深度學習視角下高校創新人才培養探索

劉琰璞 劉洪沛

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

摘 要 在梳理高校創新人才培養研究現狀的基礎上，厘

清高校創新人才培養和深度學習的關系，從學生的學習過程出發，運用分析實踐案例的方法，提出高校培養創新人才需要轉變教育理念，具備“理解—任務驅動—遷移”的教學設計思想，增加科研創新學分的教學考核手段，培養學生的深度學習能力。

關鍵詞 深度學習；高校創新人才培養；創新能力

中圖分類號：G642 文獻標識碼：B

文章編號：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時代，高等教育信息化是促進高等教育變革的有效途徑，也是我國教育信息化實現教育現代化的重要推動力量。高等教育信息化的高質量發展應該最終落實到創新人才培養上，借助信息技術優勢，促進高校教育理念、教學模式、學習方式等深層次變革。高校如何在信息化2.0背景下培養創新人才，是值得深入研究的問題。本文在分析高校創新人才培養現狀研究的基礎上，以某知名大學創新創業實踐活動為例，通過訪談分析該校學生制作創新創業項目的過程，旨在從深度學習的角度豐富創新人才培養的理論研究，并探索高校創新人才培養策略以供其他高校借鑒。

2 高校創新人才培養研究現狀分析

我國自2000年提出創新人才培養，國內學者有關創新人才培養的研究逐漸增多。在近20年的研究中，學者對創新人才培養的研究主要通過兩大方面進行：一方面是針對某一專業進行創新能力培養模式研究，另一方面是通過開展創新創業教育培養創新人才。我國學者對高校創新人才培養的研究是有共性的。大部分高校認為創新人才培養要創新人才培養模式，增強師資力量，借助信息技術時代發展趨勢，搭建創新實踐平臺，這樣才能獲得突破性進展。在閱讀文獻的基礎上，我國學者對于高校創新人才培養中存在問題的研究逐漸增加，尤其是在創新創業教育領域，多數學者認為高校開展創新創業教育培養創新人才并不是那么樂觀，培養的創新人才出現“偽創新”趨勢，高校創新人才培養存在創新意識淡薄、創新能力培養不足的問題。如何更好地解決研究者提到的一些問題，如何更好地促進高校創新人才培養，是值得關注的話題。

目前在高等教育中對知識機械記憶、不知變通的淺層學習仍然存在，這種淺層學習狀態是不利于學生成為創新人才的。深度學習與淺層學習不同，深度學習的發生基于學生的學習動機，不是簡單的死記硬背，是在原有知識基礎上的吸收創新，進而促進創新能力的提升。所以，對高校而言，培養學生的深度學習能力對促進創新人才培養很有必要。

3 深度學習與高校創新人才培養的關系

為什么深度學習能夠對高校創新人才培養產生有益啟示？深刻了解深度學習的概念、深度學習能力的內涵以及深度學習與高校創新人才培養的關系后，能夠更加意識到深度學習的重要性以及與高校培養創新人才的一致性。

3.1 深度學習的重要性

1976年，教育心理學家馬頓和賽爾喬認為學習應當分為淺層和深度兩種不同層次，深度學習是與淺層學習相對的概念[1]。在國內，余勝泉等[2]指出深度學習的目標是提高學習者的認知、問題解決等能力和批判性、計算、創新性等高階思維。另外，美國Hewlett基金會和NRC（National Research Council，美國國家研究委員會）將深度學習能力歸納三個維度，即認知領域、人際領域和個人領域，如表1所示[3]。每一個維度的內容是多方面的：學生能夠掌握核心學科知識，具備批判性思維和復雜問題解決能力，是認知領域維度的具體內容；團隊協作和有效交流能力屬于人際領域；在個人領域方面，學生知道如何學習，以及具備學習的恒心是很重要的。

該深度學習能力框架主要是從學生角度考慮的。認知領域中的掌握核心學科知識更多地強調的是學生在新的情境下能夠將所學知識遷移，達到活學活用的程度；批判性思維和復雜問題解決是學生能夠用懷疑的思維思考分析問題，然后解決問題[4]。人際領域中的團隊協作能力是學生在解決問題時，要懂得團隊協作的力量可以起到很大作用，可以用來解決個人學習或者生活上的問題；有效交流能力側重的是學生能夠在解決問題的過程中做到與教師和其他學生進行溝通，而且能夠得到有效的反饋，促使自己學習不斷向前[4]。個人領域中的學會學習、學習恒心、耐心和認真的能力呈現的是一種學習方法和學習態度，讓學生不斷學習[4]。

3.2 深度學習與高校創新人才培養的一致性

深度學習和高校創新人才培養在理念和實踐方式方面具有一致性。

3.2.1 理念一致 深度學習是指學生在深度理解知識后，能夠進行批判性思考，將原有知識應用到新的情境，促進知識吸收創新，從而作出決策并解決問題。學習注重批判性思維、知識遷移、信息整合、創新思維、復雜問題解決等被稱為深度學習。高校培養創新人才的基本理念就是要培養學生的綜合分析能力、創新實踐能力、復雜問題解決能力。因此，深度學習與高校培養創新人才的理念是一致的。

