深度學(xué)習(xí)理論在混合教學(xué)模式中的應(yīng)用研究

逄 鵬，于大全，姜瑩瑩，李金懋，張 寧

(黑龍江工業(yè)學(xué)院電氣與信息工程學(xué)院，黑龍江雞西 158100)

傳統(tǒng)課堂中，教師是學(xué)生“單一來(lái)源”的“優(yōu)質(zhì)”教育資源提供者，教師講，學(xué)生聽，學(xué)生被動(dòng)的接受知識(shí)，缺乏主動(dòng)思考和知識(shí)的構(gòu)建過(guò)程，這樣培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生缺乏想象力和創(chuàng)造力。隨著教育部“十二五”和“十三五”精品開放課、在線課程、“金課”的建設(shè)[1]，學(xué)生可免費(fèi)獲得大量來(lái)自全國(guó)各高校名師的精品課資源。隨著學(xué)生獲取優(yōu)質(zhì)資源的方式日益增多，傳統(tǒng)課堂的授課方式必須做出行之有效的變化來(lái)應(yīng)對(duì)當(dāng)今教育之變革。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，不能再單純的理解、記憶，而忽視知識(shí)本身的創(chuàng)造過(guò)程，課堂上應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位，培養(yǎng)學(xué)生自主構(gòu)建知識(shí)，并了解知識(shí)的創(chuàng)造過(guò)程和應(yīng)用領(lǐng)域，融入“深度學(xué)習(xí)”教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)、構(gòu)想、歸納等思維培養(yǎng)過(guò)程，在教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，應(yīng)深入探究混合教學(xué)模式下促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的方法，來(lái)提高學(xué)生各方面能力，達(dá)到深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)，本文將深度學(xué)習(xí)理論應(yīng)用到混合教學(xué)模式下，從課前、環(huán)境與資源、教學(xué)活動(dòng)和教學(xué)評(píng)價(jià)4個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用。

一、深度學(xué)習(xí)及SPOC

1.深度學(xué)習(xí)

深度學(xué)習(xí)，源于美國(guó)學(xué)者Ference Marton和Roger Saljo的實(shí)驗(yàn)教學(xué)法研究。深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者主動(dòng)地、批判地接受新知識(shí)，經(jīng)過(guò)深度加工，構(gòu)建知識(shí)體系，并將已有的知識(shí)靈活遷移，充分利用所學(xué)內(nèi)容解決實(shí)際問(wèn)題[2]。相對(duì)傳統(tǒng)被動(dòng)淺層學(xué)習(xí)而言，深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)在具體的情景中進(jìn)行學(xué)習(xí)，更多地強(qiáng)調(diào)批判式學(xué)習(xí)，關(guān)注如何整合新舊知識(shí)，如何完成知識(shí)的遷移與創(chuàng)新，如何在教師的引導(dǎo)下探究式學(xué)習(xí)并構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)。通過(guò)挖掘知識(shí)的內(nèi)在屬性，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，以此培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力、應(yīng)用知識(shí)能力和創(chuàng)新能力，為新時(shí)代創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提供有力支撐。

2.SPOC

SPOC(small private on-line course 小規(guī)模限制性在線課程)的概念是加州大學(xué)伯克利在線教育主管Armando Fox提出的，課程中學(xué)生人數(shù)一般在幾十人到幾百人，申請(qǐng)加入課程應(yīng)具備一定條件，滿足要求的學(xué)生才可加入SPOC課程。德國(guó)達(dá)姆施塔特工業(yè)大學(xué)Rolf Hoffmann將SPOC看做是MOOC和課堂教學(xué)的結(jié)合[3]。當(dāng)下，教育部鼓勵(lì)教師應(yīng)用MOOC/SPOC資源進(jìn)行教學(xué)改革，提升教學(xué)效果。

