促进创新能力培养的深度学习机理与模式构建

［摘 要］ 教育数字化转型阶段迫切呼唤创新人才的培养。在数字时代背景下，立足课堂开展创新人才培养的教学改革成为关注的重点。基于此，综合应用文献研究、理论演绎、案例研究等方法，从深度学习角度出发，演绎促进创新能力培养的内部机理，构建基于创新能力培养的ACPR模型，以广州市某高校开展教学实践。数据表明，基于创新能力培养的ACPR模式能够有效促进学习者创新能力的提升，研究结果能够为创新人才培养提供理论指导与实践参考。

［关键词］ 创新能力；深度学习；机理分析；ACPR模型；教育数字化转型

［基金项目］ 2022年度广东省本科高校在线开放课程指导委员会研究课题“在线开放课程数字化评价与质量保证”（2022ZXKC101）；2022年度广西高等教育本科教学改革工程项目“学科融合视域下‘科学+’研学课程驱动双创人才培养改革实践研究”（2022JGZ175）；2022年度广西科技师范学院校级本科教学改革工程项目“基于虚拟教研室驱动高校教师教研形态转型与变革研究”（2022GKSYGA08）

［作者简介］ 黎 佳（1995—），男，湖南邵阳人，硕士，广州中医药大学现代教育技术中心（信息中心）高级工程师，主要从事教育数字化转型、深度学习研究；莫青云（1994—），女，广西宾阳人，硕士，广西科技师范学院教育科学学院助教，主要从事教育数字化转型、教育信息化研究；韦慧旋（1982—），女（壮族），广西柳城人，硕士，广西科技师范学院教育科学学院高级教师（通信作者），主要从事创新创业教育、科学教育等研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）13-0137-04 ［收稿日期］ 2023-12-11

引言

随着新一轮科技革命的创新发展，人类生产生活方式发生了深刻变革，世界各国相继推进数字转型。为积极应对国际复杂形势的严峻挑战，2022年2月，教育部发布《教育部2022年工作要点》，指出实施教育数字化战略行动，深化信息技术与教育教学融合创新，推进教育数字转型和智能升级［1］。由此，教育改革实践的新路标指向教育数字化转型。数字时代，加强学习者创新能力培养不仅是高质量高等教育的核心内涵，更是高等学校肩负的历史使命。作为创新能力培养的重要途径［2-3］，深度学习强调在理解的基础上批判接受与重塑联结，从而发展创新能力。基于此，本研究以教育数字转型为契机，从深度学习的视角出发，分析促进学习者创新能力发展的内部机制，构建促进学习者创新能力培养的结构模型并开展教学实践，以期丰富创新能力培养的理论，为培养高等教育创新人才提供方法指导与实践借鉴。

（一）创新能力的培养模型

创造的过程是一种联结的过程，在联结的过程中不仅包括分析推理、批判评价，也囊括新异的思维方式和解决问题的方法［4］。创造性地解决问题基于解决问题的过程，强调利用发散性思维、聚合思维提出尽可能多的解决方案来解决问题。研究证明，培养创造力最有效的方法是开展创造性问题解决的教学实践［5］。一般来说，创造性问题解决模型包括四环节八阶段［6］。

（二）深度学习的过程模型

关于深度学习的过程模型，研究者多从教学现状构建深度学习的一般过程模型。如比格斯结合深度学习的一般过程提出包括前提、过程和产物的3P模型［7］。张春莉等［8］以学习者学习过程为主线，结合师生课堂教学活动，提出包括经验调取、概念失稳、概念解构、意义建构等五个阶段的深度学习一般过程模型。胡航以认知过程为主线，构建包括觉知、调和、归纳、迁移四个阶段的深度学习过程模型［9］。综上分析可知，深度学习过程模型与发生机制紧密关联，且主要可分为预备激发、批判建构、迁移创新、反思评价四个阶段。

