深度学习视角下的高校智慧课堂教学模式构建研究

崔向平 张涵淇 杜玉霞 钱江明 苏伟

摘 要：智慧教育承担着引领我国教育信息化2.0阶段发展变革的重要职能，智慧课堂作为智慧教育具体可感知的表现形式，可以推动教学模式的变革。已有研究表明，智慧课堂的目的是促进深度学习，而深度学习的结果是高阶思维能力和核心素养的生成。基于深度学习理论和核心素养，尝试构建高校智慧课堂的教学模式。该模式由教学目标、操作程序、实现条件和教学评价四部分组成。其中，教学目标包括落实立德树人根本任务、培养德智体美劳全面发展的人的总目标，促进深度学习、培养核心素养的分目标，由知识与能力目标、素养目标、课程思政目标三部分组成的具体目标;操作程序依次为课前预设问题、引导主动学习，课中引导探究反思、促进深度学习，课后进行个性化作业、促进深度学习;实现条件为包括智慧移动终端、智慧教室的硬件设施，包括智慧教学平台、智慧学习资源、智慧学习技术的软件支持;教学评价的形式为混合式学习评价，其主要流程为课前设置评价标准、课中对学习过程进行评价和课后对学习结果进行评价。期望能以此为高校智慧课堂的教学提供模式参考和指导。

关键词：深度学习;智慧课堂;教学模式;核心素养;立德树人;课程思政

中图分类号：G4 文献标志码：A 文章编号：2096-0069（2022）03-0034-08

收稿日期：2021-05-19

基金项目：甘肃省科技计划项目（重点研发计划）“文化科技融合数字服务平台智能技术研究及应用示范”（21YF5GA006）;CCF-蚂蚁科研基金项目“基于知识追踪和推荐算法双驱动的新一代助推理论研究及教育行业示范应用”（CCF-AFSG RF20200014）

作者简介：崔向平（1978— ），女，甘肃白银人，教授、硕士生导师，研究方向为高等教育信息化、在线教育、智能教育;张涵淇（1997— ），女，辽宁铁岭人，硕士研究生，研究方向为在线教育、智能教育;杜玉霞（1974— ），女，甘肃灵台人，教授、硕士生导师，研究方向为智慧教育、教师教育信息化、STEAM教育;钱江明（1995— ），男，浙江湖州人，硕士研究生，研究方向为在线教育、智能教育;苏伟（1977— ），男，河北保定人，副教授、硕士生导师，研究方向为人工智能、信息无障碍技术、教育数据挖掘。

引言

随着信息技术的不断发展，我国教育信息化进入了2.0阶段。2018年，教育部印发了《教育信息化2.0行动计划》，提出要以人工智能、大数据、物联网等新兴技术为基础，依托各类智能设备及网络，积极开展智慧教育创新研究和示范，推动新技术支持下教育的模式变革和生态重构[1]。可见，人工智能、大数据等新技术赋能的智慧教育在教育信息化2.0阶段发挥着重要的作用。智慧课堂是在相应理论的支撑下，把信息技术融入教学中，将课堂学习延伸到课前、课中与课后的促进学习者智慧能力生成的课堂，是智慧教育具体可感知的表现形式，其产生与发展推动了教学模式的深刻变革[2]。与此同时，21世纪核心素养在全球范围内迅速传播，核心素养的基本属性包括可迁移性和高阶性等方面。深度学习是与浅层学习相对应的概念，是指学习者在达到了“理解学习”的层次之后，对新思想、新事实进行批判性的学习与反思，在各种思想之间生成联系，能够将它们纳入自身的认知结构，并能在新情境内的决策和问题解决中对自身拥有的知识进行迁移[3]。可以看到，高阶思维能力与核心素养是深度学习的结果，因此，深度学习理论引起了教育界的广泛关注。深度学习的核心是促进深度参与的、以学习迁移为导向的培养解决复杂问题能力的学习，其最终目标是让学习者在未来的职业中能够获得更好的发展;而智慧教育所培养的人才，是具备优秀的学习能力、创新创造能力、协作沟通能力与结构不良问题解决能力的智慧型人才。可见，二者在人才培养的目标上具备高度的一致性[4]。已有研究表明，在智慧教育理念指导下开展的智慧课堂教学，其核心是为了促进学习者的深度学习[5]。目前，针对高校学生的深度学习开展智慧教学的研究相对较少，而高校是为社会培养高级专业人才的教育场所，有必要对其教学活动进行研究，改善高等教育人才培养的质量。因此，可以基于深度学习理论，对高校的智慧课堂教学模式进行构建，为高校的智慧课堂教学活动提供模式参考和指导。

