隨著學(xué)習(xí)科學(xué)的興起和不斷發(fā)展，深度學(xué)習(xí)越來越成為教育教學(xué)追求的目標。在探求信息技術(shù)與課程融合的今日，如何設(shè)計技術(shù)促進深度學(xué)習(xí)的教學(xué)已經(jīng)是需要重視和思考的問題。文章從深度學(xué)習(xí)的概念和內(nèi)涵出發(fā)，分析了深層學(xué)習(xí)與淺層學(xué)習(xí)的差異，構(gòu)建了深度學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計框架，具體描述了促進深度學(xué)習(xí)的信息化教學(xué)設(shè)計的要點與策略。
[關(guān)鍵詞] 深度學(xué)習(xí)； 教學(xué)設(shè)計； 高階思維能力； 認知工具
[中圖分類號] G434 [文獻標志碼] A
[作者簡介]杜娟（1976—），女，遼寧沈陽人。副教授，碩士，主要從事教學(xué)設(shè)計理論、基礎(chǔ)教育信息化、數(shù)字化學(xué)習(xí)等方面研究。E-mail：dujuansy@126.com。
《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》明確提出了“推進信息技術(shù)與教學(xué)融合、培養(yǎng)學(xué)生信息化環(huán)境下的學(xué)習(xí)能力”的發(fā)展任務(wù)，強調(diào)了通過“學(xué)生多樣化、個性化學(xué)習(xí)方面的改變”，“全面提升運用信息技術(shù)發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力”等維度完成任務(wù)。這就要求我們從信息技術(shù)的特點出發(fā)，重新審視其對人類思維發(fā)展的多維度影響，從創(chuàng)新人才視角反思我國技術(shù)支持下的信息化課堂教學(xué)現(xiàn)狀。
技術(shù)工具能促進學(xué)習(xí)環(huán)境的轉(zhuǎn)變，使學(xué)習(xí)者積極地構(gòu)建知識（Linn，1997；White&Fredrickson，2000）。但在常態(tài)化教學(xué)中，信息技術(shù)的作用仍以低水平的“呈現(xiàn)事實”為主，其次是“創(chuàng)設(shè)情境”與“提供示范”，而尤為缺乏較高水平的“解釋原理”與“設(shè)疑思辨”。[1]甚至是出現(xiàn)了資源應(yīng)用方法不當、有效性不高的現(xiàn)象。[2]這也印證了華中師范大學(xué)校長楊宗凱教授的“我國的教育信息化發(fā)展正處于初步應(yīng)用整合階段”的論斷，如圖1所示。[3]如何利用信息技術(shù)促進學(xué)習(xí)，加快教育信息化融合創(chuàng)新成為現(xiàn)代教育工作者研究的重要課題之一。而深度學(xué)習(xí)理論將在這個過程中發(fā)揮重要的作用，逐漸成為人們研究的對象和關(guān)注的目標。
二、深度學(xué)習(xí)概念及內(nèi)涵
?。ㄒ唬┥疃葘W(xué)習(xí)的概念和綜述
深度學(xué)習(xí)（Deep Learning）也被譯為深層學(xué)習(xí)，是美國學(xué)者Ference Marton和RogerSaljo在1976年做了一項有關(guān)學(xué)生閱讀學(xué)術(shù)文章的實驗研究后，在聯(lián)名發(fā)表的《學(xué)習(xí)的本質(zhì) 加載中... 內(nèi)容加載失敗，點擊此處重試 加載全文 區(qū)別：結(jié)果和過程》一文提出的。它是與孤立記憶和非批判性接受知識的淺層學(xué)習(xí)（SurfaceLearning）相對的一個概念，強調(diào)了學(xué)習(xí)者積極主動地學(xué)習(xí)，靈活、熟練地運用知識解決實際問題。
