论深度学习视域下的教育出版

胡明涛 姜雅妮

摘 要：“深度学习”既是人工智能领域的概念，也是教育领域的概念。在教育领域深入实施深度学习，需要重新深度加工、深度整合适合深度学习的内容，以大概念、项目学习组织学习内容。这为教育出版提升服务教育质量提供了机遇。人工智能领域的深度学习能够越来越准确地模拟人类的学习过程，精准地反馈个人学习的优劣得失，从而为每个人制定个性化的学习方案。人工智能领域深度学习的应用为信息技术赋能教育教学提供了更为准确的依据。以数据为支撑，赋能教育教学，是教育出版数字化转型的路径之一。

关键词：深度学习 人工智能 教育出版 教育教学

深度学习最先是人工智能领域的概念，属于机器学习的一个分支，是一种能够使计算机系统从经验和数据中得到提高的技术。人工智能是对人类智能在计算机上的复制。机器学习，指的是机器使用大量数据集而非硬编码规则来进行学习的能力。深度学习可以让计算机从经验中学习，并根据层次化的概念体系来理解更加复杂的概念，从而让计算机不必依赖人工提取事物的特征，而是自动提取事物的特征，用自己的方式描述事物。[1]

教育领域于1976年提出“深度学习”这一概念，并在近几年掀起关注热度。教育领域研究深度学习，是在学习科学视域下展开的。针对的是实践中存在的机械学习、死记硬背、知其然而不知其所以然的浅层学习现象提出的。在教育领域，深度学习着力于促进学生的高级认知和高阶思维，着力于培养核心素养，着力于立德树人。由此可见，深度学习的培养目标与教育的培养目标是一致的。深度学习是需要不断加强的，代表了教育的发展方向，体现了教育发展的重点。

一、教育领域的深度学习研究

1976年，瑞典哥特堡大学的马顿（Marton）和萨乔（Saljo）在研究大学生在散文阅读中所表现出的不同学习过程、学习策略时，注意到了其理解和记忆的差异性。通过分析发现，学生在学习过程中因个体差异和策略选择，在处理信息时呈现出不同的水平，存在深层和浅层的差异。1982年，澳大利亚比格斯（Biggs）与柯利斯（Collis），基于皮亚杰的认知发展阶段理论，提出了SOLO分类法。进入21世纪，美国研究院（AIR）组织实施的SDL项目（Study of Deeper Learning：Opportunities and Outcomes）界定了深度学习的六维度能力——掌握核心学科知识、批判性思维和复杂问题解决、团队协作、有效沟通、学会学习、学习毅力。[2]

2013年底，我国教育部基础教育课程教材发展中心基于国家课程方案和各学科课程标准，在认真研究梳理已有理论与实践研究成果的基础上，充分借鉴先进的教育教学理念以及项目推进的方法与策略，筹划并组织开发了深度学习教学改进项目。项目组在对深度学习研究的基础上，对“深度学习”的概念进行了阐述：所谓深度学习，就是指在教师引领下，学生围绕着具有挑战性的学习主题，全身心积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程。在这个过程中，学生掌握学科的核心知识，理解学习的过程，把握学科的本质及思想方法，形成积极的内在学习动机、高级的社会性情感、积极的态度、正确的价值观，成为既具有独立性、批判性、创造性，又有合作精神、基础扎实的优秀的学习者，成为未来社会历史实践的主人。[3]近年来，我国教育界对深度学习的研究逐渐从基于学习心理学认知学派的“信息加工”理论的“单向度”转向以学生全面发展作为根本出发点和最终归宿的“全视角”取向，提出了项目学习、大观点组织、结构化思考等一系列可供操作的策略。

教育领域研究“深度学习”主要沿着微观和宏观两个维度开展。微观维度是充分调动作为课堂主体的学生的积极性，引导、激励学生充分调动各种感官深度参与学习过程，通过联想与结构、活动与体验、迁移与运用等学习活动将经验与知识相互关联、相互转化，将新知识整合进已有认知体系中，建构新的知识网络。而其宏观维度，是以学生的全面发展作为根本出发点和最终归宿，发展核心素养，指向立德树人。这个维度强调动心用情，强调情感态度价值观的培养。

