深層學習視域下的翻轉課堂教學設計與實踐

張所娟，廖湘琳，余曉晗，綦秀利，解文彬

（中國人民解放軍陸軍工程大學 指揮控制工程學院，江蘇 南京 210007）

1 背 景

高等教育不僅要教給學生知識，更重要的是培養各自領域的終身學習者。為了實現這個目標，以面向學生的深層學習為教育訴求，理應成為高等教育長遠發展的核心價值所在。翻轉課堂作為一種新興混合學習模式的代表，更加突出以學生為中心的教學理念，重視學生的個性化需求。因此，本文借助于翻轉課堂這一教學形態，從創建有利于淺層學習向深層學習轉化的情境空間的角度出發，構建翻轉課堂教學設計框架。

早在1976年，由瑞典哥特堡大學的Marton和Saljo在長期實驗后首次提出深層學習的概念[1]。雖然學術界對深層學習概念的界定不盡相同，但在深層學習（Deep Learning）與淺層學習（Surface Learning）的差異性以及深層學習的本質理解上，基本達成了共識。

綜合國內外對深層學習的認識，深層學習是具備主動性、批判性的學習方式，可以促進學習者主動構建自身知識框架體系，并且能在不同的情境下加以應用遷移，以解決更為復雜的真實問題，最終促進學習目標的達成和高階思維能力的發展[2]。

翻轉課堂中，知識的傳授在課前借助于多種形式的教學資源完成，而課堂中則關注對知識的理解、內化，師生之間在課堂中進行互動交流以共同完成教學目標。很多學者對翻轉課堂提出了基本的概念框架[3]，但其在設計和實現方面存在相當復雜的差異，并且在不同背景下仍存在無限的變化。

研究表明，一個適當難度的挑戰和學生的積極參與都是促進深層學習的重要因素；其次，知識的結構化，也有利于促進深層學習的發生。由翻轉課堂的特征可以看出，該學習模式下學習者有更多機會進行研究，更多地參與批判性思維，更有效地互動和學習，從而完成高階思維能力的培養。本研究從促進深層學習發生的角度探討翻轉課堂的框架，在把握教學設計的基本特征和翻轉課堂核心原理的基礎上，形成迭代改進、具有實踐意義的整體方案，為促進深層學習發展提供可參考的設計框架及應用模型。

2 翻轉課堂設計模型

深層學習對教學提出了更高的要求，對學習者的能力培養有了更為明確的指向。翻轉課堂的出現，無論從教學基本理念還是教學組織形態都為教師和學習者提供了全新的思路，更加聚焦學習者自身的發展與需求。應借助翻轉課堂這一教學形態，從體現深層學習特點的角度出發，構建翻轉課堂教學設計框架。本文從宏觀和微觀兩個層面分析，引入混合學習的概念，整合在線學習與課堂面對面學習，試圖通過最大限度地發揮每個學習環境組件的優勢來整合兩者[4]。

首先，從宏觀和微觀的視角為模型設計提供了一個更為系統的設計方法，見圖1。

2.1 宏觀層面

宏觀層面的研究傾向于關注課程總體理念，以整個課程為對象，建立相應模型。

1）課程分析。

首先對課程總體目標進行分析，梳理課程體系，選擇適合翻轉的內容進行詳細劃分。翻轉課堂中，教師進行教學內容編配，要站在學生的角度進行教學內容的舍取，考慮什么樣的內容對學生是有意義的，是更具有挑戰性的？思考學生發展需要的是什么？同時，明確在翻轉課堂中，學習環境給學習者帶來的變化，充分利用在線學習與課堂學習兩種學習環境組件的組合，促進學生的深層學習發生。

2）課程設計。

依據課程分析，定義課程的總體教學目標，理清課程體系，明確教學，從而指導宏觀層面的模型設計。宏觀目標的分析對應大綱設計，制訂總體的教學策略、學習活動及評價方案，體現課程的基本理念思想。

2.2 微觀層面

圖1 翻轉課堂設計框架

翻轉課堂模式下，整個教學活動貫穿課前、課中、課后3個階段，不同的階段對應不同的學習環境組件。課堂學習采用面對面的學習環境，而課前、課后都通過在線學習幫助學生完成學習任務。因此，在進行微觀層面的模型構建時，以單次課程教學的分析為模型構建的起點[5]。

