深度學(xué)習(xí)數(shù)字化資源表征方法與開發(fā)模式

胡航+董玉琦

【摘 要】

研究在“技術(shù)怎樣促進(jìn)學(xué)習(xí)”這一核心命題的多變量探索實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，針對(duì)“學(xué)習(xí)內(nèi)容及其資源”這一變量進(jìn)行了深入的實(shí)證研究。依據(jù)實(shí)證研究的過程與結(jié)論及其相關(guān)理論基礎(chǔ)，分析了S-DIP深度學(xué)習(xí)資源表征態(tài)，總結(jié)了與表征態(tài)映射的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源表征方法及其特征，歸納了深度學(xué)習(xí)資源的五項(xiàng)開發(fā)原則，構(gòu)建了CRF深度學(xué)習(xí)資源開發(fā)模式，最后對(duì)深度學(xué)習(xí)資源的內(nèi)涵進(jìn)行了深入理解，提出了其應(yīng)用策略。

【關(guān)鍵詞】 深度學(xué)習(xí)；數(shù)字化資源；表征；開發(fā)模式

【中圖分類號(hào)】 G434 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A 【文章編號(hào)】 1009-458x（2017）12-0005-08

學(xué)與教的資源是有效教學(xué)開展的載體，是學(xué)習(xí)內(nèi)容重構(gòu)后的表征形式。AECT（2005）認(rèn)為資源具有“技術(shù)性”屬性，是人、工具、技術(shù)和體現(xiàn)學(xué)習(xí)者認(rèn)知規(guī)律的學(xué)習(xí)材料的集合，目前包括諸如指導(dǎo)者、學(xué)習(xí)者及其關(guān)系，數(shù)字化學(xué)習(xí)材料，虛擬現(xiàn)實(shí)模擬情境，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)等。鐘志賢教授認(rèn)為“學(xué)習(xí)資源是一個(gè)系統(tǒng)，包括人、材料、工具、實(shí)施和活動(dòng)五大類，每個(gè)要素都有自在的和自為的特性”（鐘志賢， 2001）。研究接受了上述觀點(diǎn)，認(rèn)為學(xué)習(xí)資源是在學(xué)與教的過程中，有效支持學(xué)習(xí)對(duì)象、學(xué)習(xí)活動(dòng)與學(xué)習(xí)交互的所有資源，本文主要指數(shù)字化資源。數(shù)字化資源作為學(xué)習(xí)活動(dòng)的“孿生兄弟”，與其相伴相生，因此，數(shù)字化資源應(yīng)該是動(dòng)態(tài)的，應(yīng)該體現(xiàn)出學(xué)習(xí)者認(rèn)知過程的規(guī)律和特征。研究依據(jù)認(rèn)知科學(xué)、學(xué)習(xí)心理和教學(xué)設(shè)計(jì)等理論，構(gòu)建了“S-ICIG深度學(xué)習(xí)（deeper learning）過程模型”，旨在開發(fā)出體現(xiàn)深度學(xué)習(xí)過程并具有良好效能的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源。

一、研究綜述

（一）現(xiàn)狀與問題

研究分別以“數(shù)字化學(xué)習(xí)資源”和“數(shù)字化教學(xué)資源”為關(guān)鍵詞在CNKI（2000-2016年）進(jìn)行檢索?！皵?shù)字化學(xué)習(xí)資源”的研究現(xiàn)狀：一是理論層面，主要包括數(shù)字化學(xué)習(xí)資源的含義、特點(diǎn)與分類的研究，數(shù)字化資源的表征方式，基于數(shù)字化學(xué)習(xí)資源的教學(xué)模式等。二是資源開發(fā)與建設(shè)層面，主要包括資源庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)課程、微課等的設(shè)計(jì)與制作等。三是資源的應(yīng)用層面，主要基于數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等學(xué)科，對(duì)其資源進(jìn)行靜態(tài)描述與分析，教學(xué)過程中的動(dòng)態(tài)應(yīng)用實(shí)踐較少?？梢?，目前數(shù)字化學(xué)習(xí)資源的研究一是重硬件更新，輕資源配套；二是重資源積累，輕資源對(duì)認(rèn)知規(guī)律的把握；三是重資源形式，輕資源在學(xué)科教學(xué)活動(dòng)中的應(yīng)用策略。因此，研究擬從以下三個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)與開發(fā)：一是依據(jù)深度學(xué)習(xí)的認(rèn)知特征，開發(fā)多層次、多形式符合認(rèn)知規(guī)律的學(xué)習(xí)資源；二是依據(jù)深度學(xué)習(xí)的認(rèn)知過程，開發(fā)具有動(dòng)態(tài)性、交互性、生成性的學(xué)習(xí)資源；三是統(tǒng)合上述兩點(diǎn)，聚焦立體學(xué)習(xí)資源庫(kù)的系統(tǒng)性和完整性。

