智慧教學背景下指向深度學習的植物學教學策略

趙 凱，汪黎明

（安慶師范大學 生命科學學院，安徽 安慶 246133）

“植物學”課程是高校生物專業及其相關專業的基礎課之一，通常在大學一年級開課。該課程內容豐富、名詞概念和術語多，在新生學習背景單薄、知識面狹小、抽象思維能力不高、知識遷移能力有限以及課程學時少的情況下，傳統教學過程難免會出現學生主體地位下降的問題。教師采用單向灌輸為主的教學方式來完成低階教學任務，缺少有效的教學組織過程，忽視了師生互動。同時，由于促進學生高階思維與創新能力培養的教學時間不足，從而缺少對學生思考、分析、探究等行為的引導。此外，授課教師在某種程度上忽視了“植物學”教學深度的挖掘，仍然存在著淺層學習的傾向[1]，其設計的教學活動表層化限制了學生對專業知識的深度加工，進而難以進行知識遷移和深化[2]。針對這些普遍存在的問題，提倡指向深度學習的教學策略為教師由傳統講授式教學模式向智慧教學模式轉變指明了新的方向[3]。

近年來，智慧教學在高校教育改革中得到了大力推廣，涌現出了多個聚集豐富課程資源的智慧教學平臺，如愛課程、超星平臺、雨課堂等，提供了友好的教學環境并分享了行之有效的教學方式方法，在課程知識傳授和專業技能分享等方面得到了廣大師生的普遍認可[4]。本文在“植物學”課程教學實踐過程中，積極改變原有傳統教學模式，深入推進現代智慧教學與課堂教學深度融合，注重采用知識內化和知識遷移的深度學習來探索教學實踐策略，優化課程教學頂層設計，從而促進學生對課程理論知識的高階認知，以期達到更好的教學效果并切實推動高校智慧教學的發展。

1 深度學習的內涵和核心特征

深度學習的概念是由美國教育學家FERENCE和ROGER于1976年首次提出[5]。2012年，美國國家研究委員會（NRC）將深度學習定義為把新知識融入到原有的認知結構中，從一種情境遷移應用到另一種或幾種情境的學習過程[6]。我國黎加厚教授基于國內外的相關研究，認為深度學習是學習者在理解新知識的基礎上，打破原有認知結構，批判性地將學習到的新知識、新思想和新事物融入原有的認知結構，使新舊知識間建立聯系并重新構建出新的認知系統，并且能夠將新的知識應用于解決新的問題[7]。2016年，郭華教授從教學角度提出，在深度學習中學生是學習主體，而教師則引導學生全身心地將教學內容理解、領會、批判并應用，從而使大家在認知、思維、情感、意志等方面全方位發展[8]。此外，從教師視角出發，教師在教學過程中需要針對教學內容，結合真實情境的具體問題來設計有意義的學習主題，從而促進深度學習真實有效地發生[9]。從學習效果出發，深度學習多關注高認知目標和高階思維能力的培養，注重學生創新創造所具備的核心素養[10]。

本文中，我們從兩個不同層面來認識深度學習的雙層內涵。從教育教學的基本層面說，深度學習的根本目標是引導學生全面掌握知識間的內在聯系，建構新的認知系統，并促進知識的實踐轉化和應用，其重點是發展高階思維和知識遷移應用能力。從人才培養的高級層面說，深度學習的根本目標是引導學生升華高級的社會情感態度和高尚的社會價值觀，培養學生成為學識基礎扎實、創新實踐能力強、善于合作、富有社會責任感等核心素養全面的優秀人才。基于此，我們從4方面總結了深度學習的核心特征。

第一、深度學習的本質是一種新的理念，是以落實核心素養為終極目標的在教師指導下的教學。深度學習是教師在教學過程中選擇的一條路徑，不僅直通高深廣的素養目標，還直指教學質量的提高。因此，“植物學”課程教師除了需要具備系統豐富的理論知識、精湛高超的專業技能和縝密發散的邏輯思維，還要把深度學習這種先進的教學理念融會貫通，智慧地運用進日常課堂教學，精心合理地引導與啟發學生來主動思考和積極探索，熱愛植物學學習，從而提升該課程的整體教學品質。

第二、深度學習的內容是具備系統性和挑戰性的情境主題化教學內容。針對“植物學”課堂教學過程中出現的知識點間零散孤立、缺乏連接等問題，教師首先要明確教學目的，理解“為什么教”，再整體把握教學內容，知道“教什么內容”，最后對整個課程內容進行情境主題化設計，深入探索“怎么教”。對于主題知識點，要加強有機結合，邏輯關系要一環扣一環，從而確保主題內容是一個完整的知識體系。在主題深度學習過程中，教師不僅要調動學生舊的情境經驗，還要快速地進行知識信息整合，并促進學生建構新的知識結構體系，從而有效進行知識遷移轉化和綜合運用，最終引發學生主動探究并靈活創造。

