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深度学习视角下混合教学系统化设计与体系化模式构建

所属分类:教育论文 阅读次 时间:2021-11-19 16:42

本文摘要:摘要:混合教学已经成为高校教学常态化形式。该文采用文献分析法,从教学系统的1基础(传统课堂)、4要素(学生-内容-资源-目标)和1模式等六个维度,分析当前混合教学研究中存在六个表象问题根源于四个基本问题:是什么、为什么、怎么做,标准是?进一步从深度学习框架对传

  摘要:混合教学已经成为高校教学常态化形式。该文采用文献分析法,从教学系统的1基础(传统课堂)、4要素(学生-内容-资源-目标)和1模式等六个维度,分析当前混合教学研究中存在“六个表象问题”根源于“四个基本问题”:是什么、为什么、怎么做,标准是?进一步从深度学习框架对“传统课堂-学生-目标”三个维度解构,及对“模式-资源-内容”三个维度建构,提出基于深度学习的“阶梯式加深混合教学一般模式”,推进传统课堂1.0的“碎片化流程”和“精细化流程”,向混合教学课堂2.0“线上线下优势结合流程”转变,聚焦混合教学系统化设计:基于知识点的线上课程精细化设计;基于学习结果的线上线下联结设计;基于进阶式任务的线下课堂综合化设计。最后,从“阶梯式加深”优势特征等角度探讨了一般模式特点,并演绎出体系化混合教学模式:在线辅助型、递进型、进阶/翻转型、螺旋型、强化型、在线主导型和交替/并列型等,从而完善混合教学课堂2.0生态。

  关键词:深度学习;教学系统;混合教学;教学模式;优势结合;阶梯式加深

深度学习教育论文

  混合教学已经被确定为21世纪的教育模式,被普遍视为是教学新常态[1-4],促使传统课堂1.0形态,由封闭在教室内前后时空延展课堂教学流程,升级混合教学/翻转课堂2.0形态。混合教学设计也超越了信息技术应用视角,而是从传统课堂转型和教学系统重塑的角度整体思考[5]。从教学系统和深度学习视角审视混合教学研究现状,并基于此提出混合教学系统化设计,构建体系化教学模式,完善混合教学课堂2.0生态,成为本研究关注的重点。

  一、混合教学研究综述与深度学习框架梳理

  基于笔者2013年以来在近200所高校的师生交流,逐渐凝练了一线教师对混合教学的一些疑惑:是什么、为什么、怎么做及标准是什么?带着这些思考,笔者又在中国知网中,以混合教学、翻转课堂和SPOC等为关键词,以“核心期刊”和“CSSCI”为来源类别,共检索出期刊论文2490篇和博士论文12篇;通过剔除非高等教育领域等文献,从“教学系统”视角的“传统课堂-学生-内容-资源-目标-模式”六个维度,梳理了118篇作为主要文献进行阅读,并追溯部分文献,综述了混合教学研究。

  (一)混合教学研究的“六个表象问题”

  从文献看混合教学的交互、行为和策略等研究已经非常丰富,但在实践层面的形式混合、低效混合的课程不在少数,导致相当部分的师生对这一教学改革抱有疑虑[6]。

  1.混合教学中传统课堂:传统教学利弊研究较多,需关注利用优势开展改革传统课堂教学利弊研究基本形成定论,但混合教学研究忽视了传统课堂教学基础,而直接讨论设计。

  翻转课堂是师生中心、教学主客体[7]、教学时空[8]等翻转。翻转课堂前几个环节针对低阶教学目标,课堂活动则针对高阶目标而设计[9];需从传统教学模式的弊端重置学习方式[10];但传统课堂哪些优势可以利用,并没有被深入剖析,也就无法提出切实落地可行的混合教学设计。

