深度學習下翻轉課堂的實施路徑設計

李洪修　李哨兵

摘要：深度學習是同淺層學習相對的多步驟分析與加工的學習策略，是高效認知水平的體現，翻轉課堂作為先學后導的新型教學模式，需要同深度學習理念融合而實現與學習內容的有機整合與批判理解，達到知識的聯接和遷移，使學習從邊緣走向內核。深度學習對翻轉課堂的要求體現在導學與自學的聯動、認知結構的重建和聯結、知識的遷移和創造、多元評價及內省四個方面，該文從構建依據解析并設計了COOC深度學習模式以支持翻轉課堂的有效實施，從知識的聯結、內化、延伸三個不同階段探索了翻轉課堂的教學路徑，以期實現深度學習的發生，促進學生高階思維能力的生成。

關鍵詞：深度學習；翻轉課堂；實施路徑

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A

一、深度學習的提出

深度學習（Deep Learning）是學生通過運用多步驟的分析與加工策略，如概念轉變、認知結構養成、資源交互、反思再認等，以期獲得對知識的深層認識。深度學習同淺層學習（Surfaee Learning）相對，傳統上的學習往往只是停留于知識的表層階段，從布魯姆的認知層次學習維度劃分理論來看，不僅停留在知識的了解和識記層面的簡單記憶與復制，而更注重其深層意義獲得的一種學習狀態。深度學習是知識高效認知水平的體現，對知識經過深度改造后，從而改變自身的觀念和行為來運用這些知識技能的高階學習策略。而隨著信息技術在教育領域的不斷盛行，翻轉課堂作為課堂變革的有效途徑之一，在全球范圍內掀起了師生角色翻轉的課堂模式變革的新浪潮，翻轉課堂依托了現代信息數字技術來對學生知識的構建進行重新安排，變先教后學為先學后導，成為使課堂教學重新定義的新型教學模式。然而，從現有的國內外對翻轉課堂的研究以及所取得的效果來看，學者們大多著眼于理論化和策略性的探索上，例如對翻轉課堂有效運行的相關因素分析和對翻轉課堂的實施有所質疑與反思等。由此可見，現存的對于翻轉課堂的探析多數流于翻轉的形式，而未能實現學習過程的聯系性和交互性，導致了教學資源與學習效果不匹配。同時，信息化學習也存在著知識獲取的碎片化和淺層讀圖的弊端，只拓寬了學習的廣度，而對于學習的深度挖掘還有所欠缺，致使學生很難進行有效的深度學習。因此，翻轉課堂需要從淺表走向深層，進行深度學習才是翻轉課堂的實然趨勢，在翻轉課堂的熱度逐漸退卻之時，翻轉課堂應當同深度學習的理念相融合，并建構學習過程中內容的有機整合與批判理解，實現知識的聯接和和遷移，從而使翻轉課堂教學從信息收受的邊緣向內核過渡。

二、深度學習對翻轉課堂的要求

（一）導學與自學的聯動

在深度學習的教學過程中，首先要有充分的教學準備對學生進行有效的導學作為學生進行自我深度學習的前提。這種導學主要是通過對學生的個體素養剖析、教學目標和內容的設定、教學設計效果的預判以及學習氛圍和教學環境的締造等等。學生的個體素養包括了學生的興趣、知識背景、對新知識的接受程度和知識技能的運用能力與水平等，教師就能夠根據學生的真實需要并在了解學生整體個性的情況下確定更有針對性的課前教學目標和內容，從而設計教學計劃和更為適宜學生的教學呈現方式，使學生進入更為高效的學習狀態。在這個過程中，教師可通過翻轉課堂教學平臺的分析和綜合功能來實現學生的總體情況有預先地把握和估計，以此制定出不同信息含量和教學難度的多維教學目標。同時，對不同水平學生的教學風格和認識深度也有所區分，營造異質化的學習氛圍，這種教學方式是課前進行的對學生的引導和輔助學習，這就為深度學習的發生提供了前提。由于深度學習不僅是個體感知、記憶、思維與分析等的認知過程，又是根植于文化傳統、歷史背景、現實生活與社會實踐的社會建構過程。因此，教師需要通過事前的學習背景導人，使翻轉課堂的實施和開展更為科學和深入，來創造出愉悅的學習環境進行教學，增進學生的求知渴望，通過有效的導學使學生主體增進自發學習和自主探究的能力，學習因此從自發逐漸趨向于自覺。