（三）数字技术支持创新能力培养

以人工智能、元宇宙、区块链、大数据、物联网等为代表的数字技术正加速教育教学变革。教学是数字化转型的核心，课堂是教学的主战场，开展教育数字化转型就需要以课堂教学为主要抓手。学习者是课堂的主体，推进课堂数字化转型应以学习者发展为根本出发点。数字技术主要通过支撑深度学习的过程支持学习者创新能力培养。

一、机理分析

从深度学习的过程和特点来看，深度学习具有强调真实问题情境、注重批判性思考、关注知识的协作建构、注重知识的迁移应用、凸显过程的反思等特点。创新思维是创新能力的核心，创新思维包括形象思维、直觉思维、逻辑思维、辩证思维、发散思维、聚合思维和反思思维。

（一）内部动机推动创新能力培养

深度学习源于现实问题的教学，真实的问题情境贴切学习者的生活实际，符合学习者的认知水平，能引起学习者的有效注意，激发学习者的学习动机。一般来说，内部动机有助于推进学习者创新能力的培养，高内部动机的学习者创造性倾向显著优于外部动机的学习者。因此，创设真实的生活问题情境，能有效为学习者创新能力的培养奠定基础。

（二）批判思考提升创新能力培养

深度学习过程中，学习者通过深度理解知识要点，判断分析学习内容，建立新旧知识之间的联系，锻炼自身的逻辑思维。在深度学习过程中，学习者的批判性思维与团队合作能力得以体现。批判性思维是创新人才的基础，批判性思维的水平影响着创新能力的高低，批判性思维能够正向促进创造力的培养。

（三）团队合作促进创新能力发展

作为创新能力的主要成分，发散性水平能够直接决定创新能力的高低。研究表明，团队合作强调学习成员之间的合作沟通，能够促进学习成员多角度、全方位看待问题，培养学习成员的创新能力。

（四）迁移应用决定创新能力培养

深度学习关注知识的迁移应用。深度学习的“深”重点在于迁移应用水平的“高”。迁移是指将知识运用到新的问题情境中，解决现实生活中的复杂问题的能力。根据任务的相似度，迁移可分为高通路迁移与低通路迁移。研究表明，学习者可以在具体情境中从模仿中学习提取概念知识，再将概念知识进行关联内化，实现知识迁移创新的过程，不断提高自身的创新能力和造物能力。

（五）自我反思优化创新能力培养

反思旨在修正完善学习者新旧经验的联结，优化改进知识的体系结构，从而获得有意义的经验。在自我反思过程中，学习者会考量学习过程中问题解决的意义，会不断审视学习过程中的思维方式、行动路径和学习效率等情况，及时调整修正自我认知，同时生成多种新颖独特的想法。深度学习关注学习者学习过程中的重新审视与思考，通过反思过程，促进学习者创造力的培养。

二、模型构建

本研究立足于数字时代，根据创新能力的内涵特征与培养模式、深度学习的发生机制和过程模型，结合深度学习促进创新能力培养的机理分析，依托数字技术对创新能力培养的支持，采用文献研究、理论演绎等方法构建促进创新能力培养的深度学习模式，如图1所示。

（一）状态激活，经验调取

状态激活、经验调取阶段是模式的起始之地，是深度学习发生的前提条件，也是学习者直觉思维、形象思维培养的重要阶段。状态激活主要在于引起学习者的有效注意，激发学习者主动学习的动机，促使学习者主动去学、积极去学、乐观去学、全身心投入去学。经验调取则注重让学习者系统回顾旧知，明晰自身的知识储备，做好批判接受新知识的准备。

（二）关联内化，解构调和

关联内化、解构调和阶段是模式的根本之基，是深度学习的重要方式与手段，也是学习者逻辑思维、辩证思维和发散思维培养的核心阶段。关联内化是指学习者通过自主探究的方式，独自将需要解决的问题或任务所需的旧知识点进行重新组织与关联，同时学习新知识与新内容，获取新知识与新观点，在深度理解的前提下建立起新旧知识之间的关联。解构调和是指学习者在经历个体探究和群体协作的基础上，可能会产生很多疑惑与不解，以及会与自身原有知识结构相矛盾、相冲突的点。此时学习者根据自己的认识和团队协作的结果，采取同化或顺应的策略对认知进行重新组合，并优化完善自身的认知图示。

