深度學(xué)習(xí)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)*

張菡 孫崴

佳木斯大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院 黑龍江佳木斯 154007

1 研究概述

1.1 研究問題

“深度學(xué)習(xí)”一詞最早于1976年由美國(guó)學(xué)者馬頓和賽爾喬提出。他們從一個(gè)實(shí)驗(yàn)出發(fā)，證明淺層次的學(xué)習(xí)只能適應(yīng)低層次的學(xué)生思維能力的發(fā)展，而深層次的學(xué)習(xí)則可以推動(dòng)學(xué)生發(fā)展高層次的思維能力。后來，恩特威斯?fàn)枴⒗匪诡D等人又將深度學(xué)習(xí)的思想進(jìn)一步深化；指出深層次的學(xué)習(xí)就是學(xué)習(xí)者把學(xué)到的新知識(shí)和自己頭腦中已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)、心得體會(huì)結(jié)合起來，將二者融會(huì)貫通。從簡(jiǎn)單的表面學(xué)習(xí)、記憶、背誦的淺層次學(xué)習(xí)，逐步深入地進(jìn)行思考。積極地將新知識(shí)遷移應(yīng)用，不斷思考并創(chuàng)造性地解決問題，從而達(dá)到高階思維階段的過程。深度學(xué)習(xí)的研究與國(guó)外相比起步較晚，但國(guó)內(nèi)研究人員對(duì)此的重視程度卻不斷提高。涌現(xiàn)了大量研究成果，對(duì)研究成果的梳理有利于問題聚焦，發(fā)現(xiàn)研究縫隙，預(yù)測(cè)研究趨勢(shì)。因此，本文對(duì)所篩選出的近十年中國(guó)知網(wǎng)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)中相關(guān)文獻(xiàn)資料進(jìn)行定量與定性的分析，通過梳理研究的歷史和現(xiàn)狀，對(duì)研究的熱點(diǎn)和方向進(jìn)行預(yù)測(cè)，以利于今后的研究和發(fā)展。

1.2 研究方法和研究過程

1.2.1 研究方法

本研究以內(nèi)容分析法為主，通過系統(tǒng)、量化的方式對(duì)近十年公開發(fā)表的期刊文獻(xiàn)資料進(jìn)行分析，從數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的角度，客觀呈現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的研究現(xiàn)狀，希望能夠?qū)ι疃葘W(xué)習(xí)的本質(zhì)性事實(shí)和發(fā)展趨勢(shì)有更清晰的認(rèn)識(shí)，對(duì)未來推動(dòng)深度學(xué)習(xí)發(fā)展的研究進(jìn)行預(yù)測(cè)和闡釋。

1.2.2 研究過程

研究者以“深度學(xué)習(xí)”為主題，在知網(wǎng)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索深度學(xué)習(xí)相關(guān)文獻(xiàn)。首先采用時(shí)間抽樣，確定文獻(xiàn)發(fā)表時(shí)間范圍為“2012-2022年”，再按照文獻(xiàn)來源抽樣，選擇“中文核心”期刊或“CSSCI來源”期刊，剔除與本研究無直接關(guān)系的報(bào)紙、新聞稿等文獻(xiàn)資料，此次調(diào)研共抽取279篇期刊論文作為研究依據(jù)。

2 研究現(xiàn)狀與存在問題分析

2.1 深度學(xué)習(xí)研究關(guān)注度分析

通過分析圖1數(shù)據(jù)可以看出，深度學(xué)習(xí)的相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量整體呈現(xiàn)逐年上升的態(tài)勢(shì)。深度分析文獻(xiàn)發(fā)展的時(shí)間階段，從2012年到2014年關(guān)于深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域的文獻(xiàn)研究呈一個(gè)平緩發(fā)展的趨勢(shì)，并未有明顯的增長(zhǎng)，且關(guān)于此類的文獻(xiàn)發(fā)文量一直很低，年均發(fā)文量不足10篇，研究數(shù)量非常少，表明深度學(xué)習(xí)剛剛開始作為一個(gè)新穎的名詞出現(xiàn)在大眾面前，未引起學(xué)者普遍重視；隨后因?yàn)樵趯W(xué)習(xí)科學(xué)領(lǐng)域受到國(guó)際持續(xù)關(guān)注，在一定程度上為深度學(xué)習(xí)從2015年起突破10篇文獻(xiàn)的研究發(fā)展提供了助力。數(shù)量開始提升，文獻(xiàn)的數(shù)量在2016年到2021年之間一直是一個(gè)整體穩(wěn)定上升的狀態(tài)。直至2021年文獻(xiàn)可達(dá)44篇，研究漸增；圖表顯示2022年預(yù)測(cè)的文獻(xiàn)數(shù)量是46篇。通過這些數(shù)據(jù)的分析可以看出，深度學(xué)習(xí)這一名詞逐漸受到學(xué)者的研究和關(guān)注。近年來，對(duì)這方面進(jìn)行的研究也隨著時(shí)代的進(jìn)步和教育信息化的發(fā)展不斷深入，人們對(duì)其現(xiàn)狀的研究一直保持著發(fā)展的狀態(tài)。

