深層學(xué)習(xí)視域下的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

張所娟，廖湘琳，余曉晗，綦秀利，解文彬

（中國人民解放軍陸軍工程大學(xué) 指揮控制工程學(xué)院，江蘇 南京 210007）

1 背 景

高等教育不僅要教給學(xué)生知識，更重要的是培養(yǎng)各自領(lǐng)域的終身學(xué)習(xí)者。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，以面向?qū)W生的深層學(xué)習(xí)為教育訴求，理應(yīng)成為高等教育長遠(yuǎn)發(fā)展的核心價(jià)值所在。翻轉(zhuǎn)課堂作為一種新興混合學(xué)習(xí)模式的代表，更加突出以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，重視學(xué)生的個(gè)性化需求。因此，本文借助于翻轉(zhuǎn)課堂這一教學(xué)形態(tài)，從創(chuàng)建有利于淺層學(xué)習(xí)向深層學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化的情境空間的角度出發(fā)，構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)框架。

早在1976年，由瑞典哥特堡大學(xué)的Marton和Saljo在長期實(shí)驗(yàn)后首次提出深層學(xué)習(xí)的概念[1]。雖然學(xué)術(shù)界對深層學(xué)習(xí)概念的界定不盡相同，但在深層學(xué)習(xí)（Deep Learning）與淺層學(xué)習(xí)（Surface Learning）的差異性以及深層學(xué)習(xí)的本質(zhì)理解上，基本達(dá)成了共識。

綜合國內(nèi)外對深層學(xué)習(xí)的認(rèn)識，深層學(xué)習(xí)是具備主動(dòng)性、批判性的學(xué)習(xí)方式，可以促進(jìn)學(xué)習(xí)者主動(dòng)構(gòu)建自身知識框架體系，并且能在不同的情境下加以應(yīng)用遷移，以解決更為復(fù)雜的真實(shí)問題，最終促進(jìn)學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成和高階思維能力的發(fā)展[2]。

翻轉(zhuǎn)課堂中，知識的傳授在課前借助于多種形式的教學(xué)資源完成，而課堂中則關(guān)注對知識的理解、內(nèi)化，師生之間在課堂中進(jìn)行互動(dòng)交流以共同完成教學(xué)目標(biāo)。很多學(xué)者對翻轉(zhuǎn)課堂提出了基本的概念框架[3]，但其在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方面存在相當(dāng)復(fù)雜的差異，并且在不同背景下仍存在無限的變化。

研究表明，一個(gè)適當(dāng)難度的挑戰(zhàn)和學(xué)生的積極參與都是促進(jìn)深層學(xué)習(xí)的重要因素；其次，知識的結(jié)構(gòu)化，也有利于促進(jìn)深層學(xué)習(xí)的發(fā)生。由翻轉(zhuǎn)課堂的特征可以看出，該學(xué)習(xí)模式下學(xué)習(xí)者有更多機(jī)會進(jìn)行研究，更多地參與批判性思維，更有效地互動(dòng)和學(xué)習(xí)，從而完成高階思維能力的培養(yǎng)。本研究從促進(jìn)深層學(xué)習(xí)發(fā)生的角度探討翻轉(zhuǎn)課堂的框架，在把握教學(xué)設(shè)計(jì)的基本特征和翻轉(zhuǎn)課堂核心原理的基礎(chǔ)上，形成迭代改進(jìn)、具有實(shí)踐意義的整體方案，為促進(jìn)深層學(xué)習(xí)發(fā)展提供可參考的設(shè)計(jì)框架及應(yīng)用模型。

