时间：2022-04-23 11:52:02
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摘 要 纳物学科的角度出发，分析生物学教学中学生深度学习的主要特征，尝试从制定“挑战性”的教学目标，创设批判性理解的教学情境，整合意义连结的学习内容，关注课堂评价的积极作用四个方面探索引导学生进行有效深度学习的实践策略。从而促进学生思维发展，提升教学成效。
关键词 深度学习 生物学教学 策略
“深度学习”是指学生在理解的基础上，将新思想和事实批判性地融入原有的认知结构中，并迁移到新情境中，做出决策和解决问题的学习。这种学习方式力图改变生物学课堂教学中普遍存在的问题，如以知识讲授为主、教学方式表面化、应试导向等不良现状，要求学生对课本知识的掌握不能仅停留在表面记忆和机械理解上，而应是基于理解的批判性学习，并发展积极主动的探究。
1 生物学教学中深度学习的主要特征
结合生物学科特点及课程性质，生物学教学中深度学习有以下3个特征。
1.1 注重知识整合
生物学教学应以生物学科的基本概念、原理和规律为核心内容，适当拓展相关知识，同时兼顾与其他学科的横向衔接。此外，不同阶段的学习对意义连结的内容也提出了不同要求，呈现出内容的互补或递进。如“细胞”这一主题，初中生物学教学侧重于细胞的结构，而高中教学则在初中学习的基础上加深了对细胞亚显微结构和功能的探究，增加了细胞的各种生命活动、物质和能量代谢等内容。因此教师需要引导学生将前后相关的内容进行整合，通过系统化、层次化、学科交叉渗透的教学活动帮助学生梳理知识间的联系，构建完整的知识网络。
1.2 注重批判理解
发展学生的批判性思维能力是培养学生科学素养的主要途径。生物学科的科学史教育渗透着批判性思维的培养，体现着众多科学家观点的碰撞。教学过程中，教师需要引导学生批判性地看待各个观点的合理性与不足之处，从而使学生正确认识绝对真理和相对真理的关系，从事实中提高批判性思维能力。学生在探究知识的过程中，也难免会遭遇新知识与原有认知结构发生冲突的情况，这时，也需要教师引导学生进行理性分析，寻找证据，使知识不断得到澄清，既有的认知结构不断得到完善，进一步推动批判性思维的深度发展。
1.3 注重迁移运用
生物学教学重视知识的迁移、方法的运用和发散性思维的培养，对于教材中某些重要概念和过程的阐释，通常以“提出问题――解决问题――应用知识”为线索组织教学活动。教学中，教师需要尽可能结合学生的学习经验和生活体验创设与学习内容贴近的相似情境，以此来激发学生的求知欲，引导学生选择性地感知材料提供的相关信息，把握关键要素。学生通过深入分析，联系自身的认知结构建构当前问题的意义，找到解决问题相应的方法和策略，从而在新情境中举一反三，实现迁移运用。
2 引导学生深度学习的实践策略
生物学科的理科属性反映了在教学中渗透深度学习的必要性，然而现实生活中学生的投入情况并不理想。如何在生物学教学中促进学生深度学习？笔者以人教版高中生物（必修3）“通过激素的调节”一节为例，从4个方面呈现促进学生深度学习的教学策略。
2.1 制定“挑战性”的教学目标，引发深度学习
布鲁姆提出将学习目标划分成“记忆、理解、应用、分析、评价和创造”6个层次，实际已蕴含了学习有深浅的观点。深度学习与“应用、分析、评价、创造”相关，是一种高阶思维的认知活动。而教师在制定目标时，往往欠缺对学生学习深入程度的考虑。教师在设计深度学习目标时，应多关注学生高阶思维的发展，聚焦在深度学习相应的“挑战性”目标水平，联系学生自身的知识经验基础，制定出既合理又能促进学生思维发展的教学目标，并以此为依据进行教学活动设计。
人教版教师用书关于本节课的教学目标为：“（1） 描述动物和人体的激素调节。（2） 运用构建模型的方法，建立血糖平衡的调节。（3） 讨论在促胰液素发现过程中，科学态度和科学精神所起的作用。（4） 探讨动物激素在生产中的应用。”可以看出，对学生能力要求多停留在记忆和理解水平，教学目标挑战性不强。实际上，本节教材提供了非常丰富的资料和实例，是引导学生进行深入分析和讨论、训练其科学思维和科学方法的良好素材。如“促胰液素的发现”不仅蕴含了科学发现的思维和方法，而且通过引导学生分析科学史，提出假说，进而设计实验验证假说，达到启发学生思维，促使其获得提出假说技能和实验设计技能的目的。结合学生的学习经验和认识特点，以促进学生深度学习和思维发展为目的，将本节课的教学目标改进为：（1） 通过分析促胰液素的发现，获得提出假说的技能训练；（2） 通过分析促胰液素的发现，尝试实验设计的能力训练；（3） 体验科学家在科学发现过程中的科学思维和科学方法；（4） 领悟敢于质疑、实事求是、大胆探索和勇于创新的科学态度和科学精神；（5） 通过建立血糖调节模型活动，构建血糖调节的概念模型，领悟构建概念模型的方法；（6） 通过分析激素调节的实例，认同激素调节对于维持内环境稳态的重要性；（7） 通过探讨生物激素在生产中的应用，认识科学、技术和社会之间的复杂关系，树立正确的科学价值观。
2.2 创设批判性理解的教学情境，推动深度学习
批判性思维是深度学习的核心思维。引入不同观点对话是训练批判性思维的有效手段之一。教师通过创设思考和讨论的氛围，给学生提供各抒己见的机会。学生通过对不同观点进行理性审视和讨论，批判性地指出观点的利弊优劣，达到完善自身的认知结构、促进对知识深化理解的目的。
对于本节中“促胰液素的发现”的教学，大部分教师仅是让学生阅读教科书上促胰液素的发现的科学史，了解科学发现的历程。然而促胰液素的发现呈现了科学探究“假说―演绎”的一般过程，体现了许多科学家思维观点的碰撞。显然这样传统的教法不利于学生批判理解能力的训练。因此，教师要以这一科学史所处的社会历史背景为依托，关注学生的认知结构，从引发不同观点对话入手，根据假说-演绎法的各环节，让学生依据客观事实提出假说一“胰液的分泌是神经调节引起的”及假说二“胰液的分泌不是神经反射而是化学调节”；接着引导学生演绎假说，并设计实验验证假说；由“切除小肠内神经，向小肠内注射稀盐酸，仍然会引起胰液分泌”“将加入盐酸和砂子的小肠研磨提取液注射到静脉中，胰腺分泌胰液”的结果，得知假说一不成立，而假说二成立，从而确定最终的结论：胰液的分泌是化学调节――盐酸刺激小肠黏膜分泌一种化学物质，随血液到达胰腺，引起胰液的分泌。学生在分析观点、进行批判性理解的过程中，不仅能深刻认识促胰液素的发现过程，同时体验科学发现过程中蕴含的科学思维和方法，领悟科学态度和科学精神促进科学发现的重要作用。
2.3 整合意x连结的学习内容，促进深度学习
认知结构的优化程度影响着学生对知识的保持和理解。过于零散的知识会阻碍学生对知识的深度理解。深度学习强调信息整合和意义建构，要求学生对碎片化的信息进行筛选和处理，整合意义连结的相关内容，建立起知识间的联系。构建概念模型的活动能有效训练学生优化自身认知结构的能力。学生通过分类、归纳、整合与学习主题相关的零散知识点，能完善原有的知识体系，建构当前学习的意义。
“血糖平衡的调节”是教材衔接“激素调节的发现”之后呈现的第一个激素调节的实例，旨在阐明反馈调节和激素之间的拮抗作用。教材先是呈现了血糖的来源和去路，继而安排了“建立血糖调节的模型”的活动，以引导学生更好地理解人体调节血糖的过程，并进而理解激素对生命活动调节的过程。学生所做的模拟活动是构建动态的物理模型。要想实现真正的意义建构，还需学生再根据活动中的体验，构建出图解式的概念模型。以往很多教师在教学中选择略过建立血糖平衡调节的模拟活动，直接呈现最终的概念模型，也很少联系前后的相关内容深入分析血糖升降的机制，从而造成许多学生对其理解不够深刻的问题。实际上，血糖平衡调节既涉及反馈调节和拮抗作用，也与神经―体液调节、分级调节相关。而这些内容分散在教材的不同章节，不同阶段的学习之中，需要教师引导学生将相关的知识点进行分析梳理，有机地整合起来，建构出“血糖平衡调节”的概念模型（图1）。整个过程既深化了学生对知识的理解，同时也训练了学生的分析、综合、归纳和整合知识的能力。
2.4 关注课堂评价的积极作用，落实深度学习
为了确保深度学习的教学质量，还需要对学生的学习成果进行即时评价，明确教学活动的设计是否做到以学习目标为导向，学生是否真正实现了理解，评价需要具有持续性，并通过评价及时反馈以调控教学过程，推动深度学习的落实，进一步提升学生的科学素养。
以教学目标“通过分析促胰液素的发现，尝试实验设计的能力训练”为例。该目标教学旨在设计实验流程。教师以“选择和处理实验材料――确定反应变量，控制无关变量――制定具体的实验方案”为教学线索，引导学生设计实验验证假说：“在盐酸的刺激作用下，小肠黏膜可能产生某种化学物质，当它进入血液后，随血液被运送到胰腺，引起胰液的分泌。”教学活动的设计要保证与教学目标具有一致性，同时制定相应的评价标准评价学生的学习成果。如“选择和处理实验材料”这部分教学内容，对学生目标达成情况的评价标准是：能科学地选择和处理实验材料；包括说出实验材料是两只年龄及健康状况相仿的狗，以及掌握实验材料处理的方法并作出“加盐酸是为了刺激小肠黏膜分泌促进胰液分泌的物质，加砂子是为了研磨充分”的解释。通过课堂教学的持续性评价，教师及时了解学生对知识的理解和掌握情况，以便做出相应调整，最终促使学生熟练掌握实验设计的基本流程，提升实验设计能力，落实深度学习。
【摘 要】针对学生由于在课堂中经历浅层学习，学习浮于表面，缺乏深刻性的教学现实，提出“深度W习”，在对其内涵特征深入思辨的基础上，结合人教版六年级数学上册“分数除以整数”一课的教学，从教学内容解读、学生参与、数学思考、课堂对话、回顾与反思等方面对促进 “深度学习”的课堂教学策略进行了探索。
【关键词】深度学习 特征 教学策略