  2.混合教学中学生特征:基于心理理论研究丰富,需关注数字土著研究应用学生特征是影响混合学习的重要因素[11],如强调学生知识基线水平调查[12];构建混合学生特征模型,从知情意行等维度研究混合学习效果[13];应用“自主、协作、探究”的学习方式[14],但缺乏对数字土著特征的关照。而数字土著学生也缺乏混合学习的态度和能力准备,习惯性地以娱乐体验心态选择碎片化时间接受学习,导致学习浅层化[15]。虽然对数字土著居民已有大量研究,但诸如混合教学中做中学[16]等基于其特点进行混合教学设计较少。

  3.混合教学中学习内容:活动行为设计卓有成效,需关注学习内容及主题设计高校学科教学首先应关注专业内容设计。但从一份对全国获奖混合式课程的教学设计质量研究[17]看,既没有对学生特征的关注,也没有对学习内容的设计。当下研究:

  (1)主要围绕“活动”和“行为”量化研究,如“认知水平”是用“学习行为”作为指标[18];丰富的活动组织形式易忽视基础知识的掌握[19]。(2)线下活动也多是聚焦“讨论”“协作”活动层面[20]。(3)混合教学活动和作业都是为了培养高阶思维,但实际上却是陷入课后作业“传统”未变等浅层变革[21];忽视对知识深度理解的教学本质[22]。(4)利用视频讲解浅层知识[23],但高阶思维是怎么从微课中培养起来的?目前已经开始关注混合教学内容层面设计,如基于知识“应用、分析与评价”和“创造”角度设计[24];从夯实学生的知识基础、激发创新灵感、检验创新结果、升华知识结构等角度设计,并强调有效组织教学内容[25];新颖的作业在内容和类型与传统作业有所区别[26];优化课前学习内容结构[27]等,但混合教学设计如何将学习内容贯穿始终?知识本身应该具备什么样特征?

  4.混合教学中学习资源:MOOC视频成代名词,需适应学习方式的资源设计当前在线课程仍然具有认知性存在和教学性存在水平不高的问题[28]。(1)在线课程中“内容为王”的地位没认清,如只提供预备性、拓展性、补充性的学习资料,很容易陷入知识学习的浅层化[29];造成课前经验知识准备不足,容易使学生课堂上经常表现出沮丧、迷茫以及糟糕的协作参与,导致不得不再讲授教学[30];需让学生吸收视频中经过提纯和改造过的良构知识[31]。(2)不做在线课程设计探讨,通常用视频学习[32]、课前学习电子书[33]等替代,需从单纯制作教学视频转向广泛开发课程资源[34]。(3)在线课程设计存在问题。

  翻转课堂实践容易陷入成微视频灌输[35],需优化课前学习资源的呈现方式[36],关注导引设计、面向知识类型的资源设计[37],这都亟待适应符合学生时代特征的方式。5.混合教学中学习目标:能力素养目标成为共识,需关注面向未来的发展目标混合教学设计探讨了提高合作与表达、自主学习及学习毅力[38],和实践操作、批判思考、复杂问题解决、创造力等5C能力[39],以及达成信息素养、数据素养[40]、核心素养[41],关照生命教育[42]等,体现了深度学习目标。但问题是:

  (1)混合教学究竟要把人才培养指向何处?方向何在?(2)在实际执行时,教学设计容易偏离目标指向,课堂难说有效,究竟如何培养这些能力素养?虽然翻转课堂可以改善大学生的学业表现和满意度,但没有足够证据表明能够提升关键的通用能力[43]。如何明确面向未来的目标设计的重点?6.混合教学中教学模式:教学环节流程丰富多样,需凸显混合教学本质内涵国内混合教学模式研究比较体系化的主要是翻转课堂模式,如传统版、操作版、翻转版、综合版、通用版[44],双向深度学习版[45]。近年来开始构建“一般模式”,如面向深度学习的翻转课堂一般过程模型[46]、O-PIRTAS翻转课堂一般教学模式及其普适性和可操作性等[47]。主要问题有:

