大數據支持的深度學習活動設計研究
——基于“WEB 應用技術”課程的實踐

馮崇軍

（江蘇聯合職業技術學院 江蘇 南京 210046）

基于互聯網的在線學習平臺是目前教育教學改革實踐中的一股強勁的新生力量，在線學習和傳統課堂學習二者相互融合，由此混合式學習得到了諸多教育者的熱衷，從E-learning 到MOOC、再到SPOC，在各層次教育領域的應用探索遍地開花，也催生了翻轉課堂等一批教學新理念與學習新方式。面對日新月異的技術創新和瞬息萬變的知識世界，學習者需要更高效的組織思維、更有效的意義建構，以實現對知識更深層次的理解。深度學習強調對知識的深度理解，而不只是機械記憶、簡單運用，更體現關注學習過程中的高階思維活動。研究構建具有大數據特色的深度學習場域是智慧教育的時代機遇和現實追求，大數據支持深度學習是智慧教育發展的客觀需求，大數據促進深度學習是智慧學習深入實踐的現實依據，全民數智學習時代的構建也需要學習者具備深度學習能力。

一、深度學習場域模型的構建與解析

通過對深度學習相關理論概念的分析，基于現有的深度學習研究成果，構建大數據背景下的深度學習場域模型，如圖1 所示。該模型以深度學習理論為基礎，從時間維度看，主要包括導入、主體和評價三個學習階段，分別對應知識傳遞的內化、知識遷移的轉化及高階思維的運用；從深度學習場域的空間維度來看，學習目標不僅關注學習者的認知領域，還兼顧人際領域的協作溝通能力，以及個人領域的元認知能力及學習毅力的培養，在導入、主體和評價階段均已達成該三維目標為導向。

圖1 大數據支持深度學習場域模型

學習活動主要包括導入階段的自主學習活動，主體階段的協作、探究等個性化學習活動及評價階段的批判、反思及創新活動。深度學習目標的達成要求學習者必須保持積極的學習動機，充分發揮自我能動性投入到高階思維活動中，并對學習過程及學習成果進行深入有效的反思[1]。在導入階段，自主學習要求學習者對自己的學習活動負責，在導學單的作用下，學習者能夠及時調控自己的學習行為，能夠明顯提升學習者的學習動機和自我效能感，有利于學習者認知技能的發展、情感價值觀的重塑。在主體階段，教師設計相應的學習活動來持續激發學習者的動機，并進一步促進學習者積極應用高階思維能力，以批判的眼光分析問題，以創新的思路設計解決方案，并在協作探究的活動過程中實現對問題的有效解決。評價階段的學習活動主要以學習者的自評、互評及反思迭代為主，充分利用線上互動工具的優勢，創設高度自由的評析環境，充分調動學習者的元認知潛能，確保學習者能夠深入反思，在自我沖突中獲得全面發展[2]。

二、深度學習活動設計的實踐思路與應用原則

基于深度學習場域模型的學習活動設計是將深度學習的核心理念滲透到學習過程中的各個要素，在導入、主體和評價階段要關注學習目標的多維度、學習內容的核心概念及其知識結構，學習策略選擇要針對不同場景在問題化、項目化、參與性、協作性等方面的設計，并重點強調評價體系賦予學習者的發展性要求。