通过听课导教发现，有些课堂教学存在以下问题：学生参与的时间与空间不足，被动地学习；压缩知识的形成过程，对知识的理解浅尝辄止，缺乏对数学问题的深层思考；孤立地记忆知识，机械地训练技能，对隐藏在知识与技能背后的数学思想方法缺乏深刻感悟。这样的课堂教学，学习浮于表面，缺乏主动性、深刻性，学生经历的是浅层学习；从学习效果来看是浅效、短效和低效的，不能有效地落实数学核心素养的培育。教学要取得实效，必须走向“深度学习”。所谓“深度学习”就是课堂上学生积极主动地学习，积极地探索、反思和创造；充分经历感知、体验知识的产生过程，深刻理解知识的本质；注重把握知识间的内在联系，能将知识有效迁移，灵活应用。本文以人教版六年级数学上册“分数除以整数”一课的教学为例，探索促进“深度学习”的课堂教学策略，以期克服课堂教学中浅层学习的倾向，通过深度学习，促进学生深度参与、深度思考、深度感悟，落实数学核心素养的培养。
学生的学习要有深度，需要教师把握学习内容的数学本质，深入挖掘知识技能中所蕴含的核心素养、所需要的核心素养以及可以培养的核心素养，进行有针对性、参与性、启发性的学与教设计，真正把“学”放在中心位置，基于学生“先学”“先研”，着力于学习内容的核心点、学生学习的疑惑点、需求点进行引导、帮助、支持和助推。
一、解读教学内容，挖掘蕴含的数学核心素养
我们的数学教学不应是简单的教知识，而是通过知识技能的学习，让学生获得“带得走的能力”。 这种“带得走的能力”主要指数学意识、数学思想方法、数学精神，这些却隐藏在知识技能的背后，需要加以分析、提炼才能使之显露出来。因而，在进行具体数学知识内容的教学时，教师首先要深入解读教学内容，对教材中每一幅图、每一个对话、每一行文字、每一道例题和习题，多问几个“是什么”“为什么”“怎样办”，在不断追问中，纵向把握知识脉络，横向沟通知识联系，厘清知识技能目标；同时，深入教学内容的实质，挖掘知识内容背后蕴含的数学思想与方法、体现的核心素养以及可以培养的核心素养。
例如，人教版六年级上册“分数除以整数”这一教学内容，例题以折纸活动为载体，利用数形结合的方法帮助学生理解“分数除以整数“的算理。先解决分数的分子能被整数整除的特殊情况，采用了两种方法：方法一，利用整数除法的意义，将分数除法转化成整数除法；方法二，利用分数的意义，将分数除以整数转化成求这个分数的几分之一。两种方法分别用两名学生的对话形式呈现，体现解决问题策略的多样性和算法的多样化。再引出并解决分数的分子不能被整数整除的情况，解决的过程教材采用了留白的形式，意在让学生经历根据问题的具体情境自主选择方法进行解决的过程，以凸显方法一的局限性和方法二的一般性。如此这样的编排，体现了让学生经历由特殊到一般的探索过程中理解算理、掌握算法、渗透转化的数学思想。通过这样的深入解读，可以明晰本课知识的生成线索：以整数除法的意义和分数的意义为生长点，通过动手操作，借助几何直观，经历由特殊到一般的探索过程，在沟通分数除法和分数乘法的内在联系的基础上直观理解算理，初步总结出算法。由此，本课知识与技能层面的教学目标有：体会分数除法的意义，理解分数除以整数的计算算理，掌握分数除以整数的计算方法；能正确进行分数除以整数的计算。在本课的知识与技能的学习中，蕴含或可以培养的数学核心素养有：发展学生的运算能力、几何直观、归纳推理能力；渗透的数学思想方法有：数形结合、转化等。
二、让“学”于生，让学生真正参与学习过程
学生的学习要有深度，我们的课堂就应该从“基于教”转向“基于学”， 从“知识本位”转向“能力为主”，从教师的“讲堂”转变为学生的“学堂”。这要求教师要有“让学”的意识，勇敢地“退”到幕后，让学生真正走到“前台”表演；基于对学生年龄特点、认知规律、已有经验、思维方式的深入研究的基础上，设计丰富的数学活动；为学生提供足够的学习时间和空间，引导学生充分经历观察、操作、想象、猜测、描述、计算、推理、验证等活动过程，在协作、交流、互动中全面参与学习过程。放大“学”，并不等于弱化教师的“教”。教师既要有“让学”的意识、“退”的勇气，更要有适时“进”的智慧。在关键点的点拨、重点的强化、难点的突破、矛盾的澄清、错误的辨析等时机适时地“站”出来，开展适度、多形式的引导、帮助、促进，以促成学生对数学知识的深刻理解、思想方法的深刻感悟、活动经验的有效提升。
“分数除以整数“的教学中，课堂上为学生提供充分实践、思考、交流的空间，让学生先“尝试”，试着动手折一折、涂一涂、算一算，然后展示、交流各自的折纸方法、计算过程及其算理。在学生独立思考、动手操作、展示交流的基础上，教师基于学生学习的实情，借助几何直观，将实物操作、图形表征、符号（算式）表达联系起来，利用数形结合，帮助学生沟通分数除法与分数乘法的内在联系，弄清两种算法的异同，凸显一般的算法。初步归纳总结出“一个分数除以整数，等于乘上这个整数的倒数”的结论。在教师引导下，让学生经历“由理及法、以理驭法、法理融合”的思维过程，不仅增强了数感，提高了运算能力和推理能力，而且能启迪学生：数学是讲道理的，要有条理地把道理讲清楚、讲明白。
三、以问题导引 “卷入学习”，促进深度思考
学会思考是送给学生最好的礼物！努力促进学生更为积极地思考，并能逐步想得更深入、更合理、更清晰是数学教学的主要目标之一。数学课堂，只有指向了“思考”，才是体现数学教学最本质的追求。而问题是启学引思、导学引教的有效载体，课堂教学可以以一个个问题为学习支点导引学生加入学习。深度学习的课堂，应结合教材提供的素材、具体的情境、教学进程，在知识的关键处、新旧知识的联结处、知识易混处、思维转折处，设计富有探索性的问题驱动学生思维参与、主动探索和深度思考，从而有效地建构知识、发展能力、积淀经验、感悟思想，促进学生数学素养的提高。
在“分数除以整数”教学中，学生独立尝试折一折、涂一涂、算一算后，让学生展示、交流，针对“[45]÷2=[4÷25]=[25]”设计问题“为什么可以用4÷2作分子，分母不变呢？”引发学生结合操作过程和图形深入思考为什么这样算的道理。当学生展示出两种方法“[45]÷2=[4÷25]=[25]和[45]÷2=[45]×[12]=[410]=[25]”时追问“这两种方法有什么异同？”引导学生比较、辨析，深入理解其相同点都是将分数除以整数转化成已学的知识来解决；不同点在于转化的依据不同，前者是利用整数除法的意义，后者是利用分数的意义。在问题的导引下，学生积极思辨，沟通了知识和方法的内在联系，深刻地体会转化的思想方法。在解决问题以后，引出问题二“如果把这张纸的[45]平均分成3份，每份是这张纸的几分之几？”先放手让学生用前面的方法尝试解决，然后引导学生围绕“你选择的什么方法？为什么不用第一种方法？”展开讨论，自主优化算法。这样的教学过程，以问题为导向，让学生加入学习，主动参与，促使学生联系起来思考问题，把知识技能的学习与数学思想方法的感悟、数学核心素养的发展结合起来。
四、在“多向互动”中，引发形成深究型对话
教W活动是在师生之间、生生之间、个体与群体之间多向互动中完成的。教学中，要以对话、沟通和合作活动为载体，通过相互提问、补充、质疑、评价等形成“深究型对话”的课堂氛围，引导学生发表或解释自己的观点，倾听并深入思考他人的观点，学会用“大家还有问题吗”“大家同意我的观点吗”“我想补充一下”“我不同意这个观点，我是这样想的”“我想向你提个问题”等课堂用语展开对话、交流，促进学生对问题的深究。让学生在对话中放弃错误观点，吸纳他人正确的观点；在倾听中完善自己的观点；在活动中积累经验，形成自己的思考；在交流中内化，形成自己的观点，最终实现课堂师生的谐同共振、共享、共识、共进。
例如，“分数除以整数”这一课例中，当学生尝试解决第一个问题，展示交流两种不同方法，为深入理解两种算法的算理，沟通两种方法的联系，教师引导学生进一步展开了以下“深究型对话”。
师：方法一中4÷2为什么可以做分子，而分母不变呢？
生1：我认为，4除以2得2，即2个分数单位，分数单位没有变，所有分母不变。
生2：我有补充， 4个[15]平均分成2份，就得到（4÷2）个[15]，因此，用4÷2作分子，分母是5，不变。
生3一边出示自己折、涂的长方形纸，一边讲解：把一张长方形纸平均分成5份，每一份是这张纸的[15]，[45]就是涂这样的4份，把4份平均分成2份，求每份就用（4÷2）来计算，算出每份有这样的2份，平均分的份数没有变，分母就应该不变。
……教师根据学生的发言，相机在黑板上画出长方形图，边写出计算过程。
师：那么，第二种方法明明是“÷2”，怎么变成“×[12]”了呢？
生4：把[45]平均分成2份，每份就是[45]的[12]，也就是[45]×[12]。
生5：[45]的[12]，为什么可以用[45]×[12]来计算，这点我不明白，你能讲讲吗？
生4：前面我们学了分数乘法的意义，求一个数的几分之几是多少，用乘法计算。
师：真好！同学们在动手折一折、涂一涂、算一算的过程中，做到了动手、动眼、动脑，不仅明白了怎样算，还弄清了为什么这样算，学数学不仅要知道怎么做，还要多问几个为什么，弄清为什么这样做。我们刚才分别对这两种方法进行了深入的思考，还得把两种方法联系起来思考，这两种方法有什么联系呢？
生6：两种方法都是用了转化的方法。
师：想一想，两种方法分别利用以前学过的什么知识，是怎样转化的？
生7：方法一利用了整数除法的知识，转化成整数除法（4÷2），算出每份是多少个[15]来计算和理解。
生8：方法二利用了分数乘法的意义，把“÷2”转化成“×[12]”来计算的，也就是把分数除法转化成分数乘法来解决的。
……
在上述的教学过程中，教师在学生尝试、展示的基础上，适时引导学生互动交流，展开“深究型对话”，让学生充分发表自己的想法，在不同思维相互碰撞中，互相启发，沟通了知识间的联系，完善认知结构，深刻地理解了算理，感悟了数学思想方法，有效落实了数学素养的培养。
