范雪兵 石志標 劉焱 黃勝全

摘? ?要：文章以深度學習理論、目標分類理論以及當代典型教學設計模式為基礎，建立基于學生個性化培養(yǎng)的“深度學習”理論模型，并對模型應用步驟進行闡釋，強調知識與能力明暗雙線及差異化教學。經過教學實踐，結合兼有定量和定性指標的四環(huán)節(jié)連續(xù)性評價方法，在工科立體化教學環(huán)境下，不同基礎學生在一定程度上都可獲得個性化的提高，實現(xiàn)知識遷移的深度學習。

關鍵詞：教學方法;深度學習;專業(yè)課程

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2019）07-0025-04

信息化創(chuàng)新與變革的大數(shù)據時代，撼動了傳統(tǒng)教學模式和方法，海嘯般“浸蝕”著這個時代的學習方式，使我們對教育體系產生了新的認知，認識到教學的目標不在于教，而在于如何引導學。源于工業(yè)革命的“班級授課制”，工業(yè)流水線般在“機械化灌輸+標準化考試”環(huán)境下所制造的“標準件”，瑕疵不斷，理念和范式的轉變迫在眉睫。而著眼于互聯(lián)網革命、新技術發(fā)展、制造業(yè)升級等時代特征的“新工科”革命性變革，必然引發(fā)知識遷移和知識創(chuàng)造，面對數(shù)字化時代發(fā)展出的“碎片化”閱讀[1]和傳統(tǒng)教學“吸收內化”階段的缺失，大學生學習生態(tài)系統(tǒng)失衡下的學習價值干涸化[2]，亟需基于學生個性化培養(yǎng)[3]的“深度學習”策略。

一、“深度學習”理論依據

1.“深度學習”的概念理解

所謂深度學習，學習對象為新內容或新技能，學習方法為多步學習或多水平分析加工，學習目標在于學習者思想或行為在學習對象實施或應用過程中的改變。[4]

深度學習與簡單學習在特點、作用等方面的比較如表1所示。

“深度學習”重視學習主體內心的發(fā)展和變化過程，面向信息類聚、整合理解、遷移運用、批判思維和知識構建等，并真實反映每一個學習主體的學習歷程。

學習主體進入學習環(huán)境時有著各自不同的基礎和技能，對處于深度學習路線上不同位置的學習主體采用不同的方式，以激發(fā)深度學習而非淺層的方式來教學，使學習主體從不同的路徑對信息進行鞏固、轉化和內化等加工學習，獲得成功的連續(xù)學習的方法。

2.主流分類理論比較

加涅、布魯姆的學習目標分類法[5][6]是目前比較主流的分類理論，具體異同如表2所示。

教學設計過程中，可依據教學內容、教學對象及教學目標等不同對兩種分類理論進行取舍，使其在不同維度上發(fā)揮積極作用。

3.代表性的教學設計模型

目前，具有代表性的教學設計模型[7][8]比較分析如表3所示。

4.工程教育突顯的問題

目前，我國工科人才培養(yǎng)存在目標定位不清晰、工科學生綜合素質與知識結構方面有缺陷等問題。促進現(xiàn)有工科的交叉復合、工科與其他學科的交叉融合，充分延伸創(chuàng)新鏈條，使培養(yǎng)學生最核心的深度學習能力這一問題得以突顯，亟需提供深度學習理論模型的構建，以提供方向性的指導，使教育和學習具有生命力。

二、“深度學習”理論模型多階影響因素分析及主要特點

借助深度學習理論及系統(tǒng)化的理念，可建立三階“深度學習”理論模型。理論模型是一個多層面、多要素耦合共存的立體多維開放非線性系統(tǒng)，包含四個一階要素，即四個模塊，包含十一個二階要素，具體如圖1所示。第三階子要素部分如圖2所示，為二階要素具體化。

學習者特征分析這一要素，結合加涅、布魯姆的學習目標分類法，可形成學習者特征分析矩陣，智力因素及非智力因素所涵蓋內容如表4所示。[7][8]

