深度學習是一種面向意義生成的研究與實踐范式，使我們能夠厘清并理解教育行為背后的深層含義，并進一步發展這種能力。
文/《在線學習》主筆 何曼
西南大學卓越教學中心主任胡航
信息技術正以遠超社會發展的速度發展，要求人類的認知方式必須要有革命性的提升。因此，作為提升人類認知的新型學習方式，深度學習呼之欲出。十余年來，西南大學卓越教學中心主任胡航博士一直專注于深度學習理論與實踐研究。他在與本刊對話時表示，深度學習既是教育范疇下的理論，又是一種思想和教育方式，它可以促進人類認知的提升，推動人由“點”走向“變換”。新時代背景下認知模式的變化以及對人更綜合、深度的理解，對現有的教學方式、組織體系、服務體系和管理體系提出了新的挑戰，是人類教育和學習理論與實踐面臨的時代性問題。“人類的深度學習沒有'最深度’、只有'更深度’。未來，要用機器的深度學習促進人類的深度學習。”
在線學習：近年來，深度學習得到越來越多的關注。我們為什么要開展深度學習？
胡航：深度學習研究起源于美國。學者Ference Marton和Roger Saljo于20 世紀50年代便開始對學習過程進行實驗。1976年，他們在《學習的本質區別：結果和過程》一文中介紹了其研究，并依據布魯姆教育目標分類學提出了深度學習和淺層學習兩個概念。
新高考、“雙減”、《普通高中課程標準（2017年版）》和《義務教育課程標準（2022年版）》均強調“真實情境”“跨學科實踐”，這與深度學習的主張具有高度一致性。深度學習強調“主題式學習”，強調在“真實情境”中“解決復雜問題”的能力，這是培養“自主創新”人才的重要路徑，是對黨的二十大報告中教育、科技、人才“三位一體”戰略部署的貫徹落實。
深度學習是一種面向意義生成的研究與實踐范式，使我們能夠厘清并理解教育行為背后的深層含義，并進一步發展這種能力。深度學習的研究強調基于真實情境與問題，充分應用智能化的研究方法，通過理論研究與實證研究“協同化”，試圖架設連接腦科學、心理學、智能技術與教育的橋梁，讓教育真正服務于人的生活需求、社會需求和未來的發展，進而構建一個具有高度開放性、靈活性、適應性和多樣性的、能服務于每一個個體的終身學習生態體系。
在線學習：如何正確理解深度學習？其內涵是什么？
胡航：我們可以從四個方面理解：一是深度學習中的學習者具有主動性、積極性、批判性和建構性等特征；二是深度學習關注情境遷移、問題解決和創新；三是深度學習過程中學習者具有良好的情感體驗；四是深度學習是基于個性的社會化過程。
針對培養在不同情境中解決問題的能力，可以從知識層、應用層和思維層闡述深度學習“點—聯結—結構—變換”的內涵。深度學習在知識層將傳統教學中的知識點連接起來，將靜態的學習轉化成動態的學習；在應用層動態建構認知結構，將聯結的結構變換應用于解決實際生活中的問題；最終在思維層培養具有成長型思維、大數據思維、問題解決與創新性思維的高效能人才。由此可見，深度學習是一種真實性學習，在三個層面均反映了學會學習、實踐創新等核心素養，強調將已有知識遷移到新的情境中做出決策和解決問題。深度學習的教學方式以學習者為中心進行設計，綜合運用“個性化—合作”學習（PCL）、情境式教學、主題式教學等，旨在讓學生習得素養、培養專家思維和解決真實性問題。
在線學習：深度學習與在線學習之間存在怎樣的關系？