  (1)关注翻转课堂“程序重置”的模式研究较多,而混合教学谈及的“有机结合”如何操作很少。

  (2)国内系统化的混合教学模式分类和明确分类标准研究几乎没有,基本上留在(学科)模式个案研究层面。(3)在线课程与课前学习环节设计缺乏或描述不清,“先学”几乎没有发生[48]。(4)没有涉及线上线下联结点设计,很少有基于在线学习结果而改变课堂教学内容和教学设计[49]。(5)模式的可操作性和实施性不强[50]:一是用心理活动替代教学环节;二是教学环节延伸课前和课后同时出现;三是造成学生认知负担过重;四是缺乏实施过程的调控机制。(6)没有明确翻转课堂和混合教学间的关系。

  (二)混合教学研究问题根源的“四个基本问题”

  上述混合教学研究中“六个问题”,必然造成“在对混合式教学抱有高预期的同时,我们对这一新兴的教学模式还没有非常清晰、科学的认识,对于何谓混合式教学,如何设计与实施这种教学,以及怎样评价其有效性等问题一知半解。”[51],其根源于“四个基本问题”。

  1.什么是混合教学

  CurtisJ.Bonk将混合学习定义为“面对面教学和在线学习的结合”[52],又表现为三种主流界定:一是,时间比例角度的界定:即斯隆报告根据在线传授内容所占的比例,将课程划分为传统课程(0%)、网络辅助课程(1—29%)、混合课程(30—79%)和在线课程(80%以上)等类型[53],混合教学也可以比照这种方式划分,简单高效,但没有凸显出内涵意义。

  二是,学习结果角度的界定:在适当的时间,通过应用适当的学习技术与适当的学习风格相契合,对适当的学生传递适当的能力,从而取得最优化的学习效果的学习方式[54]。然而在日常教学中难以衡量是否“取得了最优化的学习结果”,故可操作性不强。三是,学习过程角度的界定:混合式学习是要把传统学习方式(FacetoFace)的优势和e-Learning的优势结合起来[55]。如果没有实现“优势结合”则充其量称之为网络辅助教学。这个界定把混合教学过程本质描述的清晰明确,并可从理论演绎角度和几条评判标准(见下文)对是否发生“优势结合”进行界定,便于操作和实施。

  所以,本研究采用何克抗2004年“优势结合”的过程界定。只有明确了混合教学的“优势结合”内涵,才能够:一是,明确解构传统课堂教学利弊的方向和必要性;二是,明确学习内容与学习资源建构设计的方向;三是,明确构建混合教学模式的重点与评判标准,才能提出体系化的混合教学模式分类。不以混合教学概念界定为前提的混合教学解构与建构的讨论,基本上都是在“盲人摸象”。混合式一流课程申报书撰写中,首先一点也是强调分析“当前传统教学面临的问题”。

  2.实践评判标准是什么除理论演绎外,混合教学实践的评判标准:一是,有对传统课堂教学存在的问题是否进行深入剖析?这是开展混合教学的必要性所在。否则,没有必要舍弃传统课堂无缘无故的为了开展混合教学而开展。二是,有关于线上学习结果的测评吗?只有对线上学习结果的充分评价,才能明确线下教学起点,这就需要做线上线下联结设计。三是,线下课堂教学是零起点吗?作为优势结合的线上线下教学必然有差异,线下不是对线上的重复,不能“零起点”教学,而是要直奔重难点,给学生腾出时间进行深度学习。四是,线下课堂有进阶吗?并非线下“非零起点”就是混合教学,线上注重精细化,线下注重综合化,混合教学核心在于线下教学不是对线上教学的低水平重复,而是在认知水平、个人能力和团队协作等深度学习的一维或多维度上是有着进阶的。

  3.为什么进行混合教学改革信息科技推动的时代变迁和教育场景升级,及其引发了传统传播理论重构,进而导致教学理论和学生学习方式演变,都促使了混合教学改革的必要性。总体来说,背后本质无非就是“传统课堂(过去利弊)-学生(当下特征)-目标(未来社会需求)”三个维度的原因,其中一维或多维变化而导致教学问题出现,就是推进混合教学改革的必要性和意义所在,所以,建构混合教学模式首先要对“传统课堂-学生-目标”三维进行解构。

