面向智慧課堂的靈活深度學(xué)習(xí)設(shè)計框架研制

彭紅超 祝智庭

摘要：深度學(xué)習(xí)是智慧教育的核心支柱，但目前尚缺少智慧課堂專屬的深度學(xué)習(xí)設(shè)計方案。如何針對深度學(xué)習(xí)的靈活性訴求，研制一種智慧課堂賦能的靈活深度學(xué)習(xí)設(shè)計框架，是推進(jìn)深度學(xué)習(xí)實踐落地的關(guān)鍵所在?；谏疃葘W(xué)習(xí)架構(gòu)理念、采用教育設(shè)計研究范式研制的面向智慧課堂的靈活深度學(xué)習(xí)設(shè)計框架，遵循逆向設(shè)計邏輯，包括課堂環(huán)境分析、明確目標(biāo)、確定評估、學(xué)生分析、任務(wù)設(shè)計、編列制定、繪制分布和決策預(yù)設(shè)等8個步驟，既體現(xiàn)了智慧課堂精準(zhǔn)把脈、互動支持、適性推送、即時反饋等四大特色功能，也為智慧課堂中的學(xué)習(xí)任務(wù)、學(xué)習(xí)活動、學(xué)習(xí)進(jìn)程和教學(xué)決策等四個方面的靈活性設(shè)計提供了詳細(xì)的方案支持，并且還能夠可視化學(xué)生深度學(xué)習(xí)的個性化進(jìn)程。該框架經(jīng)過高質(zhì)量評估標(biāo)準(zhǔn)錨定下的專家校驗與迭代修訂，已達(dá)到可交付實施的質(zhì)量要求。這一框架在智慧課堂中的應(yīng)用有助于促使學(xué)生深度參與學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生采用高級學(xué)習(xí)方略，促進(jìn)高階知能的發(fā)展，加深概念理解及其遷移應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智慧課堂;深度學(xué)習(xí);設(shè)計框架;學(xué)習(xí)架構(gòu);逆向設(shè)計;靈活性

中圖分類號：G434? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1009-5195（2021）01-0038-11? ?doi10.3969/j.issn.1009-5195.2021.01.004

基金項目：2018年度國家社會科學(xué)基金重大項目“信息化促進(jìn)新時代基礎(chǔ)教育公平的研究”（18ZDA335）。

作者簡介：彭紅超，博士，助理研究員，華東師范大學(xué)開放教育學(xué)院（上海 200062）;祝智庭（通訊作者），終身教授，博士生導(dǎo)師，華東師范大學(xué)開放教育學(xué)院（上海 200062）。

教育領(lǐng)域中的深度學(xué)習(xí)自1976年誕生以來，歷經(jīng)蟄伏期、萌動期、新興期，于2016年前后進(jìn)入迅發(fā)期（重要導(dǎo)火索是AlphaGo戰(zhàn)勝李世石事件）（彭紅超等，2020a）。再次受寵的深度學(xué)習(xí)（第一次發(fā)生在萌動期）受到學(xué)術(shù)界以及大眾的廣泛關(guān)注（何克抗，2018），他們相信深度學(xué)習(xí)是面向未來教育變革之大趨勢，處在變革主體末端的中小學(xué)校也意識到其蘊含的巨大潛在價值（Johnson et al.，2014）。

縱觀深度學(xué)習(xí)的發(fā)展史，其經(jīng)歷了兩次重大轉(zhuǎn)變，第一次是從索求理解到追求遷移，第二次是從注重過程到側(cè)重結(jié)果（彭紅超等，2020a）。當(dāng)前的深度學(xué)習(xí)與智慧教育目標(biāo)高度吻合，并成為智慧教育的核心支柱（祝智庭等，2017），但對于設(shè)計智慧課堂中深度學(xué)習(xí)的方法論，國內(nèi)少有學(xué)者進(jìn)行研究，只發(fā)現(xiàn)學(xué)者張瑋基于翻轉(zhuǎn)課堂框架提出了智慧英語課堂設(shè)計思路（張瑋，2019），以及張屹教授團(tuán)隊建構(gòu)了促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的智慧課堂教學(xué)交互框架（陳蓓蕾等，2019）。為此，本研究基于本團(tuán)隊構(gòu)建的深度學(xué)習(xí)架構(gòu)，按照教育設(shè)計研究方法，嘗試構(gòu)建智慧課堂賦能的靈活深度學(xué)習(xí)設(shè)計框架。

一、深度學(xué)習(xí)概述

1.深度學(xué)習(xí)的靈活性訴求

歷經(jīng)兩次重大轉(zhuǎn)變，深度學(xué)習(xí)現(xiàn)已發(fā)展成為一種基于理解、追求遷移應(yīng)用的有意義的學(xué)習(xí)，它通過促使學(xué)生深度參與學(xué)習(xí)、適性地采用高級學(xué)習(xí)方略來促進(jìn)高階知能的發(fā)展，并實現(xiàn)這些知能在全新情境中的應(yīng)用或新的高階知能的生成（彭紅超等，2020a）。容易發(fā)現(xiàn)，深度學(xué)習(xí)目標(biāo)對于初學(xué)者而言具有相當(dāng)?shù)碾y度，它要求學(xué)習(xí)者在意義構(gòu)建過程中，能夠根據(jù)自己的情況，隨時回顧、反復(fù)深思、修正甚至重構(gòu)已有的想法?；仡櫵鶎W(xué)的差異性和反思的不確定性造就了學(xué)習(xí)進(jìn)程的靈活多樣。

