混合学习环境下的深度学习活动研究：设计、实施与评价的三重奏

沈霞娟 张宝辉 冯锐

[摘   要] 在教育高质量发展理念的指引下，如何结合混合学习环境开展深度学习活动，目前有效的方法和路径尚不明确。研究依据并拓展尼尔森·莱尔德的深度学习理论，设计了契约性、高阶性、整合性和反思性四类学习活动，构建了“四阶三环”干预实施模型，并以“教育文献检索与分析”课程为例开展实证研究。结果表明：深度学习活动能够促进学科核心知识的掌握，有助于协作、沟通表达、学习毅力等关键学习能力的提升和思维结构的发展。但是，学生认为深度学习活动具有一定难度，负担较重，对各类活动的价值认知亦存在较大差异。最后，研究从判断标准、条件创设、成果产出和科学评价等方面提出了混合学习环境下有效开展深度学习活动的具体建议。

[关键词] 混合学习; 深度学习; 学习活动; 基于设计的研究

[中图分类号] G434            [文献标志码] A

[作者简介] 沈霞娟（1982—），女，河南商丘人。讲师，博士，主要从事学习科学和教学设计研究。E-mail：shenxiajuan2009 @163.com。张宝辉为通讯作者，E-mail：baohui.zhang@snnu.edu.cn。

一、研究背景

随着高等教育改革的不断推进，高质量发展理念的提出代表了人们对教与学质量的高度关注和殷切期望，其核心内涵离不开促进人的高质量发展和自我实现[1]。深度学习以“基于理解、积极投入、面向迁移”的典型特征成为高质量学习的适切表达，其价值和意义逐渐得到认可。然而，现阶段深度学习相关的研究多集中在深度学习理念引介、通用设计模型构建、教学策略讨论和评价方案制定等方面，对深度学习活动的设计、组织与实施关注较少[2]。在教学系统中，学习活动具有较强的目的性和设计性，它以动态、有序的方式实现学习内容的组织和学习目标的达成，同时决定评价策略的选择。因此，为了充分发挥深度学习对教学实践的指导作用，本文结合混合学习环境，详细探究微观层面深度学习活动的设计与应用，以期为促进学生的高质量发展提供有效路径。

二、文献综述

深度学习活动一般是指应用高阶认知策略实现问题解决的学习活动，旨在帮助学习者掌握核心知识，并有效实现应用迁移。目前对深度学习活动尚无统一界定，冷静等[3]基于英国开放大学的案例，剖析了吸收型、实践型以及关联型三类学习活动，指出关联型活动是将知识与技能应用到现实生活中，能够较好地支持学生开展深度学习。尼尔森·莱尔德（Nelson Laird）等将深度学习解构为高阶性学习、整合性学习和反思性学习三种典型方式[4]，成为美国大学生学习投入量表（NSSE）中评价深度学习的关键指标[5]。其中，高阶性学习是指运用分析、综合、评价等认知策略实现知识建构和问题解决的学习;整合性学习是指将所学知识与自身经历、社会问题相联系，整合不同来源观点的学习;反思性学习是指通过对学习过程的监控和调节及时发现问题和不足，从而提升对知识的深度理解和应用能力的学习。

混合学习环境下深度学习活动的设计，研究者较为关注课前、课中、课后三个阶段的学习活动逻辑顺序和规则设计，常见活动包括理解构建、交流分享、反思评价等[6];实施流程一般包括深度学习准备、构建知识、深度加工、迁移应用、学习评价等环节[7-8]，体现出鲜明的问题解决特征;深度学习活动非常重视过程性评价和表现性评价的综合应用，体现技术赋能的同伴互评、情境性评价、课堂即时评价等得到更多关注和应用[9]。现有研究推动了深度学习在混合学习环境下的有效应用，但存在活动筛选标准模糊，深度特征不鲜明;活动实施过程粗略，参考价值有限;缺乏系统评价，多元化结果体现困难的典型问题。因此，文章将在基于设计的研究范式下，对上述问题进行剖析、改进和验证。

三、研究设计

（一）研究场域和参与者

研究依托S师范大学的“教育文献的检索与分析”混合式课程实现深度学习活动的具体设计与应用。课程团队通过自主开发的同名MOOC（编号0401iCourse056）有效保证学习内容的线上线下一体化设计和有效衔接。课程共持续10周，每周完成一个线上学习单元，并安排一次面授实现知识的深度理解和应用迁移。参与学生以低年级本科生为主，来源于教育学、化学、政治学等十余个专业，第一轮研究（2019年秋）25人，第二轮研究（2020年春）235人。

