作者简介：孙妍妍，博士，华东师范大学教育信息技术系上海数字化教育装备工程技术研究中心（上海 ）；祝智庭，教授，博士生导师，华东师范大学开放教育学院（上海 ）。
基金项目：全国教育科学”十三五”规划年度教育部青年项目“面向思维发展的智慧学习设计研究”（ECA）。
引用：孙妍妍,祝智庭().以深度学习培养21世纪技能——美国《为了生活和工作的学习：在21世纪发展可迁移的知识与技能》的启示[J].现代远程教育研究,(3):9-18.
摘要：美国国家研究院年发布报告《为了生活和工作的学习：在21世纪发展可迁移的知识与技能》，探讨深度学习与21世纪技能的融合，代表了美国教育变革与发展的新取向。报告将21世纪技能分为认知、自我、人际三大领域能力，并指出深度学习是其形成必不可少的过程。深度学习的本质是形成可迁移的知识，其过程包括建立事实、概念、程序、策略、信念五类知识的相关网络，可从使用合理的教学手段，重塑课堂设计以及以评促学、转变评估方式三个维度促进。其中，重塑课堂设计针对认知领域能力的培养，可采用问题化学习、联系真实世界的教学与校外实习相结合的设计方式；人际领域能力的培养可通过小组式学习与实习中发展学生的交流及协作能力来实现；自我领域能力的发展可通过学生参与教学决策的个性化学习来完成。美国深度学习发展策略对我国教育实践有如下启示：重塑教学目标；发挥实验校引领作用；转变教师角色；改革评价方式；发挥信息化技术的使能作用。
关键词：美国教育报告；深度学习；21世纪技能；教育变革
一、引言
21世纪信息技术的爆发性发展对世界经济格局与个人生活方式都产生了极大的影响，传统课堂以传授知识为主的教学方式越来越无法满足新世纪对人才的基本要求。为探索新时代对教育的新要求、应对科技飞速发展与全球经济一体化的挑战，各国先后发布了新世纪学生应具备的核心知识、能力与情感态度，并探讨如何转变现有的教育模式以适应这些新的趋势。探索深度学习的策略被列为世界基础教育领域发展的长期趋势（张渝江，）。世界各地的许多学校制定了鼓励和促进深度学习的*策。
为探索学生在21世纪获得成功的必要技能，美国于年创建21世纪技能联盟（Partnershipfor21stCenturySkills，P21）（师曼等，），并建立了21世纪技能框架体系。年，美国国家研究委员会（NationalResearchCouncil）发布了题为《为了生活和工作的学习：在21世纪发展可迁移的知识与技能》（《EducationforLifeandWork:DevelopingTransferableKnowledgeandSkillsinthe21stCentury》，下文简称为《报告》）的研究报告，探讨了深度学习与21世纪技能的融合，代表了美国教育变革与发展的新取向，对我国教育教学改革有重大借鉴与启示意义。
二、深度学习的本质与要素
1.21世纪技能：能力领域与能力分类
20世纪70年代以来，电脑的使用已经使工作中有例行程序的认知任务（RoutineCognitiveTasks）与手动任务逐渐减少，而加大了对无例行程序的认知任务（Non-routineCognitiveTasks）与互动任务的需求（Autoretal.，）。Autor等指出，电脑已可以代替人们完成例行程序任务，并协助人们完成无例行程序任务（Autoretal.，）。因此，劳动市场需要具有熟练思考能力（ExpertThinking，即对无例行程序问题的解决能力）及复杂沟通能力（即对无既定程序问题的沟通能力）的人才（Levyetal.，）。在此背景之下，劳动力市场对认知、自我、人际三大领域的能力需求越来越大，越来越多的雇主要求员工能够有效适应随时变化的情境，而对常规性和有既定程序的工作需求却日益减少（NationalResearchCouncil，a）。所以，美国提出的21世纪技能在世界范围内得到承认，具有广泛影响，其对学生未来发展与生活的作用已毋庸置疑。
