深度学习理论指导下的混合学习模式的实践与研究

时间:2022-10-30 08:42:14

深度学习理论指导下的混合学习模式的实践与研究

【摘 要】 混合学习把传统学习和数字化学习的优势结合起来,既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用,又要体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。但是如何将二者合理融合并且具有一定的实践指导性是学术界一直争论的话题。本文基于一种新的理论视角,依据美国学者Eric Jensen和LeAnn Nickelsen提出的深度学习路线,运用混合学习模式开展了教学实践研究,总结了在混合学习模式下使学习者达到深度学习的有效策略,以期为传统课堂面授教学与网络在线学习寻找有效的结合点。

【关键词】 深度学习路线;混合学习;教学实践术

【中图分类号】 G40-057 【文献标识码】 A 【文章编号】 1009—458x(2013)04—0073—06

在教育信息化发展的过程中,无论主流媒体和主导理论如何发展变化,都是为了更有效地促进学习者的学习。不同的时代背景对人才有着不同的需求,其背后的主导理论也在发生变化。“传统教学是工业时代人才培养与发展需要的产物,在其客观主义认识论的影响之下呈现典型的‘传递—接受’教学关系。在知识经济时代的当今社会,对创新型人才的培养提出了新的要求,同时也对当下的教育体制和传统的教学模式提出了挑战,客观上要求变革传统的教学模式以适应时代对人才的培养需求”。[1]在知识经济时代,教育的一个重要取向就是适应社会的需求及人类潜能的发展,即学生创新能力的培养。而创新能力的培养乃至于创新教育与创新性学习,有赖于全新的学习系统框架来支撑和维持。混合学习模式为我们构建这种全新的学习系统提供了框架思路和整合模式,而深度学习理论的提出契合了当今知识时代对创新人才培养的宗旨。

一、深度学习理论简介

按照学习者对知识理解和掌握的程度,可以将学习分为简单学习和深度学习(二者的对比关系见表1)。简单学习和深度学习在现实中均占有重要地位。简单学习的对象是一些基础知识,除了机械记忆以外,不需要付出太多努力,通常是进行深度或复杂学习的开始或基础。在我们的现实生活和工作中,大多数复杂事务的处理都需要靠深度学习来完成。在布鲁姆的教育目标分类中,知道、理解、应用、分析、综合和评价也是一个由简单学习到深度学习的过程。

美国著名学者兼教师职业培训师Eric Jensen和LeAnn Nickelsen[2]认为,深度学习指的是新内容或技能的获得必须经过一步以上的学习和多水平的分析或加工,以便学习者能以改变思想、控制力或行为的方式来应用这些内容和技能。Weigel[3]认为,深度学习是通过对新知识、新观点的批判性分析产生并导致对信息的理解,并且能够长期保持;或者是通过探究来促进知识发展与元认知发展。Biggs、Entwistle和Ramsden[4]等认为,深度学习体现为学习者亲身致力于运用多样化的学习策略,如广泛阅读、整合资源、交流思想、把单个的信息与整体的结构相联系、把知识应用于真实世界等,以达到对学习材料的理解。

综合以上研究成果,笔者将深度学习描述为:学习者通过对新知识的批判性分析和与原有知识的整合,形成对学习内容的理解,以便应用所学来解决复杂问题,完成学习迁移,最终能以改变个人思想或行为的方式内化知识的一种学习,它通常指向的是批判性思维、抽象思维和创造性思维等高级思维。深度学习发生时大脑较为活跃,因此获得的知识和技能也会理解、保持、应用得更好更持久。

表1 深度学习与简单学习对比表

[属性\&深度学习\&简单学习\&特征\&理解基础上的记忆;学习是自身需求的主动性学习;目标明确;注重新旧知识间的联系;将课程内容和现实生活联系起来,注重应用;高级思维;不断进行反思\&机械记忆;被动学习;将课程内容视为为考试而学的材料,不能灵活运用所学;低级思维;缺乏反思\&例子\&设计解决方案来解答问题;设计目标和研究策略来实现目标;管理或做学术演讲或工作计划\&记住重要历史年代、字母表;学习一组词汇及明确定义;记住人名、电话、单一路线或活动\&必要条件\&背景知识;详细而精确的加工过程;大脑活动更趋于发散性,并较为活跃\&由于很少满足内驱力,所以需要外部动机;较分散的学习\&]

