深度學(xué)習(xí)：學(xué)習(xí)科學(xué)視閾下的最優(yōu)整合

段茂君　鄭鴻穎

[摘要]為超越認(rèn)知心理學(xué)的局限，深度學(xué)習(xí)研究從狹義走向廣義成為必然。復(fù)雜科學(xué)為廣義深度學(xué)習(xí)研究提供了全新視角，學(xué)習(xí)科學(xué)為學(xué)習(xí)系統(tǒng)簡化提供了合理依據(jù)，以此可重新審視深度學(xué)習(xí)的緣起、內(nèi)涵、機(jī)制及過程。研究結(jié)合人工智能歷史演變，指出深度學(xué)習(xí)緣起于認(rèn)知心理學(xué)的重塑、課程與教學(xué)論的變革以及教育技術(shù)學(xué)的突破：基于對既有內(nèi)涵的梳理，認(rèn)為深度學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)科學(xué)視閾下對信息深度加工過程、教師深度引導(dǎo)過程、技術(shù)深度支持過程三者的最優(yōu)整合;依托影響因素分析，點(diǎn)明深度學(xué)習(xí)的發(fā)生機(jī)制以知識內(nèi)容為客觀載體、以真實(shí)情境為客觀條件、以心理機(jī)能為主觀意識：從縱向優(yōu)化和橫向整合兩個(gè)方面建立了深度學(xué)習(xí)的一般過程模型，其間三個(gè)“深度過程”和“三維機(jī)制”不斷趨于最優(yōu)整合，共同促進(jìn)學(xué)習(xí)者深度學(xué)習(xí)。

[關(guān)鍵詞]深度學(xué)習(xí);學(xué)習(xí)科學(xué);最優(yōu)整合;復(fù)雜科學(xué);發(fā)生機(jī)制

[中圖分類號]G434 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

一、引言

近年來，得益于計(jì)算機(jī)科學(xué)的蓬勃發(fā)展，深度學(xué)習(xí)得到迅速普及，同時(shí)深度學(xué)習(xí)也是教育領(lǐng)域的重要概念，已成為全新教育理念與學(xué)習(xí)方式變革的標(biāo)志。不同于人工智能深度學(xué)習(xí)的共識，教育視閾下的深度學(xué)習(xí)在緣起、內(nèi)涵、機(jī)制、過程等方面的認(rèn)識上百家爭鳴，且很大程度上局限于認(rèn)知心理學(xué)、缺乏整體性和系統(tǒng)性思維。加之與人工智能深度學(xué)習(xí)的淵源誤解，因而讓人既備受啟發(fā)又不知所以。事實(shí)上，學(xué)習(xí)可看成一個(gè)“宏觀巨系統(tǒng)”，多變量、多維度、非線性、耦合性等特質(zhì)決定了借鑒復(fù)雜理論的可行性，為深度學(xué)習(xí)研究走向廣義開辟了新思路。學(xué)習(xí)作為一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，相關(guān)研究需在深刻把握整體本質(zhì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行簡化，而學(xué)習(xí)科學(xué)為此提供了合理依據(jù)，即可將學(xué)習(xí)系統(tǒng)簡化為認(rèn)知心理學(xué)、課程與教學(xué)論、教育技術(shù)學(xué)三個(gè)子系統(tǒng)。在復(fù)雜科學(xué)和學(xué)習(xí)科學(xué)雙重視角下，嘗試將深度學(xué)習(xí)研究從狹義推向廣義，重新審視深度學(xué)習(xí)的緣起、內(nèi)涵、機(jī)制及過程。鑒于此，研究結(jié)合人工智能深度學(xué)習(xí)演變探討深度學(xué)習(xí)緣起，基于既有概念明晰深度學(xué)習(xí)內(nèi)涵，依托影響因素分析詮釋深度學(xué)習(xí)機(jī)制，最后建立深度學(xué)習(xí)的一般過程模型，以期為國內(nèi)廣義深度學(xué)習(xí)的理論研究和實(shí)踐應(yīng)用提供一定參考。

一、深度學(xué)習(xí)的緣起

復(fù)雜理論能夠使我們透過不同的鏡片洞察客觀現(xiàn)象，從學(xué)習(xí)的各子系統(tǒng)來看，深度學(xué)習(xí)緣起于認(rèn)知心理學(xué)的重塑、課程與教學(xué)論的變革以及教育技術(shù)學(xué)的突破，由此可從多個(gè)視角探析教育領(lǐng)域深度學(xué)習(xí)的興起。