一、文献综述

国外学者对智慧课堂的研究较多地集中在技术层面上，探讨具象的智慧教室环境建设中存在的技术问题及其解决途徑，但也有一些研究对智慧课堂的教学方法与学习活动等方面进行了探索。A.M.阿尔福德里（A.M.Alfoudari）等运用系统评价的方法，基于已发表的105篇文章，分析了当前智慧课堂所面临的社会挑战与技术挑战，并提出了智慧课堂未来可能的五个主要研究领域。他们指出，个性化、参与度和交互性是智慧课堂所面临的主要社会挑战，而其所面临的技术挑战主要包括学习环境设计、智能系统集成、分析工具、系统模型和本体以及移动和社交媒体应用几个方面[6]。智慧课堂教学模式的构建也同样要面临社会层面与技术层面的挑战，而对于教育者而言，其挑战主要集中在社会层面上，因此，可从提高教学的个性化程度、师生参与度和各主体之间的交互性等几个方面入手构建智慧课堂的教学模式。

对于国内而言，相关学者对智慧课堂的教学模式也进行了一定的研究。2015年，我国学者郑云翔从新建构主义理论出发，针对大学生的个性化学习构建了五种教学模式，其中一种即是基于智慧课堂的教学模式[7]。2017年，崔淑仙基于实践经验，介绍了智慧课堂教学模式的构建方法和经验[8]。伴随着2018年《教育信息化2.0行动计划》的出台和大数据、云计算与人工智能等新兴信息技术的发展，智慧教育也成为了教育技术领域的热点研究议题，相应地，一些关于智慧课堂教学模式的研究也随之涌现出来。万飞针对初中物理学科教学的特点对三种常见的物理课型的教学模式进行了探索[9]。于颖等对智慧课堂的发展阶段进行了划分，并构建了不同发展阶段下的教学模式[10]。刘邦奇等提出了智慧课堂的概念并结合高中数学课教学改革的实践经验，构建了智慧课堂教学模式及其应用方法[11]。张玮针对高中英语课程的教学，基于深度学习理论，把智慧课堂看成是一种技术手段，对高中英语课程进行了设计[12]。陶正勇提出了在智能时代的背景下，智慧课堂教学模式的构建方法[13]。王兴宇基于活动理论，构建了智慧课堂教学活动的模型，并将教学活动模式分为三种类型，得出了智慧课堂教学模式的构建应综合几种模式来进行的结论[14]。王冬青等通过数据挖掘的技术手段，对智慧课堂教师的行为数据进行分析，从而对智慧课堂的教学模式进行了探索[15]。王月等在构建了初中地理课的智慧课堂教学模式的基础上，应用实验的方法对其与传统课堂在多个指标上的差异进行了对比，从而验证了该模式的可行性[16]。刘邦奇认为，智能技术可以为因材施教提供支持，并以此为依据构建了智慧课堂教学模式，包括共分为五层的结构框架和“新三段十步”的教学流程[17]。

综上所述，已有研究从不同视角出发对智慧课堂的教学模式构建做出了探索，以上成果为本研究提供了参考与借鉴。同时，笔者发现，以上研究虽也有基于深度学习理论对课堂的设计，但基本针对的是基础教育领域。而对于高等教育领域的智慧课堂教学模式构建，已有研究有些具备理论的支撑，而有些则是从实践经验出发。可以看到的是，基于深度学习理论构建高校智慧课堂教学模式的研究目前还比较缺乏。深度学习理论与智慧课堂的核心思想具备较高的契合度，对高校的人才培养具有重要的意义，因此，本研究将从深度学习理论视角出发，尝试对智慧课堂教学模式进行构建，以期为未来的研究和高校智慧课堂教学实践提供参考和指导。