1）教學分析。

（1）教學目標分析。目標的制訂以布魯姆認知領域學習目標分類法表述教學的認知水平進行設計。淺層學習能達到“知道、領會”這兩個層次的目標；而深層學習則對應“應用、分析、綜合、評價” 這4個較高級的認知水平，即高階思維能力。這可看做深層學習的核心特征，明確學習目標，以培養學生高階思維能力為導向，分層次制訂教學目標。

（2）教學內容分析。深入學習強調知識的結構化。翻轉課堂中，對于學習者學習的內容，不能僅僅局限于知識的羅列，而需要知識結構化的呈現，以知識樹的方式組織，體現知識點之間的關聯；建立具有自然銜接關系的知識隊列，同時體現知識層次性，體現對學習者信息加工、意義建構、批判反思的要求。

（3）學習者分析。課前充分考慮學習者的學習特征，針對具體的教學對象，設置有效的導入確保學習者和學習內容之間以某種形式建立關聯。這種關聯可以增加學生在課前學習的投入度、關注度，從而為學生高效完成學習任務奠定基礎。

2）在線學習模型。

翻轉課堂中的課前、課后階段都可以依賴在線學習環境完成，其中課前階段旨在完成知識的傳授。依據學生的基礎和學習水平，教師設計適當的學習任務，提供微課視頻，讓學生自主安排時間、控制節奏，同時配備相應的學習資料，確保在知識傳授階段留有相對充足的時間，讓學生理解、消化新的知識，并提供腳手架（學習資料）幫助學生建立與原有知識的關聯，從而重構自己的知識體系。另一方面，課前階段的學習不受時間、地點的限制，在一定程度上學生易處于無約束狀態，影響學習效果。因此，進入課堂階段前，應對學習者課前學習情況進行測試，保證學習質量。模型中融入了測試的設計。測試的形式有很多，可以是非正式的提問或一個小測試，以考查學習者對課前階段知識掌握的情況，奠定課堂學習的基礎。

3）課堂學習模型。

該模型強調課堂學習活動的組織與呈現序列，設計圍繞學習活動和學習序列展開。深層學習是學生在學習過程中探索、思考、不斷重構原有知識體系的過程中發生的，關注學生在學習過程中表現出來的一種質疑和探究精神，由此完成學生綜合能力素質的提升。研究性學習具有開放性、探究性和實踐性的特點，以此作為促進深層學習發生的途徑，將學習過程看作學生積極建構的過程，促進學生的高階思維發展。設計以研究性學習基本理論支撐的一系列學習活動，鼓勵學生積極主動參與，在學習活動的動態過程中產生師生創造性的教與學，在探究中激發學生思考，對動態真實情境進行知識遷移、理性思考并最終做出相應的行為，是運用學習智慧的結果[5]。該類型的學習活動遵循“合作—體驗—研究與對話—展示與交流—總結與反思”這一基本的序列結構。

在課堂學習模型中，完成相應的教學設計，需要相應的學習支持。在實際教學活動中，無論哪種形式的活動，都必須以學生為中心，教師給予一定的干預以保證活動的指向性，并設置學習測試環節，盡可能在引導學生自主獲取知識與技能的同時，使其學會學習，促進其學習智慧的發展才是最為關鍵的。

4）評價反思。

翻轉課堂教學設計模型中對評價方式的描述，包含了總結性評價和形成性評價兩個方式。其中形成性評價貫穿整個學習過程：在課前階段，主要對學生自主學習情況進行測試；在課堂學習活動中，通過提問的方式了解學生的學習效果并根據課前自測題反饋情況調整課堂教學內容，重點關注學生在探究過程中的行為表現，以過程性評價為主實施評價，包括學生作品展示、師生互評、相應考核評價、新舊知識遷移情況等；課后通過在線學習平臺，采取多種考核形式檢驗學生是否達到教學目標以及學生的學習效果，及時了解學習者在課堂學習后的發展狀況。學習者在課后要對自己在整個學習過程中的所想所感進行反思總結。這里強調學生在學習過程中發現問題的能力，關注學生思維能力的發展。

5）構建模型需要注意的問題。

（1）構建在線學習模型與課堂學習模型時，需要考慮翻轉課堂中所有學習的一致性。在這個過程中，在線學習和課堂學習應該是連貫且相互支持的。這種一致性意味著兩個翻轉課堂的組件具有互補性而不是補充性的關系[6]。簡單地說，沒有在線學習，課堂活動的有效性將受到影響；缺少了課堂學習的有效支撐，在線學習可能缺乏完整性或不具備足夠的深度。