（一）認(rèn)知心理學(xué)的重塑

AI深度學(xué)習(xí)讓計(jì)算機(jī)從經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)，將大千世界表示為嵌套的層次概念體系（由較簡單概念間的聯(lián)系定義復(fù)雜概念、從一般抽象概括到高級抽象表示），以此實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對高層次、更抽象特征的處理。與之相應(yīng)，人類學(xué)習(xí)也是由簡單到復(fù)雜、低水平到高水平的循序漸進(jìn)過程。在大數(shù)據(jù)和數(shù)字化浪潮里，學(xué)習(xí)者需對信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)、重組、應(yīng)用及決策，更加關(guān)注高階思維。在深化課程改革背景下，核心素養(yǎng)聚焦各學(xué)科課程本質(zhì)，著眼于必備品格和關(guān)鍵能力。高考評價(jià)新體系由傳統(tǒng)“知識、能力”評價(jià)轉(zhuǎn)向“價(jià)值引領(lǐng)、素養(yǎng)導(dǎo)向、能力為重、知識為基”的綜合評價(jià)。可見，信息社會、課程改革、高考評價(jià)均對學(xué)習(xí)者的認(rèn)知能力提出了更高要求。無論是記憶、理解、遷移應(yīng)用，還是在此基礎(chǔ)上運(yùn)用高階思維批判性、創(chuàng)造性地解決復(fù)雜問題，本質(zhì)上均是大腦中知識和信息的加工過程。深度學(xué)習(xí)超越了以往對學(xué)科內(nèi)容和技能的記憶復(fù)刻，更加強(qiáng)調(diào)知識和信息的自主深度加工，是認(rèn)知心理過程的重塑。

（二）課程與教學(xué)論的變革

AI深度學(xué)習(xí)已歷經(jīng)三次發(fā)展，20世紀(jì)40年代的控制論，80年代的聯(lián)結(jié)主義，直到2006年，因硬件、數(shù)據(jù)及算法的提升才真正以深度學(xué)習(xí)之名復(fù)興。與此類似，課程與教學(xué)論的變革也推動了深度學(xué)習(xí)的崛起。白2014年全面深化課程改革以來，《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》《21世紀(jì)核心素養(yǎng)SC模型研究報(bào)告》、新課程標(biāo)準(zhǔn)相繼提出，加之《中國高考評價(jià)體系》的頒布，我國基礎(chǔ)教育改革已全面步入核心素養(yǎng)階段。然而，形式化、程序化、淺層化的教學(xué)傾向依舊存在。為有效培育學(xué)生核心素養(yǎng)，研究者提出了一系列科學(xué)合理的課程內(nèi)容及前沿創(chuàng)新的教學(xué)設(shè)計(jì)。這些變革并非直接促使學(xué)生獲取核心素養(yǎng)，而是幫助學(xué)習(xí)者實(shí)現(xiàn)包括理解、遷移應(yīng)用、高階思維等體驗(yàn)在內(nèi)的深度學(xué)習(xí)，從而間接達(dá)成學(xué)科素養(yǎng)培育目標(biāo)。換言之，教師在課程與教學(xué)論方面的積極深度引導(dǎo)也是深度學(xué)習(xí)的重要特征，有助于促進(jìn)學(xué)習(xí)者知識和信息的主動深度加工。深度學(xué)習(xí)是課程與教學(xué)論變革的自然產(chǎn)物，是當(dāng)下全新的教育理念，是培養(yǎng)核心素養(yǎng)的必由之路。

（三）教育技術(shù)學(xué)的突破

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的首個(gè)實(shí)驗(yàn)室建立于20世紀(jì)50年代，AI深度學(xué)習(xí)在20世紀(jì)90年代就已成功應(yīng)用于商業(yè)，但直至最近才被認(rèn)為是關(guān)鍵技術(shù)。與此同時(shí)，教育領(lǐng)域的深度學(xué)習(xí)也遭遇類似經(jīng)歷。Marton等在1976年就提出了深度學(xué)習(xí)，何玲和黎加厚于2005年就在國內(nèi)解讀深度學(xué)習(xí)，但直到近年才引發(fā)研究熱潮。筆者在閱讀大量文獻(xiàn)資料后梳理出以下幾點(diǎn)緣由：