（二）實(shí)證研究概述

研究基于依據(jù)CTCL教育技術(shù)研究框架，在“技術(shù)怎樣促進(jìn)學(xué)習(xí)”的多變量（學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)序列）探索性實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上（胡航， 董玉琦， 2017a），以小學(xué)數(shù)學(xué)“運(yùn)算與問題解決”為載體，對(duì)“學(xué)習(xí)內(nèi)容及其資源”單變量設(shè)計(jì)了“深度學(xué)習(xí)”在其“學(xué)習(xí)內(nèi)容及其資源”層的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)（胡航， 董玉琦， 2017c）。研究設(shè)計(jì)了C-S兩類課堂，包含4個(gè)變量水平，于2016年在T市Y小學(xué)五年級(jí)4個(gè)班的數(shù)學(xué)課堂展開，為期4周，每天1學(xué)時(shí)，共20學(xué)時(shí)。

“學(xué)習(xí)內(nèi)容及其資源”單變量驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)經(jīng)過學(xué)業(yè)成績(jī)比較、眼動(dòng)和ERP腦電數(shù)據(jù)觀測(cè)，得出了以下結(jié)論（胡航， 董玉琦， 2017b）：一是基于認(rèn)知過程的學(xué)習(xí)內(nèi)容及其資源重構(gòu)具有較高有效性，主要包括三個(gè)方面：①學(xué)業(yè)成績(jī)顯著提高；②學(xué)習(xí)者差距縮??；③學(xué)習(xí)內(nèi)容與其數(shù)字化資源配套應(yīng)用比單項(xiàng)更為有效。二是認(rèn)知與技術(shù)存在交互關(guān)系，主要包括四個(gè)方面：①在低、中、高三種注意力水平時(shí)，實(shí)驗(yàn)組學(xué)習(xí)內(nèi)容與其資源的配套應(yīng)用效果均最佳；②在低注意力水平時(shí)，多媒體技術(shù)比認(rèn)知過程更能吸引學(xué)習(xí)者注意力；③在中等注意力水平時(shí)，認(rèn)知與技術(shù)的合力發(fā)揮更大效用；④在高注意力水平時(shí)，認(rèn)知的效用大于多媒體技術(shù)。三是“技術(shù)設(shè)計(jì)”而非“技術(shù)本身”促進(jìn)了學(xué)習(xí)發(fā)展，主要包含三個(gè)方面：①多媒體技術(shù)能提高學(xué)習(xí)者注意力；②體現(xiàn)認(rèn)知過程的學(xué)習(xí)技術(shù)設(shè)計(jì)更能促進(jìn)學(xué)習(xí)者發(fā)展；③技術(shù)設(shè)計(jì)若能體現(xiàn)出認(rèn)知過程便能達(dá)到最優(yōu)效用，否則會(huì)增加認(rèn)知負(fù)荷。可見，與經(jīng)典學(xué)習(xí)內(nèi)容以及重構(gòu)后的學(xué)習(xí)內(nèi)容單獨(dú)應(yīng)用相比，數(shù)字化學(xué)習(xí)資源配套應(yīng)用改善了學(xué)習(xí)者學(xué)業(yè)成績(jī)、吸引了學(xué)習(xí)者注意力、顯性化了深度學(xué)習(xí)的認(rèn)知過程、支持符合深度學(xué)習(xí)活動(dòng)的有效開展。

二、理論基礎(chǔ)

（一）圖式

圖式是一種對(duì)概念、命題和表象等表征方式進(jìn)行綜合的表征方法，是指有組織的知識(shí)結(jié)構(gòu)用以組織零散的刺激、信息和數(shù)據(jù)及其關(guān)系并形成認(rèn)知結(jié)構(gòu)。圖式包括個(gè)人圖式、自我圖式、團(tuán)體圖式、角色圖式和事件圖式等，分別表示不同主體或客體的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。思維導(dǎo)圖是圖式可視化的有效工具。

（二）認(rèn)知負(fù)荷理論

認(rèn)知加工最主要的因素是認(rèn)知負(fù)荷（Cognitive Load），指“在對(duì)待某種工作、作業(yè)或任務(wù)的過程中，所感受到心智負(fù)荷與心智努力的負(fù)載狀態(tài)”（孫崇勇， 李淑蓮， 2017）。包含三個(gè)假設(shè)（Jeroen J.G.， 2005）：一是人類信息加工系統(tǒng)由視覺和聽覺兩個(gè)通道構(gòu)成，信息在雙通道中選擇并呈送到短時(shí)記憶中；二是短時(shí)記憶（工作記憶）的信息容量是有限的，有意義學(xué)習(xí)必須在短時(shí)記憶中進(jìn)行大量認(rèn)知加工；三是加工后的信息被送到長(zhǎng)時(shí)記憶，長(zhǎng)時(shí)記憶的容量幾乎是無限的?？梢?，短時(shí)記憶處理信息的單位數(shù)量是有限的，但人們可以通過擴(kuò)大每個(gè)單位所包含的信息量達(dá)到“擴(kuò)容”的目的。擴(kuò)容的最基本方法就是采用“結(jié)構(gòu)”形式合理、有效地組織必要的關(guān)聯(lián)信息，成為“組塊”，即圖式表征，使之有可能讓更多的獨(dú)立信息濃縮進(jìn)組塊而進(jìn)入工作記憶，即通過圖式表征資源，減小相同知識(shí)量的認(rèn)知負(fù)荷。

