新课标视域下基于深度学习的智慧教学：发生机理、模式构建与实践路径

摘 要：促进学生核心素养发展是新课标教学的目标指向。基于深度学习的智慧教学是经过深度加工、主动建构、迁移应用等过程的探究学习，是有效落实核心素养培养的重要方式。该研究从初步感知、明确问题，深层理解、知识建构，迁移应用、深化实现、反思提升、评价批判4个方面，分析了深度学习在教与学过程中的发生机理。以深度学习理论为指导，发挥智能技术赋能深度学习的情景创设、知识建构、迁移应用、评价与反思的优势，构建了面向深度学习的智慧教学模式。同时，从立足学科情景、因地制宜设计驱动问题，变革教师角色、创生知识建构方式，融合设计跨学科问题、建构系统的知识体系，强化评估类别、细化评估标准四个方面，分析了基于深度学习的智慧教学实践路径。最后，以“镶嵌地板”为例，对基于深度学习的智慧教学进行了诠释。

关键词：新课标；深度学习；智慧教学；核心素养；模式构建

中图分类号：G4 文献标志码：A 文章编号：2096-0069（2024）05-0008-06

收稿日期：2024-02-29

基金项目：国家社会科学基金教育学一般项目“混合式学习场景下学习者知识状态评测与干预机制研究”（BCA230270）

作者简介：赵雪梅（1991— ），女，山东滨州人，博士，讲师，研究方向为智慧教育、深度学习；钟绍春（1965— ），男，吉林双辽人，教授、博士生导师，研究方向为智慧教育。

引言

核心素养是义务教育新课标（2022年版）的“基因”，义务教育新课标是以核心素养为主线构建起来的新型课标，重点关注的是人的内在品格和关键能力[1]。义务教育课程方案注重强化学科内知识整合，统筹设计综合课程和跨学科主题学习，培养学生创新精神和实践能力，强化课程协同育人功能，积极探索新技术背景下学习环境与学习方式的变革，培养学生综合运用知识解决问题的能力。基于深度学习的智慧教学恰恰是课程标准有效落实的方式，能有效促进学生核心素养的发展。基于深度学习的智慧教学对学生的学科概念建构和学业成就有着显著的积极影响，特别是对常规课堂教学难以兼顾的创造性思维、问题解决能力和学习动机具有良好的促进作用。

构建基于深度学习的智慧教学模式，是真正落实义务课程标准的重要途径。本文以义务教育课程标准为依据，以培养学习者的核心素养为旨归，将教学内容的学习与学科核心素养的发展融为一体，以问题驱动组织教与学活动，探索有效落实新课标要求的实践路径。

一、深度学习在教与学过程中的发生机理

本研究借鉴埃里克·詹森（Eric Jensen）等[2]的深度学习路线模型及纪宏璠等[3]的观点，分析了深度学习的发生机制（如下页图1所示）。

1.初步感知，明确问题

学科内容情境化：创设宏观情境，使学生置身于知识发现与创造的社会和时代背景中；创设中观情境，引发学生认知冲突，实现概念转换；创设微观情境，引导学生科学推理和验证，反思问题解决过程，让学生“亲历”知识的发生过程，调动情感、认知、行为等，感知与理解新知识。

2．深层理解，知识建构

通过对问题的思考，加深新旧知识之间的联系，引发学生产生认知冲突。教师收集、整理学生的疑点、难点或共性问题，通过设计具有探索性的问题，激发学生的内驱力，引导学生批判性地分析问题，将新知识整合到原有的认知结构中，经过同化或顺应过程，巩固、重建认知结构，深化知识构建层次，从而理解与建构新知识[4]。

3．迁移应用，深化实现

通过对知识的迁移应用，将知识转化为技能，在多变的问题情境中领悟、建构知识，实现对新知识的深度理解与内化。在知识迁移应用的过程中，通过师生、生生的深度交流互动，促进思维碰撞，提炼问题解决的关键点，举一反三、融会贯通，通过疑难问题的解决，实现知识的深化与创造。

