智慧教学背景下指向深度学习的植物学教学策略

赵 凯，汪黎明

（安庆师范大学 生命科学学院，安徽 安庆 246133）

“植物学”课程是高校生物专业及其相关专业的基础课之一，通常在大学一年级开课。该课程内容丰富、名词概念和术语多，在新生学习背景单薄、知识面狭小、抽象思维能力不高、知识迁移能力有限以及课程学时少的情况下，传统教学过程难免会出现学生主体地位下降的问题。教师采用单向灌输为主的教学方式来完成低阶教学任务，缺少有效的教学组织过程，忽视了师生互动。同时，由于促进学生高阶思维与创新能力培养的教学时间不足，从而缺少对学生思考、分析、探究等行为的引导。此外，授课教师在某种程度上忽视了“植物学”教学深度的挖掘，仍然存在着浅层学习的倾向[1]，其设计的教学活动表层化限制了学生对专业知识的深度加工，进而难以进行知识迁移和深化[2]。针对这些普遍存在的问题，提倡指向深度学习的教学策略为教师由传统讲授式教学模式向智慧教学模式转变指明了新的方向[3]。

近年来，智慧教学在高校教育改革中得到了大力推广，涌现出了多个聚集丰富课程资源的智慧教学平台，如爱课程、超星平台、雨课堂等，提供了友好的教学环境并分享了行之有效的教学方式方法，在课程知识传授和专业技能分享等方面得到了广大师生的普遍认可[4]。本文在“植物学”课程教学实践过程中，积极改变原有传统教学模式，深入推进现代智慧教学与课堂教学深度融合，注重采用知识内化和知识迁移的深度学习来探索教学实践策略，优化课程教学顶层设计，从而促进学生对课程理论知识的高阶认知，以期达到更好的教学效果并切实推动高校智慧教学的发展。

1 深度学习的内涵和核心特征

深度学习的概念是由美国教育学家FERENCE和ROGER于1976年首次提出[5]。2012年，美国国家研究委员会（NRC）将深度学习定义为把新知识融入到原有的认知结构中，从一种情境迁移应用到另一种或几种情境的学习过程[6]。我国黎加厚教授基于国内外的相关研究，认为深度学习是学习者在理解新知识的基础上，打破原有认知结构，批判性地将学习到的新知识、新思想和新事物融入原有的认知结构，使新旧知识间建立联系并重新构建出新的认知系统，并且能够将新的知识应用于解决新的问题[7]。2016年，郭华教授从教学角度提出，在深度学习中学生是学习主体，而教师则引导学生全身心地将教学内容理解、领会、批判并应用，从而使大家在认知、思维、情感、意志等方面全方位发展[8]。此外，从教师视角出发，教师在教学过程中需要针对教学内容，结合真实情境的具体问题来设计有意义的学习主题，从而促进深度学习真实有效地发生[9]。从学习效果出发，深度学习多关注高认知目标和高阶思维能力的培养，注重学生创新创造所具备的核心素养[10]。

本文中，我们从两个不同层面来认识深度学习的双层内涵。从教育教学的基本层面说，深度学习的根本目标是引导学生全面掌握知识间的内在联系，建构新的认知系统，并促进知识的实践转化和应用，其重点是发展高阶思维和知识迁移应用能力。从人才培养的高级层面说，深度学习的根本目标是引导学生升华高级的社会情感态度和高尚的社会价值观，培养学生成为学识基础扎实、创新实践能力强、善于合作、富有社会责任感等核心素养全面的优秀人才。基于此，我们从4方面总结了深度学习的核心特征。

第一、深度学习的本质是一种新的理念，是以落实核心素养为终极目标的在教师指导下的教学。深度学习是教师在教学过程中选择的一条路径，不仅直通高深广的素养目标，还直指教学质量的提高。因此，“植物学”课程教师除了需要具备系统丰富的理论知识、精湛高超的专业技能和缜密发散的逻辑思维，还要把深度学习这种先进的教学理念融会贯通，智慧地运用进日常课堂教学，精心合理地引导与启发学生来主动思考和积极探索，热爱植物学学习，从而提升该课程的整体教学品质。

第二、深度学习的内容是具备系统性和挑战性的情境主题化教学内容。针对“植物学”课堂教学过程中出现的知识点间零散孤立、缺乏连接等问题，教师首先要明确教学目的，理解“为什么教”，再整体把握教学内容，知道“教什么内容”，最后对整个课程内容进行情境主题化设计，深入探索“怎么教”。对于主题知识点，要加强有机结合，逻辑关系要一环扣一环，从而确保主题内容是一个完整的知识体系。在主题深度学习过程中，教师不仅要调动学生旧的情境经验，还要快速地进行知识信息整合，并促进学生建构新的知识结构体系，从而有效进行知识迁移转化和综合运用，最终引发学生主动探究并灵活创造。

