基于深度学习的翻转课堂教学模式实践*

张国荣



基于深度学习的翻转课堂教学模式实践*

张国荣

翻转课堂是一种新兴的课堂教学模式，它在结构和过程上都颠覆了传统意义上的课堂教学，为现代教学改革注入了新的活力。文章在深度学习理论的指导下，依据美国学者Eric Jensen和LeAnn Nickelsen 提出的深度学习路线，运用翻转课堂模式开展教学实践研究，总结在翻转课堂模式下使学习者达到深度学习的有效策略，对教学内容、教学方法和教学流程进行创新，以适应深度学习的要求。

翻转课堂；深度学习；教学模式；教学实践

翻转课堂是一种不同于传统的课堂教学方式，学生可以在家观看视频以替代教师的课堂讲解,然后在课堂上，他们把精力集中在完成练习以及与教师和同伴的互动交流上。这种做法颠覆了传统学校“课上教师讲授、课后学生完成作业”的教学安排，收到了很好的教学效果，已引起国内外的广泛关注。随着翻转课堂教学模式研究和实践的深入开展，我们发现翻转课堂并非仅仅是教学时空的变换，更需要对其教学内容、教学方法和教学流程进行创新，以适应深度学习的要求。因此，在深度学习理论的指导下，我们对翻转课堂教学模式进行深入的研究和实践，提出了基于深度学习的翻转课堂基本流程及具体实施办法。

一、深度学习翻转课堂

(一)深度学习

深度学习是当代学习科学的重要概念，由美国学者Ference Marton和Roger Saljo在1976年联名发表的《学习的本质区别：结果和过程》一文中提出。我国对深度学习的研究起步较晚，黎加厚等较早提出深度学习的概念，他们认为深度学习是在理解学习的基础上，学习者能够批判性地学习新的知识和思想，并将其融入已有的认知结构中，能够在众多的思想间进行联系，并将已有知识迁移到新的情境中，作为决策和解决问题的一种学习方式。[1]与只是机械、被动地接受知识和孤立地存储信息的肤浅学习相比，深度学习强调学习者积极主动和批判性地学习。因此，深度学习关注的是学习者学习的过程与状态，对知识核心概念和原理的深层次理解，对学习意义和知识的协同建构。此后国内开展了一系列针对深度学习的相关学术研究。王永花按照学习者对知识理解和掌握的程度，将学习分为简单学习和深度学习。[2]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。王永花依据美国学者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。[3]

通过对e-Learning环境深度学习的研究，段金菊等认为深度学习是现阶段所要破解的e-Learning难题，在梳理e-Learning的现状及主要问题的基础之上，剖析了学习科学领域深度学习的重要性，以深度学习的内涵与特征、有意义学习是深度学习的主旨、高水平思维是深度学习的核心等理念为依据构建了e-Learning环境下深度学习分析模型，继而又以此为据，对e-Learning深度学习的研究现状进行述评。研究发现，为了进一步推动学习科学的发展，深度学习的研究必须在学习过程的评估与分析、情感体验等方面进一步加强，在研究方法与研究视角方面进行多角度创新，研究应该更精细深入，多进行相关的量化研究，以充分利用学习评估技术对深度学习的现状进行把脉。[4]

对深度学习进行理论研究的学者还有很多，其中较有代表性的是张浩等人的研究，张浩等概括深度学习的5个基本特征：注重批判理解、强调信息整合、促进知识建构、着意迁移运用、面向问题解决。[5]毫无疑问，深度学习理论对教学提出更高的要求，在此变化下，教学设计的目标、内容、策略、媒体及评价等要素在微观层面上都会有相应变化，需要结合教学设计的相关理论框架和实践验证进行这些变化的问题求解。为此，张浩等基于深度学习的内涵与特征构建促进深度学习的教学设计框架，运用系统方法将深度学习理论与教学理论的原理转化成教学目标、教学内容、教学方法和策略、教学评价等环节的具体计划，建立教与学的系统过程。[6]

