旨向深度學習的翻轉課堂設計
李 利
（蘇州大學教育學院，江蘇蘇州 215021）
摘要：基於對當前翻轉課堂實踐的反思，文章提出應與深度學習的要求相契合，運用現代學習科學的研究成果，基於問題化學習範式設計旨向深度學習的翻轉課堂。課前設計以保證自主學習質量為目的，基於學習任務設計“先學”，以學習資源定位微課設計，以思維工具定位學習單設計。課堂設計則以提升思維品質為目的，強調基於問題系統促進有意義的知識組織，並基於思維外顯和人際互動的策略設計學習活動。
關鍵詞：翻轉課堂；深度學習；問題化學習
一、 對當前翻轉課堂教學實踐的反思
作為新一股信息化教學熱點的標誌，翻轉課堂在當下引發了越來越多的學者和教學實踐者理性的反思。為什麼被定位於“顛覆傳統的教學模式”的翻轉課堂，在實踐的推進中並不如願？一方面，“微課”的技術特性被過分放大，過度追求製作技巧，卻仍然沿襲講授式教學風格。另一方面，基於微課的課前自主學習質量無法保證。老師們在實踐中發現，學生在課前基於“看微課”的自主學習中很難保持學習動力，課前學習質量堪憂。以這樣的課前學習去進行課堂的深度提升，成為一件不可能完成的任務。如此追求翻轉課堂之“形”的教學實施，由於缺乏對教與學關係的深度思考，缺乏對促進學生深度學習的設計，並不能帶來學生學習的實質性優化。
事實上，作為一種教學改革模式，翻轉課堂的真正核心是對教與學關係的重新定位，教學環境與媒體的優勢互補是翻轉設計的重要考量，這一切是為實現學生學習的高投入和高產出服務的，這就是深度學習的旨向。
二、 促進深度學習策略分析
深度學習（Deep Learning）是一種對學習狀態的質性描述，最早作為一個概念而提出乃源自與孤立記憶和非批判性接受知識的淺層學習（Surface Learning）的對比研究，其強調學習者積極主動地學習，靈活、熟練地運用知識解決實際問題。這一描述，說明深度學習是一個高認知投入和高意志投入的過程，其結果指向以有效的學習遷移和真實問題的解決為特徵的高效產出。由此，深度學習的發生必須以促進學生的認知和意志投入為主要路徑。而傳統的以講授為核心的教學方式，其最大的詬病恰恰是學生的低參與度與被動性。因此，深度學習的激發需要以學習方式的變革為前提。美國新媒體聯盟《2015地平線報告（基礎教育版）》中引用了“卓越教育聯盟”對深度學習的定義：“以創新方式向學生傳遞豐富的核心學習內容，並讓他們學習後應用所學的內容”[1]，正是對這一前提的呼應。所謂創新的方式包括基於項目的學習、基於問題的學習、基於探究的學習、基於挑戰的學習等，其目的是能夠讓學生具有更多主動學習的經歷。顯然，對於這些創新學習方式的強調，勾勒出了深度學習重視學生在情境中的經驗積累，重視引導學生主動探索，運用認知策略構建結構化、有意義的認知結構等核心要求。對於如何促進學生的深度學習，現代學習科學研究揭示了以下一些重要策略：
1 以學生的已有知識為起點
現代學習科學將學習者視為“由目標指引、積極搜尋信息的行動者，他們帶著豐富的先前知識、技能、信仰和概念進入正軌教育，而這些已有的知識極大地影響著人們對周圍環境的關注以及組織環境和解釋環境的方式。”[2]因此，深度學習首先要求將學生置於主動的信息搜尋者的地位，並且充分考慮學生的已有知識和經驗背景。判斷學生的已有知識是否促進或阻礙學習，需要教師在教學之前，就能夠明晰地瞭解、準確地分析。
2 幫助學生髮展學科知識的概念框架
現代學習科學基於專家和新手的差異研究顯示，專家知識的一個重要特徵是基於一個核心概念或者“大觀點（Big Ideas）”組織相關的事實、概念、程序等。正是這樣的基於實質性關聯的知識組織方式幫助專家在應對問題解決時，能快速感知問題的實質，並且提取相關信息，有效解決問題。因此，深度學習的過程，就是幫助學生建立起對知識結構、知識體系的整體認知，形成組塊化知識的過程。在教學中，幫助學生髮展學科知識的概念框架，獲得關聯緊密、意義豐富、靈活多變的知識組織方式，成為促進深度學習的重要策略。
3 參與情境性的實踐
