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新工科背景下混合式深度学习活动连续谱理论研究

2022-05-17  |  点击:  |  栏目:论文中心

本文作者:顾燕 张国祥 发表期数:现代职业教育 2022年15期 本文字数:2839

  [摘           要]  新工科专业“金课”需要能够培养学生解决复杂工程问题能力的线上、线下混合式深度学习活动。混合式学习将学习划分为线上和线下,深度学习理论将学习分为浅层和深度,问题连续统理论将学习视为从良构到劣构问题解决的连续活动过程,这三个学习活动过程性理论可进一步整合为混合式深度学习活动连续谱理论。该理论可指导新工科专业“金课”混合式学习,解决混合式学习活动怎样分配、怎么融合、教与学策略等关键问题,进而提高学生混合式学习质量。
  [关    键   词]  新工科;混合式深度学习;学习活动;“金课”
  [中图分类号]  G642                   [文献标志码]  A                   [文章编号]  2096-0603(2022)15-0070-03
   在《关于加快建设发展新工科实施卓越工程师教育培养计划2.0的意见》(教高〔2018〕3号)中提出“着力提升学生解决复杂工程问题的能力”,《关于一流本科课程建设的实施意见》(教高〔2019〕8号)中要求“提升课程学习的深度”,《“双万计划”国家级一流本科课程推荐认定办法》(教高〔2019〕8号)中又进一步强调“打造在线课程与本校课堂教学相融合的混合式‘金课’”,这就意味着新时代高质量新工科专业“金课”教学观是以混合式教学为平台,促进学生深度学习,培养学生解决复杂工程问题的能力。
   世界知名混合式学习专家、美国印第安纳大学柯蒂斯·邦克教授指出“混合式学习中的线上线下学习比例分配问题、怎样混合才能取得最好效果,是混合式学习中非常重要的领域,亟待深入研究”[1]。黄荣怀教授认为“学习活动设计在混合式学习课程设计中占有特殊重要的地位,是混合式学习能否成功开展的关键”[2]。据此,学习活动设计是解决柯蒂斯·邦克教授所提问题的切入点。培养解决复杂工程问题能力和深度学习理论蕴含着新工科专业“金课”的混合式深度学习活动是工程实际问题驱动的[3]。美国教育技术学家戴维·乔纳森的从良构到劣构问题连续统理论的教学设计思想[4]为从浅层到深度、线上与线下混合式学习活动无缝衔接奠定了问题驱动的理论基础。即问题连续统理论和深度学习理论的相融合为高质量新工科专业“金课”混合式学习设计提供了新思路。
   一、学习过程性理论
   (一)混合式学习理论
   根据《“双万计划”国家级一流本科课程推荐认定办法》的“打造在线课程与本校课堂教学相融合的混合式‘金课’”精神,混合式学习就是线下的面对面课堂学习和线上的数字化学习两种方式的有机整合。其建设宗旨在于融合课堂学习和网络学习的各自优势,综合采用教师讲授为主的集体教学形式、基于“合作”理念的小组教学形式和自主学习为主的教学形式,培养21世纪学生所需的“核心素养”。
   (二)问题连续统理论
   美国教育技术学家戴维·乔纳森认为是问题驱动了深度学习的发生,并提出了从良构到劣构问题连续统理论[5]。该连续统由逻辑、运算、故事、规则应用、决策、故障排除、诊断、策略绩效、政策、设计及两难共11个不同类型问题组成,从良构到劣构问题解决的学习过程也就是解决问题能力从低到高的发展过程。良构问题趋向静止和简单,而劣构问题趋向复杂和动态。尽管两个问题解决的认知方法不同,但从某种意义上说,解决良构问题是解决劣构问题的基础[6]。这是因为,解决良构问题的认知对应着具体领域的陈述性知识、程序性知识及结构性知识:解决劣构问题除了解决良构问题的认知成分外,还包括情感、价值观、动机、情绪和态度等非认知成分。正是两个问题共享了认知成分,才使得解决良構问题是解决劣构问题的学习基础。此外,德雷福斯的七阶段职业能力成长模型理论也说明了情感等非认知成分对专家解决问题的重要性,新手和专家的区别就在于情感多寡之分[7]。尽管解决复杂工程问题能力的习得是以传统教学的良构问题解决学习为基础的,但也不是一个简单线性迁移,需要一定的教与学策略指导,,这也是提升课程学习的深度关键所在,即采取什么样的教与学策略,才能帮助学生从解决良构问题能力向解决劣构问题能力迁移。
   (三)深度学习理论
   深度学习是相对机械式记忆的浅层学习而言的,该概念是Ference Marton和Roger Saljo在1976年发表的《学习的本质区别:结果和过程》一文中首次提出的。我国学者黎加厚教授认为,深度学习是指在理解的基础上,学习者能够批判地学习新思想和事实,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,做出决策和解决问题的学习[8]。在修订后的布鲁姆教育目标分类体系中,人的认知被划分为六个层次:由低到高分别是知道、理解、应用、分析、综合和评价[9]。从学习活动角度来看,布鲁姆教育目标分类体系的六个层次学习也就是从基本概念学习到解决问题能力掌握的动态发展过程,构成了学生认知学习活动连续谱。深度学习是从布鲁姆的“应用”教育目标开始的,也就是说,应用既是浅层学习向深度学习迁移的起点,也是浅层与深度学习的结合点,但仅有应用这个认知活动还是远远不够的,还需要分析、综合及评价认知活动的能力。
   二、混合式深度学习活动连续谱
   (一)深度学习活动连续谱
   结合问题连续统和乔纳森工程问题类型分类方法,可形成符合工科专业课学习的问题驱动深度学习活动连续谱。问题驱动深度学习活动连续谱表明,新工科学生解决复杂工程问题能力的培养是解决良构问题能力学习向解决复杂工程问题能力的学习动态转化过程。在良构问题学习中,习得的陈述性知识、程序性知识用于解决规则问题训练,掌握了结构性知识;上述三种知识用于故障、设计及两难问题解决,培养学生解决劣构问题能力。在解决问题中,利用了布鲁姆教育目标的六个认知层次,其中,应用起到浅层和深度学习的结合点作用。以此分析传统教学模式,大多数学生学习利用教材上的习题提升自身解决问题的能力,并且也取得了良好的考试成绩,但仍属于解决良构问题的浅层学习阶段,这也是《关于一流本科课程建设的实施意见》要求“提升课程学习的深度”的教学设计问题所在。深度学习活动连续谱模型具有普遍意义,理论上可以指导线下、线上或混合式学习。为了指导混合式学习,还需要根据混合式学习特点做进一步分析。

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    • ISSN:2096-0603
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