二、教学模式的组成要素分析

教学模式一词最早由B.乔伊斯（B.Joyce）和M.威尔（M.Weil）提出。我国学者何克抗指出，教学模式是教学活动程序较为稳定的形式，是基于一定教育教学与学习的思想和理论在某种环境中开展的[18]。一般来说，完整的教学模式是在一定理论基础指导下构建的，包含教学目标、操作程序、实现条件和教学评价几个组成要素。

教学目标指导并制约着教学模式的其他组成要素，是组成教学模式各要素中的核心部分。教学目标决定着教学模式中的操作流程和具体阶段，同时也指导和规范着教学评价的实施。在教学过程中，可以根据相应的教学目标与实际情况之间的差异进行反馈，并对阶段性目标乃至总目标做出及时的调整，从而更好地改进教学模式。

操作程序是教学模式组成要素中的实践部分，对教学活动的具体实现步骤和活动程序做出了规定。不过，操作程序也不是固定不变的，在实际教学中，可以对教学流程进行再创造，即根据实际操作中的具体情形对其进行适当的调整。

实现条件在教学模式的各组成要素中起着保障性的作用，指的是为了使整个教学模式的效能得到有效发挥从而达成教学目标所需要的各种内外部条件。对于不同的教学模式，其实现条件也不尽相同，一般来说，大体包括教师、学生、教材、学习资源、教学环境和教学过程所需的各种软硬件等。这些内、外部因素只有有机地结合在一起，才能为教学模式的构建和教学目标的达成创造条件。

教学评价是对教学过程与结果是否达到了预设的教学目标、完成了规定的教学任务进行评价的过程，是整个教学模式中十分重要的一环。通过教学评价，教师和学生可以了解到自己教学和学习的具体情况，并通过与教学目标进行比对发现自身的不足之处，从而做出相应的调整。同时，教学评价也可对师生产生一定的激励作用。对于一些传统的教学模式，其教学评价标准体系已经较为完善，而一些新兴教学模式的教学评价标准体系还没有完全建立起来，需要进一步探索[19]。

三、深度学习视角下的智慧课堂教学模式构建

（一）理论依据

理论依据指构建教学模式所依据的各种教育、教学、学习的思想和理论，是教学模式的理论根基，对其基本方向起决定作用。在不同教育思想与理论的指导下构建的教学模式，会存在很大差异。在构成教学模式的要素中，理论依据渗透于各要素之间，起着指导性的作用，同时也具备着一定的独立性。

1.深度学习理论

深度学习这一术语在计算机领域与教育领域都有应用，但分别具备着不同的意义。计算机领域的深度学习主要指机器对人脑的模仿，通过人工神经网络的构建而实现。教育领域的深度学习是学习科学领域的重要研究内容，与浅层学习相对，其目标是促进学习者各种核心能力的培养。总的来说，深度学习注重培养学习者的高阶思维能力、学习中的反思能力，同时强调学习者的行为与情感投入，是一种主动的有意义学习。深度学习理论是在众多学习、认知理论的共同影响下生成的，包括建构主义理论、元认知理论、联通主义理论与分布式认知理论等[20]。科技发展日新月异，知识的获取越来越便捷，当今社会更需要的是具备辩证思维能力、创新能力等高阶能力的人才。相应地，高校的课堂教学也应改变以学科知识传授为中心的教学理念，重视培养大学生的高阶思维能力，這一点与智慧课堂的理念不谋而合。因此，深度学习理论可以为高校智慧课堂教学模式的构建提供理论支撑。

