深度學習視野下智慧課堂的實施路徑與方法*

楊小珍 田新芳 王秀艷 林 雯

（南寧師范大學 計算機與信息工程學院，廣西 南寧 530299）

引言

《教育信息化2.0行動計劃》指出，要開展智慧教育創(chuàng)新發(fā)展行動，持續(xù)推動信息技術(shù)與教育教學深度融合[1]，智慧教育上升到了一個新的發(fā)展階段，與智慧教育緊密相關(guān)的智慧課堂成為當前研究的熱點話題之一。智慧課堂在先進的理念指導下，融合多種教學策略，在云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)支撐下，對促進學生深度學習有著突出的優(yōu)勢。從文獻、各地開展的智慧課堂教學中發(fā)現(xiàn)，其實踐過程中還存在一些問題。如：應用試點較多、常態(tài)化教學少、互動教學活動設(shè)計少、個性化學習支持不足、教師應用智慧平臺當資料呈現(xiàn)平臺用等[2],導致課堂教學未能體現(xiàn)出智慧課堂的優(yōu)越性，即未能促進學生進行深層次的學習。而深度學習作為一種指導學習的方法和理論，能有效引導學生進行深層次的學習。因此，本文從分析深度學習的內(nèi)涵和特征出發(fā)，探討智慧課堂的特征及優(yōu)勢，分別從教學和技術(shù)的視角探索促進智慧課堂深度學習的實施路徑與方法。

一、深度學習的內(nèi)涵與特征

從近幾年發(fā)布的《地平線報告》可以了解到，實現(xiàn)深度學習被看成是驅(qū)動基礎(chǔ)教育應用技術(shù)的關(guān)鍵趨勢，從追求課堂教學深度學習作為近期趨勢到關(guān)注深度學習方法、探索深度學習的策略作為遠期趨勢的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)深度學習成為人們長期關(guān)注的內(nèi)容。故對深度學習的追求成為基礎(chǔ)教育教學的趨勢、教育改革的課題以及教育研究者關(guān)注的熱點之一。

（一）深度學習的內(nèi)涵

1976年Ference Marton和Roger Saljo在《學習的本質(zhì)區(qū)別：結(jié)果和過程》一文中提出教育領(lǐng)域中的深度學習概念，將聯(lián)系、理解、建構(gòu)的主動學習稱為深度學習，而將機械記憶、重復和零散信息的學習稱為淺層學習[3]。而國內(nèi)學者逐漸接觸和重視深度學習是在2005年何玲、黎加厚發(fā)表《促進學生深度學習》一文后。但對深度學習內(nèi)涵的界定，學者各有看法。黎加厚團隊指出深度學習是指一種基于理解的、批判性的、意義建構(gòu)的和可遷移的學習[4]；而段金菊等學者則從另一個角度理解深度學習：強調(diào)深度學習注重較高的認知目標層次、高階思維能力的培養(yǎng)、學習過程中的反思與元認知以及注重學習行為方面高情感投入和高行為投入[5]。綜合以上學者的觀點發(fā)現(xiàn)，這些學者從信息加工方式、學習方式、學習過程、學習結(jié)果等方面對深度學習的定義作出了界定。本研究認為深度學習是一種以培養(yǎng)高階思維為目標，以促進學生深層理解為基礎(chǔ)，注重學生的意義建構(gòu)和認知發(fā)展，提倡發(fā)展學生的批判思維能力以及面向問題解決和有效遷移的學習。

（二）深度學習的特征

正確認識深度學習的內(nèi)涵是把握深度學習特征的基礎(chǔ)，眾多學者從不同的視角對深度學習的特征進行了詳細的研究，如何玲等學者在對深度學習和淺層學習進行比較后，認為深度學習具有理解與批判、聯(lián)系與構(gòu)建、遷移與應用三個特點[6]；孫銀玲從2005教育技術(shù)新定義出發(fā)將深度學習的特征歸納為批判性思考、信息的整合、自我導向、主動積極的行為、終身學習五個方面[7]；張浩等人從記憶方式、知識體系、關(guān)注焦點等方面對深度學習和淺層學習進行比較，指出注重批判理解、強調(diào)信息整合、促進知識建構(gòu)、著意遷移運用、面向問題解決等是深度學習的基本特征[8]。在對深度學習內(nèi)涵的理解及前人的研究成果的基礎(chǔ)上，本文認為深度學習的核心特征主要體現(xiàn)在以下四個方面。