（三）教育信息化資源觀

黎加厚教授提出教育信息化的“生命環(huán)境觀”，將其分為五個(gè)層次論述，其中一個(gè)層次闡述了教學(xué)信息化的資源觀。該理論認(rèn)為信息技術(shù)的基本屬性能為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供豐富的學(xué)習(xí)資源，促進(jìn)學(xué)習(xí)者發(fā)展，主要包含以下三個(gè)觀點(diǎn)（黎加厚， 2002）：一是資源具有“多樣性”特點(diǎn)。新媒體與新技術(shù)都不是萬能的，媒體間互為補(bǔ)充，取長(zhǎng)補(bǔ)短。二是資源具有“流動(dòng)性”特點(diǎn)。人的活動(dòng)是發(fā)展變化的，具有動(dòng)態(tài)性，教育資源的運(yùn)行必須與人的活動(dòng)相統(tǒng)一。三是資源具有“共享性”。在學(xué)習(xí)過程中，資源共享促進(jìn)師生/生生互動(dòng)、交流，最后完成意義建構(gòu)，在此共享過程中會(huì)生成新的資源。endprint

（四）深度學(xué)習(xí)認(rèn)知過程

在對(duì)課堂深度學(xué)習(xí)技術(shù)進(jìn)行研究的過程中，解析了深度學(xué)習(xí)的認(rèn)知過程，構(gòu)建了S-ICIG深度學(xué)習(xí)過程模型，如圖1所示，具體闡釋如下：①深度學(xué)習(xí)認(rèn)知過程是圖式構(gòu)建的全過程，包含內(nèi)化、調(diào)和、歸納和遷移四個(gè)階段；②調(diào)和、歸納和遷移任意一個(gè)階段可根據(jù)學(xué)習(xí)者個(gè)體情況回溯并呈現(xiàn)；③內(nèi)化階段是學(xué)習(xí)的入口，即學(xué)習(xí)者通過PCL活動(dòng)，參與、感知、體驗(yàn)和理解學(xué)習(xí)內(nèi)容的過程；④調(diào)和階段主要在內(nèi)化的基礎(chǔ)上進(jìn)行，學(xué)習(xí)者在這一階段會(huì)產(chǎn)生多種理解、疑惑甚至誤解，需要對(duì)多種認(rèn)知進(jìn)行選擇、重組和反思，進(jìn)而開始構(gòu)建自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)；⑤歸納階段主要對(duì)調(diào)和階段逐漸統(tǒng)一的認(rèn)知進(jìn)行反思和整理，這一階段具有兩項(xiàng)功能：一是形成合理的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，二是在科學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上融合和選擇不同策略去解決同一問題，從而形成最優(yōu)路徑，為達(dá)到“自動(dòng)化”做準(zhǔn)備；⑥遷移階段逐漸形成穩(wěn)定的圖式，并能遷移到不同的情境和問題解決中去，同時(shí)在這一過程中也會(huì)不斷修正和改良已有圖式。

綜上所述，學(xué)與教的數(shù)字化資源建設(shè)應(yīng)該緊緊圍繞學(xué)習(xí)的認(rèn)知過程展開，學(xué)習(xí)者圖式與認(rèn)知結(jié)構(gòu)的構(gòu)建過程即是認(rèn)知發(fā)展與學(xué)習(xí)活動(dòng)發(fā)生與進(jìn)階的過程；認(rèn)知負(fù)荷理論明確了通過圖式表征而“組塊化”的數(shù)字化資源設(shè)計(jì)要領(lǐng)；教育信息化資源觀強(qiáng)調(diào)了數(shù)字化資源的特征；深度學(xué)習(xí)認(rèn)知過程為數(shù)字化資源的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與階段性應(yīng)用提供了具有指導(dǎo)性和操作性的核心線索。研究依據(jù)上述圖式、認(rèn)知與數(shù)字化資源觀點(diǎn)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)資源的表征與開發(fā)。

三、深度學(xué)習(xí)資源表征

（一）深度學(xué)習(xí)資源的表征態(tài)

表征態(tài)是依據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容的“生態(tài)流操作范式”（胡航， 董玉琦， 2017d）而映射的深度學(xué)習(xí)資源表征狀態(tài)，是數(shù)字化資源在認(rèn)知過程中某一時(shí)間內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定的表征水平與形態(tài)。這種表征形態(tài)處在連續(xù)不斷的變動(dòng)中。態(tài)，就是相對(duì)穩(wěn)定性，不是確定的“階段”或“層次”，與學(xué)習(xí)內(nèi)容和課程的生成過程對(duì)應(yīng)。研究使用“態(tài)”的主要目的就是要與“階段”或“層次”相區(qū)分。緊緊圍繞深度學(xué)習(xí)認(rèn)知過程和學(xué)習(xí)內(nèi)容的線索，深度學(xué)習(xí)資源表征態(tài)如圖2所示。

