基于深度学习的微课程教学系统设计

肖建琼　罗兴贤　周智勇

摘要：深度学习是一种以深度理解为起点，以知识体系的建构为基础，以知识的迁移、解决复杂问题和培养创新能力为目标的一种高层次的学习方式。目前，大多数微课程缺乏应有的广阔视野，停留在浅层次的知识传授层面，这不利于学生构建课程领域知识的系统性，难以达到对知识的深度理解和迁移的高层目标。该文提出将项目驱动和知识地图与微课程相结合，构建一种具有学习分析功能的微课程教学系统，让学习者体验深度学习带来的满足感。

关键词：深度学习；浅层学习；微课程；实践项目；知识地图

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）31-0149-02

随着移动互联网的繁荣和智能移动终端的普及，微课程因其内容短小、主题明确、结构独立的鲜明特征，非常适合学习者个性化学习、移动学习、翻转课堂等混合学习方式的教育需求，因此，微課程教学迅速成为教育信息化领域的研究热点，在此基础上，“自主、合作、探究”等新型学习方式成为课程教学改革的主旋律。这种新型的课程教学模式与传统的教学模式相比，对学生学习兴趣的激发、学生参与学习活动的广度等方面都实现了质的飞跃。但已有研究发现，国内的微课程普遍存在“形式重于内容、重技术轻设计、开发大于应用、注重讲授缺乏探究”等问题[1]，大量的微课程缺乏一定的广阔视野，停留在浅层次的知识传授层面。此外，碎片化、片段性的知识点或主题，造成学习者难于构建连续性的知识体系，这不利于学生构建课程领域知识的系统性，难以达到对知识的深度理解和迁移的高层目标。

显然，只是实现知识的简单记忆和重复训练的浅层学习对于高校学生来说是远远不够的，如何让高校学生由浅层学习走向深度学习，由初级理解向深度理解发展，把碎片知识构建为知识体系是一个值得高校教育者深度探索的问题。本文尝试从深度学习的概念和内涵入手，将项目驱动和知识地图与微课程相结合来探索适宜深度学习的微课程教学系统的设计。

1 深度学习的概念及核心理念

深度学习（deep learning）这个概念不仅是机器学习领域的研究热点，在教育科学领域中也获得了研究者的广泛关注。

教育学领域的“深度学习”概念，深度学习也被翻译为深层学习。在1956年布鲁姆在其《教育目标分类学》中关于认知维度层次的划分中首次提出了“学习有深浅层次之分”的观点。后来，瑞典教育心理学家、哥德堡大学Marton和S?lj?基于学生阅读的实验，针对孤立记忆和非批判性接受知识的浅层学习（surface learning）的缺陷，借鉴了布鲁姆这一认知维度层次划分观点，于1976年在《论学习的本质区别：结果和过程》一文中明确提出了浅层学习和深度学习的概念[2-3]。此后，许多研究者开始大力着手深度学习的研究，并从不同角度发展了浅层学习和深度学习的相关理论。[4]如英国爱丁堡大学Entwistle教授通过对大学生的学习过程进行深入调研后，将深度学习划分为了四个维度，分别是：意义追寻、观点联系、证据的使用和兴趣的拥有等（Entwistle，2000）。香港大学Biggs教授从深度学习的评价、深/浅学习动机与深/浅学习策略之间的相互关系及其对学习效果的影响方面做了深入研究（Biggsetal.，2001）。2005年，我国学者黎加厚教授在首先介绍了国外关于深度学习的研究成果，同时对深度学习的本质做深入探讨，他认为深度学习是在理解学习的基础上，批判性地学习新的知识，并将它们融入原有的认知结构中，将已有的知识迁移到新的任务中，做出合理的决策，获取解决复杂问题的能力的一种学习方式。近十年来，国内外学者对信息技术支持下的深度学习及其在各学科领域中的应用研究日渐推进。

布鲁姆把认知领域学习目标划分为“记忆、理解、应用、分析、评价及创造”共六个层次[5]，对应上述六个层次。学习者的认知水平如果仅仅停留在知道或领会的层次则被视为浅层学习，主要是知识的记忆或复制，涉及的是简单提取、机械记忆或浅层了解逻辑背景等低阶思维活动；而“应用、分析、评价、创造”这四个较高级的认知层次，更加注重的是知识的应用、问题的解决能力和创新能力的培养，涉及的是理性思辨、创造性思维、问题解决等相对复杂的高阶思维活动，属于深层学习[6]。

美国研究学会（AIR）结合“深度学习研究”的发展，把深度学习所对应的实现领域划分为三个方面：认知领域、人际领域和自我领域。

艾根从知识论的角度，阐述了深度学习中的“深度（depth）”的内涵。他认为“学习深度”具有三个基本要素，分别包括：对知识的学习要达到充分的广度、深度和关联度。

鉴于以上认识，本研究认为，深度学习是一种以深度理解为起点，以知识体系的建构为基础，以知识的迁移、解决复杂问题和培养创新能力为目标的一种高层次的学习方式，这种学习方式更加注重“意义”、“理解”、“迁移”和“创新”。

2 基于深度学习的微课程教学系统设计

随着移动互联网的繁荣和智能移动终端的普及，学生们的日常时间和学习正越来越多地被智能电子产品和社交媒介所占据。教育教学的变革必须正视这一现实：社会系统中知识的传递和获取正以各种数字形态迅速地进入我们的学习和生活中。许多发达国家在课程目标的设定上，已经把关注点转向了对知识内容的深度理解和有效运用到新的任务和情境中的能力的培养方面。

