基于微慕学习系统的深度学习模式构建研究

摘要：基于当下中小学移动学习效率低下的现状，构建了深度学习交互层次模型，并以模型为基础开发了微慕深度学习模式，总结了能有效促进微慕深度学习的途径：相互交替的协作学习与独立学习，合理调控内在认知负荷与外在认知负荷，技术支持下的学习分析与实时交流，学习情境中的可视化与拟真问题创设，培养反思学习与元认知能力。

关键词：微慕学习模式;交互模式;深度学习;反思学习;元认知

中图分类号：G420 文献标志码：A 文章编号：1673-9094（2018）02A-0003-06

随着互联网、移动网络的高速发展，制约移动学习、在线学习的网速瓶颈迅速被突破。卓越的硬件性能、便利的网络环境、友好的互动交流让移动学习触手可及。但丰富的多模态教学软硬件资源却没有带来中小学移动学习效果的显著提升，信息化技术环境增加了信息的数量和传送速度，但是在促进个体认知深度、提高学习质量方面却无能为力。“探讨网络环境下的深度学习在当今显得非常重要和十分迫切，否则网络学习的有效性就无从保障，更无法彰显网络学习的优势，网络学习就不可能持续。”[1]

当下义务教育学校信息技术环境下学生的学习速度明显加快，但教育教学质量相对滞后。效率和质量的背离促使我们重新审视教育信息技术对中小学生学习的作用。反思当下中小学的移动学习现状，主要存在以下几个问题：一是移动学习时间的零散性，知识的碎片化倾向，导致了知识传授、知识内化过程的断裂，学生获得的知识点杂乱、残缺。二是学生面对高速网络传送的大量资源，信息迷航现象严重，信息获取心情迫切、急于求成但又不求甚解。三是移动远程学习外力介入不够，仅凭学生个体的自制力进行自我约束，学习时间难以持久保持在深度学习所需的最低限度之上，移动学习大多流于机械记忆和浅层学习。四是移动学习的时空异步导致教学反馈迟缓、缺失，甚至知识内化、学习过程中断。

以挖掘信息技术潜能，破解中小学移动学习困境为目标，我们构建了基于微慕学习系统的深度学习模式。

一、深度学习及微慕深度学习

1976年，美国学者Ference Marton和Roger Saljo在《学习的本质区别：结果和过程》一文中提出了深度学习（Deep Learning）和浅层学习（Surface Learning）两个相对应的概念。随后Ramsden、Entwistle、Biggs等人深入研究，进一步完善了相关理论。2002年以来，我国一批深入研究深度学习的论文相继发表。“深度学习是指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，并能够将已有的知识迁移到新的情境中，作出决策和解决问题的学习。”[2]“深度学习是一种基于理解的学习。它强调学习者批判性地学习新思想和新知识，把他们纳入原有的认知结构中，将原有的知识迁移到新的情境中，从而帮助决策、解决问题。”[3]黎加厚、焦建利教授的观点基本上代表了学界在一定的历史时期对深度学习的一致认识。

但随着信息技术的发展、多媒体教学资源的迅速积累、信息技术对学习过程的全面参与和有效促进，深度学习被赋予了更为丰富的内涵。微慕学习系统作为一个适用于中小学，提供远程、移动学习服务的环境系统，由之衍生的微慕深度学习既具有远程移动学习的特征又带有能部分取代课堂教学的功能，因此具有明显的自身特质。

本研究认为：微慕深度学习是在理解学习的基础上和学伴沟通交流、接受教师远程指导，深入分析知识的局限性和通用性并与原有知识建构有机融合，在较短的时间内结合情境分析问题并做出正确决策、恰当解决问题的学习。

二、微慕深度学习交互层次模型

教学交互是一种促进概念转换、知识理解、技能掌握的最基本教学活动。陈丽提出了远程教学交互层次塔模型，将远程教学交互分为三种类型的交互：第一种是信息交互;第二种是调节与反思;第三种是概念交互。[4]段金菊将网络学习环境下的深度学习根据思维水平、学习的深度层次分为三个层级，依次是学习的外显行为层、认知过程层以及学习结果层。[5]具体到微慕学习系统下的中小学生移动学习，根据思维水平以及学习的深度可将学习的五种交互分为三个层次，即“五阶三层微慕深度学习交互模型”（如图1），三层依次是知识学习层、认知建构层以及认知行为层。