由圖2可知，資源表征態(tài)隨著認(rèn)知過程而流動(dòng)，與學(xué)習(xí)內(nèi)容映射，充分體現(xiàn)了學(xué)習(xí)內(nèi)容重構(gòu)及其與數(shù)字化資源的一體性。同時(shí)，S-DIP資源表征態(tài)不是單純的數(shù)字資源，認(rèn)知過程體現(xiàn)了人及其活動(dòng)，在實(shí)施過程中所生成的新信息與數(shù)字資源融合，體現(xiàn)出學(xué)習(xí)資源系統(tǒng)觀。研究依據(jù)認(rèn)知過程具體闡釋如下：①資源緊圍繞圖式（S）構(gòu)建過程，對(duì)應(yīng)著“4S”學(xué)習(xí)內(nèi)容①（胡航， 董玉琦， 2017d），并在不同認(rèn)知過程處于不同的水平。選擇狀態(tài)中的核心詞匯：呈現(xiàn)、交互和問題，將其命名為“S-DIP”深度學(xué)習(xí)資源表征態(tài)。②內(nèi)化階段主要聚焦“SK”內(nèi)容，應(yīng)用知識(shí)呈現(xiàn)（knowledge demenstration）、課件演示、內(nèi)容類比等形式的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源，強(qiáng)調(diào)陳述性知識(shí)的記憶與理解。③調(diào)和階段為了選擇、重組和反思等認(rèn)知環(huán)節(jié)的有效性，采用“輻射式交互”（radiation interaction）表征，主要學(xué)習(xí)“SK”“KS”“SS”內(nèi)容，其中以“SK”為載體，促進(jìn)學(xué)習(xí)者協(xié)作、討論、批判等深度學(xué)習(xí)品質(zhì)的主動(dòng)構(gòu)建與發(fā)展，促進(jìn)學(xué)習(xí)者在拋錨式教學(xué)為中心的基礎(chǔ)上能有效進(jìn)行討論、頭腦風(fēng)暴、情境表演等活動(dòng)的開展。④歸納階段學(xué)習(xí)內(nèi)容主要是“CS”，幫助學(xué)習(xí)者開始有意識(shí)地構(gòu)建認(rèn)知結(jié)構(gòu)，采用“聚合式交互”（aggregation interaction）資源。⑤遷移階段提供“問題情境”（problems situation），學(xué)習(xí)者通過綜合應(yīng)用的方式進(jìn)行變式（variation）訓(xùn)練，從而提高問題解決能力，進(jìn)而培養(yǎng)設(shè)計(jì)和創(chuàng)造性思維。

（二）深度學(xué)習(xí)資源的表征方法

依據(jù)認(rèn)知過程中每一個(gè)階段的學(xué)習(xí)內(nèi)容及其資源表征態(tài)的特性，結(jié)合實(shí)證研究中的資源存在形式與應(yīng)用范式，研究歸納了深度學(xué)習(xí)資源的表征方法。表1根據(jù)資源表征態(tài)映射了課堂深度學(xué)習(xí)過程中采用的教學(xué)媒體及其配套資源形式，并闡釋了其支持教學(xué)的方法與過程。由表1可知：①經(jīng)典教學(xué)媒體與信息化設(shè)備相結(jié)合，如黑板板書與利用平板操作的在線平臺(tái)交互；②靜態(tài)與動(dòng)態(tài)資源交替使用，如文本、動(dòng)畫、游戲等；③資源支持教學(xué)的過程中與學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方式等相匹配，如通過頭腦風(fēng)暴、游戲、情境表演等合作方式融合學(xué)科內(nèi)容、理解策略和社會(huì)技能；④教學(xué)媒體與對(duì)應(yīng)資源按照資源表征態(tài)“流動(dòng)”運(yùn)行。

表2依據(jù)教學(xué)媒體特性劃分維度（何克抗， 李克東， 2003），分析了研究中所應(yīng)用的教學(xué)媒體及資源特性。由表2可知不同的媒體及資源具有不同的特性，在實(shí)際教學(xué)過程中要根據(jù)學(xué)習(xí)者情況、學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)和選擇。