在這種靈活多樣的學(xué)習(xí)進(jìn)程中，教師的引導(dǎo)不可或缺，因為初學(xué)者容易由于缺乏解決問題的專家圖式而遭遇失?。˙ransford et al.，2000）。學(xué)生的自主也必不可少，已有研究表明，自主會讓學(xué)生更加偏好于富有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，更愿意付出更多的努力（Grolnick et al.，1989）。需要謹(jǐn)記的是，教師的引導(dǎo)與學(xué)生的自主不能涇渭分明，Green等人研究的失敗案例已證明了這點（Green et al.，2013）。因此，能夠滿足此需求的教學(xué)模式應(yīng)為靈活交互式的“師導(dǎo)探究型”模式，這種模式與“學(xué)主師導(dǎo)型”模式（鄭福勝等，2017）不同，它更加關(guān)注學(xué)生的個性需求，并且學(xué)習(xí)過程中的主導(dǎo)主體性也更加靈活多變。

相比傳統(tǒng)課堂，智慧課堂能夠更好地賦能深度學(xué)習(xí)的這些靈活性需求：在先進(jìn)技術(shù)的支持下，智慧課堂通過敏捷感知情境、全程記錄過程、精準(zhǔn)配送服務(wù)、實時反饋學(xué)情（Zhu et al.，2016），可以為學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)新知、了解動態(tài)和回顧反思提供實時事適的學(xué)習(xí)體驗;同時提供服務(wù)的智能系統(tǒng)一般由基于自適應(yīng)控制理論（Widrow，1987）的自適應(yīng)動力機(jī)制來驅(qū)動，其提供服務(wù)的強(qiáng)度會隨學(xué)生的需求或能力改變而進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。隨著學(xué)生能力的發(fā)展，智能系統(tǒng)提供服務(wù)的強(qiáng)度將逐步減弱，最終將學(xué)習(xí)的主動權(quán)完全歸還給學(xué)生，本研究團(tuán)隊將此現(xiàn)象命名為“動力機(jī)制的支架消減效應(yīng)”。

2.靈活深度學(xué)習(xí)設(shè)計的導(dǎo)向

學(xué)習(xí)架構(gòu)（Learning Architecture）是深度學(xué)習(xí)的靈活性表達(dá)（彭紅超等，2020b），并且能夠顯化學(xué)習(xí)的深度（Scanlan，2013）。與教學(xué)結(jié)構(gòu)不同，學(xué)習(xí)架構(gòu)關(guān)注影響學(xué)與教的四大要素（任務(wù)、活動、進(jìn)程、決策），對學(xué)習(xí)過程和結(jié)果的靈敏度較高。學(xué)習(xí)架構(gòu)正是這四大要素相互聯(lián)系、相互作用而形成的學(xué)與教模式的靈活框架，為靈活深度學(xué)習(xí)設(shè)計提供了指導(dǎo)理念（彭紅超等，2020b）。

學(xué)習(xí)架構(gòu)的邏輯起點是學(xué)習(xí)任務(wù)，作為深度學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容與支架，它包括有效性和趣味性兩個屬性。前者保障學(xué)習(xí)效率，以便課堂教學(xué)有更多的時間用于培育深度學(xué)習(xí)側(cè)重的高階能力及其遷移應(yīng)用;后者促進(jìn)深度參與，已有研究表明，趣味性能促使學(xué)生感知內(nèi)容的內(nèi)在價值、激發(fā)內(nèi)在動機(jī)，由此而促進(jìn)學(xué)習(xí)者深度參與（Hulleman，2007）。

學(xué)習(xí)架構(gòu)的第二個要素是學(xué)習(xí)活動，即學(xué)生完成任務(wù)的行為，包括自主性和引導(dǎo)性兩個屬性。前者旨在保障學(xué)生主動、能動的學(xué)習(xí)機(jī)會，促進(jìn)學(xué)生采用深度學(xué)習(xí)策略（Harter，1978）;后者旨在讓教師和智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)為學(xué)生深度學(xué)習(xí)護(hù)航，降低學(xué)習(xí)失敗的概率。

學(xué)習(xí)架構(gòu)的第三個要素是學(xué)習(xí)進(jìn)程，即學(xué)習(xí)活動的編列構(gòu)成，涵蓋無序性和有序性兩個屬性。前者是學(xué)生個性化適性學(xué)習(xí)的必然，后者是教師統(tǒng)一化教育教學(xué)的需求。對于教師而言，學(xué)習(xí)進(jìn)程的無序性會顯著增加教學(xué)難度，而智慧課堂中的智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)及設(shè)備能夠為教師分擔(dān)此方面的部分挑戰(zhàn)。

學(xué)習(xí)架構(gòu)的第四個要素是教學(xué)決策，它能夠?qū)ι疃葘W(xué)習(xí)的狀況做出判定，其關(guān)注智能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)驅(qū)動決策和教師的數(shù)據(jù)啟發(fā)決策，二者靈活協(xié)調(diào)、相互優(yōu)化（彭紅超等，2019），共同實現(xiàn)人機(jī)共教、人機(jī)幫學(xué)。

綜上，構(gòu)成學(xué)習(xí)架構(gòu)四大要素的各個二元屬性均相互獨立，且能夠按照學(xué)生的需求進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，每對二元屬性像左右聲道一樣，靈活協(xié)調(diào)地為學(xué)生提供立體式的深度學(xué)習(xí)體驗。

二、研究問題與方法

學(xué)習(xí)架構(gòu)為靈活深度學(xué)習(xí)提供了設(shè)計藍(lán)圖和導(dǎo)向，但并沒有給出指導(dǎo)教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計的具體解決方案，本研究試圖研制一種面向智慧課堂的靈活深度學(xué)習(xí)設(shè)計框架來解決此問題。教育設(shè)計研究是研制設(shè)計框架的系統(tǒng)性研究方法（Design-Based Research Collective，2003），按此方法的要求，框架的研制需要探究以下兩個子問題：