1.知识学习层

中小學生在远程网络状态下的独立移动学习，自主性较大，对于元认知监控能力薄弱的学生来说，自我约束难度较大。因此中小学移动学习首先要特别重视小组协作、学伴交互、任务学习，可以采用远程签到、学习汇报等方式，也可以登录学习App的后台获取学习数据并加以实时分析，以掌握每个学生的学习情况。其次，引入“深度学习导学图”以可视化学习流程要求，规范学生的随意性学习行为。其三，要特别重视师生的实时交互和督促，教师要及时对学生的每个学习交互请求做出反应，让学生随时感觉到教师的存在。

2.认知建构层

认知建构层是指经过第一阶段的知识学习，学习主体在原有知识框架的基础上，纳入新知识的过程。新知识和原有知识建构的形态不同，又可以分为整合、延伸、逆序、添置、迁移、深化六种方式。（1）整合，将几个平行难度的知识点整合成一个更大的知识团块。（2）延伸，在原有知识点的基础上生发出新的知识点。（3）逆序，在原有知识点的基础上逆向生发出新的知识点，比如除法是乘的逆运算。（4）添置，在原有建构的基础上搭建难度相当的知识点。（5）迁移，将原有的知识应用到新的情境中去，比如用比例法来解决工程问题。（6）深化，在原有建构的基础上挖掘更深程度的知识点。

考虑知识的建构形态，有利于教师精确权衡教学内容的难度。整合、延伸建构形态的教学难度偏低，适合于个体远程移动自主学习;逆序、添置建构形态的教学难度适中，应侧重于中等生的深度学习促成;迁移和深化建构形态的教学难度偏高，应设置知识铺垫、拟设本真问题情境，以助于深度学习的达成。

3.认知行为层

认知行为是指从一种学习状态持续演变到另一种状态的动态变化过程，而最终的认知行为表现即是衡量学习目标是否达成的唯一标准。学习是学生最主要的认知行为，学习的目的有的学者认为是概念的转变，比如高文[6]、索耶[7]、段金菊[8]等，我们认为学习的目的是认知行为的改善。这是因为：（1）概念的转变具有不可知性。概念的转变是认知结构底层比较隐秘且微妙的一种无意识行为，是否产生了概念的转变，教师观察不到，学习个体自身也不一定觉察得到。（2）概念的转变具有不可测性。即使学习者理解了概念的内涵，发生了知识的内化和概念的转变，但是要将这个概念表达出来，这又需要相应的思维能力和语言表达能力以及丰富的词汇量。而且大部分抽象概念、思想的表述难度远比理解难度要大。（3）认知行为具有可检测性。判断学习目的的是否达成最直观、最原始也最实用的办法就是观察、检测学生的认知行为。（4）部分专家学者也持相近的观点：“教学交互的核心是学生，目的是在学习的过程中，通过各种教学交互，改变学习者的行为，从而实现教学目标。”[9]

所以认知行为是学习目标是否达成最根本、最有效、最直观的指标，也是衡量深度学习是否达成，以及达成程度的唯一显性、可测的指标。

三、微慕深度学习模式设计

微慕学习系统是专为中小学生的深度移动学习而设计，以手机、平板电脑等数码终端为工具，通过移动网络、即时通信软件（钉钉，Ding Talk）组成学习群组，教师将微课、学案推送给学生，学生可以随时随地进行学习、互动交流，并接受教师在线指导的小规模半封闭学习环境。[10]基于微慕学习系统，建构了微慕深度学习模式。

1.学习情境

学习不能脱离具体情境而发生，情境是整个学习过程中重要而有意义的组成部分，情境不同学习效果也不同[11]，场域理论也把情境作为显在场域的核心[12]。建构主义者认为，学生的知识是在特定的情境中，借助教师或同伴的帮助，利用一定的学习资源，通过学习主体自身意义建构的方式获得的。所以，学习情境对学习效果具有明显的抑制或强化作用。因为远程移动学习缺乏教师的现场指导，物理学习情境对学习效果的干扰更为明显。实践中，我们一般都要求小学一、二年级的学生以家长手机为显示终端，要求家长在场监控，以尽量排除学习环境中的客观干扰因素。

