基于ITtools3.0的深度学习过程设计与实践研究

本文由《现代教育技术》杂志授权发布

　　作者：纪宏墦、雷体南、方红

　　摘要

　　近年来，随着教育信息化的持续深入，如何利用信息技术促进学生深度学习引起教育技术研究者的广泛关注。该文从深度学习的特征出发，论述了ITtook3.0平台的主要功能对深度学习的支持。根据“深度学习路线”理论，构建了ITtools3.0平台支撑下的深度学习过程模型。通过具体实践，对该平台支撑下深度学习的效果进行了分析，以期为课堂深度学习的有效开展提供理论与实践的支持。

　　关键词：ITtools3.0；深度学习；过程设计；实践研究

　　人类跨入学习型社会的步伐越走越快，学会学习、终身学习等成为人类一项最基本的生存能力。但是，衡量学习者是否学会了如何学习的依据，不是学习者己掌握的知识数量、达到的知识广度，而是其整合信息以建构知识意义并灵活地加以运用，最终解决实际问题的能力，即深度学习能力。因此，在教育信息化持续深入与发展的背景下，如何利用信息技术来支持和促进学生深度学习成为教育技术领域研究的重点课题。ITtools3.0信息技术教学辅助平台[1]是一款针对课堂教学展开教学辅助的信息化平台，我们试图构建其支撑下的深度学习过程模型，并将该模型付诸实践，以期为课堂深度学习的有效开展提供借鉴与参考。

　　一深度学习的概念及特征

　　深度学习的起源可以追溯到上世纪50年代，布卢姆（Bloom）《教育目标分类》中认知维度层次的划分[2]就体现了“学习有深浅之分”这一思想。美国学者Ference Marton和Roger Saljo在研究瑞典大学生阅读学术论文所采取的策略时，发现可根据学习者获取和加工信息的不同方式把学习者分为深度水平加工者和浅层水平加工者，并于1976年发表的《学习的本质区别：结果和过程》一文中正式提出了深度学习（Deep Learning）和表层学习（Surface Learning）这两个概念[3]。

　　2004年，随着AECT2004定义在国内教育技术领域的广泛传播，深度学习也开始得到国内一些学者的关注。上海师范大学黎加厚[4]对深度学习的概念做出了具体阐释，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思想和事实，并将它们融入原有的认知结构中，能够在众多思想间进行联系，并能够将己有的知识迁移到新的情境中，做出决策和解决问题的一种学习方式。”此定义至今仍受到国内学者的普遍认可。

　　关于深度学习的特征，许多研究者从不同角度进行了归纳与总结，如段金菊等人主要从学习行为和认知结果的维度对深度学习和浅层学习的特征进行了比较，我们在此基础上，结合具体的实践成果，将深度学习的特征概括为如表1所示的内容。

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　　二ITtools3.0课堂教学主要功能对深度学习的支持

　　在分析与研究ITtools3.0课堂教学主要功能的基础上，我们探索了这些功能与深度学习特征之间的联系，从理论上论证了该平台对深度学习的支持。ITtools3.0课堂教学主要功能与深度学习特征之间的关系如图1所示：

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　　（1）信息化资源呈现和个性化自主学习功能均有利于激发学习者学习的内部动机，促使其对知识进行意义整合与主动构建。在基于ITtools3.0的课堂学习过程中，教师可以为学习者呈现丰富的多媒体资源，多方位刺激学习者的感官，激发其学习的兴趣。同时，学习者可以根据自己的意愿和爱好选择学习的方式与方向，在兴趣及意愿的驱使下，学习者主动学习与意义构建的可能性越大。

　　（2）互助交流功能能够促进学习者对知识的理解与批判。分布式认知理论认为，“认知的本性是分布式的，认知过程不仅包含个人头脑中所发生的认知活动，还涉及人与人之间和人与技术工具之间通过交互实现某一活动的过程”[6]。利用ITtools3.0进行互助交流的过程，既涉及人与人的交互，也包含人与计算机和网络的交互。该平台中的小组讨论、BBS讨论、学生互助等功能可以为学习者营造良好的互动与对话氛围，进而促进了其对知识的深层理解与批判分析。

