深度學習理念下在線教學模式設計與應用

朱曉敬

(東北石油大學 計算機與信息技術學院， 黑龍江 大慶 163318)

0 引言

新冠疫情給各行業帶來了嚴重的影響，教育行業也未能例外。2月初，中國高校做出了“開學不返校”的決定[1]，在線教學成為了不二的選擇，教師們紛紛選擇慕課、SPOC、虛擬仿真實驗課等進行在線教學。在線教學克服了時空的問題，保證了教學的進度，但如何在保證學習者淺層學習方面優勢的基礎上，進一步促進學習者深度學習，值得深入研究。

1 在線教學中實現深度學習必要性分析

在線教學是一種基于網絡的教學方式[2]，可突破時間、空間限制，可提供豐富的共享資源。近年來，尤其是新冠疫情爆發以后，在線教學在規模上得到了前所未有的擴大。雖然應用規模在擴大，并且也逐漸獲得了我國廣大高校教師、學生、家長的認可，產生了大量的優秀教學案例，但當前我國在線教學也存在一定的問題，如對于學習者學習的個性化需求關注不夠，學習者參與程度不高，學習者缺乏學習的主動性與自覺性等[3]。這些問題導致學習者的學習較多的停留在低階思維層次上，如記憶、理解等，而較高階的思維，如遷移、創新等，則相對較少，解決實際問題能力相對較弱[4]。

深度學習，由美國學者Ference Marton和Roger Saljo首次提出，“在理解的基礎上，學習者批判性地學習新思想和事實，將它們融入原有認知結構，在眾多思想間進行聯系，并將已有知識遷移到新的情境中，從而做出決策、解決問題”[4]，深度學習與淺層學習相對應。按照布魯姆的劃分方式，認知領域可分為記憶、理解、應用、分析、綜合與評價[5]。淺層學習一般指學習者對知識的記憶與理解，而深度學習則對應應用、分析、綜合與評價[6-7]。

深度學習以學習者為中心，強調學習者的主動性、積極性、批判性思維，關注情境遷移、問題解決和創新能力，提倡人際社會化交互，學習者具有良好的情感體驗，重視學習者個體學習力的發展，教學活動圍繞滿足學習者個性化需求而開展[8-9]。

在線教學中如何實現深度學習，如何構建基于深度學習的在線教學模式，引導學習者深度學習的發生，是在線教學急需解決的問題之一。

2 基于深度學習的在線教學模式設計

格式塔心理學和認知負荷理論等指出，學習者的學習水平可以用“圖式結構”來表征[10]，認知過程即圖式的構建過程，每個階段的學習內容、方式和資源表征形式等不盡相同。深度學習的過程中，學習者主要通過知覺、調和、歸納、遷移四個階段來完成圖式的構建。針對此認知過程，基于深度學習的在線教學模式可以分成確定教學起點、教學內容選擇與重構、在線教學交互、教學評價四個階段。其中，將會根據教學評價結果對相應階段進行修改，在線教學交互過程中以個性化學習與小組協作相結合的形式開展[11-12]。其執行過程,如圖1所示。

圖1 基于深度學習的在線教學模式

3 基于深度學習的在線教學模式實施

本項目以本科生“教育技術學研究方法”課程為研究對象，在基于深度學習的在線教學模式指導下，依托“中國大學MOOC”平臺，結合釘釘直播，進行了具體的教學實踐。本部分以課程中的“調查研究法之問卷調查”知識單元為例進行闡述。

(1) 確定教學起點

教學起點的確定指運用前測試題、學習風格測量量表、對學習者和教學共同體進行觀察與訪談等，評估學習者學習策略、認知結構和學科知識，為教學內容的選擇與重構、教學資源提供方式、小組成員分配提供支撐。

本研究的教學對象為教育技術學專業大三學生，自然班級1個班，總共28人。通過教學共同體的訪談了解到，學習者對于“教育技術學研究方法”課程所需的先修課程已全部完成，具備較好的專業理論與實踐基礎。在正式教學之前，對學習者進行了前測，結果顯示，有2名同學對于“教育技術學研究方法”的課程內容有一定的掌握，該2名同學曾在所在實驗室的老師指導下進行過學習，對于文獻研究和內容分析法已經掌握；10名同學由于在先修課程中聽到老師介紹而自行查閱過資料，對于課程的內容有不同程度的了解；其余同學對于課程內容偶而能提取出一兩個關鍵詞，本次研究視為完全無掌握。同時，通過認知風格調查量表對教學對象進行調查，根據調查結果，結合前測成績，本研究將學習者分成7個小組，每組4人。

(2) 教學內容重構

教學內容重構指根據第一階段所確定的教學起點，選取教學內容，并將內容進行重構、數字化表征的過程。此模式下的內容選取與重構，不再以傳統的章節為單元進行，而是以知識點為單元，以認知圖式為依據進行重構。由于此模式基于在線教學，需要將教學資源進行數字化表征，可以形成文本、視頻、動畫等。

研究根據第一階段對于學習者的分析，結合本門課程的教學目標，重新選擇了本門課程的知識單元，重構了知識單元框架，對相應知識單元進行了數字化資源開發。本文以“調查研究法”中的“問卷調查”為例，具體知識單元,如表1所示。

表1 “問卷調查”知識單元列表

(3) 在線教學交互

在線教學交互是學習者構建認知圖式的主要渠道，此過程以深度學習發生的知覺、調和、歸納、遷移四階段為依據，主要涉及內容呈現、問題解決、思維導圖和情境問題4個環節，教學形式以個性化學習和小組協作學習結合的形式進行。