1.以培養(yǎng)高階思維能力為學習目標

高階思維能力是深度學習的核心特征[9]，布魯姆依據(jù)學習者學習后能夠達到的認知層次和思維水平，將認知領(lǐng)域的目標從低到高劃分為“知道、領(lǐng)會、應用、分析、綜合及評價”六個層次[10]，“應用、分析、綜合及評價”這四個層次強調(diào)高級認知能力和思維水平的發(fā)展，屬于高階思維能力領(lǐng)域的內(nèi)容。因此，深度學習的目標開始就定位在一個培養(yǎng)學生高階思維能力的較高層次上，這與我國學生核心素養(yǎng)中培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”的旨趣大致相同。

2.重視認知結(jié)構(gòu)的重組

淺層學習獲得的知識是單一的、零散的、碎片化的，深度學習強調(diào)將信息進行整合以“順應”“同化”到學習者的認知結(jié)構(gòu)中，形成結(jié)構(gòu)化、網(wǎng)絡(luò)化的知識單元。信息整合包含對新舊知識之間的整合、不同學科之間知識的整合，以及知識整合時形成的認知策略。深度學習重視信息整合能力的發(fā)展，對促進學習者知識的建構(gòu)和遷移運用起到推動作用。

3.提倡積極主動、意義建構(gòu)的學習過程

知識不是對所學知識的被動接受,而是學習者在原有認知結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上主動的、意義建構(gòu)的過程，是建構(gòu)主義學習理論的主要觀點之一。奧蘇貝爾指出，要實現(xiàn)意義學習，就得在新舊觀念、知識之間建立聯(lián)系。故而在信息快速發(fā)展的時代，應當運用各種策略、方法組織學習者將各渠道獲得的知識與原有認知結(jié)構(gòu)中的觀念、經(jīng)驗之間聯(lián)系起來,以此構(gòu)成對知識的獨特理解和意義建構(gòu)。

4.聚焦問題解決和可遷移的學習結(jié)果

深度學習追求的學習結(jié)果是聚焦問題解決和遷移運用。當學習者構(gòu)建了一個新的認知框架后，要能夠?qū)⒅R靈活的從一個情景運用到另一個新的情景中，并能運用自身所學的知識解決復雜的、劣構(gòu)的問題，將知識由淺層階段的傳遞過程轉(zhuǎn)向知識創(chuàng)造階段，促進學習者對知識的內(nèi)化，提高綜合實踐能力、創(chuàng)新創(chuàng)造能力。

二、智慧課堂的特征及優(yōu)勢

智慧課堂有助于推進信息技術(shù)與學科教學深度融合以及智慧型人才的培養(yǎng)，隨著社會發(fā)展的需要，從傳統(tǒng)的知識傳遞課堂過渡到聚焦教學智慧、學習智慧、師生互動智慧等的智慧性生成的課堂成為教育信息化時代追求的目標之一。

（一）智慧課堂的內(nèi)涵

關(guān)于智慧課堂的內(nèi)涵，當前主要有兩種不同的視角。一是教學的視角，關(guān)鍵在于“智慧”，這里的“智慧”可從三個維度理解。首先是教師的智慧，包括教學設(shè)計、教學模式、策略選擇、教學形式、手段等的智慧；然后是學生的智慧，“開發(fā)學生的智慧”是課堂教學的根本任務(wù)[11]，包括問題解決能力、創(chuàng)新創(chuàng)造能力、批判思維等；最后是師生關(guān)系的智慧，如溝通的智慧、互動的智慧等。因此，基于教學的視角可以將智慧課堂理解為一種體現(xiàn)教師智慧、學生智慧、師生關(guān)系智慧的課堂。二是技術(shù)的視角，對智慧課堂的理解主要強調(diào)技術(shù)的支撐作用，認為智慧課堂是借助先進的技術(shù)，創(chuàng)設(shè)一種智慧的學習環(huán)境，使課堂實現(xiàn)智能化、數(shù)據(jù)化、信息化等方式的教學，以滿足學生的個性化學習和智慧發(fā)展?；诩夹g(shù)的視角可以將智慧課堂理解為是一種在大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)支撐下，利用移動智能終端如電子書包、平板等實現(xiàn)課前、課中、課后智能化、個性化、數(shù)據(jù)化的教學的高效課堂。我國學生發(fā)展核心素養(yǎng)以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為目標，因此，應緊密結(jié)合兩種視角來把握智慧課堂的內(nèi)涵：智慧課堂是信息技術(shù)與教學融合的產(chǎn)物，以培養(yǎng)創(chuàng)新型、實踐型、具有問題解決能力和批判思維的“智慧的人”為目標，在大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等技術(shù)的支撐下，創(chuàng)設(shè)一種智慧的學習環(huán)境，重塑與優(yōu)化教學的設(shè)計、模式、流程，促進師生關(guān)系的協(xié)同發(fā)展，最終實現(xiàn)課堂從“傳遞課堂”到“智慧生成”的課堂轉(zhuǎn)換。

