旨向深度学习的翻转课堂设计

李 利

（苏州大学教育学院，江苏苏州 215021）

摘要：基于对当前翻转课堂实践的反思，文章提出应与深度学习的要求相契合，运用现代学习科学的研究成果，基于问题化学习范式设计旨向深度学习的翻转课堂。课前设计以保证自主学习质量为目的，基于学习任务设计“先学”，以学习资源定位微课设计，以思维工具定位学习单设计。课堂设计则以提升思维品质为目的，强调基于问题系统促进有意义的知识组织，并基于思维外显和人际互动的策略设计学习活动。

关键词：翻转课堂；深度学习；问题化学习

一、 对当前翻转课堂教学实践的反思

作为新一股信息化教学热点的标志，翻转课堂在当下引发了越来越多的学者和教学实践者理性的反思。为什么被定位于“颠覆传统的教学模式”的翻转课堂，在实践的推进中并不如愿？一方面，“微课”的技术特性被过分放大，过度追求制作技巧，却仍然沿袭讲授式教学风格。另一方面，基于微课的课前自主学习质量无法保证。老师们在实践中发现，学生在课前基于“看微课”的自主学习中很难保持学习动力，课前学习质量堪忧。以这样的课前学习去进行课堂的深度提升，成为一件不可能完成的任务。如此追求翻转课堂之“形”的教学实施，由于缺乏对教与学关系的深度思考，缺乏对促进学生深度学习的设计，并不能带来学生学习的实质性优化。

事实上，作为一种教学改革模式，翻转课堂的真正核心是对教与学关系的重新定位，教学环境与媒体的优势互补是翻转设计的重要考量，这一切是为实现学生学习的高投入和高产出服务的，这就是深度学习的旨向。

二、 促进深度学习策略分析

深度学习（Deep Learning）是一种对学习状态的质性描述，最早作为一个概念而提出乃源自与孤立记忆和非批判性接受知识的浅层学习（Surface Learning）的对比研究，其强调学习者积极主动地学习，灵活、熟练地运用知识解决实际问题。这一描述，说明深度学习是一个高认知投入和高意志投入的过程，其结果指向以有效的学习迁移和真实问题的解决为特征的高效产出。由此，深度学习的发生必须以促进学生的认知和意志投入为主要路径。而传统的以讲授为核心的教学方式，其最大的诟病恰恰是学生的低参与度与被动性。因此，深度学习的激发需要以学习方式的变革为前提。美国新媒体联盟《2015地平线报告（基础教育版）》中引用了“卓越教育联盟”对深度学习的定义：“以创新方式向学生传递丰富的核心学习内容，并让他们学习后应用所学的内容”[1]，正是对这一前提的呼应。所谓创新的方式包括基于项目的学习、基于问题的学习、基于探究的学习、基于挑战的学习等，其目的是能够让学生具有更多主动学习的经历。显然，对于这些创新学习方式的强调，勾勒出了深度学习重视学生在情境中的经验积累，重视引导学生主动探索，运用认知策略构建结构化、有意义的认知结构等核心要求。对于如何促进学生的深度学习，现代学习科学研究揭示了以下一些重要策略：

1 以学生的已有知识为起点

现代学习科学将学习者视为“由目标指引、积极搜寻信息的行动者，他们带着丰富的先前知识、技能、信仰和概念进入正轨教育，而这些已有的知识极大地影响着人们对周围环境的关注以及组织环境和解释环境的方式。”[2]因此，深度学习首先要求将学生置于主动的信息搜寻者的地位，并且充分考虑学生的已有知识和经验背景。判断学生的已有知识是否促进或阻碍学习，需要教师在教学之前，就能够明晰地了解、准确地分析。

2 帮助学生发展学科知识的概念框架

现代学习科学基于专家和新手的差异研究显示，专家知识的一个重要特征是基于一个核心概念或者“大观点（Big Ideas）”组织相关的事实、概念、程序等。正是这样的基于实质性关联的知识组织方式帮助专家在应对问题解决时，能快速感知问题的实质，并且提取相关信息，有效解决问题。因此，深度学习的过程，就是帮助学生建立起对知识结构、知识体系的整体认知，形成组块化知识的过程。在教学中，帮助学生发展学科知识的概念框架，获得关联紧密、意义丰富、灵活多变的知识组织方式，成为促进深度学习的重要策略。