之后，Ramsden（1988）、Entwistle（1997）以及Biggs（1999）等人發(fā)展了淺層學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的相關(guān)理論。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，近年來國外學(xué)者逐漸開始研究信息技術(shù)支持下的深度學(xué)習(xí)。2002年以來，一批深入研究深度學(xué)習(xí)的論文先后發(fā)表，從技術(shù)支持高等教育的深度學(xué)習(xí)、虛擬環(huán)境中的深度學(xué)習(xí)、形成性評估對深度學(xué)習(xí)的影響、學(xué)習(xí)環(huán)境對學(xué)生進行深度學(xué)習(xí)的影響等方面進行了論述。
國內(nèi)對于深度學(xué)習(xí)的研究起步較晚。研究結(jié)果散見于期刊論文，研究主要集中在對深度學(xué)習(xí)的認識、特征概括等理論描述性層面。2005年，我國學(xué)者黎加厚教授在《促進學(xué)生深度學(xué)習(xí)》一文中指出：深度學(xué)習(xí)是指在理解學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)者能夠批判性地學(xué)習(xí)新的思想和事實，并將它們?nèi)谌朐械恼J知結(jié)構(gòu)中，能夠在眾多思想間進行聯(lián)系，并能夠?qū)⒁延械闹R遷移到新的情境中，作出決策和解決問題的學(xué)習(xí)。[4]此定義在國內(nèi)學(xué)者中較為認可。
?。ǘ┥疃葘W(xué)習(xí)的基本特征
深度學(xué)習(xí)主要具有注重批判理解、強調(diào)信息整合、促進知識建構(gòu)、著意遷移運用、面向問題解決等五個基本特征[5]，如圖2所示。
這五個基本特征，可做如下進一步的闡釋。
1. 批判理解
深度學(xué)習(xí)是一種基于理解的學(xué)習(xí)，強調(diào)學(xué)習(xí)者批判性地學(xué)習(xí)新知識和思想，把它們納入原有的認知結(jié)構(gòu)中，在各種觀點之間建立多元連接（Warren，2004）。這要求學(xué)習(xí)者在理解事物的基礎(chǔ)上善于質(zhì)疑辨析，用懷疑的眼光去看待事物，以充分的理性和客觀事實進行理論評估與客觀評價，在審度評價的同時加深對知識的理解。
2. 信息整合
信息整合包括內(nèi)容整合和過程整合。其中內(nèi)容整合是指多種知識和信息間的聯(lián)結(jié)，包括多學(xué)科知識融合及新舊知識聯(lián)系，將其整合到原有的認知結(jié)構(gòu)中。過程整合是指形成內(nèi)容整合的認知策略和元認知策略，使其存儲在長時記憶中。如利用圖表、概念圖等方式更利于梳理新舊知識之間的聯(lián)系。
3. 建構(gòu)反思
建構(gòu)反思是指學(xué)習(xí)者在信息整合的基礎(chǔ)上通過新、舊經(jīng)驗的雙向相互作用實現(xiàn)知識的同化和順應(yīng)，調(diào)整原有認知結(jié)構(gòu)，并對建構(gòu)產(chǎn)生的結(jié)果進行審視、分析、調(diào)整的過程。這不僅要求學(xué)習(xí)者主動地對信息作出理解和判斷，運用原有的知識經(jīng)驗對新概念（原理）或問題進行分析、鑒別、評價，形成自我對知識的理解，構(gòu)建新知序列，而且還需要不斷對自我建構(gòu)結(jié)果審視反思、吐故納新，形成對學(xué)習(xí)積極主動的檢查、評價、調(diào)控、改造、修煉?？梢哉f建構(gòu)反思是深度學(xué)習(xí)和淺層學(xué)習(xí)的本質(zhì)區(qū)別。
4. 遷移運用
深度學(xué)習(xí)要求深入理解新情境的基礎(chǔ)上，對關(guān)鍵要素進行判斷和把握，新情境中分析判斷概念的復(fù)雜性和差異性并將原則思路進行重組性遷移運用。
5. 問題解決