五、适时“驻足回望”，促进总结反思深刻化
数学教学中适时地引导学生沉下心来，驻足凝思，低首回望，对自己的学习过程进行回顾与总结，既可以促进学生对数学知识的巩固、扩展、延伸和迁移，也可以促进学生方法策略的内化、数学思想的深入领悟、数学活动经验的提升；既可以让学生在反思中获得成功的体验，增强学习数学的信心，也可以让学生找到学习中存在的问题，及时寻求解决的方法。通过适时地“驻足回望”，引导学生对学习内容、学习方法、学习结果、学习情感进行回顾，在反刍学习过程获取的信息中，进一步调动数学学习的主动性，让学生在自我总结与评价中，促进学习过程的优化、学习结果的深化、学习质量的提高，让学习不断走向深入。
在数学教学中，在教学的每一环节或课结束时，教师应及时地引导学生进行总结反思，如在“分数除以整数”的教学中，在学生独立尝试解决问题二后，教师通过“解决这一问题，大家都选用方法二转化成分数乘法进行计算的，这是为什么呢？”“在什么情况下可以用方法一？”追问引发学生反思，在比较中对两种方法加深了理解，实现算法的优化。在课结束时，通过“本节课的学习，你有什么收获？”“在解决问题的过程你用到了哪些方法？”“在学习过程中，遇到了哪些困难或挫折？这些困难或挫折是如何克服的？”“在本课学习中你认为自己的表现怎样？有何亮点？”“你有什么需要提醒大家注意的？”“你还有什么不理解的地方”等问题的提出，引导学生对学习过程、结果、情感态度等方面全面回顾，促成学生对知识的深化理解、思想方法的深刻感悟、学习情感的巩固升华，促进学生全面发展。
学生学习是一个生动活泼、主动和富有个性的过程。学习方式具有多样性，认真听讲、积极思考、动手实践、自主探索、合作交流等，都是学习数学的重要方式。同时，学习内容具有丰富性，学生具有差异性，对于不同的年段、不同的内容、不同的课型实现深度学习，还需要我们积极探索有效实施路径、策略方法，以促进学生在主动参与、深刻理解、深入思考、深度感悟中培育和提高数学核心素养。
摘 要： 超分辨率图像重建可以利用低分辨率图像重构出一幅高分辨率图像，该技术已经成为图像处理领域的研究热点。目前深度学习是机器学习中一个热门的分支，其通过将低级特征进行组合形成更加抽象的高级视觉特征，避免了人工提取特征。文章将当前的重建算法分为基于重建约束的方法、基于重构和基于学习的方法三大类，着重介绍几种基于深度学习的重建算法，最后对超分辨率图像重建技术未来的研究方向进行展望。
关键词： 超分辨率； 深度学习； 卷积； 神经网络； 视觉特征； 映射
0 引言
单帧图像的超分辨率（super resolution，SR）重建是指利用已知的低分辨率图像，重构出具有更高像素密度的图像，并且重构出的图像还能够保持丰富的纹理、质地等细节信息。它在视频监控、图像打印、医学图像处理、卫星成像等领域有较广泛的应用。
超分辨率图像的重建本质上是一个病态（ill-posed）问题，因为不完全相同的多张图像高分辨图像在经过相同的降采样都可以产生相同的低分辨图像，这是一种典型的一对多问题，因此存在惟一解，特别是在放大倍数较高的情况下该问题将变得更为复杂。
1 算法分类
当前的超分辨算法大致可分为三类：基于插值的超分辨率重建算法，基于重构的超分辨率重建算法和基于学习的超分辨率重建算法。
基于插值的重建算法假设像素的灰度值是连续变化的，并利用邻近像素的灰度值计算待插值像素的灰度值，然而实际应用中许多图像并不满足这种假设。并且该算法通过一个预定义的数学公式直接将低分辨率图像生成高分辨率的图像而不考虑任何的图像特性，也不接受任何的训练。所以基于差值方法得到的重建图像容易产生模糊、锯齿现象。常见的线性插值方法有最近邻插值方法，双线性插值方法，双三次插值方法等。
基于重构的超分辨率重建算法是依照特定的退化模型，将已知的低分辨率图像序列中不同鼍暗男畔⒔行融合来重建出高分辨率图像，因此该算法需要对图像进行配准。常见重构算法有种迭代反向投影[1]（IBP）、凸集投影法[2]（POCS）。
基于学习的分辨率重建算法则是通过机器学习方法从大量的低分辨图像和高分辨图像对中学习它们之间的映射函数，利用学习到的函数对测试图像进行预测来产生高分辨率图像。常见的基于学习的分辨率重建算法有嵌套的邻域嵌入[3]（Neighbor Embedding with Locally Linear Embedding）、固定邻域回归[4]（Anchored Neighborhood Regression）、稀疏编码[5]（Sparse Coding）。
相比较于其他两类算法而言，基于学习的SR算法直接学习分辨率图像与高分辨率图像端到端的映射函数，比传统的插值和重构的方法具有更突出的性能。本文着重介绍几种基于深度学习的超分辨算法，包括SRCNN[6]，DRCN[7]， ESPCN[8]和SRGAN[9]等。
2 SRCNN
SRCNN（Super-Resolution Convolutional Neural Network）是较早地使用卷积神经网络来做SR的网络模型。该网络结构十分简单，仅仅用了三个卷积层。对于一张低分辨率图像，SRCNN首先使用双三次插值将它放大到将要放大的尺寸，再通过三层卷积神经网络做非线性映射，得到的输出结果作为重建的高分辨率图像。整个过程可分为三个部分：图像块的提取和特征表示，特征非线性映射和最终的重建。
图像块提取与表示：该过程从低分辨率图像中提取出部分重叠的图像块，并将每个图像块表示为一个高维向量，这些向量包含一些特征映射，映射的个数与向量的维数相同。
非线性映射：这个功能将每个高维向量非线性地映射成另外一个高维向量。从概念上来讲每个映射后的向量代表了一个高分辨率图像块。这些向量构成了另外一个特征集。
重建：这个处理聚集以上高分辨率基于像素块的替代对象，用于生成最终的高分辨率图像。并且我们希望这个图像能尽可能与高分辨率原图相近。
对重建后的超分辨率图像的质量进行定量评价的两个常用指标是PSNR[10]（Peak Signal-to-Noise Ratio）和SSIM[11]（Structure Similarity Index）。这两个值代表重建图像的像素值和原始图像像素值的接近程度，具体对比结果如表1，在2、3、4的放大倍数下，SRCNN与传统方法的对比，可以看出无论是在哪个放大倍数下，SRCNN的PSNR值都比其他的重建算法要高出0.4Db左右。
SRCNN的网络层数较少，同时局部感受野也较小，所以从输入图像中提取到的信息就非常有限。因此DRCN（Deeply-Recursive Convolutional Network for Image Super-Resolution）提出在网络中增加更多的卷积层增加局部感受野的大小，这样可利用更多的邻域像素。同时为了避免过多W络参数，DRCN提出使用递归神经网络RNN（Recurrent neural network）。
与SRCNN比较类似DRCN的网络结构可分为三个部分，第一个是Embedding network，相当于SRCNN中的特征提取，第二个是Inference network，相当于SRCNN中的非线性变换，第三个是Reconstruction network，即从特征图像得到最后的重建结果。其中的Inference network是一个递归网络，即数据循环地通过该层进行多次递归。将这个递归过程展开后可以看出，它等效于多个串联的卷积层共享同一组参数，Inference network展开后的网络结构是由D个共享参数的卷积层组成。DRCN将每一层的卷积输出都送入同一个Reconstruction Net来作为其输入，由于递归的深度是D，从而一共可得到D个重建图像，再把它们加权平均得到最终的输出。此外DRCN受ResNet[14]的启发通过skip connection将输入图像与Inference net的输出HD叠加作为Reconstruction Net的输入，这就相当于Inference Net学习的是高分辨率图像与低分辨率图像的残差图像，即图像的高频信息。
实验部分，DRCN同样也使用了包含91张图像的Set91[4]数据集进行训练，与SRCNN不同的是DRCN使用的训练数据是在多个方法倍数下生成的，而不像SRCNN那样在单一的放大倍数下生成，这样可以利用不同尺度图像间的信息进行互补，理论上DRCN的重建效果会由于SRCNN，具体的对比结果如表2所示，可以看出DRCN的重建图像的PSNR与SRCNN相比有了较大提高。
4 ESPCN
在SRCNN和DRCN中，低分辨率图像都需要先使用双三次插值得到与高分辨率图像大小相同的低分辨率图像来为网络输入，这意味着卷积的计算将在较高分辨率的图像上进行，这与在低分辨率图像上计算卷积相比于会需要较大的计算开销。因此ESPCN（Real-Time Single Image and Video Super-Resolution Using an Efficient Sub-Pixel Convolutional Neural Network）提出在低分辨率图像上直接计算卷积来得到高分辨率图像。
ESPCN的核心思想是亚像素卷积层（Sub-pixel Convolutional Layer）。网络的输入是原始的低分辨率图像，经过两个卷积层后得到的特征图像大小与输入图像一样，但是特征的通道数变为r2，γ是图像的目标放大倍数。然后将每个像素上的r2个通道重新排列成一个γ×γ的区域，该区域对应于高分辨率图像中的一个区域大小为γ×γ的子块，从而对于一个大小为r2×H×W的特征图像在通道上进行重新排列会形成一个大小为1×rH×rW的图像，该图像的尺寸是输入图像尺寸的r倍，从而间接地实现了输入图像的放大。