子問題1：靈活深度學(xué)習(xí)的設(shè)計框架包括哪些部分，各部分包括哪些步驟？

子問題2：如何確保靈活深度學(xué)習(xí)設(shè)計框架的質(zhì)量？

本研究借鑒國內(nèi)外已有的相關(guān)研究成果，按照教育設(shè)計研究的Klerk研制策略組織研究過程（De Klerk et al.，2018）：（1）文獻(xiàn)檢索。檢索涉及深度學(xué)習(xí)的文獻(xiàn)資料，與兩位志愿者一同梳理出有參考價值的論斷。（2）原型構(gòu)建。依據(jù)本研究團(tuán)隊前期研制的深度學(xué)習(xí)架構(gòu)模型，結(jié)合梳理出的參考論斷，構(gòu)建靈活深度學(xué)習(xí)設(shè)計框架的原型，該過程咨詢了3位信息化教學(xué)設(shè)計專家并采納了其建議。（3）原型校驗。對5位信息化教學(xué)設(shè)計專家進(jìn)行半結(jié)構(gòu)化訪談（不含上一步的3位專家），校驗所構(gòu)建的設(shè)計框架原型。（4）確定框架。按照專家校驗反饋的結(jié)果修正原型，得到高質(zhì)量、可交付實施的設(shè)計框架。

三、研究參與者

本研究共招募了2名志愿者，邀請了8位信息化教學(xué)設(shè)計專家，其相關(guān)信息如表1所示。其中，2名志愿者均為本專業(yè)博士生，且有CSSCI期刊論文成果發(fā)表。8位專家中前3位是構(gòu)建靈活深度學(xué)習(xí)設(shè)計框架原型的咨詢對象，他們均有5年以上信息化教學(xué)設(shè)計方面的專業(yè)經(jīng)驗;后5位是校驗設(shè)計框架原型的受訪對象，他們均具有11年以上專業(yè)經(jīng)驗，并且具有豐碩的深度學(xué)習(xí)理論與實驗研究成果。根據(jù)Klerk等人的觀點，接受咨詢與采訪的專家人數(shù)能夠滿足框架設(shè)計的信度要求，而表1所示的參與者的專業(yè)性可以很好地確?？蚣茉O(shè)計的效度。

四、研究過程設(shè)計

1.文獻(xiàn)檢索

中文文獻(xiàn)以“深度學(xué)習(xí)”“深層學(xué)習(xí)”和“教學(xué)設(shè)計”“學(xué)習(xí)設(shè)計”為主題詞，檢索中國知網(wǎng)、萬方、維普數(shù)據(jù)庫中的北大核心與CSSCI期刊論文;英文文獻(xiàn)以“deep（er） learning”“deep approach（es）”“deep strateg（y/ies）”和“l(fā)earning/teaching by design”“l(fā)earning/teaching design”“design for learning/teaching”“instructional design”為主題詞，檢索Web of Science和ERIC中的期刊論文。檢索規(guī)則為：主題詞用“""”邏輯符分組，不同主題詞間用AND邏輯符，相同主題詞間用OR邏輯符，英文“（）”及其內(nèi)部的字符用“*”邏輯符代替。對于無法獲得全文的文獻(xiàn)，嘗試采用Google學(xué)術(shù)和百度學(xué)術(shù)進(jìn)行檢索。

剔除重復(fù)條目與無法獲得全文的條目后，按照Petticrew和Roberts策略（Petticrew et al.，2006），制定出如下文獻(xiàn)遴選原則：剔除技術(shù)領(lǐng)域的文獻(xiàn);剔除主題不是教學(xué)或?qū)W習(xí)設(shè)計的文獻(xiàn);剔除沒有關(guān)注深度學(xué)習(xí)架構(gòu)任何要素或其屬性的文獻(xiàn);剔除從智慧課堂環(huán)境與資源設(shè)計方面來促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的文獻(xiàn)（原因在于本研究關(guān)注其教學(xué)應(yīng)用而非設(shè)計）。

筆者與2名志愿者依循以上原則共同遴選文獻(xiàn)，梳理其中的參考論斷，其中僅保留2人及以上認(rèn)為符合條件的文獻(xiàn)，以確保遴選精度;同時保留1人及以上認(rèn)為有參考價值的論斷，以得到盡可能多的參考依據(jù)。

2.原型構(gòu)建

原型構(gòu)建包括三個階段，一是確定靈活深度學(xué)習(xí)設(shè)計框架草圖及其各個設(shè)計部分，二是確定各設(shè)計部分可能的步驟及其聯(lián)系，三是界定并說明設(shè)計部分及其步驟。

原型構(gòu)建過程中，通過面對面與微信語音方式，咨詢3位專家的建議，特別是參考論斷中相互矛盾的觀點，如深度學(xué)習(xí)目標(biāo)是布魯姆認(rèn)知領(lǐng)域教育目標(biāo)分類的后三層還是后四層。第一次咨詢前，筆者向3位專家詳細(xì)介紹了深度學(xué)習(xí)及其架構(gòu)理念。每次咨詢后，即刻整理專家建議，并修正框架的設(shè)計步驟。

3.原型校驗

該階段采用半結(jié)構(gòu)化訪談形式對受邀的5位專家進(jìn)行訪談，提綱依據(jù)高質(zhì)量評估標(biāo)準(zhǔn)（Nieveen，2013）設(shè)計而成（每個問題均通過了專家1至專家3的審核），方式采用微信語音通話。每次訪談前5～8分鐘向?qū)＜医榻B所構(gòu)建的靈活深度學(xué)習(xí)設(shè)計框架原型，以保證受訪者深入理解其理念與思路。

高質(zhì)量評估標(biāo)準(zhǔn)適用于評估產(chǎn)品和過程等各類教育干預(yù)原型，可以對原型的總目標(biāo)和各個設(shè)計部分進(jìn)行價值判定（Plomp et al.，2007）。該評估標(biāo)準(zhǔn)包括相關(guān)性、一致性、實用性和有效性四大準(zhǔn)則，其界定如表2所示。按照此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校驗和完善后便可形成高質(zhì)量、可交付實施的框架。

