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顺应国际趋势、提高学生的核心素养是当今基础课程改革的课程核心理念和价值追求，而目前深度学习被普遍认为是实现学生核心素养的重要方式，是落实学生核心素养的必然途径。那么什么是深度学习呢？国内外学者从不同角度对深度学习进行了界定。
通过文献资料研究，国内外学者对深度学习的内涵界定大致形成了四种观点：第一，深度理解说。这种观点将深度理解作为区分浅层学习与深度学习的显示器，认为深度理解既是深度学习的过程又是深度学习的结果，既是深度学习的目的又是深度学习的基础。代表人物是Biggs、Entwistle和Ramsden等学者，他们认为深度学习是学习者个体运用多样化的学习策略，整合资源、交流思想、建立单个信息与知识结构之间的联系、应用知识来解决真实情境中的复杂问题等，来获取对学习材料的理解。
第二，理解—迁移说。这是学者们对深度学习内涵的最为普遍的认识，其基本观点是不仅强调学习者对知识和技能的深度理解，而且强调在深度理解基础上，将知识和技能迁移应用到实际问题的解决中去，并反过来促进学习者对知识和技能的深度理解。这种观点的代表人物是Eric Jensen和LeAnn Nickelsen，以及国内的黎加厚、安福海、郭华教授。黎加厚教授指出“深度学习是在理解的基础上，学习者能够批判地学习新思想和事实，并将它们融入原有的认知结构中，能够在众多思想间进行联系，并能够将已有的知识迁移到新的情境中，做出决策和解决问题的学习”，认为理解与批判、联系与建构、迁移与应用是深度学习的三大特点。安富海教授指出“深度学习是一种基于理解的学习，是指学习者以高阶思维的发展和实际问题的解决为目标，以整合的知识为内容，积极主动地、批判性地学习新的知识和思想，并将它们融入原有的认知结构中，且能将已有的知识迁移到新的情境中的一种学习”，认为深度学习具有注重批判理解、强调内容整合、促进知识建构与着重迁移运用等特征。郭华教授则认为，深度学习是在教师引领下，学生围绕具有挑战性的学习主题，全身心积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程，并具有批判理解、有机整合、建构反思与迁移应用的特征。
第三，体验学习说。这种观点的代表人物Kolb，他从经验学习理论的角度出发，认为学习是改造经验和创造知识的过程，是掌握经验和改造经验的过程，是适应世界的完整过程。 Kolb等人整合经验学习和深度学习的理论与实践，将深度学习界定为“充分地整合了经验学习模式中的体验、反思、归纳、应用等四个环节的一种学习”。
第四，三元学习说。持这种观点的代表人物Laird等人基于深度学习量表分析，发现深度学习可以解构为高阶学习、整合性学习、反思性学习这三个相互关联的部分。其中高阶学习是指学生在学习过程中充分运用分析、综合、评价、创造等能力；整合性学习要求学习者调动已有认知结构，整合多科知识、多渠道知识来对材料进行学习；反思性学习要求学生在学习过程中对自身的思维方式、学习方式以及解决问题的过程进行监控与反思。
尽管国内外学者们对于深度学习内涵界定的角度、方法、以及侧重点上未形成统一概念，但不难看出，学者们都强调深度学习的几个基本特质：一是深层动机。不可否认，深度学习涉及的是深层的学习动机而不是浅层的学习动机，是内在的学习动机而不是外在的学习动机。二是切身体验—高阶思维。无论是知识的深度建构，还是问题的成功解决，抑或是自我的反省认知，深度学习在过程质量上都涉及切身体验和高阶思维两个基本特质。其中，切身体验指向于学生的感受与观察、实践与操作和感悟与体会；高阶思维指向于学生更为深刻的反思思维与批判思维、更为综合的整体思维与辩证思维和更为灵活的实践思维与创新思维。三是深度理解—实践创新。深度理解指向于学生对事物或知识本质的理解、对事物或知识意义的理解和对自我生命意义的理解；实践创新指向于学生的问题解决能力，包括迁移运用能力和融合创新能力。