　　（3）协作学习功能有助于培养学习者问题解决的能力，促使其对知识进行有效的迁移与运用。深度学习与浅层学习的重要区别之一就在于是否能够将知识运用到新情境中解决问题，而我国学者袁维新在总结国外相关研究的基础上提出“对学生进行创造性问题解决训练最好采用合作学习的模式，这样才能达到最佳的效果”[7]。ITtools3.0课堂教学的自由分组、组长推选、小组合作等功能可以为课堂协作活动各个环节的开展提供全面、有效的支持，进而促进了学习者问题解决能力的培养。

　　（4）作品展示与互评功能能够促进学习者对所学知识的分析与评价。ITtools3.0的作品展示与互评功能主要包括作品的提交、循环展播及相互评价。学习者在通过ITtools3.0观看和评析他人作品的同时必然会重新审视自己的作品，对作品制作过程中所应用知识的各个方面分别进行分析和评价，找出影响作品质量和效果的原因之所在，从而在某种程度上促进了学习者对知识的综合、分析、评价等高阶思维能力的发展。

　　（5）课堂测评、学情记录与监控、学习心得记载功能均可以为深度学习的反思环节提供强有力的依据。元认知理论认为，“学习者可以通过反思等元认知知识及策略来对自身的学习和思维活动进行监控和调节，及时发现并修正自身的问题与不足，加深对复杂概念及知识的理解，进而建构知识意义并用来解决实际问题，最终实现深度学习”[8]。学习者在ITtools3.0平台上的学习过程都被跟踪和记录，如出勤记录、学习时间、作品提交与评价记录、测验成绩以及学习各环节得分情况等，这些数据为学习者的自我反思提供了支持，有效地促进了深度学习的发生。

　　美国心理学家罗杰斯[9]认为，“学生在学习活动的准备阶段、进行阶段及结束阶段，其认知过程与情感过程都是交织在一起的统一过程。”而深度学习特别强调学习过程中愉快的情感体验，这有利于学习者对知识的深层加工，激发其终身学习的需求。ITtools3.0课堂教学模块能够为学生营造一种民主、和谐、自觉互动的学习氛围，其功能在不同程度上都能促进学习者积极的情感体验，使学习者更容易进入并保持深度学习的状态。

　　三基于ITtools3.0的深度学习过程设计

　　美国学者EricJensen和LeAnnNickelsen提出了一种名为“深度学习路线”（Deeper Leaming Cycle，DELC）的深度学习过程模型[10]，如图2所示。该模型从教师教学的角度出发，阐释了教师如何一步步引导学生展开深度学习的全过程。

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　　根据“深度学习路线”理论，以七年级“信息技术”课程中《PPT播放效果》内容模块的教学设计为例，我们构建了基于ITtools3.0的深度学习过程模型，如图3所示。基于ITtools3.0的深度学习过程可分为四个阶段，即深度学习准备阶段、知识主动构建阶段、知识迁移与应用阶段、评价与创造阶段。

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　　1深度学习准备阶段

　　深度学习准备阶段的任务主要包括设计学习目标和内容、预评估和营造积极的学习文化。首先，教师必须充分了解课程标准与内容中所规定的知识与技能、过程与方法、情感态度价值观等要素，并对课堂教学内容及流程进行详细设计，要明确标出学生学习的目标，使学生课程学习之前就清楚自己应该努力的方向。其次，在课程开始之前，教师应该对学生的学习兴趣、学习风格和先前经验等进行初步的调查，并从学生的学习需求出发设计激发学生深度学习的相应策略。最后，教师在课程开始之初，就要为学生营造和谐、欢乐、积极的学习文化，激发学生深度学习所需的积极情绪。ITtools3.0平台支持下该阶段的教学过程设计如表2所示：

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　　2知识主动构建阶段

　　在知识主动构建阶段，教师首先可以根据课堂调查的相关结果，选择补充课程所需的先期知识或激活学生己有的背景知识，其目的是使学生能够在新旧知识之间建立联系，加深其对新知识的理解。其次，教师要善于运用丰富的信息化资源以及具有启发性的提问等形式激发学生自主探究性学习的热情，促进新知识的获取。最后，教师还要引导学生对新知识或新资源保持一种怀疑的态度，使学生能够批判地看待新事物。ITtools3.0平台支持下该阶段的教学过程设计如表3所示。

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　　3知识迀移与应用阶段

　　在知识迁移与应用阶段，教师首先要引导学生通过自主训练和变式练习将知识转化为技能，并通过在复杂、丰富、多变的情境中练习和应用技能，使学生能够深刻地理解和掌握知识技能。其次，教师不仅要为学生营造真实的、有意义的学习情境，还要引导学生将理解和掌握的知识技能迁移应用到此情境中解决实际问题，这也是深度学习的最终目的。ITtools3.0平台支持下该阶段的教学过程设计如表4所示：

