深度学习的教学创新研究与实践

深度学习的教学创新研究与实践

作者：刘党生

来源：《中小学信息技术教育》2016年第06期

技术的快速发展催化了一种深度学习的环境，为课程的创新、教学的创新，尤其是学习的创新提供了前所未有的技术支撑，围绕深度学习的教学创新研究与实践环境的开源特质彰显，有利于从教育本质规律的回归基点出发，探寻在新时代教育的本质传承与弘扬，顺应社会和未来对于教育的需求。

深度学习的多元审视

如果说几年前，所谓的主学科（语文、数学、外语等）还在热衷于课件更新的话，那么近年来在所谓的辅学科（特别是信息技术、通用技术、自然科学等学科）领域提前启动的对自身学科体系的全面重构，及至2015年源自“草根”爆发式发展的创客教育、课程众筹……一场场被定义为“学科成长”的学科整合生态已然开始蔓延。在我国既有的教育体制机制环境下，上至国家文件相关论述和文件下达之间所形成的时间差，凸现出新课程实践、新教学形态创新等经验在内的自发意识觉醒，愈来愈多的基层教师团队主动将责任担当化作了非常具体、明确的自我加压和使命感。

然而，从更严谨的立意出发来审视今天的“学科成长”，似乎还有不少可讨论的空间。比如，学科成长的支撑环境拓展VS边际界定、学科成长的课程体验设计VS课程规范把控、学科成长的动手能力优先VS动脑思辨优先、学科成长的教具教案共享VS项目社群众筹。而最关键的一点就是，不再站在传统框架的制高点上点评置身技术（数据）环境的全新课程设计和课程运行……

深度学习的技术包抄

“深度学习”一词，无论是从其原创特指而言，还是从技术应用领域来看，都还没有与传统意义上的教育形成直接且必然的紧密关联。如果我们把AI（人工智能）所谓“研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新技术科学”的概念引申进教育领域的话，几乎是一种水到渠成的必然。除了围绕创客课程，已经形成的彼此渗透之外；我们当前的研发重点，都围绕着智能的实质属性，寻求各种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能教育装备：包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。而最明显的表征就是我们致力于推广的“实验课程生态”，早已跨越了传统学科实验室的固有属性，而是更多地呈现出与大学科、跨学段、学区化共建等全新的姿态。《2014上海基础教育信息化进程蓝皮书》预测未来5年，技术的发展会直指基础教育内涵发展的核心，从而引起“核变”。然而，在今天看来，还是难免有挂一漏万的想不到：我们想到了游戏式学习，没想到却被VR、AR、MR抢了风头；我们预见到今后的孩子将要进入“创客”式学习的新时代，却没想到“双创”的大浪让整个社会都激动不已；我们设想过有一天会通过数据来支撑经验，可没意识

到大数据的精准、多元、海量特性直接挑战了我们引以为傲的教学经历……个性化学习、自主化创意、创新式成长，就这样空降到我们面前，同时也在激励着我们课堂的呈现形态，以及教学的评价机制、学习手段更迭和学习渠道的泛师资对应，都在逼着教育的升级。

深度学习的海外借鉴

综观国际，我们不难发现，几乎所有国家都在彼此参照，互为样本，取长补短。以STEM 教育为例，2016年1月，聚集着超过六百个教育、商业和相关专业组织的“STEM教育联盟”为“2016年美国总统大选”建议：“为我们的子孙后代在STEM教育中所实践的每一步，都将在未来对美国的经济、国家安全乃至美国在科学与科技领域持久的领导力产生前所未有的正面影响”。目前，美国在中小学阶段已形成了遍布全美的以STEM为核心的三类学校特色：STEM 精英学校、STEM全纳学校及STEM职业技术教育学校，并得到了各种教育机构、企业与基金会提供的资金资助和技术产品支持。英国的创客教育已经渗透在中小学阶段日常教育中，从小学至初中一以贯之的9门基础课程分别是：艺术与设计、公民、计算、设计与技术、外语（课程）、地理、历史、音乐和体育。政府支持开展一系列项目、行动、计划，对英国创客教育的研究提供了一个有利的平台，将艺术家、企业与社会、学校联动起来，形成互动圈，极大地推动了社会对创造力培养的意识。日本倾向于传统教育的创新以及国际合作，为达到设定的中小学阶段STEM教育目标，日本正在对传统教育做出加强课时和内容，如设立STEM精英教育专项基金、加快STEM教育的教师队伍建设、支持和鼓励女性投身STEM教育及STEM相关职业等。