（二）智慧課堂的特征及優(yōu)勢

智慧課堂是教育信息化的產(chǎn)物，孫曙輝、劉邦奇指出，智慧課堂具有教學決策數(shù)據(jù)化、評價反饋即時化、交流互動立體化、資源推送智能化四個主要和核心特征[12]，與傳統(tǒng)課堂相比，智慧課堂主要具有以下幾個特征及優(yōu)勢。

1.高互動的學習環(huán)境

在物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等技術(shù)的支撐下，通過搭建集智慧云平臺、微云服務(wù)器、智能終端一體化的學習環(huán)境，可進行高互動的學習。課堂互動形式不再局限于師生面對面的交流互動，更多的是借助信息技術(shù)的支撐作用，在師生、生生以及技術(shù)之間進行全方位不受時空限制的互動，如教師可利用電子書包、平板等終端的搶答、舉手、點贊功能與學生互動，生生之間也可通過互評、對話、談?wù)摰刃问竭M行互動。高互動的學習環(huán)境不但有助于師生、生生之間的交流，還能增進生生之間的情感溝通。

2.立體化的學習資源

智慧課堂的資源平臺提供了立體化的學習資源，如微課、微視頻、動畫、案例、音頻、電子書、測驗等，既滿足學生的個性化需求，也為教師提供了便捷的教學資源。這些資源可共享，可重復使用，且使用過程可跨時間、空間。學生可以根據(jù)自己的學習需求，有針對性地使用這些資源，如當學生對某一知識點不理解時，可反復觀看相關(guān)知識點的微課，同時還可以借助一些輔助性的學習資料，加深對知識的理解；平臺還具備智能推送易錯題型的功能，能使學生及時了解對知識點的掌握程度，從而努力去克服難點，鞏固所學知識。除此之外，教師可利用這些豐富的學習資源備課、授課，使課堂教學變得更加的豐富多彩。

3.個性化的學習方式

建構(gòu)主義理論指出，學生學習的過程是知識意義建構(gòu)的過程，強調(diào)學生是學習的主體，是知識的建構(gòu)者，而從研究發(fā)現(xiàn)個性化的學習方式有利于學生對知識的建構(gòu)。智慧平臺可根據(jù)學生的學習風格、認知結(jié)構(gòu)、學習軌跡，推送相關(guān)學習方案、資料、習題等，學生依據(jù)實際情況靈活安排時間進行學習。除此之外，教師通過智慧平臺對學生進行學情分析，及時發(fā)現(xiàn)學生的個性差異，從而對不同層次的學生創(chuàng)設(shè)多維度、多層次的情境、任務(wù)、問題，因此，教師指導學生時更有針對性和目的性。

4.多樣化的學習評價

與傳統(tǒng)的評價方式相比，智慧課堂教學評價更加多樣化。評價的方式從教師單一的評價轉(zhuǎn)到學生自評、同伴互評、在線系統(tǒng)評價等多方面；評價的內(nèi)容包含了學生整個學習過程的測驗成績、作品展示、課堂參與度等多層次的內(nèi)容；除此之外，評價的時間跨度涵蓋了課前的作業(yè)預習、資料閱讀，課中討論、參與、作業(yè)檢測以及課后作業(yè)追蹤反饋。因此，在智慧課堂環(huán)境下，評價的方式是靈活多變且貫穿整個教學過程，學生在評價過程中不斷反思自我，促進自我成長。

三、深度學習視角下智慧課堂實施的路徑與方法

深度學習作為一種理念和指導學習的方法，從目標、內(nèi)容、過程、結(jié)果等都對教學提出了較高的要求，智慧課堂教學如何開展才能在一定程度上促進學生知識的意義建構(gòu)、高階思維的形成而達到培養(yǎng)智慧的人這一目標呢？本文將從教學和技術(shù)的視角分別探討有利于實現(xiàn)智慧課堂深度學習的實施路徑與方法。

（一）基于教學的視角

從教學的視角，我們可從目標定位、內(nèi)容設(shè)置、策略選擇、評價設(shè)計四個方面探討促進智慧課堂深度學習的實施路徑與方法。

1.目標定位：關(guān)注高階思維能力的培養(yǎng)

