論深度學(xué)習(xí)視域下的教育出版

胡明濤 姜雅妮

摘 要：“深度學(xué)習(xí)”既是人工智能領(lǐng)域的概念，也是教育領(lǐng)域的概念。在教育領(lǐng)域深入實(shí)施深度學(xué)習(xí)，需要重新深度加工、深度整合適合深度學(xué)習(xí)的內(nèi)容，以大概念、項(xiàng)目學(xué)習(xí)組織學(xué)習(xí)內(nèi)容。這為教育出版提升服務(wù)教育質(zhì)量提供了機(jī)遇。人工智能領(lǐng)域的深度學(xué)習(xí)能夠越來越準(zhǔn)確地模擬人類的學(xué)習(xí)過程，精準(zhǔn)地反饋個(gè)人學(xué)習(xí)的優(yōu)劣得失，從而為每個(gè)人制定個(gè)性化的學(xué)習(xí)方案。人工智能領(lǐng)域深度學(xué)習(xí)的應(yīng)用為信息技術(shù)賦能教育教學(xué)提供了更為準(zhǔn)確的依據(jù)。以數(shù)據(jù)為支撐，賦能教育教學(xué)，是教育出版數(shù)字化轉(zhuǎn)型的路徑之一。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí) 人工智能 教育出版 教育教學(xué)

深度學(xué)習(xí)最先是人工智能領(lǐng)域的概念，屬于機(jī)器學(xué)習(xí)的一個(gè)分支，是一種能夠使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)從經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)中得到提高的技術(shù)。人工智能是對(duì)人類智能在計(jì)算機(jī)上的復(fù)制。機(jī)器學(xué)習(xí)，指的是機(jī)器使用大量數(shù)據(jù)集而非硬編碼規(guī)則來進(jìn)行學(xué)習(xí)的能力。深度學(xué)習(xí)可以讓計(jì)算機(jī)從經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)，并根據(jù)層次化的概念體系來理解更加復(fù)雜的概念，從而讓計(jì)算機(jī)不必依賴人工提取事物的特征，而是自動(dòng)提取事物的特征，用自己的方式描述事物。[1]

教育領(lǐng)域于1976年提出“深度學(xué)習(xí)”這一概念，并在近幾年掀起關(guān)注熱度。教育領(lǐng)域研究深度學(xué)習(xí)，是在學(xué)習(xí)科學(xué)視域下展開的。針對(duì)的是實(shí)踐中存在的機(jī)械學(xué)習(xí)、死記硬背、知其然而不知其所以然的淺層學(xué)習(xí)現(xiàn)象提出的。在教育領(lǐng)域，深度學(xué)習(xí)著力于促進(jìn)學(xué)生的高級(jí)認(rèn)知和高階思維，著力于培養(yǎng)核心素養(yǎng)，著力于立德樹人。由此可見，深度學(xué)習(xí)的培養(yǎng)目標(biāo)與教育的培養(yǎng)目標(biāo)是一致的。深度學(xué)習(xí)是需要不斷加強(qiáng)的，代表了教育的發(fā)展方向，體現(xiàn)了教育發(fā)展的重點(diǎn)。

一、教育領(lǐng)域的深度學(xué)習(xí)研究

1976年，瑞典哥特堡大學(xué)的馬頓（Marton）和薩喬（Saljo）在研究大學(xué)生在散文閱讀中所表現(xiàn)出的不同學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)策略時(shí)，注意到了其理解和記憶的差異性。通過分析發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中因個(gè)體差異和策略選擇，在處理信息時(shí)呈現(xiàn)出不同的水平，存在深層和淺層的差異。1982年，澳大利亞比格斯（Biggs）與柯利斯（Collis），基于皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展階段理論，提出了SOLO分類法。進(jìn)入21世紀(jì)，美國(guó)研究院（AIR）組織實(shí)施的SDL項(xiàng)目（Study of Deeper Learning：Opportunities and Outcomes）界定了深度學(xué)習(xí)的六維度能力——掌握核心學(xué)科知識(shí)、批判性思維和復(fù)雜問題解決、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、有效溝通、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)毅力。[2]

