深度学习视角下高校创新人才培养探索

刘琰璞 刘洪沛

10.3969/j.issn.1671-489X.2022.04.058

摘 要 在梳理高校创新人才培养研究现状的基础上，厘

清高校创新人才培养和深度学习的关系，从学生的学习过程出发，运用分析实践案例的方法，提出高校培养创新人才需要转变教育理念，具备“理解—任务驱动—迁移”的教学设计思想，增加科研创新学分的教学考核手段，培养学生的深度学习能力。

关键词 深度学习；高校创新人才培养；创新能力

中图分类号：G642 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2022）04-0058-05

Research on Cultivation of Innovative Talents in Univer-sities from Perspective of Deep Learning//LIU Yanpu， LIU Hongpei

Abstract On the basis of combing the research status of the cultivation of innovative talents in colleges， after clarifying the relationship between the cultivation of innovative talents

in colleges and deep learning， starting from the learning pro-cess of students， using the method of practical case analysis， colleges need to cultivate innovative talents by changing edu-

cational concept， possessing the teaching design ideas of “un-

derstanding-task-driven-migration” and the teaching assess-ment methods of increasing “research and innovation credits”

to cultivate students deep learning ability in the cognitive， interpersonal， and personal fields such as learning perseve-rance was proposed.

Key words deep learning; cultivation of innovative talents in

universities; innovation ability

1 研究背景

信息化2.0时代，高等教育信息化是促进高等教育变革的有效途径，也是我国教育信息化实现教育现代化的重要推动力量。高等教育信息化的高质量发展应该最终落实到创新人才培养上，借助信息技术优势，促进高校教育理念、教学模式、学习方式等深层次变革。高校如何在信息化2.0背景下培养创新人才，是值得深入研究的问题。本文在分析高校创新人才培养现状研究的基础上，以某知名大学创新创业实践活动为例，通过访谈分析该校学生制作创新创业项目的过程，旨在从深度学习的角度丰富创新人才培养的理论研究，并探索高校创新人才培养策略以供其他高校借鉴。

2 高校创新人才培养研究现状分析

我国自2000年提出创新人才培养，国内学者有关创新人才培养的研究逐渐增多。在近20年的研究中，学者对创新人才培养的研究主要通过两大方面进行：一方面是针对某一专业进行创新能力培养模式研究，另一方面是通过开展创新创业教育培养创新人才。我国学者对高校创新人才培养的研究是有共性的。大部分高校认为创新人才培养要创新人才培养模式，增强师资力量，借助信息技术时代发展趋势，搭建创新实践平台，这样才能获得突破性进展。在阅读文献的基础上，我国学者对于高校创新人才培养中存在问题的研究逐渐增加，尤其是在创新创业教育领域，多数学者认为高校开展创新创业教育培养创新人才并不是那么乐观，培养的创新人才出现“伪创新”趋势，高校创新人才培养存在创新意识淡薄、创新能力培养不足的问题。如何更好地解决研究者提到的一些问题，如何更好地促进高校创新人才培养，是值得关注的话题。

目前在高等教育中对知识机械记忆、不知变通的浅层学习仍然存在，这种浅层学习状态是不利于学生成为创新人才的。深度学习与浅层学习不同，深度学习的发生基于学生的学习动机，不是简单的死记硬背，是在原有知识基础上的吸收创新，进而促进创新能力的提升。所以，对高校而言，培养学生的深度学习能力对促进创新人才培养很有必要。

3 深度学习与高校创新人才培养的关系

为什么深度学习能够对高校创新人才培养产生有益启示？深刻了解深度学习的概念、深度学习能力的内涵以及深度学习与高校创新人才培养的关系后，能够更加意识到深度学习的重要性以及与高校培养创新人才的一致性。