21世纪技能框架体系将学生应具有的核心素养描述为三大类，分别为学习与创新技能，信息、媒体与技术技能，生活与职业技能。这三类技能的形成与发展则依赖于标准与评价、课程与教学、教师专业发展以及学习环境四个支持系统（师曼等，）。《报告》进一步解读21世纪技能，将能力分类归纳为三个领域（表1）：认知能力（CognitiveCompetencies）、自我能力（IntrapersonalCompetencies）以及人际能力（InterpersonalCompetencies）。其中，认知能力又包括认知过程及策略、知识、创造力三组相关能力群；自我能力包括智识开放、职业道德/责任心、积极自我评价四组相关能力群；人际能力包括团队协作与领导力两组相关能力群（NationalResearchCouncil，a）。
表1 21世纪技能能力领域与能力群
如表1所示，与21世纪技能最初的分类方式相比，此框架能够更加清晰地反映能力领域与能力群之间的层次关系，三大能力领域的划分能够更直接地引领教育实践的新方向。
2.深度学习与21世纪技能
《报告》指出，将21世纪技能与深度学习联系在一起的正是“迁移”这一经典概念，即使用先前所学知识来支持学习新知识或在相关文化情境中解决问题的能力。深度学习强调知识内化及知识迁移能力形成的过程，是培养学生21世纪技能的重要途径，也是信息化时代智慧教育发展所需要的核心支柱。
在21世纪技能框架体系的基础之上，美国威廉和弗洛拉·休利特基金会（TheWilliamandFloraHewlettFoundation）于年发起了深度学习战略计划。该计划将深度学习定义为一个人具备将一个情境中学到的东西应用到新情境中的能力的过程（NationalResearchCouncil，a）。深度学习的成果是可迁移的知识——既包括某个领域的内容知识，也包括如何、为何、何时应用这些知识来解答及解决问题的知识（NationalResearchCouncil，a）。传统教学模式中，知识传授是最终目的。而深度学习过程，对学科知识的掌握虽然重要，但并不是最终目的。
3.深度学习的本质
《报告》将深度学习定义为一个过程而非结果，21世纪技能正是通过这个过程产生的学习成果，其形式表现为可迁移的知识与技能。这些可迁移的知识与技能围绕着认知、自我、人际三个领域。《报告》总结了深度学习的本质，包括以下四个方面：
第一，深度学习形成的知识与能力迁移并不是没有限制的。教育学学者定义了两种迁移，即特定迁移（SpecificTransfer）和一般迁移（GeneralTransfer）。特定迁移是指学习A内容影响学习内容B，因为A与B有共同的元素，例如学习拉丁语有助于学习西班牙语，因为两种语言有相似的词汇和语法；一般迁移是指学习A内容影响学习内容B，因为学习内容A强化了总体特性或学习者广义上的相关知识，例如学习拉丁语或几何学等可以提高学习者整体的能力，从而提高学习者学习其他非相关学科的效果（NationalResearchCouncil，a）。虽然已有研究并没有发现支持跨学科一般迁移能力的有力证据，但在某一学科内一般原则的特定迁移是可以通过有效的教学达到的（NationalResearchCouncil，a）。
第二，深度学习包含了形成某一领域有序组织的知识，这些知识随时可以迁移到该领域的新问题中。在问题解决过程中，人们会努力解读当前的情境，以便他们应用之前学过的特殊技能——模式（Schema），将记忆中的知识组织成对解决问题有帮助的形式（NationalResearchCouncil，a）。模式可以帮助人们将思考的负担从短期记忆转移到长期记忆。新手与专家的区别不仅在于一般的问题解决能力或记忆，多个领域专家的研究表明，他们在长期记忆中都有大量有序的事实与程序，以及在本领域中非常深入且专门的知识（Chietal.，；Chietal.，）。更重要的是，他们能将这些信息进行有效编码并组织成相互关联的模式，这些模式使专家在遇到新问题时随时被调出，用来解读情境并解决问题。
