中，往往能夠深化施教者對所教內容的記憶和理解；而學習者在交流、協(xié)同編輯的過程中，恰好能經常性地切換“教”與“學”的角色。學習者可以在構建新的知識群與發(fā)布新的學習元的基礎上，通過發(fā)布教學等形式實現(xiàn)教中學，達到教學相長的目的。

在基于學習元平臺的虛擬課堂學習環(huán)境下，知識消費者也是知識生產者，在這樣的互動隱喻下，共同創(chuàng)造成為可能，創(chuàng)造中學成為多維化學習活動的新類型，而基于學教互換的教中學也成為知識創(chuàng)造的一大亮點。這些都實現(xiàn)了高階認知目標，促進了高水平思維的發(fā)展。

3.基于社會知識網絡的發(fā)展性支架

學習元除了可以作為獨立完整的學習單元存在外，還可以作為學習者認知網絡聯(lián)通的管道和媒介。學習者通過與學習內容、學習群體的交互，形成知識網絡與社會網絡，而“人-知識-人”“知識-人-知識”的多維化交互行為的疊加，則促成了社會知識網絡的形成。因此，在基于學習元的雙螺旋深度學習模型中，知識網絡和社會網絡是兩條基本支架，通過學習活動銜接而形成社會知識網絡，它既是促進深度學習的支架，也是深度學習構建的目標。

（1）知識網絡

相關內容通過內在的關聯(lián)和邏輯連接在一起，便形成了知識網絡。知識網絡關注學習共同體擁有的知識，聚焦于知識關聯(lián)，體現(xiàn)了知識分布式存儲的理念。學習元基于語義技術來構建知識網絡。隨著學習內容不斷豐富與進化，相同或者相似主題的內容單元逐漸聚合成為一個知識網絡，學習者可以通過網狀導航形式更好地規(guī)劃自己的學習目標和過程。

知識網絡不僅包括知識及其承載的學習者個體，還包括了他人和群體，知識網絡重在主題聚合，通過主題聚合進行觀點產生、觀點連接、觀點提煉及觀點深化，重在對相關觀點以及話題（知識）的重組和獲得。這就使得基于主題的學習成為知識網絡中重要的學習方式之一。在基于學習元的雙螺旋深度學習模型中，知識網絡的學習從關注學習者的知識獲得，到關注學習者對知識網絡的聯(lián)通、貢獻與創(chuàng)造。而基于主題的學習者聚合是最為典型的在線互動模式，它使得群體協(xié)同與群體知識建構變得相對容易。

（2）社會網絡

在線學習中的學習者不僅僅是從資源內容中學習，圍繞某個知識點建立的社會網絡也可以成為學習的重要內容（余勝泉等，2011）。社會網絡重在人與人之間建立的關系及其產生的交互，學習者在社會網絡中可以發(fā)表觀點、想法、評論等，并通過相同或相似的主題與對此感興趣的人聚合起來，進一步通過關系的拓展獲取更多的知識。

可視化的社會網絡將具有共同興趣與愛好的學習者組織在一起，或者將不同興趣、關系的成員以不同知識為主題分化開來以形成新的共同體，提高了成員對于共同話題的探索興趣和積極性，促進了個體及群體知識建構層次向縱深方向發(fā)展。

在學習元的開放知識社區(qū)中，最初的內容單元將成為知識社區(qū)學習的基礎，每個學習者通過參與相應的學習活動，進行相應的社會化交互以及社區(qū)知識建構、分享和創(chuàng)造，從而促進學習內容的補充和進化。隨著學習的進行，個體的知識逐漸外化為社區(qū)的知識，基于學習者個體的分散的、無序的知識逐漸凝練成集體的有序的知識網絡，通過群體的不斷社會化交互，知識網絡進行螺旋式的演化和發(fā)展，最終通過自上而下的知識吸收和內化促進學習者的學習。由此可見，在基于社會性知識網絡的學習過程中，知識是共建共享的。初始階段的內容是知識發(fā)展的土壤，活動則是知識擴散和創(chuàng)造的載體?；谏鐣灾R網絡的學習正是通過課程、資源和活動整合的設計方式促進了知識（內容）網絡的生態(tài)發(fā)展。