3.2.2 實踐方式一致 深度學習是與淺層學習相對的概念，深度學習的發生是由學習動機驅動的主動學習。故深度學習是建立在“以學生為中心”的前提下的“以教師為主導”的學習。深度學習的實踐方式是以協作討論、項目學習為主。而高校培養創新人才主要是通過以開展項目比賽為主的實踐方式。例如：大多數高校通過開展各種科創比賽或鼓勵學生參加“互聯網+”創新創業大賽等實踐形式，促進學生創新思維發展。可見，深度學習和高校培養創新人才的實踐方式是一致的。

從學生角度來講，學生創新能力的提升基于深度學習。從高校教育來講，創新人才的培養需要培養學生的深度學習能力。

4 深度學習視角下高校創新人才培養舉措

理論研究是實踐的基石，只有理論，沒有實踐，就會在實施的道路上坎坷不斷，最終停滯不前。故本文在前人研究的基礎上，結合深度學習理念、深度學習能力內涵，從深度學習的視角豐富高校創新人才培養理論研究，并通過某知名大學學生創新創業項目實踐驗證，以此提出深度學習視角下更適合高校培養創新人才的建議，希望對高校促進創新人才培養提供借鑒。

4.1 某大學創新創業項目案例分析

本研究選取某大學第四屆研究生創新創業項目“多功能自主導航機器人”進行實踐案例分析。通過訪談該項目組成員了解項目制作過程，從項目調研階段、設計階段和測試應用階段分析，發現該大學的學生在創新實踐項目制作過程中具備認知領域、人際領域和個人領域的深度學習能力。

4.1.1 調研階段 通過訪談，了解到該大學的學生在調研階段是以團隊合作形式進行文獻查閱與實地考察獲得項目選題的。學生在掌握SLAM定位與導航技術基本核心學科知識的基礎上，將該知識遷移運用到新的挑戰類任務和情境中，從具體調研階段的學習過程、方法剖析出該階段學生應具有的認知領域、人際領域和個人領域學習能力，如表2所示。

4.1.2 設計階段 該大學的學生根據調研階段發現的問題進行合作設計，設計階段主要對機器人進行硬件設計（機械設計和電路設計）和軟件設計（程序設計）。設計階段是項目制作的核心階段。經過訪談，在此階段學生的思維會出現碰撞，而且學生能夠運用一些工具去收集整理與設計相關的數據和信息，能夠對硬件結構和軟件的設計作出大膽猜想并實現，具體的學習行為和剖析出的學習能力如表3所示。

4.1.3 測試與應用階段 經過項目調研和設計階段，根據機械設計圖、電路設計原理以及程序設計制造自主導航機器人。制造出來后要不斷地測試，如果測試有問題，還要返回設計階段進行設計。測試與設計要迭代循環多次，測試成功后才能投入使用。經剖析，項目組成員在測試與應用階段的學習能力如表4所示。

4.2 深度學習視角下高校創新人才培養舉措

結合Hewlett基金會和NRC定義的深度學習能力框架，從上述表格中可以看出，該大學學生在創新實踐項目制作過程中具備認知領域、人際領域和個人領域等方面的深度學習能力，一定程度上促進了創新能力的提升。故高校應從深度學習視角培養學生的認知領域、人際領域和個人領域等方面的深度學習能力，從而提升創新能力。這不僅關鍵，而且重要。根據以上案例分析，從教育理念、教學設計、教學考核手段三方面提出高校創新人才培養的建議。

4.2.1 教育理念 在當今智能化5G時代，大數據、人工智能等新技術逐漸成熟。高校一方面應該借助這些新興技術的優勢進行教育信息化建設，另一方面應該讓教師學會合理運用信息技術，對學生進行普及與指導，讓學生運用信息技術學習或者實踐，提高學習效率，促進教育高質量發展，實現教育現代化。學生設計“多功能自主導航機器人”項目，是充分運用信息技術進行深度學習的結果。所以，高校進行深層次變革，首先要轉變教育理念。利用大數據、人工智能等信息技術優勢促進深度學習和實踐，從而改變傳統注重知識灌輸、重理論輕實踐的理念，是促進高校創新人才培養的首要途徑。

4.2.2 教學設計 信息化2.0時代，傳統教育并不能真正達到培養創新人才的要求，故需要變革教育。何克抗教授提出要以“主導—主體相結合”的教學結構組織教學[5]，在發揮教師的主導作用基礎上，充分發揮學生的主體作用。根據“主導—主體相結合”的教學結構，結合認知領域、人際領域和個人領域的深度學習能力，本研究提出“理解—任務驅動—遷移”的教學設計思想來促進高校培養學生的深度學習能力。

理解的教學設計體現在教師要設計出能夠讓學生真正理解教學目標的一系列學習活動。對于講述某一單個知識點，可以通過提出應用的問題來檢測學生是否理解；對于復雜的知識點，可以結合真實情境，拋出一個知識應用的問題，讓學生去探索并解決。對于復雜抽象的知識，教師需要設計多個學習活動，而且學習活動最好體現遞進性、趣味性。遞進性能夠讓學生更好地知道知識間的聯系，促進學習理解；趣味性能夠激勵學生不斷學習。理解的教學設計更多的是促進學生具備認知領域中“掌握核心學科知識”的深度學習能力。