學習活動設計基于深度學習場域模型的理論基礎，分別對學情分析、目標設計、任務設置、形式選擇、學習支持及評價等活動要素進行規范化設計，如圖2所示。

圖2 指向深度學習的課程活動設計模式

在學習活動設計時，首先要確保學習活動與深度學習要求及課程實施標準保持高度一致，學習活動設計的理論支撐是深度學習的具體要求，學習活動設計的內容趨向要依據課程標準的規范描述。作為學習者有效學習的實踐載體，學習活動既要基于深度學習理念優化設計各活動要素，又要通過學習活動來引導認知過程及思維方式不斷指向深入[3]。課程學習活動是課程標準的落腳點，不同維度的目標要求是通過學習活動序列的多樣化組織來實現的。從學習活動的結果上看，深度學習主動關注學習者對知識的有意義學習，即在有效聯結新舊知識的基礎上，能夠自主實施對知識的有意義建構，而不是死記硬背或者零散關聯。從學習活動的過程上看，深度學習指向學習者積極主動的學習，要求學習者在學習活動中能夠保持較高的投入水平，在認知投入、情感投入及行為上均有積極的表現。從學習活動的方式上看，傾向于使用深度學習方式的學習者普遍熟練掌握元認知策略，擅于主動建立新舊知識間的聯結、積極尋求知識的規律、有效聯系生活現實及職業背景，更多地運用批判、創新、反思等高級思維能力來實現知識學習的價值。從學習活動要求的能力范疇看，學習者深度學習能力的養成，包括但不限于人際溝通與協作、批判與創新、認知與學習發展及信息素養等多元智能。因此，設計深度學習場域中的學習活動要從目標、任務、資源、策略、成果運用、評價規則等多個要素入手，在學習的主體階段，為學習者進行有意義的深度學習而鋪路搭橋[4]。

三、基于深度學習場域模型的“WEB 應用技術”課程實踐應用

（一）實驗設計

實驗目的是為了將研究構建的深度學習場域模型應用到五年制高職“WEB 應用技術”課程中，通過開展深度學習實踐應用，以問卷評測、訪談調研及學習分析技術實踐等方法來驗證構建的深度學習場域模型能夠有效促進五年制高職學生的深度學習，以量化分析和質性研究認知交互的方式來檢驗深度學習過程中學生認知質量、思維水平等方面的變化，為后續微觀課堂層面的深度學習研究提供參考。

選取我校五年制高職智能醫療裝備技術專業學生為研究對象，其中1801 班為對照組，1901 班為實驗組。對照組采用傳統的學習方式開展“WEB 應用技術”課程開展學習，而實驗組應用問題探究式的深度學習方式開展學習，兩個班級由同一位教師授課，學科前置知識及學習能力基本相同。職校高年級的學生好奇心強，對新的學習工具、新的學習方法充滿期待，愿意參與實驗并嘗試應對改變。

（二）實驗過程

對在“WEB 應用技術”課程中“網頁布局”部分的學習內容進行深度學習活動設計與實踐應用。在導入階段，學習者根據教師提供的導學單進行自主學習，主要是通過學習微課、練習測驗、討論提問等進行初步的知識建構，實現知識的有效傳遞。在主體階段，學習者在問題情境中通過一系列結構化的任務進行協作探究，在問題解決的過程中完成對新知識的吸收內化和遷移應用。在評價階段，學習者根據擬定的問題解決方案來完成創作，并將作品提交到指定的線上平臺，并對問題解決的過程及創作實踐的成果進行評價與批判，在反思的基礎上實現知識的拓展與創新，促進高階思維能力的有效運用，達成深度學習的既定目標[5]。

對照組使用傳統的學習理念開展課程學習，實驗組應用基于深度學習場域模型的探究式學習活動進行，學習過程充分突出學生的主體地位，全力保障學生的自主學習，將問題探究式的學習理念貫穿到學習的整個過程。實驗組的學習活動設計見表1。

表1 深度學習活動過程設計方案（以“網頁布局”章節為例）

基于上述的深度學習活動過程方案，以多媒體教室和泛雅學習平臺為學習環境，充分運用導學單、深度學習實施方案及學習評價工具等實驗素材，經過半個學期的實踐應用，課程學習過程中積累了大量的實驗作品及過程數據，為后續實驗效果的分析檢驗提供可靠的資源。實驗組的學生數量、作業次數、課程活動數量及話題討論等都做了細致的記錄，取得了豐富的實驗成果。在“網頁布局”章節學習完成后，學生提交了設計完成的網頁作品。