因此，深度学习是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。[7]

(二)翻转课堂概述

翻转课堂是一种新兴的教学模式，在过去的几年里已经引起广泛的重视。2011年翻转课堂被加拿大著名媒体《环球邮报》评为自公元前2400年到现在影响课堂教学的重大技术变革之一。在美国新媒体联盟(New Media Consortium，简称NMC)出版的《2014年地平线报告》(高等教育)中，翻转课堂更是被列为影响学习、教学及创新研究的6项重要教育技术之一。

在国内，翻转课堂最早在重庆聚奎中学发表在《中小学信息技术教育》上的文章被介绍引进。[8]之后关于翻转课堂的研究开始出现在各种学术期刊上，翻转课堂受到越来越多的关注。在中国知网高级检索页面(http://www.cnki.net)使用“翻转课堂”为主题检索CNKI的中国期刊数据库，返回了五千多条相关记录(检索时间是2015年12月8日)，而这距离第一篇相关论文的发表才过去三年多时间。

翻转课堂在国内的实验是从中小学开始的，但随着研究的深入，在大学也出现了很多研究实例。马秀麟等把翻转课堂应用于大学信息技术公共课的教学中，从调研翻转课堂教学模式的概念、成功应用入手，并构建了有效的学习支持体系，采取了一定的流程控制手段，组织了教学实践。最后，通过对这一教学实践跟踪、调查，对翻转课堂教学模式的应用方式、作用范围和局限性进行了分析和讨论。[9]汪晓东等通过在教育技术学专业英语课程中的教学实验，发现应用翻转课堂能够提高学生的学习成绩并能提升学生对课程教学的认同度。通过单组实验法，辅以问卷、访谈、案例等进行三角互证，提出了翻转课堂在大学教学中应用的基本教学流程，并给出了具体操作的注意事项。[10]

当然，在翻转课堂的教学实践中，研究者也发现了一些问题。付小倩等认为，翻转课堂对中国教育产生了巨大冲击，但受教师素养欠缺、学生参与效果不佳、实施的支持条件不完善等各种复杂因素的制约，并未完全彰显出其应有价值。中国教育实践欲借助翻转课堂达成“课堂”向“学堂”的真正转型，仍需要提升教师的个人素养，为学生提供多角度、多层次、全方位的“脚手架”；激发学生的深度学习，促使其向“最近发展区”跨越，以及采用多种方法改善软硬件设施，为翻转课堂的实施提供更深层次、更持久的支持。[11]祝智庭等也对翻转课堂的实践进行了反思，他们认为，翻转课堂实践的教学流程逆序创新已成为国内外教育信息化热点。教学流程的逆序创新带来知识传授的提前与知识内化的变化，其实践本质是帮助学生实现深度学习、聚焦问题解决、培养高阶思维能力。通过结合课堂教学主结构分析发现翻转课堂实现了教学流程的颠覆，随之引发师生角色的转变，最终指向学生思维品质的提升。他们反思国内实践现状，微课在翻转课堂中的应用、课前学生的“先学”质量、课内学生高阶思维能力的培养、教师的专业素养储备等均成为实践面临的难题，这些都说明翻转课堂的顺利实施有赖于一系列的准备。[12]

二、基于深度学习的翻转课堂教学模式

一般认为，翻转课堂起源于2007年科罗拉多州“林地公园高中”两位教师乔纳森·伯尔曼和亚伦·萨姆斯的教学实践。伯格曼和萨姆斯发起翻转课堂实验时，起初专注于视频创作，然而，他们很快就发现，更重要的是学生在教室里的活动，因为他们不再需要花大量的时间讲授课程内容。伯格曼坚称这才是翻转课堂的关键，而不是视频本身。他认为翻转课堂不仅仅是一种有效的教学方式，还需要学生更深层次的理解和参与。翻转课堂最重要的效果是让教师离开讲台，课堂焦点不再是侧重于信息传播，课堂时间主要用来帮助学生解决困难的概念和扩展更深层次的学习。[13]