（二）深度学习活动的设计——“动机与策略”双轮驱动

虽然影响深度学习的内部因素较为复杂，但学习动机和学习策略是两个被充分证明的关键因素[10]。因此，研究一方面设计了显性的学习契约签署活动，激发学习的责任感，实现内部学习动机的激发和保持;另一方面基于尼爾森·莱尔德的深度学习理论，设计了高阶性、整合性和反思性三类活动，增强深度学习策略的应用。

1. 契约性学习活动设计

契约性学习旨在通过师生共同制定学习目标和学习行为规范，提升学生的自主学习能力和学习责任意识[11]。厚（OH，et al）等[12]将“是否签订学习契约”作为唯一变量开展研究，结果表明实验组学生的问题解决能力、自主学习能力和自我效能感均高于控制组。在混合学习环境下，学习场域多元，学生需要合理规划时间，具有较强的自我监管能力。因此，研究设计了由基本信息、学习需求、学习目标、学习活动约束和学习期望五部分构成的学习契约。开课前，学生参加具有仪式感的签约活动，自主选择具有挑战性的深度学习目标，唤起内在学习动机，树立良好的目标定向;课程学习过程中，学生通过参与不同类型的学习活动逐步完成契约内容，最终达到自我实现;课程结束后，师生通过对比分析科学评价履约效果。

2. 高阶性学习活动设计

高阶性学习以分析、评价、创造为典型特征，研究根据课程内容特征设计了案例分析、同伴互评和协作问题解决三类高阶性学习活动：（1）针对实践性强的学习内容，通过基于案例的推理让学生掌握核心知识和技能，并实现新案例情境下的知识迁移。（2）为了有效发挥学生的主体地位，提升科学评价能力[13]，设计了结课作业同伴互评活动，让学生在观摩和学习同伴问题解决思路的基础上，通过对比分析，深化知识理解。（3）针对重难点内容，设计系列化协作问题解决活动，旨在通过小组内部的深入研讨，提升问题解决成效。佩（Pee）的研究表明，协同认知和协同共创是解决劣构问题学习效率低的有效策略[14]。首先，依据学习目标和内容特征，确定需要深度协作的复杂问题;其次，建立由小组任务分工、阐明问题空间、提出解决方案、协商评价方案、择优实施方案、优化完善方案等步骤构成的协作问题解决流程;最后，还需制定清晰明了的协作规则，设立组长、记录员、监督员、汇报员、统计员等角色，通过赋予不同的协作责任和任务，增强学习投入，减少“搭便车”现象。

3. 整合性学习活动设计

整合性学习源于关联主义对数字化学习本质的揭示，注重在不同事实和思想之间建立联系，并有效培养信息关联思维与连接保持能力[15]。一方面，研究设计了针对个人的思维导图制作活动，帮助学习者及时复习、整理学习内容，深入思考所学知识的内部结构和相互联系，形成完善的知识结构[16];另一方面设计了针对小组的观点聚合活动，学生通过对MOOC中生成的大量讨论信息进行深入的加工、整合，凝练出具有创新性的核心观点，有效提升学习者从不同信息中辨别真伪、创建有效连接和丰富知识网络的能力。

4. 反思性学习活动设计

反思是实现深度学习的重要途径[17]。学习者通过反思能够将所学的知识、策略与当前的问题类别联系起来，对问题形成更加协调一致的深刻理解。根据每周一次的线下授课频率，研究设计了反思周记写作活动，并通过加强反思指导、提供问题引领式反思支架、观摩优秀反思作品、明确反思评价标准四项具体策略，提高反思质量。

（三）深度学习活动的评价设计——“知、能、思、情”四位一体

哈里斯（Harris）指出评价能够引导师生的关注重点，为更多学生提供公平的价值实现机会[18]。为了科学评价混合学习环境下深度学习活动的实施效果，根据多元化、高阶性和过程导向的深度学习评价发展趋势，提出了“知、能、思、情”四位一体的评价方案。

