淺談在計(jì)算機(jī)教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)

張莉 蘇州旅游與財(cái)經(jīng)高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 高級(jí)講師

一、深度學(xué)習(xí)的緣起

深度學(xué)習(xí)的概念，是源于人們對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和人工智能的研究。早在2006 年，加拿大多倫多大學(xué)計(jì)算機(jī)系辛頓教授在《Science》上發(fā)表的《利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)刻畫(huà)數(shù)據(jù)維度》文章中，探討了應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)刻畫(huà)數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)模型，首次提出了深度學(xué)習(xí)的概念和計(jì)算機(jī)深度學(xué)習(xí)的模型，這些嶄新的思維模式在人工智能領(lǐng)域中掀起了極高的研究熱情。深度學(xué)習(xí)引發(fā)的這場(chǎng)科技革命，把人工智能帶上了一個(gè)新的臺(tái)階。隨著學(xué)習(xí)科學(xué)的不斷發(fā)展，深度學(xué)習(xí)的思想也逐漸被教育領(lǐng)域的專家重視起來(lái)，研究如何在教育中開(kāi)展深度學(xué)習(xí)，亦成為一個(gè)時(shí)代發(fā)展新的風(fēng)向標(biāo)。

二、深度學(xué)習(xí)在國(guó)內(nèi)、外教育領(lǐng)域中的發(fā)展

國(guó)外教育領(lǐng)域的研究者對(duì)來(lái)自腦科學(xué)、人工智能和學(xué)習(xí)科學(xué)領(lǐng)域中新的成就，產(chǎn)生了極大的震撼和深刻反思。現(xiàn)在，計(jì)算機(jī)、人工智能都可以模擬人腦對(duì)事物有一定的認(rèn)知，那么人對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程應(yīng)該是一個(gè)怎樣的抽象認(rèn)知過(guò)程？類似的問(wèn)題引起了許多的教育研究者的濃厚興趣。1976 年，美國(guó)學(xué)者馬頓和賽爾喬在《論學(xué)習(xí)的本質(zhì)區(qū)別：結(jié)果和過(guò)程》一文中明確提出了表層學(xué)習(xí)和深層學(xué)習(xí)的概念，這是在教育領(lǐng)域中首次明確提出了深度學(xué)習(xí)的概念。他們對(duì)一群學(xué)生進(jìn)行閱讀過(guò)程的學(xué)習(xí)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：“淺層學(xué)習(xí)”是孤立記憶和非批判性接收新知識(shí)，”深度學(xué)習(xí)”是個(gè)體將學(xué)習(xí)的知識(shí)從一種情境應(yīng)用到另一種情境的過(guò)程。

國(guó)內(nèi)教育領(lǐng)域研究者對(duì)深度學(xué)習(xí)的關(guān)注也就是近十年的事了，2005 年，我國(guó)學(xué)者黎加厚教授在《促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)》文章中率先介紹了國(guó)外關(guān)于深度學(xué)習(xí)的研究結(jié)果，同時(shí)探討了深度學(xué)習(xí)的本質(zhì)，給出了以下界定：“深度學(xué)習(xí)”是指在理解的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)者能夠批判的學(xué)習(xí)新思想和事實(shí)，并將它們?nèi)谌朐械恼J(rèn)知結(jié)構(gòu)中，能夠在眾多思想間進(jìn)行聯(lián)系，并能夠?qū)⒁延械闹R(shí)遷移到新的情境中，做出決策和解決問(wèn)題的學(xué)習(xí)。自此之后，“深度學(xué)習(xí)”就成為了教育領(lǐng)域研究中老師們口中頻率出現(xiàn)最多的專業(yè)用詞之一。

教育專家們認(rèn)為導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的差異性在于每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程和認(rèn)知的深刻程度。如何引指學(xué)生“深度學(xué)習(xí)”，這與教師的“教”也是密不可分的。

三、深度學(xué)習(xí)中的“教”與“學(xué)”

深度學(xué)習(xí)的研究從單一的研究學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程開(kāi)始轉(zhuǎn)向?qū)處熃虒W(xué)過(guò)程的關(guān)注，因?yàn)椤敖獭迸c“學(xué)”看上去是相對(duì)獨(dú)立的，實(shí)際上又是相互制約的，它們是相融的一體化關(guān)系，深度學(xué)習(xí)離不開(kāi)教師在教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行深入引導(dǎo)的環(huán)節(jié)。

