翻轉課堂模式下的深度學習影響因素研究

李志河 劉丹 李寧 李粉琴 楊玉霞

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翻轉課堂模式下的深度學習影響因素研究

李志河1[通訊作者]劉丹2李寧1李粉琴1楊玉霞1

（1．山西師范大學 教育科學學院，山西臨汾 041000；2．山西農業大學信息學院 教師發展中心，山西太谷 030800）

文章在分析深度學習的含義、深度學習與翻轉課堂關系的基礎上，基于“Photoshop平面設計”課程進行翻轉課堂教學實踐，并結合深度學習現狀和深度學習影響的主要因素，以S大學2016級三個計算機相關專業本科生為研究對象，采用描述性分析、線性回歸分析方式等量化研究方法進行了詳細的分析。研究結果表明：翻轉課堂教學模式下影響深度學習的主要因素是溝通交流、知識加工水平以及反思評價水平。

深度學習；翻轉課堂；影響因素；知識加工；策略

引言

21世紀是一個信息化的數字時代，需要批判性地思考問題、探索問題的創新性人才，而不是被動學習的機械勞動力。這就要求在教學過程中改變傳統的填鴨式教學方式，把課堂還給學生，以學生的學為中心，更大程度地激發學生的學習動力，提高其自主學習能力。在新課改中，翻轉課堂作為新興的教學模式之一，以先進的信息技術為支撐，改變了學生知識建構的順序，將課堂中的先教后學改變為先學后導[1]，旨在促進學生進行有意義學習。但是，隨著翻轉課堂教學實踐的進一步推廣，研究內容出現了片面化和單一化等問題，教師過多地關注翻轉教學流程的實施和教學內容在固定課時內的順利完成，而忽視了學生的學習需求和現狀，忽略了學生的學習達成度。為此，探索和分析在翻轉課堂的教學模式下深度學習影響因素是亟待解決的問題。

一 深度學習及其內涵

1 深度學習的含義

早在1976年，美國學者Marton[2]就指出深度學習與機械地、被動地接受知識，孤立地存儲信息的淺層學習相對。隨后，國內外學者分別從深度學習的方式、結果和過程等三個角度界定了深度學習的概念。Beattie等[3]認為，深度學習主要指的是學生對于學習內容進行批判性的理解，強調與已有知識之間建立聯系。黎加厚[4]認為，深度學習是指在學生理解的前提下，能夠有選擇地學習新的知識，能夠將其融入到原有認知結構中，并與其它思想建立聯系，最后遷移到新的學習情境中，探究和解決問題的學習。Brans-ford等[5]認為，深度學習強調知識的遷移，學生理解知識并長期保持，并能夠應用所學知識解決不同情境的問題。柴少明等[6]認為，深度學習發生在真實的社會情境中，需要教師設計有意義的和基于問題的學習任務。

本研究認為深度學習主要是指學習者在對知識理解的前提下，能夠有選擇地學習新的內容，并將其與原有的認知結構建立聯系，在具體的教學情境或實際問題中遷移和應用，并使用批判性思維解決現實問題的學習方式。

2 深度學習與翻轉課堂

翻轉課堂在一定程度上可以解除傳統灌輸式教學的弊端，強調學生主動發現問題和探索問題，能夠積極提出學習中的困惑與不解，并對自己的學習情況進行有效的反思與總結。隨著翻轉課堂在教學中的逐步推廣與實踐，翻轉課堂的教學本質逐漸顯現，其出發點及歸宿是促進學生的深度理解，主旨是讓學生從淺層學習走向深度學習，由低階認知水平向高階認知水平發展[7]。深度學習的核心是以學生的理解為前提，以理解的深度和廣度為表征的學習，最終培養學生高階的思維能力和解決問題能力[8]。由此可知，深度學習的本質與翻轉課堂的主旨相一致。深度學習與翻轉課堂教學的關系，以及由此形成的翻轉課堂教學進行深度學習的相關影響因素成為當前關注的重點。李洪修等[9]提出了深度學習對翻轉課堂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要求，并構建了用協作式開放在線教程（Collaborative Open Online Course，COOC）深度學習模式指導翻轉課堂教學設計與教學實踐，促進了學生高階思維能力的培養。本研究擬在“Photoshop平面設計”課程中采用翻轉課堂教學模式，進一步分析翻轉課堂與深度學習的關系以及深度學習的主要影響因素，提升深度學習實施過程中的有效性和可行性。