2.核心素养

核心素养（Key Competencies）最早由经济合作与发展组织（Organization for Economic Co-operation and Development， OECD）提出，指的是适应社会发展需要和能够让公民在生活中取得成功所必需的那些关键素养。“21世纪学习框架”中提出了为促进学生与工作群体职业发展，使其更好地适应21世纪对人才需要的核心素养[21]。2016年发布的《中国学生发展核心素养》强调了学生的终身发展与适应社会发展的需要，并认为核心素养的关键是培养全面发展的人，强调学生在知识、技能、态度、情感、价值观等方面的综合表现，其将核心素养分为三个主要方面，包括文化基础、自主发展和社会参与，在此基础上又分为六大素养和十八个基本要点[22]。综观中国对核心素养的研究，更多地集中于基础教育领域，而对于大学生的核心素养研究相对较少。高校对人才的培养更应重视其终身发展及适应社会的能力与素质，使其成为全面发展的人，因此，核心素养对高校智慧课堂教学模式的构建也具有指导意义。

（二）深度学习视角下的智慧课堂教学模式构建

基于深度学习理论和核心素养，笔者构建了深度学习视角下的高校智慧课堂教学模式，其组成要素和各要素之间的关系，如图1（见下页）所示。

1.教学目标

以深度学习和核心素养为理论基础的高校智慧课堂，其总目标是落实立德树人根本任务，培养德智体美劳全面发展的人。为实现这一总目标，其分目标应包括深度学习的促进与核心素养的培养，而分目标的实现又依赖于以下三个具体目标的达成。

（1）知识与能力目标

传统高校课堂的教学目标较为强调知识的获得，但过于强调知识的获得会使得学生缺乏锻炼自身能力的机会。在深度学习理论指导下的智慧课堂强调高阶思维能力的培养，因此，课堂教学的目标也应从单纯对知识的传授转向对各种能力的培养，具体应包括对信息进行收集处理和运用、解决真实问题、创新思维及终身学习能力等高阶能力。而这些能力的生成是在对知识的主动建构过程中实现的。

（2）素养目标

除了知识与能力，深度学习视角下的智慧课堂还应以对学生情感、态度和价值观等人文素养以及专业素养的培养为目标。其中，人文素养中的情感目标包括学习者学习兴趣的激发和保持;态度目标包括培养学习者对学习的态度、对科学的态度以及对生活的态度等;价值观目标则包括对学生的人文与科学价值、社会与个人价值等多方面价值观的培养。而专业素养目标指的是培养学生使其具备发现自己所学习的专业课程中的研究问题的意识与能力。

（3）课程思政目标

当今，课程思政在高校课堂中的重要性日益凸显，要将课程思政融入深度学习理论指导下的智慧课堂建设中，即把社会主义核心价值观、专业伦理和学习伦理融入课堂教学，争取把学生培养为拥有高尚的家国情怀，具备正确人生观、世界观和价值观，道德修养良好，思想品德高尚的优秀人才，使其未来能够更好地投身于国家和社会的伟大建设中。

2.操作程序

针对实现深度学习、培养核心素养的教学目标，可以建立智慧课堂教学的操作程序，具体应从课前、课中和课后几个阶段予以分析。

在课前阶段，教师应向学生提出与课堂内容相关的具体问题，并向学生发布相应的学习任务，以实现教学内容的导入。教师所提问题要能够激发学生的学习兴趣，与学习内容紧密结合，与学生的生活实际相关联，且需具备一定的挑战性。教师通过对学生给出的答案进行智能化预评估，对教学内容进行动态调整。同时，教师还应制作学生需要的预习材料，可包括自制微课视频、与课程内容相关的慕课资源和各种形式的在线学习资源（如课件、网络视频等），并通过智慧课堂所依托的智慧教学平台向学生发布。

在课中阶段，教师要合理运用信息技术，创造有利于深度学习的环境氛围，使师生、生生之间达成多元的、立體化的互动。具体操作如下：首先，让学生分组对课前预习中遇到的问题进行梳理与讨论，再通过移动终端上报给教师，教师通过对问题的总结分析，对教学内容进行调整，确定本节课的教学重点;其次，教师要应用智能化的教学工具创设与学生已有知识体系相关联的教学情境，通过让学生进行合作探究，导入本节课所要学习的知识。在学生的探究讨论学习过程中，要对探究的全过程进行记录，并生成一定的问题，教师要及时对学生产生的疑问进行有针对性的指导;再次，学生要将探究结果通过移动终端上传给教师，教师则通过对结果的分析，结合平台对数据的分析，给出相应的建议;最后，引导学生根据教师的建议与指导，对课堂学习进行反思，促进其批判性思维能力的生成。