深度學(xué)習(xí)與淺層學(xué)習(xí)的另一個重要區(qū)別就在于是否能夠利用知識運用到新情境中解決問題。這里所指的問題不是那種套用規(guī)則和方法就能夠解決的良構(gòu)領(lǐng)域（Well-StructuredDomain）的問題，而是需要在原有的基礎(chǔ)上重新分析能夠解決復(fù)雜的、劣構(gòu)領(lǐng)域（Ill-StructuredDomain）的問題，而學(xué)會解決復(fù)雜的、劣構(gòu)的問題正是學(xué)習(xí)深度的體現(xiàn)和必由之路。
實際上，在我國新課程改革中所提倡的拋錨式教學(xué)、基于問題的學(xué)習(xí)、基于項目的學(xué)習(xí)、基于設(shè)計的學(xué)習(xí)等眾多現(xiàn)代教學(xué)模式中，一定程度上也都有深度學(xué)習(xí)的理念，這些學(xué)習(xí)模式均要求學(xué)習(xí)者進行有意義的學(xué)習(xí)、批判性的高階思維、對知識的主動建構(gòu)、積極的反思性學(xué)習(xí)、有效的知識遷移及真實問題的解決?！?br>（三）與淺層學(xué)習(xí)的對比分析
深度學(xué)習(xí)以建構(gòu)主義、分布式認知理論、元認知理論、情境認知理論等認知理論為基礎(chǔ)。通過文獻整理，[6][7]對深度學(xué)習(xí)與淺層學(xué)習(xí)的記憶方式、知識體系、關(guān)注焦點及學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動機、學(xué)習(xí)投入程度、學(xué)習(xí)中的反思狀態(tài)、思維層次和學(xué)習(xí)結(jié)果的遷移能力等方面進行對比，見表1。
通過以上差異對比，我們可以從受眾角度分析得出以下結(jié)論。
（1）深度學(xué)習(xí)是一種高水平、高階思維的認知，是一種高級學(xué)習(xí)狀態(tài)，更接近知識和智慧的本質(zhì)；淺層學(xué)習(xí)則限于較低水平的學(xué)習(xí)，為數(shù)據(jù)的獲得、信息的單向獲取。
（2）深度學(xué)習(xí)和淺層學(xué)習(xí)不完全對立，我們提倡深度學(xué)習(xí)但并不徹底否定淺層學(xué)習(xí)。兩者之間從時間維度存在著延續(xù)性，即淺層學(xué)習(xí)是深度學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)和前提，深度學(xué)習(xí)是淺層學(xué)習(xí)的深化與升華。我們必須有一定的淺層學(xué)習(xí)得來的知識（如事實、程序和定義）才能進行深度的更有意義的學(xué)習(xí)。這種關(guān)系可以用一種遞進圖示來解釋，如圖3所示。[8]
三、促進深度學(xué)習(xí)教學(xué)設(shè)計框架構(gòu)建
毫無疑問，深度學(xué)習(xí)理論對教學(xué)提出了更高的要求，在此更新變化下，教學(xué)設(shè)計的目標、內(nèi)容、策略、媒體及評價等要素在微觀層面上都會有相應(yīng)的變化，而這些變化的問題求解，需要我們結(jié)合教學(xué)設(shè)計的相關(guān)理論框架和實踐驗證來進行解析。
教學(xué)設(shè)計主要是為了促進學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)，運用系統(tǒng)方法，將學(xué)習(xí)理論與教學(xué)理論的原理轉(zhuǎn)換成對教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)策略、教學(xué)評價等環(huán)節(jié)的具體計劃，創(chuàng)設(shè)教與學(xué)的系統(tǒng)“過程”或“程序”。（何克抗，2002）根據(jù)深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵和理論基礎(chǔ)，我們可以構(gòu)建一個促進深度學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計框架，如圖4所示。
該設(shè)計框架說明，促進深度學(xué)習(xí)必須注意以下幾個方面。
1. 目標定位不是局限于知識的識記，而在于促進學(xué)習(xí)者發(fā)展高階能力，特別是高階思維能力。