二 研究設計與過程

1 “Photoshop平面設計”翻轉課堂教學實施流程

本研究以S大學2016級計算機網絡技術、計算機系統與維護及移動互聯應用技術專業的本科生為研究對象，選取“Photoshop平面設計”課程第三章中“選區的創建與編輯”實施翻轉課堂模式。在課程實施之前，綜合考慮學校的網絡覆蓋情況、課程課時安排、學生的學習時間及學生中擁有電腦、手機的人數，本研究最終以QQ為網上交流平臺，教師創建QQ群，并設置3個管理員來輔助教師了解學生的交流情況及作品上交情況。

（1）課前教學

教師在課前一周將制作的PPT、重難點、“選區的創建與編輯”的教學視頻、實踐內容與素材圖片上傳到QQ群，并設置“選區的創建需使用哪些工具組中的工具？每種工具的用法有哪些相同點和不同點？”等練習題。學生在課前根據教師提出的問題有目的地觀看教學視頻，認真完成實踐內容，并將完成的作品及實踐過程中遇到的問題發表在QQ群里，與其他學生一起討論學習；教師在學生討論問題的過程中幫學生解答并記錄學生存在的共性問題。

（2）課中教學

課堂教學主要包括作品展示、點評及解答問題以及綜合練習等活動。教師首先解答學生作品中存在的共性問題，學生展示作品，熟悉Photoshop軟件工具的正確使用方法；然后教師通過“聯想傳奇電子教室”向學生隨機發送綜合任務“制作桌面壁紙”及素材資料，組織學生分組合作完成。學生根據任務要求、桌面壁紙圖片與小組成員討論選取工具及操作方法，并進行練習和實踐，教師在教室巡回指導；最后教師講解學生在合作學習過程中遇到的問題，進而對本章節的內容進行總結，并安排學生在課后將本章節知識的總結與反思上傳到QQ群。

（3）課后教學

教師在課后要進行教學反思，根據學生的課前、課中表現進行教學設計。在上完課的1~2天內，學生將“選區創建與編輯”的作品、學習反思及問題共享到QQ群，師生討論解決學生提出的問題，并針對問題提供合適的練習，以供學生鞏固練習，使學生真正掌握選區工具的使用方法與技巧。

2 調查問卷的設計與實施

（1）調查問卷的維度

從已有文獻篩選和分析來看，2011~2017年間關于深度學習影響因素具有代表性的文獻共有8篇，如表1所示。利用德爾菲法和層次分析法，可以確定深度學習現狀包括學習興趣與態度、學習動機及學習資源使用等三個維度，影響因素包括問題解決能力、溝通交流、主動合作能力、知識加工水平和反思評價水平等五個維度[10]。

表1 不同研究者提出的深度學習影響因素

（2）調查問卷的實施

本研究共發放問卷148份，問卷的發放對象包括S大學的“計算機網絡與技術”專業1601班學生79人、“計算機系統與維護”專業1601班學生25人、“移動互聯應用技術”專業1601班學生44人。回收問卷144份，問卷的回收率為97.2%；去除無效問卷8份，有效問卷136份，問卷的有效率為94.4%。試測問卷的內部一致性信度Cronbach’s α值=.896，探索性因素分析結果表明KMO=0.873，Bartlett球形檢驗值達到顯著性水平（p<0.001），說明問卷的信度和效度良好。調查問卷的主體部分是學生深度學習現狀及影響因素，采用李克特5點量表法。