在课后阶段，教师要针对学生在课上出现的问题，对学习资源进行个性化的补充推送，其中也包括个性化的作业。学生则应用这些学习材料，复习所学知识并查漏补缺，完成作业。教师通过平台把批改结果反馈给学生，学生又可以针对反馈结果在平台上与教师进行交流，并进行反思与总结。

通过探究学习，可以实现对学生问题解决能力与创新能力的培养;通过合作学习实现学生之间的互动，从而实现知识在各节点之间的联通;通过引导反思能够培养学生对知识批判性吸收的能力以及正确的价值观，并把课程思政内容融入课堂教学中。同时，在丰富多样的教学形式下，也有利于学生学习兴趣的激发和保持，促使其深度学习的实现与核心素养的生成，使其成为德智体美劳全面发展的人。

3.实现条件

智慧课堂的实现条件包括硬件和软件两方面。硬件主要包括智慧移动终端和智慧教室;软件则包括智慧教学平台、智慧学习资源和智慧学习技术几部分。

硬件方面，智慧移动终端的作用是用来收发信息，便于收取通知，上传作业和与教师、同学进行多媒体互动;在学习中遇到问题时可以及时查阅资料，解决问题;方便阅读、观看教师提供的和网络上的海量在线学习资源等。智慧移动终端主要包括智能手机、平板电脑和笔记本电脑等，其为实现随时、随地的泛在化学习提供了条件。智慧教室的核心理念是将技术融合到教室的建设中，使其更有利于学生智慧的生成。具体包括智能控制中心、智能教学黑板，以及各种形式的网络支持包括5G、Wi-Fi以及实现智能环境控制的物联网等[23]。需要注意的是，要利用好智慧课堂的硬件设施，实现其与教学的深度融合，避免从“人灌”转向“电灌”，如果学生的深度学习无法发生，技术也只能流于形式。

软件方面，智慧教学平台可以实现签到、互动讨论、收发作业、教学评价等功能的一体化，目前应用较为广泛的智慧教学平台主要包括学习通、雨课堂、课堂派等。智慧学习资源具备个性化自适应推送的特点，主要包括教学视频、教学课件以及试题和互动环节等。同时，在教师的教学和学习者的学习过程中，也会生成大量的智慧学习资源，包括同伴探究过程中产生的互动记录、学生对问题的回答、作业生成的成果和教师的批改与建议等。智慧学习技术包括各种新兴的信息技术，智慧课堂的实现离不开它们的支持。智慧学习技术主要包括大数据、人工智能、物联网、云计算等。例如，在智慧课堂教学和学习过程中会产生海量的行为数据，结合人工智能技术与大数据技术对这些生成的数据进行分析，可以实现学习资源的适应性推送、对学习过程的智慧化评价，并为改进教学提供对策。

4.教学评价

深度学习视角下的智慧课堂在培养学习者知识技能的基础上，更加注重其能力素养的培养。传统课堂中的评价方式以终结性评价为主，主要是对学习结果的考量。形成性评价与终结性评价相对应，是指对整个教学和学习过程的评价。能力是在整个学习过程中生成的，因此，深度学习视角下智慧课堂的教学评价应把形成性评价与终结性评价结合起来，即混合式学习评价。要从评价内容、评价形式和评价主体等方面的多元性出发，构建智慧课堂的混合式学习评价体系，也就是要把形成性评价与终结性评价、教师评价与学生评价和智能系统辅助评价、网络学习评价与传统课堂学习评价以及自我评价与同伴评价结合起来。

