基于翻轉(zhuǎn)課堂2.0的智慧學習框架設(shè)計

丁雪陽 盧 鋒

一、引言

工業(yè)4.0時代的到來對社會人才培養(yǎng)提出了新的要求，低階的陳述性知識已經(jīng)無法適應變化萬千的時代。學會學習，終身學習成為教育追求的目標，2005年IBM提出智慧地球的構(gòu)架，教育領(lǐng)域的智慧教育也應然而生，作為智慧教育核心的智慧學習是產(chǎn)生智慧，促進人才轉(zhuǎn)型的重要方式。而在現(xiàn)有的智慧學習框架中、慕課、微課視屏學習存在“效應的天花板”，主動的慕課、微課視頻學習兩周只能達到20%的記憶，20%就是網(wǎng)絡(luò)學習的“認知天花板”。此外，在教師最有效率的組織下（一般無法達到），學習才可以達到90%[1]，知識因為在組織不善而引起的“認知天花板”的阻礙下共同產(chǎn)生了知識需要飛躍的“縫隙”（Chasm）。“智慧”的生成需要積極跨越由“效應天花板”和“認知天花板”導致的縫隙才能到達智慧教育的發(fā)展區(qū)（高級認知階段）。翻轉(zhuǎn)課堂2.0的出現(xiàn)提供了智慧學習組織的新思路，通過“自上而下”與“自下而上”結(jié)合的形式，衍生出創(chuàng)造驅(qū)動的“靶向?qū)W習模型”[2]。旨在通過這種更加聯(lián)通的學習模型促進創(chuàng)客教育，產(chǎn)生智慧。中國當前處于改革開放的瓶頸期，新的發(fā)展著力點必須通過創(chuàng)新型人才來驅(qū)動，發(fā)展萬眾創(chuàng)新的創(chuàng)客教育是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要路徑，所以如何基于翻轉(zhuǎn)課堂2.0構(gòu)建智慧學習的框架，促進人才的“智慧縫隙”（Chasm inSmartLearning）跨越就成了十分必要的研究。

二、文獻綜述

1.“智慧”作為目標、支持和手段

中文的“智慧”多對應英文的Wisdom或者intelligence，指的是一種固定下來的能力，是一種高階思維能力和解決復雜問題的能力[3]。有學者認為“智慧”對應英文 intelligent[4]，但是英文的“intelligent”是一個形容詞，指的是“智慧的”（狀態(tài)），不是一個固定下來的能力，有學者認為“intelligence”更為準確，因為它可以表明技術(shù)在智慧教育中的作用，中文翻譯為“智能”。Wisdom是一種結(jié)果性的存在，這種智慧出現(xiàn)在布魯姆的認知發(fā)展理論的分析、綜合和評價的高階認知階段，從知識的分類角度來看，它存在于隱性知識的高級階段，是一種高階的隱性知識。而在英文的語境下，智慧還對應著“Smart”。它強調(diào)在面對問題時，靈活（Smart）調(diào)整計劃、積極整合資源、審時度勢地達到既定目標地動態(tài)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的過程，這種解讀比較動態(tài)。在智慧學習的框架中，動態(tài)和靜態(tài)的智慧是共同存在、有機結(jié)合、互相交織。學習的過程要盡可能的“靈活”（Smart）、靈活連接不同智慧終端（Intelligence）在教育云（Intelligence）中獲取目標資源，在教師的指導下、學生小組的合作探究中生成解決問題的不同智慧（Wisdom），所以智慧學習是在現(xiàn)代教育技術(shù)支持下（Intelligence）、學生個體通過智慧（smart）路徑生成智慧（wisdom）的動態(tài)過程（過程見圖1）。

圖1 智慧的架構(gòu)