三 調查數據分析

1 基本信息數據分析

問卷的第一部分是調查對象的性別和專業信息，其中男生占總人數的61.8%，女生占38.2%。三個專業的人數分別占比為55.1%、15.5%和29.4%。考慮到性別、專業對深度學習影響因素各維度的影響，本研究使用SPSS 19.0分別對學生的性別、專業數據信息進行獨立樣本T檢驗、單因素方差分析。結果表明：兩種檢驗的數據中p值（雙側檢驗）都大于0.05，說明學生的性別、專業的差異對深度學習沒有顯著影響。

2 深度學習影響因素分析

（1）描述性統計分析

本研究從學習興趣與態度、學習動機、學習資源使用、問題解決能力、溝通交流、主動合作能力、知識加工水平及反思評價水平等八個維度進行描述性統計分析，各維度的均值范圍在2.86~4.14之間，除去均值最高值4.14，其余七個維度均值在2.86~3.31之間，數據相對集中。從數據的整體分布可以看出，學習興趣與態度維度均值在4分以上，說明學生對Photoshop課程的興趣度很高，態度也很積極；其余七個維度均值大致分布在“說不清楚”與“同意”之間，說明學生有深度學習的意識，但是深度學習水平并不高，如表2所示。

表2 深度學習現狀及影響因素各維度描述統計分析

（2）線性回歸分析

線性回歸分析主要探索深度學習的5個影響因素分別對深度學習現狀3個維度的影響程度，進而找出影響學生深度學習的主要因素。因變量為深度學習現狀的3個維度，自變量為深度學習的5個影響因素。由此形成深度學習影響因素的3個線性回歸模型，如表3、表4和表5，其中，各表中的p值若0.01

①深度學習影響因素對學習興趣與態度的線性回歸分析。深度學習影響因素在學習興趣與態度方面的線性回歸模型中的R方為0.418，調整后R方為0.395，模型擬合程度較好。由表3可知，溝通交流維度的p=0.002，知識加工水平維度的p=0.00<0.01，說明知識加工水平、溝通交流對學生的學習興趣與態度有顯著影響，并且知識加工水平維度的標準系數為0.479，溝通交流維度的標準系數為0.313，可見知識加工水平對學生學習興趣與態度的影響最大。

②深度學習影響因素對學習動機的線性回歸分析。深度學習影響因素在學習動機方面的線性回歸模型中的R方為0.598，調整后R方為0.583，模型擬合程度中等偏上，具有一定的解釋能力。由表3可知，只有知識加工水平維度的p<0.01，說明知識加工水平對學習動機有顯著影響，也就是說知識加工水平對學生的學習動機影響最大。

③深度學習影響因素對學習資源使用的線性回歸分析。深度學習影響因素在學習資源使用方面的線性回歸模型中的R方為0.410，調整后R方為0.396，模型擬合程度中等，具有一定的解釋能力。由表3可知，溝通交流維度的p=0.016，反思評價水平維度的p=0.017，兩個維度的p<0.05，說明學生的反思評價水平與溝通交流對學生在學習過程中資源的使用有顯著影響。

由以上三個模型線性回歸分析的結果可知：知識加工水平、溝通交流對學習興趣與態度有顯著影響；知識加工水平對學習動機有顯著影響；溝通交流、反思評價水平對學習資源使用有顯著影響。換言之，知識加工水平、溝通交流及反思評價水平是影響學生深度學習的主要因素。

表3 模型1線性回歸系數表

四 促進學生深度學習的對策

1 創造真實的教學情境，提高學生的知識加工水平

學生在真實的教學情境中通過實踐所學的理論知識，有利于促進學生在新舊知識之間建立聯系，加深學生對知識的理解，進而促進學生深度學習。在翻轉課堂各教學環節中，在合理地創設教學情境的同時也需要教師引導學生進行實踐，并在實踐的過程中通過網絡學習平臺或課堂交流活動對學生的作品進行個性化的評價與反饋，促進學生對知識的深層次加工。如在“Photoshop平面設計”課程的教學過程中，學生搜集影樓要修理的照片、設計學校網站Logo、制作學校會議邀請函等真實的實踐內容，有利于提高學生的動手操作能力，能夠讓學生理解到所學知識的真正價值，同時也促進了學生對知識的深度加工。

