基于深度学习的课堂教学活动设计改革和实践

管卫兵 汪振华 张饮江 王凯 沈盎绿 张爽

[摘 要] 随着学习科学的创新以及信息技术与课程的不断融合发展，面向深度学习的教学设计已经成为教育中需要重点思考的问题。如何通过课堂教学活动的设计让学生轻易地实现参与式且较有深度的学习课程是关键。课程分为三个教学阶段：教师主讲、理论学习和学生实践学习三个部分。课程通过分组教学，分章节制订教学单元，分配不同小組的学习任务。其中理论部分教学课件是由同学们互相提问实现的，课件制作内容需根据其余组的同学提问进行回答制作。提问在教师提供的电子课件、教材章节及相关参考资料预习基础上实现的。实践部分以案例教学为主，每位学生完成指定章节不同主题的大作业。通过这种课程组织形式，可以有效地实现班级同学全员参与的深度学习，充分激发所有同学的课程参与度，实现深度学习的目标。

[关键词] 恢复生态学;深度学习;教学方法

[基金项目] 上海海洋大学教学研究项目（2018;2019）

[作者简介] 管卫兵（1972—），男，江苏淮安人，博士，上海海洋大学海洋生态与环境学院副教授，主要从事资源生态学教学与研究;

汪振华（1980—），浙江淳安人，上海海洋大学海洋生态与环境学院讲师;张饮江（1961—），男，上海人，教授，硕士生导师，上海水产大学水域环境生态工程研究中心副主任、环境与生态系副主任。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）23-0226-04    [收稿日期] 2019-10-12

当前大学课堂教学中虽然采用了多种研究型或创新型教学方式，但依然存在教学效果难以有效突破的瓶颈问题，以教师为中心、学生主动性不够还是当前教育的常态。这是我们探讨深度学习的课堂组织方式的主要动机。在这种状况下，如缺乏有效的课外学习，就难以保证课堂教学的实效性。大学教学质量高低的关键在课堂教学活动的组织好坏，在有限的课堂时间不尝试促进学生主动学习的教学设计，有违信息时代发展趋势。虽然信息时代所有课程资源（包括相关视频及慕课形式的教学材料）都可提前给学生自学，但是如何让学生真正有效参与学习呢？如果课件或网络慕课课程只是事实的堆积，无论是分科还是综合课程，学生的学习都会流于表面。如课件内容只是简单的符号堆积，再全面的、系统的知识传授都不利于学生发展[1]。如何激发学生的学习兴趣，真正做到学以致用，使之度过一个有意义的大学生活，是我们需要重点思考的问题。课堂教学效率提升是当前高等教学改革的重要内容，深度学习则是提高学习效果和效率的主要途径[2]。要突破这种困境，需要在场域规则优化、师生平等对话、学习习惯形塑等方面对高校课堂教学进行革新，以激发学生深度学习的兴趣，促进我国高校双创人才培养目标的实现[3]。

一、深度学习理论发展情况

随着学习科学的创新以及信息技术与课程的不断融合发展，面向深度学习的教学设计已经成为教育中需要重点思考的问题。很多研究表明，课程的活动类型和教学事件之间存在着一定内部联系，课程中的学习活动设计可以为学生的深度学习提供支持，并为现有开放学习环境下课堂教学的设计和实施提供有效参考[4]。

“深度学习”是当前非常热门的教育词汇，近年刊文较多[5]。深度学习缘起于人工智能中多层神经网络的机器学习方法，进而引申至教育学领域成为近来提倡的深度学习[6]。教育领域的深度学习其主要目标是培养和提升学生高层次的思维与问题解决能力。深度学习虽然是一个新的提法，但其代表的教育思想以及相关的学习策略是根植于近一个世纪来的认知、学习和教育研究的理论与实验结果的。深度学习采用批判性思维，运用多种不同的学习方式或策略对信息进行加工，从而建立新旧知识之间的联系，最终构建自己的知识体系，并应用于实际环境中解决现实世界中发生的问题;通过这个学习过程，最终实现学习目标的成功达成及思维能力提升，实现深度学习。深度学习的产生与发展有着悠久的思想渊源和丰厚的理论基础[7-8]。