（2）對于在線學習模型與課堂學習模型的有效性，由教師、學生以及技術支持人員共同進行判定。

（3）整個模型框架是迭代改進的，應根據評價反思的情況，不斷修正在線學習模型與課堂學習模型，以適應實際的教學情況。

3 翻轉課堂設計模型應用

筆者以數據庫技術與應用課程為例進行翻轉課堂教學設計。宏觀層面，以體現教學大綱及課程標準為基本要求進行設計，從總體上把握課程；微觀層面，選擇課程中“關系模式規范化”這一章節的內容進行實踐應用。

1）教學分析階段。

第一步是分析學習者，了解學習者的前期知識基礎以及學習水平；其次分析教學目標；對于教學內容，則界定為關系模式規范化相關章節，劃分教學內容，形成結構化知識。

（1）課前：通過在線學習完成函數依賴及其相關的一系列概念的理解。

（2）課中：通過實例討論是否“好”的關系模式，引出1NF、2NF、3NF 和BCNF的關系模式。

（3）課后：進行鞏固復習。

2）在線學習模型。

（1）課前學習。依據前一階段的教學分析，設計在線學習環境下的學習任務及前測問題。給出某些關系模式，判斷各關系的候選鍵、主鍵、外鍵、主屬性、非主屬性。對課前的學習任務做出明確要求：理解函數依賴及其相關的一系列概念。提供微視頻作為學習支架，并提供豐富的教學資源幫助學生完成課前的學習，設置記錄學生學習過程中產生疑惑的模塊，以獲取學生的學習反饋。最后將課前學習任務的測試題放入在線學習設計表（見表1）中。在課前學習結束后，教師可以更加清晰地了解學生的學習發展狀況，及時調整課堂實施方案。

（2）課后學習。課堂學習后，學生依托在線學習平臺，完成教師事先設計好的測試任務：依據若干關系模式，判斷該關系模式屬于第幾范式，并給出判斷的依據。除此之外，應預留一些問題對學有余力的學習者提供拓展學習的空間。

3）課堂學習模型。

教師以研究性學習為基本框架，設計課堂學習活動。遵循該類型學習活動的基本序列結構，結合研究性學習的構成要素進行設計。具體實施可以按照學習活動設計表（見表2）。首先設置探究情境：給出學校信息管理系統對應的關系模式，讓學生判斷是否是“好”的關系模式；由此確立研究學習的具體任務，分小組合作討論，各小組給出各自的討論結果并匯報；每一小組匯報后，教師綜合各組學生的匯報內容，從整體上總結關系模式規范化的過程。

表1 在線學習設計表（課前階段）

表 2 學習活動設計表

4）評價反思階段。

結合課前的學習測試、課堂中的學習表現以及課后的測驗結果完成學習評價，并進行反思。反思在整個學習中是不可忽視的一個環節，反思有助于深層學習的生成。對學生而言，通過反思可以在感悟中獲得新知識、新技能、新想法，最終內化為自身具備的能力。

4 結 語

翻轉課堂的出現，為高等教育的教學提供了不一樣的視角，也為深層學習的發生提供了有效的建構途徑。筆者從促進深層學習發生的視角出發，從宏觀、微觀兩個層面剖析翻轉課堂教學模式，并引入不同學習環境組件，設計翻轉課堂教學模式，試圖為促進深層學習發展提供可參考的設計框架及應用模型。

[1]何玲, 黎加厚. 促進學生深度學習[J]. 計算機教與學, 2005(5): 29-30.

[2]張浩, 吳秀娟. 深度學習的內涵及認知理論基礎探析[J]. 中國電化教育, 2012(10): 7-11.

[3]曹兆海. 運用信息技術促進深度學習[J]. 新課程學習, 2009(5): 52-53.

[4]Biggs J.Individual diあerences in study processes and the quality of learning outcomes[EB/OL]. [2018-02-01]. http://link.springer.com/article/10.1007/BF01680526.

[5]Lee J, Lim C, Kim H. Development of an instructional design model for flipped learning in higher education[EB/OL]. [2018-02-01].http://link.springer.com/10.1007/s11423-016-9502-1.

[6]Postareあ L, Parpala A, Lindblom-Yla¨nne S. Factors contributing to changes in a deep approach to learning in diあerent learning environments Learning Environ[EB/OL]. [2018-02-01].http://link.springer.com/article/10.1007/s10984-015-9186-1.