（3）社會知識網絡

隨著學習者之間的不斷交互，會逐漸形成一個具有相同學習興趣和愛好、交往頻繁的認知網絡，即社會知識網絡。每個學習者都是認知網絡空間中的一個實體節(jié)點，可以與不同的學習者節(jié)點通過學習資源或其他學習者個體建立連接，節(jié)點之間的連接強弱用多因素復合的認知模型來表示。隨著學習者的不斷學習和交互，學習共同體網絡中節(jié)點狀態(tài)和聯(lián)系也會得到持續(xù)地更新（余勝泉等，2014）。

學習元將可進化的物化資源與人力資源結合在一起，構成一個可以動態(tài)演化、自我發(fā)展的社會知識網絡（Knowledge Network Social Service，KNS）（余勝泉等，2011）。它體現(xiàn)物化資源與人力資源的聯(lián)通，網絡聚合到一定規(guī)模和深度，將擁有社會智能。與一般交際網絡不同，社會知識網絡是由知識和人共同構成的網絡，是在人與知識深度互動過程中構建起來的。學習者通過社會知識網絡不僅能獲取所需要的物化資源，還能找到相應的人力資源，如通過某一個學習內容，可以快速定位到這個內容領域最權威的專家或適合的學習伙伴等。由此可以看出，人作為促進深度學習的資源，重要性已越發(fā)顯著。如果學習者能在獲得物化資源的同時獲得與資源相關的人際網絡，從而從其他相關學習者身上獲取知識和智慧，將會對學習產生莫大幫助（見圖7）。

（4）基于社會知識網絡的深度學習

社會知識網絡融合了知識網絡與社會網絡，是促進深度學習交互的有效支架，是促進多層次交互行為有效發(fā)生的重要保障。基于社會知識網絡的學習是一種連接學習和創(chuàng)造學習。這種連接學習者和學習內容的整合學習方式，可以更好地促進協(xié)作與創(chuàng)造的學習活動和深度學習。

學習者與知識網絡的交互行為重在知識體系的獲得、重組和創(chuàng)造。知識網絡的導航、組織與認知過程的可視化可有效支持個體知識建構，如接受中學。通過網絡查找知識來進行學習，可以了解知識的結構與關聯(lián)，典型的活動形式如重構中學，通過在知識系統(tǒng)（網絡）之間建立聯(lián)系以及重組和重構學習者的知識結構來進行學習；學習者作為知識生態(tài)的一部分，還可通過知識的貢獻和創(chuàng)造保持生態(tài)系統(tǒng)的向前發(fā)展?；谡Z義關聯(lián)的可視化知識網絡為多路徑認知、擴展知識建構的廣度和深度，以及為知識體系的系統(tǒng)梳理搭建了腳手架，為深度學習提供了新的可能。另外，從社會互動的視角來看，在基于知識網絡的學習過程中，人是一種非常重要的資源，起到了媒介與管道的作用；基于知識的人際互動則需要知識網絡與社會網絡的協(xié)同互動。

學習者與社會網絡的交互行為則重在通過分享、協(xié)商與交流等促進群體的參與和網絡的構建，重在研究“誰知道誰”，通過連接學習者來獲取更多的內容，因此，討論與交流成為重要的學習方式（段金菊等，2016）。社會網絡重在人際知識的分享與交流，多側重群體認知與群體知識建構，“人”不僅可以作為學習的對象，更重要的是可以作為知識的來源。在社會網絡中，人就是搭建這個“管道”的重要組成部分。除了可以作為獨立完整的學習單元存在外，還可以作為學習者認知網絡聯(lián)通的中介點。也就是說，學習相同或相似主題內容的學習者還可以透過學習資源實現(xiàn)知識網絡與社會網絡的協(xié)同互動。

在社會知識網絡中，知識網絡與社會網絡是協(xié)同互動、相互滲透與相互轉化的，為個體內部認知網絡與外部認知網絡的動態(tài)聯(lián)結與轉化提供了可能，這是深度學習可持續(xù)發(fā)展的保證（如圖8）。通過知識網絡，學習者可以在學習者、教師之間建立動態(tài)聯(lián)系，共享學習過程中的人際網絡和社會知識網絡，滿足社會化學習的需要；通過社會網絡，知識節(jié)點通過群體的認知和協(xié)同得到不斷的知識擴散、知識傳播和知識創(chuàng)造。學習者只要與當前聯(lián)通知識的媒介（內容單元或者學習者）保持聯(lián)通，則可以隨時獲得個人學習網絡的生態(tài)性。

