新課標視域下基于深度學習的智慧教學：發生機理、模式構建與實踐路徑

摘 要：促進學生核心素養發展是新課標教學的目標指向。基于深度學習的智慧教學是經過深度加工、主動建構、遷移應用等過程的探究學習，是有效落實核心素養培養的重要方式。該研究從初步感知、明確問題，深層理解、知識建構，遷移應用、深化實現、反思提升、評價批判4個方面，分析了深度學習在教與學過程中的發生機理。以深度學習理論為指導，發揮智能技術賦能深度學習的情景創設、知識建構、遷移應用、評價與反思的優勢，構建了面向深度學習的智慧教學模式。同時，從立足學科情景、因地制宜設計驅動問題，變革教師角色、創生知識建構方式，融合設計跨學科問題、建構系統的知識體系，強化評估類別、細化評估標準四個方面，分析了基于深度學習的智慧教學實踐路徑。最后，以“鑲嵌地板”為例，對基于深度學習的智慧教學進行了詮釋。

關鍵詞：新課標；深度學習；智慧教學；核心素養；模式構建

中圖分類號：G4 文獻標志碼：A 文章編號：2096-0069（2024）05-0008-06

收稿日期：2024-02-29

基金項目：國家社會科學基金教育學一般項目“混合式學習場景下學習者知識狀態評測與干預機制研究”（BCA230270）

作者簡介：趙雪梅（1991— ），女，山東濱州人，博士，講師，研究方向為智慧教育、深度學習；鐘紹春（1965— ），男，吉林雙遼人，教授、博士生導師，研究方向為智慧教育。

引言

核心素養是義務教育新課標（2022年版）的“基因”，義務教育新課標是以核心素養為主線構建起來的新型課標，重點關注的是人的內在品格和關鍵能力[1]。義務教育課程方案注重強化學科內知識整合，統籌設計綜合課程和跨學科主題學習，培養學生創新精神和實踐能力，強化課程協同育人功能，積極探索新技術背景下學習環境與學習方式的變革，培養學生綜合運用知識解決問題的能力。基于深度學習的智慧教學恰恰是課程標準有效落實的方式，能有效促進學生核心素養的發展。基于深度學習的智慧教學對學生的學科概念建構和學業成就有著顯著的積極影響，特別是對常規課堂教學難以兼顧的創造性思維、問題解決能力和學習動機具有良好的促進作用。

構建基于深度學習的智慧教學模式，是真正落實義務課程標準的重要途徑。本文以義務教育課程標準為依據，以培養學習者的核心素養為旨歸，將教學內容的學習與學科核心素養的發展融為一體，以問題驅動組織教與學活動，探索有效落實新課標要求的實踐路徑。

一、深度學習在教與學過程中的發生機理

本研究借鑒埃里克·詹森（Eric Jensen）等[2]的深度學習路線模型及紀宏璠等[3]的觀點，分析了深度學習的發生機制（如下頁圖1所示）。

1.初步感知，明確問題

學科內容情境化：創設宏觀情境，使學生置身于知識發現與創造的社會和時代背景中；創設中觀情境，引發學生認知沖突，實現概念轉換；創設微觀情境，引導學生科學推理和驗證，反思問題解決過程，讓學生“親歷”知識的發生過程，調動情感、認知、行為等，感知與理解新知識。

2．深層理解，知識建構

通過對問題的思考，加深新舊知識之間的聯系，引發學生產生認知沖突。教師收集、整理學生的疑點、難點或共性問題，通過設計具有探索性的問題，激發學生的內驅力，引導學生批判性地分析問題，將新知識整合到原有的認知結構中，經過同化或順應過程，鞏固、重建認知結構，深化知識構建層次，從而理解與建構新知識[4]。

3．遷移應用，深化實現

通過對知識的遷移應用，將知識轉化為技能，在多變的問題情境中領悟、建構知識，實現對新知識的深度理解與內化。在知識遷移應用的過程中，通過師生、生生的深度交流互動，促進思維碰撞，提煉問題解決的關鍵點，舉一反三、融會貫通，通過疑難問題的解決，實現知識的深化與創造。