情境認知學習理論強調知識的情境性，認為學習者是在情境中通過活動，與情境交互而習得知識的。知識和概念不是“去情境化”的獨立實體，而是類似工具的東西，只有在使用的過程中才能獲得完全理解。也就是說，知識的獲得和有效應用應該是一個同步的過程。因此，深度學習乃建立在經驗獲得的基礎之上，而促進深度學習必須將知識產生的情境引入教學，即基於問題、案例、項目等展開教學。
4 關注學習的外顯化和表達
學習科學中非常強調學生的認知外顯化。所謂外顯，實際上是信息經由輸入、內化之後的輸出環節。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。另外，通過幫助學生將內隱的理解外顯化後，有助於教師發現其迷思概念或其它錯誤理解，從而更具針對性地設計反饋和改進措施，如此，學習和表達得以在反饋中相互促進。
以上對深度學習策略的分析，提示我們：要真正走出翻轉課堂的誤區、走出“形似”的假象，要尋求對學生學習質量的有效提升，在設計和實施中必須契合學習科學對深度學習的要求。
三、旨向深度學習的翻轉課堂設計
1 範式轉變：問題化教學
不可否認，在基於翻轉課堂的教學改革中，大多數老師仍然基於其熟悉的傳統教學來實現翻轉。翻轉課堂1.0的基本思想是通過將部分的課堂教學環節進行前置，以微課的形式加以呈現，輔之以相應的習題訓練，從而擴大課堂教學時間，以實現課堂的及時糾錯解惑和應用提升。但這一簡單的流程翻轉，其講授式教學的實質並沒有多少改變，以此寄希望於學習質量的提升，實際上是存疑的。用一線老師的話來說：“利用微視頻的預習只是表面上縮短了授課時間，但並沒有真正起到提高學生學習水平的作用。”祝智庭等[3]也從課前學生的“先學”、課堂學生思維的提升和精熟學習的發生等方面提出了對現行的翻轉課堂的反思。
圖1 翻轉課堂1.0（以傳統教學為原型）
圖2 翻轉課堂2.0（以問題化學習為原型）
Tan[4]認為，課程範式應當從“內容+學生+講授者”轉向為“問題+問題解決者+指導者（Coach）”，即將本真問題作為焦點，在教師的指導下，學生在問題解決的過程中實現高級思維技能的發展。因此，旨向深度學習的翻轉課堂，應該從本質上跳出傳統教學的框架，嘗試以深度學習所倡導的基於問題、項目、案例的學習為原型，圍繞學生思維品質的提升進行整體的設計。我們不妨把此類學習模式統稱為問題化學習，其共同的特點是將所學知識置於一定的任務、項目、案例載體中，以問題中介實現對學生思維的引導，幫助他們主動習得知識、提升思維。以此為原型進行的翻轉課堂的設計，就是翻轉課堂2.0，其設計要凸顯此類學習模式強調經驗基礎上的思維的形成與持續改善這一核心特點。具體表現在：①強調課前學習的經驗基礎。所謂的經驗基礎，一方面指學生已有的知識和經驗背景，另一方面更加重視學生在基於問題、項目、案例的情境中獲得的體驗。②強調引發思維的支架設計。支架的作用在於為學生的問題解決提供參考性的思維框架，幫助學生形成恰當的認知結構，實現從體驗到思維的跨越。③強調在每個個體認知建構外顯的基礎上，通過互動，達到思維的精緻化。④強調多元情境下的變式學習和圖式建構，促進學習遷移。
就具體設計而言，要遵循整體設計的思路：在教學目標的引領下，通過對課前和課中教與學活動的統籌安排，合理選擇媒體與教學策略，設計連貫的教與學的活動。因此，翻轉課堂2.0應該將問題化學習的不同階段與課前和課內不同的學習環境和媒體的優勢結合，有針對性地進行重點活動設計。一般而言，課前設計重在讓學生積累學習經驗，並對問題進行初步的思考；課堂設計重在通過課堂互動，深化學生的思考，促進知識習得和能力提升。
2 課前設計：保證自主學習的質量
課前階段是在沒有教師的監管下，學生主動依靠教師提供的教學資源進行學習的過程——這是一個典型的自主學習過程。它一方面對學生的自主學習能力提出了較高的要求，另一方面也提供了經由良好的設計來提升學生自主學習能力的契機。一個良好的自主學習活動的設計，包括任務設計、資源設計和評價設計。遵循問題化學習的思路，本研究主張以任務驅動優化課前學習設計，即根據學生學習的過程和特點，設計出合理、可行的任務；以支架的策略，提供完成任務所需的學習資源（包括教材、微課和其它資源），從而引導學生逐步完成任務；以形成性評價的策略，對學生的學習進行診斷，為後續學習活動提供依據。具體的設計包括：