2 翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計(jì)模型

深層學(xué)習(xí)對教學(xué)提出了更高的要求，對學(xué)習(xí)者的能力培養(yǎng)有了更為明確的指向。翻轉(zhuǎn)課堂的出現(xiàn)，無論從教學(xué)基本理念還是教學(xué)組織形態(tài)都為教師和學(xué)習(xí)者提供了全新的思路，更加聚焦學(xué)習(xí)者自身的發(fā)展與需求。應(yīng)借助翻轉(zhuǎn)課堂這一教學(xué)形態(tài)，從體現(xiàn)深層學(xué)習(xí)特點(diǎn)的角度出發(fā)，構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)框架。本文從宏觀和微觀兩個(gè)層面分析，引入混合學(xué)習(xí)的概念，整合在線學(xué)習(xí)與課堂面對面學(xué)習(xí)，試圖通過最大限度地發(fā)揮每個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)境組件的優(yōu)勢來整合兩者[4]。

首先，從宏觀和微觀的視角為模型設(shè)計(jì)提供了一個(gè)更為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，見圖1。

2.1 宏觀層面

宏觀層面的研究傾向于關(guān)注課程總體理念，以整個(gè)課程為對象，建立相應(yīng)模型。

1）課程分析。

首先對課程總體目標(biāo)進(jìn)行分析，梳理課程體系，選擇適合翻轉(zhuǎn)的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)劃分。翻轉(zhuǎn)課堂中，教師進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容編配，要站在學(xué)生的角度進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的舍取，考慮什么樣的內(nèi)容對學(xué)生是有意義的，是更具有挑戰(zhàn)性的？思考學(xué)生發(fā)展需要的是什么？同時(shí)，明確在翻轉(zhuǎn)課堂中，學(xué)習(xí)環(huán)境給學(xué)習(xí)者帶來的變化，充分利用在線學(xué)習(xí)與課堂學(xué)習(xí)兩種學(xué)習(xí)環(huán)境組件的組合，促進(jìn)學(xué)生的深層學(xué)習(xí)發(fā)生。

2）課程設(shè)計(jì)。

依據(jù)課程分析，定義課程的總體教學(xué)目標(biāo)，理清課程體系，明確教學(xué)，從而指導(dǎo)宏觀層面的模型設(shè)計(jì)。宏觀目標(biāo)的分析對應(yīng)大綱設(shè)計(jì)，制訂總體的教學(xué)策略、學(xué)習(xí)活動(dòng)及評價(jià)方案，體現(xiàn)課程的基本理念思想。

2.2 微觀層面

圖1 翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計(jì)框架

翻轉(zhuǎn)課堂模式下，整個(gè)教學(xué)活動(dòng)貫穿課前、課中、課后3個(gè)階段，不同的階段對應(yīng)不同的學(xué)習(xí)環(huán)境組件。課堂學(xué)習(xí)采用面對面的學(xué)習(xí)環(huán)境，而課前、課后都通過在線學(xué)習(xí)幫助學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)。因此，在進(jìn)行微觀層面的模型構(gòu)建時(shí)，以單次課程教學(xué)的分析為模型構(gòu)建的起點(diǎn)[5]。

1）教學(xué)分析。

（1）教學(xué)目標(biāo)分析。目標(biāo)的制訂以布魯姆認(rèn)知領(lǐng)域?qū)W習(xí)目標(biāo)分類法表述教學(xué)的認(rèn)知水平進(jìn)行設(shè)計(jì)。淺層學(xué)習(xí)能達(dá)到“知道、領(lǐng)會”這兩個(gè)層次的目標(biāo)；而深層學(xué)習(xí)則對應(yīng)“應(yīng)用、分析、綜合、評價(jià)” 這4個(gè)較高級的認(rèn)知水平，即高階思維能力。這可看做深層學(xué)習(xí)的核心特征，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，以培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力為導(dǎo)向，分層次制訂教學(xué)目標(biāo)。

（2）教學(xué)內(nèi)容分析。深入學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)知識的結(jié)構(gòu)化。翻轉(zhuǎn)課堂中，對于學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的內(nèi)容，不能僅僅局限于知識的羅列，而需要知識結(jié)構(gòu)化的呈現(xiàn)，以知識樹的方式組織，體現(xiàn)知識點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)；建立具有自然銜接關(guān)系的知識隊(duì)列，同時(shí)體現(xiàn)知識層次性，體現(xiàn)對學(xué)習(xí)者信息加工、意義建構(gòu)、批判反思的要求。