1. 知識掌握评价

学科知识掌握情况是评价学习结果的基本着力点，由线上成绩和线下成绩两部分构成，包含章节测验、交流互动、课程作业、结课项目等7个一级指标，见表1。

2. 深度学习能力发展评价

深度学习能力作为一种内涵丰富的综合能力概念，已成为学生有效适应21世纪学习、工作和生活的典型核心素养能力群组。为探究干预前后学生的深度学习能力变化情况，两轮教学均进行了前测与后测。研究选择美国研究院（American Institutes for Research）在深度度学习项目SDL中使用的测量量表[19]，并经过进一步修订、完善，形成了由协作、沟通表达、自主学习、学习毅力、批判性思维、创新思维共6个能力维度构成的测评量表。

3. 思维结构评价

目前较为成熟的思维结构评价工具包括比格斯的SOLO[20]和韦伯的DOK[21]等，其中SOLO将思维结构从简单到复杂划分为前结构、单点结构、多点结构、关联结构、抽象扩展结构五个等级，前三级涉及的思维操作较少且多为低阶思维，属于浅层学习结果，第四、五级往往涉及复杂的关联、分析、抽象、综合等高阶思维操作，是典型的深度学习结果，有效体现了思维结构的质变特征和螺旋发展的本质[22]。因此，研究采纳SOLO评价模型对思维导图进行分析，见表2。

4. 情感体验评价

根据访谈目的和活动内容，自主设计半结构化访谈提纲，包括学生对四类深度学习活动的价值判断、学习体验、学习难度与负担等内容。

你记得开课前签署了学习契约吗？预期目标是否完成？谈谈你对学习契约价值和作用的认识。

反思日记和思维导图是课程中两类重要的深度学习活动，你认为这两项活动对学习有哪些作用？

课程设计了丰富的协作活动，你在小组中担任什么角色？对自己的协作表现是否满意？为什么？

与同类课程相比，你认为本课程的学习难度和负担如何？请谈谈自己的看法。

四、研究实施

（一）干预原型

研究以詹森和尼克尔森提出的深度学习路线图[23]为指导，依据混合学习的基本流程，将学习环境、时间线索与学习活动有机联系，形成了由“四阶三环”构成的干预模型。从宏观层面看，整个课程分为导学启动、初步体验、全面开展、总结评价四个阶段，逐步展开四类深度学习活动;从微观层面看，每个单元内容的学习，分为课前自主学习（线上）、课中深度研学（线下）、课后反思拓展（融合空间）三个环节，实现从浅层学习到深度学习的不断进阶，如图1所示。

（二）第一轮干预实施与反思

第一轮教学在合作教师的大力推进下，四项深度学习活动顺利开展。导学启动阶段通过问卷调查开展预评估，签订学习契约，并营造积极的深度学习文化;初步体验阶段引入反思周记、思维导图和少量的协作问题解决活动，让学生适应深度学习流程;全面开展阶段，结合课程核心内容完成新知获取和深度加工，并优化活动流程;总结评价阶段，从知、能、思、情等四个维度开展深度学习评价。然而，通过课堂观察、作业批阅和反思分析发现，第一轮教学中存在以下问题：（1）学习契约流于形式，课程中后期部分学生忘记契约内容，教师没有进行及时强化;（2）个别学生尚未意识到反思的重要价值，存在敷衍心理，反思质量在低水平徘徊;（3）学习活动难度稍大，学生反馈如果不提前开展MOOC学习，课中深度研学跟不上进度。

（二）第二轮干预实施与反思

第二轮学生规模从25人增至235 人，恰逢疫情期间，线下面授教学只能调整为在线直播。考虑到学生居家学习可能面临更多困难，研究从重构混合学习环境、提供精细化学习支持、完善课中深度学习流程、优化小组协作机制、增强综合应用活动、加强即时反馈六个方面对干预模型进行了迭代优化，如图2所示。

从实施情况看，第二轮教学通过新增往期学生分享与寄语、鼓励学生自主建组等措施进一步调动了学生的学习积极性，同时在课程中后期开展了专项学习动机增强和履约情况回头看活动，有效解决了第一轮存在的“学习契约流于形式”这一突出问题，并减少了学习倦怠。此外，还通过新增评优评先活动，在“比学赶帮超”的氛围中初步实现了深度学习文化的培育，学生对深度学习活动的认可度更高，但课程学习难度稍大、反思质量不高的问题依然存在。