2. 教學(xué)內(nèi)容不是一個簡單的信息組合，而是基于問題的多維知識整合。
3. 教學(xué)策略注重以學(xué)為主的策略，如主導(dǎo)、支架、建模、反思、元認知策略等。
4. 信息技術(shù)充當學(xué)習(xí)工具，即定位于Learn With IT（用信息技術(shù)學(xué)習(xí)），關(guān)于這一點，后續(xù)將進一步討論。
5. 在評價方式上關(guān)注元認知的發(fā)展，注重對思維品質(zhì)的測評。
6.教師和學(xué)習(xí)者的角色必須超越傳統(tǒng)的角色定位，教師是幫促者，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)是建構(gòu)性學(xué)習(xí)。
四、促進深度學(xué)習(xí)的信息化
教學(xué)設(shè)計要點與策略
本文以深度學(xué)習(xí)教學(xué)設(shè)計框架為模型，結(jié)合信息技術(shù)的作用和特點，對促進深度學(xué)習(xí)的信息化教學(xué)設(shè)計進行剖析。
?。ㄒ唬┠繕说拇_定——發(fā)展高階思維能力
如圖5，布盧姆（Bloom）等人（1956）對認知領(lǐng)域的學(xué)習(xí)結(jié)果/目標分為“知道、領(lǐng)會、應(yīng)用、分析、綜合及評價”六個層次，其中“知道、領(lǐng)會”這兩個層次主要是事實的描述、記憶和初步理解；而深度學(xué)習(xí)則更多地對應(yīng)“應(yīng)用、分析、綜合、評價”這四個層次，是在記憶和理解的基礎(chǔ)上更注重高級認知水平的發(fā)展和技能的獲得，是一種高階思維能力（Higher-OrderThinkingSkills）的體現(xiàn)?？梢哉f，高階思維能力是深度學(xué)習(xí)的核心特征。發(fā)展高階思維能力有助于實現(xiàn)和促進深度學(xué)習(xí)，同時深度學(xué)習(xí)又有助于提高學(xué)習(xí)者的思維品質(zhì)和學(xué)習(xí)效能。[9]要取得深度學(xué)習(xí)設(shè)計的成功，首先需關(guān)注是否能夠促進學(xué)習(xí)者高水平思維的發(fā)展。我國各門新課程的標準都把培養(yǎng)和促進學(xué)習(xí)者的高階思維能力作為重要的發(fā)展方向。因此，從目標的設(shè)定上不能將教學(xué)目標僅僅停留在前兩個層次，需要深刻領(lǐng)會課程標準，深度挖掘教材，從發(fā)展學(xué)習(xí)者高階思維能力的角度確定教學(xué)目標。如在進行數(shù)學(xué)學(xué)科的教學(xué)目標設(shè)計時，除了注重學(xué)生的計算與證明等基本知識和基本技能外，還要注重分析性思維、創(chuàng)造性思維和實用性思維，拓展數(shù)學(xué)思維內(nèi)容。
?。ǘ﹥?nèi)容的重組——設(shè)置知識建構(gòu)的主題（或問題）
知識是相互聯(lián)系的一個整體，但傳統(tǒng)課堂存在著知識碎片的問題，如經(jīng)常會聽到教師的提問“那么，三角形的內(nèi)角和是多少呢？”“這段文字運用的什么樣的描寫方法？”“某某事件發(fā)生在什么時間？”等等。這種片斷和分散式的學(xué)習(xí)只適合對基礎(chǔ)知識的考核，不利于知識的深入推進。深度學(xué)習(xí)的內(nèi)容特點是基于問題的多維知識整合，知識建構(gòu)是適合各階段學(xué)生深度學(xué)習(xí)的活動。以主題（或問題/項目）為形式的知識建構(gòu)，有效地實現(xiàn)知識的系統(tǒng)化學(xué)習(xí)。主題（或問題/項目）通常是課堂所要學(xué)習(xí)的重難點，即把學(xué)習(xí)設(shè)置到真實復(fù)雜的劣構(gòu)的問題情境中，結(jié)果通常是情境化、問題化、任務(wù)化和多維化的，如模擬演示、多媒體展示、情境化學(xué)習(xí)、微型世界、虛擬實驗（情境化）；問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)、專題學(xué)習(xí)、專題探究學(xué)習(xí)（問題化）；多元智能導(dǎo)向?qū)W習(xí)、多學(xué)科綜合學(xué)習(xí)（多維化）；調(diào)查研究、問題解決、作品創(chuàng)建（任務(wù)化）。[10]