采訪后，按照以下規(guī)則挑選出所有與高質(zhì)量評估標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)的反饋條目（De Klerk et al.，2018）：一是筆者與2名志愿者各自獨立挑選;二是保留同被3人挑選出的條目;三是對于其中1人或2人挑出的條目，經(jīng)過集體研討后決定是否保留。

4.確定框架

根據(jù)專家返回的條目，修正靈活深度學(xué)習(xí)設(shè)計框架原型，將形成的新框架再次發(fā)郵件給5位專家，并附上各位專家對應(yīng)的反饋意見，以方便其判定自己提出的意見是否得到完善。如此往復(fù)，直至通過所有專家的校驗評估。

五、研究結(jié)果

1.文獻(xiàn)檢索結(jié)果

依據(jù)以上文獻(xiàn)遴選標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行篩選后，得到有效文獻(xiàn)43篇，其中36篇被3人同時選中，7篇被2人同時選中。從這些文獻(xiàn)中，共梳理出有效的參考論斷158條，其中有87條被3人選中（55.1%），22條被2人選中（13.9%），49條被1人選中（31%）。這些參考論斷中也有命中文獻(xiàn)的理論基礎(chǔ)或依據(jù)（只保留3人均認(rèn)為有價值的），如Wiggins和McTighe的逆向設(shè)計（Backward Design）理論（Wiggins et al.，2005）。對于觀點相悖的參考論斷，僅做如實記錄，如何取舍在“原型構(gòu)建”時由3位專家來決定。

2.原型構(gòu)建結(jié)果

（1）深度學(xué)習(xí)架構(gòu)的靈活性表達(dá)

按照深度學(xué)習(xí)架構(gòu)理念，結(jié)合梳理得到的參考論斷，本研究團(tuán)隊確定了如圖1所示的深度學(xué)習(xí)架構(gòu)的靈活性表達(dá)方案，并得到3位專家的認(rèn)可。此方案主要關(guān)注兩方面的工作：一是靈活性設(shè)計，即圖中的螺旋路徑（由里向外）;二是智慧課堂、教師、學(xué)生的行為支持，即圖中的三角形。前者創(chuàng)設(shè)靈活深度學(xué)習(xí)的條件，后者促使任務(wù)、活動、進(jìn)程、決策的靈活性得以體現(xiàn)。

具體來講，學(xué)習(xí)任務(wù)靈活性表達(dá)需包括方略設(shè)計、學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計、學(xué)習(xí)要求、編列制定4個設(shè)計環(huán)節(jié)。方略設(shè)計為學(xué)生完成任務(wù)提供參考性行為支架。學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計注重有效性和趣味性，前者關(guān)注目標(biāo)與評估設(shè)計，后者關(guān)注情境與行為活動設(shè)計，二者之間的靈活性即為學(xué)習(xí)任務(wù)的靈活性。學(xué)習(xí)要求界定任務(wù)是否選做，為學(xué)生選擇自適任務(wù)提供可能。編列制定呈現(xiàn)符合認(rèn)知發(fā)展的學(xué)習(xí)順序，促使學(xué)生正確選擇任務(wù)。歷經(jīng)此4個環(huán)節(jié)設(shè)計好的學(xué)習(xí)任務(wù)，經(jīng)由智慧課堂的智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)適性配送或教師人工推送給學(xué)生，學(xué)生可根據(jù)實際需求選擇自己需要的學(xué)習(xí)任務(wù)。任務(wù)不同，其有效性和趣味性亦不同，這種靈活性由學(xué)生自己把控。

學(xué)習(xí)活動靈活性表達(dá)需有學(xué)習(xí)支持的設(shè)計，包括教師為保證學(xué)生順利完成任務(wù)所給予的提示與指引，以及智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)提供的提醒、推薦和警示。前者教師可通過監(jiān)督學(xué)習(xí)過程來實現(xiàn)，后者可通過數(shù)據(jù)把脈來實現(xiàn)，最后由學(xué)生自主掌控是否接受，如此學(xué)習(xí)活動的指引性與自主性之間的靈活性便得以體現(xiàn)。

學(xué)習(xí)進(jìn)程靈活性表達(dá)需有反思任務(wù)的設(shè)計，它是學(xué)生深入理解概念、實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的有效手段（Haller et al.，2007）。反思任務(wù)的設(shè)計應(yīng)以多角度和啟發(fā)性為關(guān)鍵，讓學(xué)生每次完成反思任務(wù)后都會產(chǎn)生新的認(rèn)知。將這樣的反思任務(wù)作為冗余任務(wù)，可以增大學(xué)生成功學(xué)習(xí)的概率。設(shè)計好的任務(wù)經(jīng)由智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)個性化地推薦給學(xué)習(xí)者，雖然這會增加進(jìn)程的無序性，但教師可以通過控制反思任務(wù)的數(shù)量而調(diào)控學(xué)習(xí)進(jìn)程的有序性。如此便可實現(xiàn)學(xué)習(xí)進(jìn)程無序性和有序性間的靈活性，且互不沖突。

教學(xué)決策靈活性表達(dá)需經(jīng)過人機(jī)協(xié)同方案的設(shè)計，以便發(fā)揮智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)與教師各自的決策優(yōu)勢。方案大致的理念是智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)承擔(dān)教育大數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策，教師審核后進(jìn)行基于數(shù)據(jù)啟發(fā)的決策。教師決策的數(shù)據(jù)源來自系統(tǒng)即時反饋的即席報表或?qū)W習(xí)儀表盤。教學(xué)決策的數(shù)據(jù)驅(qū)動與數(shù)據(jù)啟發(fā)間的靈活性的核心在于教師的審核，這決定了學(xué)生可自主挑選的決策服務(wù)來自于教師、智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)還是二者兼有。