在智慧課堂教學中，教學目標的設(shè)定不僅僅要求學生掌握知識技能目標，更重要的是要關(guān)注學生高階思維能力的培養(yǎng)。在以“應試教育”為目的的教學中，教師往往只關(guān)注學生知識目標，忽略對創(chuàng)新創(chuàng)造等高階思維能力的培養(yǎng)，學生對知識的把握處在識記、理解的淺層階段，掌握的知識大多數(shù)是屬于概念性、事實性的。要使學生實現(xiàn)深度學習，應該在知識的“記憶”“理解”“簡單應用”的前提上逐漸過渡到“分析”“綜合”“評價”甚至“創(chuàng)造”等階段。例如：在語文教學中進行教學目標的設(shè)計時，除了要求學生掌握聽、說、讀、寫的技能外，還要注重培養(yǎng)理解能力、審美鑒賞能力、創(chuàng)造性思維能力等。

2.內(nèi)容組織：設(shè)置結(jié)構(gòu)化、層次性的教學內(nèi)容促進知識的建構(gòu)

認知心理學指出，所有的知識內(nèi)容都應該是一種有層次的、組織有序的、有內(nèi)在聯(lián)系的結(jié)構(gòu),當知識以一種結(jié)構(gòu)化的方式存儲時，有助于對知識的整體性建構(gòu)，促進知識的遷移與運用[13]。課堂中教師無組織的、零散的教學、提問等，不利于知識的建構(gòu)。因而教師在對教學內(nèi)容進行組織時，應該充分解讀教材，對內(nèi)容進行梳理，結(jié)合學生的實際情況，以主題式、專題化等方式將知識內(nèi)容進行組織，從而系統(tǒng)且有層次的在各知識點間構(gòu)建有邏輯關(guān)系的知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。如在智慧課堂教學《爺爺一定有辦法》課例中，教師根據(jù)教學內(nèi)容先后提了“爺爺把那塊藍色的布料還變成了什么？說一說爺爺用那塊藍色的布料為約瑟縫了什么？爺爺用這塊藍色的布料先為約瑟縫了什么？然后縫了什么？最后縫了什么？”通過一系列有邏輯、層次的提問，學生在學習的過程中會對知識內(nèi)容進行組織安排，自我建構(gòu)知識體系。

3.策略選擇：利用情境化、問題化、案例化等教學策略促進知識遷移與運用

教師在授課時，可靈活地安排教學策略以使學生獲得知識并能遷移運用。利用情境化、問題化、案例化等教學策略，能有效促進知識的遷移運用。情境認知理論強調(diào)知識是在情境中習得，在真實或類似情境中的教學有利于知識的理解和產(chǎn)生直接的學習體驗，因此，教師通過創(chuàng)設(shè)真實的情境使學生參與其中獲得知識和意義建構(gòu)，促進知識從當前情境遷移到解決復雜、真實的情境中。而問題化、案例化等教學策略，如在教學過程中常使用拋錨式教學策略，通過實際的問題引發(fā)學生思考，學生在解決實際問題的過程當中，將獲得的新舊知識融合到原有的認知結(jié)構(gòu)后內(nèi)化，從而能靈活地解決真實情境中的問題。

4.評價設(shè)計：重視過程性的評價及學生反思能力的培養(yǎng)

教學過程中對學生的評價要重視整個學習過程的評價而不單是對學習結(jié)果的評價。學習過程中的評價包含師生互動的評價、學生學習方法的評價、組內(nèi)學習的評價以及所表現(xiàn)出來的情感態(tài)度等方面的評價。通過對整個學習過程的評價，教師能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，從而更改教學的策略以及能兼顧學生的發(fā)展。而學生在這樣的評價過程中，能從不同的群體中、不同的層面上認識自我，學會思考，學會學習，不斷修正、反思，了解與他人的差距或借鑒他人思維方式，從而發(fā)展反思能力，實現(xiàn)深度學習。

（二）基于技術(shù)的視角

智慧課堂是信息技術(shù)與教學融合的課堂，從技術(shù)的視角可從學習資源、認知工具、互動平臺、數(shù)據(jù)分析等方面提出實施的路徑與方法。

1.提供立體化的學習資源，促進學生對知識的理解與建構(gòu)