胡航：教育強調“知情意行”的融合，不同的理論框架從不同的角度來闡釋教育的本質，尋找將“知情意行”融合的方式。深度學習在此視閾下追求依托主題和活動實現“知情意行”，以契合今天的教育體制，并逐漸變革教學內容與形式，生成新的教育范式。通過對近幾年在線學習的觀察與反思，在線學習與深度學習之間的關系體現在三個方面：第一，究其誕生根源，在線學習是網絡與多媒體技術快速發展的產物，且是電子商務迅速發展的伴生品；深度學習是生產力發展方向的要求，是馬克思主義教育思想對人全面解放的需求。第二，探其存在形式，在線學習以網絡為載體、以多媒體為表征、以屏幕為接觸終端；深度學習以課堂為主陣地，以真實情境、實踐行為與情感感知融合為載體，以師生和生生間交互為主要形式。第三，思其現實可能，在線學習所具有的“個性化”“社會交互”“學生選擇教師”“大數據精準監測與調控”等優勢還需讓其在更大程度與更深層次上發生。
深度學習是目的，在線學習是方式，我們團隊正在通過構建線上線下融合的“深度學習”方式，在人工智能時代擬通過機器深度學習促進人類深度學習。
在線學習：您曾提到，目前的教育已經走向教育3.0的狀態，但在線教育仍處于1.0的層面。應該如何理解這一觀點？
胡航：縱觀改革開放以來的教育變革，從1978年至2000年，可稱為教育1.0形態，其主要目的是解決教學中知識的“準確性”問題。教師扮演全知全能的知識輸出者角色，學生的主要動作就是“接收、回應、反芻”。從2001年開始新課程改革至2018年，可稱為教育2.0形態，其主要目的是解決“知識應用”的問題。2019年2月，中共中央、國務院印發了《中國教育現代化2035》，要求各地區各部門結合實際認真貫徹落實。正當教育同仁躊躇滿志探索如何走向教育現代化的時候，新冠疫情暴發，在線教育如一劑猛藥“灌入”教育體內，其是否有效取決于它是否契合了教育3.0形態的要求。而教育3.0要培養的是大量具有創新思維的人，這是教育現代化的標志。
在教育3.0形態中，教師就像一個學習社群里的導游、導師和協作者；學習者就是學習網絡的連接者、學習內容的創造者、學習體系的建構者。深度學習技術包含學習場域、資源和服務等,教師與學習者在特定場域提供的技術、環境和服務的支持下進行各種活動；教室結構、資源與活動是技術設計與開發下支持學習場域運行的服務；師生、生生之間在該服務中形成場域關系。
在線學習：課堂教學如何實現深度學習？如何設計開展促進學生深度學習的混合式教學？
胡航：課堂教師實施的教學活動是否能激活學生深度學習、推動學生核心素養發展，是課堂教學能否促進學生認知結構完善、學科能力發展和復雜情感體驗的關鍵所在。在深度學習課堂上，學習者通過真實社會情境和復雜技術環境深度加工知識信息、深度理解復雜概念，主動建構個人知識體系，并有效遷移、應用到真實情境中，進而提升高階思維能力。
在混合式教學范式下，深度學習幫助學生由知識層的覺知記憶到應用層的深度歸納，再到思維層的遷移轉換，進而培養解決復雜問題的高階思維。鑒于此，實施深度學習主要包含覺知、調和、歸納和遷移四個階段，具體化為七個步驟。
一是知識覺知。主要指讓學習者接觸、了解、感知新知識，“觸摸”其輪廓，換句話說即教師指導下的、有針對性的預習過程。知識覺知是深度學習的基礎，或者說是導向深度學習的前奏，也是認知起點診斷的基礎。
二是認知起點診斷。主要是教師運用學習平臺，在融通技術與教育的前提下，通過發放的前測試題、融于知識覺知活動中的各項觀察與訪談、兒童數學思維可視化診斷工具等對學習者的學習策略、認知結構和學科知識進行評估，為課程選取與重構、個體學習資源供給和小組成員調整提供支撐。教師在此過程中成為行為主體，盡量準確判斷出學習者的個性化差異。
三是課程選取與重構。教師根據對學習者認知起點診斷情況，依據教材和其他資料，選取“4S”（SK學科知識、KS策略知識、SS社會技能、CS 認知結構）學習內容，按照深度學習課程框架進行重構，并進行深度學習數字化學習資源的開發。