通过使用sub-pixel convolution可以间接的实现图像的放大过程，即插值函数是隐含地包含在前面的卷积层中，只在网络的最后一层对图像大小做变换，前面的卷积运算由于在低分辨率图像上进行，因此效率会有很明显的较高。
ESPCN的训练与SRCNN类似，在重建效果上，以PSNR为评价指标来看ESPCN比SRCNN有进一步的提高，具体对比如表3所示。而时间效率方面对于一个1080HD的视频图像，对其放大四倍进行的高分辨率重建，SRCNN需要的时间为0.434s，而ESPCN只需要0.029s。
SRGAN（Photo-Realistic Single Image Super Resolution Using a Generative Adversarial Network）是将生成对抗网络用于SR问题的处理。其出发点是传统的方法一般只能处理的是较小的放大倍数，当图像的放大倍数在4以上时，得到的结果往往显得过于平滑，从而重建出的图像在视觉上却少一些质地细节的真实感，因此SRGAN使用GAN来生成图像中的细节。
SRGAN网络由两部分组成：生成网和判别网，生成网用于生成一些图像，判别网用于判断接收到的输入图像是由生成网生成的还是来自于真实样本中的原始图像。训练时如果判别网无法区分出来输入的样本来自于哪里就达到了预期的效果。
传统方法一般使用图像的最小均方差（MSE）作为误差函数，即该误差函数使重建图像有较高的PSNR，但是重建图像缺少了必要的高频信息，因而在重建后的图像中容易出现过度平滑的纹理。在SRGAN的误差函数中又增加了一个内容误差项和生成误差项。
内容误差用于衡量重建出图像与原始图像在更高级的视觉特征上的差e。其具体定义由以下公式描述。
生成误差项基于判别网输出的概率，其输出值表示输入数据来自于真实样本的概率大小。其具体定义由以下公式描述。
其中是一个图像属于真实的高分辨率图像的概率。是重建的高分辨率图像。
SRGAN的训练过程与前面的网络类似，同样使用PSNR和SSIM评价标准对算法的重建效果进行测试，SRGAN生成的高分辨率图像看起来更真实，具体的对比如表4所示。
6 结束语
深度学习已经在超分辨率图像重建领域取得了突破性的成绩，同时它仍然存在一些问题，例如它与传统的机器学习方法一样，通常假设训练数据与测试数据服从同样的分布，而实际上这两者存在一定的偏差。此外当前的重建算法仍然只使用于较小的放大倍数，对于较大的放大倍数得到重建图像仍然过于平滑模糊，因此如何充分利用深度学习来增强算法在较高的放大倍数下的重建性能是目前深度学习研究的重点。
一、引言
随着数据时代的发展，企业的业务类型也日益电子化与复杂化，如何让用户在繁杂的业务数据中想要找到他们需要的信息正在变得越来越困难。在这样的情形下，搜索引擎（Google，Bing，百度等等）并不能完全满足用户对信息发现的需求，此时用户倾向于通过客服等应答系统快速找到目标信息。随着人工智能技术的不断发展，一些企业已经推出了智能化的自动应答服务，如Siri，Contana，以及华为、淘宝的智能客服，在应用上都取得巨大的成功。这也进一步地说明了在当前环境下，在面对海量的数据时，用户需要这种更加智能的，更加了解他们需求、口味和喜好的信息发现机制。
自动应答服务作为一种基础服务与客服的有效补充，出现由来已久，但一直以来存在信息抽取效率低，或者部分系统仅仅做了模糊匹配，而没有实现对抽象概念的理解。在2006年深度学习被提出以来，图灵实验似乎也不再那么可望而不可及，一些企业开始利用深度学习来建立和优化深度学习在人工智能领域的种种应用，例如2013年的Google Brain项目以及京东的Jimi机器人，这些前人的实践让我们看到了深度学习在自动应答服务上的应用可行性。
银行作为一个客服密集型的行业，具有领域知识相对集中、服务用户群体相对较为广大等特点，这些特点使得银行在实践自己的智能化自动应答系统时天然具有一定优势。本文以银行客服为例，介绍基于深度学习的自动应答系统的设计思路与架构。
二、自动应答与深度学习
1、自动应答系统
应答系统（Question Answering System， QA）是信息发现的一种高级形式，它能用准确、简洁的自然语言回答用户用自然语言提出的问题，是目前人工智能和自然语言处理领域中一个倍受关注并具有广泛发展前景的研究方向。因为在很多情况下用户其实并不明确自己的需要，或者他们的需求很难用简单的关键字来表述。随着自动化应答的出现，用户获取信息的方式从简单的目标明确的数据搜索转换到更高级更符合人们使用习惯的信息发现。
自动应答系统给某个提问提供简单而精确的回答，与信息检索任务有很大的差别。目前的信息检索系统能让我们对与提问切题的相关文献进行定位，把从文本的关键字匹配中抽取到的答案呈现给用户。在信息检索中，相关文本的识别是使用将提问与文献集匹配的方法来实现的，信息检索系统并不负责回答用户的问题。信息发现与信息检索不同，信息发现需要理解用户的语意，并找到正确的答案――答案和提问之间通常并不存在关键词上的直接匹配。以百度提问为例，一个典型的自动应答的答案应该如图1所示。
百度提问并没有简单检索提问的关键词把所有符合关键词的结果筛选出来供用户自行选择，而是理解了这个问题并直接给出了回答。以百度知道为例，一个自动应答系统的架构如图2所示。
一个自动应答系统包括问题分析、答案抽取、知识库这三个主要模块。用户的问题依次经过问题分析、答案抽取这两个模块的处理。问题分析模块对用户的提问进行分析，确定问题的语义类型，预测答案的类型，例如答案是回答人物、时间、地点还是回答人物的年龄、商品的价格等；判断用户的提问是否为确定性问题，对于有明确具体答案的确定性问题，分析问题的结构并直接定位用户的所求。答案抽取模块从知识库中检索问题的答案并返回给用户。对于确定性问题，根据问题的要点直接检索Ontology并返回答案；对于非确定性问题或者未找到答案的确定性问题，通过检索优质问答资源获取答案，即计算用户的提问与优质问答资源中问题的相似度，获取相同问题或同义问题，直接返回满足提问的答案。
可以看出，自动应答系统所使用的技术有很多，如自然语言处理、分词、语言理解、知识图谱、命名实体识别、意图识别、问答匹配等等，在任何一个部分/环节进行改进都会提高整体的效果，但最主要的影响自动问答准确率的方面有两个：一是对问题的理解，先对用户输入的文本进行识别，再对识别后的命名实体进行抽取，对应到人名、地名、商品名、机构名等不同类别，以便更好地理解用户的语言。二是匹配正确的答案，通过抽取和排序候选答案，给用户反馈最佳答案和建议。这种情况下，需要引入深度学习技术，以提高答案的准确率。
2、深度学习
深度学习（Deep Learning）是机器学习的一个分支，它基于试图使用包含复杂结构或由多重非线性变换构成的多个处理层对数据进行高层抽象的一系列算法。2006年，加拿大多伦多大学教授Geoffrey Hinton提出了深度学习这一概念，该概念主要包含有两个主要观点：（1）多隐层的人工神经网络具有优异的特征学习能力，学习得到的特征对数据有更本质的刻画，从而有利于可视化或分类；（2）深度神经网络在训练上的难度可以通过“逐层初始化”（layer-wise pretraining）来有效克服，在深度学习中，逐层初始化是通过无监督学习实现的。当前多数分类、回归等学习方法为浅层结构算法，其局限性在于有限样本和计算单元情况下对复杂函数的表示能力有限，针对复杂分类问题其泛化能力受到一定制约。深度学习可通过学习一种深层非线性网络结构来实现复杂函数逼近，表征输入数据分布式表示，并展现了强大的从少数样本集中学习数据集本质特征的能力（如图3）。
深度学习的实质是通过构建具有很多隐层的机器学习模型和海量的训练数据来学习更有用的特征，从而最终提升分类或预测的准确性，因此“深度模型”是手段，“特征学习”是目的。区别于传统的浅层学习，深度学习的不同在于：（1）强调了模型结构的深度，通常有5层、6层，甚至10多层的隐层节点；（2）明确突出了特征学习的重要性，也就是说通过逐层特征变换将样本在原空间的特征表示变换到一个新特征空间，从而使分类或预测更加容易。与人工规则构造特征的方法相比，利用大数据来学习特征更能够刻画数据的丰富内在信息。
《3-6岁儿童学习与发展指南》（以下简称《指南》）明确指出幼儿是通过直接感知、实际操作和亲身体验获取经验，而非死记硬背。因此，建构一种有效支持学生深度学习的环境非常重要。作为现今幼儿园重要的教育活动――主题探究活动，其精髓是促进幼儿深度学习。而实际教学中，主题探究活动往往缺失了“探究”，就简化为各个领域教案单元的拼盘。如何在主题探究活动中激活“探究”，促进幼儿的深度学习，这是值得我们去思考和实践的问题。
一、深度学习的涵义
“人是如何学习的？”这一直是心理学研究的主要领域，人们对“学习”的认识不断深化。随着《人是如何学习的》（2000）一书的问世，引发了更多人对“深度学习”的思考。其中，深度学习指在理解学习的基础上，学习者能够批判性地学习新的思想和事实，并将它们融入原有的认知结构中，能够在众多思想间进行联系，并能够将已有的知识迁移到新的情境中，做出决策和解决问题的学习。和它相对的是浅层学习，即被动地学习，一般以记忆、背诵为主，谈不上理解，更谈不上与周围事物进行关联。
《指南》的“说明”中明确指出：“幼儿的学习是以直接经验为基础，在游戏和日常生活中进行的，要珍视游戏和生活的独特价值，创设丰富的教育环境，合理安排一日生活，要最大限度地支持和满足幼儿通过直接感知、实际操作和亲身体验获取经验的需要……”由此可见，《指南》倡导的幼儿学习方式是深度学习，而非被动地吸收，死记硬背。