第三、深度学习的过程是高阶性的学习过程。在整个“植物学”课程的深度学习过程中，教师要以学生为主体，根据创新性的课程内容整体设计出具有挑战性的学习任务，以先进的教学形式开展引领学生解决高阶思维问题和开发高认知的教学活动。与此同时，学生则聚焦引领性“植物学”学习主题，借助教师有目的的引导，积极投入进富有挑战性的学习任务和活动中，全面把握课程知识的内在联系，打破原有认知结构并重新建构知识体系，且将课程知识迁移应用到实际情境中去解决具体问题，理解探究并评判性地学习，在相似情境中学会举一反三，又在新情境中质疑辨析。

第四、深度学习的任务和目的是培养创造美好未来的社会主人。以深度学习为指向的植物学教学，一方面要注重培养学生的高阶思维能力，保持质疑和思辨的态度，并促进批判理解能力的发展，从而提升真实情境下的创造力和解决实际问题的能力。另一方面，更加关注植物学教学的价值取向，强调正确的价值立场和价值判断，落实植物学知识学习带来的意义感和自我成就感，激发内在的学习动力，进而形成高级的社会性情感和高尚的社会责任感。

2 指向深度学习的植物学教学组织

智慧教育是高阶教育目标驱动的系统工程，而深度学习则是培养学生达成高阶思维、迁移应用和创造能力这三大高阶教育目标的必要途径。与此同时，教师的深度教学组织能力为学生的深度学习提供了坚固基础，因此作为智慧教学的核心，教师可以从4个维度来深度建设植物学教学组织体系（图1）。

图1 指向深度学习的教学组织体系

2.1 树立指向深度学习的教学观

近年来，随着传统讲授式教学模式向智慧教学模式改革的推进，高校中一些混合式教学模式应运而生，特别是“新冠肺炎”疫情爆发以来，各高校陆续开启了线上线下混合式教学，“植物学”课程也不例外。例如，植物学线上线下混合教学模式[11]、应用雨课堂和BOPPPS 混合模式进行植物学教学的实践[12]等。无论“植物学”课程采用哪种教学方法或教学模式，都不能陷入一种仅仅“形式热闹”的局面。指向深度学习的教学观要彻底改变传统落后的教学观念，改正传统教育低阶教学目标的不足，让授课教师理解高阶教学目标，从而明确“为什么教”、“教什么”、“怎么教”和“教的怎么样”这四大核心问题。针对这些问题，教师需要树立指向深度学习的四大教学观[13]。第一、立德树人的教学观。深度学习的任务和目的是培养全面发展的人，这也是教育的最终目的。因此，植物学授课教师要明确“为什么教”，在教学全过程中充分而深入地挖掘“植物学”课程所蕴含的思政元素，并将其与课程理论知识点有机结合，从而促进学生对德性的理解、要求、尊重和贡献，并实现知识传授、价值塑造和能力培养多元统一。第二、基于课程意识与学科本质的教学观。基于课程意识和学科本质的植物学教学是指向高阶性深度学习的真实发生。因此，植物学授课教师要明确“教什么”，积极弥补原有知识点零散孤立、缺少连接性的教学缺陷，并宏观把握“植物学”课程系统的完整性，从而培养学生全面掌握课程知识和实验技能，并促进学生知识迁移、归纳和比较的能力。第三、以学生学习为中心的教学观。建立以学习者为中心的深度学习人才培养模式是高校智慧教学走向成功的关键。因此，植物学授课教师要明确“怎么教”，在整个教学过程中，教师要以学生的学为出发点和落脚点，以学生学习为中心来组织、设计、开展课程的教学活动。第四、基于教、学、评一致性的教学观。以深度学习为指向的教学是通过教与学的评价标准来实现有效性与高效性。因此，植物学授课教师要明确“教的怎么样”，在教学过程中，要根据课程的教学目标和教学内容来设计有效的教学评价活动。按照教与学的评价标准，提高“老师教”和“学生学”的水平。

