学习科学视阈的深度学习

学习科学视阈的深度学习

孙智昌

《课程·教材·教法》2018.1 第38卷第1期20-26

目前，深度学习已成为教育研究领域的一个热门话题，同时又是一个观点纷呈的话题。人工智能、教育评价学、教育技术学、教学论等学科都参与深度学习的研究，但对究竟什么是深度学习，深度学习的机制怎样，如何开展深度学习等问题均持不同的观点，这让人在深受启发的同时，又陷入重重迷雾之中。

学习科学兴起于20世纪70年代，是对学习的本质和规律形成新的认识的一个跨学科领域，是学习研究的前沿。其形成的标志是1991年在美国西北大学召开的第一次学习科学国际会议和创办的第一份将认知科学应用于教育的杂志——《学习科学期刊》。学习科学在其孕育期间，就将更有效和更深入的学习作为自己的研究目标，已产生的成果也将以更有效和更深入的学习作为衡量标志，其范围涉及学习、课程、教学以及未来学校的建设。这就是说，深度学习与学习科学是紧密相连的。

那么，在学习科学的视阈中，怎样的学习才算是深度学习？它是如何发生的？怎样教学才能激发学生的深度学习？深度学习的研究对当今以核心素养的培育为旨趣的课程教学改革有哪些启示？这些都是需要深入探讨的关键问题。

一、深度学习的深度

所谓深度学习的深度，即是学习科学视阈中的深度学习的内涵是什么。为了厘清这一问题，首先需要明确学习科学视阈的深度学习与其他学科中的深度学习的区别与联系。

（一）学习科学中的深度学习与其他学科中的深度学习

１．学习科学中的深度学习不是人工智能中的深度学习

学习科学中的深度学习与人工智能中的深度学习在研究过程中相互启发，互相影响，但两者的区别非常明显。第一，前者研究的是人的深度学习，特别是学生的深度学习，后者研究的是机器的深度学习；第二，前者的研究带有根本性，因为会学习是人的显著特点，后者带有附属性，因为它对机器学习的研究是模仿人的学习的；第三，前者的研究是全面的，涉及人的学习发生的全部领域，后者的研究目前还是局部的。因此，尽管人工智能中的深度学习已成为引起全世界关注的突破性技术，但它与学习科学中的深度学习不是一回事。

２.学习科学中的深度学习与教育评价学中的深度学习有重要区别

在研究深度学习时，人们往往将它与布卢姆教育目标分类学中的认知领域联系起来，认为处于识记和领会（理解）层次的学习为浅层学习，只有达到应用、分析、综合、评价层次的学习才称得上是深度学习。但这与学习科学对深度学习的理解有重要区别。第一，学习科学对深度学习的定位最核心的特征就是理解，认为“新的学习科学的特色就在于它强调理解性学习”，其反面是只强调对事实性知识和程序性知识的记忆。第二，学习科学对深度学习的理解是与更有效的学习联系在一起的，因而它全面而彻底地研究学习，举凡内隐学习、非正式学习和正式学习都在它关注的范围之内，共同指向有效学习。而教育目标分类学主要关注学校场域的正式学习，且重点在于评价。第三，学习科学中的深度学习更符合学习的本质与规律，它对每种深度学习的解释基本上是合理的，但教育目标分类学自诞生以来就争议不断，认为“它与我们实际如何思维的情况并不相符”。第四，即便在评价领域，学习科学家共同体并不认可布卢姆关于“掌握学习”的形成性评价，而致力于研究能够揭示学生思维发展的具体方面，利用有关的诊断性信息提供具体指导的真正的形成性评价。这些均表明，尽管教育评价学和学习科学都使用深度学习这一概念，但其内涵是相当不同的。

３．学习科学中的深度学习与教育技术学中的深度学习既有相同的一面，又

有不同的地方

在教育技术学领域研究深度学习的学者大体上可分为两类，一类本身就是学习科学家或基本依据学习科学原理进行教育技术研究与设计的学者，另一类是利用教育心理学、信息科学乃至人工智能研究深度学习的学者。这样一来，前者所理解的深度学习就是学习科学中的深度学习，后者更多的是继续在布卢姆的教育目标分类学或在人工智能的范畴内开展研究，因而他们所理解的深度学习与学习科学中的深度学习是不一样的。

４．学习科学中的深度学习与教学论中的深度学习的区别在于“实证”视角和“理论”视角教学论学者所理解的深度学习更多的是一种“理论”视角。例如，在郭华看来，所谓深度学习，就是在教师引领下，学生围绕着具有挑战性的主题，全身心积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程。关于深度学习的条件，她提出了联想与结构、活动与体验、本质与变式、迁移与应用、价值与评价等。郭元祥在深教学层面探讨深度学习，认为深度教学是引导学生从符号学习走向学科思想和意义系统的理解和掌握，并导向学科素养的教学。要达到深度教学，关键在于重建知识观和学习观。显而易见，这些表达主要是一种理论概括。与此不同，学习科学对深度学习的理解，事实上是对学习本质的新的把握，是对学习规律的全面揭示，因而它是以设计研究为方法论特点的“实证”研究，目的既在于提炼学习原理，也在于从不同视角和层面不断丰富和完善学习原理，因而它被称作一门设计科学、集成科学、社会认知科学、描述性科学和实验科学，总之是一种“实证”视角。

（二）如何理解学习科学中的深度学习的“深度”

学习科学中的深度学习的“深度”，集中在“理解”和“创新”层次上。首先，如上所述，学习科学认为它的特色就在于强调理解性学习，因而“理解”是深度学习中“深度”的第一要义。其次，“创新”也是深度学习中“深度”的应有之义。因为学习科学之所以提出“更深入”的学习，目的不是要培养只知“守成”的“工匠”，而是要培养“有创造力”的“艺术大师”，即能够运用复杂概念

创造新概念、新理论、新产品的人。这是知识经济时代对人才规格的新要求，也是深度学习关注的重要方面。再次，这里的“理解”与“创新”实际上是紧密相连的，即“理解”中包含着“创新”，“创新”是更深入的“理解”，因为按照学习科学的观点，任何学习的发生都是一种迁移，而迁移本身就是一种新的概括，一种创新。最后，深度学习对“深度”的强调，并不意味着学习一定是艰苦的，由于它符合学习原理，反而会出现更多轻松而愉悦的情况，因而是更有效的学习。

由此可对深度学习下一定义，即所谓深度学习，就是学习者遵循学习原理，在学校场域中对以重要概念为核心的知识进行理解性和创新性学习的有效学习过程。在这一过程中，学习者不断形成适应和引领现代社会发展的社会性品格和关键能力，成为既有益于自己又有益于社会的人。

二、深度学习的机制

所谓深度学习的机制，是指深度学习是如何发生的，为什么会发生。这直接来源于学习科学对学习原理的揭示。

（一）学习科学归纳的三条基本学习原理

学习科学对学习原理的提炼，在《人是如何学习的——大脑、心理、经验及学校》一书中就初露端倪，如对学生原有经验的重视，对专家知识结构特征的研究，对原认知的强调以及对迁移的深入探讨等。《剑桥学习科学手册》重申了这些观点。此后，学习科学家共同体在《学生是如何学习的——课堂中的历史、数学和科学》一书中，明确总结出了学习的三条基本原理：