4．反思提升，評價批判

采用評比、情境測驗、項目評價等多種方式，建立評價考核機制，對學習的整個過程進行監測和調控，鼓勵學生對自己及他人的作品與研究成果進行分析與評價，營造良好的課堂評價氛圍。創設批判性的課堂情境，促進學生價值立場的形成和認知框架的構建。在課堂教學中，引導學生破除對權威的盲從思想，培養學生對他人觀點的質疑精神，引導學生以批判的態度對待各種問題，以充實、確鑿的證據進行推理，以科學的標準檢驗推理結果，打破程式性的問題解決模式。

二、新課標視域下基于深度學習的智慧教學模式構建

1．理論依據：深度學習理論

深度學習是馬頓（Marton）等[5]首次提出的。相對于被動機械的淺層學習[6]，深度學習強調知識整合與意義連接[7]，以及高階思維和問題解決能力的提升[8]。深度學習強調情境、交互、體驗、反思等學習過程要素，是一個自我理解、分享理解、深化實現、反思理解的探索過程[9]（如圖2所示）。

2．智能技術對深度學習的支持

智能技術擴展了獲取、感知、加工、傳遞信息的方式和渠道[10]，在基于深度學習的智慧教學中具有重要的支撐作用（如下頁圖3所示）。在情境創設上，按照不同類型的內容，以情境故事、仿真實驗等方式，為學習者營造高沉浸、多感知的知識發生情境，將抽象概念與具體情境相融合，刺激學習者的感官，使其充分感知情境所蘊含的知識與問題[11]；在即時交互層面，通過多種交互工具進行交流與互動、話題討論與思考、觀點與見解分享，促進學習者對知識與觀點的批判分析、深度理解與內化；在沉浸體驗方面，利用智能技術實現教學情境的抽象與具象、虛擬與現實的有機結合，將真實世界與虛擬世界進行疊加，將過去與未來、宏觀與微觀等進行多維空間呈現，促進學習者對知識的遷移應用與深化理解；在智能評測層面，運用表情識別、模態追蹤等技術，在課堂教學的不同環節采集學生對研究成果的比較與鑒別、質疑與反思，精準評測學習者的知識建構層次、認知發展狀態，促進其對所學知識進行綜合分析與重新審視。

3．基于深度學習的智慧教學模式

本研究以新課標為依據，以核心素養培養為旨歸，將教學內容與核心素養發展融為一體，以問題驅動組織教與學活動，構建了基于深度學習的智慧教學模式（如圖4所示）。

在初步感知、明確問題階段，教師創設具體的問題情境，讓學生感知情境，明確問題考查的知識與內容。在問題情境的創設過程中，教師要充分發揮多個模塊知識的綜合作用，注意對學生情感、態度的引導，不僅讓學生學習知識，還要提高學生運用知識解決生活實際問題的能力，從而提升學生的學科素養。

在深層理解、深層建構階段，學生要建立解決問題的模型，設計問題方案。教師要巡視小組探究過程中的問題，調節課堂進程，及時為學生解答在小組合作學習討論中發現的疑難問題，并記錄下每個小組和每位學生在合作學習中的現實表現，以及任務完成情況，對暫時落后的小組給予幫助，以便確保每個小組都能夠完成知識的深層建構。

在遷移應用、深化實現階段，作品展示與過程評價是對探究結果的檢驗，可及時發現問題，及時調整優化教學方式。教師要對學生的課堂展示進行有針對性的指導，依據數據反饋的評價結果，快速及時地給出問題的答案和學習建議。學生要將研究過程與結論形成研究報告。

在反思提升、評價批判階段，教師要引導學生進行專題知識的梳理與總結，并對問題探究思路與解決方法進行強調與鞏固。學生通過思維導圖梳理與內化知識，形成對知識的整體把握。

三、新課標視域下基于深度學習的智慧教學實踐路徑

1．立足學科素養，因地制宜設計驅動問題

明晰學科的學習情境，是為了更好地設計出符合學科素養培養要求的驅動性問題。教師在設計驅動問題時，要做到學習內容、學習方式、學習動機等方面的綜合設計，除了考慮真實的學科情境和現實問題，還應兼顧學生的學習興趣和已有知識水平。在智慧課堂上，通過問題式任務驅動，讓學生經過獨立思考、小組討論、問題反饋、作品呈現、共享交流，不斷對自己和他人的看法進行思辨和提煉。在綜合、分析、判斷中促進深層次思維的發展，實現學習任務落實與學生個性化成長的雙重目標。