圖1 論文發(fā)文數(shù)量研究

2.2 深度學(xué)習(xí)的理論和實(shí)證研究分析

深度學(xué)習(xí)的理論研究為開展實(shí)證研究提供了基礎(chǔ)，為實(shí)證研究時(shí)所采用的研究方法提供了依據(jù)，影響著深度學(xué)習(xí)的實(shí)證研究結(jié)果，分析所檢索到的相關(guān)文獻(xiàn)得出結(jié)論，所研究的深度學(xué)習(xí)涉及的范圍也很豐富，包括學(xué)習(xí)者自身的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)方面、信息加工處理、問題解決等，尚未形成統(tǒng)一的概念架構(gòu)。通過對(duì)深度學(xué)習(xí)概念所被引用的詞頻進(jìn)行相關(guān)統(tǒng)計(jì)，被引頻次最高的是36次，是馬頓和塞爾喬所提出的概念，這是最早提出的關(guān)于深度學(xué)習(xí)的概念內(nèi)涵，以一次實(shí)驗(yàn)為起點(diǎn)將深度學(xué)習(xí)進(jìn)行界定，并與單純重復(fù)記憶的淺層學(xué)習(xí)區(qū)分開來。其次是比格斯所構(gòu)建的教學(xué)過程3p模式總結(jié)出的深度學(xué)習(xí)概念，對(duì)深度學(xué)習(xí)方式的影響因素進(jìn)行驗(yàn)證，被引用了22次。被引頻率較高的還有恩特威斯?fàn)柡屠匪诡D、納爾遜·萊德等人提出的關(guān)于深度學(xué)習(xí)的概念。通過研究所得，要重視深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域的內(nèi)涵界定，確保實(shí)證研究中的各個(gè)方面保持一致性，避免出現(xiàn)泛化和異化的情況，從而更好地推動(dòng)深度學(xué)習(xí)理論與實(shí)踐的結(jié)合。

從深度學(xué)習(xí)實(shí)證研究的結(jié)果來看，課堂表現(xiàn)（30.43%）、思維能力發(fā)展（27.83%）、同伴關(guān)系（13.52%）、情緒體驗(yàn)（10.22%）以及行為效果（7.83%）等分別表現(xiàn)為從高到低的具體類型比例。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果的傾向來看，有86.35%的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的結(jié)果認(rèn)為是積極的，主要表現(xiàn)在課堂效果較好，教學(xué)質(zhì)量有所提高，學(xué)習(xí)者的高階思維和批判能力不斷發(fā)展，課堂同伴交流合作意識(shí)增強(qiáng)以及愉悅的課堂學(xué)習(xí)體驗(yàn)，但對(duì)于深度學(xué)習(xí)沒有實(shí)質(zhì)性成果也有少部分學(xué)者表示：在進(jìn)行實(shí)證研究時(shí)要注重其創(chuàng)新性和科學(xué)性，加強(qiáng)深度學(xué)習(xí)的科學(xué)測(cè)量，以期為教師提供一定的有效證據(jù)和經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)，使教育教學(xué)能夠取得預(yù)期的效果。

目前我國(guó)關(guān)于深度學(xué)習(xí)的研究尚處于發(fā)展期，理論研究不夠完善，理論與實(shí)踐融合不夠深入，即現(xiàn)發(fā)展階段所面臨的問題是解決“如何做”的問題，找到深度學(xué)習(xí)理論與教學(xué)實(shí)踐深度融合的有效路徑，不斷豐富深度學(xué)習(xí)的應(yīng)用研究。

