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深度學習研究國內(nèi)外文獻綜述1深度學習的研究現(xiàn)狀1.1國外研究現(xiàn)狀深度學習(deeplearning)也被譯為深層學習,是美國學者FerenceMarton和RogerSaljo給學生進行閱讀實驗,針對孤立記憶以及非批判性接受學習的淺層學習提出的,他們根據(jù)實驗結(jié)果發(fā)表了論文《學習的本質(zhì)區(qū)別:結(jié)果和過程》,根據(jù)學生學習的方式,首次提出關(guān)于學習層次的概念。國內(nèi)的學者李松林、楊爽通過對國外深度學習的研究進行梳理,在《國外深度學習研究評析》一文中,提到國外深度學習的研究和發(fā)展從提出至今經(jīng)歷了四個階段。第一階段:早期孕育。早在深度學習被正式提出以來,其思想內(nèi)涵就已經(jīng)出現(xiàn)。約翰·杜威(JohnDewey)的“從做中學”教育理論,強調(diào)培養(yǎng)學生自主學習及反省能力。在此之后,本杰明·布魯姆(BenjaminBloom)倡導發(fā)現(xiàn)教學,戴維·保羅·奧蘇貝爾(DavidPawlAusubel)倡導有意義學習,還有當代建構(gòu)主義理論主張基于問題的教學,雖然這些都沒有提及深度學習但是思想?yún)s蘊含在其中。此外,在布魯姆教育目標分類學中,學習有深淺之說就已經(jīng)萌芽。第二階段:正式研究。深度學習一詞自從被美國的兩位學者提出以來,就備受關(guān)注。從那以后,在上世紀90年代,比格斯(Biggs)認為深度學習就是在整體學習材料的時候可以運用多種學習策略。在后來的研究中,NelsonLaird、Kolb和Weigel等科學家從不同的角度定義了深度學習?;诖?,國外很多科學家通過比較表面學習和深度學習的區(qū)別,明確了深度學習的基本特征。其中,EricJensen和LeAnnNickelsen比較具有代表性,這些研究人員將深度學習的特征總結(jié)為:更高的思維、深度的理解、深度的處理。有五個級別的活動構(gòu)建和故障排除。第三階段:擴大研究。1999年,《人們?nèi)绾螌W習——大腦、思想、經(jīng)驗和學?!芬粫诿绹霭?。這本書解釋了大腦的學習機制,提出了許多開創(chuàng)性的想法,擴展了研究的視野、學科和深度學習問題。2004年,美國教育通信技術(shù)協(xié)會(AECT)重新定義了教育技術(shù)。在此之后,關(guān)于深度學習的研究領(lǐng)域得到擴展,正是我國對深度學習開展學習的契機。第四階段:聚焦階段。近十幾年來,國外學者對深度學習開展了更加系統(tǒng)和深入的研究。主要是理論爭論,研究是關(guān)于深度學習的理論基礎(chǔ)、發(fā)生條件、促進策略以及如何實施深度學習。實踐探索將深度學習研究成果應(yīng)用到專業(yè)實踐中,結(jié)合實際案例,探索深度學習的機理。使用各種先進信息技術(shù)來支持和優(yōu)化促進深度學習的環(huán)境的技術(shù)應(yīng)用程序。上述研究旨在解決兩個課題:“人們?nèi)绾芜M行深度學習”和“如何促進深度學習”。在國外,深度學習具有悠長的發(fā)展歷程,國外的學者對深度學習的內(nèi)涵、內(nèi)在發(fā)生機制及實施模式進行研究取得了較多成果。經(jīng)過對文獻的梳理發(fā)現(xiàn)國外深度學習研究的發(fā)展趨勢主要有三個方面:專注于真實課堂條件下的深度學習和學生核心素養(yǎng)發(fā)展。關(guān)于如何教授深度學習的討論可以從個人改為一般,以提高可信度。完整的實證研究,從純粹關(guān)注深度學習技術(shù)支持到關(guān)注情景技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計。國外研究者在上世紀90年代,多采用實驗研究法,借助科學的探究驗證深度學習理論,盡管發(fā)展到現(xiàn)在還是用問卷法、課堂觀察法和微型測驗法,但是這些方法雖然可操作性強,但是還是缺乏一定的科學性。