促進深度學習的CCVSP 教學模式研究與實踐

陳 波，于 泠

（1.南京師范大學 計算機科學與技術學院，江蘇 南京 210023；2.南京師范大學 數學科學學院，江蘇 南京 210023）

0 引 言

各高校經過多年的教學信息化建設，教師們提升了信息素養，研究實踐了一些教學模式，積累了大量教學資源，但是抗疫期間的在線教學還是存在一些固有問題[1]。根據一些學校不久前進行的在線教學情況問卷調查[2-3]，以及全國10 多個教學微信群等不同途徑獲取的信息，總結出抗疫期間在線教學存在的兩個突出問題。

問題1：將在線教學簡單等同于“直播課堂”。不少教師對于“直播課堂”這個新事物還是非常熱衷的，不過，他們只是將原來的線下課堂講授轉變成對著鏡頭直播講授，講授內容、講授方式和教學要求還是一成不變的。一些在線教學研討群里，教師更多糾結的是選擇哪個直播平臺，討論和抱怨的是直播功能的使用，而忽略了線上教學實質的東西——內容。

事實上，將在線教學簡單等同于“直播課堂”不僅造成了大量直播平臺的癱瘓，也極大影響了學生、家長對在線教學的認識?！氨姸鄬W生黨評價一星報復釘釘軟件”一類的新聞就說明了這一問題。

問題2：將在線教學簡單等同于“網上打卡”。不少教師在線教學時還是按部就班地上課下課，認為準點開始準點結束就完成教學了。學生的學習狀態怎樣，學生的學習效果如何，因為遠隔千里無從掌握也就不用考慮，可以說，這樣的在線教學只能是流于形式。

事實上，在線教學一方面對教學提出了更高要求，如何以學生為中心，如何促進學生深度學習應成為重點考慮的問題；另一方面也為教學實施提供給了更好的環境和條件，諸如更加豐富的在線教學資源，更加多樣的資源展現形式，更大范圍的“師—生—平臺”的互動空間等。那么，如何充分利用已有的教學環境和條件促進學生的深度學習，疫情期間的教學采用什么樣的模式以及如何實施，應重點研究。

1 CCVSP教學模式研究

1.1 深度學習理論

與近幾年在人工智能領域出現的名詞——深度學習不同，在教育領域，1976 年深度學習（Deep Learning）與淺層學習（Surface Learning）這兩個相對的概念就被提出了[4]。

美國學者布盧姆（F.S.Bloom）將學習目標分為“記憶”“理解”“應用”“分析”“評估”及“創造”6 個層次，其中“記憶”和“理解”這兩個層次是對知識的機械記憶，處于較低的認知水平，屬于淺層學習范疇；“應用”“分析”“評估”和“創造”這4 個認知層次更加注重知識的深度理解和遷移應用，處于較高級的認知水平，屬于深度學習范疇[5]。

深度學習是學生在理解學習的基礎上，能夠批判地學習新知識和新思想，將它們融入原有的認知結構中，同時也能夠將已有的知識遷移到新的應用情境中，從而解決新問題[6]。深度學習的目的是發展高階思維能力，這一理論為當前“金課”的建設[7]提供了理論支撐。

1.2 促進深度學習的CCVSP 教學模式

為了達到深度學習的內在認知層次，可以從外在的知識供給方式[8]和環境[9-10]、知識內化等角度尋求途徑。

David Radcliffe 等人于2008 年提出了融合教學法（Pedagogy）、學習空間（Space）與技術（Technology）的PST 框架[11]。該框架為深度學習的達成提供了思路，可以在新一代信息技術的支持下，通過構建具有信息內容富媒體化、信息傳輸網絡化、信息處理智能化、學習環境沉浸化等特征的智慧學習空間系統，提供更加豐富的教學供給，促使學生更多地投入學習，促進由淺層學習向深度學習的知識內化過程，以獲取最佳學習效果，實現對學習者的知識素養、認知發展和高階思維技能的培養。

由此，對PST 框架進行細化和擴充，可以采用新技術支撐下的深度學習達成教學模式，如圖1 所示，模式由5 個部分組成：內容（Content）為王，實現知識的有效傳送；能力（Capacity）強化，發展高階思維；價值觀（Value）塑造，啟迪深度反思；學習空間（Space）重構，創設師—生—平臺三方互動的新型學習空間；五步翻轉教學法（Pedagogy），促進知識內化。該教學模式簡稱為CCVSP。

2 CCVSP教學模式實踐

抗疫期間筆者在中國大學慕課開設了第4 期在線開放課程“移動互聯網時代的信息安全防護”，同時該課程作為SPOC 面向南京師范大學全校本科生以及南京仙林大學城五校聯盟本科生開設，CCVSP 教學模式得到了很好的實踐。