  4.怎么进行混合教学(系统化)设计实践从系统角度审视课堂教学,哪些因素是混合教学设计的基础性“因变量”,需要深入解构的;哪些因素是混合教学设计的“自变量”,需要重新建构的。只有在一个教学系统六维度框架中,在解构的基础上建构,才能做到整体有效的系统化设计。

  首先,明确研究中存在问题解构的理论视角,再用同样理论视角去探讨体系建构。近年来深度学习成为教学改革的一个主要方向日趋成熟,是理论视角的一个较好选择。其次,从深度学习视角对“传统课堂-学生-目标”等维度进行解构。再次,从深度学习视角对“(混合教学)模式-资源-内容”等维度进行建构;最后,基于混合教学系统化设计的一般模式,衍生出体系化模式。

  (三)研究问题解决的深度学习分析框架梳理

  WilliamandFloraHewlett将深度学习界定为六种能力[56],美国国家研究委员会(NRC,NationalResearchCouncilPanel)将深度学习能力分成三个领域[57],两者正好可整合为一个深度学习的能力框架。深度学习在认知领域的结果就是认知水平,Anderson等对布鲁姆认知领域教育目标分类从“知识”与“认知过程”二维框架修订,将认知过程修改为“知道、理解、应用、分析、评价和创造”,可将其视为认知水平的思维水平[58]。Biggs基于SOLO(StructureofObservedLearningOutcome)的学习结果与评价标准中的5个层次(前结构、单点结构、多点结构、关联结构和抽象拓展结构)[59]可作为认知水平的知识水平。

  研究表明专家是使用学科核心概念和理论框架去解决问题,而新手大脑中的知识通常是孤立的、零散的,不能形成一个结构化的知识框架[60];深度学习在知识水平的结果是认知结构的结构化改造,是从碎片化到结构化,生成整体性的知识体系[61]。而人际和个人方面能力可视为综合能力,深度学习结果就是结构化知识、高阶思维和综合能力等三方面。

  二、深度学习视角下“传统课堂-学生-目标”维度解构混合教学变革基础如前所述,对混合教学变革的三维基础,恰如“自变量”,需要深入解构。

  (一)理解过去:把握变革对象的优缺点,利用精细化教学流程,明确改革起点混合教学的变革对象显然是传统课堂教学,其一般流程包括四大环节[62]:复习导入、讲授新课、复习总结、练习作业。从深度学习框架来分析:传统课堂劣势是课堂讲解时知识点碎片化,复习知识点和针对知识点练习的碎片化强化,教师讲解时替代学生思维加工导致的思维降维化,和课堂讲授为主的离身化活动。而传统课堂优势是总结环节的知识结构化,作业设计时培养思维的高阶性,以及线下教学的具身化。由此可形成传统课堂教学的两种教学流程:

  一是,无经验教师的碎片化教学流程:“复习—碎片化讲解/离身化体验—复习—练习”,体现粗糙化分解和低水平重复式包装。

  二是,有经验教师的精细化教学流程:导入—碎片化讲解-诊断性练习—复习-总结—(练习—)作业,体现了奥苏贝尔“总—分—总”的“渐进分化,融会贯通”教学理论。传统课堂的主要时间和精力放在了“低阶思维”和“碎片化知识”层面;真正育人培养高阶思维的“作业”被置于家庭或个体自主学习环境之中,让学生认知能力的提升受制于家庭或个人环境。因此,传统课堂即便是采用“精细化教学流程”,也难以避免这个固有弊端。所以,混合教学首要解决的问题就是要对传统教学流程改造,如图2所示,以激活并凸显在课堂中进行具身化活动、总结、作业,以及情感和社交等进阶式能力培养,不仅优化了教学流程,还实现了认知、个人和人际等深度学习多维目标。