于是提倡努力優(yōu)化線下測量方法和線上測量工具,其中包括眼動跟蹤、線索回憶、出聲思考、微分析、觀察量表、訪談工具、日記、計算機跟蹤數(shù)據(jù)等。1.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀筆者以“深度學習”為主題和關(guān)鍵詞,在CNKI中國期刊全文數(shù)據(jù)庫進行檢索,出現(xiàn)的結(jié)果較多,囊括了各個領(lǐng)域的研究成果,為了篩選出更貼切本研究相關(guān)的文章,筆者選擇“深度學習與教學”為主題,時間2011-2021年,在CNKI中國期刊全文數(shù)據(jù)庫進行檢索,期刊數(shù)量為2234篇,博碩學位論文共817篇,包括了教育技術(shù)、教學領(lǐng)域各個科目的研究,總體趨勢分析圖如下所示。以“深度學習”為主題,化學教學為篇關(guān)摘,時間2011-2021年,在中國期刊全文數(shù)據(jù)庫進行檢索,搜索到的期刊有121篇,博碩學位論文有67篇。從圖中可以看出從2018年“深度教學與教學”的研究遞增得較快,在之后也呈上漲趨勢,這與各學科核心素養(yǎng)的提出具有較大的聯(lián)系,說明我國教育研究者已經(jīng)注意到深度學習和學科核心素養(yǎng)之間的聯(lián)系,以下是對所收集的文獻進行分析和總結(jié)。圖2-12011-2021年“深度學習與教學”為主題的期刊篇數(shù)走勢圖圖2-22011-2021年“深度學習與教學”為主題的博碩論文篇數(shù)國內(nèi)對深度學習的系統(tǒng)研究起步較晚,而國內(nèi)教育技術(shù)界對深度學習的重視,與美國教育通信技術(shù)協(xié)會(AECT)對教育技術(shù)概念的重新定義息息相關(guān)。自1976年提出深度學習的概念以來,中國學生對深度學習的研究起步較晚。三十年后(2005年),李嘉豪教授在《PromotingDeepLearningforStudents》一文中通過分析國外研究成果,提出了深度學習的概念。將重要的學習和學到的知識與新知識聯(lián)系起來,將學到的知識轉(zhuǎn)移到新的學習情境中,解決實際問題的能力。此后,深度學習在中國得到了發(fā)展。多元化、高增長、融合性是近十年來國內(nèi)教育領(lǐng)域?qū)ι疃葘W習的研究所呈現(xiàn)出的主要特點,具體包括“教育技術(shù)應(yīng)用”“教與學的研究”和“學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)”三個方面。對查閱到的文獻進行綜合分析,目前我國關(guān)于深度學習的研究主要包括理論、策略及實踐研究。郭華在《深度學習及其重要性》一文中強調(diào)了深度學習的五個基本特征,①聯(lián)想與結(jié)構(gòu);②活動與體驗;③本質(zhì)與變化;④轉(zhuǎn)移與應(yīng)用;⑤價值與評價。為教師提供五個特征來測試深度學習是否正在發(fā)生,這是選擇深度學習策略的基礎(chǔ)。其中,黃淑靜在《基于深度學習理論的化學概念教學》一文中,依據(jù)深度學習的五個特征,對“溶解度”相關(guān)概念進行教學,引導學生從把本質(zhì)上掌握知識,促進學生思維的發(fā)展。深度學習的提出,強化了學生的主體地位,為落實學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)提供強有力的理論基礎(chǔ)。安富海認為深度學習最終是發(fā)展高階思維的理解性學習,深度學習與淺層學習在學習者的狀態(tài)、知識的表現(xiàn)形式、學習目標以及學習效果的遷移應(yīng)用等方面都存在較大的差異,深度學習具備了批判理解、內(nèi)容結(jié)構(gòu)整合、知識建構(gòu)、遷移運用等幾個特征。