深度學習的內(nèi)涵、研究與應用

付天飛 鄧雨璐 劉錦春

摘 要：時代呼吁我們深化課堂改革，落實核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，實施和發(fā)展深度學習。梳理深度學習的具體概念、特征、知識觀和學習觀基礎以及與淺層學習、深度教學的關系，并論述國內(nèi)外深度學習的發(fā)展與應用。

關鍵詞：深度學習;深度教學;淺層學習

21世紀是一個信息時代、知識經(jīng)濟時代，僅靠傳統(tǒng)的讀寫算等技能和各科知識的獲取是遠遠不夠的。除了信息時代帶來的副產(chǎn)品——信息獲取和消費的“碎片化”以外，知識經(jīng)濟時代要求教育不僅是要傳遞知識，還要創(chuàng)新知識，加速知識的轉(zhuǎn)化。2010年，我國在《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020）》中提出將基本實現(xiàn)教育現(xiàn)代化和基本形成學習型社會作為今后一段時間內(nèi)教育改革的戰(zhàn)略目標。然而“題海戰(zhàn)術”經(jīng)久不敗，“唯分數(shù)論”的大旗屹立不倒，應試教育之風始終不停歇，這與培養(yǎng)“面向未來的人”這一信條漸行漸遠。如何進行有發(fā)展性的教學？如何通過教學進一步落實育人的目標？如何通過教學培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)？這是當今教學改革必須關注的問題。隨著基礎教育改革的不斷深入開展，通過改進課堂教學實施深度學習，落實核心素養(yǎng)的培養(yǎng)獲得了越來越多人的關注與認可。深度學習在教育領域引起了高度重視，也成為未來教育改革發(fā)展的重要課題。

一、深度學習概念與內(nèi)涵

深度學習的概念來源于人工神經(jīng)網(wǎng)絡、計算機科學和人工智能領域的研究。2005年，黎加厚教授指出：“深度學習是在理解的基礎上，批判地接受新知識，聯(lián)結(jié)新舊知識，構(gòu)建知識網(wǎng)絡并用以解決實際問題的學習方式?！闭采热藢⑸疃葘W習定義為：經(jīng)過多步驟地學習和多水平的分析加工而獲得的新內(nèi)容或者技能，在一定程度上改變學生的思想和行為，并且可以得以應用。北京師范大學郭華教授在《深度學習及其意義》一文中提出：深度學習是以具有挑戰(zhàn)性的教學對象為內(nèi)容，在老師的分析引導下，學生全身心地投入并獲得全面發(fā)展的學習方式，它是形成學生核心素養(yǎng)的基本途徑。1976年，美國學者Marton和Saljo在《論學習的本質(zhì)區(qū)別：結(jié)果和過程》一文中明確提出了表層學習和深層學習的概念。深層學習是從表層學習的對立面提出，它不是指增加知識難度或者知識量，也不是通過線性的知識訓練簡單機械地占有知識，它是指在老師的引導下對知識進行的“沉浸式學習”和“層進式學習”，“沉浸”是指學生全身心地投入，“層進”是指對知識內(nèi)在結(jié)構(gòu)的深化學習，是一種學習者主動參與，在理解的基礎上高投入的，涉及高階思維的學習，其結(jié)果的遷移性強。

二、深度教學的特征與基礎

早期，黎加厚教授在《促進學生深度學習》一文中提出，深度學習的三個特點：理解與批判、聯(lián)系與構(gòu)建、遷移與應用。后來，眾多學者也開始加入研究，比較分析了深層學習和淺層學習的特征。2017年，伍遠岳在黎加厚教授的基礎上做了一定的修改，提出其三個特征：理解性、反思性和體驗性。郭元祥教授同意艾根的觀點，認為深度學習的三個基本標準是：知識的充分廣度、知識的充分深度以及知識的充分關聯(lián)度。

科學明晰的知識觀是檢驗任何一個教學理論的基本標準。從某種角度來說，知識僅僅是一種材料、一種工具，知識學習的重要目的一方面在于認知和理解公共知識，另一方面在于參與到社會實踐并將其轉(zhuǎn)化為個人知識，學習并掌握知識只是教學的表面目的，促進學生成長和個性發(fā)展才是教學的最終目標。知識依存于三種方式存在被人理解和傳承，即知識的背景依存、邏輯依存和經(jīng)驗依存，換句話說就是知識都與特定的背景相連，有特定的邏輯，且與特定時期的認知方式和社會背景相適應，也會因?qū)W習者本身經(jīng)驗產(chǎn)生不同的認知結(jié)果。從內(nèi)在結(jié)構(gòu)上看，知識具有符號表征、邏輯形式和意義系統(tǒng)這三個不可分割的部分。然而應試教育往往把知識作為一種可以被直接接受的成果來看，只注重獲取知識的符號外殼，拋棄了真正的“寶藏”，只注重所謂的“干貨”，拋棄了知識背景和邏輯證據(jù)，培養(yǎng)了大批只有知識缺乏文化，只有知識基數(shù)沒有發(fā)展變量的人。

學習觀是教育理論和教學模式的又一基石。深度學習講求學習的豐富性、層進性和沉浸性。其中知識的豐富性不在于知識的多，而在于體現(xiàn)知識所達成意義層次要豐富，而沉浸性是指學習呈現(xiàn)一種“U”學習，即學習需要經(jīng)過還原與下沉、經(jīng)驗與探究、反思與上浮的過程。