2.智慧學習中“智慧”的生成路徑

斯騰伯格的“三元智力理論”強調(diào)主體在對客觀世界有目的的適應、選擇和改造中獲得智慧[5]。加德納的“多元智能理論”則認為智慧除了在主體與客觀世界的交互中產(chǎn)生之外，還可以通過主體間的交流獲得，這就是主體間的“人際關(guān)系智能”[6]。我國學者靖國平在綜合了以上兩種路徑之后提出，智慧是在智慧因素和非智慧因素的交互中產(chǎn)生的，因為任何智慧因素活動都離不開非智慧因素的參與。這與祝智庭先生的“靶向?qū)W習模型”不謀而合，打靶者在實現(xiàn)“創(chuàng)造”目標的過程中,可能會無意識地擊中識記、理解、應用、分析、評價的任意一環(huán)或幾環(huán)[7]。因此，“智慧”的存在是高階的，它的生成路徑有“自上而下”的教師理論主導和“自下而上”的學生實踐主導兩種。這兩種并非割裂的存在，而是共生融合在“智慧學習”的整個過程中，伴隨著主體間的不斷交互。“自上而下”和“自下而上”體現(xiàn)了過程的智慧（Smart），高階隱形知識和思維的產(chǎn)生體現(xiàn)了結(jié)果的智慧（Wisdom）。

3.翻轉(zhuǎn)課堂1.0和2.0的“智慧生成”路徑差異分析

翻轉(zhuǎn)課堂1.0對傳統(tǒng)課堂的組織形式進行了“過程”性的顛覆，但是課程組織還是以三個節(jié)點來劃分（課前、課中、課后），生成智慧的路徑一般是教師主導的“自上而下”，從抽象到具體的過程。這種智慧生成路徑基本上還是以培養(yǎng)學生的記憶和理解能力為主，不常有機會達到培養(yǎng)學生高級思維能力的水平[8]。線上的慕課模塊在翻轉(zhuǎn)中常常扮演者“無效技術(shù)”的角色，因為它只是對教師課堂講授進行替代，對學生而言并沒有太多學習能效的提升。就像交互式電子白板只是對黑板的替代，由于技術(shù)潛能的非完全發(fā)揮、并不能真正改善學習和教學過程[9]。所以、這種智慧的生成路徑存在問題。

翻轉(zhuǎn)課堂2.0則是一種具有破壞性的創(chuàng)新（disruptive innovation）。Bower&Christensen 認為”破懷性技術(shù)”是相對“親和技術(shù)”存在的，一項技術(shù)如果改善現(xiàn)有的某種習慣或者模式，那么這項技術(shù)比較有親和力(sustainingtechnology)，而破壞了現(xiàn)有的習慣則具有破壞性[10]。翻轉(zhuǎn)課堂2.0打破了傳統(tǒng)課堂三節(jié)點的劃分，智慧生成路徑采取“自上而下”與“自下而上”相結(jié)合的形式，重聚出三個不同的新學習階段，分別為規(guī)劃階段(規(guī)劃、分析、討論、思考)、準備階段(聽、閱讀、思考、看、準備、提問、發(fā)現(xiàn)、實驗、評估、討論)、實現(xiàn)階段(分析、應用、強化、評價、討論、總結(jié)、綜合、闡明、解釋、領(lǐng)會)等[2]5。更利于“智慧”的生成。

首先，翻轉(zhuǎn)課堂2.0三個階段只是對翻轉(zhuǎn)課堂實踐組成部分的劃分，而非時間順序的先后劃分，智慧學習中學習者在某一階段遇到問題、無法推進項目時，可以通過智慧學習工具回到之前任意階段，通過隨時地文獻查閱和與同伴、教師等利益相關(guān)者之間的對話調(diào)整前進策略，有點類似行動研究的過程，在手段上更加智慧（Smart）。其次，翻轉(zhuǎn)課堂2.0可以建立更加廣義的學習共同體，即用教師團（不同智慧水平的教師結(jié)合）來代替1.0中的單個教師來引導學習者三個階段學習的進行。