二、关于混合学习的主要观点

目前,关于混合学习的理解由于“混合”的方式不同而产生了不同的定义,基本上包括不同学习理论的整合(如建构主义、行为主义和认知主义);学习环境的整合(传统课堂与在线学习);学习方式的整合(接受学习、自主探究学习和合作学习;网上学习和网下学习;同步学习和异步学习);学习资源的整合(传统媒体资源与网络化或数字化媒体资源);学习参与者的整合(学习者、教师、专家和网络计算机)等。多种形式的整合旨在“取众家之所长”,通过优势互补实现学习者的有效学习。然而,过于泛化的定义容易失去“混合”的固有特征及其实际的指导意义。我国著名教育技术专家南国农[5]先生在总结我国教育信息化发展的新阶段时,将混合学习理论作为我国教育信息化深入发展阶段的主导理论,其基本观点是:“把传统学习方式的优势和数字化学习的优势结合起来,使两者优势互补,才能获得最佳的学习效果”。柯蒂斯·邦克(Curtis J. Bonk)[6]将混合学习定义为“面对面教学和在线学习的结合(a Combination of Face-to-face Instruction with Online Learning)”。

从二者对混合学习的理解来看,混合学习形式上是传统的面授教学与数字化学习的结合,但这种结合不是一种机械式的学习方式的叠加,而是教育信息化进程中的理性产物,是人们在试图用E-learning改革或替代传统课堂教学的效果不尽如人意时,通过反思学习理论和技术的应用方式,而将传统课堂教学重新回归使其与E-learning优势互补而产生的一种全新的学习方式。混合式学习体现了以学生为主体,以教师为主导的双主体教育思想,强调以教为中心和以学生为中心的教学模式的融合,注重课堂教学中师生之间的有效交流和在线学习中对所学内容的自我建 构[7]。它不再片面强调网络学习环境的作用而忽视课堂教学,不再片面强调以学生为中心而忽视教师的主导作用,不再片面强调建构主义而忽视其他学习理论的指导作用,不再片面强调网上资源的应用而忽视传统媒体的作用。

在本研究中,将混合学习模式作为建构学习系统框架的指导理论,将Eric Jensen和LeAnn Nickelsen提出的深度学习路线(Deeper Learning Cycle,DELC)(如图1所示)作为具体开展混合学习的实践性指导,旨在合理地将传统教学和在线教学进行有机结合,从而促进学习者的有效学习,达到深度学习的目的。

三、基于深度学习理论的混合

学习理论框架

(一)深度学习路线(DELC)

为了更好地在混合学习模式下开展有效教学,并将在线学习与传统面授教学合理融合,使学习者达到深度学习,笔者依据Eric Jensen和LeAnn Nickelsen提出的深度学习路线设计了具体的教学实践框架并在此基础上开展实践活动。

1. 设计学习目标和学习内容

在学习之初,教师通过研究课程目标和课程内容确定出概念、技能和要点问题,然后,根据课程目标将课程内容分块并设定单元目标,将其呈现给学习者,使学习者在学习一开始就明确要努力的方向,这样设计的学习内容和学习目标对学习者更有意义。

2. 对学习者进行预评估

预评估包括对学习者学习风格、学习偏好和先期知识的了解。预评估的过程让教师更好地了解学习者,有助于教师确定学习起点并设计激发学生深度学习的差异化策略,以便更好地满足他们的学习需要。

3. 营造积极的学习文化

营造归属的、安全的与支持的学习文化推动学习者处于积极地激发的情绪状态,使他们更在乎学习,从而在后续的学习中能全身心地投入到学习中去。

4. 预备与激活先期知识,获取新知识

学习就是将习得的新知识联结到学习者现有的知识结构之上。根据预评估结果,教师补充先期知识或激发学习者已有的背景知识,以便使其与将获取的新知识进行联结,实现新旧知识的整合,让学生达到理解。

5. 深度加工知识

在一定的教育背景中,学习者通过巩固、转换和内化等过程加工信息。要让理解的新知识达到专家知识程度需要精细加工,使学习者不仅能阐述、解释知识,更重要的是能应用和迁移,真正达到掌握的水平,即深度学习的目标。