为此，我们认为深度学习是一种基于深层理解的有意义学习，它并不追求知识的数量和难度，而是关注学习者的学习深层动机、关注学习者切身体验学习过程、关注学习者高阶思维的发展和实践创新能力的提高，是以学习者主动参与为前提，通过学生兴趣、意志、智力等的主动投入，经历理解、领会、体验、分析、综合、创新的学习过程，进而让学习者热爱学习的一种学习方式。
我们所说的深度学习，是与传统的外部灌输、被动接受、知识符号的“浅层学习”相比较而言的，深度学习和浅层学习有以下不同：
续表
从这表格可以看出，深度学习和浅层学习相比具有明显特征：
1.深度学习是强化情感驱动的学习
与传统的片面强调知识技能的学习相比，深度学习更关注学习本身对学生的吸引，关注学生深层动机的激发，强调让学习回归儿童本性，提倡一种“迷恋”和“忘我”状态的学习，从而让学生在学习中学会学习，在学习中热爱学习。种种研究表明，这种学习预示着更长久的成功，这种学习获得的素养在学生的核心素养体系中居于十分重要的地位。
2.深度学习是突出思维指向的学习
“问题解决、批判性思维、开放性视野和创新能力”被国际公认为核心素养。深度学习不在于你学到了多少知识、解答了多少问题，而在于在学习过程中的思维参与程度，假设、推断、思辨、想象、联想比知识更重要。通过学习引导学生根据具体问题，独立思考、自主判断，比较和辨析不同观点，去发现新问题、提出新观点、探寻新规律，从而培养学生敢于实践、勇于探究的科学精神和追求真理、敢于质疑的批判性思维。
3.深度学习是问题解决的学习
深度学习强调深入知识内核的学习，是深入把握事物本质和深层意义的学习。它不仅以知识获得为目的的学习，而是强调让学生在真实情境里，通过自主与合作学习，迁移所学知识，解决实际问题。因为未来社会人们所遇到的情境和问题更具有开放性、综合性、不确定性和复杂性，学生只有在学习中获得多角度、多维度、系统性、综合性的知识和能力，才能适应社会发展的重要趋势。
4.深度学习是重视学习意义的学习
深度学习重视学生对知识的理解、反思与建构，注重学习意义，而浅层学习往往是工具理性的价值取向。工具理性的价值取向是将学生学习与谋生直接挂钩，将文化实践活动庸俗化为市场交换行为，将知识等同化为一种可供买卖的商品。受此影响，学生以单向度的知识占有量为标尺，对知识加以死记硬背，缺少情感和体悟习得，造成知识难以有效转化为素养，学习创造力、批判力和同理心更是无从谈起。
深度学习秉持的是解放理性的价值取向，关注学生学习过程中人文精神和理性精神的养成。作为一种优化生命的活动，深度学习是转识成智、启迪智慧的过程，它源于生活并最终服务生活。生活不是“给予”“填充”“复制”，而是学生学会主动建构意义的过程，是人成为人的价值实现的过程。深度学习注重学生在把握学习意义、体验成长收获中实现自我效能感的提升。学习的意义在于学生立足能够为自己理解的生活世界，从一种认知性信息加工活动，转变为实践性文化建构活动。
综上所述，正是由于“深度学习”具有区别于浅层学习的上述显著特征，就使得基于核心素养的教学方式的变革，必然以引导学生走向“深度学习”为导向。具体地说，基于核心素养的深度学习应该是基于价值引领的学习、基于真实情境的学习、基于高质量问题的学习、基于学科思维的学习、基于探究性的学习。
深度学习对于小学生来说，并不意味着知识难度的加深，也并不意味着完全脱离浅层学习，它的“深”是与浅层学习比较而言的，主要体现在：