2 增加師生、生生之間交流互動的頻率，促進學生對知識的深度理解

師生、生生之間的交流互動貫穿于翻轉課堂的各個教學環節中，是提高翻轉課堂教學效果的重要措施，有助于提升學生對知識的理解能力。在課前，學生可在網絡教學平臺或QQ、微信等社交軟件中提出自己在學習中遇到的疑惑，教師和其他學生可以針對討論區的問題發表自己的意見；在課中，教師針對討論區的共性問題組織學生分組協作學習，并鼓勵學生在實踐中探究問題的解決辦法，這種面對面的交流互動，有利于學生積極發表自己對知識的理解，激發學生將新知識融入到已有的認知結構中；在課后，教師鼓勵學生將自己的學習反思以及對本章節的內容總結發布到交流平臺中，組織學生瀏覽其他學生的學習反思與總結，討論學生認知中的偏差，促進學生進行有意義的學習。

3 引導學生課后反思，提高學生的元認知能力

反思是學生對課前、課中學習方式、解決問題的方法等方面的總結，而如何引導學生進行有效的反思，對反思效果有重要的影響。學生在反思中遇到問題時，可通過繪制概念圖的方式讓學生將課前、課中學到的知識進行總結，并使用圖示或步驟的方法展現出自己思維變化的過程，促進學生認知外顯化——所謂外顯，實際上是信息經由輸入、內化之后的輸出環節。因此，外顯就有一個強迫內化的機制，正是這樣的機制，促進了深度學習發生的可能[19]。每個章節知識完成之后，學生將自己的反思報告發布在網絡學習平臺上，這種方式有利于提高學生的元認知能力，改進學生的學習方式、思維模式，培養學生批判性思考問題的能力。

五 總結

深化“翻轉課堂”變革，突破點在于轉變學生應試和被動的學習方式，推動學生的個性化深度學習[20]。本研究基于“Photoshop平面設計”課程翻轉課堂的教學實踐和線性回歸分析深度學習影響因素。研究結果表明：知識加工水平、溝通交流及反思評價水平是影響學生深度學習的主要因素，尤其是知識加工水平與溝通交流對學習興趣與態度有顯著影響，知識加工水平對學習動機也有顯著影響，而溝通交流與反思評價水平對學習資源使用有顯著影響。為此，本研究提出了有效促進深度學習的主要策略：①通過優化學習情境設計，提升學生的情境浸潤的感知性；②通過提高互動交流的頻率，加強學生的深度學習知識理解力；③通過有效的課后反思，提高學生的元認知能力和水平，從而系統地提升學生的深度學習素養。

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Research on the Influencing Factors of In-Depth Learning

LI Zhi-he1[Corresponding Author]LIU Dan2LI Ning1LI Feng-qin1YANG Yu-xia1

Based on the analysis of the meaning of in-depth learning and the relationship between in-depth learning and the form of flipped classroom learning, this article carries out the teaching practice of in-depth learning based on the course of Photoshop Graphic Design. Considering of the current situation of in-depth learning and the main factors affecting in-depth learning, this study takes students of three computer-related majors in Grade 2016 of S University as participants and explores their in-depth learning in the flipped classroom context. Quantitative research methods such as descriptive analysis and linear regression analysis were used for data analysis. Results show that communication, knowledge processing and reflective evaluation are the main factors affecting in-depth learning under the flipped classroom teaching context.

in-depth learning; flipped classroom; influencing factors; knowledge processing; strategy

G40-057

A

1009—8097（2018）12—0055—07

10.3969/j.issn.1009-8097.2018.12.008

基金項目：本文為2018年度山西省高等學校教學改革創新項目（項目編號：J2018251）、山西師范大學現代文理學院2018年度質量工程課題“獨立院校信息技術與課程深度融合模式的理論與應用研究”（項目編號：2018JG04）的階段性研究成果。

李志河，副院長，教授，博士，研究方向為信息技術教育和深度學習，郵箱為381373449@qq.com。

2018年5月18日

編輯：小西