2013年底，我國(guó)教育部基礎(chǔ)教育課程教材發(fā)展中心基于國(guó)家課程方案和各學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)，在認(rèn)真研究梳理已有理論與實(shí)踐研究成果的基礎(chǔ)上，充分借鑒先進(jìn)的教育教學(xué)理念以及項(xiàng)目推進(jìn)的方法與策略，籌劃并組織開發(fā)了深度學(xué)習(xí)教學(xué)改進(jìn)項(xiàng)目。項(xiàng)目組在對(duì)深度學(xué)習(xí)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)“深度學(xué)習(xí)”的概念進(jìn)行了闡述：所謂深度學(xué)習(xí)，就是指在教師引領(lǐng)下，學(xué)生圍繞著具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題，全身心積極參與、體驗(yàn)成功、獲得發(fā)展的有意義的學(xué)習(xí)過程。在這個(gè)過程中，學(xué)生掌握學(xué)科的核心知識(shí)，理解學(xué)習(xí)的過程，把握學(xué)科的本質(zhì)及思想方法，形成積極的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、高級(jí)的社會(huì)性情感、積極的態(tài)度、正確的價(jià)值觀，成為既具有獨(dú)立性、批判性、創(chuàng)造性，又有合作精神、基礎(chǔ)扎實(shí)的優(yōu)秀的學(xué)習(xí)者，成為未來社會(huì)歷史實(shí)踐的主人。[3]近年來，我國(guó)教育界對(duì)深度學(xué)習(xí)的研究逐漸從基于學(xué)習(xí)心理學(xué)認(rèn)知學(xué)派的“信息加工”理論的“單向度”轉(zhuǎn)向以學(xué)生全面發(fā)展作為根本出發(fā)點(diǎn)和最終歸宿的“全視角”取向，提出了項(xiàng)目學(xué)習(xí)、大觀點(diǎn)組織、結(jié)構(gòu)化思考等一系列可供操作的策略。

教育領(lǐng)域研究“深度學(xué)習(xí)”主要沿著微觀和宏觀兩個(gè)維度開展。微觀維度是充分調(diào)動(dòng)作為課堂主體的學(xué)生的積極性，引導(dǎo)、激勵(lì)學(xué)生充分調(diào)動(dòng)各種感官深度參與學(xué)習(xí)過程，通過聯(lián)想與結(jié)構(gòu)、活動(dòng)與體驗(yàn)、遷移與運(yùn)用等學(xué)習(xí)活動(dòng)將經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)相互關(guān)聯(lián)、相互轉(zhuǎn)化，將新知識(shí)整合進(jìn)已有認(rèn)知體系中，建構(gòu)新的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。而其宏觀維度，是以學(xué)生的全面發(fā)展作為根本出發(fā)點(diǎn)和最終歸宿，發(fā)展核心素養(yǎng)，指向立德樹人。這個(gè)維度強(qiáng)調(diào)動(dòng)心用情，強(qiáng)調(diào)情感態(tài)度價(jià)值觀的培養(yǎng)。

二、貫徹深度學(xué)習(xí)理念，挖掘深度學(xué)習(xí)素材

深度學(xué)習(xí)的內(nèi)容是有挑戰(zhàn)性的，需要深度加工、深度整合，這是出版需要關(guān)注的第一條路徑。教育出版的作業(yè)、習(xí)題，需要重新設(shè)計(jì)。在既有知識(shí)型、概念型作業(yè)基礎(chǔ)上，圍繞有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題設(shè)計(jì)開放型、整合型學(xué)習(xí)任務(wù)，調(diào)動(dòng)學(xué)生經(jīng)歷全身心積極參與、體驗(yàn)成功、獲得發(fā)展的有意義的學(xué)習(xí)過程。立足學(xué)生的學(xué)習(xí)與發(fā)展，以大概念的方式組織學(xué)習(xí)單元，在學(xué)科邏輯中體現(xiàn)較為豐富、立體的活動(dòng)性和開放性，而不僅僅是知識(shí)的記憶、概念的辨析。當(dāng)前，教研團(tuán)隊(duì)紛紛研究基于深度學(xué)習(xí)的課程設(shè)計(jì)和作業(yè)設(shè)計(jì)，并且已有學(xué)校嘗試大單元教學(xué)取得了良好的效果。例如，語文學(xué)科探索大單元教學(xué)，用一到兩節(jié)課帶領(lǐng)學(xué)生疏通字詞、預(yù)習(xí)課文，再用兩節(jié)課時(shí)間把本單元各篇課文綜合起來講，讓學(xué)生在比較相同主題不同體裁課文的差異，體會(huì)相同體裁不同風(fēng)格文章的異同的過程中，更加深入理解作者的情感情緒，感悟文章的思路主旨，領(lǐng)會(huì)作者的表現(xiàn)手法。而在數(shù)學(xué)的教學(xué)中，也有不少學(xué)校在實(shí)踐及教研基礎(chǔ)上，對(duì)教材知識(shí)的呈現(xiàn)順序進(jìn)行重新組織、重新設(shè)計(jì)，更加注重學(xué)生的活動(dòng)與體驗(yàn)、遷移與應(yīng)用。[4]