1.学习动机的“深”层性
小学生深度学习的目标不是肤浅地停留在获得知识上，而是着重于一个人的全面发展，着重形成学生未来发展的核心素养。深度学习是认知、思维、情感、意志等全方位投入的过程，是触及学生心灵的学习。深度学习不仅仅是掌握核心知识，更强调激发学生的深层学习动机，要关注学生学习的内在需求、关注学生对学习的投入程度，关注他们在学习过程中与同伴的合作、交流、表达、关注他们是否对学习产生发自内心的愉悦和接纳。在教学策略选择时，能否让学习者积极主动地参与学习最为关键，教师的权威将不再建立于学生的被动和无知的基础上，而是建立在学生的积极参之上。
2.学习过程的“深”切性
深度学习不是停留于知识表层的学习，而是深入知识内核的学习，是由浅入深把握事物本质和深层意义的学习。在深度学习的课堂中，教师不再把教学停留在机械记忆、简单提取、浅层理解等低阶思维活动上，而是关注对知识的深层理解和迁移应用，开展劣构问题解决、批判性思维等高阶思维活动。教师关注学生在解决问题中知识的获得过程和方法，注重学生思维的发展，坚持学生是自由意义的探寻者、发现者、创造者，关注学生在探究、合作、对话中是否建构对事物意义的理解，关注他们在过程中获得的意义和成长。
3.学习结果的“深”刻性
深度学习是基于理解的有意义学习，也是基于挖掘学习者学习潜力的学习，它能改变学习者的生存状态和学习方式，能促进学习者进行持续的终身学习。深度学习注重新旧知识之间的联系，强调学习者能举一反三，用所学知识和习得的经验解决现实生活中的真实问题，提倡在问题解决过程中展开情境认知和实践参与，由此形成较为复杂的认知结构，从而深入地理解所学内容，形成解决问题意识和方法。
科学探究自20世纪90年代提出后，在国内基础教育领域得到了广泛的关注、研究与实施。美国1995年版的《国家科学教育标准》把“科学探究”定义为：是科学家们用于研究自然界并基于此种研究获得的证据提出种种解释的多种途径。在教育层面上科学探究是指：学生用于获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。《义务教育小学科学课程标准》提出：科学探究是人们探索和了解自然、获得科学知识的主要方法。以证据为基础，运用各种信息分析和逻辑推理得出结论，公开研究结果，接受质疑，不断更新和深入，是科学探究的主要特点。
科学不是一堆知识的集合，科学教育的目的不是将一堆堆的知识注入学生的头脑。科学是人类永无止境的探究过程，探究是贯穿科学发展始终的基本要素。学生获得真正知识途径的最高境界应该是他们自主的探究，是探究贯穿于学习过程，达到学习即探究、探究即学习的自然状态。虽然，不是所有的知识都必须经过学生直接的探究，但若学生的科学学习中缺少足够的探究体验，科学知识在他们头脑中很可能只是作为一个外来物存在，而没有真正融入心灵，而且即使他们有幸获得了科学知识，但在获得知识的过程中的缺失很有可能会使他们对科学的本质，对科学的发生、发展产生错误的印象。
科学探究的核心是用研究获得的可靠证据去解释世界，因此科学探究是一个过程，是一种学习方式和科学研究的方式，是一种学习科学观念、发展科学思维、形成科学态度和责任的手段和途径，同时也是一种综合能力。小学生的科学探究并不能完全像科学家那样进行科学探究，但他们进行的探究和科学家进行的探究，在本质上是一致的，只是他们的探究活动要在教师的指导、组织和支持下，主动参与、动手动脑、积极体验，经历科学探究的过程，以获得科学知识、领悟科学思想、学习科学方法。