五、研究结果

（一）课程学习成绩分析

第一轮学生平均分84.51，及格率96.00%，优秀率72.00%（≥85分），第二轮平均分86.54，及格率97.87%，优秀率提升至79.57%。为了进一步检验迭代后的深度学习干预有效性，开展了两轮线上成绩、线下成绩和总成绩之间的差异分析。虽然第二轮成绩略高于第一轮，但尚未达到显著水平（P>0.05），见表3。

（二）深度学习能力分析

为了检验深度学习能力是否提升，进一步开展前后测数据对比分析。考虑到第一轮人数较少，研究以第二轮为例展示分析结果。见表4，深度学习活动对学生的核心素养产生了积极影响，六类关键学习能力得到了显著提升（P<0.001）。其中，Z值排在前三位的是学习毅力、创新性思维能力和批判性思维能力，可见深度学习中学生在克服困难完成学习任务、发展创新能力以及批判性分析问题方面最为受益。

（三）思维结构分析

依据SOLO评价模型，两轮思维导图平均得分为3.08±1.17和3.03±0.91，整体水平均略高于多点结构。各层级思维导图的统计结果见表5，第一轮37.93%、第二轮29.21%的思维导图达到了关联和抽象拓展结构，表明学生不仅能够通过思维可视化的方式准确呈现核心知识点，而且能够将多个知识点整合起来理解，通过分析、综合、抽象、概括等思维操作，构建知识点之间的内在联系和系统科学的知识结构。

（四）深度学习活动体验分析

研究抽取36人开展结课访谈（第一轮12人，第二轮24人），其中男生16人，女生20人，覆盖优秀、良好、及格、不及格四个成绩等级，录音时长734分钟，转录文字共计11.29万字。

1. 契约性学习活动的价值认知与履约情况

在价值认知方面，88.9%的人认为契约有助于学习，11.1%的人认为作用不大。持肯定态度的学生认为学习契约能够激发学习动机、明确学习目标、开展自我监督、增强学习仪式感，如“有一个学习契约在那里，就相当于有了一个目标，让我更加坚定自己的心，朝着我的那个目标去努力（R2-G19-S1）”;在履约效果方面，80.6%的人完成，19.4%的人未完成，其主要原因不仅包括设备故障、时间紧张等客观原因，还存在拖延、懒惰、不重视等主观问题。

2. 高阶性学习活动的价值认知与学习体验（以协作问题解决为代表）

协作问题解决能够充分发挥集体智慧，通过分工、协作实现复杂问题的有效解决和群体知识的协同构建[24]。学生普遍认可协作问题解决活动的重要价值（94.4%），但协作体验却差异较大，66.7%的人自我评价满意，19.4%的人反馈还可以，13.9%的人不太满意。进一步分析发现，产生不满意的学生并非成绩较差的普通组员，而是成绩优异的小组长。可见，在协作问题解决活动中，已经开始调动学生的责任意识和参与热情，但依然有较大的改进空间，今后应进一步发挥小组长群体的带头作用，提升其组织协调能力和协作体验。

3. 整合性学习活动的价值认知与学习体验（以思维导图为代表）

思维导图制作是最受欢迎的深度学习活动，获得97.2%的人正向评价。具体作用包括：（1）有助于知识的总结与复习;（2）能够促进知识的理解与记忆;（3）构建和完善知识体系，如“做完思维导图以后，发现这些知识内容不再零零散散，而是一个有框架、有逻辑、有层次的东西（R1-G5-S3）”;（4）提升系统思维能力，如“通过思维导图可以把自己的思路快速地整理出來，厘清需要掌握和拓展的知识点（R2-G11-S1）”。

4. 反思性学习活动的价值认知与学习体验

91.7%的人对反思价值给予正向评价，比思维导图略低。三类核心观点为：（1）通过反思能够及时发现自身的优缺点和学习中存在的问题，如“可以反思自己存在什么问题，然后督促自己下一次就会改进，如果不反思的话，可能就不会意识到这种问题（R2-G14-S1）”;（2）反思是开展学习总结和温故知新的重要方法，如“通过反思不仅可以总结自己学习的内容，并且还会发现一些新的东西和新的理解（R2-G2-S1）”;（3）反思可以起到督促学习的作用。