在社會知識網絡中，學習管道從單純的“人”走向“人”與“知識”的雙重視角，由此促生了一種新的學習方式，即連接學習。學習的范式將從傳統(tǒng)意義上的建構學習走向新社會化學習時代的連接學習。在整個學習網絡構建過程中，學習網絡的節(jié)點可以是人或者知識。個人通過連接拓建與構建社會性知識網絡的過程就是促進個體社會化學習深度與廣度的過程，也是個體內部認知網絡與外部認知網絡的連接和轉化過程。學習者在交互過程中，完善和改進個人認知網絡，同時也構成社會認知網絡的一部分，分享和構建了社會認知網絡。

社會知識網絡將一部分有關知識的處理和解讀過程卸載到學習網絡的節(jié)點中，學習者可以按學習內容主題建立各種人際網絡節(jié)點，讓每個節(jié)點儲存和提供他們所需要的知識。這樣，個人的部分學習負荷被卸載到網絡上了，能更好地進行高階思維能力培養(yǎng)和高層次認知目標的達成，更好地進行群體建構和知識創(chuàng)生，更好地達成深度學習。

從知識建構與社區(qū)知識創(chuàng)造的角度來看，社會知識網絡提供了一個生態(tài)學屬性的開放的知識網絡學習環(huán)境。學習者通過知識的貢獻和創(chuàng)造不斷促進知識節(jié)點的進化。隨著學習的不斷進行，知識社區(qū)中的知識逐步增加，知識通過集體智慧得到了不斷進化（楊現(xiàn)民等，2013）。另外，學習者的連接和互動，使得個體層面的知識可以擴散到集體層面變成公共知識，知識轉化分布在人力資源即社會關系網絡中，人變成了知識與知識服務的載體，知識的社會性得到不斷進化。

而基于社會知識網絡的學習環(huán)境更是一種基于社會性知識分享、傳播和創(chuàng)造的復雜、分布式學習庫。在個體和環(huán)境的交互過程中，網絡的節(jié)點是“人”和“知識”，承載分布式知識庫的管道和媒介可以是知識網絡，也可以是與此知識節(jié)點相關的社會網絡。因此，在這種學習環(huán)境中，知識節(jié)點通過群體的認知和協(xié)同不斷進行知識擴散、知識傳播和知識創(chuàng)造。學習者只要與當前聯(lián)通知識的媒介（內容單元或者學習者）保持聯(lián)通，則可以隨時獲得個人學習網絡的生態(tài)性。

聯(lián)通主義學習理論把學習情境視野放在了網絡社會結構的變遷中，認為學習是在知識網絡結構中一種節(jié)點和關系的重構和建立，即“學習是一個網絡節(jié)點聯(lián)結的過程”（Siemens，2005）?？梢哉f，基于社會知識網絡的學習充分體現(xiàn)了連接學習的理念，認為學習就是“網絡聯(lián)結和網絡創(chuàng)造物”，是一種連接學習網絡中的用戶節(jié)點和知識節(jié)點，促進知識貢獻和創(chuàng)造以塑造新的網絡節(jié)點的深度學習。

三、深度學習的開放課程設計實踐

1.全國中小學骨干教師培訓課程設計

“全國中小學骨干教師培訓課程”面向的教師隊伍主要來源于“基礎教育跨越式創(chuàng)新探索試驗”項目，由北京師范大學教育技術學院組織實施，先后在全國范圍內建立了30余個試驗區(qū)，共有400多所中小學參與此項目。為了更好地促進試驗教師的專業(yè)化發(fā)展，培養(yǎng)研究型教師，項目組每年舉辦 “全國中小學骨干教師培訓”，培訓對象主要為各試驗區(qū)遴選出來的優(yōu)秀教師和骨干教師。

（1）知識接受學習階段

為了讓試驗教師能夠學有所思、學有所獲、學有所用，項目組自主設計開發(fā)了培訓課程，并于培訓開始之前將培訓課程內容，如學習資源、講師講稿、學習活動、評價方案等提交至學習元的“骨干教師培訓知識群”中。教師觀看講稿、下載學習資源學習即完成了接受學習的過程。

同時，參與培訓的試驗教師需要自定主題，在學習元平臺上傳一份教學設計方案，所有培訓講師和參與培訓的教師都可以觀看、協(xié)同編輯、微批注或者評論，以促使教師在做中展開學習。在所有教師都提交教學設計后，培訓講師依據教學設計主題和教師地域分布，以主題相似、組內異質的方式對參與培訓的教師進行分組，為促進組內協(xié)商深化、促進培訓內容轉化輸出以檢驗培訓效果做好準備。