6. 评价学习者的学习

评价和反馈在任何教学中都是必不可少的环节。评价贯穿整个学习过程,通过评价适时地给予学生反馈可以不断修正精细加工,促进他们更深入地学习。

(二) 构建混合学习的理论框架

依据深度学习路线的特征,基于一种技术理性观点,即“面对新技术的出现,我们不会过度膜拜,而是以解决实际存在的教育问题为出发点,以促进人类的有效学习为目的,而合理化地使用技术”[9],旨在构建一种混合学习模式下促进学习者达到深度学习的理论框架(如图2)来指导实践。

在基于深度学习理论的混合学习框架中,深度学习路线作为开展混合学习活动的理论基础,以“准备深度学习”、“新旧知识整合”、“精细加工”和“评价”四个方面为主线。依据本文对混合学习的理解,混合学习的方式主要从“传统课堂面授与网络在线学习的有效结合”和“师生关系”两个方面来考量设计。在本研究中,笔者设计的混合学习框架秉承实用主义观点,依据深度学习特征,从促进学习者深度学习的实际需要出发,选择与之相契合的学习方式。传统课堂教学中面对面的师生交流对于基本概念和原理的讲授、人与人之间的情感交流、现场讨论的开展和积极的课堂文化营造等方面有着无可替代的优势,这些因素能直接影响学习者的深度学习效果。在网络学习平台上,学习者之间不受时空限制的异步和同步交流、协作完成任务、资源库的共享、个人学档的建立、反思日志的分享、学习共同体的形成、作品的展示和学习者之间的点评留言等,都为学习者的深度学习提供了必备条件。

依据混合学习框架,笔者设计开发了网络在线学习平台,由“我的空间”、“讨论区”、“空间群”、“资源库”、“作品坊”和“公告栏”六个模块组成。由这六个模块构成的网络在线学习平台与传统面授课堂教学相得益彰,各自发挥优势,形成“人—技术—课堂”三者合理融合的混合式学习环境,学习环境的综合因素共同作用促进学习者的深度学习。

四、基于深度学习理论的混合

学习模式实践

本研究以教育技术专业大二学生的《网页艺术设计》课程为研究对象,在基于深度学习理论的混合学习框架指导下开展了教学实践。

(一) 基于深度学习理论的混合学习过程的实施

1. 设计学习目标和学习内容

《网页艺术设计》是一门对技术与艺术有双重要求的课程,不仅需要掌握熟练的操作技能,同样要深入理解相关的设计理论,最终能将理论通过技术手段科学、艺术地应用到对真实任务的完成当中去。在本研究中教师将课程总目标与社会需求相结合,将课程内容划分成不同单元,针对单元目标和单元内容设计了真实性任务活动,将学习完成后需要达到的目标和能够回答的要点问题在学习一开始就呈现给学习者,使他们明确要努力的方向和预期的学习结果,这些都将开启学习者的深度思考,有助于深度学习。

2. 对学习者进行预评估

在本研究中,通过完成数字化学习系统中“个人学习风格评估表”的填写并配合第一期主题活动(正值教师节之际,布置了以个人现有水平完成关于教师节主题网站界面的设计任务)的完成来进行预评估。该主题活动为学习者提供了非常大的自由发挥空间,也使教师了解到学习者对基本操作技能的掌握情况、其设计理论功底和个人设计偏好等。

3. 营造积极的学习文化

本研究中通过构建良好的师生和生生关系来营造安全、积极、归属的学习文化。良好的师生关系通过给予学生积极的正强化反馈和高度的期待、提供更多让学生分享自己想法的机会、尊重和重视学生长处以及提供成功的学习经验来构建。良好的生生关系通过构建成功的合作学习来实现。首先,鼓励并指导学生进行异质分组,这样有利于发挥彼此长处和差异;而后,小组成员以尊重和责任为宗旨共同制定小组守则,这些守则不仅营造了积极的学习文化,也将成为评价成员在小组合作中表现的依据;与此同时,确定小组名称和团队口号等团队构建活动都将引发成员间共有的内在动力,激励他们彼此紧密团结。当学生以积极的意愿在一起学习时,更可能承担起较高的挑战,是深度学习的有力支持。