4．反思提升，评价批判

采用评比、情境测验、项目评价等多种方式，建立评价考核机制，对学习的整个过程进行监测和调控，鼓励学生对自己及他人的作品与研究成果进行分析与评价，营造良好的课堂评价氛围。创设批判性的课堂情境，促进学生价值立场的形成和认知框架的构建。在课堂教学中，引导学生破除对权威的盲从思想，培养学生对他人观点的质疑精神，引导学生以批判的态度对待各种问题，以充实、确凿的证据进行推理，以科学的标准检验推理结果，打破程式性的问题解决模式。

二、新课标视域下基于深度学习的智慧教学模式构建

1．理论依据：深度学习理论

深度学习是马顿（Marton）等[5]首次提出的。相对于被动机械的浅层学习[6]，深度学习强调知识整合与意义连接[7]，以及高阶思维和问题解决能力的提升[8]。深度学习强调情境、交互、体验、反思等学习过程要素，是一个自我理解、分享理解、深化实现、反思理解的探索过程[9]（如图2所示）。

2．智能技术对深度学习的支持

智能技术扩展了获取、感知、加工、传递信息的方式和渠道[10]，在基于深度学习的智慧教学中具有重要的支撑作用（如下页图3所示）。在情境创设上，按照不同类型的内容，以情境故事、仿真实验等方式，为学习者营造高沉浸、多感知的知识发生情境，将抽象概念与具体情境相融合，刺激学习者的感官，使其充分感知情境所蕴含的知识与问题[11]；在即时交互层面，通过多种交互工具进行交流与互动、话题讨论与思考、观点与见解分享，促进学习者对知识与观点的批判分析、深度理解与内化；在沉浸体验方面，利用智能技术实现教学情境的抽象与具象、虚拟与现实的有机结合，将真实世界与虚拟世界进行叠加，将过去与未来、宏观与微观等进行多维空间呈现，促进学习者对知识的迁移应用与深化理解；在智能评测层面，运用表情识别、模态追踪等技术，在课堂教学的不同环节采集学生对研究成果的比较与鉴别、质疑与反思，精准评测学习者的知识建构层次、认知发展状态，促进其对所学知识进行综合分析与重新审视。

3．基于深度学习的智慧教学模式

本研究以新课标为依据，以核心素养培养为旨归，将教学内容与核心素养发展融为一体，以问题驱动组织教与学活动，构建了基于深度学习的智慧教学模式（如图4所示）。

在初步感知、明确问题阶段，教师创设具体的问题情境，让学生感知情境，明确问题考查的知识与内容。在问题情境的创设过程中，教师要充分发挥多个模块知识的综合作用，注意对学生情感、态度的引导，不仅让学生学习知识，还要提高学生运用知识解决生活实际问题的能力，从而提升学生的学科素养。

在深层理解、深层建构阶段，学生要建立解决问题的模型，设计问题方案。教师要巡视小组探究过程中的问题，调节课堂进程，及时为学生解答在小组合作学习讨论中发现的疑难问题，并记录下每个小组和每位学生在合作学习中的现实表现，以及任务完成情况，对暂时落后的小组给予帮助，以便确保每个小组都能够完成知识的深层建构。

在迁移应用、深化实现阶段，作品展示与过程评价是对探究结果的检验，可及时发现问题，及时调整优化教学方式。教师要对学生的课堂展示进行有针对性的指导，依据数据反馈的评价结果，快速及时地给出问题的答案和学习建议。学生要将研究过程与结论形成研究报告。

在反思提升、评价批判阶段，教师要引导学生进行专题知识的梳理与总结，并对问题探究思路与解决方法进行强调与巩固。学生通过思维导图梳理与内化知识，形成对知识的整体把握。

三、新课标视域下基于深度学习的智慧教学实践路径

1．立足学科素养，因地制宜设计驱动问题

明晰学科的学习情境，是为了更好地设计出符合学科素养培养要求的驱动性问题。教师在设计驱动问题时，要做到学习内容、学习方式、学习动机等方面的综合设计，除了考虑真实的学科情境和现实问题，还应兼顾学生的学习兴趣和已有知识水平。在智慧课堂上，通过问题式任务驱动，让学生经过独立思考、小组讨论、问题反馈、作品呈现、共享交流，不断对自己和他人的看法进行思辨和提炼。在综合、分析、判断中促进深层次思维的发展，实现学习任务落实与学生个性化成长的双重目标。

