深度學習的理論基礎

周雪婷+吉慧

摘 要：在現如今的教育發展趨勢下，深度學習已經成為了一種不可阻擋的趨勢。深度學習提倡主動性、批判性的有意義學習，其產生與發展有著悠久的思想淵源和豐厚的理論基礎。本文著重分析了建構主義、情境認知理論對深度學習的解釋和影響，以及分布式認知理論和元認知理論對深度學習引導與調節的理論意義。

關鍵字：建構主義；情景認知；分布式認知；元認知

1 建構主義

建構主義之于深度學習的意義在于它不同于行為主義和認知主義的學習觀、知識觀以及學習者的地位。在學習觀上，建構主義認為“學習依賴于個體的意義建構，同時意義的建構過程是鑲嵌在一個特定的的社會場景之中”，也就是說學習是一個個體層面的意義制定過程以及共同體層面的社會文化參與的過程。在知識觀上，建構主義認為知識是一種非“惰性知識”，它與現實世界相關聯，并能夠有效地解決現實中的問題。在學習者的地位上，建構主義注重知識的建構性，這就意味著學習者需要積極探索周圍世界和解決問題，去理解和獲得新知識，換句話說，學習者在學習上扮演著積極主動的建構者的身份。

深度學習的產生是建立在自己對世界、對現實生活已有理解和經驗的基礎上，在實踐中積極創設與建構新的知識，并將之整合到原有的認知框架中，形成新的認知結構，而深度學習下的認知結構是圍繞“大概念”建構起來的認知結構，在“大概念”的統領下形成一個復雜的認知網絡，學習者在該認知網絡下能夠跟隨情景提取相應的信息，解決一定的問題。學習者在這一問題解決的過程中，逐漸積累經驗，獲取某一領域的技能，即適應性專長。

建構主義為深度學習的發展提供了認識論基礎，在該理論的指導下，深度學習較為關注學習者的先前知識，注重學習者“大觀點”統籌下的復雜知識結構的形成，強調學習者的適應性專長。

2 情景認知

自20世紀80年代末以來，情景認知（situated cognition）逐漸受到研究者的關注，并成為一種能夠提供有意義學習、同時能夠促進知識向真實情景轉化的重要理論。

情景認知在知識觀上認為，知識是置身于一定的情景中的，學習者對知識的運用受它被應用的情景、活動和文化的影響；同時學習者在習得某一知識時所處的環境及習得知識的方式也是其學習的內容之一。簡而言之，學習者在學習新的知識內容時，學習者的實踐決定了學習者學習的內容、學習的方式；同時，對同一知識在不同情景中的學習，有利于知識的遷移。情景認知之于學習者的意義便是獲得有意義的學習，并能促使知識的遷移與靈活運用。深度學習重視知識獲取的境脈，多元的情景對知識的獲取并有效的遷移到新的情景中有積極的作用，深度學習要求學習者習得的知識是有意義的知識，即能夠靈活運用的知識、能夠解決實踐中出現的問題的知識。這就需要在學習者在獲取知識的過程中，為之提供多元的情景、真實的情景，使學習者熟悉不同境脈中知識的使用狀況，為其進一步的遷移創設條件。由此可知，情景認知對深度學習的理論指導主要體現在為學習者提供真實學習環境的創設上。這里的真實學習環境可以是實踐中的具體行動，也可以是在實踐共同體中，通過觀察他人學習、以邊緣的方式參與到團隊的學習中，參與實踐共同體的共建。在這樣一種情境中，學習者獲取的知識是一種條件化的知識，能靈活的遷移到新的情景中。此外，學習者在共同體的參與過程中，獲取意義的同時，也逐漸建構自己的身份，形成對自我身份的認知。意義的獲取、身份的建構，即是Biggs所倡導的學習觀所達到的質的層次及情感的層次。這里要重點強調，情景認知為深度學習者提供了應用知識的情境，讓學習者了解了知識應用的條件；同時在多元的情景中，深度學習者能看到知識的意義，并快速找到解決問題的方法。

3 分布式認知

分布式認知（distributed cognition）這一理論是由赫欽斯等研究者在20世紀80年代提出。該理論主要關注認知活動是如何分布于人類的大腦、外在的認知工具、人群以及時間、地點之中的。研究表明，人類的智慧行動來源于與外界的認知工具、與人以及嵌入環境的活動的交互作用.換句話說，人類的認知活動是受個體所處的物理、文化和社會情境的決定的。

分布式認知的分析單位是一個分布式的認知系統，該系統是由人與外界的認知工具交互組成的，同時該系統包括內部表征和外部表征，前者是表示在個體頭腦中知識與結構，后者表示存在于外在環境中的知識與結構。這表明分布式認知關注的不是系統內的各個要素，而是各個要素組成的系統，簡而言之就是系統內各要素的交互。

基于此，分布式認知較為重視社會的物質文化境脈，社會的物質文化境脈與學習者的內部認知系統相互作用，即交互作用影響學習者知識的獲得。同時，分布式認知關注人工制品、認知工具等對學習者認知過程的給養，比如計算器可以幫助學習者精確的計算，計算器在這里發揮著兩方面的作用，首先可以分擔學習者的認知負擔，產生認知留存，其次學習者可以將精力集中于其他的認知活動。

分布式認知從上述兩個方面“給養”了深度學習，為學習者深度學習的產生并進一步的深化提供了方法論基礎。首先深度學習較為重視境脈對學習者的影響，所謂“境脈”是指情景脈絡，從時間與空間兩個角度描述了學習者的學習環境，學習者與境脈的交互，例證之一體現在合作學習或共同體學習中，學習者在共同體中通過交流，將知識可視化，使知識向他人表征出來。其次，深度學習較為關注認知工具與人工制品對學習者的影響，深度學習指向高階思維的形成，認知工具例如概念圖等能夠減輕學習者的認知負擔，幫助學習者進行深入的思考，能夠促進學習者高階思維的形成。

4 元認知

元認知（metal cognition）這一概念，是在20世紀70年代末，由美國心理家J.H. Flavell提出的。元認知不同于認知，它針對的對象是學習者內部的認知過程或認知結果，通過對學習者認知過程的監控、調節或對認知結果的反思，促進學習者認知活動的完成。元認知就是關于個人自己認知過程的知識和調節這些過程的能力，對思維和學習活動知識的控制。

研究發現，高水平的元認知技能是任何一個領域的專家所具有的特征，并且在某一學科情景中能夠得到有效的遷移。元認知對學習者深度學習的過程與結果及時地進行監控與反思。這主要表現在兩個方面，一是鼓勵學習者對自己的認知過程進行監控與調節，及時調整策略，以便從學習活動中理解并習得知識，進一步促進問題的解決；二是鼓勵學習者對自己的認知結果、表現能力進行評價與反思，反思與評價能夠促進整體理解并增加學生將新知識遷移到新情景中的程度。

參考文獻

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作者簡介

周雪婷，女，湖南長沙，長沙理工大學，教授，博士，研究方向：外國語言學及應用語言學。

吉慧，女，河南焦作，長沙理工大學，助教，碩士，研究方向：外國語言學及應用語言學。endprint