在智慧課堂資源平臺里，包含了海量的學習資源，如微課、微視頻、動畫、案例、音頻、電子書、測驗等。合理、適當?shù)赝扑瓦@些資源，有利于學生對知識的理解與建構(gòu)。教師可在課前推送知識點微課、案例、微視頻等資源，學生通過觀看、瀏覽這些資源，對知識建立初步的記憶、理解框架，激發(fā)學生學習的動機；當教師課上講授到這些知識點時，就會與學生先前建立的理解相聯(lián)系，促進學生對知識的深層理解和加工，實現(xiàn)對知識的建構(gòu)。此外，當學習的知識點是抽象或者是實際教學無法開展的，也可通過資源平臺的案例、實驗進行知識的理解和建構(gòu)。在化學《燃燒和滅火》一課例中，學生使用平板上的虛擬實驗室資源平臺將虛擬的熱水、銅片、白磷、紅磷依次放入燒杯中進行實驗，記錄、觀察每次實驗的現(xiàn)象最后總結(jié)出燃燒的條件。在這個過程中，學生對信息進行理解和加工，最終促進對知識內(nèi)容的建構(gòu)。

2.使用多樣化的認知工具，發(fā)展認知能力

技術(shù)作為學習工具，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六大工具作用[14]。在設(shè)計使用技術(shù)促進深度學習時，尤其強調(diào)技術(shù)作為認知工具在信息整合和認知結(jié)構(gòu)等方面對學生的促進作用，認知工具指能促進學生認知發(fā)展和進行思維活動的工具，圖1表示認知工具的分類及支持軟件[15]，不同的認知工具對認知能力發(fā)展的作用不同，如語義組織工具中概念圖的運用，學生在繪制一個知識概念圖時，會在頭腦中對信息進行分類、對比、表征、邏輯推理等思維活動，即進行信息意義加工和建構(gòu)，從而促進認知結(jié)構(gòu)的發(fā)展和高階思維能力的培養(yǎng)。

3.利用便捷化的互動平臺，提升交流協(xié)作能力

圖1 認知工具的分類及支持軟件

智慧課堂中的智慧教學系統(tǒng)提供了便捷化的互動平臺，如師生交流、協(xié)作學習、學生討論等平臺，教師在課堂上合理利用這些平臺對提升學生的交流協(xié)作能力起到促進作用。例如：教師可在互動平臺推送、提問相關(guān)問題，從而引導學生思考、作答，所有的學生均可在平臺上從不同的角度發(fā)表觀點，也可質(zhì)疑、評價他人看法。在這樣的一個過程中學生對接收到的信息進行梳理、分析、推斷、評價，不斷激發(fā)學生的批判性思維，促進與教師、學生之間的交流。同時，教師還可以利用互動平臺中的點贊、抽簽、搶答等功能與學生互動，從而使互動形式變得多樣化，課堂氛圍也活躍起來。除此之外，與以往的課堂相比，學生還能在課外時間通過互動平臺與教師、同學之間進行交流從而解決疑難困惑，這樣一來，不僅有助于增進師生之間的關(guān)系，還能提升交流協(xié)作的能力。

4.基于大數(shù)據(jù)的學習評價，支持個性化學習

智慧課堂在云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的支撐下，可以對學生的學習軌跡進行記錄，學習過程中產(chǎn)生的學習數(shù)據(jù)可以借助現(xiàn)有的技術(shù)工具進行收集、統(tǒng)計、處理和分析并將其作為評價內(nèi)容的一部分供教師、學生參考。對教師來說，將學習過程數(shù)據(jù)化，不僅能了解學生的學習效果，獲取即時的反饋，還能整體地把握學生的學習情況，以便能根據(jù)學生群體的實際情況及時改變教學策略，對學生進行有針對性的、個性化的指導。而對學生來說，通過學習記錄，如知識點練習時間、習題對錯次數(shù)、微課瀏覽次數(shù)、互動次數(shù)等，實時、直觀地了解自己對知識的掌握程度。如學生哪方面知識掌握了，掌握了多少，哪些內(nèi)容有困難，下一步應如何學習等，這些數(shù)據(jù)能支撐學生及時找到適合的學習路徑，從而滿足個性化學習。

四、小結(jié)

《教育信息化2.0行動計劃》加快了教育現(xiàn)代化的進程，推動了智慧教育、智慧學習、智慧課堂等的發(fā)展，積極探討信息技術(shù)環(huán)境支撐下實現(xiàn)深度學習的實施路徑與方法是當前研究的趨勢之一。本文從教學和技術(shù)的視角探討促進智慧課堂深度學習的實施路徑與方法，為教師課堂教學提供了參考借鑒，但由于智慧課堂教學在實踐過程中還存在一些問題，因此，探討深度學習視野下智慧課堂的模式、策略等還有待于深入研究。