在進行教學(xué)內(nèi)容分析和設(shè)計時，需要教師全面地分析教材、深度地挖掘教材、靈活地整合教材，即將教材的內(nèi)容打散并重新組合，并提取極具有問題探究性的核心問題，使內(nèi)容具有“彈性化”和“框架式”特征。例如，在《奧斯維辛沒有什么新聞》這節(jié)高中語文課堂上，教師結(jié)合文本中闡述的三個問題：為什么說奧斯維辛沒有什么新聞，那個年輕的姑娘在臨死前為什么還會溫柔地微笑，為什么說最令人毛骨悚然的是和煦明亮的太陽、高大的白楊樹和兒童嬉戲、打鬧。學(xué)生在思考、質(zhì)疑、激辯、共鳴等活動中開展讀者與文本、作者的對話，促進了對文本的感悟，體現(xiàn)了語文閱讀的本質(zhì)。
在重新組織和設(shè)計教學(xué)內(nèi)容時還應(yīng)注意：
?。?）知識的哪些特征使它易學(xué)或難學(xué)，哪些內(nèi)容更適合或不適合哪種類型的學(xué)習(xí)，修改前的哪些知識內(nèi)容能促進學(xué)習(xí)者的深度學(xué)習(xí)而非淺層學(xué)習(xí)；
?。?）改進后的內(nèi)容是否對學(xué)習(xí)者知識建構(gòu)有一定的發(fā)展；
?。?）設(shè)計的主題是否能夠有效地吸引學(xué)習(xí)者的注意力，是否能讓學(xué)習(xí)者有足夠的空間自由發(fā)揮？是否能體現(xiàn)集體的智慧和力量；
（4）修改后的內(nèi)容是否使學(xué)習(xí)者在新舊知識、概念、經(jīng)驗間建立聯(lián)系，是否要求學(xué)習(xí)者將他們的知識歸納到相關(guān)的概念系統(tǒng)中，是否要求學(xué)習(xí)者尋找模式和基本原理。
在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計上，還要考慮到教學(xué)（學(xué)習(xí)）內(nèi)容設(shè)計的可視化特征，盡量將教學(xué)材料中多元表征信息進行“信息組塊”設(shè)計。可考慮將大量的常識性信息等淺層知識借助技術(shù)中介，作為資源鑲嵌/分布式存儲于學(xué)習(xí)環(huán)境中供學(xué)習(xí)者隨機訪取，盡量的降低外在、內(nèi)在負荷，增加有效負荷。并注意信息組塊原則、時空鄰近原則、一致性原則、雙通道原則、標記性原則等五大原則。[11]
?。ㄈ┎呗缘倪\用——以學(xué)習(xí)者為中心
在傳統(tǒng)課堂上，教師是大量陳述性知識和程序性知識的持有者，他們的工作就是將這些知識傳授給學(xué)生。而在課堂深度學(xué)習(xí)中，教師更多地擔當學(xué)科專家、方法引導(dǎo)者和任務(wù)咨詢者等多重角色，應(yīng)該關(guān)注以下策略。
1. 主導(dǎo)策略
主導(dǎo)策略貫穿于整個活動過程，包括任務(wù)的制定、問題的診斷、小組的建立、給學(xué)生提供反饋、挑戰(zhàn)和獎勵以及做事的程序等。教師要做的就是隨時觀測學(xué)生的行為，一旦發(fā)現(xiàn)學(xué)生有困難并且解決方法嚴重偏離時給予支持，待學(xué)生思路逐漸邁入正軌后撤出。
2. 支架策略
支架是起支撐作用的構(gòu)架。教師為學(xué)習(xí)者搭建向上發(fā)展的平臺，引導(dǎo)教學(xué)的進行，使學(xué)習(xí)者掌握內(nèi)化所學(xué)的知識技能，并為下一階段的進一步發(fā)展再建構(gòu)平臺。架設(shè)支架包括搭腳手架、進入情境、獨立探索、協(xié)作學(xué)習(xí)、效果評價等過程。支架策略有利于提高學(xué)生知識的縱橫聯(lián)系與貫通，有利于具體問題和抽象問題的靈活轉(zhuǎn)換和形成解決學(xué)科問題的有效的思維策略。
3. 建模策略