深度学习研究报道非常多，相关高等教育中开展实践也有不少，有的将慕课与翻转课堂有机融合进行深度学习场域的研究。与翻转课堂的融合是指将慕课资源进行处理后融入翻转课堂教学全过程，主要是为翻转课堂提供课程相关资源[9-10 ]。深度学习理论强调学习者对于知识、理论等接受要具有批判性和积极主动性，重在培养学习者的学习积极主动性。深度学习理论指导下的翻转课堂教学模式对于学习者的学习主动性以及批判性思维的培养更加有力[ 11 ]。

二、深度教学课堂教学组织活动的理论设计

深度学习并不能自然发生，需要激发条件，主要的先决条件是教师的自觉引导。此外，第一，学生学习的课程材料或单元，需要经过教师的设计，设计成有利于理解的结构化的材料;第二，教学过程必须有预先设计的教学方案，要在有限的课堂时空下，有计划、有序地实现丰富而复杂的教学目的[ 12 ]。

如何通过课堂教学活动的设计让学生轻松地实现参与式且较有深度的学习课程呢？课程分为三部分教学阶段，第一阶段老师主讲，一是介绍课堂教学内容和学生学习组织形式，二是该课程相关学科领域的发展现状及存在的问题;学生参与讲授部分分为深度学习的理论教学阶段和实践应用教学阶段。

（一）深度学习的理论部分教学

理论部分教学主要内容是以理论章节为主要的学习单元。每个单元学习过程中，由一个小组负责指定一个章节的课件制作，但是这个课件内容是在回答其他组所有同学的提问基础上进行制作的。其他组同学根据老师所提供的PPT及其他材料（参考文献、视频材料等）和相关教材章节的内容提前预习，在预习的基础上，然后按顺序提问。课堂上呈现的是其中一组回答其他组员的提问形式。设计中要求所提问题不能重复，由此便激发了学生提前提问学习策略。这种形式提高了学生主动学习的程度，也促使所有同学参与到深度思考环节。所有提出的问题，由课程小组进行归纳并制成课件集中解答。这样，课堂教学时，课程小组负责讲解时就会实现全员互动，而教师也全程参与其中，对学生提问和解答环节中出现的不合理问题提出建议和观点，并列举实际案例或拓展讨论的话题，促使学生更为全面深入地掌握相关问题。

（二）深度学习的实践部分教学

按章节为每位同学分配一个研究方向的讨论题或案例主题（全部以组为单位，分配不同题目），以大作业形式，进行汇报。课堂时间如不够，则可在辅导课堂中延续;以组为单位集中汇报，课上其他组提问，并由其他组现场按照优良中三个等级评价汇报组的表现。

三、深度教学课堂教学活动设计要点

通过创新课堂教学形式的调整，形成全员参与的深度学习新模式，并进行相应的学习效果评价。深度学习的核心特征是培养高层次的思维能力。以此为教学目标，要求在课堂教学时间内，让学生尽可能地掌握课程的知识体系及内容，在后期的案例学习中也采用案例或大作业形式，进行多次实际运用。

（一）框架式的内容体系构建

课程要有反映最新学科知识领域发展的教材或相关教学资料，不能仅参考指定的教科书，要重新组织编写反映最新学科前沿的材料，从而丰富相关教学内容。这要求教师对该学科的国内外发展动向，尤其理论教学部分要求阅读相关文献，了解国际科研动向，这是做好新的课程教学体系的基础;最好参考国际知名院校类似课程的教学大纲进行优化。也可以参考其他教学平台MOOC或课件;同时按教学章节将这些材料中择优选择。课堂讲授重点不需要面面俱到，而应是根据建构主义理论，协助学生构建自己有关该课程的框架式知识体系，并对相关核心问题，进行较为深度的引申。课程分为理论部分和实践两个部分，理论部分要紧随世界最新相关课程理论进展，实践部分要和国家或国际相关产业真正结合（表1），这要求教师要有较高的科研经历，尤其是应用推广的实践经历。按章节设计一个完整的学习过程是符合教学专家提倡的大单元课程设计[ 13 ]。