1.人與計(jì)算機(jī)的認(rèn)知壁壘打破后的深刻反思

AI深度學(xué)習(xí)通過漸進(jìn)的、逐層的方式形成愈加復(fù)雜的表示，并對中間這些漸進(jìn)的表示共同進(jìn)行學(xué)習(xí)，成為通往人T智能最受歡迎且最成功的途徑。正是由于AI深度學(xué)習(xí)取得的重大突破，人與計(jì)算機(jī)的認(rèn)知壁壘首次真正意義上被打破，給教育領(lǐng)域帶來了危機(jī)感，對未來人才培養(yǎng)提出了新挑戰(zhàn)。為此，教育研究者們在以往關(guān)于學(xué)習(xí)的諸多詞匯中選擇了深度學(xué)習(xí)，深度學(xué)習(xí)也在沉寂近40年后隨著AI深度學(xué)習(xí)的興起而被賦予新的使命。強(qiáng)調(diào)積極的參與式學(xué)習(xí)以及理解、遷移應(yīng)用和創(chuàng)造性解決問題的深度學(xué)習(xí)，是教育界對學(xué)生認(rèn)知學(xué)習(xí)和教學(xué)理論方法的一次深刻反思。

2.AI深度學(xué)習(xí)的望文生義及教學(xué)應(yīng)用

深度學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)科學(xué)發(fā)展的重要成果，但僅從認(rèn)知心理學(xué)、課程與教學(xué)論出發(fā)難以直接與深度學(xué)習(xí)產(chǎn)生聯(lián)系，因?yàn)槠溟g有大量可代替深度學(xué)習(xí)的術(shù)語（如深層學(xué)習(xí)、深度認(rèn)知）。從興起時(shí)間來看，AI深度學(xué)習(xí)的流行使得深度學(xué)習(xí)一詞被廣泛接受。從技術(shù)層面來看，以AI深度學(xué)習(xí)為代表的人工智能在學(xué)習(xí)、教研中的應(yīng)用就是教育技術(shù)學(xué)的最前沿領(lǐng)域。在此意義上講，AI深度學(xué)習(xí)的望文生義、教學(xué)應(yīng)用和傳統(tǒng)教育自身的追本溯源共同促使深度學(xué)習(xí)真正意義上成為教育領(lǐng)域的核心概念。

3.未來信息化、智能化教學(xué)的迫切訴求

信息化、智能化教學(xué)是教育技術(shù)在學(xué)校課堂中的直接體現(xiàn)。然而，既有探索性研究大多浮于技術(shù)本身，而非實(shí)質(zhì)性地深入學(xué)習(xí)的過程和結(jié)果。例如：教師將基于多媒體課件演示的、有關(guān)世界的客觀事實(shí)以及問題解決的程序的集合直接“裝進(jìn)”學(xué)生大腦絕非上策，流于形式和步驟的新技術(shù)手段支持的開放型課堂亦非正解。而AI深度學(xué)習(xí)似乎讓未來的信息化、智能化教學(xué)真正成為可能，可以在極大程度上實(shí)現(xiàn)教育研究者所描繪的深度學(xué)習(xí)。

綜上所述，深度學(xué)習(xí)的崛起很大程度上也源于教育技術(shù)學(xué)的突破，AI深度學(xué)習(xí)等的深度支持有助于促進(jìn)學(xué)習(xí)者大腦信息的深度加T和教師課堂上的深度引導(dǎo)。

三、深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵

（一）既有內(nèi)涵回顧

深度學(xué)習(xí)至今尚未形成較為明確統(tǒng)一的概念，但根據(jù)各內(nèi)涵側(cè)重點(diǎn)大致可歸為五類觀點(diǎn)：（1）區(qū)別釋義說。如Biggs認(rèn)為，深度學(xué)習(xí)是高水平或主動的認(rèn)知加工，與之相反，淺層學(xué)習(xí)是低水平或機(jī)械重復(fù)的。（2）理解遷移說。這是當(dāng)前關(guān)于深度學(xué)習(xí)的主流認(rèn)識。如Jensen和Nickelsen認(rèn)為，在深度學(xué)習(xí)過程中，學(xué)習(xí)者不僅要進(jìn)行復(fù)雜的高階思維、精細(xì)的深度加工，還要在深度理解的基礎(chǔ)上，主動建構(gòu)個(gè)人知識體系、深度掌握高階技能并有效遷移應(yīng)用到真實(shí)情境中來解決復(fù)雜問題。（3）過程描述說。如郭華指出，深度學(xué)習(xí)是指在教師引領(lǐng)下，學(xué)生圍繞具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題，全身心積極參與、體驗(yàn)成功、獲得發(fā)展的有意義的學(xué)習(xí)過程。（4）要素組成說。如Nelson等將深度學(xué)習(xí)解析為高階學(xué)習(xí)、整合性學(xué)習(xí)、反思性學(xué)習(xí)。（5）深度教學(xué)說。如美國卓越教育聯(lián)盟指出，深度學(xué)習(xí)是教師以創(chuàng)新的教學(xué)方式向?qū)W生傳遞豐富的核心學(xué)習(xí)內(nèi)容，引導(dǎo)他們有效學(xué)習(xí)并將所學(xué)付諸應(yīng)用，且強(qiáng)調(diào)深度學(xué)習(xí)將標(biāo)準(zhǔn)化測試與溝通、協(xié)作、自主學(xué)習(xí)等能力聯(lián)系起來。