2.学习过程

微慕学习系统中学生的移动学习过程分为四个环节。

（1）初步内化。学生通过钉钉接收学习资源，在大屏手机、平板电脑等显示终端上，反复观看微视频、完成学案要求的练习，完成知识的初步内化。

（2）巩固应用。在解决简单模拟问题的过程中对内化的知识进行反复提取、应用巩固。待优生在该环节有两种获得学习支援的途径：一是向组内的学伴请求学习帮助;二是接受定时上线的教师实时指导，即二次学习。上述两个环节为浅层学习层次。

（3）知识建构。学生经过与学伴、教学资源、原有知识建构之间的交互、互相协作，共同参与学习互动，反复地对知识点进行内化、提取和试错，深入理解知识应用的通用环境与局限性之后，将新知识安置在知识网络的合适结点位置。学习行为表现为能够独立解决和教学材料密切相关的综合性问题。

（4）元认知。学生在移动学习过程中逐渐积累元认知知识，感受元认知体验，摸索出一套适合自身认知行为特点的方法、技巧，逐步养成在慎独状态下进行元认知监控习惯。能够主动反思整个学习过程，分析问题情境结合现有的知识建构，针对某一类型的知识，采取对应的认知方法与策略。提高学生的元认知能力是促进深度学习的有效途径。

3.实时指导

中小学生的移动学习因为认知负荷较小，知识传授和知识内化往往是同时发生的，如果学生将错误的概念内化了，那在接纳正确概念之前需要抑制、擦除错误的前概念，然后再重新建立新概念，这一过程我们把它称之为抑制式内化[13]，这个纠正并内化的过程繁复且困难。因此，我们强调中小学生的远程移动学习必须有教师的实时参与，以确保学生对知识的正确理解和有效内化。同时，在中小学移动学习中，我们发现有教师参与引导下的移动学习效率更高、内化更精确。因此，微慕深度学习将教师在线指导作为一个不可或缺的必备要素。

四、促进微慕深度学习的有效途径

1.相互交替的协作学习与独立学习

协作学习是个体之间采用对话、商讨、争论等形式充分论证所研究问题的学习方式，是达到学习目标的有效途径。微慕深度学习中对话交流是通过即时通信软件来实现以理解学习内容为目的的阐述观点或接收信息的过程。小组协作学习可以发挥群体的智慧，不同的学习视角可以增强知识同化和顺应的主体间性，最终达到深入理解复杂概念和疑难知识的目的。小组协作学习可以弥补个体学习在思维上的局限性、理解上的片面性和方法上的盲目性，有利于发展学生个体的思维能力、沟通能力，可以促进对知识点的深入理解，促进深度学习的发生。

组织在线协作小组时应考虑学生原有的知识层次、成员数量、学伴关系亲疏，甚至学生家庭背景等因素，不同的小组构成有着不同的学习整体效果。微慕深度学习模式设计了三次协作学习：第一次组内协作学习;第二次组间竞赛学习;第三次待优生的师生协作学习。

小组协作学习和独立探索学习是学习的两种形式，需要辩证地理解。独立探索是高素质学习者必备的重要素质之一，从个体发展角度来看，学生的学习是从依赖走向独立的过程。教师教授的知识或者协作学习产生的知识也是需要个体独立建构感知的，小组协作是外在的有助于深度学习的组织形式，而概念的转变、知识的内化、学习行为的改变、元认知能力以及学习能力的提高归根结底都是需要學习个体独立完成。因此，提高学生的独立学习能力才是深度学习持续发展的根本。