第三、深度學習的過程是高階性的學習過程。在整個“植物學”課程的深度學習過程中，教師要以學生為主體，根據創新性的課程內容整體設計出具有挑戰性的學習任務，以先進的教學形式開展引領學生解決高階思維問題和開發高認知的教學活動。與此同時，學生則聚焦引領性“植物學”學習主題，借助教師有目的的引導，積極投入進富有挑戰性的學習任務和活動中，全面把握課程知識的內在聯系，打破原有認知結構并重新建構知識體系，且將課程知識遷移應用到實際情境中去解決具體問題，理解探究并評判性地學習，在相似情境中學會舉一反三，又在新情境中質疑辨析。

第四、深度學習的任務和目的是培養創造美好未來的社會主人。以深度學習為指向的植物學教學，一方面要注重培養學生的高階思維能力，保持質疑和思辨的態度，并促進批判理解能力的發展，從而提升真實情境下的創造力和解決實際問題的能力。另一方面，更加關注植物學教學的價值取向，強調正確的價值立場和價值判斷，落實植物學知識學習帶來的意義感和自我成就感，激發內在的學習動力，進而形成高級的社會性情感和高尚的社會責任感。

2 指向深度學習的植物學教學組織

智慧教育是高階教育目標驅動的系統工程，而深度學習則是培養學生達成高階思維、遷移應用和創造能力這三大高階教育目標的必要途徑。與此同時，教師的深度教學組織能力為學生的深度學習提供了堅固基礎，因此作為智慧教學的核心，教師可以從4個維度來深度建設植物學教學組織體系（圖1）。

圖1 指向深度學習的教學組織體系

2.1 樹立指向深度學習的教學觀

近年來，隨著傳統講授式教學模式向智慧教學模式改革的推進，高校中一些混合式教學模式應運而生，特別是“新冠肺炎”疫情爆發以來，各高校陸續開啟了線上線下混合式教學，“植物學”課程也不例外。例如，植物學線上線下混合教學模式[11]、應用雨課堂和BOPPPS 混合模式進行植物學教學的實踐[12]等。無論“植物學”課程采用哪種教學方法或教學模式，都不能陷入一種僅僅“形式熱鬧”的局面。指向深度學習的教學觀要徹底改變傳統落后的教學觀念，改正傳統教育低階教學目標的不足，讓授課教師理解高階教學目標，從而明確“為什么教”、“教什么”、“怎么教”和“教的怎么樣”這四大核心問題。針對這些問題，教師需要樹立指向深度學習的四大教學觀[13]。第一、立德樹人的教學觀。深度學習的任務和目的是培養全面發展的人，這也是教育的最終目的。因此，植物學授課教師要明確“為什么教”，在教學全過程中充分而深入地挖掘“植物學”課程所蘊含的思政元素，并將其與課程理論知識點有機結合，從而促進學生對德性的理解、要求、尊重和貢獻，并實現知識傳授、價值塑造和能力培養多元統一。第二、基于課程意識與學科本質的教學觀。基于課程意識和學科本質的植物學教學是指向高階性深度學習的真實發生。因此，植物學授課教師要明確“教什么”，積極彌補原有知識點零散孤立、缺少連接性的教學缺陷，并宏觀把握“植物學”課程系統的完整性，從而培養學生全面掌握課程知識和實驗技能，并促進學生知識遷移、歸納和比較的能力。第三、以學生學習為中心的教學觀。建立以學習者為中心的深度學習人才培養模式是高校智慧教學走向成功的關鍵。因此，植物學授課教師要明確“怎么教”，在整個教學過程中，教師要以學生的學為出發點和落腳點，以學生學習為中心來組織、設計、開展課程的教學活動。第四、基于教、學、評一致性的教學觀。以深度學習為指向的教學是通過教與學的評價標準來實現有效性與高效性。因此，植物學授課教師要明確“教的怎么樣”，在教學過程中，要根據課程的教學目標和教學內容來設計有效的教學評價活動。按照教與學的評價標準，提高“老師教”和“學生學”的水平。