3.1 深度学习的重要性

1976年，教育心理学家马顿和赛尔乔认为学习应当分为浅层和深度两种不同层次，深度学习是与浅层学习相对的概念[1]。在国内，余胜泉等[2]指出深度学习的目标是提高学习者的认知、问题解决等能力和批判性、计算、创新性等高阶思维。另外，美国Hewlett基金会和NRC（National Research Council，美国国家研究委员会）将深度学习能力归纳三个维度，即认知领域、人际领域和个人领域，如表1所示[3]。每一个维度的内容是多方面的：学生能够掌握核心学科知识，具备批判性思维和复杂问题解决能力，是认知领域维度的具体内容；团队协作和有效交流能力属于人际领域；在个人领域方面，学生知道如何学习，以及具备学习的恒心是很重要的。

该深度学习能力框架主要是从学生角度考虑的。认知领域中的掌握核心学科知识更多地强调的是学生在新的情境下能够将所学知识迁移，达到活学活用的程度；批判性思维和复杂问题解决是学生能够用怀疑的思维思考分析问题，然后解决问题[4]。人际领域中的团队协作能力是学生在解决问题时，要懂得团队协作的力量可以起到很大作用，可以用来解决个人学习或者生活上的问题；有效交流能力侧重的是学生能够在解决问题的过程中做到与教师和其他学生进行沟通，而且能够得到有效的反馈，促使自己学习不断向前[4]。个人领域中的学会学习、学习恒心、耐心和认真的能力呈现的是一种学习方法和学习态度，让学生不断学习[4]。

3.2 深度学习与高校创新人才培养的一致性

深度学习和高校创新人才培养在理念和实践方式方面具有一致性。

3.2.1 理念一致 深度学习是指学生在深度理解知识后，能够进行批判性思考，将原有知识应用到新的情境，促进知识吸收创新，从而作出决策并解决问题。学习注重批判性思维、知识迁移、信息整合、创新思维、复杂问题解决等被称为深度学习。高校培养创新人才的基本理念就是要培养学生的综合分析能力、创新实践能力、复杂问题解决能力。因此，深度学习与高校培养创新人才的理念是一致的。

3.2.2 实践方式一致 深度学习是与浅层学习相对的概念，深度学习的发生是由学习动机驱动的主动学习。故深度学习是建立在“以学生为中心”的前提下的“以教师为主导”的学习。深度学习的实践方式是以协作讨论、项目学习为主。而高校培养创新人才主要是通过以开展项目比赛为主的实践方式。例如：大多数高校通过开展各种科创比赛或鼓励学生参加“互联网+”创新创业大赛等实践形式，促进学生创新思维发展。可见，深度学习和高校培养创新人才的实践方式是一致的。

从学生角度来讲，学生创新能力的提升基于深度学习。从高校教育来讲，创新人才的培养需要培养学生的深度学习能力。

4 深度学习视角下高校创新人才培养举措

理论研究是实践的基石，只有理论，没有实践，就会在实施的道路上坎坷不断，最终停滞不前。故本文在前人研究的基础上，结合深度学习理念、深度学习能力内涵，从深度学习的视角丰富高校创新人才培养理论研究，并通过某知名大学学生创新创业项目实践验证，以此提出深度学习视角下更适合高校培养创新人才的建议，希望对高校促进创新人才培养提供借鉴。

4.1 某大学创新创业项目案例分析

本研究选取某大学第四届研究生创新创业项目“多功能自主导航机器人”进行实践案例分析。通过访谈该项目组成员了解项目制作过程，从项目调研阶段、设计阶段和测试应用阶段分析，发现该大学的学生在创新实践项目制作过程中具备认知领域、人际领域和个人领域的深度学习能力。

4.1.1 调研阶段 通过访谈，了解到该大学的学生在调研阶段是以团队合作形式进行文献查阅与实地考察获得项目选题的。学生在掌握SLAM定位与导航技术基本核心学科知识的基础上，将该知识迁移运用到新的挑战类任务和情境中，从具体调研阶段的学习过程、方法剖析出该阶段学生应具有的认知领域、人际领域和个人领域学习能力，如表2所示。