3 研究趨勢(shì)分析

3.1 深度學(xué)習(xí)教學(xué)模式

關(guān)于深度學(xué)習(xí)教學(xué)模式的研究數(shù)量豐富，涉及多種教學(xué)模式的構(gòu)建，例如，混合式教學(xué)模式、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式以及在線學(xué)習(xí)模式等相關(guān)模式。教學(xué)模式相關(guān)文獻(xiàn)在總研究文獻(xiàn)中占比12.2%，其中混合式教學(xué)和翻轉(zhuǎn)課堂模式在教學(xué)模式研究中占比最多，其中，混合式教學(xué)模式占32.3%，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式占25.0%，其他的相關(guān)模式占42.7%，包括在線學(xué)習(xí)模式、基于解決問題的模式構(gòu)建等，具體情況分析如下。

3.1.1 面向深度學(xué)習(xí)的混合式教學(xué)模式

本文從國(guó)內(nèi)外學(xué)者建立的基于深度學(xué)習(xí)的混合教學(xué)模式中歸納出三個(gè)階段：課前初步掌握、課中知識(shí)內(nèi)化、課后鞏固。通過線上和線下結(jié)合的優(yōu)勢(shì)，使學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)中掌握所學(xué)知識(shí)，從而提高學(xué)生的思維能力和思維能力[1]。舉個(gè)例子來說，在混合式教學(xué)模式領(lǐng)域，黃志芳等[2]撰寫的《面向深度學(xué)習(xí)的混合式學(xué)習(xí)模式設(shè)計(jì)及實(shí)證研究》一文，就以行動(dòng)研究為主要方法，在深度學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上構(gòu)建了面向“3*3混合式學(xué)習(xí)模式”的混合式教學(xué)模式，并在此基礎(chǔ)上對(duì)所構(gòu)建的模式進(jìn)行了三輪行動(dòng)研究的應(yīng)用驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)表明這一模式分為課前、課中以及課后三個(gè)階段，涉及學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)、能力以及情感目標(biāo)方面，對(duì)學(xué)生的協(xié)作交流發(fā)展具有一定的推動(dòng)作用，同時(shí)認(rèn)識(shí)到了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的重要地位。曾明星等[3]提出一種全新的混合教學(xué)模式--SPOC模式，這種模式的特點(diǎn)就是將在線教育與線下課堂教學(xué)相結(jié)合。這是對(duì)MOOC總結(jié)和升華并與課堂教學(xué)結(jié)合起來的一種模式，學(xué)者從多個(gè)方面改進(jìn)之前的MOOC教學(xué)模式，讓MOOC課程更好地適用于不同層次的學(xué)習(xí)群，細(xì)分到各個(gè)層面，進(jìn)行分層授課。在一定程度上使學(xué)生能夠達(dá)到深度學(xué)習(xí)以及高階思維的發(fā)展，不斷提高教學(xué)質(zhì)量。

結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)分析混合式教學(xué)模式的發(fā)展現(xiàn)狀，混合式教學(xué)聯(lián)結(jié)線上線下優(yōu)勢(shì)設(shè)計(jì)，促進(jìn)傳統(tǒng)課堂的深度轉(zhuǎn)型和重塑教育教學(xué)結(jié)構(gòu)，當(dāng)前對(duì)混合學(xué)習(xí)的交互、行為發(fā)展現(xiàn)狀的研究已經(jīng)比較豐富，但在實(shí)踐層面上卻有許多混合和無效的課程，使用效率低下，導(dǎo)致師生對(duì)這種教育改革抱有顧慮，筆者認(rèn)為應(yīng)該將理論與實(shí)踐結(jié)合，不斷拓寬實(shí)現(xiàn)混合式學(xué)習(xí)的應(yīng)用渠道，在混合式教學(xué)中最大限度地滿足學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求，提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)水平。