4. 预备与激活先期知识,获取新知识

这一步骤的重要意义是实现知识联结,使获得的新知识更加牢固,为下一步深度加工做好准备。通过前期预评估,将学习者不具备前进所需的先期知识纳入到新的教学内容中。本研究通过传统课堂教学来补充学生缺乏的先期知识,并为主题活动任务的完成提供支架性知识和技能的讲授。而大量新知识的获取主要依靠学习者主体角色的发挥,在分析完成主题任务必需的信息后,通过主动探究或合作学习的方式基于丰富的数字化学习资源或传统的图书资源来获得。这一步骤中知识获取的两条途径是:传统课堂中教师弥补知识“空缺”,以及提供基本知识支架;基于数字化学习环境,以任务为驱动获取必需的知识。

5. 深度加工知识

深度加工知识让深度学习达到顶点。佛罗里达州立大学心理学系的K.Anders Ericsson博士多年从事专家知识的研究,他发现要花费特别多需要努力、有动机的练习才能达到专家知识程度,而这并不是传统课堂的本质[10]。为了达到所有目标的掌握水平,总是需要学习者花费比在课堂中多得多的时间进行加工和钻研,因而网络在线学习就成了学习者达到深度学习的必由之路。

课堂上,教师除了传授必需的支架内容和布置新的主题任务外,为支持深度加工还特别安排了对学习成果“分享”、“讨论”以及评价和反馈的环节。每个小组选派代表为全体师生展示他们的作品,讲解设计思路和创作过程;随后便进入轻松愉悦的互动交流环节,学生们积极地对作品作出评价或提出建议,教师控制互动过程、调节互动气氛;最后对该小组的作品及学习表现做出总结和具有指导意义的评价。由于每个学生都参与了主题活动的完成,对学习任务都有自己的想法和体验,所以互动交流过程积极主动,评价反馈中肯客观。在传统课堂中为学生提供面对面交流的机会有效弥补了数字化学习环境异步交流的不足,教师放弃“权威”,营造一种民主、和谐、自觉互动的气氛,师生、生生间的思想碰撞不仅加强了情感的交流,更引发了学习者的深度思考。

课后,围绕新的主题任务学生以小组形式展开新一轮的学习。围绕主题活动教师和学生在网络在线学习平台上的“资源库”中共建共享优质学习资源,形成可以分享的知识共同体。学生在学习过程中撰写学习反思,在“讨论区”中提出问题、解答疑惑,通过博客圈形成学习共同体,彼此在分享、合作、互助中加强了学习效果还营造了良好的学习氛围。

在本研究中,学是以一个需要解决的问题开始,在做中学,使学习者投入到带有现实挑战的复杂和真实的活动中,混合式学习环境彼此优势互补,共同支持学习者的深度加工和深度学习。

6. 评价学习效果

评价和反馈往往直接影响到学习者的学习态度、方式和结果,因此要通过恰当的评价方式来衡量学生是否达到深度学习。依据深度学习理论,评价应该采用三向评价体系,即以元认知方式的自我评价、同伴评价和教师评价三种评价方式相结合。通过学习者的反思日志、教师对作品的评价和观察学生的成长曲线,可以得到比较客观的评价,而非通过一些结构优良的、程序化的试题来检测。教师要依据开始制定的教学目标针对每一位学习者衡量其达标情况。

本研究中的评价是从整体上宏观分析学习者的深度学习效果,因此从教师、自我、同伴三个角度设置了调查问卷进行评价:教师要对每一位学习者做出评价;学习者以元认知的方式对作为知识加工者的自己作出评价;学习者对与自己合作的同伴做出评价。调查问卷采用里克特量表形式,从“非常不同意”到“非常同意”采用1、2、3、4、5计分方式,统计结果如表2所示。

从以上数据分析可以看出,教师在“学习者提交的作品达到了预期的教学目标”一项中统计结果为86.7%,表明学习者的深度学体表现良好,而且学习者在对自己和同伴的作品点评时也越来越专业,表明学生在经历由“新手”到“专家”的一个深度学习过程。学习者在课堂上的陈述表达能力相对欠缺,数据显示只占到了63.5%,传统的“满堂灌”教学模式限制了学生自我表达的诉求和能力,需要长期培养学生的这一能力。能逻辑严密地自我表达,本身就是一个知识深度加工的过程。学习者以元认知的方式进行自我评价的数据表明大多数学习者能够以元认知的方式来思考技能和思维加工,这也是深度学习的一个典型特征。在同伴评价中,最为明显的是团队合作关系对学习者创新力的影响。绝大多数的同学认为,一个积极向上、通力协作的团队是深度学习的有力保障,具有积极思考文化的团队会引发成员间共有的内在动力,情感驱动了学生的注意力、意义形成和记忆,也驱动了学生的决策和学习动机。