2.2 营造深度学习的智慧教育环境

“植物学”课程深度学习需要一个开放的学习生态系统，而智慧教育恰好是以促进学生深度学习为出发点，充分展现了文化传承、数据分享和教学智慧的开放性教学理念，因此植物学授课教师能够“以学生深度学习为中心”来建构具体的智慧教育环境。第一、高度整合适于深度学习的植物学教学资源。教师根据“植物学”课程目标，熟悉智慧学习平台资源，提炼整合与课程核心内容深度关联的且能促进学生协作学习和深度参与的优质资源。同时，筛选优质社会实践基地来增加学生社会实践机会，从而拓宽学生学习的视野和转变学生思考的角度。第二、建立开放性的深度学习社群。建立以班级为单位的植物学深度学习社群，教师定期适时地发布具有深度的课程学习资源，并布置与学习资源具有高关联度和挑战度的作业任务，通过“人人参与、人人合作”的模式来提高学生深度学习、主动参与沟通合作的能力。第三、提供创造性的成果展示窗口。在智慧教育背景下，植物学教师应以学生实践创造潜力为驱动，鼓励学生以个体或团体为单位，积极实现知识变现，适时展示作品成果。定期创建智慧空间并进行成果展示，可为学生提供展示自身价值和推进高阶学习的窗口。第四、创建记录性的过程学习档案。教师可应用数字化工具来创建学生的电子档案并记录学习全过程，使每一个学习环节都有迹可循。在记录过程中，教师可以深入了解学生的学习特点，同时基于这些记录数据并结合相关模型来设置智能化评价，从而引导学生积极改进学习过程中的不足。

2.3 高阶课程目标驱动下的课堂设计

作为一种新的教学理念，指向深度学习的教学正积极影响着高校的课堂教学模式。然而，从国内目前植物学深度学习的教学实践现状来看，还是普遍存在着认知不足。存在诸如课前调动学生积极参与学习的准备不足、课堂教学互动及引导环节浅薄，以及课后巩固发展没有得到足够重视等问题，因此植物学授课教师需要结合智慧教育背景，以注重培养学生的迁移、应用、批判和创新等高阶思维为教学目标，以高阶思维驱动深度学习[14]，以期打破以上局限。笔者在“植物学”课堂设计方面进行了尝试和探索，初步获得了一些教学经验和对策，并具体提出了课前、课中及课后3个教学实践环节的设计方案。

首先，课前深度学习的教学设计。“植物学”课程的课堂讲授时间有限，学生需要充分利用课余时间才能有效开展深度学习，因此在课前为学生提供精准精炼的教学内容是进行深度学习教学设计的首先任务。教师需要充分熟悉教材，深度理解教学大纲，高度整合植物学相关资源，精炼出学生核心学习内容，并将相关的具有整体性和系统性的核心内容凝练成一个个主旨明确、精华浓缩的学习主题。这种课前设计需要让学生明确学习目标和意义，并引导学生在课前学完核心内容后主动建立知识网络体系，同时采用新颖前沿的植物学素材来激发学生学习兴趣和内在动力，为后续深度参与课堂学习提供知识和情感准备。例如，在第七章蕨类植物的课前设计学习任务布置时，除了教材内容和慕课资源的有机搭配，还进行实践活动——识别校园后山的蕨类植物并拍照上传至智慧平台的个人学习空间。另外，还可以搜集有关蕨类植物的故事，酝酿更多课堂学习的热情与期待（表1）。在课前学习环节，还要同步记录学习过程，且完成电子档案创建，对课前学习进度给予反馈，并及时提醒大家按时完成学习任务。

表1 以促进高阶思维习得为指向的教学目标设计

其次，课堂教学设计。培养学生知识迁移应用、促进学生高阶思维习得的教学目标是以深度学习为指向教学设计的出发点和归宿。课堂教学是培养学生高阶思维的主阵地，因此在课前核心内容学习完成的基础上，教师主要以探究式、问题导向式和项目式教学为主要手段来设计课堂教学活动。

第一、明确教学目标，课堂教学活动的组织要高度匹配高阶思维习得的教学目标[14]。以学生课前学习的核心知识为载体，指向理解核心知识，指向应用课程知识解释普遍自然规律，指向迁移应用知识解决生活学习中的新问题。以“蕨类植物”为例，以高阶思维习得为指向来设计高阶教学目标（表1）。

第二、课堂教学活动的设计要以课前核心知识的概括梳理为前提，以思维导图等形式引导学生建立知识间内在联系，编织知识整体脉络，并对新旧知识进行系统重建，从而引导学生评判性理解和接收知识。

第三、问题导向式教学活动的设计以深度学习为指向，开发一整套的植物学问题系统，帮助学生整合知识要素并进行知识系统构建和迁移运用。教师在进行植物学问题引导时，应先预设情境并设置问题；接着引导学生在预设情境中发现问题，并激活原有知识经验和技术技能系统与现有情境进行对话、质疑、答疑、评判和反思[14]，进而解决问题；最后掌握问题背后所呈现的深层知识概念、高级技术技能，从而建构全新的知识体系。“植物学”课程的问题情境要有普适性、科学性和探究性，一个问题的设置要能引起全体学生的积极和持续参与，因此要以核心知识内容为基础来科学设计专业性的植物学问题。以上述教学设计为例，简述问题情境设置（表2）。