（2）靈活深度學(xué)習(xí)的設(shè)計框架原型

受咨詢的專家一致贊同，融入了圖1表達(dá)方案的深度學(xué)習(xí)設(shè)計框架大致有三個基礎(chǔ)部分（還有兩個專有部分），并遵循逆向設(shè)計理念：即先明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，再確定評估證據(jù)，最后設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)（依次對應(yīng)圖2中的虛線方框內(nèi)容）。這種理念有助于提高學(xué)習(xí)任務(wù)的有效性（Wiggins et al.，2005）。按照專家們的建議，“明確學(xué)習(xí)目標(biāo)”部分應(yīng)著重目標(biāo)的表述與深度判定工作;“確定評估證據(jù)”部分應(yīng)在兼顧傳統(tǒng)證據(jù)（如測驗、習(xí)題等）的基礎(chǔ)上，著重績效評估證據(jù)的確定工作;“設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)”部分應(yīng)著重體現(xiàn)深度學(xué)習(xí)架構(gòu)的任務(wù)、活動、進(jìn)程、決策四方面的靈活性。此面向智慧課堂的靈活深度學(xué)習(xí)設(shè)計框架如圖2所示，其所有步驟均是由3位專家協(xié)商后確定的。

①明確學(xué)習(xí)目標(biāo)

目標(biāo)為評估和學(xué)習(xí)提供導(dǎo)向，目標(biāo)是否具體、明確關(guān)系到深度學(xué)習(xí)是否在正確的方向上前進(jìn)。此部分包括4個步驟（即步驟1～4）。

第1步是“列出課標(biāo)要求”。課標(biāo)一般以單元甚至整個學(xué)段為單位，因此，一堂課的課標(biāo)要在分析學(xué)習(xí)內(nèi)容和知識結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行篩選得到。

第2步是“細(xì)化目標(biāo)并表述”。對于知能層次結(jié)構(gòu)清晰的課標(biāo)要求進(jìn)行細(xì)化（如數(shù)學(xué)學(xué)科的知能），可采用“整體—部分”策略;對于知能層次結(jié)構(gòu)不清晰的課標(biāo)要求進(jìn)行細(xì)化（如語文學(xué)科的知能），可采用“演繹”策略。對于細(xì)化好的目標(biāo)，采用教學(xué)目標(biāo)制定ABCD法（即Audience、Behavior、Condition和Degree 4個英文單詞首字母的縮寫）或內(nèi)外結(jié)合法表述即可。

第3步是“歸類目標(biāo)”。參考論斷中提及的布魯姆教育目標(biāo)分類和SOLO目標(biāo)分類理論進(jìn)行歸類，前者采用“動賓結(jié)構(gòu)”，具有任務(wù)色彩，更有利于深度學(xué)習(xí)任務(wù)的設(shè)計;后者采用“動詞匹配”方式，即將第2步中的行為動詞B與布魯姆教育目標(biāo)中的19類動詞或39種替代詞進(jìn)行匹配。

第4步是“判定目標(biāo)深度”。Anderson等人（2001）明確指出，布魯姆教育目標(biāo)中第一層強(qiáng)調(diào)保持、后五層強(qiáng)調(diào)遷移，但“理解”有助于遷移而并非是遷移。按照原著與專家建議，本研究將布魯姆教育目標(biāo)（針對認(rèn)知領(lǐng)域）的前兩層判定為淺表目標(biāo)，后四層判定為深度目標(biāo)。

②確定評估證據(jù)

評估不僅能估計學(xué)生的能力水平，而且能提供反饋和促進(jìn)參與（MacFarlane et al.，2006），更能判定深度學(xué)習(xí)任務(wù)的有效程度，這是實現(xiàn)任務(wù)靈活性的基礎(chǔ)。此部分包括3個步驟（即步驟5～7）。

第5步是“確定評估標(biāo)準(zhǔn)”。標(biāo)準(zhǔn)可確保無論采取何種評估形式，其衡量的尺度均為一致?？冃гu估標(biāo)準(zhǔn)采用McTighe提出的包括內(nèi)容、過程、質(zhì)量、影響四個維度的績效評估通用標(biāo)準(zhǔn)（McTighe，2016），其他評估標(biāo)準(zhǔn)借用DOK評估標(biāo)準(zhǔn)（Darling-Hammond et al.，2013），即當(dāng)DOK水平為3及以上時表示深度學(xué)習(xí)。

第6步是“確立績效評估證據(jù)”。深度學(xué)習(xí)必須有績效評估成分，其評估的指向即是深度學(xué)習(xí)（周文葉，2018）。智慧課堂均會隱式記錄下全部的績效證據(jù)，但特定一節(jié)課究竟需要哪些證據(jù)，則需根據(jù)預(yù)期目標(biāo)來確定?？冃蝿?wù)是獲取績效證據(jù)的重要途徑，其可借用G.R.A.S.P.S.工具進(jìn)行設(shè)計（McTighe，2015），設(shè)計時需將師生置于智慧情境中。

第7步是“確立其他評估證據(jù)”。此類評估證據(jù)是績效之外的傳統(tǒng)或標(biāo)準(zhǔn)化的評估證據(jù)（如作業(yè)、期中測試等），目前此類評估在高階能力評估方面做得很差，而太過側(cè)重基本智能評估（周文葉等，2017）。

③推薦學(xué)習(xí)環(huán)境與資源

第8步是“推薦學(xué)習(xí)環(huán)境與資源”。技術(shù)賦能的智慧環(huán)境可以促進(jìn)深度學(xué)習(xí)（何克抗，2018），教師可以運用經(jīng)由數(shù)據(jù)啟發(fā)的教學(xué)智慧向?qū)W生推薦適切的線上環(huán)境（學(xué)習(xí)空間）、線下環(huán)境（創(chuàng)客空間）、混合環(huán)境（未來課堂）。資源的推薦可采用“自動推薦+人工補充”的策略，即智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)的自動推薦先行，教師可補充系統(tǒng)無力推薦的資源。目前，智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)的推薦算法主要有4種：協(xié)同過濾推薦、基于內(nèi)容的推薦、基于知識的推薦、混合推薦。其中，第一種存在冷啟動問題;第二種除冷啟動問題外，還難以推薦潛在風(fēng)格偏好的資源;第三種需要學(xué)生與系統(tǒng)頻繁交互，對于無需交互的學(xué)習(xí)情況并不適用;第四種難以把握“混合點”。為此，本研究提出如下策略，即先明確系統(tǒng)采用的算法，確定推薦的薄弱點，然后重點關(guān)注系統(tǒng)在薄弱點上的表現(xiàn)，如果需要，則通過人工方式進(jìn)行補充。