(二) 基于深度学习理论的混合学习模式教学实践总结

通过教学实践中与师生的交流和对学习者深度学习效果的评价进行统计分析,笔者得出以下结论:

1. 充分发挥课程目标的导向作用

当教师将课程目标与社会需求协调一致时,学习者的学习更容易达到深层次水平。为了促进学习者的深度学习,教师必须了解课程目标与课程内容之间的关系,并且让学习者在一开始就有一个清晰的框架。根据课程总目标将课程内容划分成若干单元,分别确定出重要概念、技能和要点问题,进而设定每个单元的目标,这使得每个单元之间保持关联,使教学保持连贯性,让内容变得对学习者更有意义。

2. 着力了解学习者的差异化水平

学习者总是利用现有信息去联结新的信息,这意味着要进行联结学习。教师必须设法了解学习者的背景知识以及对即将被教授的内容的经验,这样有助于教师确定哪些概念或技能需要较多时间或扩展学习来精确构建其基础知识背景。对学习者特征信息的掌握则是教师教学行为的基础,包括为不同学习者设计差异化策略,提供有针对性的指导,对学习者合理分组等。同时,了解学习者的过程意味着传递一种关心和期望,能够营造和谐、信任、归属的师生关系,形成良好的学习文化。

3. 注重营造积极的混合学习环境

情感是深度学习的关键。整体性教学强调不仅要重视认知能力的培养,更应该创造一种积极、归属、安全的学习氛围以便学习者自由地表达自己的观点和感情。将学生看做复杂、多面的人,让学生将情感、道德、精神和智慧共同介入到学习过程中来。在课堂上,教师要放弃“权威”,营造平等的师生关系,重视学习成果在课堂上面对面交流与反馈的机会,让学生在思想碰撞中进行深度思考、意义建构并加强情感交流。在网络在线平台上,教师仍然要发挥主导作用,组织学习者积极共享资源,主动发起讨论,及时对他人的作品点评,教师本身也要对学习者的疑问和留言给予及时的反馈,形成积极热烈的网络学习氛围。

4. 注重促进学习者的自我反思

与他人“分享”和“讨论”个人建构的新知识,可以实现知识的深度加工。当学习者分享和讨论彼此的观点时,原有的看法和思想可能受到挑战,从而引发深度思考。另一个实现深度加工的策略是与他人进行合作学习,共同解决真实、复杂、劣构的问题,在与他人制定并完成计划的过程中体验深度学习。研究表明,以真实情境的主题活动为主要教学脉络贯穿整个课程,以小组合作形式组织学习,使学习者需要不断地进行深度加工来完成学习任务,这样获得的知识、技能和能力在反复应用中逐步以个人形式内化,在体验深度学习中达到预期的学习目标。

[参考文献]

[1] 殷旭彪,陈琳,李凡,王永花. 基于设计的数字化学习环境有效性 研究[J]. 中国电化教育,2012,(1):43.

[2][8][10] Eric Jensen,LeAnn Nickelsen,温暖译. 深度学习的7种策略[M]. 上海:华东师范大学出版社,2010:11-12.

[3] 转引自杜建霞,范斯·A·杜林汤,安东尼·A·奥林佐克,王茹译. 动态在线讨论:交互式学习环境中的深层学习[J]. 开放教育研究,2006,(8):75-79.

[4] Thomas, F. & Nelson, L. 2005. Deep Learning and College Outcomes: Do Fields of Study Differ?[C] Paper presented at the Annual Meeting of the Association for Institutional Research, May 29-June I, San Diego, CA.

[5] 南国农. 我国教育信息化发展的新阶段、新使命[J]. 电化教育研究,2011,12(11):10.

[6] 詹泽慧,李晓华. 混合学习:定义、策略、现状与发展趋势—与美国印第安纳大学柯蒂斯·邦克教授的对话[J]. 中国电化教育,2009,(12):1.

[7] 郭丹. 混合式学习有效性研究[J]. 中国成人教育,2011,(7):153-154.

[9] 殷旭彪,陈琳,王永花. 论信息技术在教育应用中的技术理性[J].中国远程教育,2011,(2):24—27.

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