为了更好地在翻转课堂模式下开展有效教学，并将课前学习与课中面授教学合理融合，使学习者达到深度学习，这里依据美国学者Eric Jensen和LeAnn Nickelsen 提出的深度学习路线(Deeper Learning Cycle，DELC)设计了具体的教学流程并在此基础上开展实践活动。根据王永花的研究介绍，深度学习路线(如图1)包括下面几个部分。[14]

(一)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，根据知识的内聚学习顺序，将相似或相关的对象安排在一起，从而能够创造出有意义的教学单元和学习目标，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。通过为这些学习目标和教学单元创作问题，大脑会集中在更为重要的要点上。在教学上，教师必须始终怀有他们希望学生达到什么的指导思想，并为学习目标精心设计学习内容。

(二)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。教师在研究课程及学生的基础上，确定学习者应掌握的知识、技能，确定教学目标，目标难度设定要适中。

(三)营造积极的学习文化

学生需要微妙的情绪平衡以顺利地进行学习，无力的感情(厌烦、冷漠或超然)不是理想的情绪，有活力、轻松但灵敏的求知欲才是理想的学习状态。为学生营造一个良好学习环境，有安全的学习环境、良好的生生关系、友好的师生关系，学生才能在乎学习，从而在后续的学习中能全身心地投入到学习中去，保持最佳的学习状态。

(四)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，教师采用多种途径补充先期知识或激发学习者已有的背景知识，并在已有知识与新知识之间搭建桥梁，以便学生在已有知识与新知识间建立联系，实现新旧知识的整合，使学生在理解的基础上去学习。

(五)深度加工知识

在一定的教育背景中，学习者通过巩固、转换和内化等过程将原始信息加工成完整的、有意义的知识。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，能在不同的实际场景中应用所学知识去解决问题，真正达到掌握的水平，即深度学习的目标。

(六)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，通过采用多元评价方式，如教师评价、同伴评价、自我评价等方式，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。

图1　深度学习路线图

深度学习路线其实就是一种学习策略，这个策略并非是固定不变的，教师可以根据学生的实际情况，知识背景，随时进行调整。我们结合“课外自学+课内作业”的翻转课堂教学模式，构建能够促使学生深度学习的教学流程。如表1所示。

表1　基于深度学习的翻转课堂教学流程

翻转课堂一个重要的改变是课堂不再需要太多的讲解，教学的内容学生在课前已经通过视频进行学习掌握了，所以，在课内阶段，教师最主要的活动是组织学生完成小组作业或个人作业，并对作业中出现的问题进行个别辅导。当然，对于在课前提问较多的问题和教学内容中的重点难点，可以在课堂上进行统一讲解。学生的主要活动则是通过小组协助，完成小组作业或个人作业，对作业中的问题跟同学面对面讨论或向老师提问，最后小组代表上台演示讲解作品，接受其他同学的提问和评价。

深度学习能充分体现翻转课堂中“教师主导作用，学生主体作用”的教学理念，调动学生的自主性、积极性，引导学生发现问题、分析问题、解决问题，培养学生自主、探究、合作、讨论的学习方式，让学生对所学知识能深入的理解、掌握、应用，有利于学生自主学习能力及创新思维的形成。因此，在翻转课堂的各个教学环节中，教师与学生之间的主要活动旨在激发学生的兴趣，调动学生的主观能动性，发挥学生的主体作用，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。

三、基于深度学习的翻转课堂教学模式实践

本研究以美术学院的选修课“CSS网页设计”课程为研究对象，在基于深度学习理论的指导下开展翻转课堂教学实践。课程网站(http://121.127.244.17/moodle/)借助Moodle学习管理平台进行二次开发，使其适应教学的需要，能够记录观察学生的学习情况，及时与学生进行协作交流学习，营造积极的学习环境，取得更好的教学效果。