  (二)立足当下:理解变革服务对象,把握学生学习方式变迁

  所有教学都是针对特定的教学对象,必须要认识教学对象及其特征,这是当下教学改革关键问题,教育不能对适应数字土著居民特点和需要的学习方式视而不见[63]。近年来入学的大学生,都是真正的数字土著居民,他们不愿意被动地听课,就时代特征的体现,这也是高校近年来自下而上混合教学改革的关键原因。仅是皮亚杰心理发展年龄特征理论不足以解释当下的学生社会行为方式,而需要从信息科技发展与教育场景升级等角度去理解。

  一是,学生代际进化,必须在场景升级中把握学生特征和学习方式。从每一个儿童的生存当下状态出发,依据不同时代科技特征把人的进化路径分为四个阶段:数字移民→数字土著居民→APP一代→“机器智能+”人等。其中,关键是信息技术支持人的信息加工方式的代际演进:个人建构主义主导的信息加工,主要是在个体内部发生的;社会建构主义主导的信息加工,主要是在协作与交流过程中支持的个体信息加工;联通主义信息加工,在互动中完成的群体信息加工;人机协同信息加工,信息加工已经超出了个体大脑而在人与机器之间充分交换信息而实现信息加工,人脑和机器实现信息加工分工。每一种推动社会形态演化的典型信息形态及其技术,都会影响造就每一代青少年有不同的信息加工方式,促使他们代际划分愈加显著。

  二是,学习方式的演进,信息社会演进以及学生演化,全媒体教育和数据要素赋能不断显现,学生思维方式发生转变,多种学习 方式爆发:碎片化学习与精细化学习交织;非线性学习与非连续性文本学习交织;在做中学,游戏化学习与具身化学习交织;社交化学习与创新性学习交织;及人机协同学习与社会化学习交织等,共同促进传统教学方式的裂解。

  (三)面向未来:明确变革方向,面向人工智能时代下的生命教育基于深度学习的混合教学研究已经随处可见,然而其为学生未来生活和社会生存做准备中需要关注的本质是什么?众所周知,机器人从替代了人类体力劳动逐渐转向了替代智力劳动,从而带来行业颠覆性改变,人才需求出现结构性变化,凸显出一种前所未有的关系:人和机器人之间关系。当前大学生已经成为第一代和人工智能去竞争工作的人。

  人类要和机器人有所差异化发展并走向深度合作,构造人机协同智能生态,培养人和机器人相互区别的能力,尤其是认知智能的右脑智能:情感智能、志趣智能和创新知智能等。因此,除了关注深度学习能力外,混合教学还应该关注人的生命教育和人机协同能力等。

  三、深度学习视角下“教学流程-资源-内容”维度建构混合教学系统化设计

  基于以上三个维度的“自变量”解构,可从以下维度的“因变量”进行建构。

  (一)基于深度学习的混合教学一般模式设计

  本研究构建一个基于深度学习的阶梯式加深混合教学一般模式(GeneralModeofStepDeepeningBlendedLearning,GMSDBL或SDBL一般模式),包括3个阶段11个环节,如图3所示。一是,线上学习:一个学习单元可视为一周教学,包括基于掌握学习理论的线上自主学习,将传统教学精细化流程中必不可少的“碎片化知识点”等教学环节继续保留,保障学生达成知识点的“基本学会”。二是,线上线下联结,包括评价与反馈等环节,功能主要是明确线上学习结果,确定线下学习起点,从而调整线下教学设计。三是,线下课堂教学,将线上碎片化的知识进行结构化整合,及培养高阶思维的作业和社交化、具身化活动,即“进阶式任务”,置于课堂主体,在教师和学习伙伴等多种学习支持在场情景下开展知识外化,达成深度学习,实现线上线下优势结合。混合教学一般模式提倡“课课清、堂堂结”,没有课后环节,传统教学的课后作业已经置于课堂成为进阶式作业,课堂有未完成的任务等,必要时可适当延伸到课后,课后主要是下一个单元的课前自主学习。

  (二)基于知识点的线上课程精细化设计

  课前先学的质量是混合教学面临的挑战之一[64],这里谈的在线课程均是指混合教学视野下的在线课程,并融合了MOOC等理念,其体现在如何围绕“知识点”进行精细化设计,而基于知识点的知识图谱也是个性化学习的基础。