2.1 內容為王

互聯網時代內容為王，對于互聯網的原住民——高校學生，需要將知識進行精煉、包裝、表達，以強力吸引學生，完成知識的有效傳送。

“精煉”是指課程的知識和理論體系要完整、系統。所任教的課程內容圍繞構建信息安全體系結構的技術、管理和人3 個關鍵方面展開，其中，信息安全技術圍繞網絡空間的4 要素載體、資源、主體和操作，介紹7 個方面：設備與環境安全、數據安全、身份與訪問安全、系統軟件安全、網絡系統安全、應用軟件安全和信息內容安全，涵蓋從硬件到軟件、從主機到網絡、從數據到信息內容等不同層次的安全問題及解決手段。信息安全管理介紹信息安全管理體系，涵蓋法律法規和標準等管理制度，等級保護，風險評估等重要環節，將安全意識教育、知識介紹和技能培養貫穿全課程。

“包裝”是指課程的教學內容要有趣，要吸引學生。該課程中精選了斯諾登曝光“棱鏡門”事件、“震網”病毒與伊朗核設施的癱瘓事件、“碟中諜4”“速度與激情8”等影視作品中的安全橋段以及抖音視頻等30 多個案例。以這些經典性和代表性的案例為基本教學素材，將學習者引入安全實踐的情景中分析問題和解決問題，培養學習者的反思能力、分析及應用能力。案例教學法具有鮮明的實踐性，是教育教學中對學生能力培養的一種不可替代的重要方法，因而非常適用于信息安全這門實踐性很強的課程。

圖1 新一代信息技術支撐的深度學習達成教學模式

“表達”是指講授形式上采用直播+錄播的方式。在線的直播保持了傳統課堂面對面交流互動、實時反饋的優點，制作精良的微課視頻比線下課堂講解更具視覺沖擊，也讓00 后的學生體驗到類似于抖音平臺的生動活潑。

2.2 能力強化

每一講構建“知”“會”“行”3 個能力培養層次，為有高階性、創新性和挑戰度的教學提供幫助。表1 為“網絡安全”這一講的能力層次設計。

表1 “網絡安全”一講的能力層次設計

高級持續性威脅APT 攻擊既是已有網絡攻擊技術的綜合，又是當前攻擊技術發展的典型代表。這類攻擊暴露了當前BYOD（Bring Your Own Device，攜帶自己的設備辦公）使得傳統安全邊界模糊，傳統安全防護技術力不從心的局限性，因此，這一講從APT 攻擊事件引入，讓學生在學習傳統安全防護技術的基礎上，進一步思考這些技術的局限性，深入討論安全防護邊界模糊甚至消失的情況下如何重構信任基礎。

2.3 價值觀塑造

教學通常具有3 個層次：最低層次是完成本課程的教學目標，讓學生得到一個好成績；中級層次是所學習的知識有助于學生掌握技術技能，體驗崗位職責，幫他們找到滿意的工作；高級層次是幫助學生養成健全的人格、高尚的道德、良好的素質、強烈的社會擔當和責任意識以及人文情懷，能夠為國家和社會無私奉獻自己的知識和力量，而不僅僅是一名在舉國上下抗擊疫情期間埋頭讀書、兩耳不聞窗外事的精致利己主義者。

為了實現最高教學層次，需要充分挖掘蘊含于課程中的顯性及隱性思政教育資源。通過熱點事件剖析和討論引導，幫助學生透過現象看本質，提高辨別能力，建立正確的思想價值體系，踐行社會主義核心價值觀。

這次疫情提供了很多很好的教學素材。例如，筆者重新制作了介紹學習意義和重要性的第一講，給學生介紹電腦版“新型冠狀病毒”、冒充國家衛健委的釣魚攻擊，以及畢燕雯網絡欺凌事件、湖北返鄉人員隱私泄露、網絡謠言等疫情期間突出的信息安全問題，讓學生認識到除了抗擊疫情保護生命安全的戰場以外，學習信息安全防護知識也是保衛國家安全的一個重要戰場，以此增強學生對學習這門課程意義和價值的認識。

此外，在信息安全概述一講中，介紹習近平總書記關于網絡空間治理的新理念、新思想、新戰略。在密碼與數據安全一講中用了“陰書”與“陰符”、王小云與王氏攻擊等案例，將中華優秀傳統文化、網絡與信息安全領域的科學人物和科學精神、當代中國優秀相關科技成果等，充分融入課程教學中。在信息內容安全一講中，針對疫情期間公民隱私泄露問題，請學生在學習了解《網絡安全法》《傳染病防治法》《醫務人員醫德規范及實施辦法》等相關法律法規的基礎上，結合《信息安全技術 數據安全能力成熟度模型》（GB/T 37988—2019）、《信息安全技術個人信息安全規范》（GB/T 35273—2020）等標準或規范，從公民個體和管理者的角度分別談談技術上和管理上如何保護隱私。學生對這類現實問題的在線討論非常熱烈，通過討論，學生的法律法規意識得到了增強。