深度學習是翻轉課堂的繼承與延續，是在翻轉課堂的基礎上實現線上和線下、課前與課中的共同理解，要求教師實現教學資源和教學平臺的利用的最大化，幫助教師開展翻轉課堂的教學活動，從學生本位出發，激發學生的內在學習動機，導學與自學并行，在知識的深層理解中促進深度學習的發生。

（二）認知結構的重建和聯結

深度學習是學習的再建構，強調了認知結構的重組和整合，它從本質上來看是知識的逐層積累，體現了知識的生成性、情境性、反思性。在翻轉課堂中，知識始于課前影音媒體的課前學習階段，這也是深層學習中認知結構的初步建構階段。對于深度學習來說，學生由課前導學切入，知識的初步構建主要發生在學生課前觀看視頻學習和課堂導學階段。學生通過教學視頻中對背景知識的回顧激活自身原有的認知，厘清新知識和舊知識之間的聯系，使認知結構更具有連續性，逐步加深新舊知識結構的認識程度，拓展知識的建構范圍。而對于那些學生不能獨立解決或是在應用中容易出現偏差的問題，則需要教師通過視頻等網絡工具搜集具有代表性的重點難點，針對這些疑難問題設置更具探究性質的學習內容，同時在課上經由討論或講解，帶領學生在原有認知結構基礎上實現新知識的同化和順化，鞏固并建構概念和知識點之間的有效聯系，達成知識的長期理解和保持。教師通過翻轉課堂進行的學生知識結構重建的過程，也是增強學生學習內驅力的有效手段，在探究和共同思考的過程中活躍了學生思維，這不僅是學生認知的主動構建，也是信息接收和學科知識的結合過程，知識由此不再是零散漫步的，而是作為一個有機整體深植于學生的認知結構之中。

深度學習是學生自身知識結構發展的需要，需要在不同的情境中對新舊知識生成整體性的知識體系。不論是虛擬情境還是現實情境，都必須與學生的實際認知情況相結合，使學生易于建立原有認知和目標知識的聯系，變以往的單一的信息輸入為知識和信息的再認，搭建自身知識和新信息間的橋梁。

（三）知識的遷移與創造

深度學習的目的指向于實踐，是以問題的解決為內核的深度探究式學習，因此是習得知識的應用和創新的過程。深度學習采用的翻轉課堂教學模式發生于真實和批判性的情境中，體現在課堂的實際研究討論階段，對于教與學翻轉了的翻轉課堂來說，學習的目的在于培養學生學習的興味和志趣，這就需要教師以多樣的情境形式來豐富課堂活動，投入大量的時間設計并組織課堂，是“互生”和“再生”不斷完善的應用和貫穿過程，以此指導學生自主或合作學習，幫助學生將知識逐步遷移至情境并轉化為可操作性的技能。隨著與復雜多變的情境的主動互動，學生對知識的體悟更加真實，在深入的探究和研習時可以對問題的理解進一步深化，通過師與生間或是生與生間的深度交流，增進思維釋放的可能，促進學生在深層理解情境問題的前提下把握解決問題的核心要義，師生從而構建起創造共享的水平關系。深度學習的課堂活動包括了小組寫作和團體探究等，以一對一、一對多的沉浸體驗模式創造了知識有效遷移的可能，增強學生問題解決能力和創新能力。深度學習不僅是摒棄了以往一刀切的傳統課堂的不足，更期望著學生能夠最大程度地發掘出自身在知識的反思、遷移、創造等方面的潛能，翻轉課堂正是要將課堂效用實現最大化，在不同相似和相異的情境創設中實現知識的遷移和應用，為學生的創造力騰出時間，使學生理解深層概念的基礎上能夠融會貫通，讓所學知識得到再生和遷移，更富于創造性。

深度學習指導下的翻轉課堂不局限于流于表面的課堂問題的提出和領會上，而是應圍繞著以問題的解決為最終目標的更為深入的學習，在情境中使學生理解到問題的精髓，真正讓所學有所感，有所用。