任務驅動是培養學生深度學習能力的教學設計的主要方法，貫穿整個教學設計。簡單來講，教師設計的任務事實上就是較復雜的學習活動，要求學生具備一定的知識基礎。而且考慮到要培養學生的深度學習能力，所以在任務難度設計上要有一定的挑戰性，能夠引起學生的批判性思考。任務驅動中學生充分發揮主體作用，教師更多的是充當引導者、指導者角色。教師也可以設計簡單的項目式任務，體現的是項目學習方法。項目學習是學生從執行一項或多項任務開始，一起解決團隊中的問題。

高校教師在實施項目教學時，要結合項目目標和結果、項目設計的問題與設計方案、學生學習過程、教學人員的指導、空間環境資源和人員組織、學習評估和評價以及項目報告的形式這七種要素進行。要想實施成功的項目教學，高校教師要合理有效地融合這七種要素[6]。其中，教學人員的指導是貫穿其他六種要素，形成整個項目教學系統融合的關鍵，也是充分發揮“以教師為主導，以學生為主體”教學方法的體現。對于學生來說，這些要素是項目學習的支架，而提供支架的主導者就是教師。也就是說，作為整個項目教學的主導與主體，教師和學生通過支架進行互動交流學習，從而保證學生的項目問題、設計方案、學習過程、項目預期結果、評估和評價等是有效進行的。空間環境資源是教師盡量提供給學生進行項目制作的工具或條件。人員組織要根據項目的復雜程度合理搭檔，2～5人為宜。通過這種合作式的項目學習，學生不僅能夠獲得他人之長，提升能力，而且容易體會學習的快樂。任務驅動主要是促進學生具備認知領域中“批判性思維和復雜問題解決”的深度學習能力。

遷移思想體現的是課后拓展任務。培養學生的深度學習能力要求教師不僅要在課堂上設計基于教學目標的任務，也要在課后有拓展提升性任務，從而達到學習遷移。教師在設計拓展任務時要充分考慮四個要素：真實性、挑戰性、創新性、實踐性。教師要能夠將真實情境中存在的現象與教學結合，將其拋給學生，讓學生從中發現問題，通過主動搜索資料、設計從而解決問題。課后拓展任務可以設計類似創新實踐項目，但是教師可以根據課時分配調整項目的最終結果形式。可以以兩星期為期限（也可以是一個月或者兩個月），目的是盡可能地讓學生參與創新實踐。學生在做項目過程中，不僅會養成主動搜索資料進行學習的習慣，也能夠提高交流能力。遷移思想體現了認知領域、人際領域和個人領域三方面的深度學習能力。

4.2.3 教學考核手段 只通過考試形式的考核方式不能夠很好地培養學生的綜合能力，創新能力的培養需要通過科研實踐來考核。學會考試不一定就會創新，而且考試是有弊端的，如對于人文社科類專業，一些學生死記硬背，考完試就把知識點忘記了，可能記住的只是教師上課經常提起的幾個關鍵詞。創新是一種高階思維能力，有許多高校通過學生參與科研實踐活動加創新實踐學分，但是創新實踐學分基本上是輔修，不是必修。輔修的概念就是只有部分學生參與創新實踐項目，這就難以達到教育部對高校培養全面性人才、創新人才的要求。

基于深度學習的考核方式應該不局限于考試，還要開展科研。學生學習專業理論知識需要通過研究才能理解得更加透徹，科研能夠提升學生的批判思維能力、問題解決能力、創新創造能力。高校需要將科研創新納入教學考核，而且要將科研創新作為必修。對最終創新學分高的學生要給予豐厚獎勵，這樣也可以激勵學生。這樣安排，可以讓教師培養學生的深度學習能力更勝一籌。

5 結束語

培養創新人才是高等教育發展的重要目標。高校培養創新人才的關鍵是要培養學生的創新能力。深度學習與高校創新人才培養具有一致性，從深度學習視角豐富創新人才培養的理論研究。通過訪談某大學學生設計完成“多功能自主導航機器人”項目的過程，能夠看出學生具備認知領域、人際領域和個人領域方面的深度學習能力。高校需要從教育理念、教學設計思想和教學考核手段三方面培養學生的深度學習能力，這是當下培養創新人才的有效舉措。當然，還有其他培養創新人才的建議并沒有完全提出，有待創新與完善。本文從深度學習的視角出發，希望提出的培養建議能給予其他高校有益的借鑒。

參考文獻

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作者：劉琰璞，北京郵電大學教育技術研究所在讀碩士，研究方向為教育技術；劉洪沛，北京郵電大學教育技術研究所在讀博士、常務副所長，講師，加拿大不列顛哥倫比亞大學（UBC）訪問學者，研究方向為遠程教育的運行體制和運轉效率等（100088）。