④設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)

設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)部分放在明確學(xué)習(xí)目標(biāo)和確定評估證據(jù)之后，可避免單純?yōu)樽鋈蝿?wù)而做任務(wù)。此部分是深度學(xué)習(xí)四大靈活性的集中體現(xiàn)，與評估任務(wù)不同，學(xué)習(xí)任務(wù)旨在向?qū)W生提供學(xué)習(xí)支架，方略、活動、提示是其重要組成部分（Wickersham et al.，2008），其設(shè)計包括6個步驟（即步驟9～14）。

第9步是“確定學(xué)習(xí)任務(wù)類別”。深度學(xué)習(xí)的任務(wù)要有梯度、有層次（Mitchell et al.，2011），可設(shè)計為基礎(chǔ)任務(wù)、挑戰(zhàn)任務(wù)、本真任務(wù)（Authentic Task）三層。挑戰(zhàn)任務(wù)可分為挑戰(zhàn)Ⅰ型和Ⅱ型，前者側(cè)重知能深度，后者側(cè)重知能廣度。鑒于“理解”是遷移應(yīng)用的必要條件（Griffith et al.，2000），因此另設(shè)特殊學(xué)習(xí)任務(wù)——反思任務(wù)。在確定學(xué)習(xí)任務(wù)類別時，先判定學(xué)習(xí)目標(biāo)中是否涉及核心概念（即大觀點或基本概念），如果是則設(shè)計成反思任務(wù)，否則就設(shè)計成學(xué)習(xí)任務(wù)。此處，反思任務(wù)還擔(dān)當(dāng)冗余任務(wù)角色，作為調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)程靈活性的基礎(chǔ)。

第10步是“設(shè)計學(xué)習(xí)方略”。參考論斷顯示，明智的設(shè)計原則強(qiáng)調(diào)聚焦特定智慧環(huán)境優(yōu)勢，對準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)需求，重視多方略并用。另外，也可以采用“思考—互論—分享”（Think-Pair-Share）框架（Morgan，2010）快速設(shè)計深度學(xué)習(xí)方略。設(shè)計好的策略只是建議，學(xué)生可自行決定是否采用，這是學(xué)習(xí)活動靈活性的體現(xiàn)。

第11步是“設(shè)計學(xué)習(xí)/反思任務(wù)”。學(xué)習(xí)/反思任務(wù)分別承擔(dān)學(xué)習(xí)任務(wù)靈活性和學(xué)習(xí)進(jìn)程靈活性的重任，也是實現(xiàn)學(xué)習(xí)活動靈活性的基礎(chǔ)。設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)需從確定主題、設(shè)計情境、描述行為、表征要求入手。主題應(yīng)與目標(biāo)及其包含的知能對應(yīng)，并挑選貼近生活與社會的、有意義的話題或問題，以在提高任務(wù)有效性的同時，建立內(nèi)容與經(jīng)驗之間穩(wěn)固的認(rèn)知連接（Choi et al.，1995）。設(shè)計情境時需至少體現(xiàn)以下特點之一：情感性、真實性、交互性、與自身相關(guān)、能引起認(rèn)知沖突。它們可有效增加任務(wù)靈活性所需的趣味性，并激發(fā)深度參與的欲望。任務(wù)行為可從與機(jī)器、教師、學(xué)生、內(nèi)容四方面的交互/互動角度進(jìn)行描述。描述的行為應(yīng)明確且具有操作性，可參考本研究團(tuán)隊對操作層行為的相關(guān)研究（彭紅超等，2016）。任務(wù)要求需對應(yīng)評估證據(jù)，其表征應(yīng)可觀測、可操作，此方面可借鑒ABCD目標(biāo)表述中的B和D的表征規(guī)范。對于反思任務(wù)的設(shè)計，應(yīng)重點關(guān)注兩種，即行動中反思與行動后反思。前者可通過在四類學(xué)習(xí)任務(wù)中巧設(shè)障礙、陷阱或認(rèn)知沖突來實現(xiàn);后者需設(shè)計獨立的任務(wù)，即先從盡量多的角度把同一概念情境化，然后提出能引起學(xué)生回憶、梳理、概括、總結(jié)、分析、綜合、評價等認(rèn)知活動的問題。另外，同一核心概念的反思任務(wù)需設(shè)計多個，以期通過冗余來實現(xiàn)學(xué)習(xí)進(jìn)程的靈活性。

第12步是“給予指引/提示”。指引/提示須指令明確且清晰，并用明確的行為/操作動詞表述，同時采用隱式的方式呈現(xiàn)，即智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)中的指引，點擊才顯示;紙質(zhì)的指引，刮開才顯示。

第13步是“標(biāo)注學(xué)習(xí)要求”。當(dāng)對任務(wù)有要求時，學(xué)生才有主動選擇的機(jī)會，學(xué)習(xí)路徑才會呈現(xiàn)出個性化的無序狀態(tài)。按照專家建議，將任務(wù)設(shè)置為必做、選擇性必做、選做三類，其中選擇性必做既可保證教師的基本教學(xué)要求，又能滿足學(xué)生的個性需求。鑒于目前智能技術(shù)不能很好地滿足自動標(biāo)注的要求，因此在設(shè)計任務(wù)時，教師需根據(jù)目的和任務(wù)性質(zhì)進(jìn)行人工標(biāo)注。