內容呈現，指將第二階段準備好的數字化教學資源，結合第一階段教學起點分析結果，通過在線教學平臺將教學內容，如視頻、動畫等，為不同學習者進行個性化呈現，學習者進行個性化學習，激活學習者先前知識，搭建目標圖式和已有圖式之間的橋梁，集中學習基礎知識中的偏差的過程。問題解決，指教師通過在線教學平臺，以問題解決的方式與學習者進行交互的過程。此過程中，根據第一階段學習者特征的分析，將學習者分成若干小組，每組4-6人，以小組協作的形式進行學習，小組內成員有明確分工，且所承擔角色輪換制，小組需要將學習成果通過教學平臺進行匯報，小組之間進行點評。思維導圖，指通過在線教學平臺，以思維導圖為設計依據，設計實施教學互動，輔助學習者歸納前階段生成的新知識，總結學習內容的過程。情境問題，指通過在線教學平臺為學習者提供個人活動，活動基于所學的知識點及其應用情境，促進學習者對所歸納的知識進行反思和同化，最終實現知識遷移。

本項目中，在學習該知識單元的前一天晚上，給學習者發送“疫情期間居家學習作息規律調查表”，讓學習者通過回答問卷的形式，激發學習者動機。課程采用釘釘直播和“中國大學MOOC”相結合的形式進行，課前將數字化教學資源“聰明的高爾頓”視頻和文本提交到“中國大學MOOC”平臺，課上組織學習者根據自身起點進行個性化學習。學習者觀看完相應教學資源后，教師提出問題“什么是問卷調查？”“問卷調查與高爾頓有何關系？”，需要每名學習者都要作答，教師確認所有學習者都掌握之后，開始分配小組任務。

教師將小組任務所需的輔助資料“問卷調查法基礎包”推送給學習者，要求各小組根據輔助資料的內容，提取出問卷調查法的特點、操作過程，并搜索整理出兩份問卷，一份該小組認定為優秀問卷，一份該小組認定為需要修改問卷，然后進行小組匯報、組間互評和教師點評與總結。

教師為學習者推送“問卷設計資料包”，要求學習者以小組形式進行學習，提煉出問卷結構、問卷問題及答案的設計方法和注意事項，結合第二階段自己小組所認定的優秀問卷和需修改問卷，指出各自優點及不足，有問題的問卷在哪些維度需要修改，如何修改，整理好相關內容后小組匯報，此次活動中，小組成員承擔角色需要輪換，不能與第二階段相同，然后進行組間互評和教師點評與總結。

教師將課前設計好的“問卷調查知識點思維導圖”推送給學習者，此思維導圖并未展現所有知識單元，而是要求學習者將相應空白位置內容補充完整，輔助學習者對本節課所學內容的圖式構建，思維導圖部分截圖內容,如圖2所示。

圖2 思維導圖部分截圖

最后，教師將設計好的情境問題“這個情況我們知道”推送給學習者，作為課后拓展活動，要求小組為單位進行問卷調查，在指定截止日期前，將調查過程資料、結果提交到MOOC平臺，進行小組互評。

(4) 教學評價

教學評價指對學習效果的評估，主要包括學習者學業成績和思維品質診斷，是對學習者發展水平的考察，也是對在線教學中深度學習的有效性的檢驗。深度學習理念下的在線教學模式的教學評價，強調過程評價，遵循多元化的原則，由小組互評、組內互評、教師評價三個維度組成，分別對小組任務、個人任務作出過程評價。具體評價占比,如表2所示。

表2 評價方式

由于本文中所闡述的案例為這門課程中的一個知識單元，未進行期末考試，所以針對本知識單元的考核應包含三部分，即小組互評成績、組內互評成績和教師給出的各小組成績。

4 總結

經過基于深度學習的在線教學模式的實施，“教育技術學研究方法”這門課程的期末平均分為83.27分，整體教學效果較好。通過與前測對比顯示，完成本門課程的學習后，學習前已掌握一定學習內容的2名學習者成績保持優秀，課前對學習內容完全無掌握的同學成績全部達到及格以上，其中75%以上的同學成績良好以上。同時，在期末對學習者進行了“基于深度學習的在線教學模式效果滿意度調查”，90%以上的學習者認為非常滿意，具體到個人收獲方面，學習者認為自己的協作能力、解決問題能力有較大提高，但也有同學對滿意度的打分并不很高，通過進一步訪談發現，這類同學并非針對該教學模式產生不滿，而是主要在小組成員互評的權重方面和資源趣味性方面有一定建議。

通過教學實踐和學習者深度學習數據的結果可以看出，基于深度學習的在線教學模式具有較好的可操作性，較好的實現了學習者淺層學習向深度學習轉變的發生。模式打破傳統教學設計中知識的組織方法，基于“圖式”進行教學單元選擇與數字化表征，采用個性化學習與小組協作相結合的形式開展教學活動，采用組內、組間、教師評價相結合的多元化評價方式，為在線學習時學習者深度學習的發生奠定了堅實的理論與實踐基礎。

針對實踐過程中的問題與不足，以及學習者對模式所提出的建議，項目將會在后續實踐中從以下幾方面進一步優化模式。第一，強化教學共同體，使教學起點的確定、內容重構與資源建設更加科學化、趣味化；第二，強化課堂中的“問題鏈”，促進學習者高效構建認知圖式和知識有效遷移；第三，優化評價過程，在當前評價方式的基礎上，調整評價結構及權重，增加針對學習者批判性思維、遷移應用能力、問題解決能力等核心素養的測量量表，使得評價更加具體化、多元化、科學化。