經(jīng)典SPOC教學(xué)模式通常包括課前認(rèn)知、課內(nèi)強(qiáng)化和課后拓展三個(gè)過(guò)程，每個(gè)過(guò)程又分別對(duì)應(yīng)三個(gè)具體教學(xué)環(huán)節(jié)，如圖1所示。課前認(rèn)知過(guò)程，學(xué)生通過(guò)在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，查看老師布置的學(xué)習(xí)要求，完成視頻學(xué)習(xí)內(nèi)容和相應(yīng)的課前小測(cè)，也可開展線上小組討論。課內(nèi)強(qiáng)化過(guò)程，課堂上，教師和學(xué)生針對(duì)課前學(xué)習(xí)內(nèi)容及所遇到的問(wèn)題進(jìn)行交流互動(dòng)，并通過(guò)小組討論來(lái)展示學(xué)習(xí)成果及收獲，教師根據(jù)交流成果等內(nèi)容進(jìn)一步強(qiáng)化重點(diǎn)知識(shí)。課后拓展過(guò)程，學(xué)生通過(guò)課堂內(nèi)容進(jìn)一步延伸所學(xué)知識(shí)，通過(guò)拓展、提高，來(lái)探究知識(shí)如何運(yùn)用和知識(shí)在實(shí)際過(guò)程中的效用，同時(shí)糾正對(duì)重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)的理解，完成知識(shí)的升華[4]。

圖1 SPOC教學(xué)模式

二、融合深度學(xué)習(xí)的混合教學(xué)理論框架

為了更有質(zhì)量的進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，將在線學(xué)習(xí)和傳統(tǒng)線下教學(xué)有效融合，使學(xué)習(xí)者達(dá)到深度學(xué)習(xí)，依據(jù)Eric Jensen和LeAnn Nickelsen提出的深度學(xué)習(xí)路線 DELC( Deeper Learning cycle)，建立了相應(yīng)的教學(xué)實(shí)踐框架，并在該框架下開展實(shí)踐教學(xué)，以此促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力及創(chuàng)新意識(shí)，最終達(dá)到深度學(xué)習(xí)的效果[5]。通過(guò)課前設(shè)計(jì)、環(huán)境與資源設(shè)計(jì)、教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)和教學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)四個(gè)部分實(shí)施教學(xué)活動(dòng)。

1.深度學(xué)習(xí)路線

(1)課前設(shè)計(jì)

1)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與課程：分析國(guó)家及學(xué)校相關(guān)政策與制度、專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃、課程大綱、培養(yǎng)目標(biāo)，以此為本研究提供政策基礎(chǔ)。通過(guò)分析教學(xué)環(huán)境、學(xué)情、學(xué)習(xí)目標(biāo)來(lái)設(shè)定學(xué)習(xí)內(nèi)容，準(zhǔn)備學(xué)習(xí)資源。

2)預(yù)評(píng)估：預(yù)評(píng)估是實(shí)施深度學(xué)習(xí)策略的先決條件。教師對(duì)教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)和教學(xué)資源進(jìn)行課前評(píng)估，同時(shí)對(duì)學(xué)習(xí)者的知識(shí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)傾向進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)估。

(2)環(huán)境與資源設(shè)計(jì)

1)營(yíng)造真實(shí)而有意義的學(xué)習(xí)情境：以多元化的內(nèi)容和形式在課堂上進(jìn)行有效的師生互動(dòng)，通過(guò)線上平臺(tái)提供的搶答、隨機(jī)點(diǎn)名和頭腦風(fēng)暴等功能，增強(qiáng)學(xué)生課堂參與度，鼓勵(lì)互動(dòng)，為學(xué)習(xí)者創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍。形成教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生的多邊形互動(dòng)方式，最大程度的啟發(fā)學(xué)生自己主動(dòng)發(fā)現(xiàn)知識(shí)。在課下，以微信、QQ等方式進(jìn)行補(bǔ)充交流[6]。

2)預(yù)備與激活先期知識(shí)：先期知識(shí)和新知識(shí)之間相互滲透，使得學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中，不斷修正、完善其認(rèn)知結(jié)構(gòu)。知識(shí)之間彼此是有聯(lián)系的，不能片面的審視其中一部分，否則對(duì)知識(shí)的整體性會(huì)產(chǎn)生不利影響。根據(jù)前一階段預(yù)評(píng)估的結(jié)果，教師可適當(dāng)增加先期知識(shí)的講授，并采取相應(yīng)的措施激發(fā)學(xué)生的背景知識(shí)，最終使新舊知識(shí)豁然貫通，讓學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)有更深入的理解。