第三，深度学习需要广泛的实践，并用及时的解释性反馈进行辅助，以帮助学习者纠正错误并进行正确的练习。在学习知识和技能时，大量的练习是必不可少的，这个过程可以使学习者将知识与技能储存在长期记忆中。然而，练习本身并不足以保证技能的习得，单纯的练习而没有反馈是无法达到深度学习的效果的（Thorndike，）。反馈的及时性和质量都会影响它对深度学习过程的加速效应。研究表明，接收解释性反馈的学生其成绩显著高于接收单纯对与错反馈的学生（Mayer，）。
第四，深度学习的过程要区分机械学习（RoteLearning）与有意义学习（MeaningfulLearning）。机械学习是指盲目跟随程序的学习，有意义学习则强调对问题构成与解决方法的深入了解（Katona，）。只有有意义的学习才能够引导深度学习的进行，而机械学习则不行。
4.深度学习的要素
Mayer认为深度学习的过程包括建立五类知识的相关网络，这五种类型的知识分别为事实、概念、程序、策略及信念（Mayer，）。事实是指对事物元素特性或关系的陈述；概念是指分类、模式、模型或原理；程序是指分步骤的工序；策略是指综合方法；信念是指对个人学习的信念。
Mayer指出，学习者组织这五种知识的方式将影响这些知识是否能够引导深度学习的发生。如表2所示，事实知识如果形成一个整体而非孤立的碎片，则更容易进行迁移。专家的事实知识往往具有整体性，而新手的事实知识则是碎片化的。概念知识最容易迁移的形式是形成模式、模型和原理。专家的概念知识是结构性的，而新手的概念知识一般很肤浅。程序知识如果得到自动化则更容易迁移，专家的程序知识储存在长期记忆中并达到自动化，而新手需要经过思考、回忆等努力。关于策略知识，达到可迁移的形式则需要形成特定的认知与元认知策略。新手在运用策略知识解决问题时往往使用一般策略，例如考虑解决问题的障碍等，如不成功只能从头再来；而专家往往对问题有本领域内特定的策略。在信念知识上，专家具有对学习有益的信念，例如只要努力他们就能解决问题；而新手则相反，会持有他们的表现早已被个人能力限定等无益的信念。
表2 深度学习五种知识类型与迁移能力
三、深度学习与美国学科标准的契合
《报告》指出，深度学习与21世纪技能不仅与语文、数学及科学三大主要学科的教学相关，并与美国共同核心州标准（CommonCoreStateStandards）的学科标准紧密相连。
1.语文中的深度学习
Freebody和Luke认为，合格的读者需要用四个角色去理解一个文本（Freebodyetal.，）。首先是解码者（Decoders），即理解文章内容说的是什么；第二是意义制造者（MeaningMaker），即理解文章的意义是什么；第三是文章分析者（TextAnalyst），即明白作者用什么样的工具/方式来得到他/她的目的；第四是文章批评家（TextCritic），即探寻文章有什么样的意图、潜台词或是*治动机。
基于这四种角色，关于阅读中的深度学习有两种主要观点。第一种观点认为，应当让学生以解码、意义、分析、批评从低到高的顺序来进行阅读活动；第二种观点认为，不应当规定这四种角色的习得顺序，而是应该让学生根据自己的情况从四种角色中选择适合自己的角色，并自我把控学习过程。虽然这两种观点主张不同，但本质并不冲突。阅读的深度学习，既包括根据面对的情况选择最适合的技能与程序，也包括了解在既定情况下最优的程序。
如图1所示，美国国家研究院总结了21世纪技能与美国共同核心州标准中语文学科的标准重合度最高的几个领域，即构建与评估基于证据的论断、无既定程序的问题解决、包含学科话语和批判性阅读的复杂交流能力以及批判性思维。
图1 21世纪技能与美国共同核心州标准-语文学科的重合
2.数学中的深度学习
《报告》指出美国典型的数学教学现状，学生往往独自一人沉默地学习，很少甚至没有机会进行讨论和协作，并没有太多机会用适合的计算或可视化工具；课程中的数学内容和真实世界相脱节；最终的教学目标是让学生能够快速给出答案，而并不重视学生能否解释或创造意义（NationalResearchCouncil，a）。