（3）學(xué)習(xí)者分析。課前充分考慮學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)特征，針對具體的教學(xué)對象，設(shè)置有效的導(dǎo)入確保學(xué)習(xí)者和學(xué)習(xí)內(nèi)容之間以某種形式建立關(guān)聯(lián)。這種關(guān)聯(lián)可以增加學(xué)生在課前學(xué)習(xí)的投入度、關(guān)注度，從而為學(xué)生高效完成學(xué)習(xí)任務(wù)奠定基礎(chǔ)。

2）在線學(xué)習(xí)模型。

翻轉(zhuǎn)課堂中的課前、課后階段都可以依賴在線學(xué)習(xí)環(huán)境完成，其中課前階段旨在完成知識的傳授。依據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)水平，教師設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)任務(wù)，提供微課視頻，讓學(xué)生自主安排時(shí)間、控制節(jié)奏，同時(shí)配備相應(yīng)的學(xué)習(xí)資料，確保在知識傳授階段留有相對充足的時(shí)間，讓學(xué)生理解、消化新的知識，并提供腳手架（學(xué)習(xí)資料）幫助學(xué)生建立與原有知識的關(guān)聯(lián)，從而重構(gòu)自己的知識體系。另一方面，課前階段的學(xué)習(xí)不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制，在一定程度上學(xué)生易處于無約束狀態(tài)，影響學(xué)習(xí)效果。因此，進(jìn)入課堂階段前，應(yīng)對學(xué)習(xí)者課前學(xué)習(xí)情況進(jìn)行測試，保證學(xué)習(xí)質(zhì)量。模型中融入了測試的設(shè)計(jì)。測試的形式有很多，可以是非正式的提問或一個(gè)小測試，以考查學(xué)習(xí)者對課前階段知識掌握的情況，奠定課堂學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。

3）課堂學(xué)習(xí)模型。

該模型強(qiáng)調(diào)課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)的組織與呈現(xiàn)序列，設(shè)計(jì)圍繞學(xué)習(xí)活動(dòng)和學(xué)習(xí)序列展開。深層學(xué)習(xí)是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中探索、思考、不斷重構(gòu)原有知識體系的過程中發(fā)生的，關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)出來的一種質(zhì)疑和探究精神，由此完成學(xué)生綜合能力素質(zhì)的提升。研究性學(xué)習(xí)具有開放性、探究性和實(shí)踐性的特點(diǎn)，以此作為促進(jìn)深層學(xué)習(xí)發(fā)生的途徑，將學(xué)習(xí)過程看作學(xué)生積極建構(gòu)的過程，促進(jìn)學(xué)生的高階思維發(fā)展。設(shè)計(jì)以研究性學(xué)習(xí)基本理論支撐的一系列學(xué)習(xí)活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生積極主動(dòng)參與，在學(xué)習(xí)活動(dòng)的動(dòng)態(tài)過程中產(chǎn)生師生創(chuàng)造性的教與學(xué)，在探究中激發(fā)學(xué)生思考，對動(dòng)態(tài)真實(shí)情境進(jìn)行知識遷移、理性思考并最終做出相應(yīng)的行為，是運(yùn)用學(xué)習(xí)智慧的結(jié)果[5]。該類型的學(xué)習(xí)活動(dòng)遵循“合作—體驗(yàn)—研究與對話—展示與交流—總結(jié)與反思”這一基本的序列結(jié)構(gòu)。