（四）多元評價及內省

深度學習的評價側重于形成性的評價，也就是“反饋”，這種反饋關注學習的過程多于學習成果，實現學生對自身學習過程和結果的反思，激發學生的批判能力，極大地促進學生的學習進程并提升其深層思維的能力。在翻轉課堂中，在線的智能平臺為評價的多元化提供了平臺，要達到深度學習的目的，就需將課堂評價和云端評價相結合，以課堂闡釋、團體辯論、在線評析等多種方式從不同終端追蹤學生的學習情況，及時關注學生的學習進展，通過不斷地正向或反向的反饋調整教學策略。在深度學習的評價中，要著重培養學生的批判反思能力，批判和反思是學生自我意識的高度發展，也是自身學習的調節與監控機制，這就要求在課堂的翻轉時加入批判和反思的內容。批判過程是一種主動學習的過程，使學習對象意義呈現的過程，同時也是一種使學生價值立場形成和認識框架重塑的過程。翻轉課堂的課堂教學已然打破了教師的絕對權威地位，教師需引領并啟發學生打破固有思維和認知，不盲從機械式地學習，要運用批判且理性的態度對待課前及課中的問題，大膽假設，科學推理并檢驗，破除程式思維，增強思維的發散程度和深入思考能力。

深度學習的評價是由多個主體同時進行的多元評價，更加強調反饋的過程性和反思感，是對知識形成的連貫式深度理解。在翻轉課堂中所涉及到的知識往往是孤立的，是劣構的知識，并不能滿足深度學習的要求，而深度學習面向的是意義學習的凸顯和高階思維的發展，應從學生的學習結果出發，培養學生的元認知能力和自我內省意識，由量變到質變來完成其高階認知。

三、基于深度學習的翻轉課堂教學模式設計

（一）模型的解析

翻轉課堂作為新的以學定教的教學形式之一，為深度學習創造了條件，正如前文所言，翻轉課堂依托的是有形的技術手段，而深度學習則蘊藏了高階思維的最終生成，因而深度學習視域下的翻轉課堂是對學習深層次意義的理解與探析，不同于以往的通過淺層技術傳輸的零散式信息接收，而是學生從課前準備階段順延至課中內化、課后反思的連續性整合性的深度環形學習的過程。因此，深度學習下的翻轉課堂不僅是課前虛擬課堂和課中現實課堂的結合，更是一種混合式學習（Blended Learning），將線上與線下學習有所聯系，反觀已有學習策略并實施調整，化零為整，將先學后教拓展為學教評交互的更為深層的學習模式，提出了C00C模式（Coaction of Online and Offline Circle）。因此，深度學習的翻轉課堂教學模式包括在線課前導學、離線課中教學、雙線課后交互評價三個環節，旨在通過學習環境的構建、學習情感的體驗以及學習結果的辨析這三個層級來構成完整的深度學習過程，這對應了翻轉課堂的信息輸入、信息處理以及信息輸出三個翻轉學習路徑。

在翻轉課堂的在線課前導學層面，深度學習凸顯在平臺資源的支持和數據的收集和設置等方面；在離線課中教學層面，深度學習體現在外延的情境化教學設計和學生內在認知結構的深化上；在課后的線上線下混合交互層面，深度學習可以從學生反饋的內容、效果以及高階策略的運用能力等加以判定。

（二）模型的構建依據

深度學習的核心是高階思維的養成，因此，在深度學習視角下的翻轉課堂的學習過程中，應當同時看到外部環境和內部個體對認知思維的雙重影響。社會建構主義指出，學習是以工具為媒介同環境的相互作用，個體也可以通過環境作為中介認識并重建學習的方向和場所，這就將信息技術作為高階思維培養的媒介和載體，應當重視學習環境的構建，喚醒原有知識結構作為深度學習的準備，通過信息化的學習環境中解析學習者的個性和共性并施以交互作用，從而促進意義學習和深度學習的建構。從信息加工心理學的觀點出發，學習者在接受新信息的過程中，總是遵循了信息的輸入、處理和輸出三個部分，這就為深度學習的流程提供了信息加工理論方面的有力依據。深度學習的價值意義所在即是學習本質的變革，是思維與認知的雙向深度發展，在這個過程中，學習者的探究、實踐、應用以及創新等元認知能力的培養作為翻轉課堂教學模式的目標所在，其中，情境的體驗和持續的反思與再認始終貫穿其中，在線知識與離線應用的輝映與融合是深度學習的最終階段和目的，這是本框架模型的價值依據。

（三）深度學習翻轉課堂教學模式

基于深度學習的COOC翻轉課堂教學模式如下頁圖所示，由在線課前導學、離線課內教學、雙線課后交互這三部分組成。COOC翻轉課堂教學模式的在線課前導學活動包括教學視頻和課前練習，屬于知識的聯結階段，在這個過程中完成的是信息的輸入；通過在課前發現問題而將學習導入離線課內教學過程，在這個階段包含了深入探究和情境設置的知識內化過程，即為信息的處理過程；在此之后，在線與離線二者共同作用于課后的交互反饋，以評價和反思為手段達到知識的延伸和拓展，保證了知識的有效輸出和深度學習的發生。