三、深度學習與淺層學習及深度教學的關系

深度學習是從淺層學習的對立面提出，從表面上看，兩者只是存在學習結(jié)果的差異，但是在實際學習過程中存在很大的差異。有觀點認為，深度學習在邁進高階思維階段的時候如果停止便會成為淺層學習，即深度學習的早期階段和淺層學習相同。2012年，張浩和吳秀娟從記憶方式、知識體系、學習動機、反思狀況、投入程度、遷移能力等方面梳理深度學習和淺層學習的區(qū)別。2017年，劉哲雨等人在自身的實證研究中也得出深度學習的早期階段與非深度學習早期階段的淺層學習效果及學習行為均存在顯著性差異。淺層學習只是簡單接受知識，注重簡單的知識占有，導致其知識與知識之間關聯(lián)性差，所學知識不能很好遷移，也不能靈活地解決實際問題。

在相當長的一段時間里，教學實踐者和研究者總是無意識地去談教或者學。然而教學本身便是教與學相滲透的過程，具有一致性和相容性。唐智松教授在《教育原理》中談到，離開教師的教，學生的學習依舊存在，我們稱之為“自學”，然而我們應該清楚自學和教學中的學不同，深度教學需要教師精心設計處理教學材料，引導學生投入其中，這是幾位學者都認可的觀點。深度教學是指：克服對知識的表層學習以及簡單占有和機械訓練的局限，在基于知識內(nèi)在結(jié)構(gòu)的基礎上，通過教師的引導，從知識的符號外殼走向知識的思想和意義系統(tǒng)的理解和掌握，并導向?qū)W科素養(yǎng)的教學。想要進一步開展深度學習，提高課堂教學的發(fā)展性，便離不開深度教學的引導。

四、深度學習的研究與應用

近年來，無論是在教育領域還是在人工智能領域，深度學習都逐漸成為研究熱點。就教育教學領域的整體來看，深度學習研究的數(shù)量越來越多，分支也越來越細，應用性也越來越強。

在國外教育教學領域，布魯姆早在1956年便在《教育目標分類學》將認知領域的目標劃分為“了解、理解、應用、分析、綜合、評價”六個不斷遞進加深的層次，并表明認知水平有“深”與“淺”之分，前面兩個目標是簡單地提取、機械記憶知識符號外殼的淺層學習，后面四個則是對應深層學習，對應高級認知水平。1976年，Marton和Saljo正式提出“深度學習”的概念。之后眾多學者參與研究，也得出了較有影響力的科研成果，其中艾根（Egan，K.）教授領銜的項目超越了單一教育技術視野的研究。

在國內(nèi)，早在三千年前，孔子便提出了“學而不思則罔”的論斷，告誡自己的弟子光學習而不思考便不能深刻地理解書本的意義，這是國內(nèi)較早提出學習要有一定深度的論據(jù)。然而國內(nèi)對于“深度學習”的研究較晚，在2004年美國教育傳播與科技協(xié)會（AECT）重新修訂教育技術并在其中強調(diào)了深度學習的理念后，深度學習引起了國內(nèi)教育技術界的關注。2006年，黎加厚教授作為國內(nèi)第一人提出深度學習的概念，第二年郭元祥教授也對深度學習的概念做出了自己的見解。

在通識性理論上，郭元祥教授認為深度教學的根本基礎在于知識觀和學習觀的改變，并從知識論的角度提出促進深度教學的有效措施。劉哲雨等人經(jīng)過實證研究提出了深度學習“3+2”的評價模式，從評價深度學習的基礎和評價深度學習的程度兩個方面，從新知理解、內(nèi)部關聯(lián)遷移、外部拓展遷移三個維度對其進行了解釋。胡航等人依據(jù)生態(tài)課程觀和“實踐與折中”課程開發(fā)模式構(gòu)建了“4s”深度學習內(nèi)容架構(gòu)和“生態(tài)流”課程操作模式，從教師個體、教師共同體、教學共同體三個方面總結(jié)了“悟-議-行”課程重構(gòu)結(jié)構(gòu)，利于讓經(jīng)典理論走向?qū)嵺`生成，為教學提供了有意義的載體。

在具體應用的學科教學上，康凌調(diào)查了初中生物深度學習的應用現(xiàn)狀和影響深度學習開展的因素，梳理了構(gòu)建深度學習的教學設計一般流程。一線教師崔鴻在深度學習的指導下，以大概念學習單元的科學選擇、整體分析、深度設計、反饋評價為實踐徑路深度理解大概念的生命特征，俞麗萍從建立師生關系、創(chuàng)設真實情境、設置目標、構(gòu)建學習共同體、協(xié)作反思五個方面論述了深度學習視野下課堂互動的優(yōu)化策略。

五、結(jié)語

目前對深度學習的研究主要集中在信息技術對深度學習的促進、課堂教學理論和應用研究，即融合度和應用性更強。除了發(fā)展和促進理論，探究深度學習的課堂教學策略，在學科上的應用也越來越多，然而主要集中在語文和數(shù)學學科，其他學科應用較少;與學科相關的深度教學的教學策略、模式、設計越來越多，但是在對應學科的評價方式和指標還不夠成熟。

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