（三）应用实践，聚类归纳

应用实践、聚类归纳阶段是模式的中枢焦点，是深度学习的集中体现，也是学习者发散思维、聚合思维发展的主要场所。应用实践的过程，也是创新解决问题的过程。聚类归纳是指将抽象集合按照一定的规则或属性分为多个子类的过程。聚类归纳包括对面临的新问题情境、新挑战任务进行分类，也包括对原有知识结构、认知图式的分类，还包括新问题、新挑战、新任务与认知图示之间的关联。在这个过程中，学习者的聚合思维和发散性思维得以培养。在应用实践、聚类归纳阶段，教师应充分按照大单元、任务群和问题链的形式组织教学内容。

（四）评价优化，总结反思

评价优化、总结反思阶段是模式的落脚之处，是深度学习的提升之处，也是学习者反思思维发展的重要阶段。评价优化是指按照一定的标准对知识获取、内化关联、创新实践等阶段做出价值性判断的过程。评价的目的主要是总结创新问题解决过程中的先进经验，发现自身存在的不足，然后优化问题改进，创新知识生成。总结反思是自我内省的活动，也是查漏补缺的过程，其目的在于发展反思思维。

三、实践应用

（一）实践应用

本研究按照数字时代的发展要求，结合数字时代对创新人才培养的需要，以国家高等教育智慧教育平台为依托，以国家一流本科课程“现代教育技术”为线上资源，以广东省某高校体育教育专业2020级学习者为对象，以促进创新能力培养的ACPR模型为指导，开展线上线下混合式教学。课程内容突出大概念特征，由系列探究任务群与问题链组成，强调真实问题情境下的项目实践。

（二）实践效果

本研究结合创新能力的内涵与结构，根据已有的创新能力的构成框架，构建创新能力指标体系。本研究按照促进创新能力培养的ACPR模式开展实践，在实践过程中采用单组前后测实验，具体分析结果见表1。可知配对样本检验中，均值为-3.92，p值为0.002小于0.05，说明学习者的创新能力前后具有显著性差异，即根据UTQ原则设计教学内容，按照促进创新能力培养的ACPR模式开展教学实践，学习者的创新能力能够得到显著提升。

结语

数字技术在教育领域中的深入应用推动了教育数字化变革。以教育数字化推动教育现代化逐渐成为共识。作为适应未来社会发展的必备能力，创新人才培养是国家兴盛发达、社会繁荣昌盛的根本之基。本研究立足于数字时代对创新人才培养的迫切要求，从深度学习角度出发，演绎了促进创新能力培养的内部机理，并构建ACPR模型，同时开展教学实践。实践数据表明，开展基于创新能力培养的ACPR模型能够有效促进学习者创新能力的培养，以期为创新人才培养提供理论指导与实践参考。

参考文献

［1］教育部.教育部2022年工作要点［EB/OL］.（2022-02-08）［2023-11-11］.http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/gzdt_gzdt/202202/t20220208_597666.html？eqid=df5ef5db001934cf000000066438f9c3.

［2］钟柏昌，刘晓凡.创新能力培养的学理机制与4C教学模式建构［J］.现代远程教育研究，2021，33（4）：20-32.

［3］安富海.人工智能时代的教学论研究：聚焦深度学习［J］.西北师大学报（社会科学版），2020，57（5）：119-126.

［4］武欣，张厚粲.创造力研究的新进展［J］.北京师范大学学报（社会科学版），1997（1）：13-18.

［5］TORRANCE E P. Can we teach children to think creatively？［J］.The journal of creative behavior，1972，6（2）：114-143.

［6］RUNCO B M A. Problem finding， problem solving， and creativity［J］.Ablex publishing corporation，1994（1）：130-150.