建模有顯性的行為建模和隱性的認知過程建模兩種不同的類型。（Jonassen，1999）行為建模用來表明學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中應(yīng)執(zhí)行哪些活動以及如何執(zhí)行這些活動；認知建模則說明學(xué)生在從事這些學(xué)習(xí)活動時應(yīng)當使用的推理方法。在問題解決的過程中，通過對同類問題多個實例的研究，總結(jié)出解決某一類問題的固定程序和步驟，形成一個問題解決模型。
4. 反思策略
反思即學(xué)習(xí)內(nèi)省，是培養(yǎng)高級思維能力探究過程、梳理新生信息、完善認知結(jié)構(gòu)的一種重要策略。教師可以采用制造認知的矛盾沖突、采用開放性問題進行訓(xùn)練、探尋假設(shè)反思等方法對知識點進行整理匯總，形成概括的表達或解決方法，提高學(xué)生深化認知和問題理解能力、思想方法提煉反思能力。自我反思是一種學(xué)習(xí)品質(zhì)，教師要引導(dǎo)和支持學(xué)生反思自己的學(xué)習(xí)，把問題的思維過程上升到一定的高度，構(gòu)成一定的認知策略，最終實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。
5. 元認知策略
元認知（MetaCognition）是一種重要的認知能力，是以各種認知活動的某一方面作為其對象或?qū)ζ浼右哉{(diào)節(jié)的知識或認知活動，也被稱為“關(guān)于認知的認知”。[12]即明白什么時候用什么策略解決問題更有效，更要知道在什么情境使用什么策略最適當，達到目標也最佳等。
元認知是認知活動的核心，在認知活動中起著重要作用。教學(xué)過程中，教師要在知識獲得的同時，向?qū)W生滲透元認知策略，如計劃策略、監(jiān)控策略、調(diào)節(jié)策略等。即不僅教給學(xué)生有關(guān)的認知策略的知識，告訴學(xué)生應(yīng)用策略的步驟和解決問題的方法等，而且要在教給學(xué)生時，使學(xué)生明白教師應(yīng)在課堂教學(xué)過程中不斷滲透元認知知識和策略的訓(xùn)練內(nèi)容，并使之成為學(xué)生知識學(xué)習(xí)和能力訓(xùn)練的組成部分，使學(xué)生不斷改進自己的認知過程。
?。ㄋ模┘夹g(shù)的支持——成為學(xué)習(xí)者的認知工具
學(xué)習(xí)科學(xué)認為教育軟件是學(xué)習(xí)科學(xué)的中心，因為計算機的可視化功能和處理能力可以支持深度學(xué)習(xí)：（1）計算機能夠把抽象的知識用具體的形象的形式進行表征；（2）計算機工具可以讓學(xué)習(xí)者以可視化、語言化的方式表達自己的知識；（3）計算機能讓學(xué)習(xí)者通過用戶界面運用和修改他們正在學(xué)習(xí)的知識，計算機以一種復(fù)雜的設(shè)計過程支持同步的表達（Articulation）、反思和學(xué)習(xí)；（4）計算機能支持視覺、聽覺相結(jié)合的反思模式；（5）互聯(lián)網(wǎng)能讓學(xué)習(xí)者分享、整合他們的理解，并從協(xié)作學(xué)習(xí)中獲益。[13]
用技術(shù)來推動學(xué)習(xí)方式的變革，是目前教育技術(shù)的主要研究內(nèi)容。信息技術(shù)作為學(xué)習(xí)工具主要表現(xiàn)為效能工具、信息獲取工具、認知工具、情境工具、交流工具和評價工具等六大工具作用（Jonassen，1999）。每種工具作用都通過一些軟件系統(tǒng)對深度學(xué)習(xí)給予支持，如圖6所示。運用信息技術(shù)促進學(xué)習(xí)者深度學(xué)習(xí)則尤其重視充當認知工具的作用。本文也將重點闡述這一方面。
