《深度课堂》PPT课件

.
12
4 马顿“学习层次”的实验研究
1976年，美国学者马顿和萨尔约在《论学习的本质区别:结果和过程》 一文中明确提出了表层学习和深层学习的概念。这被普遍认为是教育学 领域首次明确提出深度学习的概念。他们在一项关于阅读能力的实验研 究中，详细探讨了阅读学习的层次问题。通过让学生阅读文章并进行测 验，发现学生在阅读的过程中运用了两种截然不同的学习策略。 一种是试图记住文章所描述的事实，揣测接下来的测试并记忆，即表层 学习(Surface Learning)，也主是“浅层学习”。 另一种是试图理解文章的中心思想和学术内涵，即深层学习(Deep Learning)，也被译为“深度学习”。
20世纪八九十年代以来，随着学习科学的不断发展，深度 学习的概念和思想也不断地在教育中得到应用。
.
11
来自脑科学、人工智能和认知科学领域的新成就，必然引起各国教育界新 一轮的教育教学改革。
计算机、人工智能尚且能够模拟人脑的深层结构和抽象认知，通过神经 网络的建立开展深度学习，那么： 学生的学习有表层和深层等层次之分吗? 人对知识的学习过程究竟应该是怎样的一个脑活动过程? 从作为符号的公共知识转化到作为意义的个人知识是怎样实现的? 知识学习过程究竟是一个怎样的抽象认知过程?
缺少了对思想的追寻，忽视了思想启迪，丧失了价值引领，我们的课 堂能够教给学生什么？答案只有一个，那就是一堆仅仅依靠背诵而积累的 考试过后中便远离学生人生的无意义、无思想、无涵养的符号 ...
无论是数学、还是语文，抑或其它学科的教学，务必是走向思想的教学， 方法的教学，逻辑的教学，意义的教学！这种教学就是深度教学。
多层人工神经网络模型有很强的特征学习能力，深度学习模型学习得
到的特征数据对原始数据有更本质的代表性，这将大大便于分类和可视 化问题。
对于深度神经网络很难训练达到最优的问题，可以采用逐层训练方法解
决。其原理是将上层训练好的结果作为下层训练过程中的初始化参数。
.
10
2013年4月，《麻省理工学院技术评论》杂志将深度学习列 为2013年十大突破性技术之首。深度学习引爆的这场革命， 将人工智能带上了一个新的台阶，不仅学术意义巨大，而 且实用性很强，工业界也开始了大规模的投入，一大批产 业、新产品将从中诞生。甚至引发一场新的工业革命。
深度学习的生理学基础：大脑是一个深度架构，认知过程也是深度的。
.
9
3 辛顿关于的 “深度学习”的观点
2006年，加拿大多伦多大学教授Geoffrey Hinton对深度学习的提 出以及模型训练方法的改进打破了BP神经网络发展的瓶颈。Hinton在世 界顶级学术期刊《科学》上的一篇论文中提出了两个观点：
.
3
.
4
2 高考状元们怎么了？
相关机构对中国从1977年到2006年30年间1000多位“高考状元”进行了 跟踪调查，调查结果显示，这么多曾经让人惊羡的高考状元，却没有一位 成为顶尖人才。他们如今都过着平凡的日子，职业成就远低于社会预期。
在云师大附中校园里，矗立着一块“状元碑”。根据记载，从1977年 至今，云师大附中一共产生过30多个全省高考状元，其中绝大多数都是被 清华、北大录取。这些状元最终都去往哪里?有没有在各领域取得不错成绩?
.
8Leabharlann 2 Hubel:视觉信息分级处理的原理
1981年的诺贝尔医学奖颁发给 了David Hubel、Torsten Wiesel他们的 主要贡献是，发现了人的视觉系统的信息 处理是分级。从视网膜（Retina）出发， 经过低级的V1区提取边缘特征，到V2区的基本形状或目标的局部，再到高层V4
的整个目标（如判定为一张人脸），以及到更高层的PFC（前额叶皮层）进 行分类判断等。这是一个伟大的发现,其意义是“高层的特征是低层特征的 组合，从低层到高层的特征表达越来越抽象化和概念化”。
--- 郭元祥
.
6
二 什么是深度学习
今天的中国教育有两个热词正在流行，一个就是大家都在讲的“核 心素养”; 再一个就是“深度学习或深度教学”。这两个词同时在中国 基础教育界流行还是有它的必然联系的。我们可以将它描述为一枚硬 币的两个面。可以说核心素养是我们最终的目标，而深度学习\深度教 学就是我们实现这个目标的路径。
走向深度教学
---基于学习品质的中小学教学实践
.
1
主要内容：
1 引子 2 什么是深度学习 3 我们的课堂有深度吗 4 深度教学的实践探索
.
2
一、 引子：
1 哪一支是中国队？
2019年国际数学奥林匹克竞赛开始了，中国代表队都是中国学生 很正常，可是从现场参赛队员的合照的图片来看，美国代表队中真正 的白人面孔只有一个，其余的学生都是亚洲人！此外，许多参赛队如 加拿大队、澳大利来队、新西兰队成员也大多数都是华人或者是华裔！ 参赛队的队员也是经过层层选拔选出来的，成绩好的大多数都是华裔 学生，只有他们才能够对抗强大的中国队，才能帮助这些国家取得与 大国地位相符合的比赛名次。
.
13
5 深度学习的定义
深度学习是指在理解的基础上，学习者能够批判性地学习新 的知识和思想，并将新知识和思想融入已有的认知结构中， 能够在众多的思想间进行联系，并能够将已有的知识迁移到 新的情境中，作为决策或解决问题的一种学习方式。 --黎加厚
.
7
1 深度学习的概念
2016年，AlphaGo在与李世石比赛中表现展现了超强的大局观以及对围棋 的全新理解的“深度学习”能力。它能把不同数据库内存储的信息连接成 “网络”，在遇到未知的信息时，利用“网络”中不同性质的信息作出进 阶运算、综合分析及推测，最终做出最优化的判断。
深度学习首先是作为机器学习算法研究中的一种新技术，其动机在于建立、 模拟人脑进行分析学习的神经网络。
云南省教育厅厅长罗崇敏很关心他们毕业后的现状。可令他 吃惊的是， 这些“状元”们在各自的事业上几乎都没有什么大的建树，与当初人们对状 元的预期相差甚远。除此之外，罗崇敏还查阅了1977年到 2009年32年来 全国的124名高考状元，“他们一个都没有成为所从事职业领域的领军人 物。”
.
5
将这二个事件联系起来看，我们能发现什么深层的问题呢？