四、深度學習下翻轉課堂的教學過程

在信息化時代，從來不乏信息的大量堆疊，而往往缺乏的是能夠真正作用于學習本身并產生深度影響的信息。在C00C深度學習模型的支持下探索翻轉課堂的教學方法，有利于增強翻轉課堂的教學效果，優化資源分配，使學生最大程度地開發自身的學習潛能和認知水平，將在線學習與離線學習有機組合活化，促進學生的高水平思維的形成，達到深度學習的目的。

（一）聯結階段：課前資源平臺的前準備和預演

1.收集學生情況，開發教學資源

在翻轉課堂中，教師需要根據學生的個性與興趣、知識背景及先前知識水平、所掌握的技能基礎等等來進行因材施教，實行分類或是有層次地進行教學目標的設計，在教學視頻的錄制和創建的過程中，將視頻細化為不同組別和難度層級，以此作為知識接受與吸取的先導。教學資源的來源主要包括了先進平臺的引進、教師自主創制、優秀模式本土化等，這就要求首先要讓翻轉課堂引進云計算教學平臺，建立師生資源的云存儲，實現學生總體數據的科學分析，進行數據的長期保持與互通，也要積極利用新型翻轉課程資源，例如APP程序Nearpod和Edmodo（社會化學習平臺）的引入，通過預建立文本與圖像使學生學習更具針對性，達到靜態演示和動態交互的統一，實現深度學習；第二是要由教師自主制作相關教學視頻，在這個過程中，應當尤為注重教學視頻的內容同學生的實際相符，同時形式多樣，盡可能地采取音形結合方式，對難點和關鍵點的把握要有適當的提示；第三是要將業已存在的優秀模式進行借鑒和改造，實現課程資源的再次利用與開發，例如在多媒體的呈現時插入真實可感的實際情境，在線上課程展現方式上加入微項目及微個案等，并在任務的設置時考慮不同學生的認知差異，從而使教學內容和手段傾于定制性，使之更加符合本土特色。學生通過COOC平臺建立個性化的云檔案，并通過多元平臺和音頻影像的應用進行在線分享，對學習過程和效果有即時記錄和統計。另外，在COOC模式中是虛擬平臺和現實學習環境體驗的融合，多種教學資源的設置將學生置于特定情境，營造實感化的學習氛圍，實現深度學習的預建構。

2.針對視頻，學生自學和教師導學相結合

學生根據自身需要和所處的知識階段，在自定時間內觀看視頻，參與討論和探究，不受時間和空間限制，記錄難點和收獲，實時反饋；教師根據學生異質的特點和情況，根據最近發展區理論對學生進行分組導入學習，在課前演練的量級上有所權衡，既有挑戰性題設，又有簡易類題設，引發自學熱情。教師選擇不同教學策略如討論區和聊天室等互相交流并解惑，增進學生的歸屬感和凝聚力，使他們更富于參與感，導學也起了一定程度上的監督作用，是深入了解學生學習和整體狀況的方式之一。

3.舊知識與新知識相結合，線上交流與答疑

學生通過COOC翻轉教學模式衍生舊知識的喚醒和新知識的生成兩種知識預構過程。首先，學生在課前通過觀看教學視頻，將自身舊知識體系進行整合和回顧；其次，由線上聊天室及討論區等板塊進行互相答疑和經驗共享，可以在學習平臺上進行“點贊”等操作，教師對學生進行分門別類、有針對性地個性化指導和干預，輔助學生解決尚存疑慮的問題，從而在課前的預演階段提前輸入新舊知識相關聯的概念，使以往的知識結構在新知識的學習中足以有效地傳遞并吸收，以助于新思維和新知識體系的生成。

（二）內化階段：課內學習活動的知識組織與應用

1.確定探究問題

在課堂的教學活動中，應當首要確定所探究的問題，即問題的深度決定了學習的深度。教師在課上根據教學內容的重點提出相應的問題，學生則要根據課前預演階段時所未能解決的問題提出探究假設，二者綜合共同組織出適合的課堂探究問題。