2.4 學習空間重構

通常的在線教學平臺都能提供師生互動、生生互動的功能，在此基礎上更加重視構建平臺與學生的互動功能。疫情在線教學期間，學生雖然沒有紙質教材，但是仍可以借助信息化教學平臺、工具和資源開展教學互動。

我們在5 年前就探索構建了以中國大學慕課“移動互聯網時代的信息安全防護”為在線開放課程，以《信息安全案例教程：技術與應用》（江蘇省高校重點教材，第2 版將于2020 年上半年出版）一書為配套教材的書網一體開放課程資源云。學習者可以直接訪問在線平臺課程中的豐富資源，也可以使用移動設備的相關軟件（如微信），掃描教材中的二維碼，與在線開放課程資源無縫銜接，在線觀看微課視頻，閱讀文檔資料等教學資源。

在線平臺在資源應用上具有優勢，可以充分利用全媒體資源，即課本資料+課本外資料、校內資源+校外精品資源、文字資料+富媒體資料，享有比傳統的線下課堂更高質量的內容體驗。在線平臺的在線自測、學習行為記錄與評估等功能也為實現學生的自主學習、自主探究提供了幫助；同時，我們還推廣應用了自主開發的“信息安全素養自測軟件”“手機版安全頭條軟件”“在線學習行為深度感知”等APP，延伸了在線學習平臺功能，這樣，除了實現師生互動、生生互動以外，平臺的教學資源以及智慧功能還可以提供與學生的互動，由此構建師—生—平臺三方的新型學習互動空間。疫情期間在線教學運用的平臺和工具見表2。

2.5 “五步”翻轉教學

基于上述確立的教學理念、建設的教學資源，把居家學習和在線指導切實結合起來，以“學生為中心”進行翻轉教學設計，實施“五步”翻轉教學法，如圖2 所示。

步驟1：教師資源聚合、制作、發布。課前，將資源制作發布給學生，創設合理的學習情境，布置適度的學習任務，通過案例引導學生開展思考。

步驟2：學生自主閱讀在線學習資料。學生能夠根據自己的步調控制各自的學習，真正做到學習向學生的回歸，體現學生學習的主體性。教師可以充分利用一些在線教學平臺的學習行為記錄功能，督促學生由被動的接受者變成主動的探究者。

表2 “五步”教學法過程中軟件工具的運用

圖2 “五步”教學法

步驟3：教師直播，師生互動。直播課上教師對學生課前在線學習存在的問題和困惑點進行闡釋，教師提出新的問題并進行闡釋引導，促進學生知識內化。

步驟4：生生互動，協作學習。充分利用在線平臺的社交功能，鼓勵學生開展自主探究學習、網上小組協作學習、班級同學互評互助等豐富多樣的在線教學活動，教師可依托在線教學平臺進行及時、精準的教學評價和學習輔導，切實提升在線教學的質量和效果，真正實現教育教學模式的創新，而不是簡單的課堂搬家。

步驟5：總結評估，拓展提優。對學生的作業進行批閱評價，課后提供的資料包括已完成的討論題總結、優秀作業展示等。學生可以通過查看優秀報告，對比總結，查找自身的不足，了解尚待解決的問題，激發積極向上、繼續深入研究的興趣。

在“五步”教學法中，傳統的知識傳授到知識內化的教學模式發生了顛覆性的變化。知識傳授是通過富媒體資源在課前完成的，知識內化則是在課堂中經過討論、交流，以及在課后更高層次的知識探究中完成的，深度學習的“應用”“分析”“評估”“創造”等內在認知層次的達成成為可能。

2.6 持續評價

以深度學習特征作為評價依據和準繩，基于學習過程、態度、方法和成果，構建五維評價模型，進行深度學習達成效果的持續評價。模型中包括20 多個顯性或隱性行為指標（限于篇幅未列出），關于這一部分的工作將另文詳細介紹。

3 結 語

通過所使用的在線平臺及APP（見表2）獲取相關數據（指標見表3），進行分析表明，在線教學新模式取得了很好的實踐效果。目前，本學期在線教學（第4 期）的選課人數有了很大增長，對應表3 的各項指標本期同比均優于前3 期。江蘇電視臺、江蘇荔枝新聞網對疫情期間的在線教學改革及實施情況也進行了報道。

表3 深度學習達成效果評價模型

CCVSP 教學模式以新一代信息技術為支撐，依托創設的外在知識供給方式和環境，達成深度學習的內在認知層次，為培養學生的問題解決能力、高階思維能力和高尚人文素養，提升人才培養質量提供了新思路和新方法。