第14步是“確定決策方案”。按照圖1靈活性表達(dá)方案中人機(jī)協(xié)同策略執(zhí)行即可，一般來說，如果發(fā)現(xiàn)個別學(xué)生出現(xiàn)問題，則往往是由于任務(wù)不適合該學(xué)生;而如果發(fā)現(xiàn)多數(shù)學(xué)生出現(xiàn)相同問題，則往往根源在于任務(wù)本身，因此需重新設(shè)計任務(wù)（彭紅超等，2019）。

⑤繪制任務(wù)分布

第15步是“繪制任務(wù)分布”。該步驟旨在將靈活的學(xué)習(xí)進(jìn)程進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，便于師生了解學(xué)習(xí)狀況?？刹捎枚S坐標(biāo)系實現(xiàn)，其中橫坐標(biāo)表示知能廣度，縱坐標(biāo)表示知能深度。教師可按照完成此任務(wù)所需的知能廣度和深度將各個任務(wù)繪制到坐標(biāo)系中，讓智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)自動或?qū)W生人工把自己完成任務(wù)的順序繪制出來，便可形成可視化進(jìn)程圖譜。該圖譜既能幫助教師判定本堂課的任務(wù)難度是否合理，也有助于學(xué)生了解各個任務(wù)的難易程度，以便其做出更自適的選擇。

（3）原型校驗結(jié)果

訪談得到的有用反饋條目共有29條，其中來自3人、2人、1人的數(shù)量分別有22條、4條、3條。研討后決議刪除來自1人的2條條目后，最終得到27條反饋條目，如表3所示，其中的百分比為專家反饋此觀點的比例。使用這些步驟，可以確定靈活深度學(xué)習(xí)設(shè)計框架如何修正完善。

（4）框架的修訂

根據(jù)專家的反饋意見，最終形成的靈活深度學(xué)習(xí)設(shè)計框架如圖3所示。修訂后的框架圖步驟縮減至8個，流程做了大幅度簡化，4個方面的靈活性也聚焦到了對應(yīng)的步驟，以便教師清晰了解哪些步驟對應(yīng)體現(xiàn)哪個靈活性。另外，表3中的1-1、1-2、1-3、1-4、2-1、4-2、5-1、5-2等反饋，均因缺少說明所致，修訂版亦一一做了補充說明。

“課堂環(huán)境分析”是新增加的步驟，放在第1步便于教師在后續(xù)設(shè)計中，充分利用智慧課堂的精準(zhǔn)把脈、互動支持、適性推送、即時反饋等4個方面的功能特性。其中，精準(zhǔn)把脈主要分析智慧課堂可以感知和分析學(xué)生的認(rèn)知、情感、動作三方面的哪些數(shù)據(jù)，以了解智慧課堂可以為自己的設(shè)計提供哪些數(shù)據(jù)支持?；又С种饕治鲋腔壅n堂對學(xué)生與機(jī)器（交互方式、簡易程度）、教師（互動類型、互動途徑、通信方式、可互動的人數(shù)）、學(xué)生（同前者）、內(nèi)容（互動類型、互動策略）等方面互動的支持程度，以便教師事先思考后面如何設(shè)計富有成效的學(xué)習(xí)任務(wù)。適性推送主要分析智慧課堂可以推送的內(nèi)容（如建議、警示、資源、活動等）、時機(jī)（事前、即時、事后）、策略（生成性推送、整套推送），這關(guān)乎學(xué)習(xí)任務(wù)中指引/提示以及決策方案的設(shè)計。即時反饋主要分析智慧課堂可以反饋的內(nèi)容（學(xué)習(xí)進(jìn)度、作業(yè)成績等）與呈現(xiàn)方式（即席報表、學(xué)習(xí)儀表盤），這兩方面會影響教師的監(jiān)督能力以及學(xué)生對自己學(xué)習(xí)進(jìn)度與表現(xiàn)的了解。

第2步“明確目標(biāo)”并未作較大變動，只是對淺表目標(biāo)和深度目標(biāo)的界限作了修訂：將布魯姆認(rèn)知領(lǐng)域教育目標(biāo)應(yīng)用層的“執(zhí)行”及以下部分視為淺表目標(biāo)，將“實施”及以上部分視為深度目標(biāo)，這是因為深入研究后發(fā)現(xiàn)，“實施”對應(yīng)遷移中的新情境應(yīng)用，其上部分對應(yīng)高階知能的生成。

第3步“確定評估”作了一定增補，為提高其操作性和直觀性，增補了McTighe通用標(biāo)準(zhǔn)界定與指標(biāo)樣例、DOK評估標(biāo)準(zhǔn)說明、G.R.A.S.P.S.工具模板以及Darling-Hammond高質(zhì)量評估標(biāo)準(zhǔn)圖譜。

第4步是新增加的“學(xué)生分析”。這是設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)的第一個環(huán)節(jié)，旨在促使后面設(shè)計的任務(wù)貼合學(xué)生個體的情況，包括屬性層、學(xué)習(xí)層、愿景層3個層面的分析。屬性層主要分析學(xué)生的基本特征與體征、學(xué)習(xí)風(fēng)格與偏好、學(xué)習(xí)效能感等，學(xué)習(xí)層主要分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和能力水平等，愿景層主要分析課程目標(biāo)和個性學(xué)習(xí)需求。在智慧課堂中，智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)會提供部分分析結(jié)果，其他部分由教師根據(jù)系統(tǒng)呈現(xiàn)的各種報表或其感知記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析（彭紅超等，2019），以便設(shè)計符合班級/小組/個人需求的學(xué)習(xí)任務(wù)。