(3)教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

1)獲取新知識(shí)：在SPOC學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生可獲得新知識(shí)，該環(huán)節(jié)教師不參與，完全讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)。針對(duì)SPOC課程，學(xué)生通過(guò)觀看教學(xué)視頻獲取新知識(shí)，每節(jié)課通常由若干段小視頻組成，每段視頻在15分鐘左右，每周總時(shí)長(zhǎng)2小時(shí)左右，學(xué)生可靈活選擇學(xué)習(xí)的時(shí)間和觀看的次數(shù)。教學(xué)視頻的學(xué)習(xí)，即為新知識(shí)的構(gòu)建過(guò)程。該過(guò)程學(xué)生可通過(guò)在線提問(wèn)、討論和測(cè)試夯實(shí)對(duì)知識(shí)的理解程度，實(shí)現(xiàn)先期知識(shí)和新知識(shí)的完美結(jié)合。

2)深度加工知識(shí)：深度學(xué)習(xí)最重要的部分即如何實(shí)現(xiàn)知識(shí)的深度加工，深度加工主要發(fā)生在課堂教學(xué)，包括①學(xué)生講解，圍繞SPOC視頻的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解，每周1小時(shí)。②小組互動(dòng)交流，就學(xué)生講解的知識(shí)點(diǎn)，組間討論、歸納、拓展，每周0.5小時(shí)。③教師總結(jié)和補(bǔ)充，每周1.5小時(shí)，教師在前期基礎(chǔ)上整合教學(xué)內(nèi)容，點(diǎn)出核心問(wèn)題，提供完善的評(píng)估體系以輔助學(xué)習(xí)者深度加工知識(shí)。

(4)教學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

教學(xué)活動(dòng)過(guò)程中，合理的評(píng)價(jià)和反饋起著至關(guān)重要的作用。合理的評(píng)價(jià)體系對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)形式及學(xué)習(xí)成果會(huì)產(chǎn)生積極的影響，因此，必須通過(guò)一定的評(píng)價(jià)方式來(lái)檢測(cè)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的效果，評(píng)價(jià)應(yīng)在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中由教師引領(lǐng)貫穿。合理的評(píng)價(jià)體系，能夠使學(xué)生和教師根據(jù)評(píng)價(jià)反饋結(jié)果，認(rèn)真修正知識(shí)，以此進(jìn)一步提升學(xué)習(xí)效果。

2.混合教學(xué)模式設(shè)計(jì)

依據(jù)深度學(xué)習(xí)路線的特征，設(shè)計(jì)了“MOOC+SPOC”環(huán)境的深度學(xué)習(xí)混合教學(xué)模式(如圖2所示)，融合深度學(xué)習(xí)理論，并將MOOC優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源與SPOC資源相結(jié)合，目標(biāo)是構(gòu)建深度學(xué)習(xí)理論下的混合教學(xué)模式框架，以此來(lái)指導(dǎo)教學(xué)過(guò)程[7]。

圖2 基于DELC的混合教學(xué)框架

課前設(shè)計(jì)是混合教學(xué)實(shí)施的先決條件，主要由教師進(jìn)行，包括設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與課程和預(yù)評(píng)估兩部分。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與課程通常根據(jù)人才培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱來(lái)設(shè)計(jì)課程，并充分體現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)。預(yù)評(píng)估主要指學(xué)習(xí)者的知識(shí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)傾向和教師對(duì)其設(shè)計(jì)的課程進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)估，通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)的終極目標(biāo)是引導(dǎo)學(xué)習(xí)者掌握核心的學(xué)科知識(shí)。