2．變革教師角色，創生知識建構方式

教師是課堂變革的關鍵角色。在智能教學環境下，教師不僅需要關注學生對基礎知識、基本技能的獲得，還需要讓學生理解學科思想、獲得活動經驗。首先，從教學理念上，變“備教”為“備學”，變“課堂”為“學堂”。其次，根據學生的課前預學數據進行教學設計，重點關注哪些知識點要重點講解、哪些知識點通過小組合作即可掌握等。最后，基于深度學習的智慧教學模式，使精準施教、個性化學習成為課堂新樣態，使學生從預學中發現問題、提出問題，在學習中分析問題、解決問題，以課后延學促成長。

3．融合設計跨學科問題，建構系統的知識體系

教師應讓學生綜合運用多學科知識，聯系生活實際，發揮團隊協作效能，將問題在動態中解決，進行自主探究實踐活動。這有助于學生將所學知識聯系起來，形成結構化的、靈活的、系統的知識體系。因此，教師應加強對課程標準與教材的深刻理解，對教材內容進行梳理和整合，打通橫向與縱向知識間的聯系，拓展知識的廣度和深度，為學生設計出具有本學科特點的知識架構，以此提升學生的知識應用與創新能力。問題的設計應融合不同的學科知識，增強問題的“真實性”，以便能夠打破學生運用單一的學科知識去解決現實問題的局面。

4．強化評估類別，細化評估標準

學生核心素養發展是教學評價的出發點和落腳點。智慧教學評價不僅包括對學科知識學習效果的評估，還包括對學習能力的評估，從而提升學生的課程學習體驗與學習效果。因此，核心素養發展評價來源于兩方面，即任課教師立足于課堂教學的實時評價、階段性評價、教學全過程評價，其他與課程教學相關的主體立足于評價標準，結合相關材料對學生的核心素養發展情況進行評價。

四、新課標視域下基于深度學習的智慧教學實踐案例

本研究以湘教版綜合實踐課程八年級下冊“鑲嵌地板”為例，對基于深度學習的智慧教學進行闡述與說明。該課程是利用正多邊形的性質、面積計算及不等式等方面的知識，來研究生活中的平面鑲嵌問題。平面圖形的鑲嵌是體現多邊形、不等式等知識在現實生活中的應用的典型實例。

1．教學實施過程

基于深度學習的智慧教學實施流程如下頁圖5所示：

（1）呈現生活任務，初步體驗平面鑲嵌的美妙。教師用視頻動畫展示各種精美的平面鑲嵌圖案，讓學生通過對現實生活中的鑲嵌現象的觀察與思考，理解平面鑲嵌的含義。

（2）異質分組，選擇方案。教師綜合考慮班級每位同學的優勢，進行異質分組。教師給出不同形狀的板磚，啟發學生思考選擇鋪設方案。

（3）合作探究，完成任務。探究活動一：考察多邊形角的相關知識。讓學生了解哪幾種正多邊形能組合鑲嵌，理解正多邊形鑲嵌的條件與原理。探究活動二：考察多邊形面積計算、一元一次、二元一次不等式組等知識。讓學生探索限用一種正多邊形鑲嵌需要多少塊板磚？用兩塊正多邊形鑲嵌分別需要多少塊板磚？對平面鑲嵌問題的探究，可以讓學生經歷“觀察、實驗、推理、歸納、聯想、反思”等思維活動過程。

（4）問題遷移，深化應用。讓學生思考：采用多種正多邊形如何進行組合鑲嵌？若一個正多邊形的頂點不與另一個多邊形的頂點重合，而是在另一個多邊形的邊上，要鑲嵌一個平面，需要滿足什么條件？你能用數學方法進行推導嗎？

（5）課外閱讀，知識拓展。處于八年級階段的學生已經初步具有感受美、發現美的能力，對美有一定的渴望與追求。在枯燥抽象的數學課上引進生活中美的事物，能夠讓學生充分發現美、感受美、創造美。另外，教師可以提供與鑲嵌相關的資料，供學有余力的學生課外閱讀。