表2 问题导向式教学活动设计

第四、情境探究式教学活动的设计旨在培养学生的综合能力。深度学习过程是渐渐深入、层层递进的[14]。预设情境设置问题环节就已经开发出了一整套问题“大系统”，接下来就是在课堂中进行深度探究。教师以深度学习为指向，带领学生对知识进行递进式应用，指引学生提出能引发探究的问题并逐一探索和解决。与此同时，建议教师在组织活动时采用团队协作式探究，要确保探究活动的开放度，通过师生互动来持续激发大家的求知欲与主动性，精选核心内容进行深度探讨，并探究知识的本质和关联，解决探究过程中出现的疑难和困惑，从而成功实现从“解决一个植物学问题”到“解决一类植物学问题”的重大突破[14]。第五，项目式教学活动要从不同学习主题线索出发并进行个性化设计，既要促进学生掌握“植物学”课程重难点知识，又要符合学生已有的经验基础。引导学生将原有经验和新知识进行有效连接，指导学生实践，同时引导学生全面解决项目问题并创新，从而培养学生的实践能力和高阶思维。无论采用怎样的教学活动，在整个植物学课堂教学过程中，教师都要借助智慧教育环境来做好电子档案的完整记录，收集能反映学生高阶思维和实践能力的数据，为整体性过程评价和反馈做好准备[15]。

最后，课后作业设计。课后作业完成阶段为深度学习的知识巩固提高阶段，因此教师还需要着眼于植物学课程的基本思想和方法，充分利用智慧教学环境向学生提供具有典型意义的植物学知识例证和学习材料，将课上所学知识进行巩固和拓展。同时，学生根据作业要求在学习平台的个人智慧空间上传作业和作品，并通过方案总结、文字说明、图片库存和视频剪辑等方式进行学习成果展示。

2.4 关注深度学习成效的智慧评价系统

指向深度学习的植物学课程教学特别强调全程测评，设计与教师教学目标和学生学习目标相统一的综合评价标准，有助于打破“期末成绩+平时成绩”的老旧单一模式测评。借助智慧评估体系，教师从记录全程学习过程的电子档案中获取科学可支撑的数据，结合知识深度模型来评价与学生知识深度对应的具体认知能力[16]，从知识理解、知识应用迁移、创新创造、沟通与合作等多个高阶思维能力角度，逐步打造一种数字化和智能化的综合评价系统[17]。

在进行“植物学”教学活动时，决定做什么任务、怎么检查和评估，都要遵守目标、教学、评价一致性原则。教师在每个阶段都要设计评价方案，使其匹配课前、课中和课后三个教学环节。例如，根据课前目标导向评价标准，学生按照学习目标要求在个人学习空间上完成深度自学，而电子档案记录下来的过程数据就会与知识深度模型建立对应关系，并自动生成个人深度自学评价；根据课中过程嵌入评价标准，在课堂教学过程中从两个方面来开展评价活动。一方面，通过智慧教学工具收集分析学生的课堂学习数据，并自动生成课堂学习评价；另一方面，教师注重考核学生的高阶思维能力和解决实际问题能力，并根据自身指导经验，对学生的实际课堂深度参与及互动表现作出客观评价。例如，鼓励学生展示自己的作品或成果，师生之间进行核对、指正、矫正和反馈，从而形成师生互评、生生互评的结果性评价。对教师而言，建立长期有效的植物学教学综合评价系统能有效评估学生深度学习课程的效果，及时反馈学生学习优势与不足，帮助大家合理调整学习方向，激发内在学习动力，对促进教学改革具有重要意义。

3 结束语

深度学习可有效提升课程的教学质量。当然，以深度学习为指向的教学实践探索也会给每位授课教师带来一系列挑战，如智慧教学资源的整合能力、个性课堂管理驾驭能力、教学活动组织设计能力，以及科学问题综合解决能力等，而这些挑战恰巧又是授课教师在教学实践和探索中所要经历的深度学习。本校“植物学”课程的授课教师将结合之前的教学实践经验，继续推广基于智慧平台的以深度学习为指向的植物学教学实践模式，并整合系统的植物学教学资源，继续研究以深度学习指向的智慧评价理论体系，从而形成一个完整的基于智慧教学背景下的以深度学习为指向的“植物学”教学理论与实践体系。