環(huán)境資源設(shè)計(jì)用來(lái)引導(dǎo)學(xué)生激活先期知識(shí)，通過(guò)電路原理教學(xué)團(tuán)隊(duì)的有效合作，促進(jìn)資源共建共享，以此提高教學(xué)效果。筆者所在院校多年來(lái)一直采用小班化教學(xué)，并由不同教師在統(tǒng)一大綱的前提下進(jìn)行獨(dú)立教學(xué)，但其教學(xué)效果仍會(huì)受教師教學(xué)水平和教學(xué)資源限制的影響，而通過(guò)在線課程的建設(shè)，有效解決了之前教師各自為陣、單打獨(dú)斗的現(xiàn)象，讓每一位學(xué)生都可與教學(xué)團(tuán)隊(duì)的各位教師進(jìn)行線上接觸，學(xué)習(xí)到每位教師最精華的部分，享受到每位教師提供的資源[8]，為深度學(xué)習(xí)實(shí)施提供了充分的資源保證。

教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)是混合教學(xué)的核心，包括新知識(shí)的獲取、深度加工知識(shí)兩部分，獲取新知識(shí)主要是從視頻課中獲取，包括智慧樹平臺(tái)上的校本電路團(tuán)隊(duì)在線課程和MOOC優(yōu)質(zhì)資源，觀看視頻是新知識(shí)的自我建構(gòu)，同時(shí)可在線完成提問(wèn)、討論和完成作業(yè)，在該過(guò)程中，學(xué)生完成了新舊知識(shí)的自我融合建構(gòu)；在課堂上，可對(duì)知識(shí)進(jìn)行深度加工，學(xué)生根據(jù)視頻課程的內(nèi)容，提煉出知識(shí)點(diǎn)，并進(jìn)行課內(nèi)分享，小組學(xué)習(xí)討論，教師完成關(guān)鍵知識(shí)的總結(jié)和強(qiáng)化拓展，這個(gè)過(guò)程充分的促進(jìn)了團(tuán)隊(duì)交流和知識(shí)的升華。

教學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)是混合教學(xué)的核心，能夠發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)過(guò)程中的問(wèn)題，客觀的評(píng)價(jià)能夠有效反哺教學(xué)，助推教學(xué)效果，評(píng)價(jià)包括教學(xué)評(píng)價(jià)和學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)。執(zhí)行評(píng)價(jià)的方式可采用過(guò)程性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)。過(guò)程性評(píng)價(jià)通常根據(jù)課程內(nèi)容，課前組織互動(dòng)測(cè)試題，如選擇題和判斷題等作為過(guò)程考核一項(xiàng)內(nèi)容。課中，采用線上平臺(tái)的多種互動(dòng)方式開展評(píng)價(jià)[9]，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，進(jìn)行有針對(duì)性的修正教學(xué)過(guò)程、完善教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)而拓展學(xué)生思路，達(dá)到深度學(xué)習(xí)的教學(xué)效果。總結(jié)性評(píng)價(jià)通過(guò)期末測(cè)試開展。教學(xué)評(píng)價(jià)以通過(guò)學(xué)生問(wèn)卷調(diào)查的形式進(jìn)行評(píng)教。通過(guò)教學(xué)評(píng)價(jià)與反思，教師對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行總結(jié)，不斷完善教學(xué)模式，找到教學(xué)中的不足及問(wèn)題所在，以便糾正這些錯(cuò)誤，彌補(bǔ)這些不足，找到努力的方向，以此提升教學(xué)效果和提高學(xué)生解決復(fù)雜問(wèn)題的能力。

三、融合深度學(xué)習(xí)理論的混合教學(xué)實(shí)施過(guò)程

混合教學(xué)必須要有行之有效的教學(xué)流程才能切實(shí)執(zhí)行學(xué)習(xí)任務(wù)，保證課堂的教學(xué)效果，才能充分發(fā)揮深度學(xué)習(xí)下的混合教學(xué)優(yōu)勢(shì)。以《電路原理》課程為例，在電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)應(yīng)用深度學(xué)習(xí)理論的混合學(xué)習(xí)框架指導(dǎo)教學(xué)過(guò)程。該實(shí)踐過(guò)程分為教學(xué)準(zhǔn)備、教學(xué)實(shí)施和教學(xué)評(píng)價(jià)與反思三個(gè)環(huán)節(jié)。這三個(gè)環(huán)節(jié)是一個(gè)統(tǒng)一的整體，遵循一定的順序，相互影響[10]。如果缺少鏈接或者順序錯(cuò)亂，最終的教學(xué)效果將會(huì)受到影響，可能不會(huì)達(dá)到相應(yīng)的教學(xué)效果，基于深度學(xué)習(xí)的混合教學(xué)實(shí)踐過(guò)程如圖3所示。