（6）梳理總結，評價批判。讓學生使用思維導圖，梳理本專題用到的知識，使知識體系化。利用這種知識來認知生活中各種精美的鑲嵌圖案，并嘗試自行構造出一些鑲嵌圖案。

2.案例分析

“鑲嵌地板”這一課，體現了綜合實踐課程的特點和八年級學生的認知特點。八年級的學生正處于形象思維向抽象思維逐步過渡的階段，對實際操作活動有著濃厚的興趣，對一些基本的平面圖形已經有了較為系統的認識。本節課首先采用視頻動畫呈現精美的鑲嵌圖案，啟發學生思考鑲嵌用到的數學知識，讓學生在生活場景中感知數學，初步思考鑲嵌考查的數學知識。接下來，采用異質分組的方式，讓學生自主選擇不同的鑲嵌方案，為小組合作打下基礎。通過鑲嵌條件探究、板磚數量計算，讓學生在小組合作中理解鑲嵌的本質。在此過程中，提出思考問題：用多種正多邊形進行組合鑲嵌，有哪些組合方法？若一個正多邊形的頂點不與另一個多邊形的頂點重合，而是在另一個多邊形的邊上，要鑲嵌一個平面，需要滿足什么條件？啟發學生遷移應用知識，進一步深化對知識的理解。最后，通過課外閱讀、梳理總結，讓學生進一步將知識體系化。本節課針對知識系統應用困難的問題，將零散的知識集中于系統應用綜合知識的“鑲嵌地板”這一主題中，讓學生主動去發現和思考問題、探究問題、動手完成實驗等學習過程，有助于學生對知識的深層理解與運用。

五、結語

基于深度學習的智慧教學，支持學生自主構建知識并形成問題解決能力，實現知識、能力、素養共同發展，促進學生高品質個性化學習。因此，基于深度學習的智慧教學，能夠充分發揮智能技術對基礎教育應有的支撐作用和價值，推動從知識傳授向能力提升的教學變革，落實新課標對核心素養培養的要求。但由于教學的對象是活生生的人，教與學過程是靈活多變的，基于深度學習的智慧教學需在未來的教學實踐中不斷改善與優化，不斷拓寬其適用范圍。

參考文獻

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[12] 張迪，褚玲慧，王帆，等.促進深度學習的在線對話機制：設計與實踐[J].數字教育，2023，9（5）：69-76.

（責任編輯 李強）

The Occurrence Mechanism， Mode Construction， and Practice Path of Intelligent Teaching

Based on Deep Learning in the Perspective of New Classroom Standards

Zhao Xuemei1， Zhong Shaochun2

（1. School of Smart Education， Jiangsu Normal University， Xuzhou， Jiangsu， China 221116;

2. School of Information Science and Technology， Northeast Normal University， Changchun， Jilin， China 130117）

Abstract： Promoting the development of students’ core literacy is the goal of teaching in the new curriculum standards. Intelligent teaching based on deep learning is a kind of inquiry learning that goes through the process of deep processing， active construction， and transfer and application， which is an important way to effectively implement the cultivation of core literacy. This paper analyzes the occurrence mechanism of deep learning in the teaching and learning process from the four aspects， namely， preliminary perception， clarifying and deep understanding of the problem， knowledge construction， transfer and application， deepening realization， reflection and improvement， and evaluation and criticism. Guided by the deep learning theory， a deep learning-oriented intelligent teaching model is constructed by giving full play to the advantages of scenario creation， knowledge construction， transfer and application， evaluation and reflection enabled by intelligent technology. The paper analyzes the practice path of intelligent teaching based on deep learning in terms of basing on subject scenarios， designing driving problems according to local conditions， changing the role of teachers， creating ways of knowledge construction， integrating and designing interdisciplinary problems， constructing a systematic knowledge system， strengthening assessment types， and refining assessment standards， etc.. Finally， it interprets intelligent teaching based on deep learning by taking the “Mosaic Floor” as an example.

Key words： New curriculum standards; Deep learning; Intelligent teaching; Core literacy; Mode construction