所有這些研究和實(shí)踐，都值得教育出版從業(yè)者持續(xù)關(guān)注。尤其2022年版《義務(wù)教育課程方案》提出“加強(qiáng)課程內(nèi)容與學(xué)生經(jīng)驗(yàn)、社會(huì)生活的聯(lián)系，強(qiáng)化學(xué)科內(nèi)知識(shí)整合，統(tǒng)籌設(shè)計(jì)綜合課程和跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)”“加強(qiáng)綜合課程建設(shè)”“開展跨學(xué)科主題教學(xué)”“倡導(dǎo)‘做中學(xué)‘用中學(xué)‘創(chuàng)中學(xué)”等原則，都是深度學(xué)習(xí)理念所大力倡導(dǎo)的，也是教育出版需要積極貫徹落實(shí)的。將理論與實(shí)踐相結(jié)合，將教研與出版相結(jié)合，在深度學(xué)習(xí)教學(xué)教研基礎(chǔ)上，努力推動(dòng)深度學(xué)習(xí)理念在教育出版領(lǐng)域的落實(shí)，符合課程方案的要求，也符合“雙減”意見中“鼓勵(lì)布置分層、彈性和個(gè)性化作業(yè)，堅(jiān)決克服機(jī)械、無效作業(yè)，杜絕重復(fù)性、懲罰性作業(yè)”的精神。當(dāng)然，學(xué)習(xí)是分梯度的，不是所有學(xué)科所有內(nèi)容都適合在新授課遂行深度學(xué)習(xí)，但在單元復(fù)習(xí)、期末復(fù)習(xí)中跨單元、跨年級(jí)、跨學(xué)科組織學(xué)習(xí)素材，讓學(xué)生經(jīng)歷多種學(xué)習(xí)活動(dòng)，涉獵多領(lǐng)域知識(shí)，多角度鍛煉學(xué)習(xí)能力，對(duì)于提升學(xué)生對(duì)新學(xué)知識(shí)的宏觀把握程度、優(yōu)化學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)、開發(fā)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，乃至啟發(fā)學(xué)生自主設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)路徑發(fā)現(xiàn)知識(shí)、創(chuàng)造知識(shí)，都將大有裨益。目前中高考備考復(fù)習(xí)中，專題復(fù)習(xí)已經(jīng)有了深度學(xué)習(xí)理念的雛形。

教育圖書的未來一定是智力資源密集型產(chǎn)品，一定是在深入教研基礎(chǔ)上，多學(xué)科內(nèi)容的相互聯(lián)系、相互滲透，一定是多個(gè)學(xué)習(xí)單元的相互呼應(yīng)、相互補(bǔ)位，一定是多個(gè)學(xué)習(xí)元素的相互借用、相互促進(jìn)，一定是知識(shí)能力與情感態(tài)度價(jià)值觀的相互成就、相得益彰。深度學(xué)習(xí)是學(xué)生感知、思維、情感、意志、價(jià)值觀全面參與、全身心投入的活動(dòng)。教師要研究如何用恰當(dāng)?shù)姆椒ㄈヒl(fā)、促進(jìn)、提升學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。好的教育圖書便是這類教研成果的集大成者，是創(chuàng)新教育情境、創(chuàng)新學(xué)習(xí)內(nèi)容、創(chuàng)新學(xué)習(xí)方式的踐行者和引領(lǐng)者。教研與出版相互促進(jìn)，各領(lǐng)風(fēng)騷，在你追我趕、互相催動(dòng)中攜手向前，共同服務(wù)于教育教學(xué)。