（二）既有內(nèi)涵探討

由分析可知，深度學(xué)習(xí)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出最初的認(rèn)知水平描述，但既有內(nèi)涵大多仍局限于認(rèn)知維度。此時(shí)，需思考三個(gè)問題：從詞性上看，深度認(rèn)知、深層學(xué)習(xí)均可代替深度學(xué)習(xí)，那么，為何選擇深度學(xué)習(xí)：從時(shí)間上看，“學(xué)而不思則罔，思而不學(xué)則殆”已強(qiáng)調(diào)深層認(rèn)知，布盧姆認(rèn)知目標(biāo)分類已表明學(xué)習(xí)有深淺之分，以往“雙基”和“三維目標(biāo)”已注重知識理解和遷移應(yīng)用，為何近年才興起：從對象上看，現(xiàn)有深度學(xué)習(xí)內(nèi)涵中的大多數(shù)內(nèi)容早已被教師所強(qiáng)調(diào)、為學(xué)生所運(yùn)用，為何被重新關(guān)注。事實(shí)上，基于認(rèn)知程度的深度學(xué)習(xí)內(nèi)涵表述從古至今都是存在的，絕非新事物，深度學(xué)習(xí)所包含的東西很多已在現(xiàn)有的理論框架以各種形式被研究和實(shí)踐。將理解、遷移應(yīng)用、高階思維等描述認(rèn)知程度的“舊醋”裝入深度學(xué)習(xí)這一“新瓶”，從長遠(yuǎn)來看，顯然不利于深度學(xué)習(xí)未來研究的深入和發(fā)展，重新界定深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵勢在必行。部分學(xué)者已經(jīng)認(rèn)識到了這一點(diǎn)。例如：李小濤等指出，為杜絕望文生義、混淆視聽，教育領(lǐng)域應(yīng)以深度認(rèn)知（思維結(jié)果）來區(qū)別于計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的深度學(xué)習(xí)（算法結(jié)果）;吳永軍認(rèn)為，深度學(xué)習(xí)應(yīng)超越認(rèn)知心理學(xué)的局限，構(gòu)建一種全視角深度學(xué)習(xí)觀，在深度學(xué)習(xí)的認(rèn)識、策略、方法論等方面構(gòu)建整體性、系統(tǒng)性思維;郭華認(rèn)為，深度學(xué)習(xí)不是一種教學(xué)模式，而是一種教學(xué)理念，它是歷史上一切優(yōu)秀教學(xué)理論與實(shí)踐的凝練、提升，是良好教學(xué)的理想形態(tài)：莫國夫認(rèn)為，課堂深度學(xué)習(xí)應(yīng)當(dāng)包容人類迄今對課堂探索的所有優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)。以上觀點(diǎn)很大程度上指明了今后教育領(lǐng)域深度學(xué)習(xí)研究的發(fā)展方向。