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　　4评价与创造阶段

　　在深度学习过程的最后阶段，教师的核心任务是培养学生的评价能力与创造性思维。教师应鼓励学生对自己以及他人的学习成果进行分析、讨论与评价，提高其对事物的评析能力。在学生自评与互评的同时，教师需要引导学生改进自己的学习成果，使学习者能够创造性地运用所学知识技能来解决复杂的问题，从而达到深度学习的最高境界。另外，在课程学习临近尾声的时候，教师还需引导学生进行自我反思，并将反思过程及时记录下来，使学生能够深刻地反省自己学习过程中的问题与不足，并加以纠正，从而促进深度学习的长久保持。ITtools3.0平台支持下该阶段的教学过程设计如表5所示。

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　　四实践效果分析

　　我们在武汉市某中学七年级2班的“信息技术”综合实践活动课中，实施了本文提出的基于ITtools3.0的深度学习过程模型，并从学生课堂学习的综合表现以及课后问卷的调查结果两个方面对学生深度学习的效果进行了分析。

　　1课堂学习综合分析

　　通过ITtools3.0强大的学习分析功能，教师可以清楚地了解学生课堂学习的综合表现，包括课堂参与度、作业作品得分情况、课堂测验成绩、小组合作表现等多个方面。“PPT播放效果”内容模块的深度学习后，根据ITtools3.0平台上的学习数据统计得出，该班42名学生在此次课堂学习中参与互助及BBS讨论的人数占总人数的76.2%，表明学生的课堂参与度较高，这与我们课堂观察到的学生积极活跃的课堂状态基本一致，但男生的课堂讨论比女生活跃，而学习效果却并不优于女生，说明学生课堂互动的深度还有待加强。同时，学生课堂测验成绩达80分以上（含80分）的比例为85.7%，可见大部分学生都熟练掌握了课程学习的相关知识点，并能灵活地加以运用。另外，学生课堂作品的精品率达61.9%，表明过半的学习小组都出色地完成了课程任务，能够对知识进行有效地迁移、整合、应用与创新。但是，我们在课堂观察中也发现，学生的协作意识与能力还相对薄弱，表现在协作学习过程中的交流较少，主观意识较强，不易接纳他人意见等。而且，通过审阅学生的学习心得发现，学生的自评与反思能力还有待加强。

　　2课后问卷调査分析

　　课后以问卷的形式对学生深度学习的情况进行调查，该问卷采用里克特五点量表的形式，从“非常同意”到“非常不同意”采用A、B、C、D、E的标记方式，统计结果如表6所示。

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　　从表中统计的结果可以看出，高达90.5%的学生都表示自己学习是主动的、富有激情的。而且，多数学生都意识到交流互助、团队合作、反思等在加深知识理解、创新问题解决、发现自身不足等方面具有较大的促进作用。另外，85.7%的学生都表示自己能够对知识进行有效整合，并灵活地迁移与应用。然而，从上述数据中也不难发现，“教师是知识的权威拥有者与传授者”这一传统观念仍禁锢着当今学生的思想，导致学生的批判分析与评价能力相对欠缺。

　　总而言之，基于ITtools3.0深度学习过程模型的实践效果比较理想。学生的学习热情非常高，内部动机得到有效地激发。学生的理解批判、整合构建、迁移运用、问题解决、评价创造等能力都得到不同程度的锻炼与提升，有效地促进了深度学习的发生与保持。但是，学生深度学习意识与能力的培养，不是一堂课、一位老师、一种新教学模式短时期内能实现的，它需要教师专业素养的不断提升、学校的大力支持、家庭与社会的良性引导，长此以往，学生深度学习的意识与能力才会不断提高，才能满足信息时代对人才终身学习能力的要求。

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　　基金项目：本文为国家社科基金青年项目“基础教育知识供给及其千预机制研究”（项目编号：13CSH028）的阶段性研究成果。

　　作者简介：纪宏墦，河南师范大学教育与教师发展学院在读硕士，研究方向为教学设计、信息技术教育，邮箱为[e-mail]。

　　编辑：小西

　　转载自：《现代教育技术》 Vol.25 No.2 2015