三、落實(shí)“雙減”政策，減量提質(zhì)增效的探索

“雙減”政策出臺(tái)一年來，各地都不遺余力地進(jìn)行了貫徹落實(shí)。教育部及各省教育廳也出臺(tái)了部分典型案例。這些典型案例都緊緊圍繞作業(yè)的提質(zhì)增效做了大量積極有效的工作。例如重慶市研制印發(fā)了《義務(wù)教育階段語文等12個(gè)學(xué)科作業(yè)設(shè)計(jì)與實(shí)施指導(dǎo)意見》，山東省濰坊市研制了《作業(yè)設(shè)計(jì)十項(xiàng)原則》《優(yōu)秀作業(yè)十項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)》《作業(yè)評(píng)改十條策略》等文件，江西省“智慧作業(yè)”、山東省青島市嶗山區(qū)“課堂教學(xué)云平臺(tái)”、上海市閔行區(qū)教育云平臺(tái)將人工智能、大數(shù)據(jù)應(yīng)用于作業(yè)批改、學(xué)情分析，以提升學(xué)習(xí)效率，推動(dòng)個(gè)性化學(xué)習(xí)。分析這些案例，各地各學(xué)校都不約而同地提出了減量的措施和提質(zhì)增效的方向。“減”是手段，“增”才是目的。而在實(shí)際教學(xué)中，各學(xué)校也確實(shí)嚴(yán)格把“量”控下來了，并在努力探索提質(zhì)增效的方式方法。各個(gè)學(xué)校的探索方向不同，但大部分學(xué)校都圍繞提升作業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量和應(yīng)用信息化技術(shù)這兩條途徑展開。

2月底，教育部公布了2021年度基礎(chǔ)教育信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合示范案例名單，共66個(gè)區(qū)域、44所學(xué)校。在推動(dòng)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合方面，這些區(qū)域和學(xué)校進(jìn)行了更加深入、更加有效的探索和嘗試。3月1日，教育部召開新聞發(fā)布會(huì)，介紹了國(guó)家中小學(xué)智慧教育平臺(tái)建設(shè)與應(yīng)用有關(guān)工作進(jìn)展情況。談到建設(shè)背景，呂玉剛司長(zhǎng)特別提到了“隨著‘雙減工作的深入實(shí)施和推進(jìn)基礎(chǔ)教育高質(zhì)量發(fā)展，對(duì)共享優(yōu)質(zhì)教育資源、以信息化助力教育現(xiàn)代化提出了迫切要求”。因此利用人工智能和大數(shù)據(jù)為教學(xué)過程把脈問診，為教學(xué)決策科技賦能，是教育出版“雙減”背景下的另一條路徑。

四、用深度學(xué)習(xí)的人工智能技術(shù)助力提質(zhì)增效

在人工智能領(lǐng)域，深度學(xué)習(xí)被定義為“一系列試圖使用多重非線性變換對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多層抽象的算法”。通過“多層抽象算法”，人工智能可以更加真實(shí)地模擬人的意識(shí)、思維和信息過程。人工智能領(lǐng)域的深度學(xué)習(xí)作為一個(gè)工具，能夠?qū)崿F(xiàn)自主學(xué)習(xí)，能夠更加準(zhǔn)確地模擬人類的學(xué)習(xí)過程，精準(zhǔn)地反饋個(gè)人學(xué)習(xí)的優(yōu)劣得失，從而為每個(gè)人制定個(gè)性化的學(xué)習(xí)方案。

“國(guó)家中小學(xué)智慧教育平臺(tái)”是這條路徑的積極探索者，也是政府主導(dǎo)的服務(wù)教育的公益教育資源平臺(tái)。但該平臺(tái)的建設(shè)與運(yùn)營(yíng)，并不影響各省出版集團(tuán)在此方向深入探索。按照教育部介紹，“國(guó)家中小學(xué)智慧教育平臺(tái)”重點(diǎn)承載面向中小學(xué)的各類優(yōu)質(zhì)教育教學(xué)資源，建立資源分發(fā)共享機(jī)制。因此，國(guó)家平臺(tái)重在資源，而各省平臺(tái)則可更多關(guān)注學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的收集和應(yīng)用，用人工智能技術(shù)多角度、多維度處理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，用大數(shù)據(jù)為教育教學(xué)、教研培訓(xùn)、教育管理等提供依據(jù)，助力精準(zhǔn)教學(xué)、精準(zhǔn)教研、精準(zhǔn)管理，最終助力學(xué)生的高效學(xué)習(xí)。人工智能，尤其是有深度學(xué)習(xí)能力的人工智能在準(zhǔn)確反饋教學(xué)過程、記錄學(xué)習(xí)障礙、診斷分析學(xué)情等方面能發(fā)揮巨大作用。人工智能超強(qiáng)的信息處理能力和記憶能力，將有效幫助學(xué)校和教師做好常態(tài)化、過程性教學(xué)評(píng)價(jià)，實(shí)時(shí)跟蹤，及時(shí)反饋，真正實(shí)現(xiàn)“讓每一個(gè)學(xué)生得到不同的發(fā)展”。這也是教育部在致力于國(guó)家平臺(tái)建設(shè)的同時(shí)，公布2021年度基礎(chǔ)教育信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合示范案例名單的意義所在。