在課堂學(xué)習(xí)模型中，完成相應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì)，需要相應(yīng)的學(xué)習(xí)支持。在實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中，無論哪種形式的活動(dòng)，都必須以學(xué)生為中心，教師給予一定的干預(yù)以保證活動(dòng)的指向性，并設(shè)置學(xué)習(xí)測試環(huán)節(jié)，盡可能在引導(dǎo)學(xué)生自主獲取知識與技能的同時(shí)，使其學(xué)會學(xué)習(xí)，促進(jìn)其學(xué)習(xí)智慧的發(fā)展才是最為關(guān)鍵的。

4）評價(jià)反思。

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)模型中對評價(jià)方式的描述，包含了總結(jié)性評價(jià)和形成性評價(jià)兩個(gè)方式。其中形成性評價(jià)貫穿整個(gè)學(xué)習(xí)過程：在課前階段，主要對學(xué)生自主學(xué)習(xí)情況進(jìn)行測試；在課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)中，通過提問的方式了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果并根據(jù)課前自測題反饋情況調(diào)整課堂教學(xué)內(nèi)容，重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生在探究過程中的行為表現(xiàn)，以過程性評價(jià)為主實(shí)施評價(jià)，包括學(xué)生作品展示、師生互評、相應(yīng)考核評價(jià)、新舊知識遷移情況等；課后通過在線學(xué)習(xí)平臺，采取多種考核形式檢驗(yàn)學(xué)生是否達(dá)到教學(xué)目標(biāo)以及學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，及時(shí)了解學(xué)習(xí)者在課堂學(xué)習(xí)后的發(fā)展?fàn)顩r。學(xué)習(xí)者在課后要對自己在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中的所想所感進(jìn)行反思總結(jié)。這里強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)問題的能力，關(guān)注學(xué)生思維能力的發(fā)展。

5）構(gòu)建模型需要注意的問題。

（1）構(gòu)建在線學(xué)習(xí)模型與課堂學(xué)習(xí)模型時(shí)，需要考慮翻轉(zhuǎn)課堂中所有學(xué)習(xí)的一致性。在這個(gè)過程中，在線學(xué)習(xí)和課堂學(xué)習(xí)應(yīng)該是連貫且相互支持的。這種一致性意味著兩個(gè)翻轉(zhuǎn)課堂的組件具有互補(bǔ)性而不是補(bǔ)充性的關(guān)系[6]。簡單地說，沒有在線學(xué)習(xí)，課堂活動(dòng)的有效性將受到影響；缺少了課堂學(xué)習(xí)的有效支撐，在線學(xué)習(xí)可能缺乏完整性或不具備足夠的深度。

（2）對于在線學(xué)習(xí)模型與課堂學(xué)習(xí)模型的有效性，由教師、學(xué)生以及技術(shù)支持人員共同進(jìn)行判定。

（3）整個(gè)模型框架是迭代改進(jìn)的，應(yīng)根據(jù)評價(jià)反思的情況，不斷修正在線學(xué)習(xí)模型與課堂學(xué)習(xí)模型，以適應(yīng)實(shí)際的教學(xué)情況。

3 翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計(jì)模型應(yīng)用

筆者以數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用課程為例進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)。宏觀層面，以體現(xiàn)教學(xué)大綱及課程標(biāo)準(zhǔn)為基本要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，從總體上把握課程；微觀層面，選擇課程中“關(guān)系模式規(guī)范化”這一章節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用。

1）教學(xué)分析階段。

第一步是分析學(xué)習(xí)者，了解學(xué)習(xí)者的前期知識基礎(chǔ)以及學(xué)習(xí)水平；其次分析教學(xué)目標(biāo)；對于教學(xué)內(nèi)容，則界定為關(guān)系模式規(guī)范化相關(guān)章節(jié)，劃分教學(xué)內(nèi)容，形成結(jié)構(gòu)化知識。