就评价的内容而言，一方面要对学习过程中的各项指标如学生的能力、态度、情感等进行评价，并形成相应的评价体系;另一方面也要对学习的结果包括学生产出的各项成果等进行评价;此外，也要把课程思政的内容作为教学评价的一部分进行考查。最终考核成绩中，专业成绩与课程思政成绩应各占一定的比例，对于课程思政内容，可从学生是否具备高尚的道德情操、深厚的家国情怀、良好的创新精神和远大的职业理想等方面进行考量与评价[24]。就评价的主体和形式而言，首先，学生要对学习过程和结果进行自评;其次，小组成员和班级成员之间要进行互评;再次，利用智能系统进行辅助点评;最后，教师检验评价结果与质量。

在实际操作中，教学评价包括课前、课中及课后三个部分，具体实现步骤如下：课前，教师发布学习任务和问题，学生提交答案，而教师则根据学生提交的答案和教学目标设置课上的评价标准;课中，学生通过小组讨论生成探究结果，教师向学生提供评价指标并对典型样本进行示范性批改，随后让学生进行独立思考、小组讨论和全班讨论;课后，让学生对学习成果进行自评和互评，再利用智能系统对成果进行辅助点评，教师则采取普查与抽查相结合的方法对评价结果与质量进行检验[25]。

四、结语

深度学习已经得到了教育学界越来越广泛的关注，以立德树人为根本任务的高等教育更应注重对学生的高阶能力和素质的培养，因此，本研究以深度学习理论和核心素养为理论依据，结合智慧课堂的特点，从教学目标、操作程序、实现条件和教学评价几个方面出发构建了深度学习视角下的智慧课堂教学模式。在实际课堂教学中，要把各个部分有机地结合起来：以实现条件为基础，把教学目标融入具体的操作程序和教学评价中，并把混合式的学习评价贯穿到课前、课中、课后的教学全过程中。未来，笔者将致力于在该教学模式的指导下，开展基于智慧移动终端、智慧教室及不同智慧教学平台支持下的实证研究，进一步完善本研究构建的深度学习视角下的智慧课堂教学模式，以此丰富智慧教育的研究成果。

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（责任编辑 王策）

Research on the Construction of College Smart Classroom Teaching Mode under the Perspective of Deep Learning

CUI Xiangping1a，ZHANG Hanqi1a，DU Yuxia2，QIAN Jiangming1a，SU Wei1b

（1.a.Institute of Higher Education;b.School of Information Science & Engineering，

Lanzhou University，Lanzhou，Gansu，China 730000;

2.School of Education，Guangzhou University，Guangzhou，Guangdong，China 510000）

Abstract： The smart education has taken on an important role of leading the development and reform of domestic education informatization 2.0 stage.As a specific and perceptible representation of smart education，smart classroom can promote the reform of teaching mode.The informed research has shown that the purpose of smart classroom is to promote deep learning，but the result of deep learning is the generation of higher order thinking ability and core literacy.Based on deep learning theory and core literacy，the author has tried to construct the teaching mode of college smart classroom.Such mode is made up of teaching objectives， operation procedure，conditions for implementation and teaching evaluation.Among them，the teaching objectives include the overall objective of fulfilling the essential task of setting high moral values and cultivating persons and cultivating persons of all around development of moral，intellectual，physical，aesthetics and labor education，partial objectives for promoting deep learning and cultivating core literacy，and the specific objectives made up of three parts like knowledge and ability objective，literacy objective and curriculum ideological politics objective;the operation procedures in proper order are to preset questions before class to lead active learning，to guide exploration and reflection in class to promote deep learning，to do personalized exercises after class to promote deep learning;conditions for implementation include hardware facilities like smart mobile terminal and smart classroom，and the software support of smart teaching platform， smart learning resources，and smart learning technology;the form of teaching evaluation is blended learning evaluation，the main procedure of which is setting evaluation standard before class，evaluating learning process during class and evaluating learning results after class，hoping to provide reference of mode and guidance for the teaching of college smart classroom.

Key words： deep learning;smart classroom;teaching mode;core literacy;to set high moral values and cultivate persons;curriculum ideological politics