4.智慧“縫隙 ”及跨越

“縫隙”不僅存在于學習中，也存在于其他方面。如“創(chuàng)新擴散理論”（圖2）中的科技產(chǎn)品必須跨越技術(shù)狂熱者（Enthusiasts）和技術(shù)務實者（Pragmatists）之間的“縫隙”（Chasm），才能順利擴散進入平穩(wěn)推進期。按照布魯姆的認知發(fā)展金字塔，學習中的知識也必須跨越智慧學習的“縫隙”才能達到智慧教育的發(fā)展區(qū)，“智慧才有可能”生成（圖3）。

圖2 創(chuàng)新擴散理論的“縫隙”

圖3 智慧學習中的“縫隙”

智慧“縫隙”的跨越體現(xiàn)在知識的四個轉(zhuǎn)換過程中。1995年日本學者野中郁次郎觀察到知識是通過社會化(Socialization)、外化(Externalization)、組合 (Combination)、內(nèi)化(Internalization)四個相關(guān)聯(lián)的步驟實現(xiàn)轉(zhuǎn)化與整體發(fā)展、增長和創(chuàng)新[11]。學習個體在智慧學習平臺的支持下將社會化的顯性知識“組合”“內(nèi)化”，完成第一次“知識”的飛躍，然后通過線上線下對話、交流、討論等靈活（Smart）的組織形式將個人隱性知識集體化，并通過實踐創(chuàng)造將智慧“實體化”，完成想法到產(chǎn)品的整個流程，實現(xiàn)第二次“知識”的飛躍。在翻轉(zhuǎn)課堂2.0智慧學習框架構(gòu)建中引入直播模塊，有利于教師（新手）與學習者、教師（新手）與教師（專家）、教師（專家）與學習者的思維聯(lián)結(jié)，促進第二次“知識”的飛躍（圖4）。最后，知識在“螺旋上升”中跨越智慧學習的“縫隙”，達到智慧可以發(fā)展的區(qū)域。

圖4 “知識的兩次飛躍”過程

三、基于翻轉(zhuǎn)課堂2.0的智慧學習框架設(shè)計原則

學習框架的設(shè)計需要一定原則的指導。從翻轉(zhuǎn)課堂的特點、智慧學習的要素兩個維度我們可以歸出納智慧學習框架的原則。經(jīng)過歸納我們認為，基于翻轉(zhuǎn)課堂2.0的智慧學習框架應當符合智慧性、生成性、移動性、聯(lián)通性、延展性這五個原則。

1.翻轉(zhuǎn)課堂的設(shè)計原則

2012年美國南加州大學通過對師生電話、郵件、研討的調(diào)查結(jié)合信息技術(shù)的可行性和學習資源的分配情況提出了翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計的9項原則，包括提供機會讓學生獲得學習的主動權(quán)、激勵學生進行課下準備、提供學習評價機制、課上課下活動緊密聯(lián)系、提供清晰的定義和結(jié)構(gòu)化的指導、提供足夠的課下在線學習時間、創(chuàng)建學習社區(qū)、基于個人或小組的適應性反饋、提供易于操作、易于訪問的技術(shù)[11]。有學者基于修訂的社會調(diào)查（Revised Community of Inquiry）框架分析這9項原則后，提出了應當充分依托慕課平臺、結(jié)合課堂給予學生結(jié)構(gòu)化的指導[11]。但是香港大學的楊玉芹發(fā)現(xiàn)過早地給學生提供結(jié)構(gòu)化的指導通常會限制學生積極主動性的發(fā)揮，探究能力和創(chuàng)造能力的發(fā)展,降低學習效果，提出應當加入啟發(fā)性挫敗感的支架，促進學生自主探究和智慧的生成[13]。這符合翻轉(zhuǎn)課堂2.0“自下而上”探究路徑的要求。