（1）課前：通過在線學(xué)習(xí)完成函數(shù)依賴及其相關(guān)的一系列概念的理解。

（2）課中：通過實(shí)例討論是否“好”的關(guān)系模式，引出1NF、2NF、3NF 和BCNF的關(guān)系模式。

（3）課后：進(jìn)行鞏固復(fù)習(xí)。

2）在線學(xué)習(xí)模型。

（1）課前學(xué)習(xí)。依據(jù)前一階段的教學(xué)分析，設(shè)計(jì)在線學(xué)習(xí)環(huán)境下的學(xué)習(xí)任務(wù)及前測問題。給出某些關(guān)系模式，判斷各關(guān)系的候選鍵、主鍵、外鍵、主屬性、非主屬性。對課前的學(xué)習(xí)任務(wù)做出明確要求：理解函數(shù)依賴及其相關(guān)的一系列概念。提供微視頻作為學(xué)習(xí)支架，并提供豐富的教學(xué)資源幫助學(xué)生完成課前的學(xué)習(xí)，設(shè)置記錄學(xué)生學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生疑惑的模塊，以獲取學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋。最后將課前學(xué)習(xí)任務(wù)的測試題放入在線學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)表（見表1）中。在課前學(xué)習(xí)結(jié)束后，教師可以更加清晰地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)發(fā)展?fàn)顩r，及時(shí)調(diào)整課堂實(shí)施方案。

（2）課后學(xué)習(xí)。課堂學(xué)習(xí)后，學(xué)生依托在線學(xué)習(xí)平臺，完成教師事先設(shè)計(jì)好的測試任務(wù)：依據(jù)若干關(guān)系模式，判斷該關(guān)系模式屬于第幾范式，并給出判斷的依據(jù)。除此之外，應(yīng)預(yù)留一些問題對學(xué)有余力的學(xué)習(xí)者提供拓展學(xué)習(xí)的空間。

3）課堂學(xué)習(xí)模型。

教師以研究性學(xué)習(xí)為基本框架，設(shè)計(jì)課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)。遵循該類型學(xué)習(xí)活動(dòng)的基本序列結(jié)構(gòu)，結(jié)合研究性學(xué)習(xí)的構(gòu)成要素進(jìn)行設(shè)計(jì)。具體實(shí)施可以按照學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)表（見表2）。首先設(shè)置探究情境：給出學(xué)校信息管理系統(tǒng)對應(yīng)的關(guān)系模式，讓學(xué)生判斷是否是“好”的關(guān)系模式；由此確立研究學(xué)習(xí)的具體任務(wù)，分小組合作討論，各小組給出各自的討論結(jié)果并匯報(bào)；每一小組匯報(bào)后，教師綜合各組學(xué)生的匯報(bào)內(nèi)容，從整體上總結(jié)關(guān)系模式規(guī)范化的過程。

表1 在線學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)表（課前階段）

表 2 學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)表

4）評價(jià)反思階段。

結(jié)合課前的學(xué)習(xí)測試、課堂中的學(xué)習(xí)表現(xiàn)以及課后的測驗(yàn)結(jié)果完成學(xué)習(xí)評價(jià)，并進(jìn)行反思。反思在整個(gè)學(xué)習(xí)中是不可忽視的一個(gè)環(huán)節(jié)，反思有助于深層學(xué)習(xí)的生成。對學(xué)生而言，通過反思可以在感悟中獲得新知識、新技能、新想法，最終內(nèi)化為自身具備的能力。

4 結(jié) 語

翻轉(zhuǎn)課堂的出現(xiàn)，為高等教育的教學(xué)提供了不一樣的視角，也為深層學(xué)習(xí)的發(fā)生提供了有效的建構(gòu)途徑。筆者從促進(jìn)深層學(xué)習(xí)發(fā)生的視角出發(fā)，從宏觀、微觀兩個(gè)層面剖析翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，并引入不同學(xué)習(xí)環(huán)境組件，設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，試圖為促進(jìn)深層學(xué)習(xí)發(fā)展提供可參考的設(shè)計(jì)框架及應(yīng)用模型。

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