5. 深度学习难度与负担

学生对课程难度的认知差异较大，16.7%的人认为难度较小，47.2%的人认为难度适中，33.3%的人认为难度较大，2.8%的人未回答。可见，深度学习具有一定的挑战性和难度，如“我觉得难度属于中上等，因为接触的都是新东西。如果你直播课之前不看一下MOOC上的学习视频，直播课你基本是跟不上的（R2-G5-S4）”。在学习负担方面，高达41.7%的人认为负担有点重或比较重。因此，在开展深度学习活动时，如何调节学生感知的学习难度与负担，将成为进一步优化活动设计需要考虑的重要因素。

六、研究结论与建议

（一）研究结论

1. 深度学习活动有效促进了学生对核心知识的有效掌握

在深度学习干预的作用下，两轮学生的及格率均在95%以上，优秀率均在70%以上，说明学生较好地掌握了核心知识和技能。第二轮学生规模增加近10倍，在疫情期间仅能通过在线平台开展混合教学的不利因素下，迭代后的深度学习干预依然是有效的，学习成绩没有降低，确保了大班环境下的深度学习质量。

2. 深度学习活动有效提升了学生的关键学习能力，并促进了思维结构的发展

迭代后的第二轮干预措施实现了协作、沟通表达等六类深度学习能力的全面提升，并揭示出学生在克服困难完成课程学习任务、发展创新能力以及有效辨析信息真伪、批判性分析问题方面最为受益。思维导图分析发现两轮教学中多点结构的思维导图占比最高，同时产出了一定数量的关联结构和抽象拓展结构的思维导图，充分体现了深度学习活动对思维发展的促进价值。

3. 学生对四类深度学习活动的价值认知存在较大差异

从访谈结果来看，学生对以思维导图为代表的整合性学习活动的价值认可度最高，主要原因是学生深切感知到思维导图在构建知识体系、促进知识理解与记忆、帮助知识整理与复习、提升思维能力四个方面具有独特作用;其次，学生对以协作问题解决为代表的高阶性学习活动价值也较为认可，但协作效率和体验有待提升;再次，反思虽然已被学者们反复证明是实现深度学习的重要条件，但学生对反思的价值认知尚不充分，反思写作技能也需要加强;最后，学生对学习契约的价值认知和重视程度亟待提升，加强学生的责任意识和自我管理能力是提高履约效果的关键。

4. 学生认为深度学习具有一定难度，且负担较重

王竹立曾指出，混合学习中学生的负担增加包含心理负担与实际负担增加两个层面。[25]本研究中导致学生心理负担增加的主要原因包括学习方式的改变、个人责任的增加以及期望获得好成绩的心理焦虑等，而实际负担的增加则主要来自于线上、线下双重学习给学生带来的压力感以及完成深度学习活动所需要的大量时间和精力投入。因此，教师在开展深度学习活动时作好难度和负担的调节非常关键，这样才能提升学生对深度学习的整体认可度，解决因难度高、负担重导致深度学习不可持续发展的问题。

（二）相关建议

为了落实教育高质量发展的理念，推动深度学习活动的有效设计和科学实施，基于两轮研究经验，提出以下建议：（1）深度学习活动亟须明确判断标准。依据深度学习的过程特点和结果指向，深度学习活动应满足三个条件：一是需要学生使用关联、整合、评价、反思等高阶认知策略;二是包含3步及以上的认知加工步骤;三是能够促进协作交流、自主学习、批判性思维、创新性思维等深度学习能力的提升。（2）深度学习的发生需要充分调动学生的内部学习动机和深度学习策略。鉴于学习动机的先导作用，成功激发学生的内部学习动机，是驱动学习者开启深度学习之旅的首要一环;是否能够成功使用有效的学习策略应对学习问题，则是决定深度学习真正发生的关键。（3）深度学习活动应产出有意义的学习成果。本研究中思维导图制作、协作问题解决等活动能够充分促进学生开展高阶认知，产出有意义的学习成果，进而得到了学生的认可和积极参与。（4）深度学习活动呼唤有效的科学评价。由于深度学习的结果不仅仅是知识的掌握，还包括能力、思维的发展以及核心素养的形成，因此只有将多元化的学习成果纳入教学评价和人才选拔指标体系，才能让师生感知到深度学习的真正魅力和价值，形成勇于尝试、积极参与的良性循环。

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