2.智慧學習的設(shè)計原則

我國學者黃懷榮提出了5種典型的智慧學習，包括“個人自學”的智慧學習、“研討性”的智慧學習、“在實際工作中學”的智慧學習、“在學校組織下做中學”的智慧學習和“課堂中學”的智慧學習[14]。所以智慧學習的設(shè)計需要適應多場景、多人群的學習需要。吳永和、祝智庭從學習體驗角度提出了智慧學習設(shè)計的4項基本原則，包括個性化、泛在化、入境化、群智性[15]。強調(diào)設(shè)計除了要結(jié)合實際的場景和人群的需求，還應創(chuàng)設(shè)情景輔助學習，聯(lián)通課堂環(huán)境和社會環(huán)境、個人智慧和集體智慧，增強智慧學習的體驗。趙秋錦、楊現(xiàn)民從智慧學習環(huán)境要素角度認為智慧學習的設(shè)計中應當為學習者提供具有框架穩(wěn)定的、可擴展的符合貫一性特征的學習環(huán)境[16]，在實際操作中具有應用性，可以無縫聯(lián)通群體間的智慧，最后促成智慧的生成。

3.原則的比較和歸納

表1通過比較翻轉(zhuǎn)課堂和智慧學習的設(shè)計原則，將這些原則交叉分類成5個維度，即學習共同體的設(shè)計維度、學習環(huán)境的設(shè)計維度、智慧生成的設(shè)計維度、學習評價的設(shè)計維度、和學習支持的設(shè)計維度五個方面。

表1 基于翻轉(zhuǎn)課堂2.0的智慧學習框架設(shè)計原則

充分聯(lián)通原則強調(diào)群體智慧的聯(lián)結(jié)，它是框架中兩次“知識”的基礎(chǔ)；移動性原則強調(diào)學習環(huán)境的靈活多元；評價機制化是指評價根據(jù)不同教育實際的要求穩(wěn)定學習評價、通過建立長遠的機制維護促進“智慧”的目標不動搖；技術(shù)的生成性原則含義有二，第一，技術(shù)是人學習感官的拓展，必須不斷革新教育技術(shù)支持智慧的生成。第二，技術(shù)的選擇和整體架構(gòu)需要按照實際的學習場景組合，按照應用的需要改變；最后智慧的生成需要不斷地對話、啟發(fā)、反饋與調(diào)校。

四、基于翻轉(zhuǎn)課堂2.0的智慧學習框架設(shè)計要素

基于對翻轉(zhuǎn)課堂2.0的組織特點和智慧學習要素歸納后的六個設(shè)計原則，可以構(gòu)建出基于翻轉(zhuǎn)課堂的智慧學習框架的要素，它們包括兩種學習和組織環(huán)境、一個分析層、八個基本功能模塊、四種知識形態(tài)、兩次知識飛躍和貫穿全過程的智慧生成。

1.兩種學習和組織環(huán)境

智慧學習以學習者為主體、在智慧環(huán)境中開展有效地學習。學習環(huán)境可以分為正式和非正式兩種，我國學者祝智庭把這兩種環(huán)境概括為智慧課堂和智慧學習空間[17]。學習者通過智慧學習終端接入泛在的智慧學習網(wǎng)絡(luò)訪問教育云，隨時隨地在智慧學習空間中獲取生成智慧的知識。而翻轉(zhuǎn)課堂組織特點決定了翻轉(zhuǎn)課堂必須有線上的網(wǎng)絡(luò)資源支持和線下的深度研討學習，支持這種學習的環(huán)境就是智慧課堂。

2.一個分析層

一個分析層即“學習分析層”，它是實現(xiàn)一對多智慧啟迪的重要保證。關(guān)鍵技術(shù)是學習分析技術(shù)，學習分析技術(shù)經(jīng)歷了最初的CMI、DDDM的萌芽，發(fā)展到學習分析法的高級階段，可以很好地收集數(shù)據(jù)，并且產(chǎn)生大量結(jié)構(gòu)化（如服務器日志）和非結(jié)構(gòu)化（如討論論壇帖子）的數(shù)據(jù)[17]。目前支持學習分析的軟件有24種，常用的有 9 種，分別是:SNAPP、Gephi、NetMiner、UCINET、Pajek、GUESS、JUNG、NodeXL、Cohere，部分是開源的免費軟件，部分是商業(yè)收費軟件[18]。學習分析技術(shù)可以做到基于數(shù)據(jù)分析的自適應推送、分析關(guān)鍵詞生成報告，并向利益相關(guān)人生成分析報告。