深度学习的实验重构

深度学习的实施，一定是一项系统工程，换句话说，必须凸现所谓主学科的融入和大学科观改造的核心属性。就目前方兴未艾的创客教育而言，我们认为有把创客教育、创新教育从所谓的学校常规教育中剥离出来（甚至独立成一门单独的课程）的趋势。将创客教育渗透进现有学科，这样的提法确实会因为基层所处的高度和话语影响力等因素，形成操作层面的局限。不过，这恰恰因应了教改、课改的全民特性。好在已经拥有了包括创客教育在内的众多自发探索，积累了相当宝贵的经验和实践。其中一条具有普适意义的模式，就是“做中学”，它又体现为观察、体验、实操、设计、创新等彼此递进的实验特质。仅凭这一点，就足以推广到更多，乃至全体学科。这几年来，深度学习专委会陆续创新了若干较为成熟、且易于落地的学科实验拓展模式，包括：学科成长型、教材重构型、项目综合型、学段模糊型、校际联动型等。所谓“学科成长型”，凸显的是教学内容上的与时俱进，比如在引入了DIS之后，地理实验室不再只是被地球仪和标本垄断教学。所谓“教材重构型”，谋求的是课本比较和重新洗牌，比如STEM 课程的呈现早已摆脱了理化生的学科间掣肘。所谓“项目综合型”，则以实现渐趋成熟的“研究性学习”为实验支撑系统，比如小卫星实验室的设计使得创新实验室的学科综合元素迈上新台阶。所谓“学段模糊型”，注重的是学生学习过程不再被学段等人为因素所制约，比如城市少年宫工作室模式缓解了单一学校的师资瓶颈。所谓“校际联动型”，有可能在调动社会各方积极性的同时，创设一个互补性的梯状响应；比如，学区少科院建设就兼顾了普及与提高的不同需求和不同运作模式。

深度学习的生态修复

学，始于识、终于创，贵以悟。我们所致力的“学校实验课程生态重构设计”，正是在生态的整体建构立意下，全面推进从识到悟，再到创的学教过程新构想。目前，教育界对于“创客”式学习的预测是：它以学生的兴趣为起始点。假设一个孩子主动对一个内容感兴趣，他可以在网上阅读、转发文章，继而再通过博客、论坛等，接近这个行业领域和人物。他会像发烧友一样收集一切资源，然后进行整理，对海量信息做出预判。与此同时，孩子的学习伙伴也是网络上的“小圈子”，他们年龄、学历多元化，互相学习，乐于帮助别人，分享自己的学习成果……

在这其中，我们必须警惕三点：一是以科普讲座指代创新教育，最新脑科学研究成果表明，如果在120秒内没有赢得受众者的交流，那么其课程的效果就有可能打了对折。二是不加甄别的搜索结果式的堆砌，比如有关“以烧水顶开壶盖的例子来介绍瓦特蒸汽机”的故事，被一些机构广为推崇，然而，这与史实和意欲揭示的主题都南辕北辙。三是要兼顾学生知识结构的目前水准，我们鼓励踮起脚尖，但不倡导长时间地连续拔高。

围绕创新教育，我们有必要重点建构五类课程实验生态：一是资源探究型实验系统，重在解决师资、素材、专业需求。网络学习资源已经为自主学习提供了极其便利的条件，积极靠拢资源全球化趋势，帮助教育者和学习者方便地享用。二是手段交叉型实验系统，重在大数据的引进、吸收和运用；利用多媒体，特别是超媒体技术，使教学内容的表现变得结构化、动态化、形象化；利用人工智能技术的构建方便，针对学生的不同特点和需求进行教学和提供帮助。三是环境改良型实验系统，重在让学校的一草一木都渗透教育元素；现已涌现出一系列虚拟化的教育环境，包括虚拟教室、虚拟实验室、虚拟校园、虚拟学社、虚拟图书馆等，由此带来的必然是虚拟教育与现实环境的叠加效应最大化。四是所谓“国际访学型”实验系统，重在实现任务驱动下的世界同步合作。既包括通过计算机合作的网上合作学习、小组作业和计算机扮演同伴角色等形式，更宽容学生通过跨地域（国别）的交换、互访、专题出境访学，共同完成学习任务。五是所谓“得益未来型”实验系统，重在对接终身受益的系统开放。主要体现在内容开放、结构开放和功能开放三方面。再加上计算机化测试与评分、学习问题诊断、学习任务分配等功能，实现面向学习过程的评价。