3 参与情境性的实践

情境认知学习理论强调知识的情境性，认为学习者是在情境中通过活动，与情境交互而习得知识的。知识和概念不是“去情境化”的独立实体，而是类似工具的东西，只有在使用的过程中才能获得完全理解。也就是说，知识的获得和有效应用应该是一个同步的过程。因此，深度学习乃建立在经验获得的基础之上，而促进深度学习必须将知识产生的情境引入教学，即基于问题、案例、项目等展开教学。

4 关注学习的外显化和表达

学习科学中非常强调学生的认知外显化。所谓外显，实际上是信息经由输入、内化之后的输出环节。因此，外显就有一个强迫内化的机制，正是这样的机制，促进了深度学习发生的可能。另外，通过帮助学生将内隐的理解外显化后，有助于教师发现其迷思概念或其它错误理解，从而更具针对性地设计反馈和改进措施，如此，学习和表达得以在反馈中相互促进。

以上对深度学习策略的分析，提示我们：要真正走出翻转课堂的误区、走出“形似”的假象，要寻求对学生学习质量的有效提升，在设计和实施中必须契合学习科学对深度学习的要求。

三、旨向深度学习的翻转课堂设计

1 范式转变：问题化教学

不可否认，在基于翻转课堂的教学改革中，大多数老师仍然基于其熟悉的传统教学来实现翻转。翻转课堂1.0的基本思想是通过将部分的课堂教学环节进行前置，以微课的形式加以呈现，辅之以相应的习题训练，从而扩大课堂教学时间，以实现课堂的及时纠错解惑和应用提升。但这一简单的流程翻转，其讲授式教学的实质并没有多少改变，以此寄希望于学习质量的提升，实际上是存疑的。用一线老师的话来说：“利用微视频的预习只是表面上缩短了授课时间，但并没有真正起到提高学生学习水平的作用。”祝智庭等[3]也从课前学生的“先学”、课堂学生思维的提升和精熟学习的发生等方面提出了对现行的翻转课堂的反思。

图1 翻转课堂1.0（以传统教学为原型）

图2 翻转课堂2.0（以问题化学习为原型）

Tan[4]认为，课程范式应当从“内容 学生 讲授者”转向为“问题 问题解决者 指导者（Coach）”，即将本真问题作为焦点，在教师的指导下，学生在问题解决的过程中实现高级思维技能的发展。因此，旨向深度学习的翻转课堂，应该从本质上跳出传统教学的框架，尝试以深度学习所倡导的基于问题、项目、案例的学习为原型，围绕学生思维品质的提升进行整体的设计。我们不妨把此类学习模式统称为问题化学习，其共同的特点是将所学知识置于一定的任务、项目、案例载体中，以问题中介实现对学生思维的引导，帮助他们主动习得知识、提升思维。以此为原型进行的翻转课堂的设计，就是翻转课堂2.0，其设计要凸显此类学习模式强调经验基础上的思维的形成与持续改善这一核心特点。具体表现在：①强调课前学习的经验基础。所谓的经验基础，一方面指学生已有的知识和经验背景，另一方面更加重视学生在基于问题、项目、案例的情境中获得的体验。②强调引发思维的支架设计。支架的作用在于为学生的问题解决提供参考性的思维框架，帮助学生形成恰当的认知结构，实现从体验到思维的跨越。③强调在每个个体认知建构外显的基础上，通过互动，达到思维的精致化。④强调多元情境下的变式学习和图式建构，促进学习迁移。

就具体设计而言，要遵循整体设计的思路：在教学目标的引领下，通过对课前和课中教与学活动的统筹安排，合理选择媒体与教学策略，设计连贯的教与学的活动。因此，翻转课堂2.0应该将问题化学习的不同阶段与课前和课内不同的学习环境和媒体的优势结合，有针对性地进行重点活动设计。一般而言，课前设计重在让学生积累学习经验，并对问题进行初步的思考；课堂设计重在通过课堂互动，深化学生的思考，促进知识习得和能力提升。

2 课前设计：保证自主学习的质量

课前阶段是在没有教师的监管下，学生主动依靠教师提供的教学资源进行学习的过程——这是一个典型的自主学习过程。它一方面对学生的自主学习能力提出了较高的要求，另一方面也提供了经由良好的设计来提升学生自主学习能力的契机。一个良好的自主学习活动的设计，包括任务设计、资源设计和评价设计。遵循问题化学习的思路，本研究主张以任务驱动优化课前学习设计，即根据学生学习的过程和特点，设计出合理、可行的任务；以支架的策略，提供完成任务所需的学习资源（包括教材、微课和其它资源），从而引导学生逐步完成任务；以形成性评价的策略，对学生的学习进行诊断，为后续学习活动提供依据。具体的设计包括：