（2）互動參與學習階段

為期一周的集中培訓是實現(xiàn)網絡課堂深度學習的重要階段，是建立試驗教師社會知識網絡和學習共同體的重要階段。

培訓課程內容的設計具有連貫性，涵蓋了從理論研究、技術操作到教學實踐的諸多方面，并通過語義關聯(lián)和可視化導航建立知識間的聯(lián)系，幫助教師理解主題之間的關聯(lián)，加深對課程的整體把握程度，實現(xiàn)在聯(lián)系中學習。

每個主題的講授內容均穿插著學習活動，以任務驅動的方式引導試驗教師交流分享、協(xié)商合作以及應用推廣。例如在“第八講——基于學習元的區(qū)域教研”的學習過程中，培訓講師設計了學習活動（如圖9），引導試驗教師將理論與實際相結合，用所學理論指導實際教學。

為了確保社會知識網絡的深度建構，實現(xiàn)對課程內容的深度學習，培訓以教師前期準備時提交的教學設計為載體，引導教師相互分享，然后小組內選取一份教學設計進行集體交流和協(xié)商，共同對其展開討論、修改和完善，并根據獲得的經驗和達成的共識，對組內其他成員的教學設計進行集體協(xié)同修改。同時教師還可以與感興趣的專家、同伴進行深度交互，與其分享自己的經驗和觀點、了解專家或者同伴的精熟領域或者針對某一問題向其請教，實現(xiàn)在交流中吸收他人智慧，在協(xié)作中共建共享，在比較中完善自我的學習目的。

（3）內容創(chuàng)生學習階段

骨干教師培訓在為期一周的集中面授過程中，鼓勵教師根據其集體培訓的網絡學習軌跡，反思個體知識建構和協(xié)同知識建構的過程，并以課程設計者設計的課程學習評價方案引導教師個體在與其他個體、知識的交互過程中完成對社會認知網絡的豐富。

同時，骨干教師培訓還包含面授結束后，對培訓效果進行為期一個學期的遠程跟蹤。參與培訓的骨干教師需要在后續(xù)一個學期中完成“五個一”的實踐任務，即一個技術作品、一節(jié)公開研討課、一次主題研討、一次現(xiàn)場或遠程培訓和一篇研究論文。五項實踐任務延續(xù)了集體培訓的課程設計思路，不僅幫助教師將培訓的內容轉化為教學或研究的產品，更是引導教師圍繞一個教學或者研究主題開展全方位的實踐演練，實現(xiàn)理論和實踐的結合，促進深度學習成果的產出。

培訓以面向實踐應用為主，促進了教師的自我反思，提高了教師的創(chuàng)新意識以及培訓成果的推廣價值，從而不斷推動教師個人及所在群體能力結構的改變，培養(yǎng)真正的研究型教師。

2.促進深度知識建構的數(shù)學課程設計

近年來，“翻轉課堂”（Flipped Classroom）改變了以教為中心的傳統(tǒng)教學，通過對時間的重新規(guī)劃、對知識傳授和內化過程的重新設計、對師生角色的重新認識，促進教育范式發(fā)生了本質改變。翻轉課堂重點關注學生的先驗知識，其活動設計促進了學習的遷移，并為學習提供了實時的、連續(xù)的形成性評價，以幫助學生反思學習過程等（Bransford et al.，2000）。然而當前翻轉課堂存在的主要問題是過于重視學生在課前自學質疑、課上問題解決的學習效果，卻忽視了學生在與同伴交互過程中生成的知識和經驗、學生在社會網絡的發(fā)展過程中積累的學習智慧，以及在學習資源進化歷程中的貢獻。羅瑞蘭德（Laurillard，2012）提出學生的學習不僅是通過獲得、提問等方式從與教師的溝通循環(huán)中得到知識，也不僅僅是在教師示范循環(huán)中通過完成任務實踐獲得反饋，更重要的是學習還包含與同伴的交流和溝通。本研究基于學習元平臺開展了促進深度知識建構的課程設計研究（如圖10），通過能夠引發(fā)深度學習的網絡課程設計，引導學生在真實的情境和豐富的活動中，在社會認知網絡的形成和發(fā)展中，在與同伴的互助協(xié)作過程中，在與學習內容的深層次互動中，有批判、有創(chuàng)造地形成學習經驗和智慧，實現(xiàn)真正有意義的深度學習。