3.1.2 面向深度學(xué)習(xí)的翻轉(zhuǎn)課堂模式

更新現(xiàn)有教育流程，為各類學(xué)習(xí)資源提供支持，為學(xué)習(xí)者自學(xué)提供支持，為互動(dòng)式協(xié)同學(xué)習(xí)搭建渠道，是翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的主要目標(biāo)。王曉晨等[4]提到立足深度學(xué)習(xí)視角，采用行動(dòng)研究的方法設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)課堂的模式，嘗試從課前知識(shí)的初步整合、在課中進(jìn)行知識(shí)的銜接和遷移應(yīng)用、課后的自我批判和自我反思三個(gè)階段進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂模式的設(shè)計(jì)，逐步探索出本土化的成果，從而解決目前翻轉(zhuǎn)課堂所呈現(xiàn)出的思路不清、脫離實(shí)際等問題，不斷優(yōu)化翻轉(zhuǎn)課堂的發(fā)展，也有學(xué)者通過設(shè)計(jì)不同階段的翻轉(zhuǎn)課堂模式來滿足學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的差異需要，基于深度學(xué)習(xí)視角開展翻轉(zhuǎn)課堂的精細(xì)化研究。運(yùn)用定量分析方法對(duì)學(xué)生進(jìn)行深層次學(xué)習(xí)效果的影響，進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)實(shí)踐，并不斷地對(duì)如何有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行探討。在前人學(xué)者研究的基礎(chǔ)上得出結(jié)論，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式要立足于實(shí)踐，將所設(shè)計(jì)的模型落到實(shí)處，對(duì)微觀層面的各個(gè)要素進(jìn)行持續(xù)的、有針對(duì)性的關(guān)注，從而達(dá)到深度學(xué)習(xí)的目的，促進(jìn)學(xué)習(xí)者思維的高級(jí)發(fā)展，為教育者提供相應(yīng)的理論與實(shí)踐指導(dǎo)[5]。

3.1.3 面向深度學(xué)習(xí)的其他相關(guān)模式

基于深度學(xué)習(xí)的研究還有其他相關(guān)的模式，包括立足深度學(xué)習(xí)的在線學(xué)習(xí)模式、基于問題解決的模式構(gòu)建以及認(rèn)知模型的構(gòu)建等。此部分以在線學(xué)習(xí)模式為例，這是一種結(jié)合了先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)勢(shì)的課堂教學(xué)，學(xué)習(xí)者可以不受時(shí)空的限制選擇所提供的學(xué)習(xí)資源。教師在制定促進(jìn)學(xué)習(xí)者深度學(xué)習(xí)的教學(xué)目標(biāo)的同時(shí)，也需要做好充分的準(zhǔn)備，教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計(jì)不僅能夠引導(dǎo)學(xué)生學(xué)到知識(shí)，還應(yīng)該幫助他們學(xué)到能夠適應(yīng)未來社會(huì)發(fā)展的其他技能，激發(fā)學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)的深度理解，能夠?qū)λ鶎W(xué)知識(shí)進(jìn)行更深層次的建構(gòu)。

3.2 深度學(xué)習(xí)的實(shí)踐應(yīng)用

在技術(shù)應(yīng)用方面，主要涉及關(guān)于機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)的高效技術(shù)，以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展壯大而知名，涉及圖像技術(shù)、語音識(shí)別技術(shù)等方面。關(guān)于這方面的研究涉及對(duì)這些技術(shù)的有效應(yīng)用，比如利用網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)、大數(shù)據(jù)等來支持深度學(xué)習(xí)的深度研究。

在教育應(yīng)用方面，幼教、初等教育、高等教育、職業(yè)教育各學(xué)段都涉及深度學(xué)習(xí)的相關(guān)理論和技術(shù)，同時(shí)應(yīng)用于語文、數(shù)學(xué)、英語等各個(gè)學(xué)科中，通過結(jié)合實(shí)際的教學(xué)案例來研究深度學(xué)習(xí)在教育中的踐行和應(yīng)用效果。目的在于培養(yǎng)學(xué)生的高階思維的發(fā)展，包括批判性思維的提升和解決問題能力的培養(yǎng)，為學(xué)生提供有效的學(xué)習(xí)途徑，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量的不斷提高，同時(shí)推動(dòng)教育教學(xué)質(zhì)量的發(fā)展[6]。教育方面的應(yīng)用主要涉及學(xué)習(xí)追蹤、智能助教、智能閱卷以及能夠了解學(xué)生學(xué)習(xí)過程進(jìn)展的外語輔導(dǎo)等多個(gè)方面的內(nèi)容，能夠?qū)崟r(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)的情況和動(dòng)態(tài)，也可以給學(xué)生提供及時(shí)的反饋，增強(qiáng)與學(xué)生的互動(dòng)，推動(dòng)學(xué)生個(gè)性化的發(fā)展，同時(shí)可以減少教師的重復(fù)勞動(dòng)，降低人工成本。