在此背景之下，美国三大课改标准（CESSM、PSSM、CCSSM）均强调数学的深度学习，即理解式学习和发展可应用、可迁移的知识和技能。《报告》指出，一些在数学学科中必不可少的思维能力也正是21世纪技能强调的能力，其中最突出的两部分是问题解决与推理论证。除了在认知领域，自我与人际领域的多种能力也在美国数学课改中被强调，例如协作能力，元认知能力，态度、目标和自我认同感等。图2展示了报告委员会总结的21世纪技能与美国共同核心州标准-数学学科所要求能力的重合。
图2 21世纪技能与美国共同核心州标准-数学学科的重合
3.科学中的深度学习
美国国家研究委员会年报告指出，科学教育需要发展四种知识，即了解、使用诠释自然界的科学解释，形成并评估科学证据与科学解释，理解科学知识的本质与发展过程，积极参与科学实践和科学界的讨论（NationalResearchCouncil，）。然而《报告》指出，美国基础教育中科学教育目前的现状和数学教育具有相同的弊端：教师在试图完成教学大纲任务时，往往忽略了学生理解，而将更多精力放在表面上的、需要记忆的问题（NationalResearchCouncil，b）。
为应对这种情况，美国国家研究委员会提出了基础教育科学学科教育的框架，强调将科学概念与科学实践紧密地联系在一起。框架强调：（1）知识技能与行动融合至关重要；（2）有效进行科学活动须具备多元化活动、能力和品质，例如推理习惯、社群与机构的话语规范、态度、价值、认知理解以及对多种方法的认识等。此框架的侧重点与深度学习的核心——迁移能力一脉相承。
如图3所示，美国共同核心州标准-科学与工程学科的能力要求与21世纪技能的最大重合主要集中在构建与评估基于证据的论断、无既定程序的问题解决、复杂交流能力Ⅰ（学科话语与批判性阅读）、系统思维、批判性思维、动机/坚持、态度、自我发展、团队协作等。
图3 21世纪技能与美国共同核心州标准-科学与工程学科的重合
综上所述，《报告》分析了深度学习与三大主要学科的融合，列举了21世纪技能与美国共同核心州标准的学科能力的主要重合之处。从中可以看出21世纪技能与学科教学通过深度学习融合的三大趋势：第一，美国教育改革的方向与深度学习所强调的目标是一致的，即确保学生具备将学科知识运用到新情境的可迁移能力。第二，美国共同核心州标准与21世纪技能均强调学科融合，例如数学和科学学科中的批判性阅读能力。第三，美国共同核心州标准与21世纪技能在重申认知领域能力重要性的基础上，同时指出了人际及自我领域能力的重要性，例如复杂的交流能力在三大学科与21世纪技能的能力要求中均有体现。
四、深度学习的实施策略
1.发展可迁移的知识：采用合理教学手段
形成可以迁移的知识形式是深度学习的重要一步。《报告》从已有研究中总结出了促使学生发展可迁移知识、促进深度学习的6种教学方法。
第一，对概念和任务采用多种多样的展现形式。相关研究表明，采用多样化的形式来表述概念和任务，在正式与非正式的环境都可以促进知识迁移的形成。例如，在文字旁边增加图表或在叙述中加入动画，都可使学生的学习效果有显著的加强（Mayer，）。而多媒体技术是达到此目的的有效手段。
第二，鼓励阐述、提问及自我解释。研究表明，无论是传统环境还是电脑支持的环境，当学生被要求在阅读科学教材的同时将内容大声解释给自己听时，他们的学习将更加深入（Royetal.，）。教师精心设计的问题（例如为什么、如何、如果、如果不是等类型的问题）被证明有支持学科中深度学习的效果（Graesseretal.，）。此外，研究表明，无论是传统环境（Roedigeretal.，）还是多媒体环境（Johnson，），学生在读完一段学习资料后进行自我测试的效果比让他们再读一遍材料的效果要好。
第三，为学习者提供有挑战性的任务、辅助性指导以及反馈。多个研究表明，让学习者完成具有挑战性的任务但不提供相应的支持是无法达到深度学习与知识迁移的目的的（NationalResearchCouncil，a）。而在学生完成具有挑战性的任务时提供合适且有针对性的认知性指导，是促进深度学习与知识迁移的有效途径（Tobiasetal.，）。