3.八個基本功能模塊

包括線上的五個模塊和線下的三個模塊。線上的五個模塊分別是“社會性學習軟件模塊”、“慕課／微課”網(wǎng)絡(luò)教育資源模塊”和“直播模塊”（包括“學生助于管理模塊”和“教師線上移動模塊”），分別負責知識收集工具、網(wǎng)絡(luò)教育資源提供和對話溝通實現(xiàn)的功能。

“直播模塊”又由三個小模塊組成，分別是“學生助手管理模塊”，它負責匯總問題、輔助智慧學者直播順利進行；“教師線上移動模塊”負責接收學生助手的問題匯總報告并通過此模塊接入直播，最后通過“直播溝通平臺模塊”和線下的學習者和教師進行交流互動。直播平臺的設(shè)計需要符合“移動原則”，具有易用性，通過友好的頁面設(shè)計有效地促成思維的碰撞，通過高層次人群的“啟發(fā)”為教學提供資源、新思路和新想法。

“社會性學習軟件”包括網(wǎng)絡(luò)日志、視頻共享、圖片共享、微博、即時通訊、電子郵箱、論壇、百科、書簽、社交網(wǎng)絡(luò)、搜索引擎和內(nèi)容聚合十二大類。通過社會性學習軟件的匯總，學習者可以將零散的個人顯性知識集體化，變成具有系統(tǒng)的集體顯性知識，此模塊須體現(xiàn)“充分聯(lián)通的原則”。

“慕課／微課網(wǎng)絡(luò)學習模塊”為學習者提供系統(tǒng)的顯性知識，它是翻轉(zhuǎn)課堂2.0的重要組成部分。它負責基本概念的介紹、淺層次的智慧“啟發(fā)”、提供一定程度上的測試，并與后臺的學習分析平臺結(jié)合，為學習者的學習“規(guī)劃”“準備”“實施”提供數(shù)據(jù)參考。

線下部分由“課堂模塊”“學生移動（學習）模塊”和“教師移動（教學）模塊”三部分組成。“課堂模塊”負責深度學習的發(fā)生、學生和教師的移動模塊保證學生和教師問題的提問與反饋，以及和線上的智慧聯(lián)結(jié)。完成對零散的顯性知識的第一次體系化，通過課堂“智慧”的交流碰撞開始“第一次知識”的飛躍，促成個人隱性知識的生成和集體隱性知識的“萌芽”，是“自上而下”為主導的“智慧”生成路徑的開端。在此過程中，教師需要為學生提供多種多樣的支持，包括策略支架、程序支架、和啟發(fā)性挫敗支架。

“線下軟件模塊”為“智慧”的第二次溝通打開渠道，為“自下而上”的智慧生成提供技術(shù)支持，必須充分體現(xiàn)“生成性”原則。線下軟件模塊由“學生移動模塊”和“教師移動模塊”組成，主要功能有交流反饋問題、推進項目進展、觀看直播問答等功能。軟件功能需要根據(jù)實際教學需要和技術(shù)發(fā)展不斷更新，體現(xiàn)技術(shù)的“生成性”原則。

4.四種知識形態(tài)

四種知識形態(tài)分別是個人顯性知識、個人隱性知識、集體顯性知識和集體隱性知識。它們呈螺旋上升趨勢并互相交織在一起，通過深度學習、智慧聯(lián)結(jié)和實踐三種方式，在“零散”“半結(jié)構(gòu)化”和“結(jié)構(gòu)化”的形態(tài)中交替演進，并在此過程中產(chǎn)生“智慧”。

5.“兩次知識飛躍”和貫穿全過程的“智慧生成”