3.3 深度學(xué)習(xí)的發(fā)展策略

3.3.1 促進(jìn)認(rèn)知訓(xùn)練，強(qiáng)化思維指導(dǎo)

在課堂教學(xué)中，教師可以提出多層次、多維度、開放性的問題，并設(shè)定與學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展相適應(yīng)的問題。同時(shí)為確保學(xué)習(xí)者不受外界干擾，更好地投入深入學(xué)習(xí)中，需要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，為學(xué)生所提供的新知識(shí)應(yīng)該是基于學(xué)習(xí)者的最新發(fā)展區(qū)域[7]。教師也要給他們提供“支架”，使他們能夠?qū)⑿碌闹R(shí)主體與原來認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的知識(shí)建立一個(gè)系統(tǒng)化的聯(lián)系，可以更好地推動(dòng)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，并且能使學(xué)生產(chǎn)生積極的學(xué)習(xí)內(nèi)在動(dòng)機(jī)。

3.3.2 提供信息工具，優(yōu)化學(xué)習(xí)方式

學(xué)習(xí)者的深度學(xué)習(xí)也需要信息技術(shù)工具的支撐，這就要求教師給學(xué)習(xí)者提供廣泛的學(xué)習(xí)資料和工具輔助，拓寬信息加工的渠道。同時(shí)在教學(xué)過程中通過各種方式提供個(gè)性化的指導(dǎo)，給學(xué)習(xí)者建立活動(dòng)與思維支架，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度反思，可以通過一些先進(jìn)的技術(shù)實(shí)驗(yàn)來吸引學(xué)生的關(guān)注，增強(qiáng)真實(shí)感，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的理解與遷移[8]。

3.3.3 啟迪深度交流，促進(jìn)自我交互

教師設(shè)置驅(qū)動(dòng)性的問題激發(fā)學(xué)習(xí)者的自我反思，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者變換自身角色做深層次的思考與反思，反思的過程對(duì)于深度學(xué)習(xí)有著非常積極的意義，當(dāng)學(xué)習(xí)者對(duì)自身發(fā)展水平有清晰的認(rèn)知時(shí)，可以更好地提高自我行為，從而促進(jìn)新的深度學(xué)習(xí)[9]。

3.3.4 結(jié)合多元評(píng)價(jià)，提升評(píng)價(jià)維度

評(píng)價(jià)過程是深度學(xué)習(xí)過程中不可或缺的反饋環(huán)節(jié)，通過自評(píng)、他評(píng)、互評(píng)、教師評(píng)等多種方式進(jìn)行評(píng)價(jià)，綜合各種評(píng)估方法和評(píng)估目標(biāo)，適時(shí)地進(jìn)行評(píng)價(jià)結(jié)果的回饋，有助于學(xué)習(xí)者深入思考，剖析自身的真實(shí)狀況，也使學(xué)習(xí)者對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行一個(gè)獨(dú)立思考和批判，形成對(duì)自身的深度認(rèn)知。

4 結(jié)束語

深度學(xué)習(xí)是現(xiàn)代學(xué)習(xí)理論中提出的新名詞，是能夠促進(jìn)學(xué)習(xí)者深入理解學(xué)習(xí)內(nèi)容的一種有效方式，是教育設(shè)計(jì)的一個(gè)基本點(diǎn)，是課堂上觀察行為的標(biāo)準(zhǔn)，是評(píng)價(jià)教育效果的基礎(chǔ)，在一定程度上也提高的教育的質(zhì)量。在今后的研究中將著重于深度學(xué)習(xí)的教學(xué)模式、教育應(yīng)用、學(xué)習(xí)策略等方面的實(shí)踐性研究，推動(dòng)深度學(xué)習(xí)與各學(xué)科的深入結(jié)合，并制定適合我國(guó)國(guó)情的深度學(xué)習(xí)戰(zhàn)略和模式，為教師的教學(xué)改革提供了有益的參考，推動(dòng)教育的可持續(xù)發(fā)展。