（三）深度學(xué)習(xí)內(nèi)涵界定

為了全面描述深度學(xué)習(xí)，引入“大概念”術(shù)語，即一種高度形式化、兼具認(rèn)識論與方法論意義、普適性極強(qiáng)的概念，研究認(rèn)為深度學(xué)習(xí)是信息時(shí)代教育學(xué)變革中的大概念。從復(fù)雜科學(xué)視角出發(fā)，根據(jù)復(fù)雜系統(tǒng)（如生態(tài)系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)等）通常存在最優(yōu)化狀態(tài)，筆者將深度學(xué)習(xí)這一大概念界定為學(xué)習(xí)系統(tǒng)的最優(yōu)化狀態(tài)。具體而言，深度學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)科學(xué)視閾下對認(rèn)知心理學(xué)、課程與教學(xué)論、教育技術(shù)學(xué)三者的最優(yōu)整合，深度學(xué)習(xí)內(nèi)涵由此從狹義走向廣義?！吧疃取焙x有三：其一是真實(shí)情境中學(xué)生對大腦內(nèi)部信息蘊(yùn)含理性、情感、價(jià)值、文化等的自主深度加工過程;其二是以學(xué)生為中心，通過外在條件激勵(lì)并維持學(xué)生內(nèi)在學(xué)習(xí)投入的積極深度引導(dǎo)過程：其三是利用教育技術(shù)促進(jìn)學(xué)生大腦信息加工和教師課堂教學(xué)引導(dǎo)的全面深度支持過程。以上三個(gè)“深度過程”分別對應(yīng)深度學(xué)習(xí)緣起中認(rèn)知心理學(xué)的重塑（子系統(tǒng)一）、課程與教學(xué)論的變革（子系統(tǒng)二）、教育技術(shù)學(xué)的突破（子系統(tǒng)三），故也可以認(rèn)為深度學(xué)習(xí)是對信息深度加工過程、教師深度引導(dǎo)過程、技術(shù)深度支持過程三者的最優(yōu)整合。當(dāng)然，各“深度過程”也分主次，學(xué)習(xí)者信息加工是核心，教師引導(dǎo)和技術(shù)支持是重要組成，即一核兩翼?！罢稀笔巧疃葘W(xué)習(xí)的精髓，單獨(dú)研究的子系統(tǒng)最終需放回到整體系統(tǒng)中，對應(yīng)著各“深度過程”間的整合：各子系統(tǒng)可繼續(xù)合理簡化成亞子系統(tǒng)以便于研究，隨后需進(jìn)行各“深度過程”內(nèi)的整合以回歸子系統(tǒng)?！白顑?yōu)”是綜合考慮學(xué)習(xí)者自身情況、課堂教學(xué)實(shí)際及教學(xué)硬件設(shè)施后的相對值，包括各“深度過程”子系統(tǒng)間的優(yōu)化和各“深度過程”內(nèi)亞子系統(tǒng)的優(yōu)化。整合性是深度學(xué)習(xí)的一大特征，而優(yōu)化是深度學(xué)習(xí)的另一大特征，筆者將其解讀為統(tǒng)攝力。借助深度學(xué)習(xí)強(qiáng)大的統(tǒng)攝力和整合性，可以達(dá)到事半功倍的效果?！白顑?yōu)整合”則是對吳永軍、郭華、莫國夫等學(xué)者觀點(diǎn)的延伸，能夠很好地體現(xiàn)學(xué)習(xí)過程的持續(xù)性、動態(tài)性、耦合性、非線性、多維性等，這恰恰也是復(fù)雜系統(tǒng)的基本特征。

四、深度學(xué)習(xí)的機(jī)制

除深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵研究外，深度學(xué)習(xí)的機(jī)制研究也是重點(diǎn)，研究者已提出了多種觀點(diǎn)，如錢旭升認(rèn)為，深度學(xué)習(xí)機(jī)制以興趣為前提、以困惑為關(guān)鍵、以意義為條件;安富?；趯W(xué)習(xí)的準(zhǔn)備、過程、結(jié)果和環(huán)境分析了深度學(xué)習(xí)的機(jī)制;李松林等從學(xué)習(xí)的發(fā)生、維持、促進(jìn)和支持四方面探討了深度學(xué)習(xí)的機(jī)制。學(xué)習(xí)系統(tǒng)的多變量、多維度注定了深度學(xué)習(xí)受多種因素影響，因此，研究嘗試從影響因素視角詮釋深度學(xué)習(xí)的機(jī)制。

（一）影響因素分析

關(guān)于深度學(xué)習(xí)的影響因素研究已有不少成果。Biggs認(rèn)為，學(xué)習(xí)結(jié)果受認(rèn)知風(fēng)格、個(gè)性、智力和家庭等個(gè)體因素，以及學(xué)科、教學(xué)方法、評價(jià)體系、課程結(jié)構(gòu)等教學(xué)情境因素的影響：Fullan等指出，學(xué)生和教師之間的新型學(xué)習(xí)伙伴關(guān)系、深度學(xué)習(xí)任務(wù)、數(shù)字工具（資源）是影響深度學(xué)習(xí)的核心三要素;Postareff等的研究表明，學(xué)習(xí)時(shí)間、精力投入、學(xué)習(xí)興趣、課程預(yù)期目標(biāo)、自我調(diào)節(jié)能力等個(gè)體因素也能夠?qū)ι疃葘W(xué)習(xí)變化作出解讀;Phan的成果揭示了目標(biāo)取向、自我效能感、批判性思維、深度學(xué)習(xí)方式之間復(fù)雜的雙向互促關(guān)系?？梢姡瑑?nèi)外因素共同影響著深度學(xué)習(xí)的發(fā)生，表明其機(jī)制分析也需涉及多個(gè)層面。