2.2 營造深度學習的智慧教育環境

“植物學”課程深度學習需要一個開放的學習生態系統，而智慧教育恰好是以促進學生深度學習為出發點，充分展現了文化傳承、數據分享和教學智慧的開放性教學理念，因此植物學授課教師能夠“以學生深度學習為中心”來建構具體的智慧教育環境。第一、高度整合適于深度學習的植物學教學資源。教師根據“植物學”課程目標，熟悉智慧學習平臺資源，提煉整合與課程核心內容深度關聯的且能促進學生協作學習和深度參與的優質資源。同時，篩選優質社會實踐基地來增加學生社會實踐機會，從而拓寬學生學習的視野和轉變學生思考的角度。第二、建立開放性的深度學習社群。建立以班級為單位的植物學深度學習社群，教師定期適時地發布具有深度的課程學習資源，并布置與學習資源具有高關聯度和挑戰度的作業任務，通過“人人參與、人人合作”的模式來提高學生深度學習、主動參與溝通合作的能力。第三、提供創造性的成果展示窗口。在智慧教育背景下，植物學教師應以學生實踐創造潛力為驅動，鼓勵學生以個體或團體為單位，積極實現知識變現，適時展示作品成果。定期創建智慧空間并進行成果展示，可為學生提供展示自身價值和推進高階學習的窗口。第四、創建記錄性的過程學習檔案。教師可應用數字化工具來創建學生的電子檔案并記錄學習全過程，使每一個學習環節都有跡可循。在記錄過程中，教師可以深入了解學生的學習特點，同時基于這些記錄數據并結合相關模型來設置智能化評價，從而引導學生積極改進學習過程中的不足。

2.3 高階課程目標驅動下的課堂設計

作為一種新的教學理念，指向深度學習的教學正積極影響著高校的課堂教學模式。然而，從國內目前植物學深度學習的教學實踐現狀來看，還是普遍存在著認知不足。存在諸如課前調動學生積極參與學習的準備不足、課堂教學互動及引導環節淺薄，以及課后鞏固發展沒有得到足夠重視等問題，因此植物學授課教師需要結合智慧教育背景，以注重培養學生的遷移、應用、批判和創新等高階思維為教學目標，以高階思維驅動深度學習[14]，以期打破以上局限。筆者在“植物學”課堂設計方面進行了嘗試和探索，初步獲得了一些教學經驗和對策，并具體提出了課前、課中及課后3個教學實踐環節的設計方案。

首先，課前深度學習的教學設計。“植物學”課程的課堂講授時間有限，學生需要充分利用課余時間才能有效開展深度學習，因此在課前為學生提供精準精煉的教學內容是進行深度學習教學設計的首先任務。教師需要充分熟悉教材，深度理解教學大綱，高度整合植物學相關資源，精煉出學生核心學習內容，并將相關的具有整體性和系統性的核心內容凝練成一個個主旨明確、精華濃縮的學習主題。這種課前設計需要讓學生明確學習目標和意義，并引導學生在課前學完核心內容后主動建立知識網絡體系，同時采用新穎前沿的植物學素材來激發學生學習興趣和內在動力，為后續深度參與課堂學習提供知識和情感準備。例如，在第七章蕨類植物的課前設計學習任務布置時，除了教材內容和慕課資源的有機搭配，還進行實踐活動——識別校園后山的蕨類植物并拍照上傳至智慧平臺的個人學習空間。另外，還可以搜集有關蕨類植物的故事，醞釀更多課堂學習的熱情與期待（表1）。在課前學習環節，還要同步記錄學習過程，且完成電子檔案創建，對課前學習進度給予反饋，并及時提醒大家按時完成學習任務。

表1 以促進高階思維習得為指向的教學目標設計

其次，課堂教學設計。培養學生知識遷移應用、促進學生高階思維習得的教學目標是以深度學習為指向教學設計的出發點和歸宿。課堂教學是培養學生高階思維的主陣地，因此在課前核心內容學習完成的基礎上，教師主要以探究式、問題導向式和項目式教學為主要手段來設計課堂教學活動。

第一、明確教學目標，課堂教學活動的組織要高度匹配高階思維習得的教學目標[14]。以學生課前學習的核心知識為載體，指向理解核心知識，指向應用課程知識解釋普遍自然規律，指向遷移應用知識解決生活學習中的新問題。以“蕨類植物”為例，以高階思維習得為指向來設計高階教學目標（表1）。

第二、課堂教學活動的設計要以課前核心知識的概括梳理為前提，以思維導圖等形式引導學生建立知識間內在聯系，編織知識整體脈絡，并對新舊知識進行系統重建，從而引導學生評判性理解和接收知識。

第三、問題導向式教學活動的設計以深度學習為指向，開發一整套的植物學問題系統，幫助學生整合知識要素并進行知識系統構建和遷移運用。教師在進行植物學問題引導時，應先預設情境并設置問題；接著引導學生在預設情境中發現問題，并激活原有知識經驗和技術技能系統與現有情境進行對話、質疑、答疑、評判和反思[14]，進而解決問題；最后掌握問題背后所呈現的深層知識概念、高級技術技能，從而建構全新的知識體系。“植物學”課程的問題情境要有普適性、科學性和探究性，一個問題的設置要能引起全體學生的積極和持續參與，因此要以核心知識內容為基礎來科學設計專業性的植物學問題。以上述教學設計為例，簡述問題情境設置（表2）。