國內(nèi)學者在深度學習和認知理論的特點上有一些相似之處:學會批判性思考,構(gòu)建系統(tǒng)知識,以及傳遞和應(yīng)用知識的能力。論文和碩士論文中都提到了建構(gòu)主義理論、情境認知理論、布魯姆目標分類和元認知理論對深度學習的影響。張浩和吳秀娟在《AnalysisofDeepLearningandtheFundamentalsofCognitiveTheory》一文中介紹了深度學習的意義。通過比較深度學習和表面學習的區(qū)別,我們提出了深度學習的特點,旨在分析建構(gòu)主義的理論。情景認知理論對深度學習的影響。經(jīng)過查閱相關(guān)的文獻資料發(fā)現(xiàn),目前有關(guān)深度學習的理論研究日趨成熟,但是在深度學習的教學模式,教學評價等方面的研究還是比較欠缺的,所以預計未來的趨勢就是深度學習教學評價的完善。在這多元化發(fā)展的時代,信息技術(shù)與教學相互滲透,深度學習在教育技術(shù)領(lǐng)域逐漸發(fā)展起來。孫連秀、馬玉惠通過梳理深度學習技術(shù)在教學中發(fā)展的現(xiàn)狀,探討了深度學習在教學設(shè)計與分析、教學策略的選擇以及評價三個方面對教學過程中各要素的影響,但是目前的研究局限于教育領(lǐng)域數(shù)據(jù)收集較少且整體還未完善,結(jié)構(gòu)分布零散。如果在未來深度學習技術(shù)完善,在豐富教學手段,貫徹以學生發(fā)展為中心,教育現(xiàn)代化等方面將提供無限可能。學者何克抗認為,深度學習的先決條件之一是打造智能學習環(huán)境。支持與現(xiàn)實(VR)和增強現(xiàn)實(AR)技術(shù)相關(guān)的學習工具,這兩種技術(shù)都可以讓學生更直接、更詳細地體驗現(xiàn)實世界,形成高級認知技能。在深度學習、教育策略和教學方法方面。學者段錦舉在《E-Learning環(huán)境中促進深度學習的策略研究》一文中,構(gòu)建了深度學習交互層次模型,并基于深度學習交互層次模型,在E-Learning環(huán)境中進行深度學習。學習環(huán)境,策略實踐,最后通過對學生的訪談,發(fā)現(xiàn)學生的元認知和批判性思維有所發(fā)展,深層水平有所提高,認知學習達到了。隨著人工智能的發(fā)展,在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的環(huán)境下,人工智能在教育技術(shù)領(lǐng)域得到了發(fā)展。在劉勇、李青等學者的《教育中的深度學習技術(shù):現(xiàn)狀與展望》一文中,主要針對教育領(lǐng)域,包括跟蹤學生學習、輔助指導和批改,以及外國人。人工智能詳解。在語言教學方面,可以通過案例分析總結(jié)人工智能在教育領(lǐng)域的影響。信息技術(shù)與教育的相互滲透,教育模式的轉(zhuǎn)變,STEM課堂優(yōu)化升級,翻轉(zhuǎn)課堂,智慧課堂,推動“課堂”向“學?!鞭D(zhuǎn)變,向?qū)W生學習。此外,微課的設(shè)計與實施,也是課堂上促進深度學習的關(guān)鍵以及翻轉(zhuǎn)課堂的有力保障,但是目前微課教學的潛力仍然需要挖掘,使微課越趨成熟和大眾化。從以上研究可知,如果人工智能在教學領(lǐng)域能夠發(fā)揮充分的作用,那就為學生的深度學習提供可靠的技術(shù)手段,但是目前人工智能在促進深度學習這一領(lǐng)域并沒有得到普及,系統(tǒng)也沒有發(fā)展完善。所以作為一線教師還得繼續(xù)專注于傳統(tǒng)的教學模式,在開拓創(chuàng)新傳統(tǒng)教學模式的基礎(chǔ)上,促進學生的深度學習。參考文獻王蓓,彭澤平.新中國基礎(chǔ)教育課程改革60年:歷程與經(jīng)驗[J].教育與教學研究,2015,29(10):26-31.[2]彭澤平.擅變與超越——中國基礎(chǔ)教育課程改革史[M].北京:華齡出版社,200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