探究式教学重视问题情境创设，重视学习者自主建构，强调做中学和学中思，强调证据的分析和培养学生高阶思维能力，这符合学生成长需要，对于促进学生发展、培育核心素养具有重要的价值，所以，探究式学习是学生实现深度学习的主要方式和途径。
“让探究贯穿于科学学习的始终”这理念已在广大科学教师心中扎下了根，但工具性、功利性、单向性的学习观又使得科学探究在实际中被浅化和窄化，从而导致学生的科学探究表面化、浅层化和表演化。深度学习就是触及心灵深处的学习，是深入知识内核的学习，是对学生产生深远影响的学习。它的提出既为审视科学探究提供了一个新的视角，又为科学探究提供了一个努力方向。从深度学习的视角审视科学探究，会发现三个方面问题：
1.主动探究热情不高，学习动机外在化
我们经常可以看到貌似热闹的科学课堂，但仔细观察就会发现：貌似热闹的科学探究后，学生的思维、情感、意志等并没有真正投入到学习中，他们只是在教师的提示和引导下进行被动操作，探究问题是由老师提出的、探究方法是老师教授的、探究结论也是老师得出的，学生常常游离在科学探究活动之外，热闹仅仅体现在实验操作时你争我抢、大声叫嚷。很显然，这种科学探究是游离于心灵之外，未能触及学生心灵深处。借用罗杰斯的话说，课堂教学大多“发生在学生的脖子以上”，难以触发学生深层的兴趣、情感和思维，课堂因此丧失了生命活力，学生自然难以获得知识的意义和生命的意义。深度学习视域下的科学探究应该是内在学习动机驱动下学生兴趣、意志、智力等的全身心投入，他们兴致勃勃自愿参与学习的时间比较长久，不会轻易被周围事物所吸引，注意力集中且没有被逼迫学习的现象。
2.探究过程贪多求快，科学探究浅层化
在深度学习视域的科学探究中，教师更关注学生获得科学知识的过程和方法，关注学生在与探究合作、对话中是否建构对事物意义的理解，关注让他们在知识获得的过程中是否对科学学习产生发自内心的愉悦和接纳，坚持让学生成为自由意义的探寻者、发现者、创造者，在经历理解、领会、体验、分析、综合、创新的探究学习过程，真正触及学习的本质。但当今科学课堂，普遍存在探究目标过杂、教学环节过多的问题，教师面对繁杂的目标和太多的环节，只能在每个环节停留极少的时间，为了赶进度，教师只能采用自问自答的形式，探究蜕变为符号形式的教学，有的窄化为科学知识的教学，较少引导学生去理解和把握知识背后的深层意义及深层结构。学生在探究中没有足够时间深入思考，没有时间多角度讨论问题，不去真正经历独立思考、充分交流、试错纠错的复杂科学探究历程，也不去经历归纳、演绎、分析、比较、判断、推断的思维过程，他们要做的唯一一件事就是揣摩老师的意愿走完探究流程即可。同时教师游离于学科本质和知识内核之外，对学科教材和实际教学内容的理解缺乏应有的深度，过于关注教材中的重难点知识，很少深入知识的逻辑根据和深层意义，更不能触及学科基本结构、基本经验、基本思想和基本价值等更富有教育内涵的层面，学科核心素养的培育也遥不可及。
3.探究活动着重结果，知识理解肤浅化
深度学习是基于理解的有意义学习，对知识的深度理解是深度学习发生的重要标记。经过深度学习，学生能形成较为复杂的认知结构，能深入地理解所学内容，能形成解决问题意识和方法，能更深入理解学习意义和创造性地解决复杂问题。但由于教师知识至上的观念根深蒂固，这致使科学探究中重结果轻过程、重操作轻思想、重形式轻本质等行为在科学课堂中广泛存在。教师在教学中专注于知识获得不去关注科学探究的过程、不去关注知识背后的深层意义，也不去触及科学的本质，他们把探究过程简化为教师指令下的动手操作，学生的思维没有真正启动，不敢大胆质疑和推测，不会自己去发现问题、思考问题，缺乏变通地分析问题和处理问题的能力；不善于全面地从事物的整体与局部、现象与本质、前因与后果、偶然与必然等诸多方面多层次、多角度地认识事物、处理问题；不能将所学的知识进行顺应同化，建立自己的认知结构，不善于处理自己所学的知识，呈无序散乱状态，构不成知识块，织不成知识网络，理不清知识层次，建不起知识系统；知识学习被简化为机械记忆，学生不能深入到意蕴层领会知识的真谛，从而患上了“知识脆弱症”，因而无法有深透的理解和灵活的运用，无法真正接近学科知识的内核，难以对学生产生深远的影响。