4.1.2 设计阶段 该大学的学生根据调研阶段发现的问题进行合作设计，设计阶段主要对机器人进行硬件设计（机械设计和电路设计）和软件设计（程序设计）。设计阶段是项目制作的核心阶段。经过访谈，在此阶段学生的思维会出现碰撞，而且学生能够运用一些工具去收集整理与设计相关的数据和信息，能够对硬件结构和软件的设计作出大胆猜想并实现，具体的学习行为和剖析出的学习能力如表3所示。

4.1.3 测试与应用阶段 经过项目调研和设计阶段，根据机械设计图、电路设计原理以及程序设计制造自主导航机器人。制造出来后要不断地测试，如果测试有问题，还要返回设计阶段进行设计。测试与设计要迭代循环多次，测试成功后才能投入使用。经剖析，项目组成员在测试与应用阶段的学习能力如表4所示。

4.2 深度学习视角下高校创新人才培养举措

结合Hewlett基金会和NRC定义的深度学习能力框架，从上述表格中可以看出，该大学学生在创新实践项目制作过程中具备认知领域、人际领域和个人领域等方面的深度学习能力，一定程度上促进了创新能力的提升。故高校应从深度学习视角培养学生的认知领域、人际领域和个人领域等方面的深度学习能力，从而提升创新能力。这不仅关键，而且重要。根据以上案例分析，从教育理念、教学设计、教学考核手段三方面提出高校创新人才培养的建议。

4.2.1 教育理念 在当今智能化5G时代，大数据、人工智能等新技术逐渐成熟。高校一方面应该借助这些新兴技术的优势进行教育信息化建设，另一方面应该让教师学会合理运用信息技术，对学生进行普及与指导，让学生运用信息技术学习或者实践，提高学习效率，促进教育高质量发展，实现教育现代化。学生设计“多功能自主导航机器人”项目，是充分运用信息技术进行深度学习的结果。所以，高校进行深层次变革，首先要转变教育理念。利用大数据、人工智能等信息技术优势促进深度学习和实践，从而改变传统注重知识灌输、重理论轻实践的理念，是促进高校创新人才培养的首要途径。

4.2.2 教学设计 信息化2.0时代，传统教育并不能真正达到培养创新人才的要求，故需要变革教育。何克抗教授提出要以“主导—主体相结合”的教学结构组织教学[5]，在发挥教师的主导作用基础上，充分发挥学生的主体作用。根据“主导—主体相结合”的教学结构，结合认知领域、人际领域和个人领域的深度学习能力，本研究提出“理解—任务驱动—迁移”的教学设计思想来促进高校培养学生的深度学习能力。

理解的教学设计体现在教师要设计出能够让学生真正理解教学目标的一系列学习活动。对于讲述某一单个知识点，可以通过提出应用的问题来检测学生是否理解；对于复杂的知识点，可以结合真实情境，抛出一个知识应用的问题，让学生去探索并解决。对于复杂抽象的知识，教师需要设计多个学习活动，而且学习活动最好体现递进性、趣味性。递进性能够让学生更好地知道知识间的联系，促进学习理解；趣味性能够激励学生不断学习。理解的教学设计更多的是促进学生具备认知领域中“掌握核心学科知识”的深度学习能力。

任务驱动是培养学生深度学习能力的教学设计的主要方法，贯穿整个教学设计。简单来讲，教师设计的任务事实上就是较复杂的学习活动，要求学生具备一定的知识基础。而且考虑到要培养学生的深度学习能力，所以在任务难度设计上要有一定的挑战性，能够引起学生的批判性思考。任务驱动中学生充分发挥主体作用，教师更多的是充当引导者、指导者角色。教师也可以设计简单的项目式任务，体现的是项目学习方法。项目学习是学生从执行一项或多项任务开始，一起解决团队中的问题。