（1）学习任务设计优先

任务优先是课前设计的重要原则。此处的任务，指的是在问题情境下帮助学生形成理解和解释的学习活动。以任务统领课前设计，可以帮助我们聚焦学生学习活动和相应的资源设计。

案例1：两个“少年闰土”微课

由济南文化东路小学李静老师团队设计的微课“少年闰土”[5]，内容包括“作者介绍、写作背景、字词理解、有关闰土外貌描写的文本解读”等。显然，设计者将原本的课堂教学环节进行了简单的划分，原本课堂的前端内容全部呈现在微课中。而这样“大而全”的微课无法将学习者的学习任务聚焦，其自主学习的质量很难得到保证——这就是翻转课堂1.0的问题之所在。

以任务优先的策略对课前学习进行设计，我们可以将课前学习任务进行这样的安排：①了解鲁迅（自主搜集资料，写一段人物简介）；②字词理解；③找出难懂的词语，试着理解其含义。其中，任务3对学生是有一定难度的。这样，微课可以着力聚焦在这个知识点的讲解上，以帮助学生完成任务3，进而完成对文章的整体理解。济南甸柳第一小学的刘楠老师正是聚焦于“鲁迅语言的时代特色”设计了“少年闰土”的微课[6]。

在具体设计学习任务时，遵循认知外显化的要求，任务是否具体、可执行是我们设计的重要标准。例如，以上案例中从“了解鲁迅”这一目标出发，通过外显，转化为“写一段人物简介”，就是一个可执行、可评价的任务。任务设计还有一个考虑，就是丰富学生的学习体验。深圳南山实验学校陈明煜老师的“流体的压强与流速的关系”一课[7]的课前活动设计，通过微课呈现了四则简单易行的小实验，请学生亲自尝试一下，判断其真假，从而帮助学习通过探究活动，积累了相关知识点的学习经验。

（2）作为学习资源的微课设计

在课前学习活动设计中，微课的定位是助力学生完成任务的学习资源。其角色就产生了多种变体：创设情境，呈现案例，提出任务，项目指导等；而其中讲授型微课则化身为在学生完成任务时由于某个知识点空缺而产生学习困难时的“补救资源”，成为学生解决问题的工具。此外，从提高学生的学习投入出发，微课设计要注意引发学生更多的交互，避免学生的被动学习。具体而言，在项目指导型的微课中，教师可以通过提问、指令等方式，指导学生进行相应的学习活动。例如在描述某个现象或者问题后，要求学生暂停视频，以提出猜想、预测结果、提出问题等。从技术支持的角度看，也可以依托交互式视频技术，将这些活动整合进视频中，其优点是可以对学生的学习过程进行监控和评价。

（3）学习单的设计

在课前自主学习活动中，学习单承担着学生学习的脚手架的角色。它的设计和任务设计、微课设计相辅相成。但相比任务与微课设计，学习单更应该体现出其思维建模工具的特征，即通过学习单，帮助学生建立问题解决的模型，以表征学习者的内在认知。因此，学习单的设计应将对学习者思维的引导和相应的学习策略（如记笔记、总结、举例子、类比等）结合起来。如前所述，问题化学习的关键是学习活动中以问题为中介的思维活动的发展。因此，学习单的主要目的，就是“通过系列的问题来引发持续性学习行为的活动”，“通过系列问题的解决，达到学习的有效迁移，实现知识的连续建构”。[8]在设计时，我们可以以问题列表、流程图、思维导图等思维辅助工具的形式引导学生的思维，并要求学生及时记录自己的思考结果。

案例2：“二次函数”微课

本案例的课前学习是基于互动软件（如图3所示）来实施的。这一工具旨在为学生探究二次函数相关的特性提供经验，学生可以通过改变a/b/c三个参数的取值，观察二次函数图形的变化，完成前期的探究和体验。相应的学习单设计旨在引导探究思路，建构有关二次函数相关知识的概念模型。设计围绕探究二次函数与系数的关系展开，通过问题列表（二次函数的开口与哪个变量有关；改变参数C，函数曲线会怎样变化；二次函数的对称轴与什么有关）、实验记录表格等引导学生的探究，并且记录探究结果。