認知工具（CognitiveTools）是支持、指引和擴充學(xué)習(xí)者思想過程的心智模式和設(shè)備，能幫助和促進認知過程，在培養(yǎng)學(xué)習(xí)者批判性思維、創(chuàng)造性思維和綜合思維中起著重要作用。一切能促進學(xué)習(xí)者認知、幫助學(xué)生進行思維的工具，包括紙、筆、模型等都可稱為認知工具?；谛睦韺W(xué)、知識科學(xué)、教與學(xué)而開發(fā)的計算機認知工具能極大地便利學(xué)習(xí)過程并促進深度學(xué)習(xí)。[14]例如：概念圖、語義網(wǎng)、專家系統(tǒng)建模、數(shù)據(jù)庫、電子制表、可視化工具、計算機化通訊等軟件系統(tǒng)。
圖6表明：（1）技術(shù)支持的深度學(xué)習(xí)需要充分發(fā)揮信息技術(shù)作為學(xué)習(xí)工具，特別是認知工具的作用；（2）學(xué)習(xí)者與信息技術(shù)之間的關(guān)系是智能伙伴關(guān)系，深度學(xué)習(xí)需要學(xué)習(xí)者利用信息技術(shù)主動的完成知識構(gòu)建；（3）深度學(xué)習(xí)重視自我評價和反思，信息技術(shù)可以作為評價工具促進反思。
認知工具的信息技術(shù)之所以能有效地促進深度學(xué)習(xí)，主要有以下幾方面的理由。
1.工具軟件固有特征有利于深度學(xué)習(xí)的產(chǎn)生——充當學(xué)習(xí)者的智能伙伴
Jonassen將認知工具劃分為語義組織工具（如概念圖、語義網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫）、動態(tài)建模工具（如電子報表、專家系統(tǒng)、微世界、系統(tǒng)建模工具）、信息闡釋工具（如視圖化工具）、知識建構(gòu)工具（如多媒體建構(gòu)工具）及交流協(xié)作工具（如計算機會議系統(tǒng)）等五大類。[15] 這些工具兼具思維的可視性、具體化、動態(tài)性、控制性等特征。例如，概念圖、語義網(wǎng)絡(luò)等語義組織工具可以幫助學(xué)習(xí)者表達各觀點間的語義關(guān)系，反映了學(xué)習(xí)者的思維重組和認知結(jié)構(gòu)變化，加深學(xué)習(xí)者對知識的理解。再如，電子報表、專家系統(tǒng)、微世界、系統(tǒng)建模工具等動態(tài)建模工具用于標示各觀點間的動態(tài)關(guān)系，體現(xiàn)心智發(fā)展的動態(tài)過程。其中，如電子報表的突出功能是可以幫助進行預(yù)測“如果”“那么”，它廣泛地應(yīng)用在商業(yè)中，能夠擴展和重組高級思維，對預(yù)算進行重新組織。而微世界包含了許多復(fù)雜的自然現(xiàn)象實例，并提供了呈現(xiàn)這些現(xiàn)象的環(huán)境，鼓勵學(xué)習(xí)者通過一系列學(xué)習(xí)活動探究自然現(xiàn)象，為學(xué)習(xí)者探究提供了便利工具。[16]
2. 學(xué)習(xí)者要投入高階思維才能有效促進高階思維的發(fā)展
能夠促進高階思維的發(fā)展是認知工具最核心的特征，這與深度學(xué)習(xí)的目標不謀而合。Jonassen認為，高階思維能力主要由基本思維、批判性思維及創(chuàng)造性思維等三大能力構(gòu)成。學(xué)習(xí)者在使用認知工具時，必須要運用評價信息、分析信息和貫通觀點的批判性思維，又可以在完成活動的過程中產(chǎn)生新的知識，展現(xiàn)創(chuàng)造性思維能力。學(xué)習(xí)者在使用認知工具時，必須通過進行復(fù)雜的思維解決問題和表征知識，包括問題求解、設(shè)計產(chǎn)品或觀點和做出決策。[17]例如，專家系統(tǒng)是一種能夠像人類專家那樣解決有關(guān)領(lǐng)域?qū)ｉT問題的計算機程序，如地質(zhì)勘探咨詢系統(tǒng)、醫(yī)療模擬診斷系統(tǒng)等。完整的專家系統(tǒng)包括知識庫、動態(tài)數(shù)據(jù)庫、推理機、人—機界面、知識獲取或預(yù)處理程序。在使用這種專家系統(tǒng)的同時，學(xué)習(xí)者必須要利用數(shù)據(jù)庫組織內(nèi)容時，要清楚區(qū)分陳述性、策略性和陳述性知識，在創(chuàng)建動態(tài)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)規(guī)則時要求他們考慮好想法之間的因果關(guān)系，這正是基于理解上的高階思維的體現(xiàn)。