2.在情境中協作探究

根據課堂多樣化的探究問題，師生應當選取有所區別的問題探究方式，如協作探究包括生生內部的小組協作和師生團體協作方式等。究其目的是為研討的深入和問題的多面分析，需要設計多類型的課堂情境，形成互利共生的學習共同體。這種協作探究的共通點是組別規模較小，設置的情境也同時囊括了生活真實情境和模擬仿真情境，真實的情境基于學生自身體驗的生活化的教學情景移植，而模擬情境則是利用Udemy、GrocKit等在線平臺進行虛擬情境設置，創設“5R”沉浸式學習體驗，即在真實的工作項目、所接觸的真實過程、扮演的真實角色、外部真實條件、真實壓力感受的五個方面刺激并深化學生的知識，并將所學知識和問題社會化、游戲化、可視化，化抽象為具象，例如數學超級畫板、數字博物館等，化原理為可理解的真實體悟，展現教學公式蘊藏著的歷史文化感。教師在這種拋錨式的情境推演的過程中同時作為觀察者、指導者以及參與者存在，并需依照實施結果選取頭腦風暴、個別輔導、典型分析等教學策略幫助學生實現知識的內化，促進其高階思維的形成。

3.課內評價

COOC模式體現了聯結性和深入性的知識獲取方式，它能夠延展課內知識在學習中的深度，加深學生意義學習的自我感知度并進行相應的評價。在COOC的課堂活動中往往涵蓋了多元化的課內評價，從評價的主體方面，不僅有學生本身，還包括同伴和教師；從評價的方式方面，有合作評價、對話評價、分段式評價等；從評價的內容方面，課內評價是自探究問題提出伊始至課內深化過程的表現再到課堂學習成果的展示都進行全面評價，經由各個參與者觀點的競相碰撞，學生在此過程中能夠達到對知識的深度反思和有效重組，促進學生對知識的進一步應用和創造，以培養自身的高階能力。

（三）延伸階段：課后交互性反思鞏固評價

1.線上線下評價相結合

COOC中的評價機制是多維的，不僅有線上的師生評價，也將課內評價遷至課后，對于課后任務的理解和實施情況，以及課后持續性的表現來與先前的在線評價對比聯系，實現線性評價流程。評價并非終止于課程的完結，在課后始終進行的學生學習評價是對課上評價的補充和發展，是通過對學習效果的不斷評價和匯總來實現對學生的學習進行深層拓展，設置挑戰，對學生學習狀況實現長期跟蹤。

2.批判思維和反思感

在C00C模式中，課后對知識的反思和批判性吸收是不可或缺的，它貫穿在學習過程中的始終，反思同樣也是“對學習的學習”，凝結了學習過程中的精華，是深度學習的必要條件。深度學習的知識體系也是在不斷地反思和再認中，對知識進行反復錘煉而建構起來的。學生不滿足于被動接受的知識內容，而是將課前及課中知識進行反思和批判性吸收，在課后可通過斷言（Claim）、論題（Issue）、論證（Arguments）三個步驟進行思考。例如，對于已確定的知識結論，需要具備強大的審視力和洞察力，既不盲從也不妄斷；同時，要有問題意識，形成個人特色鮮明的觀點。更重要的是，需要尋求實踐中理論或事實的支撐來驗證觀點的虛實真偽，這是學生自我意識的高度發展，即元認知能力的提高，是高階思維能力萌發的必要條件。

3.交互反饋和知識深化

COOC模式中的最后一個環節是師生間的交互反饋，課后應當保有連續性的反饋機制和更為寬廣的反饋渠道。在COOC模式中，反饋主要是通過平臺上提供的一系列“云共享”的服務項目實現的，這種云服務的應用包括個人云服務和公共云服務，個人云是對于學生個體反饋信息和數據的整合與統計，建立個性化的學生檔案或成長冊，學生可以借助移動終端等隨時查看或回顧分析結果。而公共云是學生與學生之間的檔案袋之間架設聯系網絡的有效基站，學生可以選擇將階段性的反饋成果共享至公共云中進行存儲和交流，實現與其他個體間的交互性學習。教師也可以通過其他類型的常態云服務模式如微博等將翻轉課堂學習中的亮點及缺憾呈現反饋，讓以深度學習為依托的翻轉課堂的學習由邊緣化真正走向內核，保證其反饋的即時性和高效性，同時提升師生學習的自我效能感，確保知識的縱深拓展和延續，達到深度學習的目的。

收稿日期：2017年4月11日

責任編輯：趙興龍