表3依據(jù)基于知識(shí)分類的視覺表征方法（朱永海， 2013），歸納了實(shí)證研究中用于深度學(xué)習(xí)內(nèi)容的數(shù)字化表征方法，并提供了對(duì)應(yīng)的案例，供在實(shí)踐中修正、檢驗(yàn)和進(jìn)一步推廣。資源表征方法的具體形式闡釋如下：①“SK”學(xué)習(xí)知識(shí)部分主要采取了概念圖、圖解法和等級(jí)目標(biāo)分級(jí)三種表征形式。其中，概念圖主要是將四則混合運(yùn)算規(guī)則、運(yùn)算定律等零散、孤立的事實(shí)性知識(shí)通過各種關(guān)系形成一個(gè)有意義的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，最后形成“組塊類”。圖解法主要用直觀的圖形方式揭示簡(jiǎn)單問題解決中的相關(guān)要素及其關(guān)系，如“SK”列舉中用三個(gè)圖表明了A、B、C、D、E五位同學(xué)循環(huán)比賽的關(guān)系。等級(jí)目標(biāo)分級(jí)是認(rèn)知技能中問題解決的典型方法，每個(gè)操作階段都有明確的目標(biāo)并指向最終的問題解決；小學(xué)數(shù)學(xué)中四則混合運(yùn)算和應(yīng)用題都屬于問題的解決，只是表現(xiàn)的方式有所區(qū)別。②“KS”是“SK”的對(duì)應(yīng)策略，其中“SK”是顯性的，“KS”是隱形的。為了促使學(xué)習(xí)者理解并深入挖掘顯性和隱形之間的關(guān)系及其運(yùn)用策略，研究主要采用了“冰山圖”。冰山圖實(shí)際是將一個(gè)事物的構(gòu)成因素分成兩個(gè)方面：可見的與不可見的。借用冰山模型來表征同一事物中各顯性和隱性要素之間的關(guān)系及其轉(zhuǎn)換特征。例中列舉了“提公因式策略”在四則混合運(yùn)算中的典型運(yùn)用。③“SS”社會(huì)技能部分主要提升學(xué)習(xí)者個(gè)體表達(dá)技能、協(xié)調(diào)團(tuán)隊(duì)成員之間溝通與合作的能力，主要采取了隱喻法、四格漫畫和聯(lián)覺法。其中，隱喻法作為一種修辭手法，在類似物的暗示之下讓學(xué)習(xí)者感知、想象并體驗(yàn)溝通、合作的心理過程，如游戲模擬中的活動(dòng)。四格漫畫是一種古老的“用圖說事”表征形式，用開端、發(fā)展、高潮和結(jié)局四個(gè)畫面給出意想不到的結(jié)果。學(xué)習(xí)者在趣味和出奇制勝中體會(huì)人際技巧，例中用“熊貓眼”展示了學(xué)習(xí)態(tài)度。聯(lián)覺法是指各種感覺之間產(chǎn)生相互作用的心理現(xiàn)象，即對(duì)一種感覺的刺激觸發(fā)另一種感覺的現(xiàn)象，如情境模擬通過視覺隱喻、烘托等觸發(fā)學(xué)習(xí)者的多種感官，從而激發(fā)其情感共鳴。④“CS”認(rèn)知結(jié)構(gòu)主要用思維導(dǎo)圖可視化學(xué)習(xí)者大腦中的圖式，例中展示了“整數(shù)運(yùn)算”性質(zhì)，包含概念、關(guān)系和應(yīng)用題目等，從而形成立體的系統(tǒng)化圖式結(jié)構(gòu)。⑤變式訓(xùn)練中主要提供不同的情境問題，以促進(jìn)學(xué)習(xí)者知識(shí)遷移。研究采取了“蒙太奇”手法，原意是一系列畫面的不同“組裝”會(huì)產(chǎn)生不同的效果，用來提供給學(xué)習(xí)者不同的情境問題。列舉中主要展示了“植樹問題”的不同應(yīng)用領(lǐng)域。endprint

（三）深度學(xué)習(xí)資源的特征

綜合深度學(xué)習(xí)資源的表征態(tài)和表征方法，具有六大特征，具體闡釋如下：①多樣性：表2中呈現(xiàn)了七種資源，并且在表3中有九種表征方法，足見深度學(xué)習(xí)資源的多樣性，且研究還只是管中窺豹。多樣性能豐富地表征“4S”知識(shí)構(gòu)成的復(fù)雜性，同時(shí)滿足學(xué)習(xí)者多感官通道的需要。②流動(dòng)性：資源不是靜態(tài)的，而是隨著認(rèn)知過程主線索的進(jìn)階而動(dòng)態(tài)變化，有效支撐學(xué)習(xí)者認(rèn)知過程的發(fā)展。③共享性：每一位學(xué)習(xí)者雖然有自己根據(jù)認(rèn)知診斷后的個(gè)性化學(xué)習(xí)資源，但“群簇”內(nèi)外均存在個(gè)體表達(dá)、討論與合作等行為，資源共享提高了資源的利用率和教學(xué)有效性。 ④交互性：在資源共享的過程中，人機(jī)、師生和生生之間均存在著豐富的交互行為，包含知識(shí)傳遞、思維碰撞、情感交流、靈感偶發(fā)等過程。⑤生成性：在交互的過程中，隨著對(duì)資源傳遞、理解與感知，學(xué)習(xí)者在思維批判中創(chuàng)造出新的觀點(diǎn)、方法和策略，從而生成新的資源，創(chuàng)造性思維在此萌芽并發(fā)展。⑥情境性：上述各類活動(dòng)并不是零散和孤立的，而是面對(duì)真實(shí)情境問題的解決，促進(jìn)學(xué)習(xí)者舉一反三能力的發(fā)展。

四、深度學(xué)習(xí)資源開發(fā)

（一）深度學(xué)習(xí)資源開發(fā)原則

依據(jù)深度學(xué)習(xí)資源的表征態(tài)和表征方法，研究數(shù)字化學(xué)習(xí)資源的開發(fā)，在資源開發(fā)過程中遵守以下五項(xiàng)原則。

1. 事實(shí)性知識(shí)組塊化，降低認(rèn)知負(fù)荷

事實(shí)性知識(shí)具有零散性、孤立性等特征，其數(shù)據(jù)和信息常因瑣碎和信息量大而難以直接辨認(rèn)出其關(guān)系，從而增加學(xué)習(xí)者認(rèn)知負(fù)荷。因此，在資源開發(fā)過程中需要設(shè)計(jì)者找到其內(nèi)在邏輯關(guān)系，做“結(jié)構(gòu)化”處理而形成組塊化體系，從而降低認(rèn)知負(fù)荷，促進(jìn)新知識(shí)向“原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)”同化和順應(yīng)，最終構(gòu)建新的圖式。