學習者評價檔案，旨在明確學習者個體差異，進而從知識和能力明暗兩條進程，建立整體和個人的、短期和長期的學習目標達成度，強調學習主體的自主性，來促成學習的自組織實現(xiàn)與可持續(xù)發(fā)展。[9][10]

關于第三階子要素-學習內容分析，通過對學習內容的把握，旨在獲得最優(yōu)化的學習效果。學習內容可分為具體知識和抽象知識兩大方面。具體知識包括術語類、具體事實、功能性和過程性知識。抽象知識包括方法性知識（慣例、準則、分類、實驗等）和概括性知識（概念、原理、規(guī)律、學說、法則、公式等）。抽象知識可作為學習的重點。

“深度學習”理論模型主要特點如下：

其一，預測學習結果，制定評價方法;

其二，利用深度學習策略強化知識遷移能力;

其三，利用連續(xù)性評價對學習者形成多維評價體系;

其四，評價結果雙反饋，逆向反饋到教學設計階段，修正深度學習模型各要素;反饋到學習者，以促進知識遷移。

三、“深度學習”模型應用雙線五步驟

依據“深度學習”模型多階要素，在教學應用過程可按五步驟雙線學習進程來實施。采用雙線制，明線為知識主體本身，暗線為學習者能力培養(yǎng)。五個步驟[11]的主要內容、方法及目的詳見表5。

各步驟間采用螺旋式推進[12]的模式，五個步驟可不必局限于教學的單元。

四、“深度學習”理論模型應用情況

以機械專業(yè)課程《機械設計》課程為實例[12][13]，機械基礎課程組分別以專升本、本科及本科卓越班為基礎，形成《機械設計》導學案，建立學習者評估檔案，連續(xù)實施四年，理論課程、實踐環(huán)節(jié)相結合，課內、課外，結合校級“544”在線網絡學習平臺，通過積累數(shù)據，不斷完善“深度學習”理論模型，并通過反饋環(huán)節(jié)進行修正，真實反映每一個學習主體的學習歷程，使學習者有效內化新知識。

依據學習者檔案形成導學案，各個教學單元齊頭并進，每個教學單元依照循序漸進的方式進行。基于問題的學習，側重概念型知識點;基于項目的學習側重綜合型知識點;基于案例的學習側重設計型知識點;注重融入立體化的課程體系。構建側重學習者個人的包含知識難易程度的知識圖譜，形成階梯式任務驅動，突出差異化教學。

基于網絡和課堂雙平臺構建學生學習環(huán)境，實現(xiàn)課堂與課外在時間和空間上的有效延伸和銜接。[14]課堂教學利用多種具體教學策略，突出新知識點的深度加工，促進學習者對機械設計知識點的內化及轉移。采取“知識水平+創(chuàng)新設計能力+協(xié)作能力+課堂參與程度”的全方位、多元化的綜合考核模式和評價體系，包括學習者個體、學習者群體橫向和縱向差異性評價?！吧疃葘W習”進程與能力培養(yǎng)形成準確映射。

通過教學實踐，“深度學習”模型可以在一定程度上有效促進學生對機械專業(yè)課程知識的深度學習，提高學生解決實際工程問題的知識能力。

五、結論

當今新數(shù)字及制造技術在飛速發(fā)展，動態(tài)的、網絡化的知識結構已經形成，對于機械專業(yè)及其它工程類本科教學來說這既是機遇又是挑戰(zhàn)。本文針對“碎片化”海量信息的學習環(huán)境，建立基于學生個性化培養(yǎng)的“深度學習”理論模型，對深度學習理論依據，加涅、布魯姆的學習目標分類法及我國工程教育突顯問題進行適當闡釋，對模型的主要影響因素及實施步驟進行了較為詳盡的分析。并通過實踐，增強機械專業(yè)教學的實效性，為優(yōu)化學習方法、提高本科院校大學生的學習及應用實踐能力提供依據。

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（編輯：王天鵬）