第四，使用范例与个例进行教学。当学生学习程序性知识时，接受分步骤详解的示例可以帮助他们更加深刻地理解（Renkl，）。尤其是将问题分解为经过详解的、概念上有意义的步骤，并在练习中逐渐将解释去掉，对深度学习有辅助作用（Renkl，）。
第五，引发学生学习动机。深度学习往往发生在学生有动机努力学习时（Summers，）。研究表明，当学生认为他们的表现与努力而非能力相关、目标为掌握学习资料而非取得更好的成绩、期待在某项学习任务上成功并认为这项任务有意义、相信他们能够完成学习任务、相信智力是可以改变的而非固定的、认为学习任务有趣时，更有可能进行深度学习（AmericanEducationalResearchAssociationetal.，）。
第六，使用形成性评价方式。与总结性评价方式不同，形成性评价强调使用评价中所发现的迹象继续提高学生的学习。当形成性评价用于以下情况时，可加强深度学习（Gardner，）：（1）使学生清楚学习的目标；（2）持续监控学习过程、提供反馈并对学生的学习进展进行回应；（3）让学生进行自我评价或同伴互评。
2.促进深度学习：重塑课堂教学设计
多个研究表明，认知、人际与自我领域的能力可以通过有效的教学设计得到提高（NationalResearchCouncil，a）。除了培养五种类型知识的可迁移模式，建立这些知识之间的相互联系也是深度学习中至关重要的一步，这需要重塑课堂教学设计。
（1）认知领域
问题化学习。在认知领域，解决无既定程序问题的能力与元认知能力是两大跨学科的重要能力，而问题化学习是发展这两种能力的关键教学策略。问题化学习设计需要把握五个关键问题（NationalResearchCouncil，a）：
首先是教什么，即在发展学生问题解决能力与元认知能力时，将提高学生思维的过程看成发展单一的整体能力，还是看成习得一系列较小技能的组合（NationalResearchCouncil，a）。一些早期心理学研究者曾经把人的认知能力当成一种单一成分的能力（Binet，），但这种观点已被证明与学校的认知能力评估相悖（Mayer，）。因此，问题化学习的教学设计应当致力于使学生发展一系列可以清楚定义的技能，学习如何将其整合，而不是提高学生普遍意义上的思维。
其次是如何教，即教学的重点是侧重问题解决的结果还是侧重问题解决的过程。三种主要的问题化学习的教学设计（典型模式示范、鼓励提示、学徒式），均强调问题解决的过程及元认知能力的发展，而不是单独强调得出问题的答案。
第三是在哪里教，即问题解决能力及元认知策略应该在某个单独领域还是从普遍意义上来教学。学生的问题解决能力是和他们的领域知识相关的。例如，学生在科学中的问题解决能力取决于他们对相关主题或概念的先验知识（NationalResearchCouncil，）。因此，在设计问题化学习时应当设定特定的学科情境，而不是为此设立独立的课程。
第四是什么时候教，即问题解决策略应该在学生掌握学科低阶技能之前还是之后培养。相关研究表明，初学者在接受高阶技能训练的同时可以发展基础技能，且高阶技能训练对发展基础技能有帮助（Tharpetal.，）。因此，学生的高阶技能和低阶技能可同时进行培养。
第五是教多久，即在问题化学习中长时间有针对性的练习扮演什么样的角色。研究者发现，专业能力的发展与大量的练习时间有密切的相关性（Ericsson，）。虽然短时期的问题化学习设计也可以提高学生的问题解决能力，但专业性的问题解决能力往往需要通过长时间持续性的针对性练习来形成。
联系现实世界的教学与校外实习。除了问题化学习，教学中联系真实世界及为学生提供校外实习的机会也是提高学生认知领域能力、促进深度学习的重要教学策略。在由美国威廉和弗洛拉·休利特基金会发起、美国研究院（AmericanInstitutesforResearchetal.，）组织实施的深度学习项目（StudyofDeeperLearning：OpportunitiesandOut