五、破除擔(dān)心守舊，大膽擁抱數(shù)字技術(shù)

當(dāng)前，教育出版以紙質(zhì)圖書為主要產(chǎn)品，并成為相當(dāng)一部分出版社的主要業(yè)績(jī)板塊。任何的一點(diǎn)風(fēng)吹草動(dòng)，都可能對(duì)出版社的營(yíng)收造成影響。尤其出于對(duì)能夠深度學(xué)習(xí)的人工智能的擔(dān)憂，擔(dān)心其高度發(fā)展會(huì)“革”了紙質(zhì)出版的“命”。

蒂姆·庫(kù)克（蘋果公司現(xiàn)任CEO）說：“我不擔(dān)心機(jī)器會(huì)像人一樣思考，我擔(dān)心的是人會(huì)像機(jī)器一樣思考?！盵5]人工智能未來的發(fā)展，尤其在教育領(lǐng)域，是不可能替代教育行業(yè)的老師、專家的。不管未來的學(xué)習(xí)載體是什么，老師、專家的參與必不可少。人工智能能代替部分出題出卷工作，但不能離開人工干預(yù)獨(dú)立做好出題出卷工作，更不能代替人腦的全部功能。況且，規(guī)?；蛡€(gè)性化本就是推動(dòng)教育進(jìn)度、提升教學(xué)效率這個(gè)“一體”的“兩翼”，忽視或片面強(qiáng)調(diào)任何一個(gè)都會(huì)影響、遲滯乃至阻礙教學(xué)任務(wù)的完成。規(guī)模化推進(jìn)與個(gè)性化發(fā)展相輔相成，相得益彰，在達(dá)到一個(gè)最佳的比例時(shí)才能推動(dòng)教學(xué)任務(wù)更好更快地完成。在這個(gè)比例中，規(guī)?；踔烈又匾恍?。而紙質(zhì)教輔集中優(yōu)質(zhì)智力資源的批量編寫、低成本的批量印刷、高效率的批量配送都是最能保證規(guī)?；瘍?yōu)勢(shì)的有效措施。因此，在紙的高階替代品得到大范圍應(yīng)用以前，紙質(zhì)教輔在規(guī)?；矫娴男蕛?yōu)勢(shì)、成本優(yōu)勢(shì)仍將存在。因此，教育出版可以大膽擁抱數(shù)字技術(shù)，而不必?fù)?dān)心數(shù)字教輔會(huì)替換現(xiàn)有紙質(zhì)教輔，不必?fù)?dān)心人工智能會(huì)代替人的腦力勞動(dòng)。

“雙減”政策的實(shí)施，對(duì)出版業(yè)來講是挑戰(zhàn)，更是機(jī)遇。尤其是如何在“減”的同時(shí)提質(zhì)增效，也是教育部門迫切需要破解的難題?！敖逃幸?guī)律，施教無定法”，要想提質(zhì)增效，不管是著力于教師的隊(duì)伍建設(shè)，還是致力于學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提升，出版都可以為其提供智力和資源支持。

教育領(lǐng)域深度學(xué)習(xí)生態(tài)學(xué)的方法輔以人工智能領(lǐng)域深度學(xué)習(xí)信息加工的方法，將深刻改變教育教學(xué)的模式，進(jìn)而深刻改變教育出版的模式。

綜上，教育出版助力“雙減”政策走深走實(shí)，可在兩個(gè)方面作出努力：一是再造紙質(zhì)教材教輔，創(chuàng)新習(xí)題設(shè)置，以適應(yīng)深度學(xué)習(xí)需要;二是應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)深度學(xué)習(xí)方面研究成果，基于人工智能和大數(shù)據(jù)，提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

（作者單位系山東電子音像出版社）