(一)基于深度学习的翻转课堂教学模式的实施

1.设计学习目标和学习内容

课程主要讲解CSS层叠样式表的基础理论和实际运用技术，使学生对标准网页制作体系有一个系统的了解，对网站的原理和特点、制作技术等相关内容有全面的领悟和感性认识，并掌握设计、制作简单CSS标准网站的基本技能，从而满足和适应信息化社会对大学生的基本素质的要求。由于教学课时只有32学时，所以我们把教学内容分成几个相关的专题进行讲解，每个专题制作了教学视频，讲解相关的知识点和案例，同时，在教学网站上也发布了学习目标和学习建议，使学生能够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。

美术学院学生基础比较薄弱，特别是对代码有恐惧感，因此我们精心组织教学内容，从最基础的代码讲起，务求学生能够透彻理解，打好基础，而更多的内容则放在拓展学习部分，让打好基础、学有余力的同学自己学习，这样能够较好地解决学生基础较差、基础不同的情况。

2.对学习者进行预评估

由于学生基础参差不齐，各种课外活动又常常占用学生的学习时间，我们在网站上公布每一次课的小作业，根据完成情况和论坛的活跃情况对学习情况进行预评估，了解到学习者对基本操作技能的掌握情况和学习偏好等。通过小测验，学生可以检验自己的学习情况，做到心中有数，而投票调查和课程论坛则是教师及时了解学生学习情况的一个窗口，学生课后的反思也给了教师了解学生的一个地方，这些设计都方便了教师和学生的沟通，使教师能够有效地对学生进行预评估。

3.营造积极的学习文化

为了营造积极的学习文化，我们在网站上设置了论坛模块，而且还建立了QQ群。每年的课前调查都显示，几乎所有学生都拥有QQ号码，并把上QQ作为自己最重要的互联网应用之一。因此，选用QQ作为实施翻转课堂的工具简单方便，不会给教师、学生增加任何负担。更重要的是，由于学生平时习惯登录QQ软件，利用QQ平台可以提高学生的参与度，营造良好的师生关系。研究也表明，QQ群网络平台在教学中应用具有明显的优势，它培养学生的学习兴趣，激发学习的积极性；使有限的课堂教学无限扩张、延伸；加强师生交流，拉近彼此间的心理距离。在所有同学加入QQ群后，设立多名管理员，当教师不在线的时候管理员可以解答同学简单的问题，有了QQ群，在看完教学视频后有什么问题，可以在群上讨论，解决不了或较为典型的问题，教师将在课堂上讲解。群空间中的群共享可以存放练习时用的图片，文字素材等学习资料。群论坛可以对各种问题进行分类讨论。

4.预备与激活先期知识，获取新知识

在基于翻转课堂教学模式建立的网站上，学生通过“课程导学”可以链接打开每一课的教学内容。“自主学习”栏目提供了学习所需的讲义、视频、教案、小结等内容，“课堂学习”栏目提供了课堂需要完成的作业练习，教师总结的常见问题，拓展资源和过关测试。

学生通过观看视频来学习知识点和操作技巧，同时完成简单的练习来检查学习中存在的问题或不足。如遇到问题，可以通过面对面交谈、QQ等方式向教师请教或与同学讨论来解决，也可通过交流平台提交给教师，以便教师在课堂上进行专题讲解或组织讨论。在每一次课结束后，则是完成修改课内的作业，并上传到教学网站，有能力的同学再自己学习拓展资源。

5.深度加工知识

在翻转课堂教学模式下，课堂是学生知识深度加工的场所。在课堂上，教师总结学生观看视频的情况，总结讲解常见的问题，然后发布一个较为复杂的作业，要求学生分小组协作完成，最后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作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，所以互动交流过程能够积极主动，评价反馈中肯客观。

由于课前学生已经通过视频学习了基本的课程内容，所以课堂有足够的时间进行小组协作学习，学生能够通过完成作业实现知识的迁移，通过讨论和评判实现知识的内化，在民主、和谐、自觉互动的气氛中，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。