2.合理调控内在认知负荷与外在认知负荷

内在认知负荷的大小是由学习材料的难度与学生原有的学习能力所决定。有的专家认为内在认知负荷不可改变，但我们认为中小学生移动学习的内在认知负荷可以通过教学材料的处理、教育技术的应用、拟真情境的创设等方法进行调整。外在的认知负荷的影响因素包括教学资源的呈现方式、教学设计等。在微慕深度学习中，因为师生在物理空间上的分离，教与学的时空异步，与课堂教学相比，同一学习材料远程移动学习内在认知负荷、外在认知负荷都会增加。

微慕深度学习中，师生不处于同一目视空间，没有了教师生动形象的体态语言、声情并茂的现场情境，学生注意力集中程度降低，对自己认知结构中图式的建构和自动化投入的认知资源减少，学习效果明显下降。因此教师要调整和评估学习材料的认知负荷总量，将之控制在大多数学生最近发展区的认知能力范围之内。

中小学比较通用的降低认知负荷的方法有以下几种。（1）分解知识点，加强新旧知识之间的联系，实现知识的正向迁移。（2）应用可视化技术，将原先文本知识点处理成音频、视频、图像、文字相结合的多模态课件，通过刺激多种认知感官深化对知识点的理解。（3）选择有效的教学方法，比如，采用抛锚式、支架式、案例式教学法，提供问题解决样例、操作示范，等等。（4）应用教学技巧，比如，小步子反复学习法、反思法、梯度练习法，做微课的听课笔记，画微课流程图、新知示意图，等等。（5）结合思维特点，中小学生以形象思维能力见长而抽象思维能力相对较弱，因此学习情境的营造、结合教材的动手操作可以降低学生对知识点的理解难度。

3.技术支持下的学习分析与实时交流

学习分析是以理解和优化学习及其发生的环境为目的，对学习者及其所处情境的数据进行的测量、收集、分析和报告。[14]学习数据可以从学习者的外显行为中收集，比如提交的作业、学生的提问;也可以从学习者内隐行为中收集，如在学习交互中透漏的解题思维路径、隐含的观点倾向等;还可以从手机App、学习辅助网站的日志数据库中提取。学习分析可以了解个体和整体的学习情况，收集学生的解题速度、参与程度以及情绪状态等数据，解决了传统教育研究中仅凭经验进行质性研究的不足。学习分析可以从内容、文本、社会网络、系统建模等入手，分析方法有很多种，如CATPAC、LIWC、VINCA等。我们比较常用的“格框架方法”[15]是以学习为中心谓词进行语义格标识，将学习分为施事格、客体格、处所格、工具格、使成格和目标格，从多个角度对学习现状进行分析，并用来优化学习。可以基于学习行为的大数据，引导学生规划学习轨迹，进行自我导向学习。通过数据分析选择在最佳时间进行学习干预，提供学习支架，最大限度地促使大部分学生达成深度学习。

实时沟通可以促进学习者认知发展，督促学习者自我管理和监控，推进高阶思维的参与和体验。学习者在与学伴交流的基础上，各自从不同角度思考、表述问题，形成集体思维和集体智慧，在相互理解的基础上达成共识，全面地分析、评价和比较，从而促进深度学习的发生。微慕学习系统交互方式丰富，可以进行一对一语音通话、视频通话、电话会议、操作示范、文件传送等。

4.学习情境中的可视化与拟真问题创设

可视化是利用应用技术将认知对象图式化，以图示方式结合视觉认知与词语语义，连接大脑认知模式，激发思维活力，达到与认知心理一致的表达过程。可视化的力量来自它能将复杂概念结构以视觉方式在外部进行呈现，从而影响人的认知系统并突破工作记忆的限制。[16]可视化可以加速信息的输入与理解，并具有检索功能。[17]学习可视化能够增强认知效果，提升思维水平，提高学习积极性，从而推进深度学习。因此，要教会学生应用可视化图式对抽象知识结构进行解读，并将所学知识进行分类和连通，构建知识网络。要教会学生运用概念图、思维导图等可视化认知工具表达知识的结构和层级关系，表征知识，阐述复杂概念，在应用的过程中系统建构知识。在微慕深度学习中，知识可视化的应用贯穿始终，比如，绘制导学图中的学习流程、学习目标图示，反思认知过程时绘制概念图示，学习小结时绘制知识网络图示，等等。