四是激活先前知識。建立已有知識與新知識之間的聯系，即建立已有圖式和目標圖式之間的橋梁，一方面為新知識的學習搭建腳手架，另一方面糾正學習者先前知識的偏差，進一步鞏固上述橋梁，以提升學習者的成就感。
五是獲取新知識。此階段的重點是在認知起點診斷的基礎上，為個體提供個性化資源，進行個性化學習，對基礎知識中的偏差進行集中學習。
六是深度加工知識。這是深度學習的核心，傳統課堂缺乏課堂中學習者真正的深度理解、意義構建、遷移同化等過程。此階段主要依據S-ACIG深度加工過程進行，重點是調和（C）、歸納（I）和遷移（G），因為其中覺知（A）在前面階段基本已經完成。在深度學習混合式教學中，分別采取了各類活動促進學習者深度加工知識。
七是學習評估。對學習效果的評估,主要指學業成績和思維品質的可視化診斷，考察課堂深度學習的有效性與學習者的發展水平。
需要補充說明的是，深度學習范式下混合式教學的時間路線是非線性的，具有循環的系統化特征，可作為課堂深度學習的教材組織、資源開發和教學活動實施的操作性框架。
在線學習：您對推進深度學習有何教學建議？對其未來發展有何期待？
胡航：深度學習有助于教育教學理念和學習理論研究的持續深化，在線教育給學習的時間和空間帶來巨大的延伸和拓展。走向未來的在線教育應該解決五點問題：
第一，重構數字學習資源，形成面向學生個體需求的深度學習課程資源體系。促使在線教育努力建構頂層設計，打破教育資源開發利用的傳統壁壘，推進開放資源匯聚共享。具體來說就是利用大數據技術采集、匯聚互聯網上豐富的教學、科研、文化資源， 以學習者需求為導向分類開發資源，實現從“專用資源服務”向“大資源服務”的轉變，這也是目前所強調的“數字化轉型”。
第二，創新教師專業發展路徑，形成線上線下融合的深度學習師資培育體系。目前，優質教師依然大量集中在傳統教育行業，缺乏適應新技術環境下的互聯網教育復合人才，未來應讓廣大教師都看到數字技術對傳統教育的補充支持作用，讓教師成為課堂的引導者，使其角色由單一的學科知識講授，轉化為學習活動設計、資源開發、材料組織、活動實施、教學監控與調節等。
第三，重構深度學習“4S”教學內容，搭建基于真實情境的深度學習教學實踐模型。
第四，改革教育評價模式，形成融過程性與考核性為一體的深度學習評價體系。面向未來的深度學習，必須重視培養學生的高階思維，有效診斷教師的教學質量以及學生的學習績效；從外顯走向內隱，從學習科學的角度構建深度課堂分級實施與評價框架成為亟待解決的問題。
第五，重構深度學習研究與實踐體系，實現“機器深度學習促進人類深度學習”。我們團隊目前將深度學習研究體系分為四個層面：一是算法基礎層，關注因果關系、量子力學等在學習與教學過程中的解釋力，通過教育數據的類型、結構與特征的研究，以機器深度學習算法為核心，迭代或重構“教育分析算法”，奠定“計算教育學”的基礎；二是技術研發層，基于上述算法，研發真正適合深度學習的學習空間、學習工具、人機交互agent等；三是教學應用層，在真實的課堂環境中研究在上述環境中如何實施深度學習，并大規模、常態化的應用；四是人才培養層，通過教師教育和企業人力資源體系，開發“智能時空人是如何學習的”系列課程與教學體系。這一體系覆蓋全教育，一方面包括經典教育中的教師和學生，另一方面涵蓋家長、企業人力資源等社會人員，從而構建出“深度學習生態”，服務教育、科技和人才“三位一體 ”。
來源丨《在線學習》雜志2023年6月刊（總第93期）