（1）課前：基于交互共享的個體知識建構

課前的自主學習，是學生個體知識建構的過程。課前教師不僅要為學生提供學習視頻或者探究資源，更重要的是為學生搭建與知識、其他學習同伴相互交流的平臺，即通過設置豐富的學習活動引導學生自主建構，生成初級學習產品，或者幫助其他同伴解決學習過程中產生的問題。

（2）課中：基于協(xié)商遷移的群體知識建構

課中的學習階段是學生交流、協(xié)商、質疑、解惑的過程，是促進成果轉化、知識拓展遷移的過程。教師在這一階段，以設計不斷深入主題、達成更高要求的螺旋式上升問題為主線，引導學生與教師、同伴展開協(xié)商對話，對生成的新知或解決問題的策略達成共識；教師還需要為學生提供適當?shù)耐卣箤W習材料以達到提升高階思維能力之目的。

（3）課后：基于評價創(chuàng)新的雙重知識建構

課后的學習階段是群體互相評價、個體自我反思的階段，是數(shù)學建模的實際運用階段，是個體和群體知識建構走向完善和成熟的階段。教師不僅要根據學生的學習特點為其推送個性化學習實踐要求（如圖11），還需要設置基于網絡學習的綜合評價方案（如圖12），引導學生開展和接受多維度的評價，并根據教師、同伴的評價反思，完善自己的知識結構，以促進個體元認知的發(fā)展，以及個人知識庫的生成和創(chuàng)造，最終促進社會知識的共享。

促進深度知識建構的課程設計借鑒了翻轉課堂的教學思路，通過移動設備、學習平臺與教學的深度融合，突出了網絡學習過程中物化資源背后的“人”的貢獻，真正實現(xiàn)了師生角色的轉變，延伸了課堂教學的時間與空間，實現(xiàn)了學生的深度學習，促進了學生綜合素質與能力的發(fā)展，促進了高階思維能力的深度培養(yǎng)。

四、結論

聚合了人際網絡、知識網絡與學習活動等綜合性信息的學習元平臺，能為解決當前在線教育存在的淺層學習問題提供良好的支持。

社會知識網絡的構建是學習元平臺中深度學習的有效途徑，系統(tǒng)可以比較容易地通過建立起學習元與學習元、學習元與人、人與人之間的語義關聯(lián)，形成緊密聚合的知識與知識、知識和人、人與人的認知網絡。從這個聚合的認知網絡中可以較為快速準確地找到具有某種語義關聯(lián)的學習元集合和人際資源集合，通過多維化的學習行為以及活動交互、知識網絡與社會網絡不斷的發(fā)展，為學習者的群體建構奠定基礎，學習行為與知識網絡、人際網絡共同促進深度學習的有效發(fā)生。

基于學習元平臺的雙螺旋深度學習模型反映的就是這樣一種深度學習理念，是群建共享深度學習的典范。在學習的過程中，從初始階段的接受中學到最終的創(chuàng)造中學以及教中學，反映的是一種學習參與度的轉變，即從被動學習向主動學習的轉變，從個體學習向群體協(xié)同的轉變，從知識接受到知識創(chuàng)生的轉變，從學習者到教師的轉變等。

圍繞相應學習行為而形成的社會知識網絡，既體現(xiàn)了知識與知識之間的聯(lián)系，又體現(xiàn)了知識主體之間、人與資源之間的聯(lián)系。在這些聯(lián)系中，更強調以人為導向的知識流動，目的是實現(xiàn)網絡中的參與者之間知識的傳遞、共享、創(chuàng)造和應用。深度學習的意義不僅在于知識內容的建構，更重要的是利用蘊含在社會人際網絡中的集體智慧，形成豐富的社會知識網絡。個人可以在集體學習中不斷豐富、完善內容網絡。不僅能獲取現(xiàn)有的知識，更能掌握學習的方法和獲得知識的途徑，形成知識與人相互作用、相互交織的網絡，并通過這個網絡持續(xù)不斷地獲取所需的知識。與一般社會網絡建立的人際關系不同的是，社會知識網絡是以知識內容為核心節(jié)點，通過知識內容建立起知識之間、知識與人之間的關系。學習者與知識內容之間的連接，使得原有知識內容本身獲得了更多的發(fā)展，通過學習內容聚集所有學習者的認知智慧，將物化資源與人力資源結合在一起構建一個可以動態(tài)演化、自我發(fā)展的社會知識網絡。

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