表2 問題導向式教學活動設計

第四、情境探究式教學活動的設計旨在培養學生的綜合能力。深度學習過程是漸漸深入、層層遞進的[14]。預設情境設置問題環節就已經開發出了一整套問題“大系統”，接下來就是在課堂中進行深度探究。教師以深度學習為指向，帶領學生對知識進行遞進式應用，指引學生提出能引發探究的問題并逐一探索和解決。與此同時，建議教師在組織活動時采用團隊協作式探究，要確保探究活動的開放度，通過師生互動來持續激發大家的求知欲與主動性，精選核心內容進行深度探討，并探究知識的本質和關聯，解決探究過程中出現的疑難和困惑，從而成功實現從“解決一個植物學問題”到“解決一類植物學問題”的重大突破[14]。第五，項目式教學活動要從不同學習主題線索出發并進行個性化設計，既要促進學生掌握“植物學”課程重難點知識，又要符合學生已有的經驗基礎。引導學生將原有經驗和新知識進行有效連接，指導學生實踐，同時引導學生全面解決項目問題并創新，從而培養學生的實踐能力和高階思維。無論采用怎樣的教學活動，在整個植物學課堂教學過程中，教師都要借助智慧教育環境來做好電子檔案的完整記錄，收集能反映學生高階思維和實踐能力的數據，為整體性過程評價和反饋做好準備[15]。

最后，課后作業設計。課后作業完成階段為深度學習的知識鞏固提高階段，因此教師還需要著眼于植物學課程的基本思想和方法，充分利用智慧教學環境向學生提供具有典型意義的植物學知識例證和學習材料，將課上所學知識進行鞏固和拓展。同時，學生根據作業要求在學習平臺的個人智慧空間上傳作業和作品，并通過方案總結、文字說明、圖片庫存和視頻剪輯等方式進行學習成果展示。

2.4 關注深度學習成效的智慧評價系統

指向深度學習的植物學課程教學特別強調全程測評，設計與教師教學目標和學生學習目標相統一的綜合評價標準，有助于打破“期末成績+平時成績”的老舊單一模式測評。借助智慧評估體系，教師從記錄全程學習過程的電子檔案中獲取科學可支撐的數據，結合知識深度模型來評價與學生知識深度對應的具體認知能力[16]，從知識理解、知識應用遷移、創新創造、溝通與合作等多個高階思維能力角度，逐步打造一種數字化和智能化的綜合評價系統[17]。

在進行“植物學”教學活動時，決定做什么任務、怎么檢查和評估，都要遵守目標、教學、評價一致性原則。教師在每個階段都要設計評價方案，使其匹配課前、課中和課后三個教學環節。例如，根據課前目標導向評價標準，學生按照學習目標要求在個人學習空間上完成深度自學，而電子檔案記錄下來的過程數據就會與知識深度模型建立對應關系，并自動生成個人深度自學評價；根據課中過程嵌入評價標準，在課堂教學過程中從兩個方面來開展評價活動。一方面，通過智慧教學工具收集分析學生的課堂學習數據，并自動生成課堂學習評價；另一方面，教師注重考核學生的高階思維能力和解決實際問題能力，并根據自身指導經驗，對學生的實際課堂深度參與及互動表現作出客觀評價。例如，鼓勵學生展示自己的作品或成果，師生之間進行核對、指正、矯正和反饋，從而形成師生互評、生生互評的結果性評價。對教師而言，建立長期有效的植物學教學綜合評價系統能有效評估學生深度學習課程的效果，及時反饋學生學習優勢與不足，幫助大家合理調整學習方向，激發內在學習動力，對促進教學改革具有重要意義。

3 結束語

深度學習可有效提升課程的教學質量。當然，以深度學習為指向的教學實踐探索也會給每位授課教師帶來一系列挑戰，如智慧教學資源的整合能力、個性課堂管理駕馭能力、教學活動組織設計能力，以及科學問題綜合解決能力等，而這些挑戰恰巧又是授課教師在教學實踐和探索中所要經歷的深度學習。本校“植物學”課程的授課教師將結合之前的教學實踐經驗，繼續推廣基于智慧平臺的以深度學習為指向的植物學教學實踐模式，并整合系統的植物學教學資源，繼續研究以深度學習指向的智慧評價理論體系，從而形成一個完整的基于智慧教學背景下的以深度學習為指向的“植物學”教學理論與實踐體系。