二、贯彻深度学习理念，挖掘深度学习素材

深度学习的内容是有挑战性的，需要深度加工、深度整合，这是出版需要关注的第一条路径。教育出版的作业、习题，需要重新设计。在既有知识型、概念型作业基础上，围绕有挑战性的学习主题设计开放型、整合型学习任务，调动学生经历全身心积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程。立足学生的学习与发展，以大概念的方式组织学习单元，在学科逻辑中体现较为丰富、立体的活动性和开放性，而不仅仅是知识的记忆、概念的辨析。当前，教研团队纷纷研究基于深度学习的课程设计和作业设计，并且已有学校尝试大单元教学取得了良好的效果。例如，语文学科探索大单元教学，用一到两节课带领学生疏通字词、预习课文，再用两节课时间把本单元各篇课文综合起来讲，让学生在比较相同主题不同体裁课文的差异，体会相同体裁不同风格文章的异同的过程中，更加深入理解作者的情感情绪，感悟文章的思路主旨，领会作者的表现手法。而在数学的教学中，也有不少学校在实践及教研基础上，对教材知识的呈现顺序进行重新组织、重新设计，更加注重学生的活动与体验、迁移与应用。[4]

所有这些研究和实践，都值得教育出版从业者持续关注。尤其2022年版《义务教育课程方案》提出“加强课程内容与学生经验、社会生活的联系，强化学科内知识整合，统筹设计综合课程和跨学科主题学习”“加强综合课程建设”“开展跨学科主题教学”“倡导‘做中学‘用中学‘创中学”等原则，都是深度学习理念所大力倡导的，也是教育出版需要积极贯彻落实的。将理论与实践相结合，将教研与出版相结合，在深度學习教学教研基础上，努力推动深度学习理念在教育出版领域的落实，符合课程方案的要求，也符合“双减”意见中“鼓励布置分层、弹性和个性化作业，坚决克服机械、无效作业，杜绝重复性、惩罚性作业”的精神。当然，学习是分梯度的，不是所有学科所有内容都适合在新授课遂行深度学习，但在单元复习、期末复习中跨单元、跨年级、跨学科组织学习素材，让学生经历多种学习活动，涉猎多领域知识，多角度锻炼学习能力，对于提升学生对新学知识的宏观把握程度、优化学生的知识结构、开发学生的综合应用能力，乃至启发学生自主设计学习路径发现知识、创造知识，都将大有裨益。目前中高考备考复习中，专题复习已经有了深度学习理念的雏形。

教育图书的未来一定是智力资源密集型产品，一定是在深入教研基础上，多学科内容的相互联系、相互渗透，一定是多个学习单元的相互呼应、相互补位，一定是多个学习元素的相互借用、相互促进，一定是知识能力与情感态度价值观的相互成就、相得益彰。深度学习是学生感知、思维、情感、意志、价值观全面参与、全身心投入的活动。教师要研究如何用恰当的方法去引发、促进、提升学生的深度学习。好的教育图书便是这类教研成果的集大成者，是创新教育情境、创新学习内容、创新学习方式的践行者和引领者。教研与出版相互促进，各领风骚，在你追我赶、互相催动中携手向前，共同服务于教育教学。

三、落实“双减”政策，减量提质增效的探索

“双减”政策出台一年来，各地都不遗余力地进行了贯彻落实。教育部及各省教育厅也出台了部分典型案例。这些典型案例都紧紧围绕作业的提质增效做了大量积极有效的工作。例如重庆市研制印发了《义务教育阶段语文等12个学科作业设计与实施指导意见》，山东省潍坊市研制了《作业设计十项原则》《优秀作业十项标准》《作业评改十条策略》等文件，江西省“智慧作业”、山东省青岛市崂山区“课堂教学云平台”、上海市闵行区教育云平台将人工智能、大数据应用于作业批改、学情分析，以提升学习效率，推动个性化学习。分析这些案例，各地各学校都不约而同地提出了减量的措施和提质增效的方向。“减”是手段，“增”才是目的。而在实际教学中，各学校也确实严格把“量”控下来了，并在努力探索提质增效的方式方法。各个学校的探索方向不同，但大部分学校都围绕提升作业设计质量和应用信息化技术这两条途径展开。