（二）內(nèi)在機(jī)制分析

1.以知識內(nèi)容為客觀載體

學(xué)科、學(xué)習(xí)任務(wù)、課程結(jié)構(gòu)等因素可歸結(jié)為深度學(xué)習(xí)的知識內(nèi)容。知識內(nèi)容是學(xué)習(xí)者認(rèn)知的對象和實(shí)踐的客體，是深度學(xué)習(xí)發(fā)生的載體。根據(jù)布盧姆學(xué)習(xí)目標(biāo)分類，知識可分為事實(shí)性、概念性、程序性和反省認(rèn)知四類。課堂學(xué)習(xí)以事實(shí)性和概念性知識為主，學(xué)習(xí)難點(diǎn)往往是程序性知識，以及對思考過程、方法的遷移應(yīng)用和反思。學(xué)習(xí)知識的同時(shí)，問題也會接踵而來，大體可分為良構(gòu)問題和劣構(gòu)問題。教材設(shè)計(jì)和課后作業(yè)通常以良構(gòu)問題為主，旨在幫助學(xué)生形成知識框架和解決問題的流程。學(xué)校教育的重要目標(biāo)是促使學(xué)生通過良構(gòu)問題獲得科學(xué)知識和方法，繼而遷移到社會情境中去解決復(fù)雜的劣構(gòu)問題，但學(xué)校情境的良構(gòu)問題與社會生活的劣構(gòu)問題兩者間關(guān)聯(lián)性和遷移性相當(dāng)有限。學(xué)習(xí)者遇到的大多數(shù)問題介于良構(gòu)和劣構(gòu)之間，且非良構(gòu)成分隨教育階段延伸而不斷增加，最終幫助學(xué)生掌握在社會情境下解決復(fù)雜問題的能力，筆者將其稱作偽劣構(gòu)問題。一般地，后兩類知識及兩種劣構(gòu)問題是深度學(xué)習(xí)發(fā)生的必要前提，可以反映理解、遷移應(yīng)用及高水平心智活動，體現(xiàn)對知識和信息的深度加T過程。

2.以真實(shí)情境為客觀條件

教學(xué)方法、數(shù)字T具（資源）、伙伴關(guān)系等因素通常影響深度學(xué)習(xí)的情境。情境學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，知識是情境性的，學(xué)習(xí)者在情境中通過活動獲得了知識，學(xué)習(xí)與認(rèn)知本質(zhì)上是情境性的。除此之外，還形成了某一共同體成員的身份（Identity），即實(shí)踐共同體。學(xué)習(xí)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)文化適應(yīng)與獲得特定的實(shí)踐共同體成員身份的過程，即合法的邊緣性參與。學(xué)習(xí)者要想從新手成長為共同體的核心成員，就必須參與到共同體真實(shí)的活動中去。程序性、反省認(rèn)知知識及偽劣構(gòu)、劣構(gòu)問題能夠促進(jìn)深度學(xué)習(xí)，就是因?yàn)樗鼈冊醋砸欢ǖ恼鎸?shí)情境。真實(shí)情境構(gòu)建了深度學(xué)習(xí)發(fā)生的客觀環(huán)境，在該環(huán)境中學(xué)習(xí)者有機(jī)會生成問題，提出假設(shè)，并在解決偽劣構(gòu)或劣構(gòu)問題的過程中獲取知識：同時(shí)，該情境還能提供其他豐富例證或類似問題以促使學(xué)習(xí)者遷移應(yīng)用所學(xué)內(nèi)容。