第5步是“任務(wù)設(shè)計”。這是設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)的第二個環(huán)節(jié)，包括類型判定、方略設(shè)計、要素設(shè)計、學(xué)習(xí)支持、屬性確定5個設(shè)計步驟。鑒于專家反饋“核心概念”不好把握，類型判定中的判定依據(jù)改為：先判定目標(biāo)是否為“理解層”目標(biāo)，如果是則設(shè)計反思任務(wù);如果不是，再判定是否為深度目標(biāo)，如果是且知能數(shù)量眾多，則設(shè)計本真任務(wù);如果是但知能數(shù)量少，則設(shè)計挑戰(zhàn)Ⅰ型任務(wù);如果不是深度目標(biāo)但知能數(shù)量眾多，則設(shè)計挑戰(zhàn)Ⅱ型任務(wù);如果不是且知能數(shù)量少，則設(shè)計基礎(chǔ)任務(wù)。方略設(shè)計由整節(jié)課的方略修改為當(dāng)前學(xué)習(xí)任務(wù)的方略，并增加了不同類型任務(wù)的設(shè)計原則。要素設(shè)計（即主題、情境、行為、要求）是對“設(shè)計學(xué)習(xí)/反思任務(wù)”的修訂。為增強(qiáng)可操作性，為教師提供了各類任務(wù)和各個要素設(shè)計的原則和描述行為環(huán)節(jié)可能會用到的具有可操作性的行為樣表。對于反思任務(wù)，未作變動。學(xué)習(xí)支持中對學(xué)習(xí)環(huán)境與資源的推薦進(jìn)行了細(xì)化并聚焦到了學(xué)習(xí)任務(wù)，也融入了“給予指引/提示”的內(nèi)容。具體來講，主要關(guān)注學(xué)習(xí)任務(wù)需要智慧課堂提供的情境、工具、資源、指引四方面的支持。情境方面，關(guān)注學(xué)習(xí)任務(wù)需要何種設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、場所;工具方面，關(guān)注需要提供何種工具的支持，如認(rèn)知、檢索、交流等工具;資源方面，關(guān)注需要哪些學(xué)習(xí)材料;引導(dǎo)方面，即為原型中的第12步，未作變動。屬性確定除了針對學(xué)習(xí)要求外，還增加了難度系數(shù)、時間限制、學(xué)習(xí)條件等，它們用于智能學(xué)習(xí)平臺個性化推薦時的屬性匹配。

第6步是“編列制定”。這是設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)的第三個環(huán)節(jié)。雖然學(xué)生可以按照自己的偏好和需求選擇任何順序完成任務(wù)，但為了便于學(xué)生更容易地發(fā)現(xiàn)任務(wù)間的關(guān)系，并做出更為合適的選擇，依然建議教師按照“從簡到難”或“從難到簡”的順序排列設(shè)計好的學(xué)習(xí)任務(wù)。反思任務(wù)的編列則關(guān)注該概念的反思任務(wù)之?dāng)?shù)量與分布。數(shù)量越大，則迭代順序越強(qiáng)，如果將其按照從簡到難（或從難到簡）的順序排列，并規(guī)定完成反思任務(wù)的順序，還可以限定學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展路徑。

第7步是“繪制分布”。這是設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)的第四個環(huán)節(jié)，表3中未列出此步驟的問題，因此未作變動。

第8步是“決策預(yù)設(shè)”。即針對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可能遇到的問題預(yù)設(shè)決策方案，因此調(diào)整到了最后一步。針對決策應(yīng)更具操作性的專家建議，此處引入了本研究團(tuán)隊早期的研究成果，即人機(jī)協(xié)同決策原則（祝智庭等，2018）和決策流程（祝智庭等，2020）。

六、結(jié)束語

本研究基于深度學(xué)習(xí)架構(gòu)理念，采用教育設(shè)計研究方法，研制了一種面向智慧課堂的靈活深度學(xué)習(xí)逆向設(shè)計框架。該框架共有八大步驟，能夠通過學(xué)習(xí)任務(wù)、學(xué)習(xí)活動、學(xué)習(xí)進(jìn)程、教學(xué)決策四方面的靈活性促使學(xué)生深度參與學(xué)習(xí)、引導(dǎo)學(xué)生采用高級學(xué)習(xí)方略、促進(jìn)高階知能的發(fā)展、加深概念理解及其遷移應(yīng)用。經(jīng)過高質(zhì)量評估標(biāo)準(zhǔn)錨定下的專家校驗與迭代修訂，此框架已達(dá)到可交付實施的質(zhì)量要求。但專家校驗時的實用性與有效性均是根據(jù)自己的經(jīng)驗做出的判定，至于實際的實用性與有效性如何，還需要本研究團(tuán)隊在后續(xù)研究中進(jìn)一步驗證。

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收稿日期 2020-12-20 責(zé)任編輯 劉選

A Design Framework of Flexible Deep Learning for Smart Classroom

PENG Hongchao， ZHU Zhiting

Abstract： Although deep learning is the core pillar of smart education， there is currently a lack of deep learning design solutions dedicated to smart classrooms. Furthermore， how to develop a design framework empowered by smart classroom， with a focus on the need for the flexibility of deep learning， is the key to promoting deep learning practice. In this regard， this study develops a design framework of flexible deep learning for smart classrooms， guided by learning architecture ideas and using an educational design research paradigm. The developed design framework following the logic of Backward Design consists of eight steps， that is， classroom environment analysis， setting goals， determining the criteria and evidence of assessment， student analysis， tasks design， making a sequence of learning activities， drawing the task distribution and decision-making pre-design. It not only embodies the four characteristic functions of the smart classroom， such as diagnosing and analyzing accurately， supporting interaction， pushing adaptively， and instant feedback， but also provides detailed solutions of flexible design in four aspects： learning tasks， learning activities， learning paths， and teaching decision-making supported by four smart classroom functions. In addition， it also can visualize the personalized path of students deep learning. With rigorous expert verification and iterative revision to the framework， the developed framework meets the quality requirements for implementation. The application of this framework in a smart classroom helps to promote students deep engagement in learning， guide students to adopt advanced learning strategies， promote the development of higher-level knowledge and abilities， and deepen the understanding of concepts as well as their transferring and application.

Keywords： Smart Classroom; Deep Learning; Design Framework; Learning Architecture; Backward Design; Flexibility