2. 認(rèn)知技能程序化，體現(xiàn)認(rèn)知過程

認(rèn)知技能是認(rèn)知過程序列，通過若干個(gè)“產(chǎn)生式”——“條件（C）-行動(dòng)（A）”構(gòu)成復(fù)雜的“產(chǎn)生式系統(tǒng)”而形成復(fù)雜的心理機(jī)制。該系統(tǒng)通過“控制流”形成相互關(guān)系。資源開發(fā)要可視化出這種程序化過程，讓學(xué)習(xí)者厘清復(fù)雜的心理認(rèn)知過程，為“自動(dòng)化”做好準(zhǔn)備。

3. 問題解決模態(tài)化，提升“自動(dòng)性”

問題解決是認(rèn)知技能的辨別、概念、規(guī)則和高級(jí)規(guī)則綜合運(yùn)用的高級(jí)形態(tài)，包括運(yùn)用知識(shí)進(jìn)行問題解決的智慧技能和運(yùn)用元認(rèn)知策略不斷調(diào)節(jié)的過程，本質(zhì)上是一種思維構(gòu)建過程。因此，在深度學(xué)習(xí)中，支撐資源應(yīng)幫助學(xué)習(xí)者進(jìn)行思維建模，便于在理解認(rèn)知過程的基礎(chǔ)上，對(duì)問題各層面及要素關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)思考，最后形成“專家知識(shí)”，“自動(dòng)化”處理問題。

4. 策略性知識(shí)融合化，實(shí)現(xiàn)“知-策一體”

策略性知識(shí)是學(xué)科知識(shí)的“孿生兄弟”，是問題解決的潤(rùn)滑劑，與學(xué)科知識(shí)相伴相生卻又最容易被教師和學(xué)生所忽略，或即使了解卻不會(huì)流暢應(yīng)用。因此，在資源開發(fā)過程中應(yīng)該深入挖掘“KS”知識(shí)，將其與 “SK” 融合，實(shí)現(xiàn)“知識(shí)-策略一體化”。資源表征中“冰山圖”即是為了強(qiáng)調(diào)“深入挖掘”潛在的策略并與表象知識(shí)一體化融合。

5. 情感知識(shí)可感化，產(chǎn)生“情-意-行”共鳴

學(xué)習(xí)過程不只是認(rèn)知，而是知、情、意協(xié)調(diào)發(fā)展。個(gè)性化-合作學(xué)習(xí)既需要個(gè)體表達(dá)、成員溝通和情感融合等要素的支撐，同時(shí)也是發(fā)展這些人際能力的方式。資源開發(fā)不只是知識(shí)的傳遞與理解過程，而是學(xué)習(xí)品質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，這也是深度學(xué)習(xí)的重要體現(xiàn)。那么，資源開發(fā)應(yīng)運(yùn)用多種手法來引起學(xué)習(xí)者“情感-意境-行為”等多重感官通道的共鳴，表3中運(yùn)用了隱喻、聯(lián)覺等手法。

（二）深度學(xué)習(xí)資源開發(fā)模式

縱觀深度學(xué)習(xí)資源的開發(fā)與應(yīng)用過程，可以看出在緊緊圍繞認(rèn)知過程主線索的過程中，重點(diǎn)關(guān)注以下三個(gè)方面：一是強(qiáng)調(diào)內(nèi)容（content）選擇與重組的適切性；二是重視資源表征（representation）的多樣化和合理性；三是關(guān)注學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果的反饋（feedback）與修正。因此，研究將深度學(xué)習(xí)資源開發(fā)模式總結(jié)為“CRF模式”，如圖3所示。

由圖3可知，深度學(xué)習(xí)資源開發(fā)過程包含以下五個(gè)階段：一是內(nèi)容選擇與重組，主要包含四個(gè)方面：①資源開發(fā)從學(xué)科內(nèi)容“SK”篩選出發(fā)，并不是所有的學(xué)習(xí)內(nèi)容都要開發(fā)成數(shù)字化學(xué)習(xí)資源，主要針對(duì)經(jīng)典的需要可視化的認(rèn)知過程進(jìn)行選擇；②在“SK”篩選的基礎(chǔ)上，進(jìn)行對(duì)應(yīng)學(xué)習(xí)策略“KS”的深度挖掘，并且選擇與重組與其相適切的社會(huì)技能“SS”；③在上述基礎(chǔ)上，進(jìn)行“SK”和“KS”的有機(jī)融合；④兩兩之間在進(jìn)行單向和雙向流程中都必須注意適切性，即實(shí)證研究中的結(jié)論——“技術(shù)設(shè)計(jì)”而非“技術(shù)本身”促進(jìn)了學(xué)習(xí)發(fā)展。二是教學(xué)目標(biāo)分析，該階段依據(jù)學(xué)習(xí)者認(rèn)知診斷的群簇①特征進(jìn)行分析，以便將選擇與重組的“4S”內(nèi)容分層和分類。三是表征方法選擇與畫面設(shè)計(jì)，依據(jù)不同群簇的特征和內(nèi)容，選擇合適的表征方法并進(jìn)行多媒體畫面設(shè)計(jì)。在此過程中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注問題情境、認(rèn)知過程、交互方式和評(píng)價(jià)機(jī)制四方面的設(shè)計(jì)。四是在技術(shù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行資源的制作并教學(xué)應(yīng)用。五是反饋和修改階段，依據(jù)學(xué)習(xí)者學(xué)業(yè)成績(jī)和學(xué)習(xí)品質(zhì)的反饋進(jìn)一步修改和完善資源，為深度學(xué)習(xí)的大規(guī)模推廣積累經(jīng)典素材。在上述資源開發(fā)過程中，強(qiáng)調(diào)適切、認(rèn)知診斷、交互和反饋等行為，一方面體現(xiàn)了資源開發(fā)的多態(tài)性與生成性，另一方面體現(xiàn)了人在學(xué)習(xí)資源系統(tǒng)中的角色、活動(dòng)及其與數(shù)字資源本身的適切性，強(qiáng)調(diào)了學(xué)習(xí)資源的系統(tǒng)化特征。