二、幼儿园主题探究活动的特点与现状
幼儿园主题探究活动是幼儿园课程的重要组成部分，指教师和幼儿一起，对某一个主题展开一系列涉及各个领域教育活动的深入研究。以幼儿生活为轴心，以游戏和活动为主要形式，以幼儿自主的探究学习为主。其根据幼儿认知能力的发展特点，将不同领域的学习内容有机整合起来，通过幼儿对周围世界的深入观察、主动探索、自主体验、尝试和实践活动，促进其全面发展。
主题探究活动的精髓乃幼儿在发现问题，解决问题的过程中，自主建构知识经验、能力和态度。而实际在主题活动开展中，我们往往容易偏重教参、重教案、重预定目标达成等，容易忽略了幼儿的“探究”，将原本应该是幼儿发现问题、解决问题的过程，顺手或者无意识地转变为单纯向幼儿教授与主题对象相关的健康、语言、社会、科学、艺术领域内容，传达知识技能。关于幼儿对周围世界怎样探究？怎样获得体验？怎样建构自己对外部世界的认识，形成自己的概念？怎样发展解决问题的能力……我们关注的实在是少。如何在主题探究中真正促进幼儿深度学习，是值得我们思考的问题。
三、在主题探究活动中促进幼儿深度学习的途径
（一）正确认识幼儿的学习是重要基础
通常一提到学习，往往容易与听课、写字活动联系。如果成人把幼儿的学习局限在反复地练习认字、做题，将对幼儿的学习与发展造成大的伤害。幼儿的深度学习是其通过自己特有的方式与周围环境互动的过程，是幼儿主动地探索周围的环境的过程。幼儿的学习主要不是通过识记间接经验，而是通过实际操纵、亲身体验，去模仿、感知理解其中含义；在探究中，发现知识间的相互联系，不断积累经验；在解决实际生活问题中建构自己的理解与认知。
（二）正确理解主题探究活动，是促进幼儿深度学习的前提条件
以孩子发现问题、解决问题为主线索，主题探究活动大致可分为三个阶段：
第一阶段――引导幼儿充分表达已有经验，发现值得探究的问题。
教师与幼儿共同讨论选择的主题对象，以便了解幼儿的已有经验以及他们对此主题的已有知识。引导幼儿通过语言、图画、手工、建构、肢体动作等多元方式把他们已有经验和知识表达出来。教师启发和帮助幼儿设计要调查和解决的问题。要解决的问题可以是集中的一个，也可以是两个或三个，数量是根据班级幼儿实际情况确定。
比如，在某园大班的“图书馆”主题探究活动的第一阶段中，教师在和幼儿多次讨论与调查之后，最终共同设计出两个核心问题去准备探究：其一是图书馆里有什么？其二是图书馆和书城有什么不同？
第二阶段――深入探究新问题。
在教师的引导下，幼儿采用多种方法进行探究新问题。教师可以组织幼儿进行讨论，交流想法与经验。创造机会带孩子实地参观，访问专家；可以提供资源（相关的视频、图片、故事和音乐等）以帮助幼儿进行调查；也可以发动家长资源，开展亲子调查、参观活动。每位幼儿根据各自的兴趣和知识经验选择建构、图画、音乐、调查问卷统计、戏剧表演等。本阶段是一个动态过程，可以是依次解决第一阶段中确定的新问题，也可以是在解决某一问题中，生发出新的问题进行探究。
在“D书馆”主题探究活动中的第二阶段，教师为幼儿提供了与图书馆有关的图片、故事丰富幼儿的经验。教师带领幼儿实地参观图书馆，在参观前的准备工作中，教师引导幼儿讨论参观的目标、去图书馆的方式以及路线，幼儿完成调查明确路线之后，用绘画的方式进行表征，并讲解给司机叔叔。在实地参观过程中，幼儿不仅用眼睛看，还就不明白的问题询问工作人员。参观归来后，教师引导幼儿描述所见所闻，对图书馆里的物品进行分类，初步统计。请幼儿小组合作完成绘画作品――《我们看到的图书馆》。
第三阶段：对探究活动的分享、回顾。
在幼儿解决了与主题相关的一系列问题之后，教师安排一次幼儿与其他人分享的活动――分享自己都做了些什么，知道了些什么。教师还可以引导幼儿语言表达、制作活动展板、制作活动绘本、故事表演等艺术活动方式进行展示。
在“图书馆”主题探究活动中的第三阶段，教师和幼儿经过讨论后决定建构一个图书馆，对全园小朋友开放。孩子们首先明确图书馆开放的规则、需要准备的设施设备，比如自动饮食机、借书证、借书规则。然后小组商量如何分工制作。开放的第一天，图书馆里井然有序，各个岗位的工作人员热情接待读者。这整个探究过程，不仅锻炼了孩子发现问题、解决问题的能力，也促进其合作能力，发展其自信心和创造力。
我们可以看出，在主题探究活动中，幼儿运用了讨论、实地参观、表达、调查研究和展示等策略进行学习。它们贯穿于活动的三个阶段中，使得充满了幼儿自主导向的探究活动又具有了明确的学习目标。
在主题探究活动中，幼儿的深度学习主要体现以下特征：
1.基于问题的学习。教师使用问题来检验孩子对某概念的理解程度，还可以建立情境使孩子对问题产生感性认识，引发其学习兴趣。
2.任务驱动的学习。教师提出一个主题或任务让孩子去探究，孩子可以个别进行，也可以小组的形式进行，让每个组员都贡献自己的一份力量。通过让孩子完成真实的任务来学习隐含于任务中的知识点，驱动其对知识与技能的意义的建构。
3.过程性评价。教师基于过程的评价，对于孩子的学习过程给予点拨与引导。这样不仅有利于激发孩子的学习动力，更有利于幼儿了解自己的学习状况。
（三）对主题探究活动的组织实施能力提高，是促进幼儿深度学习的过程保障
1.主题网络建构的思路转变――打破学科单元拼盘，以探究问题为主线索。
我们常常遇到这样的情形：孩子完成数学运算容易，但是在实际运用中却缺乏经验。原因可能就在于过于封闭地从学科维度去定义知识，使孩子的思维局限在学科知识的范围中。在主题网络的建构中，我们往往由一个主题生发出相关的知识点，最先想到的是每个领域有什么相关课去教，比如，针对“图书馆”，我们会联想到常识――借书规则、人物（管理员、读者）；美工――美丽图书馆；数学――数楼层；图书馆里书的类型……
我们要实现孩子深度学习，以孩子发现问题，解决问题的角度去搭建主题网络图，让孩子思考，去探究，去解决。这样就超越了所谓的学科拼盘，而是可以在语言（如谈话、表述）、美术（探究有关这个主题内容的艺术表征）以外，孩子还可以去调查（网络资料、书籍资料）、去实地参观、去访问专家，培养了其解决问题的意识与能力。
对于主题 “图书馆”，我们会联想到一系列问题：图书馆在哪里？图书馆里有什么？我们怎么借书？我们如何拥有班级的图书馆？……由问题为导向，就会引导幼儿思考、讨论与表达，从而发现孩子的已有经验与兴趣，确定孩子们共同感兴趣的问题，开启探究之旅。
2.实现主题活动组织低结构化――关注幼儿探究问题的过程。
主题实施过程是开放的，要随时融进幼儿的兴趣与需要，使幼儿作为课程开发的主体和教师一起共同参与课程的组织，而不是被动地接受或旁观。主题活动的形式是多样的，可以是外出参观、小组讨论或合作解决一个问题或完成一件作品；亲子调查或亲子手工、个人操作与主题相关的材料……绝不仅仅是几次高结构化的集体教学活动。教师要不断吸纳孩子的经验，融进孩子的思维方式，调整、补充和丰富主题内容，动态化地、互动性地实施教学。对于中大班孩子，小组活动是一种很好地促进幼儿分工合作的解决问题方式。孩子在合作探究中，不仅学习解决问题的方法，而且学习与人沟通、协作的策略。
3.投放丰富适宜的活动区材料是实现幼儿深度学习的环境保障。
蒙台梭利曾说过：“在教育上，环境所扮演的角色相当重要，因为孩子从环境中吸取所有的东西，并将其融入自己的生命之中。”为了落实《指南》的原则，在幼儿园环境创设中必须高度关注幼儿的年龄特征、身心发展水平、学习兴趣和学习方式，关注幼儿学习与发展上的个性差异，关注幼儿学习品质的培养。努力创设一个能激励幼儿主动投入、积极学习的教育环境，提供丰富的操作性材料，创设多样化、有选择性的活动环境。把《指南》的目标蕴含在环境中，让幼儿通过环境，体验与探究，向着《指南》的方向发展。
比如大班“昆虫”的主题活动，在数学区，教师通过设计各种操作材料，让幼儿在操作中掌握分类、排序、数与数量的关系等。如昆虫身体构造的拼图游戏引导孩子区分“部分”与“整体”的关系；益虫和害虫的分类游戏，引导幼儿发现事物之间的不同属性，初步建立集群的理解；幼儿用不同颜色或大小的昆虫按照一定的规则进行排序；数字棋子游戏，如“蜗牛散步”，通过掷骰子找到棋盘上相应的位置，让幼儿学习掌握数数及数字与棋盘格子位置之间的对应。
在科学区，投放“蚂蚁王国”，引导孩子饲养蚂蚁，并观察记录蚂蚁的生活习性；引导幼儿饲养毛毛虫，观看其如何生长变化成蝴蝶；投放蜗牛，引导孩子观看蜗牛的身体构造、运动特点及饮食。也可以投放昆虫标本和放大镜，引导孩子观察昆虫的身体构造。在这个过程中，孩子不仅掌握科学活动的方法，而且了解、内化更多关于昆虫的知识。
在读写区，教师提供与昆虫相关的故事书、图画、模型及儿歌等，让幼儿以多种方式阅读、交流。教师可以引导用有关昆虫的字卡组词造句，并尝试自制有关昆虫的书籍，这样孩子不仅理解有关词句、故事，更能在自制书籍中综合运用新学的知识，并表达自己的情感与想法。
在美术区，教师组织多种形式的艺术活动（剪贴、添画、泥塑等），如在有树林或草地背景的白纸上，让幼儿添画或剪贴各种昆虫及有关的物体，或者引导幼儿运用废旧材料创造性地制作自己喜欢的昆虫。
这些不同领域的材料，会激发幼儿表述、绘画、手工、建构、表演、数理逻辑思考。幼儿在动手操作中，建构有关昆虫主题的各种新经验，发现经验之间的相互联系，并学习迁移与运用。
有关主题的环境，除了活动区材料要丰富和适宜，还有主题墙的创设，是根据主题进展情况而动态展现的，要求师幼合作，共同创造环境。引导幼儿以小主人的身份亲自参与环创，运用自己学习到的新经验，创造性表达，亲身体验自己的力量与创造的欢乐。
（四）家园共育是实现幼儿深度学习的有利条件