（二）情境化的问题创设

提出问题有时比解决问题更重要。之前传统的课程教学往往以教师为主导设计各种讨论题，但多年教学实践证明效果并不好，主要是教师自己设计的问题常不具有开放性，很多题目还限定在老师的科研思维中，学生难以回答。学生根据所学材料，提出适合自己水平和认知习惯的问题是更佳的选择。深度学习的课程组织是通过让负责小组外的其他成员对相关章节内容进行问题提问，从而得到基于同学原有知识认识水平的问题，这些问题往往没有限制，新意十足，也有助于了解同学自学的程度和效果。在学科构成中大观念可代表学科核心概念，对于这些大观念的理解，及应用这些大观念解决现实问题时，就体现了学科课程的教学目标;若使学生理解与运用大观念，教师需要创设并组织相应学习活动。这些大觀念或情境化问题是我们深度学习课程组织的重要参考框架[ 14 ]。

（三）深度学习课程汇报和讨论

负责小组进行相关问题现场汇报，练习表达能力。同时和相关提问同学进行互动，由于其他小组所有同学了解全部课程材料及大部分问题也会参与讨论。老师在此中进行这些互动的协调工作，同时负责对相关问题做进一步拓展或部分案例展示。

（四）教师课堂评价

课程进行中，要通过小组长对相关教学和学习过程及时进行记录。对于同学们的每个大单元的提问以及相应的课程回答，都要及时进行总结和归纳。对于表现较好的小组或同学要及时进行表扬。对课程组织学习中存在的问题，要及时进行调整。比如，在班级选课较多、所提问题过多情况下，则选择剔除不相关问题或选择优秀问题，安排作答，从而压缩课堂汇报时间。老师的及时评价有助于表现优秀的同学将成为其他后续同学学习的榜样，有利于后期课堂学习任务更好、更准确完成。随着课程的进行，课堂学习任务的布置和完成将越来越好，成功实现同学们自主的深度学习的目标。

四、结语

课程主要采用学习评价与反馈的方式，强化学生学习的第一性思维。第一性思维是认知科学的核心，有利于真正的切实有效抓住学科或问题的本质，是大学课程教学培养目标的一个重要内容。通过新的深度学习组织形式进行专业课程的理论和实践环节的学习，检验教学活动设计的改革（课堂导学，问题提出和解答，课堂研讨），教学完成后进行相关教学评价，以检测相关教学效果。深度学习有利于培养学生真正的批判性思维，实现“知行合一”这一科学认知的基本过程。

这个看似非常简单的过程，其实可以轻松实现群组的互动学习，所有成员和老师都形成互动。小组就是一个关键的协同学习社区，是实现真正的深度学习的纽带和中枢。提问问题（知识点）为代表的核心概念是网络，理论部分更偏于理论的提升，有利于同学的思辨;应用部分的章节，涉及区域更广泛，有利于深入了解该学科实际应用的方法和效果，最终，理论和实践部分形成一个整体，实现深度学习的目标。

参考文献

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[14]邵朝友，崔允漷，指向核心素养的教学方案设计：大观念的视角[J].全球教育展望，2017（6）：12-19.

Reform and Practice of Classroom Teaching Activity Design Based on Deep Learning

GUAN Wei-bing，WANG Zhen-hua，ZHANG Yin-jiang，WANG Kai，SHEN Ang-lü，ZHANG Shuang

（College of Marine Ecology and Environment，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China）

Abstract：With the innovation of learning science and the continuous integration of information technology and curriculum，instructional design for deep learning has become a key issue in education.How to make it easy for students to achieve participatory and in-depth learning through the design of classroom teaching activities is the key.In this study，the course is divided into three teaching stages：teacher lecture，theoretical learning and student practical learning.The course is carried out with group teaching，allocating teaching unit according different chapters and assigning learning tasks to different groups.Among them，the theoretical part of the teaching courseware is provided by the students asking each other questions.The content of the courseware needs to be produced according to the questions of the remaining groups of students.Questioning is based on the preview of electronic courseware，textbook chapters and related reference materials provided by the teacher.The practical part is mainly based on case teaching，and each student completes a large assignment in a specific chapter with different topics.Through this form of curriculum organization，it is possible to effectively achieve deep learning with full participation of classmates，fully stimulate all students' participating in the curriculum，and achieve the goal of deep learning.

Key words：restoration ecology;deep learning;teaching method