图3 二次函数互动软件

此外，学习单承载着形成性评价的功能。从学生记录的思考结果的反馈中，教师可以敏锐地捕捉学生思考中的误区和困难，从而在后续的课堂教学中予以重点关注。

3 课堂设计：以思维提升为目的

（1）问题系统引领

翻转后的课堂，旨在保证学生有更多时间进行旨向高阶思维（分析、应用、评价、创造等）的学习活动。课堂学习活动设计需要以学习者亲身参与的实践性活动为载体，通过其内部知识建构的心理活动，以实现深度学习。这一过程是促进知识内化的过程，也是实现深度学习的关键环节。基于深度学习对于形成有意义知识结构的需求，依托问题化学习原型，设计重点在于把握问题的系统性。王天蓉等[9]的研究表明，问题系统有多种表现形态：问题集优化、问题链优化、问题网优化、问题域优化等。其突出特点就在于反映了知识的内在要素或思维的结构模型，从而帮助学生建构更有意义的深层的知识组织。

案例1：“范进中举”翻转设计

本案例由北京门头沟区大峪中学分校吴亚滨、胡娜老师设计[10]。首先通过整体设计，细分了课前和课堂的学习任务：学生在课前自主进行背景资料、文章结构和人物特点等相关分析，课堂学习则聚焦在文本理解的问题情境上：针对范进喜极而疯的情节冲突焦点进行深入探究，理解文章的写作方法。围绕这一焦点，课堂学习围绕着一个完整的问题系统展开：①情节设计是否合理？范进该不该疯？②情节设计是否有其它可能？是否可以不疯？③总结“喜极而疯”情节设计的意义所在。在这一翻转课堂的设计中，课前自主学习为课堂问题解决提供了知识基础，而有效的问题设计不仅激发了学生的研究兴趣，更重要的是，在探究的过程中，学生经历了有意义的知识组织过程，从而为迁移做好了准备。在课后任务设计中，教师要求学生阅读《儒林外史》的另一个章节，运用课上学习的方法，梳理情节，分析人物特点，进一步为学习的迁移提供了应用情境——这是深度学习的一个典型设计。

（2）基于思维外显和人际互动的策略

思维的提升，除了问题引领，还有一个重要的前提，即需要学生及时外显化自己的思考。另外，课堂面对面的学习环境决定了课堂教学设计要充分发挥师生、生生人际交流的优势。因此，本研究提出基于思维外显化和人际互动来进行课堂教学设计的基本策略。

思维外显化，就是将隐性的认知过程显性化，它既是一个促进内化的过程，也可以起到检验学习输入、内化质量的作用。从学习的社会协商性出发，个体的思维外显化也是团体合作的基础。维果斯基认为，所有的知识都始于可视化的社会交互。只有每个个体产出自我的信息表达，才有可能实现思维的碰撞和升华，促进集体智慧的生成，并经由内化提升个体认知。因此，在课堂活动设计时，不妨把课堂的各个环节都细分为信息输入、内化与输出的小单元加工过程，基于输出的反馈更好地控制下一个加工环节的输入，即通过学习与表达在反馈中相互促进，催生更有意义的外显表达，并最终促进思维的生成与持续改进。

案例2：花对植物来说是为繁殖而生的器官[11]

本案例为日本学者田中耕治基于课堂形成性评价的课堂设计，其课堂活动设计如图4所示。本案例最大的特点就是以探究为主线，将学生的个人表达、课堂互动、实验验证等进行多次的迭代反复，且每一次的循环都基于上一单元的学习反馈（课堂的形成性评价），从而有效促使学生的初始概念经由师生的讨论、自我反思而形成新的概念体系。反思当下的翻转课堂设计，小组协作活动已经成为必备环节，但是如果缺乏个体表达这一关键环节，小组协作很容易流于形式。因此，在课堂学习活动设计中，教师一定要关注能促进学生“自我解释”的活动，帮助学生明确自己的思路与观点，并以足够的证据支持表达自己的观点，在此基础上组织起有效的课堂互动。

图4 个人表达与讨论结合的课堂活动

四、 结语

技术与教育的问题，从本质上说，是寻找恰当的整合技术的解决方案来解决教与学的问题。早期的教育技术学者Ely就指出教育技术思维的核心是“技术是解决方案，但问题是什么？”当翻转课堂只是用于形式上的教育改造，而不去触及教育深层次的核心问题时，这样的问题解决至少是不彻底的。从这个意义上说，基于深度学习重新设计翻转课堂，不仅仅是一个技术问题，更是涉及深层次的教学文化的变革。