圖3 基于DELC的混合教學(xué)實(shí)踐過(guò)程

第一個(gè)環(huán)節(jié)是課前的教學(xué)準(zhǔn)備，包括課前分析和資源合理設(shè)計(jì)。應(yīng)對(duì)教學(xué)對(duì)象、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)境進(jìn)行有效分析，分析的程度會(huì)對(duì)后續(xù)教學(xué)資源設(shè)計(jì)有很強(qiáng)的指導(dǎo)作用。

第二個(gè)環(huán)節(jié)是教學(xué)活動(dòng)的實(shí)踐過(guò)程，分為課前、課中及課后三個(gè)階段。學(xué)生課前可以在“智慧樹”平臺(tái)，提出學(xué)習(xí)過(guò)程遇到的難點(diǎn)，學(xué)生之間彼此交流討論，老師進(jìn)行引導(dǎo)，同時(shí)需完成知識(shí)小測(cè)。課堂上，教師分析課程關(guān)鍵知識(shí)，解決學(xué)生在實(shí)踐時(shí)遇到的關(guān)鍵問(wèn)題。然后學(xué)生在小組討論過(guò)程中，展示作品和成果，完成知識(shí)鞏固和吸收。在課堂上，學(xué)生展示作品，通過(guò)自評(píng)、互評(píng)、交流討論等方式，對(duì)知識(shí)進(jìn)一步的深入理解，在理解的基礎(chǔ)上完成知識(shí)的遷移應(yīng)用，通過(guò)創(chuàng)設(shè)新情境，讓學(xué)生的成果進(jìn)一步完善，在此過(guò)程中，對(duì)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)起到了積極作用；最后，教師和學(xué)生針對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)反思，進(jìn)一步推動(dòng)深度學(xué)習(xí)。課后，通過(guò)線上交流，進(jìn)一步答疑解惑，增加互動(dòng)，提高教學(xué)效果，同時(shí)，完成老師布置的作業(yè)和單元測(cè)試。

第三個(gè)環(huán)節(jié)是教學(xué)評(píng)價(jià)和反思，良好的評(píng)價(jià)方式對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)效果、學(xué)習(xí)方式會(huì)產(chǎn)生積極的影響，因此，適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)方式能夠促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的過(guò)程，同時(shí)，通過(guò)評(píng)價(jià)、總結(jié)，能夠檢視問(wèn)題，并予以改正。評(píng)價(jià)應(yīng)在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中實(shí)施，課前采用線上評(píng)價(jià)方式；課堂上采用小組互評(píng)和自我評(píng)價(jià)，根據(jù)小組評(píng)價(jià)和自我評(píng)價(jià)的結(jié)果，教師給出全面的總結(jié)性評(píng)價(jià)；課后是討論參與度的評(píng)價(jià)。教師根據(jù)“智慧樹”平臺(tái)的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，對(duì)整個(gè)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行反思，并結(jié)合評(píng)價(jià)及反饋存在的問(wèn)題，不斷的總結(jié)，促進(jìn)知識(shí)內(nèi)化，提升教學(xué)效果。

四、結(jié)論

信息飛速發(fā)展下的智慧課堂已經(jīng)使傳統(tǒng)課堂發(fā)生了深刻的變化，在教學(xué)上有必要嘗試運(yùn)用新的教學(xué)方法，探索混合教學(xué)模式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。為了進(jìn)一步豐富學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力及終身學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)目標(biāo)，本研究以深度學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ)，利用MOOC和SPOC的優(yōu)勢(shì)，將深度學(xué)習(xí)路線與混合教學(xué)的課前、課中、課后三個(gè)教學(xué)階段相結(jié)合，構(gòu)建了基于“MOOC+SPOC”環(huán)境的深度學(xué)習(xí)混合教學(xué)模式，并將教學(xué)模式應(yīng)用于“電路原理”課程，在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中取得了一定的階段性成果，同時(shí)提高了大學(xué)課堂的教學(xué)效果，為學(xué)生的持續(xù)學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。