源于现实生活情境的拟真问题有助于学生对题意的理解、知识经验的正向迁移，能有效提高学生解决问题的兴趣和能力，因此将拟真问题置于认知学习中，可以促使学生应用高阶思维推进深度学习。微慕深度学习拟真问题的创设可以分为三个层次：（1）模仿性问题。以所学知识点为原型，通过对其进行简单的数据更换、情境更迭、新旧知识简单联系等轻度改造而创设问题。（2）拓展性问题。设置直接指向学科核心思想、复杂概念的深层次问题。这类问题增加了学习内容的难度，解题过程需要高阶思维参与，流程稍显复杂，但能有效引导学生进入深度学习。（3）实践性问题。在应用知识的过程中设置一些动手实践问题、综合性问题、简单的劣构问题，促使学生进行反思和再创造，推动学生超越二元框架、走向深度学习。

5.培养反思学习与元认知能力

反思学习是指学生以自身的经验、经历、行为或自身身心结构为对象，以反身性的自我观察、分析、评价、修炼改造等方式进行的学习。[18]反思学习的内容有学习过程反思、学习方法反思、学习技巧反思等。反思能够提高学生的自我反省能力，帮助学生学会学习。

（1）学前反思。侧重于反思自身已有的知识是否符合学习新知识的认知要求，对即将开展的学习活动进行创见性地预设和计划。中小学生自我反思意识淡薄，教师应在微视频、学案中将知识要点以可视化方式形象直观地呈现出来，帮助学生进行学前反思。（2）学中反思。侧重于及时发现学习中的问题，以保证学习活动的顺利完成。反思的内容一是认知结构的形成，二是技能的培养。（3）学后反思。侧重于对学习结果进行自我评价，总结经验、吸取教训。及时发现学习认知过程中存在的问题、不足，并采取补救措施，进而提高学习效率，促进深度学习。

中小学生的元认知监控能力普遍比较薄弱，认知策略意识模糊。因此教师对学生的移动学习要有具体、细致而明确的学习要求。可采取师生换位思考的方法来设置学习流程与要求，以个别谈话、榜样示范、经验介绍等方式促进元认知能力培养。元认知能力的提高可以明显提升深度學习的达成概率。

中小学生的元认知能力发展大致可以分为四个阶段。（1）对自己的认知过程有朦胧的元认知情感体验，能接受、理解、赞同教师对其认知过程的归因分析，并遵从教师对其学习过程的建议。（2）能对自己的元认知过程进行初步的反思，表现出尝试、摸索适合个体自身学习能力的有效方法，有初步的元认知知识。（3）对自身的认知能力特点有清楚的认识，对不同的知识块有相应的认知方法和技巧，并以学习效果为依据随时调整。（4）建构适合于自身认知能力的元认知体系。小学生的元认知能力发展大部分是处于第一、二阶段，初中学生才逐渐由第二阶段向第三阶段提升。

五、结束语

我们认为，随着信息技术的发展，实体课堂将逐渐衰落，远程学习、移动学习将逐渐成为一种和学校教育并驾齐驱的网络学习新形式，课堂教学的部分内容将由实体课堂教学而转移到远程移动学习中来。不久的将来，我们中小学生的学习将是课堂教学和远程移动学习的有机结合，因此移动学习的质量是下一阶段教学改革的关键。所以，创立具有和课堂教学相同实效性的微慕深度学习模式，对中小学生的移动学习具有开创性的时代意义。

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Construction of Deep Learning Modes Based on Micro-MOOC Learning System

WENG Sen-yong

（Zhejiang Ruian Bureau of Education， Ruian 325200， China）

Abstract： In view of the low efficiency of students mobile learning in schools， this author constructs the interactive hierarchy modes for deep learning， and on the basis of the modes， the author has summarized the effective ways of promoting micro-MOOC deep learning， including alternate cooperative and independent learning， properly regulating internal and external cognitive loads， technically supporting learning analysis and real-time communication， learning visualization and simulation questions， and cultivation of reflective learning and meta-cognitive competence.

Key words： micro-MOOC mode; interactive mode; deep learning; reflective learning; meta-cognition