高校教师在实施项目教学时，要结合项目目标和结果、项目设计的问题与设计方案、学生学习过程、教学人员的指导、空间环境资源和人员组织、学习评估和评价以及项目报告的形式这七种要素进行。要想实施成功的项目教学，高校教师要合理有效地融合这七种要素[6]。其中，教学人员的指导是贯穿其他六种要素，形成整个项目教学系统融合的关键，也是充分发挥“以教师为主导，以学生为主体”教学方法的体现。对于学生来说，这些要素是项目学习的支架，而提供支架的主导者就是教师。也就是说，作为整个项目教学的主导与主体，教师和学生通过支架进行互动交流学习，从而保证学生的项目问题、设计方案、学习过程、项目预期结果、评估和评价等是有效进行的。空间环境资源是教师尽量提供给学生进行项目制作的工具或条件。人员组织要根据项目的复杂程度合理搭档，2～5人为宜。通过这种合作式的项目学习，学生不仅能够获得他人之长，提升能力，而且容易体会学习的快乐。任务驱动主要是促进学生具备认知领域中“批判性思维和复杂问题解决”的深度学习能力。

迁移思想体现的是课后拓展任务。培养学生的深度学习能力要求教师不仅要在课堂上设计基于教学目标的任务，也要在课后有拓展提升性任务，从而达到学习迁移。教师在设计拓展任务时要充分考虑四个要素：真实性、挑战性、创新性、实践性。教师要能够将真实情境中存在的现象与教学结合，将其抛给学生，让学生从中发现问题，通过主动搜索资料、设计从而解决问题。课后拓展任务可以设计类似创新实践项目，但是教师可以根据课时分配调整项目的最终结果形式。可以以两星期为期限（也可以是一个月或者两个月），目的是尽可能地让学生参与创新实践。学生在做项目过程中，不仅会养成主动搜索资料进行学习的习惯，也能够提高交流能力。迁移思想体现了认知领域、人际领域和个人领域三方面的深度学习能力。

4.2.3 教学考核手段 只通过考试形式的考核方式不能够很好地培养学生的综合能力，创新能力的培养需要通过科研实践来考核。学会考试不一定就会创新，而且考试是有弊端的，如对于人文社科类专业，一些学生死记硬背，考完试就把知识点忘记了，可能记住的只是教师上课经常提起的几个关键词。创新是一种高阶思维能力，有许多高校通过学生参与科研实践活动加创新实践学分，但是创新实践学分基本上是辅修，不是必修。辅修的概念就是只有部分学生参与创新实践项目，这就难以达到教育部对高校培养全面性人才、创新人才的要求。

基于深度学习的考核方式应该不局限于考试，还要开展科研。学生学习专业理论知识需要通过研究才能理解得更加透彻，科研能够提升学生的批判思维能力、问题解决能力、创新创造能力。高校需要将科研创新纳入教学考核，而且要将科研创新作为必修。对最终创新学分高的学生要给予丰厚奖励，这样也可以激励学生。这样安排，可以让教师培养学生的深度学习能力更胜一筹。

5 结束语

培养创新人才是高等教育发展的重要目标。高校培养创新人才的关键是要培养学生的创新能力。深度学习与高校创新人才培养具有一致性，从深度学习视角丰富创新人才培养的理论研究。通过访谈某大学学生设计完成“多功能自主导航机器人”项目的过程，能够看出学生具备认知领域、人际领域和个人领域方面的深度学习能力。高校需要从教育理念、教学设计思想和教学考核手段三方面培养学生的深度学习能力，这是当下培养创新人才的有效举措。当然，还有其他培养创新人才的建议并没有完全提出，有待创新与完善。本文从深度学习的视角出发，希望提出的培养建议能给予其他高校有益的借鉴。

参考文献

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[5] 何克抗.如何实现信息技术与教育的“深度融合”

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[6] PRINCE M J， FELDER R M. Inductive Teaching and

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作者：刘琰璞，北京邮电大学教育技术研究所在读硕士，研究方向为教育技术；刘洪沛，北京邮电大学教育技术研究所在读博士、常务副所长，讲师，加拿大不列颠哥伦比亚大学（UBC）访问学者，研究方向为远程教育的运行体制和运转效率等（100088）。