四、“WEB 應用技術”課程深度學習實踐效果分析

（一）訪談情況分析

筆者隨機選取了實驗班的8 名學生依據訪談提綱進行了實地訪談，通過對訪談內容的整理和分析之后，可以得出如下結論。受訪的學生普遍認為基于深度學習場域模型的“WEB 應用技術”課程更加能夠激發學習動機，課前導學單對學生的自主學習具有積極的指導意義，能夠讓學生在結構化的知識地圖中實現由淺入深的認知發展，且主體階段的問題探究式學習非常貼近學生的生活現實及職業背景，啟發性、趣味性的學習情境更能激發學生的探究熱情，既有益于學生進行高強度的交互學習和人際溝通，也有助于學生運用高階思維能力來分析和解決問題。在評價階段，線上線下融合的多樣化學習評價工具，開放式的評價機制和啟發式的評價體系，能夠有效發揮學生的元認知能動性，在創作中感受知識的價值，在反思中體驗學習的樂趣[6]。

（二）過程性學習數據分析與評析

在實驗過程中，實驗組學生積極參與知識點測驗、技能訓練、頭腦風暴、小組討論交流、集體創作活動及分享評論等任務，針對在線學習平臺上記錄的過程性學習數據，筆者開發了若干python 腳本，經過對腳本自動化提取的數據進行規范化處理后，選擇了在導入、主體和評價階段均有完整記錄的學習過程數據進行了結構化處理，并利用SOLO 分類理論進行了質性編碼分析，SOLO 適宜于對學習者的思維結構進行質性評價，可以通過評價學習過程來判斷學習者思維結構的復雜程度，從而客觀地分析深度學習的水平。關于深度學習的思維層次劃分及學習過程表現，見表2。

表2 深度學習的思維層次及學習表現

筆者選取了實驗組10 名學生，分別用T1—T10來表示，并針對“WEB 應用技術”課程中“網頁布局”章節的6 個序列化的學習活動進行統計編碼，結果如圖3 所示。

圖3 深度學習過程性數據分析結果

由圖3 可知，深度學習活動實驗開展之前只有極個別學生處于前結構水平狀態，說明大多數同學能夠避免無關信息的干擾，有效控制自己的學習狀態。實驗開始后，隨著學習活動的接受度不斷加強，新舊知識的聯系引發學生認知結構的沖突再平衡更加頻繁，有意義的知識遷移和轉化應用對于高階思維能力的要求不斷提升，處于單點結構水平的學習者數量持續減少，而多點結構水平的學習者數量迅速增加并保持穩定，表明學習者已然掌握淺層次學習的能力，并有趨向深度學習階段。圖中的關聯結構曲線和抽象拓展結構曲線由低到高的穩定性增長也證實，隨著實驗活動的持續進行，學習者的高階思維活動逐漸活躍，課程學習也隨之走向更深層次[7]。

通過上述對于學習過程性數據的編碼處理和質性分析，本次實驗證實了基于深度學習場域模型設計的課程學習活動能夠有效促進學習者深度學習的發生。

綜上所述，深度學習場域模型能夠有效指導五年制高職學生的深度學習實踐，從實驗組前后測調查數據的T 檢驗結果來看，相比對照組而言，實驗組學習者在課程學習投入程度及深度學習的各個構念維度上均表現出顯著的優勢，借助大數據在微觀學習層面的有利支持，豐富的數字化學習資源為學習者的自主學習創造了具有啟發性和趣味性的學習情境，并能基于大數據知識發現工具來開展富有意義的頭腦風暴，從沖突再平衡的認知結構動態優化中實現知識的有效建構，能夠幫助學習同伴間建立深層次的交互關系，通過不同的問題情境來引導學習者運用批判理解、知識創新等高階思維能力，促成深度學習的發生，實現深度學習的目標。