主题探究是一个动态过程，教师要引导家长配合，共同推进主题活动的深入。我们可以借助“主题开题信”，会鼓励和请父母与他们的孩子在家里展开关于这个主题的谈话，或调查、实地考察，并关心幼儿在以后主题活动中的发展，同时邀请有相关经验或专业技术的家长准备好到园与幼儿分享。家长的职业可以成为主题活动资源，如在主题活动“图书馆”，可以请做图书管理员的家长来辅助教师开展一些教学活动。
我们成立“家长委员会”，让家长以主人翁的态度参与班级管理工作，陪同孩子一起做实地参观活动，亲子制作与主题相关的小制作、科学小实验展示。在积极互动中，建立良好的亲子关系，激发幼儿学习的兴趣与动力，促进幼儿深度学习。
（作者单位：广东省深圳市罗湖区清秀幼儿园）
深度学习是与浅层学习相对应的概念。众多研究者对深度学习和浅层学习的认识基本上是一致的，都认为：浅层学习是指被动的、机械式的、记忆性的学习，只是简单复制、机械记忆那些零散的、不相关的知识信息，不能深度理解复杂概念及其内在含义、主动建构个人知识体系、有效解决真实情景中的复杂问题；深度学习是指主动的、探究式的、理解性的学习，要求学习者主动地建构知识意义、将知识转化为技能并迁移应用到真实情景中来解决复杂问题，进而促进学习者元认知能力、问题解决能力、批判性思维、创造性思维等高阶能力的发展。笔者认为深度学习是学习者利用深度学习法来获得高质量学习结果、实现有意义学习的一种高阶学习。就其本质而言，深度学习不仅是一种主动的、批判性的、理解性的学习方式，也是实现有意义学习、促进高阶能力发展的一种有效方式。
深度学习的基本特征
由于学习是一个由浅入深的、持续渐进的过程，因此从个体学习的过程来看，深度学习通常始于简单的、机械式的低级学习，最终指向有意义的、探究式的高级学习。可以说，深度学习和浅层学习是互相渗透的，在提倡深度学习的同时，也不排斥浅层学习，要根据所学知识的性质和个人的实际情况来做出合适的选择。
为了更好地区分浅层学习和深度学习，更深入地理解深度学习的本质内涵，有必要对浅层学习和深层学习进行比较。如表所示。
深度学习具有以下特征。
1.以学生为中心。深度学习强调以学生为中心、以学习为导向，既关注学生的学习过程，也关注教师的教学活动，要求教师通过设计教学和评价活动等来帮助学生掌握复杂的知识概念、建构个人知识意义、发展个人理解能力等。
2.提倡主动终身。在日新月异的知识经济时代，深度学习者为了满足自身发展的需要、跟上时展的步伐，不仅要积极主动地去学习知识技能并用来解决实际问题，还要自觉地对自己的学习过程、学习方法、知识理解程度、问题解决能力等进行评价和反思，发现自身学习方面存在的问题并加以改善。深度学习者通常具有内在的学习动机、积极的学习态度和强烈的学习兴趣。此外，由于知识更新速度不断加快，终身学习已成为保持个人竞争力的唯一途径，学习者自身对学习的深度也有了更高的要求。
3.注重批判理解。深度学习是在理解基础上的批判性学习，要求学习者对任何事保持一种批判或怀疑的态度，批判性地看待新知识并深入思考，从而加深对深层知识和复杂概念的理解。
4.强调信息整合。首先，深度学习是多渠道信息的整合，学习者不仅仅是接受书本内容或教师传授的知识，更要通过多种途径来获取完成学习任务所需的其他知识信息；其次，多学科信息的整合，如在进行基于项目或问题的学习过程中要应用到多门学科的知识；再次，深度学习是新旧信息的整合，它把新信息与已知概念和原理联系起来，整合到原有的认知结构中，从而引起对新信息的深度理解、长期保持及迁移应用。此外，迁移应用实际上是信息整合的高级形式，是建立所学知识信息与应用情境的联系。
5.促进知识建构与转化。学习者不仅要能从信息的海洋中获取到有用的信息，更要能将信息转化为知识，并把新知识与已有知识经验联系起来，在已有知识结构的基础上建构新知识。在完成知识建构后，深度学习者还要在一定的指导下进行变式练习，将陈述性知识转化为程序性知识，以掌握简单技能；更要通过在新的情境中迁移应用所掌握的知识技能，将一般性的知识技能转化为问题解决技能，以获得高阶能力。
6.着意迁移运用。“举一反三”“触类旁通”“学以致用”是古人提出来的学习理念，在当代的学习中依然适用。如果要达到深度学习的水平，学习者不仅要在深度理解所学知识的基础上，实现知识的有效迁移，还要创造性地应用所学知识来解决各种真实情境中的复杂问题。可以说，知识的迁移和应用是深度学习与浅层学习的本质区别。
7.面向问题解决。学习的目的是为了解决存在的问题，不只是单纯地掌握知识技能。深度学习要求学习者灵活运用所学知识来解决真实情景中的复杂问题、创造新知识。
8.发展高阶思维。高阶思维是发生在较高认知水平层次上的心智活动或较高层次的认知能力，在教育目标分类中表现为分析、综合、评价、创造等较高认知水平层次的能力。浅层学习主要是对知识的简单描述、记忆或复制，停留在“知道、理解”等较低的认知水平，是一种低级认知技能的获得，涉及简单记忆、浅表理解、良构问题解决等低阶思维活动；反之，深度学习更注重知识的理解和应用，处于“应用、分析、评价、创造”等高级的认知水平，面向高级认知技能的获得，涉及劣构问题解决、元认知、批判性思维、创造性思维等高阶思维活动。高阶思维是实现深度学习的关键，发展高A思维能力有助于实现和促进深度学习；同时高阶思维又是深度学习的核心特征，深度学习的实现又有助于提高学习者的思维品质和学习效能。
深度学习的过程模型
深度学习是一种重要而有效的学习类型。“深度学习是如何发生的”是当前学习研究的重要内容，即研究深度学习的发生机制及实现过程，本研究构建了深度学习的一般过程模型。该模型将深度学习的实现过程归为导入、主体和评价这三个主要阶段，分为注意与预期、激活原有知识、选择性知觉、整合知识信息、批判性分析、知识建构或知识转化、提取应用或迁移应用、评价、创造等九个基本环节。
深度学习的一般过程模型
1.注意与预期
任何形式的学习都始于学习者的注意与预期。其中，注意是信息进入学习者大脑的门户，只有当学习者以一定的方式注意到所输入的信息时，有意识的学习才能够发生。通过使用突然的刺激变化比较容易引起学习者短时的注意，但很难使学习者持久地维持自己的注意。学习者的自我预期体现了其达到学习目标的具体动机，指明了其完成学习目标的行动方向。学习者自我预期的满足和学习目标的实现，都有助于学习者形成持续性的学习动机，进而持久地维持自己的注意。深度学习源于学习者个体的内部动机，要求学习者具备明确的学习目标、保持对学习内容的兴趣和注意。学习者个体是整个深度学习活动过程中的主体，不仅要注意到所输入的信息，更要有选择性地注意那些与学习目标密切相关的重要信息，并对这些重要信息进行深度理解、深度加工。
2.激活原有知识
学习是学习者个体在原有知识经验的基础上，主动地、积极地进行意义建构的过程。在进入新的学习情境之前，学习者已经掌握很多知识技能，但是面对新的学习任务时不一定能回忆出并使用相关的信息。在深度学习活动过程中，要引导学习者预习新学习内容、激活与新学习相关的原有知识，特别是激活与劣构问题解决相关的深层知识和复杂技能，以便帮助学习者建立新旧知识之间的联系，促进其对新知识的理解和掌握。
3.选择性知觉
注意到重要信息、确定学习目标和激活原有知识等都为接受和加工信息奠定了基础，但这些都不足以保证学习者会进一步加工信息。在学习目标的指引下，学习者要λ注意到的信息进行深入分析，再有选择性地接受信息，并将它们暂时存储到工作记忆中，以便于进一步加工。在信息极为丰富的时代背景下，深度学习者更要能够区别出需要进行深度加工的信息。
4.整合知识信息
学习者所感知到的新信息与其认知结构中原有的相关知识之间相互作用、相互联系，并促使它们以有意义的方式进入到长时记忆中，以加深对新知识信息的理解和掌握。而深度学习也强调在理解的基础上获取新知识信息，并将这些多学科的、多渠道的新旧知识信息整合到原有的知识结构中，进而建立这些知识信息之间的联系，引起学习者对新知识信息的理解掌握、长期保持及迁移应用。
5.批判性分析
批判性思维本质上是一种质疑的技能，是多种思维技能的综合运用，是高阶思维的重要组成部分。深度学习是在理解的基础上，要求学习者以一种批判或怀疑的态度来看待新知识和新问题，并从多个角度来进行批判性的分析，进而解决疑问、修正观念，加深对深层知识和复杂概念的理解。
6.知识建构或转化
经过前五个学习环节，一般意义上的学习已经发生，但多数学习活动还是处于浅层学习层面。而在“知识建构或转化”阶段，学习者的学习活动将发生本质性的变化，不仅仅只是获取和理解已有的知识信息，而是要主动地建构新的知识意义或方法技能。知识建构就是新旧知识经验之间反复的双向相互作用的过程，即“一方面是对新信息的意义进行建构，同时又包含对原有经验的改造和重组”。知识转化就是学习者通过变式练习（即在其他有效学习条件不变的情况下，在变化的情境中练习和应用知识技能来解决问题）将知识转化为技能的过程，并通过创造性应用来完善和发展所习得的新技能。可以说，“知识建构或知识转化”是深度学习和浅层学习的分界点。
7.提取或迁移应用
新的学习不应该仅仅局限于一两个简单的情境中，而应该泛化到一些新的复杂情境中，这样才能更加深入地理解和掌握所学知识技能。理解掌握知识技能的最终目的就是要迁移应用到真实的、复杂的情景中来解决各种问题。不同类型问题的解决需要用到不同类型的知识，陈述性知识用来解决“是什么”的问题，程序性知识用来对外解决“怎么办”的问题，策略性知识用来对内解决“怎么办”的问题。因此，问题的顺利解决需要有效地迁移应用合适的知识技能，而有效的迁移应用又以已学知识技能的成功提取为前提条件。深度学习要求学习者深入理解学习情境，正确感知所处的问题情境，根据对问题及其所处情境的理解来确定所需要的知识并顺利提取出来，进而有效地迁移应用到该情境中来解决复杂问题。教学要创造条件、提供情境来引导学习者积极主动地提取并迁移应用所学知识技能。
8.评价