2．变革教师角色，创生知识建构方式

教师是课堂变革的关键角色。在智能教学环境下，教师不仅需要关注学生对基础知识、基本技能的获得，还需要让学生理解学科思想、获得活动经验。首先，从教学理念上，变“备教”为“备学”，变“课堂”为“学堂”。其次，根据学生的课前预学数据进行教学设计，重点关注哪些知识点要重点讲解、哪些知识点通过小组合作即可掌握等。最后，基于深度学习的智慧教学模式，使精准施教、个性化学习成为课堂新样态，使学生从预学中发现问题、提出问题，在学习中分析问题、解决问题，以课后延学促成长。

3．融合设计跨学科问题，建构系统的知识体系

教师应让学生综合运用多学科知识，联系生活实际，发挥团队协作效能，将问题在动态中解决，进行自主探究实践活动。这有助于学生将所学知识联系起来，形成结构化的、灵活的、系统的知识体系。因此，教师应加强对课程标准与教材的深刻理解，对教材内容进行梳理和整合，打通横向与纵向知识间的联系，拓展知识的广度和深度，为学生设计出具有本学科特点的知识架构，以此提升学生的知识应用与创新能力。问题的设计应融合不同的学科知识，增强问题的“真实性”，以便能够打破学生运用单一的学科知识去解决现实问题的局面。

4．强化评估类别，细化评估标准

学生核心素养发展是教学评价的出发点和落脚点。智慧教学评价不仅包括对学科知识学习效果的评估，还包括对学习能力的评估，从而提升学生的课程学习体验与学习效果。因此，核心素养发展评价来源于两方面，即任课教师立足于课堂教学的实时评价、阶段性评价、教学全过程评价，其他与课程教学相关的主体立足于评价标准，结合相关材料对学生的核心素养发展情况进行评价。

四、新课标视域下基于深度学习的智慧教学实践案例

本研究以湘教版综合实践课程八年级下册“镶嵌地板”为例，对基于深度学习的智慧教学进行阐述与说明。该课程是利用正多边形的性质、面积计算及不等式等方面的知识，来研究生活中的平面镶嵌问题。平面图形的镶嵌是体现多边形、不等式等知识在现实生活中的应用的典型实例。

1．教学实施过程

基于深度学习的智慧教学实施流程如下页图5所示：

（1）呈现生活任务，初步体验平面镶嵌的美妙。教师用视频动画展示各种精美的平面镶嵌图案，让学生通过对现实生活中的镶嵌现象的观察与思考，理解平面镶嵌的含义。

（2）异质分组，选择方案。教师综合考虑班级每位同学的优势，进行异质分组。教师给出不同形状的板砖，启发学生思考选择铺设方案。

（3）合作探究，完成任务。探究活动一：考察多边形角的相关知识。让学生了解哪几种正多边形能组合镶嵌，理解正多边形镶嵌的条件与原理。探究活动二：考察多边形面积计算、一元一次、二元一次不等式组等知识。让学生探索限用一种正多边形镶嵌需要多少块板砖？用两块正多边形镶嵌分别需要多少块板砖？对平面镶嵌问题的探究，可以让学生经历“观察、实验、推理、归纳、联想、反思”等思维活动过程。

（4）问题迁移，深化应用。让学生思考：采用多种正多边形如何进行组合镶嵌？若一个正多边形的顶点不与另一个多边形的顶点重合，而是在另一个多边形的边上，要镶嵌一个平面，需要满足什么条件？你能用数学方法进行推导吗？

（5）课外阅读，知识拓展。处于八年级阶段的学生已经初步具有感受美、发现美的能力，对美有一定的渴望与追求。在枯燥抽象的数学课上引进生活中美的事物，能够让学生充分发现美、感受美、创造美。另外，教师可以提供与镶嵌相关的资料，供学有余力的学生课外阅读。