五、深度學(xué)習(xí)資源內(nèi)涵及應(yīng)用策略

（一）深度學(xué)習(xí)資源的內(nèi)涵

研究接受了鐘志賢教授的學(xué)習(xí)資源系統(tǒng)思想（鐘志賢， 2001），認(rèn)為“學(xué)習(xí)資源是一個(gè)系統(tǒng)，包括人、材料、工具、實(shí)施和活動(dòng)五大類”。根據(jù)實(shí)證研究的操作內(nèi)容構(gòu)建了深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)架構(gòu)，如表4所示。

表4 深度學(xué)習(xí)資源系統(tǒng)架構(gòu)表

[核心觀點(diǎn) 構(gòu)成要素 運(yùn)行機(jī)理 表現(xiàn)形式 主要目的 深度學(xué)習(xí)資源是一個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行體 人、內(nèi)容、材料與活動(dòng) 認(rèn)知過程外化與學(xué)習(xí)者內(nèi)化的狀態(tài)轉(zhuǎn)換器 支撐學(xué)習(xí)者認(rèn)知過程進(jìn)階的載體 支持PCL實(shí)施，改善學(xué)習(xí)績(jī)效 ]endprint

由表4對(duì)其內(nèi)涵可理解如下：①深度學(xué)習(xí)資源是一個(gè)動(dòng)態(tài)運(yùn)行系統(tǒng)，各要素之間相互協(xié)作、共同發(fā)力。②深度學(xué)習(xí)資源系統(tǒng)由人、內(nèi)容、材料與學(xué)習(xí)活動(dòng)四要素構(gòu)成。本研究中的人指教師、學(xué)習(xí)者、家長(zhǎng)以及與學(xué)校教育相關(guān)人員；內(nèi)容指“4S”學(xué)習(xí)內(nèi)容；材料指數(shù)字化資源、文本、平板、在線學(xué)習(xí)平臺(tái)等；學(xué)習(xí)活動(dòng)指?jìng)€(gè)性化-合作學(xué)習(xí)（PCL）范疇內(nèi)的各種活動(dòng)，如游戲、頭腦風(fēng)暴等。③深度學(xué)習(xí)資源系統(tǒng)的主要運(yùn)行機(jī)理是外化或可視化學(xué)習(xí)者的認(rèn)知過程，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)習(xí)者內(nèi)化知識(shí)而構(gòu)建個(gè)體的圖式（認(rèn)知結(jié)構(gòu)），是一個(gè)內(nèi)外狀態(tài)轉(zhuǎn)換器。④深度學(xué)習(xí)資源以“S-DIP”進(jìn)階狀態(tài)表征與存在，與認(rèn)知過程相互融合而發(fā)展。⑤學(xué)習(xí)資源是支持PCL順利實(shí)施的有效工具，最終改善學(xué)習(xí)績(jī)效。

（二）深度學(xué)習(xí)資源的應(yīng)用策略

依據(jù)深度學(xué)習(xí)資源的六項(xiàng)特征以及實(shí)證研究中的應(yīng)用方式，研究認(rèn)為，深度學(xué)習(xí)資源在應(yīng)用過程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注其系統(tǒng)性、認(rèn)知性和動(dòng)態(tài)性，具體包含三種應(yīng)用策略。在實(shí)際應(yīng)用過程中，由于研究所構(gòu)建的S-DIP深度學(xué)習(xí)資源表征態(tài)基于圖式的構(gòu)建而“流動(dòng)”，因此，重點(diǎn)從圖式的角度來體現(xiàn)其應(yīng)用方法。