  1.聚焦多知识点组成体系化教学内容维度上精细化设计除了对知识点在线上教学的导入、微视频、讨论和练习等环节进行精细化“包装”外,必须处理好知识点细化设计,即怎么样从内容上做到“精”,是更关键的问题,包括:一是,精深的知识点划分。在符合逻辑并条理性的知识点划分,切忌盲目地依据所谓的教材。二是,精干的知识点设计。如理工学科知识点设计的实用化、技能化、程序化,以及规则化、流程化、技巧性和原理性等;而人文社科需要有要点、有观点、有论点,以及有条理、有层次和有目标等。三是,精心的知识点编排方式。一定要体现出结构性、系统性和层次性,知识点之间尽量选择最短路径编排法或直线式编排等。四是,精巧的知识点组织设计,切忌MOOC沿用“教材化”知识点编排方式,而采用“MOOC化”知识点编排。

  五是,精致教学活动设计。可借鉴传统课堂教学经典方法组织有效教学活动,促进具身化学习;借助于时间控制和交互设计,促使学生按规则进行自律学习。六是,精炼的教学主题设计。将知识点基于相互关系整合出指向学科核心素养的学习主题。七是,精彩视觉表征设计。借助于非线性文本等方式,实现快速高效的组织内容和支持学生高效学习。此外,还涉及到精选主题、精简时空/话语、精密关照学生、精心思考社会服务等。从碎片化实现结构化,达成真正的精细化教学。

  四、深度学习视角混合教学体系化教学模式构建

  (一)阶梯式加深混合教学

  一般模式的特点GMSDBL之所以称为一般模式,原因是其有几个特点:一是,GMSDBL是以传统课堂教学一般流程的精细化流程转化为混合教学一般模式,贴近教师使用习惯。二是,符合混合教学的“优势结合”内涵本质,流程完整清晰。三是,“阶梯式加深”优势特征,在线课程精细化设计、线下学习综合化设计、线上线下联结点设计、线上线下认知负荷分散化设计,有效促进深度学习。

  四是,较强理论基础,符合大多数经典教与学理论和现代学习理论等。五是,可操作性,基于传统课堂教学容易上手;模式各环节互相区分度高,便于应用;符合高校以周为单位的周期性教学,并只涉及课前和课中,不涉及课后,符合多门学科齐头并进地常态化开展混合学习。六是,普适性,不同类型的进阶式任务设计可适合于不同学科和课程;能够解决人才培养过程中的个性和共性问题。七是,灵活性,基于“过去-现在-未来”的框架解构与分析,具有与时俱进性。八是,科学性,面向知识内容学习结果的精准性评价;面向学生学习行为的过程性评价。九是,学科专业性,强调了高校学科教学专业知识这个基础。

  十是,可作为混合教学多种模式的基础,衍生出体系化混合教学模式。需要注意的是,以上所有模式的线下教学对线上教学,都是围绕“任务1”,存在不同意义上的认知、个体或人际等深度学习三个层面的进阶,并不是低水平重复,否则不足以称之为混合教学。但日常教学中,由于教师理解上的不足,造成这种低水平重复的现象是不可避免的。从在线辅助型到在线主导型混合教学,是线上教学比重逐增加、线下教学逐渐减少的过程,其中到翻转型混合教学,是线上线下优势结合逐渐深化的过程,从理论演绎来看应是效果逐渐增强的过程。在日常教学应用中,可依据课程性质、内容(或目标)特点、不同实施条件,和学生课前能够学习到不同的程度,而选用不同的混合教学模式,从而最大化地应用好多种混合教学模式。

  参考文献:

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  [4]朱永海,龚雨秋等.后疫情时代中小学在线教育常态化应用的整体推进路径——基于美国K-12在线教育的经验[J].现代教育技术,2020,30(11):120-126.

  [5][6][17][51]丁妍,范慧慧等.混合式课程教学设计质量与倾向的研究[J].电化教育研究,2021,(1):107-114.

  作者:朱永海

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