（6）梳理总结，评价批判。让学生使用思维导图，梳理本专题用到的知识，使知识体系化。利用这种知识来认知生活中各种精美的镶嵌图案，并尝试自行构造出一些镶嵌图案。

2.案例分析

“镶嵌地板”这一课，体现了综合实践课程的特点和八年级学生的认知特点。八年级的学生正处于形象思维向抽象思维逐步过渡的阶段，对实际操作活动有着浓厚的兴趣，对一些基本的平面图形已经有了较为系统的认识。本节课首先采用视频动画呈现精美的镶嵌图案，启发学生思考镶嵌用到的数学知识，让学生在生活场景中感知数学，初步思考镶嵌考查的数学知识。接下来，采用异质分组的方式，让学生自主选择不同的镶嵌方案，为小组合作打下基础。通过镶嵌条件探究、板砖数量计算，让学生在小组合作中理解镶嵌的本质。在此过程中，提出思考问题：用多种正多边形进行组合镶嵌，有哪些组合方法？若一个正多边形的顶点不与另一个多边形的顶点重合，而是在另一个多边形的边上，要镶嵌一个平面，需要满足什么条件？启发学生迁移应用知识，进一步深化对知识的理解。最后，通过课外阅读、梳理总结，让学生进一步将知识体系化。本节课针对知识系统应用困难的问题，将零散的知识集中于系统应用综合知识的“镶嵌地板”这一主题中，让学生主动去发现和思考问题、探究问题、动手完成实验等学习过程，有助于学生对知识的深层理解与运用。

五、结语

基于深度学习的智慧教学，支持学生自主构建知识并形成问题解决能力，实现知识、能力、素养共同发展，促进学生高品质个性化学习。因此，基于深度学习的智慧教学，能够充分发挥智能技术对基础教育应有的支撑作用和价值，推动从知识传授向能力提升的教学变革，落实新课标对核心素养培养的要求。但由于教学的对象是活生生的人，教与学过程是灵活多变的，基于深度学习的智慧教学需在未来的教学实践中不断改善与优化，不断拓宽其适用范围。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.关于印发义务教育课程方案和课程标准（2022年版）的通知[EB/OL]. （2022-04-21）[2024-03-15].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A26/s8001/202204/t20220420_619921.html.

[2] Eric Jensen，LeAnn Nickelsen. 深度学习的7种有力策略[M]. 温暖，译.上海：华东师范大学出版社，2010.

[3] 纪宏璠，雷体南，方红.基于ITtools 3.0的深度学习过程设计与实践研究[J].现代教育技术，2015，25（2）：40-46.

[4] 李海峰，王炜.涟漪拓展探究法：一种在线深度协作知识建构的学习策略探索[J].电化教育研究，2019，40（6）：76-83，120.

[5]MARTON F， SALJO R. On qualitative differences in learning： I-Outcome and process[J]. British Journal of Educational Psychology， 1976（46）：4-11.

[6] 张浩，吴秀娟.深度学习的内涵及认知理论基础探析[J].中国电化教育，2012（10）：7-11，21.

[7] 温雪.深度学习研究述评：内涵、教学与评价[J].全球教育展望，2017，46（11）：39-54.

[8] 崔友兴.基于核心素养培育的深度学习[J].课程.教材.教法，2019，39（2）：66-71.

[9] 康淑敏.基于学科素养培育的深度学习研究[J].教育研究，2016，37（7）：111-118.

[10] 赵雪梅，钟绍春.具身认知视域下促进高阶思维发展的多模态交互机制研究[J].电化教育研究，2021，42（8）：65-71，87.

[11] 杨俊锋，施高俊，庄榕霞，等.5G+智慧教育：基于智能技术的教育变革[J].中国电化教育，2021（4）：1-7.

[12] 张迪，褚玲慧，王帆，等.促进深度学习的在线对话机制：设计与实践[J].数字教育，2023，9（5）：69-76.

（责任编辑 李强）

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