首先，进行诊断性评价，即预评估学生的学习需求和知识水平，以确定学生学习的起点和目标，以及促进学生学习所需的教学策略等。其次，进行过程性评价，一方面要求教师及时地针对学生的学习活动提供反馈信息，另一方面要求学生经常性地对自己的学习活动进行反思，并根据教师的反馈信息和自己的反思结果，来发现学习过程中存在的问题和不足，对自己的学习方法、学习态度和学习活动等进行调整，以纠正对知识技能的错误理解，促进对正确理解的长久保持，特别是对复杂认知技能的掌握。最后，进行总结性评价，即对学生的学习结果做出价值判断，确定学生所获得的学习成效及所达到的学习层次。学习评价贯穿于整个深度学习活动过程中，但由于深度学习是一个动态发展的过程，因此更要注重过程性评价和表现性评价。
9.创造
深度学习的认知水平对应着布卢姆教育目标分类中的“应用、分析、评价和创造”这四个较高级的认知层次。可以说，深度学习就是运用高阶思维进行有意义的学习。而“创造”是布卢姆认知目标系统中最高级的认知层次，同时创造性思维又是构成高阶思维的重要能力，因此“创造”是深度学习的最高境界，创造性思维是促进深度学习实现的重要能力。
“创造”就是学习者凭借经验、洞察力及创造力来解决新问题，产生新观点，联结互不相关的事情。多数学习中的创造过程都可以分解为三个阶段：生成，就是学习者根据对学习任务的理解，生成对问题的表征，并提出多种可能的问题解决方案；计划，就是考察各种方案的可行性，选择出最为可行的方案，再据此设计出具体的行动计划；产生，就是根据行动计划来解决问题。深度学习的创造过程也基本如此，但是对学习者的要求更高。在深度学习的创造活动中，学习者不仅要能够运用所学知识技能来解决问题，更要能够创造性地运用所学知识技能来解决复杂的新问题，最终达到深度学习的最高境界。
由模型可知，深度学习是一个由浅入深的、持续渐进的过程。“注意与预期”“激活原有知识”和“选择性知觉”这三个环节是一般学习活动过程中都具备的环节，能为深度学习活动的开展提供知识基础；“整合知识信息”和“批判性分析”则开始了对新知识的深度加工，有助于加深学习者对新知识的理解掌握；“知识建构或转化”则是决定深度学习能否实现的关键环节，通过知识建构来实现概念转变，或者通过知识转化来完善基本技能，实现较低层次上的深度学习；“评价”贯穿于整个学习活动过程中，通过对整个学习活动的监控调节来保证深度学习的实现和发展；“提取或迁移应用”和“创造”则集中体现了深度学习的高阶之处，这个层次上的深度学习较难实现。在实际的活动中，以上九个环节往往相互依存、前后交错、循环往复，甚至贯穿于整个活动过程中、包含于其他的学习环节中，例如注意、知觉、提取和评价这些活动通常都会反复出现在学习过程中。当学习者的认知层次及学习水平提高到一定程度时，深度学习就自然而然地发生了，当然所达到的深度学习层次大不相同。
为什么课堂中有许多学习无法给学生带来深刻的印象及持续的影响？为什么我们学习之后常常感觉学了如同未学？为什么我们的学习无法成为构造我们生命素养的核心能量？原因就在于许多学习缺乏深入人心的深度、缺乏感人至深的深度、缺乏发人深思的深度――缺乏一种深度的学习。
什么是深度学习呢？布鲁纳说：“学习存在表层和深层两个过程，掌握知识经验的过程是学习的表层，而通过掌握知识，形成一定的思考方式、学习态度，增强解决问题的能力和自信才是学习的深层过程，真正的学习包括获取知识、发展能力和形成态度。”笔者认为，深度学习是学习者聚精会神、全心投入、积极主动地通过各种资源，采用各种适应个体特征的学习方式，体验、探究某个领域及内容的学习过程。这一过程具体表现为投入深入融入的情感状态，表现为对学习内容的深刻聚焦及不断扩展，表现为持续不断的专注的学习。即是一种专心致志的学习、一种持之以恒的学习、一种专精广博的学习、一种富有创造的学习。
沉浸学习：体验学习过程的“爱之深与乐之深”
只有主动快乐的学习才能转化为生命中的素养。深度学习意味着对学习有着如饥似渴的探求欲望，在学习过程中怀着如痴如醉的情绪状态，对知识的奥秘的求索充满着“乐此不疲，欲罢不能”的程度。正如斯宾塞所言：“兴趣是求知和学习最大的动力。这不单是一种方法，而且包含着人类获得知识的一个充满智慧而古老的法则。” 中国现代语言学之父、中国现代音乐学先驱赵元任有一句妙语：对于学术，要怀着“女人对男人的爱”；而对于艺术，要具有“男人对女人的爱”。其实，不管是学术或艺术或是学习，只有根源于深深的痴迷与爱恋，倾其身心的投入，心灵及思想才会产生深刻的本质的变化。
马丁・塞利格曼在《真实的幸福》一书中举出心理学家希斯赞特米哈伊讲述他80岁哥哥的故事。“我最近去布达佩斯探望同父异母的哥哥，他已经退休了，酷爱收集矿石。哥哥告诉我，前几天他拿到一颗水晶石，早饭后，他开始用高倍显微镜观察它，过了一会儿，他发现越来越不容易看清楚石头内部的结构了。他想一定是有片云遮住了太阳，他抬头一看，发现红日已西沉，他不知不觉中竟看了一整天。”这一刻，时间对他哥哥来说已经停止了，希斯赞特米哈伊把这种境界叫作“享受”……学习与研究达到了这样的一种程度：被情不自禁地卷入了学习情境之中，为学习活动本身的欣悦所俘虏，甚至是浑然不觉地与学习对象融为一体。如此就像爱因斯坦所说的：“我们体验到的一种最美好、最深刻的情感，就是探索奥秘的感觉。”深度学习就是引导学生沉浸在学习的世界中，流连忘返，兴致勃勃，乐不可支。真正的深度学习，就是在学习中获得心灵生活的“高峰体验”。教育家布鲁姆说：“高峰学习体验（具有高峰体验所包含的某些品质）是极为生动的，以至于学生在多年后还能详细地回忆起来……一般来说，它们是对学科产生新的兴趣的源泉，是重大的态度与价值变化的刺激物，它们起到了使学习变得真正令人兴奋的作用。”
教师如何有效地导引学生进入这种学习的境地呢？第斯多惠提出了很好的建议：第一，对学科要有热爱的态度，教师对学科的热爱会传导给学生；第二，你先要使学生在学习时有向学的愿望；第三，不言而喻，讲述学科要合乎教学论的原理；第四，这是主要的，激发学生的情感和意识，使他感到知道一些东西并且会做一些东西，感到他是在前进。
深度思考：挑战学科内容的“知之深与思之深”
著名学者木心先生在《文学回忆录》中提到，雅典娜，和平神，智慧象征，是朱庇特的女儿。有一天，朱庇特头痛，请阿波罗医，不果，请维纳斯的丈夫伏尔坎以斧劈开朱庇特的头，跳出雅典娜。自她出生，愚蠢永远被赶出。这里蕴含着这样的寓意――任何智慧和思想的获得都要经历一个心理的、内在的、磨难的过程。任何深层次的、高层次的智力活动都不可能是浅尝辄止的，否则仅仅是浮光掠影，一无所获的。深度学习不是引导学生探寻深不可测、深奥的意义与价值，而是引导学生深入地思考，不求艰深难懂，但求深思熟虑。赞科夫《和教师的谈话》中提出，“儿童的智力也像肌肉一样，如果不给以适当的负担，加以锻炼，它就会萎缩、退化。”教学要为儿童的精神成长提供足够的“食粮”，不要使它“营养不良”。深度学习就是要引导学生的思维走向深度、深刻c深层的智慧的运动。
朋友的女儿在读高三期间，每次面对数学难题她是不解出来誓不罢休。有一次，面对一道超难的题目，她钉在那儿苦思冥想，想了一个上午，还是想不出来，想得满脸通红，想得两眼发呆，爸妈去劝她说干脆去请教老师等等的话，她说，不，非要自己想出来不可。于是她在简单吃完饭后就再想，累了就去睡，睡醒了又开始想……就这样绞尽脑汁地假设、猜想、画图、计算、探寻……两天两夜下来，她欣喜若狂地喊道，我终于想出来了！将一道题持续不断地思考了两天两夜，这就是思考的力量。后来，她说，经过那次长途跋涉式的思考，她自己觉得在思考力上有所提升与飞跃，之后，遇到类似的难题她也会比较轻松、思路清晰地解答出来。
这就是深度学习，它类似于我们爬上山顶，我们的肺活量增加，然后回到平原生活，就会觉得呼吸舒畅……也如同我们坚持长跑，跑过了马拉松，那么，平日的走路及小跑对于我们的体能来说是小菜一碟。思维的深度学习是一种心智的深度呼吸与思想的深度唤醒，它不仅是学生学习经历了由浅入深、由易到难、由仿到创的过程，而且是学生的学习攀升与飞跃的过程。其一体现为循序渐进的思维进阶――“仿佛若有光，从口入，初极窄，才通人，复行数十步，豁然开朗”；其二体现为登临山顶我为峰的思维超越――“会当凌绝顶，一览众山小”。
专精广博：由约而博、由博返约、博约相济，走向“博大精深”
深度学习是一个“以一总多”“以多观一”的过程。一般而言，在学习初始阶段是探寻思维的“兴趣点”或问题的“关键点”，由此出发，发挥陶行知先生所说的“一、集、钻、剖、韧”的精神，从而实现由“点”的深入到“面”的拓展，使学习过程成为一个从点到线到面到立体的建构过程，即是形成丰富性的、生长性的、系统性、动态化的“深度学习”。
“深度学习”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。其主要特征是：学习内容是具有挑战性的，学习过程是全身心参与的，学习方式是多样化的，学习结果是体验成功和获得发展的。2014年9月，教育部基础教育课程教材发展中心启动了“深度学习”教学改进项目，项目旨在实现课程内容的深度整合，实现教与学关系的深度调整，以学科核心知识为载体，促进学生学习方式的变革，发展学生的核心素养，推动新课程标准在实践层面的落实。
深度学习指向学生的学习过程，关键在于教师的教学改进，教师需要对学科核心知识进行再认识，并实现教学取向的变迁。重庆市涪陵第十四中学作为首批参与项目实验的学校之一，两年多来，结合自身的办学文化和已有的课改基础，在语文、数学、英语、物理、化学、思品、历史、地理、生物、美术等学科全面推进深度学习课堂实践，收到了良好的效果。
目标整合，构建学生成长课程体系
“深度学习”是培育学生核心素养的重要途径，不仅仅能深化和拓宽学生认知性（知识、技能、思想和观念）的素养，而且还能发展和加强学生的非认知素养（沟通、组织、协调和管理）的素养；不仅仅立足于学生的当下，而且让学生更好地面向未来，促进学生的终身学习。