3.以心理機(jī)能為主觀意識

學(xué)習(xí)興趣、自我效能感、情感等內(nèi)部因素直接影響學(xué)習(xí)者的心理機(jī)能。早期的認(rèn)知理論把學(xué)習(xí)的結(jié)果定位于認(rèn)知能力的發(fā)展，而深度學(xué)習(xí)還注重身份的認(rèn)同，因?yàn)樗恰罢麄€(gè)學(xué)習(xí)的個(gè)體性要素，即意義、功能性、敏感性和社會性的內(nèi)在一致發(fā)展”。從純粹的記憶，到理解、遷移應(yīng)用甚至高階思維，從良構(gòu)問題到復(fù)雜劣構(gòu)問題的解決，學(xué)習(xí)者認(rèn)知能力發(fā)展與心理水平提升一一對應(yīng)。從最初的邊緣性角色逐步過渡到實(shí)踐共同體的核心，學(xué)習(xí)者的心理定位得到轉(zhuǎn)換，很大程度上體現(xiàn)了學(xué)習(xí)的功能性和社會性。無論是認(rèn)知還是身份認(rèn)同，均需置身真實(shí)情境，如此學(xué)習(xí)方有意義。在認(rèn)知和身份認(rèn)同的過程中，心理機(jī)能的動態(tài)演化正是學(xué)習(xí)的敏感性所在。

心理機(jī)能是學(xué)習(xí)主體的主觀意識，能夠直接反映深度學(xué)習(xí)是否發(fā)生，構(gòu)成了深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)的微觀層：知識內(nèi)容是深度學(xué)習(xí)的客觀載體，搭建了深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)的中觀層：真實(shí)情境反映的是學(xué)習(xí)環(huán)境，建立了深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)的宏觀層。學(xué)習(xí)系統(tǒng)的宏觀層、中觀層、微觀層共同“孕育”著深度學(xué)習(xí)，當(dāng)學(xué)習(xí)者認(rèn)知水平或身份認(rèn)同達(dá)到一定閾值時(shí)，深度學(xué)習(xí)就會在學(xué)習(xí)者心理機(jī)能變化的同時(shí)悄然出現(xiàn)。

五、深度學(xué)習(xí)的過程

研究者圍繞如何實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)也提出了大量途徑，包括SDL項(xiàng)目、Biggs的3P模型、Jensen等的7種策略吸Zeiser等的行動模型。由深度學(xué)習(xí)的廣義內(nèi)涵出發(fā)，可從縱向優(yōu)化和橫向整合兩個(gè)方面構(gòu)建深度學(xué)習(xí)的一般過程模型，如圖1所示。

（一）縱向優(yōu)化過程

深度學(xué)習(xí)的縱向優(yōu)化對應(yīng)于廣義內(nèi)涵中的“最優(yōu)”，體現(xiàn)的是基于客觀載體和客觀條件的相對優(yōu)化?？v向優(yōu)化是持續(xù)性、動態(tài)性的，主要針對三個(gè)“深度過程”子系統(tǒng)（包括附屬亞子系統(tǒng)），而子系統(tǒng)的優(yōu)化必將實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)的優(yōu)化，由此對“三維機(jī)制”產(chǎn)生有利影響，繼而促進(jìn)深度學(xué)習(xí)。

在信息深度加工過程中，學(xué)習(xí)者需要優(yōu)化知識獲取的途徑和方式，優(yōu)化理論知識與實(shí)踐應(yīng)用的銜接。深度學(xué)習(xí)既強(qiáng)調(diào)知識從記憶理解、遷移運(yùn)用直至高階思維的信息加工維度優(yōu)化，又關(guān)注學(xué)習(xí)者從新手角色向核心成員轉(zhuǎn)變的社會文化過程優(yōu)化，其中蘊(yùn)含理性、情感、意志、理想等事關(guān)學(xué)習(xí)者生活意義及終身幸福的品質(zhì)和價(jià)值。

在教師深度引導(dǎo)過程中，需在整體把握本學(xué)科內(nèi)容的基礎(chǔ)上優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，使其具備合理適當(dāng)?shù)奶魬?zhàn)性、階梯性和螺旋性，同時(shí)還需優(yōu)化教學(xué)方式和策略，真正激發(fā)學(xué)習(xí)者的主動性和創(chuàng)造性。學(xué)校課堂是學(xué)生深度學(xué)習(xí)的主陣地，具體學(xué)科是深度學(xué)習(xí)的落腳點(diǎn)，核心素養(yǎng)則呈現(xiàn)了獨(dú)特價(jià)值。例如：針對《普通高中英語課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》所凝練的四個(gè)核心素養(yǎng)，教師可以借鑒SDL項(xiàng)目等優(yōu)秀教學(xué)模式，從教學(xué)目標(biāo)、課程開發(fā)、教學(xué)策略、教學(xué)評價(jià)等方面進(jìn)行優(yōu)化探索，重塑課堂設(shè)計(jì)。