深度学习不是让学生获得一堆呆板、无用的知识，而是让他们能够积极、灵活地运用这些知识去理解世界、解决问题、从而去获得人格的健全和精神的成长，这高度契合以核心素养为目标的课程理念，和以学生核心素养培育为目标的教学改革。
科学的本质是探究，无论是科学技术的最初发现、发明，还是科学技术的传播、再生，都离不开探究与创造。“探究”不仅是科学技术专业人员的工作方式，还是科学教育的基本取向。从儿童认识事物的过程来说，本质上就是一个不断的探究过程，主动探究可以说是儿童的天性，他们一次次地遇到不解的现象、内心失去平衡而努力恢复平衡，而这正是其知识结构不断建构和丰富的最自然的过程。因此，让科学探究指向深度学习，实际上不过是一种回归科学和儿童本性的教育追求，它有以下价值和意义：
科学探究可以使学生获得对科学知识的深层理解，衡量学生是否掌握了科学知识的标准，不是学生是否把它记住了，而是学生是否理解它了。当学生运用他们对自然界的想法来进行探究活动或对证据进行讨论时，学生不仅加深了对现象的理解，同时也加深了对用于探究这一现象的工具的理解。学生要根据已有知识，在教师的指导下采用适当的方式进行探究，通过这样的过程获取的知识，较之传统的方法，对于学生而言是更为深刻的。这种深刻表现在两个方面：一是对科学知识的表层理解更加深入，即对以书面语言形式表述的科学知识，理解更为深入；二是获得了对科学知识的深层理解，学生需要知道他们学了什么、怎么学、为什么学。科学探究是理解科学知识的强有力的方法。融合了科学知识的科学探究，是有内涵的；在科学探究中获得的科学知识，是鲜活的。
学生以探究的方式学习科学，不但能发展他们的探究能力，同时也促进他们对科学及科学探究的本质理解。学生在探究中理解：随着新的证据的产生、对证据进行逻辑分析和推理、新的解释的产生、对新的解释的争论，科学知识是如何产生和变化发展的以及为什么能够变化发展。学生对探究的理解越深入，探究活动对学生而言越有意义。探究活动越深入，学生越可以加深对探究的理解。科学探究和对探究的理解，是相辅相成、紧密联系的。同时，科学探究和对探究的理解，与科学知识又是正相关关系。在科学教学中，教师要使学生在进行探究活动的过程中不断回顾与反思：我为什么要进行这样的探究？我同意谁的观点，为什么？哪些证据可以支持我得出这样的结论？不断的反思可以使学生逐渐加深对科学探究的理解，并最终获得对科学探究本质的理解，这种高品质的理解可以改变学习者的存在状态和学习方式。
科学的本质，与科学认识论相关，科学是一种认识方式，或者说是与科学知识和科学知识的发展相一致的价值和信仰。学生需要理解，科学之所以是科学，并不是因为它是“正确”的，而是因为它是有说服力的。对科学本质的理解，小学生不可能像科学家或哲学家那样深刻，但他们应该有属于他们自己的、与他们的认知水平相当的对科学本质的理解。在科学教学中，教师通过各种探究活动使学生逐渐认识科学不等同于科学知识，让他们知道在课堂上进行的科学探究也是科学的一部分，理解获取知识的过程和知识本身同样重要，最终形成对“科学是什么”的理解。而学生们通过科学探究，理解、运用并解释科学家对自然现象作出的科学解释，评价科学证据和科学解释，理解科学知识的本质和发展，富有成效地参与科学实践和科学讨论，从而形成科学的思维方式和科学的价值观。