2月底，教育部公布了2021年度基础教育信息技术与教育教学深度融合示范案例名单，共66个区域、44所学校。在推动信息技术与教育教学深度融合方面，这些区域和学校进行了更加深入、更加有效的探索和尝试。3月1日，教育部召开新闻发布会，介绍了国家中小学智慧教育平台建设与应用有关工作进展情况。谈到建设背景，吕玉刚司长特别提到了“随着‘双减工作的深入实施和推进基础教育高质量发展，对共享优质教育资源、以信息化助力教育现代化提出了迫切要求”。因此利用人工智能和大数据为教学过程把脉问诊，为教学决策科技赋能，是教育出版“双减”背景下的另一条路径。

四、用深度学习的人工智能技术助力提质增效

在人工智能领域，深度学习被定义为“一系列试图使用多重非线性变换对数据进行多层抽象的算法”。通过“多层抽象算法”，人工智能可以更加真实地模拟人的意识、思维和信息过程。人工智能领域的深度学习作为一个工具，能够实现自主学习，能够更加准确地模拟人类的学习过程，精准地反馈个人学习的优劣得失，从而为每个人制定个性化的学习方案。

“国家中小学智慧教育平台”是这条路径的积极探索者，也是政府主导的服务教育的公益教育资源平台。但该平台的建设与运营，并不影响各省出版集团在此方向深入探索。按照教育部介绍，“国家中小学智慧教育平台”重点承载面向中小学的各类优质教育教学资源，建立资源分发共享机制。因此，国家平台重在资源，而各省平台则可更多关注学习数据的收集和应用，用人工智能技术多角度、多维度处理数据、分析数据，用大数据为教育教学、教研培训、教育管理等提供依据，助力精准教学、精准教研、精准管理，最终助力学生的高效学习。人工智能，尤其是有深度学习能力的人工智能在准确反馈教学过程、记录学习障碍、诊断分析学情等方面能发挥巨大作用。人工智能超强的信息处理能力和记忆能力，将有效帮助学校和教师做好常态化、过程性教学评价，实时跟踪，及时反馈，真正实现“让每一个学生得到不同的发展”。这也是教育部在致力于国家平台建设的同时，公布2021年度基础教育信息技术与教育教学深度融合示范案例名单的意义所在。

五、破除担心守旧，大胆拥抱数字技术

当前，教育出版以纸质图书为主要产品，并成为相当一部分出版社的主要业绩板块。任何的一点风吹草动，都可能对出版社的营收造成影响。尤其出于对能够深度学习的人工智能的担忧，担心其高度发展会“革”了纸质出版的“命”。

蒂姆·库克（苹果公司现任CEO）说：“我不担心机器会像人一样思考，我担心的是人会像机器一样思考。”[5]人工智能未来的发展，尤其在教育领域，是不可能替代教育行业的老师、专家的。不管未来的学习载体是什么，老师、专家的参与必不可少。人工智能能代替部分出题出卷工作，但不能离开人工干预独立做好出题出卷工作，更不能代替人脑的全部功能。况且，规模化和个性化本就是推动教育进度、提升教学效率这个“一体”的“两翼”，忽视或片面强调任何一个都会影响、迟滞乃至阻碍教学任务的完成。规模化推进与个性化发展相辅相成，相得益彰，在达到一个最佳的比例时才能推动教学任务更好更快地完成。在这个比例中，规模化甚至要更加重要一些。而纸质教辅集中优质智力资源的批量编写、低成本的批量印刷、高效率的批量配送都是最能保证规模化优势的有效措施。因此，在纸的高阶替代品得到大范围应用以前，纸质教辅在规模化方面的效率优势、成本优势仍将存在。因此，教育出版可以大胆拥抱数字技术，而不必担心数字教辅会替换现有纸质教辅，不必担心人工智能会代替人的脑力劳动。

“双减”政策的实施，对出版业来讲是挑战，更是机遇。尤其是如何在“减”的同时提质增效，也是教育部门迫切需要破解的難题。“教育有规律，施教无定法”，要想提质增效，不管是着力于教师的队伍建设，还是致力于学生学习效率的提升，出版都可以为其提供智力和资源支持。

教育领域深度学习生态学的方法辅以人工智能领域深度学习信息加工的方法，将深刻改变教育教学的模式，进而深刻改变教育出版的模式。

综上，教育出版助力“双减”政策走深走实，可在两个方面作出努力：一是再造纸质教材教辅，创新习题设置，以适应深度学习需要;二是应用机器学习深度学习方面研究成果，基于人工智能和大数据，提升学生学习效率。

（作者单位系山东电子音像出版社）