在四種知識不斷地演進中還伴隨著兩次的知識飛躍，第一次出現(xiàn)在個體非結(jié)構(gòu)化的顯性知識向個體隱性知識的推進階段，對應著布魯姆認知分類的“知道”“領(lǐng)會”“應用”階段，個體的智慧在這里遇到了“認知的天花板”，如果沒有“知識的第二次飛躍”就沒有辦法保證智慧的進一步生成。所以需要學生的進一步互相討論、學生群體和智慧教師的進一步對話以及從“做中學”三個步驟突破“認知的天花板”，促成個人隱性知識向集體隱性知識的推進，最終通過翻轉(zhuǎn)課堂2.0的實施階段完成集體隱性知識的顯性化，完成“知識的第二次飛躍”。而這兩次飛躍的全過程都伴隨著學習共同體的“智慧生成”。

五、基于翻轉(zhuǎn)課堂2.0的智慧學習框架架構(gòu)和運行

模塊的功能需要在智慧學習的框架內(nèi)有機組合，它們各司其職助推兩次“知識飛躍”。基于翻轉(zhuǎn)課堂2.0的智慧學習框架構(gòu)架如圖5。

運行的起點是翻轉(zhuǎn)課堂2.0的“規(guī)劃階段”。學生根據(jù)學習問題或動手過程中遇到的難點，通過“社會學習軟件”搜集相關(guān)信息，形成零散的個人顯性知識，并觀看教師制定的慕課／微課（系統(tǒng)性的顯性知識）通過“組合”和“內(nèi)化”形成低層次的個人顯性知識。

圖5 基于翻轉(zhuǎn)課堂2.0的智慧學習框架架構(gòu)

然后進入“準備階段”。這一階段中學生帶著自己對問題的理解和通過社會性學習軟件搜集到的資料，在自組織或教師組織的課堂中進行意見、思維的交流對話，發(fā)生第一次“深度學習”，生成個體的“隱性知識”，并且萌芽出“集體隱性知識”，完成“第一次知識的飛躍”。

但是由于組織的不足或者對問題的認識不夠深入，萌芽的集體隱性知識可能沒辦法繼續(xù)生長，這時就需要就疑問點請教具有更高思維層次的學者。學生和教師通過各自的線下移動模塊設(shè)備把疑問向上反應，由于學習者數(shù)量的龐大，系統(tǒng)必須對提問信息進行過濾，那么一般定義等低層次的問題，學習分析層可以直接推送相關(guān)信息解答，這就是“一級反饋”。如果學習者的問題沒有辦法在資料庫中找到答案，系統(tǒng)就再向上反應，到達“學生助手管理模塊”。學生助手匯總相關(guān)熱點問題，將問題結(jié)構(gòu)化，在系統(tǒng)的幫助下生成明確的報告，在直播前匯總給相關(guān)直播學者，直播學者根據(jù)問題在教師移動端線上開展直播，對學習者采取有針對性地“二級反饋”。這時，低中高三個層次智慧的人群在學習框架的協(xié)助下充分交流、對話，“集體隱性知識”出現(xiàn)。

最后一個階段是“實施階段”。看書、動手過程中的難點基本解決，研討和實踐得以向更高層次發(fā)展，學習者就可以回到智慧教室，或動手、或推進分析、繼續(xù)闡明、綜合前見、領(lǐng)會要點，將集體顯性知識通過知識可視化工具（如思維導圖）、或創(chuàng)造的實物“顯性化”，完成“知識的第二次飛躍”。往復循環(huán)，智慧得以出現(xiàn)。

六、結(jié)語

前沿學習理論從概念的提出到框架的建立，再到學習者智慧的最終生成，其間的“飛躍”遠比學習者兩次知識的飛躍復雜。翻轉(zhuǎn)課堂2.0的智慧學習框架只是在認知的“縫隙”上搭了幾塊木板，而建起一座智慧橋梁仍要訴諸教師教學思維的更新和學生學習習慣的養(yǎng)成。隨著理論和技術(shù)在教育中的不斷推進，期望后續(xù)研究能夠在完善該框架的基礎(chǔ)上，深化創(chuàng)新驅(qū)動的實踐導向，為“創(chuàng)客教育”的進一步深入做出貢獻。

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