6.评价学习者的学习

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。在课堂上，教师通过小组的讲解进行及时的评价，学生也能够对其他小组进行评价；在课后，教师可以通过网站及时发布对每个学生的整体评价，及时提醒和鼓励跟不上进度的同学更加积极地学习。

(二)基于深度学习的翻转课堂教学模式的实施总结

翻转课堂是指一种促使学生更加积极主动地参与课堂学习的教学模式，这种教学模式使学生能够进行更高层次的学习并进行批判性思考。普遍认为，翻转课堂的一个重要作用是能够促使个性化学习，当学生掌握了一个知识点，他就会立即转向下一个知识点的学习而不用等待同学；当学生觉得某个知识点难以消化时，他会坚持探究下去直到完全理解这个知识点，而不会在没有准备好的情况下就盲目进入了下一阶段的学习，从而造成时间的浪费。这种观点认为，只要构建一个汇聚教学内容的资源中心，学习似乎就成为了一个运转良好、能够被完善管理的机器。但是现实情况往往并非如此，深度学习几乎很少能够这么轻易地被完善管理。

在基于深度学习的翻转课堂教学模式中，教学不仅是讲授已知的东西，更应该教会学生探究未知的东西，教学应该让学生有能力回答未被解答的问题，也该让学生去提出尚未提出过的问题，让学生去理解这个复杂的世界。为此，教师需要带领学生进入这个复杂的世界并帮助他们找到方向。翻转课堂解放了课堂时间，所以学生和老师可以学着去面对这个世界的复杂性。学生在课堂上的学习方式发生了变化，他们不再机械地记录老师的演讲内容或者重复练习，而是进行同伴协作去解决棘手的问题，完成对知识的深加工。

四、结论

翻转课堂教学已受到越来越多的关注，早期翻转课堂强调学习流程的翻转，学生在课前通过教学视频自主学习，课堂上则在教师的指导下完成作业，进行个性化学习。然而，越来越多的研究认为，翻转课堂不应该只是简单地翻转学习时空，而是应该强调教学方法和学习环境的改变，强调学习的应用和创新。翻转课堂不应该看重将学习前移为课前视频自学，而应该更重视课堂中发生的活动，为课堂教学建立适合深度学习的环境。文章依据深度学习路线，运用翻转课堂模式开展教学实践研究，总结在翻转课堂模式下使学习者达到深度学习的有效策略，对教学内容、教学方法和教学流程进行创新，提出了基于深度学习的翻转课堂基本流程及具体实施办法，促进学生的深度学习。

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[2][3][7][14]王永花.深度学习理论指导下的混合学习模式的实践与研究[J].中国远程教育，2013(4):73-77,82.

[4]段金菊,余胜泉.学习科学视域下的e- Learning 深度学习研究[J].远程教育杂志，2013(4):43-51.

[5][6]张浩,吴秀娟.深度学习的内涵及认知理论基础探析[J].中国电化教育，2012(10)：7-11,21.

[8]张跃国,张渝江.透视“翻转课堂”[J].中小学信息技术教育，2012(3):9-10.

[9]马秀麟,赵国庆,邬彤.大学信息技术公共课翻转课堂教学的实证研究[J].远程教育杂志，2013(1):79-85.

[10]汪晓东,张晨婧仔.“翻转课堂”在大学教学中的应用研究[J].现代教育技术，2013(8):11-16.

[11]付小倩,袁顶国.中国式“翻转课堂”的实践困境与突围[J].现代中小学教育，2014(7):45-48.

[12]祝智庭,管珏琪,邱慧娴.翻转课堂国内应用实践与反思[J].电化教育研究，2015(6):66-72.

[13]叶平.从翻转课堂到翻转学习的演进——美国中小学翻转课堂如何关照深度学习[J].中国信息技术教育,2015(2):16-19.

2015-12-08

张国荣，广州美术学院艺术与人文学院副教授，硕士。(广州/510260)

*本文系广东省教育科研“十二五”规划2012年度研究项目“艺术院校翻转课堂教学模式研究与实践”(2012JK190)的成果之一。