微课程因其内容短小、主题明确、结构独立的鲜明特征，非常适合学习者个性化学习、移动学习、翻转课堂等混合学习方式的教育需求。但是，碎片化、片段性的知识点或主题，导致其知识点零散，缺乏系统性和关联性，学习资源缺乏有效组织，造成学习者难于构建连续性的知识体系，同时大多数缺乏微课程应有的广阔视野，停留在浅层次的知识传授层面，这不利于学生构建课程领域知识的系统性，难以达到对知识的深度理解和迁移的高层目标。如何使微课程既符合碎片化时代的学习形式，又能避免以上问题的发生是微课程发展道路上急需解决的方面。

为解决微课程学习者学科的知识连贯性和系统性的缺陷，学者周贤波等提出了将项目驱动模型应用于微课程的设计中[7]。此模型对于促进微课程中学科知识的连贯性和系统性有一定的作用，但某一个项目往往不能把所有知识点的关联关系完全体现，对于促进学习者的知识系统性的构建有待进一步研究。姜宛彤，王翠萍等[8]提出了将知识地图融合于微课程的设计过程中，该模型对于知识导航有很好的作用，但对于学习者深层学习有待改善。

本文提出将项目驱动和知识地图与微课程相结合，构建一种具有学习分析功能的，把微课程知识点和学习资源可视化，呈现其知识点和学习资源的结构性和关联性，解决微课程碎片化导致的问题；教师可以即时跟踪学生的学习问题并进行有针对性的教学指导，真正起到導学的作用，促进知识的理解与建构，让学习者体验深度学习带来的满足感。

2.1 知识地图

美国情报学家布鲁克斯（B.C.Brooks）首先提出了知识地图的概念，他认为人类的知识结构可以绘制成以各个单元概念为节点的学科知识地图，从而很好地揭示出知识的有机结构和联系[9]。

因此，知识地图是一种通过对知识和概念进行组织，用于对知识进行组织、管理、导航、搜索、揭示关系，不仅能够表示知识之间存在的内在关系，还具有知识的获取方法，帮助使用者快速定位其所需知识。其最大作用在于，可以将知识间的关联性和层次性以可视化的方式呈现给学习者，从而有利于学习者建构系统性知识，避免碎片化带来的零散性。

2.2 知识地图与微课程之间的关系

姜宛彤，王翠萍等[8]的研究表明知识地图与微课程具有共通之处。微课程的学习资源是将学习内容分解成独立的知识点。知识点是知识地图和微课程中的核心要素，是其设计的关键。这就是知识地图和微课程的共通之处。

其次，他们的研究还分析了知识地图与微课程之间具有互补性。知识地图能很好地呈现知识之间的关联性和层次结构、定位知识，具有关联性、结构性和导航性。微课程碎片化的特性导致其知识点和学习资源都比较零散，不能呈现出知识点和学习资源之间的原有的关联性和层次结构，知识地图正好可以弥补这一缺陷。此外，知识地图本身所具有的导航和搜索功能，可以定位知识点和学习资源的位置，这样解决了微课程中知识点和学习资源查找不方便的问题。

2.3 微课程教学系统设计

本研究提出以创新能力培养为核心的微课程教学系统框架模型。此模型以深度理解为起点，以知识体系的建构为基础，以知识的迁移、解决复杂问题和培养创新能力为目标。微课程教学系统的设计包含四个阶段，分别是：（1）目标分析阶段；（2）教学设计阶段；（3）制作阶段；（4）微课程应用阶段。

在整个阶段，实践项目的设计和完成可以帮助微课程某一部分知识的学习和构建，但缺乏整个课程系统性的建构，因此我们通过知识地图来弥补这一缺陷，有效组织知识点，呈现知识点之间的关联性和结构性。而根据教学目标分别设计不同的实践项目，以实现学生深度学习高阶能力的培养。他们二者相辅相成，真正起到导学的作用，不仅能促进知识的理解和知识体系的建构，还能达到知识的迁移、复杂问题的解决和创新能力的培养的目标，让学习者体验深度学习带来的满足感。

3 结束语

微课程教学系统的设计，需要对课程标准做深入研究，撰写出优质教学目标，激活先期知识，营造积极的学习文化是深度学习前期准备。有目的地、深度地对学习内容和目标进行加工，引导学生将原始资料加工成条理分明、完整和有意义的知识，才能让深度学习到达预期目标。

参考文献：

[1] 陈子超，王玉龙，蒋家傅.当前微课发展面临的问题与对策[J].现代教育技术，2015（10）：67-72.

[2] Marton F，Saljo R.On Qualitative Difference in Learning：outcome and Process[J].British Journal Educational psychology，1976（46）：4-11.

[3] 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）：8-9.

[4] 张琪.E-Learning环境中大学生自我效能感与深度学习的相关性研究[J].电化教育研究，2015（4）：55-61.

[5] 安德森.布鲁姆教育目标分类学：修订版[M].北京：外语教学与研究出版社，2009.

[6] 安富海，促进深度学习的课堂教学策略研究[J].课程 教材 教法，2014（11）：57-62.

[7] 周贤波.基于微课的翻转课堂在项目课程中的教学模式研究[J].电化教育研究，2016（1）：97-102.

[8] 姜宛彤，王翠萍，等.构建基于知识地图的微课程研究[J].课程与教学，2016（12）：93-98.

[9] 司莉，陈欢欢.国内外知识地图研究进展[J].图书馆杂志，2008（8）：13-15.