又如，在使用Powerpoint為代表的多媒體完成活動時，學(xué)習(xí)者必須自主地參與到作品的創(chuàng)建過程中，并對他們支持的觀點進行設(shè)計性的闡述，體現(xiàn)了學(xué)生綜合能力的運用。而幾何畫板、物理實驗室等多媒體創(chuàng)作工具，為學(xué)生提供了一個探索幾何圖形內(nèi)在關(guān)系（物理規(guī)律探究）的環(huán)境，學(xué)習(xí)者可以自主的觀察現(xiàn)象、動態(tài)測量、收集數(shù)據(jù)、完成數(shù)學(xué)（物理）實驗。
如果學(xué)生不能對他們正在學(xué)習(xí)的東西進行深度思考，那 么 思 維 工 具 就 不 能 作 為 學(xué) 習(xí) 策 略 使用（Jonassen，1998）。誠如 SusaneLajoie總結(jié)的，計算機認知工具具有能夠為學(xué)生提供問題解決的情境、能夠提高學(xué)生的認知能力、能夠幫助學(xué)生建構(gòu)思維模型、能夠呈現(xiàn)學(xué)生頭腦中的知識、能夠幫助學(xué)生獲得并對知識進行表述、培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、能夠為學(xué)生提供合作學(xué)習(xí)的環(huán)境的主要功能。[18]
（五）評價的設(shè)計——是否促進元認知的發(fā)展
元認知包括三方面的內(nèi)容：元認知知識、元認知體驗和元認知監(jiān)控（董奇，1989）。元認知發(fā)展在深度學(xué)習(xí)中都有所體現(xiàn)，見表2。
元認知與思維品質(zhì)實質(zhì)上是同一事物的兩個方面，它們都是完整思維結(jié)構(gòu)的重要組成部分。思維品質(zhì)是思維整體結(jié)構(gòu)的功能的外在表現(xiàn)形式，而元認知則是思維整體結(jié)構(gòu)的功能的內(nèi)在組織形式。實驗研究結(jié)果表明：元認知（元認知知識和元認知監(jiān)控）與思維品質(zhì)（敏捷性、靈活性、深刻性、批判性、獨創(chuàng)性）存在顯著或非常顯著的相關(guān)，這種聯(lián)系的實質(zhì)是因果聯(lián)系。[19]
在深度學(xué)習(xí)的評價環(huán)節(jié)設(shè)計中要注重對思維品質(zhì)的測評，目的是發(fā)展學(xué)生的元認知能力。適合采用辯論、情景測驗、觀察、調(diào)查、項目評價、談話評價、同伴評價等。如在項目評價中，對于教師拋出的問題或任務(wù)，如果學(xué)習(xí)者報告的策略數(shù)量反映了元認知的廣度，策略的質(zhì)量則反映了元認知的技能水平，策略的復(fù)雜性反映了元認知覺知力。
五、總 結(jié)
深度學(xué)習(xí)是當代學(xué)習(xí)科學(xué)理論提出的新概念，為實施有效教學(xué)提供了科學(xué)依據(jù)，是教學(xué)設(shè)計的基點、觀察課堂行為的標準、評價教學(xué)效果的依據(jù)。深度學(xué)習(xí)的思想為信息化教學(xué)促進學(xué)生素質(zhì)發(fā)展、提高教學(xué)質(zhì)量提供了新的支點。我們認為，要有效發(fā)揮技術(shù)促進深度學(xué)習(xí)的作用，必須要把握深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵，認識技術(shù)的隱喻和作用，理解教學(xué)設(shè)計的框架。信息化教學(xué)將是近十年追求信息技術(shù)與學(xué)科深度融合的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，值得從理論和實踐層面展開進一步的探索。
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