（1）學習任務設計優先
任務優先是課前設計的重要原則。此處的任務，指的是在問題情境下幫助學生形成理解和解釋的學習活動。以任務統領課前設計，可以幫助我們聚焦學生學習活動和相應的資源設計。
案例1：兩個“少年閏土”微課
由濟南文化東路小學李靜老師團隊設計的微課“少年閏土”[5]，內容包括“作者介紹、寫作背景、字詞理解、有關閏土外貌描寫的文本解讀”等。顯然，設計者將原本的課堂教學環節進行了簡單的劃分，原本課堂的前端內容全部呈現在微課中。而這樣“大而全”的微課無法將學習者的學習任務聚焦，其自主學習的質量很難得到保證——這就是翻轉課堂1.0的問題之所在。
以任務優先的策略對課前學習進行設計，我們可以將課前學習任務進行這樣的安排：①瞭解魯迅（自主蒐集資料，寫一段人物簡介）；②字詞理解；③找出難懂的詞語，試著理解其含義。其中，任務3對學生是有一定難度的。這樣，微課可以著力聚焦在這個知識點的講解上，以幫助學生完成任務3，進而完成對文章的整體理解。濟南甸柳第一小學的劉楠老師正是聚焦於“魯迅語言的時代特色”設計了“少年閏土”的微課[6]。
在具體設計學習任務時，遵循認知外顯化的要求，任務是否具體、可執行是我們設計的重要標準。例如，以上案例中從“瞭解魯迅”這一目標出發，通過外顯，轉化為“寫一段人物簡介”，就是一個可執行、可評價的任務。任務設計還有一個考慮，就是豐富學生的學習體驗。深圳南山實驗學校陳明煜老師的“流體的壓強與流速的關係”一課[7]的課前活動設計，通過微課呈現了四則簡單易行的小實驗，請學生親自嘗試一下，判斷其真假，從而幫助學習通過探究活動，積累了相關知識點的學習經驗。
（2）作為學習資源的微課設計
在課前學習活動設計中，微課的定位是助力學生完成任務的學習資源。其角色就產生了多種變體：創設情境，呈現案例，提出任務，項目指導等；而其中講授型微課則化身為在學生完成任務時由於某個知識點空缺而產生學習困難時的“補救資源”，成為學生解決問題的工具。此外，從提高學生的學習投入出發，微課設計要注意引發學生更多的交互，避免學生的被動學習。具體而言，在項目指導型的微課中，教師可以通過提問、指令等方式，指導學生進行相應的學習活動。例如在描述某個現象或者問題後，要求學生暫停視頻，以提出猜想、預測結果、提出問題等。從技術支持的角度看，也可以依託交互式視頻技術，將這些活動整合進視頻中，其優點是可以對學生的學習過程進行監控和評價。
（3）學習單的設計
在課前自主學習活動中，學習單承擔著學生學習的腳手架的角色。它的設計和任務設計、微課設計相輔相成。但相比任務與微課設計，學習單更應該體現出其思維建模工具的特徵，即通過學習單，幫助學生建立問題解決的模型，以表徵學習者的內在認知。因此，學習單的設計應將對學習者思維的引導和相應的學習策略（如記筆記、總結、舉例子、類比等）結合起來。如前所述，問題化學習的關鍵是學習活動中以問題為中介的思維活動的發展。因此，學習單的主要目的，就是“通過系列的問題來引發持續性學習行為的活動”，“通過系列問題的解決，達到學習的有效遷移，實現知識的連續建構”。[8]在設計時，我們可以以問題列表、流程圖、思維導圖等思維輔助工具的形式引導學生的思維，並要求學生及時記錄自己的思考結果。
案例2：“二次函數”微課
本案例的課前學習是基於互動軟件（如圖3所示）來實施的。這一工具旨在為學生探究二次函數相關的特性提供經驗，學生可以通過改變a/b/c三個參數的取值，觀察二次函數圖形的變化，完成前期的探究和體驗。相應的學習單設計旨在引導探究思路，建構有關二次函數相關知識的概念模型。設計圍繞探究二次函數與係數的關係展開，通過問題列表（二次函數的開口與哪個變量有關；改變參數C，函數曲線會怎樣變化；二次函數的對稱軸與什麼有關）、實驗記錄表格等引導學生的探究，並且記錄探究結果。
圖3 二次函數互動軟件
此外，學習單承載著形成性評價的功能。從學生記錄的思考結果的反饋中，教師可以敏銳地捕捉學生思考中的誤區和困難，從而在後續的課堂教學中予以重點關注。