1. 樹立學(xué)習(xí)資源系統(tǒng)觀并構(gòu)建其運(yùn)行體

學(xué)習(xí)資源系統(tǒng)觀是深度學(xué)習(xí)資源應(yīng)用的指導(dǎo)性策略，要求摒棄學(xué)習(xí)資源工具觀，深入理解“系統(tǒng)”內(nèi)涵，樹立系統(tǒng)化思維并理解學(xué)習(xí)資源系統(tǒng)在學(xué)習(xí)系統(tǒng)中的角色、地位及與其他系統(tǒng)的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上構(gòu)建深度學(xué)習(xí)資源系統(tǒng)運(yùn)行體，把握該系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理和機(jī)制，使其在深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)中發(fā)揮良好的支撐作用。此過程主要體現(xiàn)為圖式監(jiān)控策略的應(yīng)用，是元認(rèn)知在學(xué)習(xí)過程中的應(yīng)用與發(fā)展。新的信息進(jìn)入大腦后，大腦會(huì)搜索原有圖式并將其與新信息進(jìn)行對(duì)比、篩選與判斷，當(dāng)兩者發(fā)生沖突時(shí)，圖式監(jiān)控策略會(huì)從系統(tǒng)化的角度，充分考慮新舊信息的角色、功能與關(guān)系并不斷調(diào)整。在資源應(yīng)用過程中，可構(gòu)建圖式監(jiān)控器，如引導(dǎo)學(xué)習(xí)者記錄學(xué)習(xí)標(biāo)注、學(xué)習(xí)者之間進(jìn)行頭腦風(fēng)暴和反思等，實(shí)現(xiàn)師-生、生-生和學(xué)生自我的三重監(jiān)控，及時(shí)保證資源應(yīng)用的系統(tǒng)性和有效性。

2. 關(guān)注學(xué)習(xí)者認(rèn)知過程并理解其發(fā)展機(jī)制

理解學(xué)習(xí)者認(rèn)知過程及其發(fā)展機(jī)制是深度學(xué)習(xí)資源應(yīng)用的機(jī)理性策略，要求教師或指導(dǎo)者深入理解學(xué)習(xí)者認(rèn)知過程及其機(jī)制，是學(xué)習(xí)資源應(yīng)用階段和方式的準(zhǔn)繩，也是學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)、開發(fā)和實(shí)踐需要遵守的機(jī)理。此過程主要體現(xiàn)為圖式激活及新舊交互策略，依據(jù)學(xué)習(xí)者認(rèn)知過程而發(fā)展。當(dāng)學(xué)習(xí)內(nèi)容對(duì)學(xué)習(xí)者來說是全新領(lǐng)域時(shí)，提供整體圖式——概貌性知識(shí)，以激活下一級(jí)圖式；當(dāng)學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)中有適當(dāng)知識(shí)基礎(chǔ)，那么就呈現(xiàn)并列的先行自織者以引起對(duì)同類認(rèn)知領(lǐng)域的共鳴。圖式激活后，事實(shí)性知識(shí)進(jìn)入學(xué)習(xí)者原有的命題網(wǎng)絡(luò)，然后通過在問題情境中的實(shí)踐操作將其轉(zhuǎn)化為程序性知識(shí)，后續(xù)當(dāng)對(duì)外操作的程序性知識(shí)轉(zhuǎn)換為對(duì)內(nèi)調(diào)控的知識(shí)時(shí)，也就形成了策略知識(shí)。因此，在實(shí)際應(yīng)用中“導(dǎo)入”“問題情境”“練習(xí)”等資源構(gòu)成都應(yīng)放在適切的表征階段，體現(xiàn)出學(xué)習(xí)者的認(rèn)知過程。

3. 動(dòng)態(tài)應(yīng)用學(xué)習(xí)資源并適時(shí)把控其生成狀態(tài)

動(dòng)態(tài)應(yīng)用并適時(shí)把控其生成狀態(tài)是深度學(xué)習(xí)資源應(yīng)用的實(shí)踐性策略，要求在深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)運(yùn)行過程中讓學(xué)習(xí)資源“流淌”起來，在實(shí)踐中依據(jù)認(rèn)知規(guī)律在學(xué)習(xí)活動(dòng)中合理選擇和實(shí)施，并根據(jù)學(xué)習(xí)過程中師生、生生和人機(jī)交互所生成的動(dòng)態(tài)資源適時(shí)調(diào)整、合理把控。此過程主要體現(xiàn)為圖式重建策略，主要表現(xiàn)為練習(xí)與實(shí)踐。學(xué)習(xí)者通過練習(xí)與多樣態(tài)的實(shí)踐將新知識(shí)整合進(jìn)原有的知識(shí)體系，以修正和完善原有圖式，形成新的圖式。這一過程既包括重復(fù)和強(qiáng)化已形成的圖式，也包括促進(jìn)知識(shí)遷移的變式練習(xí)，如通過學(xué)習(xí)者個(gè)體與群體相結(jié)合的方式解決新情境中的問題，以促進(jìn)變式遷移；填寫思維導(dǎo)圖空缺，構(gòu)建個(gè)體的思維導(dǎo)圖，通過群體討論調(diào)整自己的思維導(dǎo)圖等，以把控認(rèn)知結(jié)構(gòu)的生成狀態(tài)。

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收稿日期：2017-03-25

定稿日期：2017-04-27

作者簡(jiǎn)介：胡航，東北師范大學(xué)教育學(xué)部在讀博士，講師，天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)教育技術(shù)系（ 300222）。

董玉琦，博士，教授，博士生導(dǎo)師，本文通訊作者，上海師范大學(xué)教育技術(shù)系（200234）。

責(zé)任編輯 郝 丹 鄧幸濤endprint