深度學(xué)習(xí)中的“教”應(yīng)以真實(shí)與虛擬情境問(wèn)題相結(jié)合的問(wèn)題進(jìn)行課程的導(dǎo)入和內(nèi)容的遷移。以計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中的郵件合并為例，在講到這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的時(shí)候，主要是讓學(xué)生利用郵件合并將兩個(gè)不同的應(yīng)用程序巧妙的結(jié)合起來(lái)，學(xué)會(huì)將知識(shí)遷移應(yīng)用到實(shí)際工作中解決問(wèn)題。提問(wèn)：40 位學(xué)生的成績(jī)報(bào)告單是如何形成的？學(xué)生通過(guò)老師拋出的問(wèn)題，探究郵件合并的功能，通過(guò)練習(xí)、拓展，積累成績(jī)報(bào)告單的EXCEL 和WORD 進(jìn)階使用的間接學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，再將知識(shí)點(diǎn)遷移應(yīng)用到完成由PHOTO 和WORD 進(jìn)階使用的學(xué)生證制作，這其實(shí)就是檢驗(yàn)學(xué)習(xí)結(jié)果的最佳途徑，同時(shí)，學(xué)生學(xué)習(xí)的結(jié)構(gòu)性也會(huì)表現(xiàn)得非常積極和豐富。學(xué)生通過(guò)一個(gè)個(gè)問(wèn)題打開(kāi)了層層遞進(jìn)的知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)情境問(wèn)題的體驗(yàn)，累積經(jīng)驗(yàn)，這個(gè)過(guò)程便是探索、發(fā)現(xiàn)知識(shí)形成的過(guò)程。有聯(lián)想才會(huì)有知識(shí)的遷移能力，有結(jié)構(gòu)才會(huì)有知識(shí)的應(yīng)用能力。除此之外，教師還要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精心的設(shè)計(jì)，要讓學(xué)生學(xué)會(huì)使用查找慕課、小視頻等網(wǎng)絡(luò)資源，來(lái)達(dá)到有序地實(shí)現(xiàn)豐富而復(fù)雜的教學(xué)目的。

深度學(xué)習(xí)中的“學(xué)”是對(duì)學(xué)習(xí)對(duì)象深度加工的過(guò)程。學(xué)生首先要對(duì)所學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生濃厚的興趣，主動(dòng)關(guān)注當(dāng)前學(xué)習(xí)任務(wù)的相關(guān)信息，推動(dòng)思維，對(duì)問(wèn)題產(chǎn)生思考與探索。接著，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，在教師的引領(lǐng)和指導(dǎo)下，將已有的學(xué)科知識(shí)、跨學(xué)科知識(shí)與新知識(shí)建立一種聯(lián)結(jié)，這種聯(lián)結(jié)，不是機(jī)械式的死記硬背，而是能夠找準(zhǔn)已有知識(shí)與新知識(shí)之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。最后，也是最關(guān)鍵的一點(diǎn)，是要讓學(xué)生將新知識(shí)進(jìn)行遷移應(yīng)用。學(xué)生學(xué)會(huì)一個(gè)新的知識(shí)結(jié)構(gòu)并不是學(xué)習(xí)的終點(diǎn)，應(yīng)該讓內(nèi)化的知識(shí)轉(zhuǎn)化為解決問(wèn)題的綜合實(shí)踐能力。

四、結(jié)束語(yǔ)

隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的發(fā)展，人們信息的獲取更加便捷，學(xué)習(xí)的方式呈現(xiàn)多樣化。深度學(xué)習(xí)最大的意義在于，學(xué)生在教師的引領(lǐng)下，不僅掌握書(shū)本知識(shí)、跨學(xué)科知識(shí)，還可以在實(shí)踐中進(jìn)行累積和體驗(yàn)，用邏輯思維，評(píng)判知識(shí)的價(jià)值，用思辨思維，對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容深度加工，經(jīng)歷了這樣的過(guò)程，知識(shí)才可能通過(guò)學(xué)生的體驗(yàn)轉(zhuǎn)化為學(xué)生的精神財(cái)富，轉(zhuǎn)化為學(xué)生認(rèn)識(shí)世界、改變世界的能量。