3 課堂設計：以思維提升為目的
（1）問題系統引領
翻轉後的課堂，旨在保證學生有更多時間進行旨向高階思維（分析、應用、評價、創造等）的學習活動。課堂學習活動設計需要以學習者親身參與的實踐性活動為載體，通過其內部知識建構的心理活動，以實現深度學習。這一過程是促進知識內化的過程，也是實現深度學習的關鍵環節。基於深度學習對於形成有意義知識結構的需求，依託問題化學習原型，設計重點在於把握問題的系統性。王天蓉等[9]的研究表明，問題系統有多種表現形態：問題集優化、問題鏈優化、問題網優化、問題域優化等。其突出特點就在於反映了知識的內在要素或思維的結構模型，從而幫助學生建構更有意義的深層的知識組織。
案例1：“范進中舉”翻轉設計
本案例由北京門頭溝區大峪中學分校吳亞濱、胡娜老師設計[10]。首先通過整體設計，細分了課前和課堂的學習任務：學生在課前自主進行背景資料、文章結構和人物特點等相關分析，課堂學習則聚焦在文本理解的問題情境上：針對范進喜極而瘋的情節衝突焦點進行深入探究，理解文章的寫作方法。圍繞這一焦點，課堂學習圍繞著一個完整的問題系統展開：①情節設計是否合理？范進該不該瘋？②情節設計是否有其它可能？是否可以不瘋？③總結“喜極而瘋”情節設計的意義所在。在這一翻轉課堂的設計中，課前自主學習為課堂問題解決提供了知識基礎，而有效的問題設計不僅激發了學生的研究興趣，更重要的是，在探究的過程中，學生經歷了有意義的知識組織過程，從而為遷移做好了準備。在課後任務設計中，教師要求學生閱讀《儒林外史》的另一個章節，運用課上學習的方法，梳理情節，分析人物特點，進一步為學習的遷移提供了應用情境——這是深度學習的一個典型設計。
（2）基於思維外顯和人際互動的策略
思維的提升，除了問題引領，還有一個重要的前提，即需要學生及時外顯化自己的思考。另外，課堂面對面的學習環境決定了課堂教學設計要充分發揮師生、生生人際交流的優勢。因此，本研究提出基於思維外顯化和人際互動來進行課堂教學設計的基本策略。
思維外顯化，就是將隱性的認知過程顯性化，它既是一個促進內化的過程，也可以起到檢驗學習輸入、內化質量的作用。從學習的社會協商性出發，個體的思維外顯化也是團體合作的基礎。維果斯基認為，所有的知識都始於可視化的社會交互。只有每個個體產出自我的信息表達，才有可能實現思維的碰撞和昇華，促進集體智慧的生成，並經由內化提升個體認知。因此，在課堂活動設計時，不妨把課堂的各個環節都細分為信息輸入、內化與輸出的小單元加工過程，基於輸出的反饋更好地控制下一個加工環節的輸入，即通過學習與表達在反饋中相互促進，催生更有意義的外顯表達，並最終促進思維的生成與持續改進。
案例2：花對植物來說是為繁殖而生的器官[11]
本案例為日本學者田中耕治基於課堂形成性評價的課堂設計，其課堂活動設計如圖4所示。本案例最大的特點就是以探究為主線，將學生的個人表達、課堂互動、實驗驗證等進行多次的迭代反覆，且每一次的循環都基於上一單元的學習反饋（課堂的形成性評價），從而有效促使學生的初始概念經由師生的討論、自我反思而形成新的概念體系。反思當下的翻轉課堂設計，小組協作活動已經成為必備環節，但是如果缺乏個體表達這一關鍵環節，小組協作很容易流於形式。因此，在課堂學習活動設計中，教師一定要關注能促進學生“自我解釋”的活動，幫助學生明確自己的思路與觀點，並以足夠的證據支持表達自己的觀點，在此基礎上組織起有效的課堂互動。
圖4 個人表達與討論結合的課堂活動
四、 結語
技術與教育的問題，從本質上說，是尋找恰當的整合技術的解決方案來解決教與學的問題。早期的教育技術學者Ely就指出教育技術思維的核心是“技術是解決方案，但問題是什麼？”當翻轉課堂只是用於形式上的教育改造，而不去觸及教育深層次的核心問題時，這樣的問題解決至少是不徹底的。從這個意義上說，基於深度學習重新設計翻轉課堂，不僅僅是一個技術問題，更是涉及深層次的教學文化的變革。
參考文獻略。
本文來源：《現代教育技術》 2017年第4期 P67-73頁
中小學課題研究、論文撰寫發表指導視頻課程推薦
手把手教你做課題、寫論文、發論文
閱讀更多 中小學課題論文指導 的文章