在技術(shù)深度支持過程中，應(yīng)最大限度地優(yōu)化信息技術(shù)與教育的融合，確保教育技術(shù)真正在課堂中派上用場。一方面，信息技術(shù)可以為學(xué)習(xí)、教學(xué)提供支持，通過圖片、視頻或VR可模擬逼真的虛擬情境：另一方面，AI深度學(xué)習(xí)等能夠有效促進(jìn)課堂的智慧化，如實(shí)時(shí)反映學(xué)習(xí)規(guī)律、智能反饋學(xué)習(xí)評價(jià)、及時(shí)掌握學(xué)習(xí)狀況，繼而實(shí)施差異化、個(gè)性化教學(xué)策略，將被動式信息化教學(xué)轉(zhuǎn)化為參與學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)的智能化手段。

（二）橫向整合過程

學(xué)習(xí)作為一個(gè)整體的系統(tǒng)，融通微觀、中觀、宏觀三個(gè)層面，是學(xué)習(xí)主體浸潤客觀條件而作用于客觀載體以建構(gòu)關(guān)于客觀世界的主觀意識，此過程中三維機(jī)制需有機(jī)整合。為實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)整體系統(tǒng)的最優(yōu)整合，還需將優(yōu)化后的各“深度過程”子系統(tǒng)進(jìn)行整合。首先是各“深度過程”內(nèi)亞子系統(tǒng)的整合，如信息深度加工過程中，零散碎片化知識本身的整合、知識攝取和遷移運(yùn)用的整合以及理論知識與實(shí)踐操作的整合;教師深度引導(dǎo)過程中，教學(xué)內(nèi)容和模式方法的整合、理論策略與課堂實(shí)踐的整合以及教師投入度與學(xué)生參與度的整合;技術(shù)深度支持過程中，多媒體課件視頻、圖像、文字、聲音的整合，虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）與人工智能的整合以及線上遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)與線下智慧課堂的整合。其次是各“深度過程”子系統(tǒng)間的整合，如教師的深度引導(dǎo)可以幫助學(xué)習(xí)者大腦信息的深度加工，教育技術(shù)能夠同時(shí)促進(jìn)教師的引導(dǎo)和學(xué)習(xí)者的信息加工，而教師與學(xué)習(xí)者的反饋又可以進(jìn)一步促進(jìn)教育技術(shù)的完善和優(yōu)化。

以上縱向優(yōu)化和橫向整合過程并非獨(dú)立分割，兩者是相互協(xié)調(diào)、互為補(bǔ)充的。很多時(shí)候，縱向優(yōu)化中需橫向整合，整合中需統(tǒng)攝優(yōu)化。在學(xué)習(xí)系統(tǒng)中，學(xué)習(xí)者、教師和教育技術(shù)處于一種復(fù)雜平衡狀態(tài)，三者不斷相互適應(yīng)、協(xié)調(diào)，不斷趨于最優(yōu)整合，最終實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

六、結(jié)語

英國哲學(xué)家邁克爾·波蘭尼曾指出，現(xiàn)代科學(xué)是“從一長長系列的追求更大的普遍性和嚴(yán)密性的概念革新和更激進(jìn)的開創(chuàng)出種種全新視角的概念創(chuàng)新中突生出來的”。論文引入復(fù)雜科學(xué)思想，借助學(xué)習(xí)科學(xué)將學(xué)習(xí)系統(tǒng)簡化為認(rèn)知心理學(xué)、課程與教學(xué)論、教育技術(shù)學(xué)三個(gè)子系統(tǒng)，多視野剖析了深度學(xué)習(xí)的緣起。由子系統(tǒng)相互演化可形成一個(gè)整體的最優(yōu)狀態(tài)，將深度學(xué)習(xí)界定為學(xué)習(xí)科學(xué)視閾下的最優(yōu)整合。結(jié)合影響因素分析，從微觀、中觀、宏觀三個(gè)系統(tǒng)層面詮釋了深度學(xué)習(xí)機(jī)制。最后，指出縱向優(yōu)化和橫向整合是趨近學(xué)習(xí)系統(tǒng)最優(yōu)整合的一般過程。伍新春等認(rèn)為，復(fù)雜系統(tǒng)視閾是學(xué)習(xí)理論的第三次思潮。在筆者看來，深度學(xué)習(xí)正是學(xué)習(xí)理論第三次變革中的最前沿問題。狹義深度學(xué)習(xí)研究已逐漸走向成熟，而復(fù)雜科學(xué)視閾下的廣義深度學(xué)習(xí)將是今后頗具潛力的研究方向。