涪陵十四中专注孩子一生的成长，按照国家课程校本化实施的路径，构建有利于深度学习的成长课程体系。该课程体系分为道德成长、智慧成长、体能成长、心理成长、特长成长五个维度，把学生兴趣的培养、好奇心的呵护作为成长的起点，以培养学生自主学习能力为成长的重点，把享受智力生活的快乐作为成长的境界，整合课标要求和教材内容，定位教学主题，制定教学目标，设计教学问题，及时客观评价。
学校在已有课改的基础上，构建基于深度学习的“五三一”成长课堂：“五”指课堂的五环节“自习、自疑、自探、自测、自结”；“三”，一是导思维能力、导方法技能、导情感态度的三类引导，二是过程性评价、结论性评价、态度性评价的三种评价方式，三是种子课、生长课、果实课三种课型；“一”指培养学生可持续的自主学习力。
经过探索，学校形成了“先学后导、合作创新”的课堂文化：一是真生成，课堂“自疑”环节是学生针对文本自主质疑、自主探疑、合作释疑，让教学真正实现“教学生最需要的东西”；二是真参与，教学过程的每个环节都凸显学生自主特点，并且教学活动中都有学生具体的学习任务，组内交流、班级交流、展示探究，每个学生都有参与的目标和动力；三是真小结，每学时教师落实好学生自我小结，要求学生从“如何获取知识和技能”做学习小结，盘点收获，建构知识和能力体系，不让当堂学习的内容碎片化。
课型整合，设计深度学习三种课型
我们倡导教师从“深度学习”角度反思自己的教学，重构课堂实践，探索有效教学的策略与方法，使课堂教学真正能够帮助和鼓励学生进行深刻而卓有成效的学习。核心知识、核心思想、核心方法的掌握，是培B学生自主学习能力的基础。为此，我们根据学科特点设计了种子课、生长课、果实课三种课型。
比如传统的数学教学，是按照章节的先后顺序，从头到尾讲，而按照三种课型，则是以章为单元，从单元的核心知识、核心思想、核心方法和核心思维出发，提炼出本章节的知识概要，整合教学目标，先上一节总课，让学生建立起章节知识的系统性，这节课就叫种子课；而后对知识点进行分解，一个点、一个点解决，这就是生长课；最后进行复习，对本章节内容进行总结、反思、拓展，实现观一般而知全的学习目标，这就是果实课。这三种课型以单元教学为主体，按照“整―分―整”的结构，让学生“先见森林，后见树木”，螺旋上升式地构建知识和能力体系。学校八年级的“全等三角形”单元，采取这样的教学设计后，效果很好，而且12课时的教学任务降到7课时，提高了教学的有效性。
学科整合，建立知识之间的联系
“五三一”成长课堂有两个支点，一个落在学生实在而高效的“学”，另一个落在教师高效而艺术的“导”。教师要“导”好，课下需下很大工夫。在教学预设时，学校以备课组为单位，跨学科整合人力资源组成教学设计团队，进行集体备课。
比如，学校通过语文备课组与美术备课组的联合教研，让美术老师把语文的某些教学内容可视化，让形象思维变成可视图形。让美术老师参与所有学科的联合教研，与其他学科教师一道布局思维导图，让思维导图能够简洁明了。让信息技术老师与历史学科教师一道备课，把历史教学内容进行信息化处理，让历史知识通过信息技术的处理变得可视化。这样的学科跨界整合，加强了学科教师之间的交流，特别是从前似乎完全没有联系的学科的整合，找到了学科之间的联系，加强了知识的理解和运用。在充分研究教材、课标、学情及学习环境的基础上，完成学生自主学习的《学导文》《练习文》、资源包以及教师课堂执行方案和PPT。《学导文》按单元设计编印成小册子，每篇目或章节文本的学习指导包括学习目标、学习重点、学习难点、学法指导、资料链接等，并分学时设置了探究问题和练习题，建立了学习资源库。
技术整合，增加课堂的宽度和厚度
涪陵十四中努力打造“智慧课堂”，现网络流量1000M进入校园，目前学校已有57个班采用智慧课堂教学手段，根据课堂教学的“五自”环节中的“自习”环节，建立了助学空间。教师在课前把相关材料通过文字、图片、视频等方式推送给学生，让学生在课前自主学习，然后通过App学习终端随时查阅学生自主学习进度，便于加强课堂教学的针对性和实效性。
课堂教学中教师把备课时预设的教学目标与学生在助学空间反馈的疑难问题整合达成课堂学习目标，组织学生合作探究，学生在合作学习中生成的问题是本学时教师讲授的重难点问题。教师通过学生课堂学习空间的交流互学，疑难问题的展示，清楚学生已经知道了什么，应该教给学生最需要的东西是什么，并寻求解决问题的方法和策略，找准教与学的新路径。教师引导学生采用多种有效学习方式构建学生自主学习的方法和途径，每个活动环节都有具体的学习任务，通过组内交流、班级交流、展示探究等环节充分体现课堂学习空间的作用。课后，教师把教学课件、微课等学习资源推送给学生，学生可以随时随地查漏补缺复习巩固。作业布置，教师也采用推送的方式，让学生个性化地选择问题回答。助学空间的建立把成长课堂的五个环节智慧化，拉长学生的学习时空，拓展了学习的宽度和厚度。
从2015年秋期开始，我们以“取消书面假期作业，丰富学生假期生活形式”为主题，创新学习任务，具体内容以社会实践、悦读名著、发明创新、游学之旅等为主。从2017年春期开始，实施“减课提质”，推迟上课时间，早上8：40开始上课。初一年级每周减5课时，初二年级每周减少4课时，不仅让学生身心健康发育，促进学生养成自主学习的习惯，还极大地提升了学生的综合素养。
涪陵十四中实施课改以来，通过课程整合，课型优化，深度整合成长课堂和信息技术，教学业绩显著。教育部基础教育课程教材发展中心主任田慧生调研涪陵十四中时，给予了“发现了新课程改革的又一典范，课改方向完全正确，具有研究与推广价值”的高度评价。
中国学生发展核心素养总体框架已为很多教育工作者所接受，但如果没有旨在促进深度学习发生的学科教学的配套改革来实施，是无法落实到位的。长期的一线教学和管理经历，让我深知机械式学习、浅表化学习是导致学生厌学的根本，学生认识了书本上的死知识是得不到长远的深层次发展的，而围绕着分数转的应试教学更是忽略了学习的生命意x，导致学生缺乏道德现实感，高分低能、知行分离。
“深度教学”改革站在知识的教育学立场重新审视知识的教育学意义，揭示知识的符号表征、逻辑形式和意义系统，提倡通过课程的过程性规约来实现知识的教育价值，正好契合了核心素养培养的内在要求。本文梳理这一教学实践的经验与做法如下。
“深度教学”引发的多样深度学习
学生的深度学习不可能自动地发生，需要老师的精心设计与引导。
目标导向性的学习，做一个学习的明白人。应试教育学习知识就是为了考试，知识本身有什么意义和价值，考完之后还有什么用处，教师很少关心，学生很少思考，这样得来的学习动机不强烈、不持久，自然无法把学生引入深度学习的境界。深度教学要求教师把知识背后的学科思想、学科方法、学科价值及与人发展的意义挖掘出来，明确地告诉学生，学生在“意义感”的驱动下进入深刻的意义追求，从而进入深度学习的境界。
例如，高一语文苏轼《念奴娇・赤壁怀古》一词的教学，我们设计了三对人物关系的分析：第一对是小乔对周瑜的衬托，这是基本人物分析。第二对，苏轼为什么会“遥想公瑾当年？”“周瑜是苏轼伤疤的挑针还是疗伤的良药？”这种分析拓展了课堂的边界，加大了理解的深度。但无论是苏轼、周瑜，还是《念奴娇・赤壁怀古》，仍然没有与学生“相遇”，没有回应到学生身上。第三对，“本文对你有什么启发？苏轼、周瑜对你的人生有什么启示？” 这一问题讨论最为激烈，苏轼的才华、境遇、人生态度触动了学生内心深处的某些东西，“人生当如周瑜建功立业”“我辈当学苏轼宠辱不惊、开朗豁达”等不同的观点相互碰撞，苏轼、周瑜再也不是两个与学生毫不相干的历史人物，或为榜样，或为镜子，学生从追求知识的理解进位到思考人生的价值与意义、追求精神的生长。
事实上学生对于深度学习的期待远高于教师的判断，他们对死记硬背的学习方式和大运动量的重复训练深恶痛绝。深度学习让他们做一个学习的明白人。
系统化学习，形成对知识的深度理解。“互联网+”时代学生获得信息的途径多样化、快捷化，移动学习、泛在学习无处不在，这种碎片化学习获得的知识往往零碎、浅表，是形不成能力和素养的。对此，学校开发了微课学习方式，将某一教学点涉及的背景知识、例证知识、基本概念、难点知识系统融合，将线上学习与线下学习结合起来，充分发挥网络学习开放式和快捷性的优点，利用多种平台推送，学生可以课前预习、可以自习课选择性学习、可以课后二次学习，并将学习中遇到的问题通过网络平台收集起来，而课堂时间集中对这些问题进行辨析、讨论，教师着重于引导学生弄清知识的来龙去脉、知识之间的逻辑关系和内在联系，形成对知识的深度理解。
例如，配合《念奴娇・赤壁怀古》教学，我们开发了一系列微资源：
学生从小学到高中接触苏轼的作品不少，但孤立的学习获得的只是片断的知识和片面的理解。基于当下学生碎片化阅读的特点，学校将与苏轼有关的知识制成微课、微视频、微资料，利用网络平台推送，帮助学生梳理苏轼不同时期的作品，把苏轼和苏轼的作品放到当时的历史背景下进行研究。系统化和情境化的学习不仅加深了学生对作品的理解，也让学生理解了苏轼这个人。从苏轼身上挖掘的我国古代知识分子的优良品质成为他们精神生长的养料。
完整性学习，公共知识转变成个人理解。深度教学不仅要求学生完整地理解知识的符号表征、逻辑和意义，而且要求学生经历完整的学习过程，理解知识的逻辑结构、逻辑方法和逻辑过程。完整性学习首先是过程的完整性。让学生亲身经历真实的发现、探究和问题解决过程。在这个过程中，任何知识都是可征询、可讨论、可探究的对象，既有个体学习的冥思苦索，又有协作学习的分工、讨论、共享、交流、辩论；既有个人冥思苦索后的顿悟，又有讨论后的生成与共识。由此，公共知识就转变成了个人理解，而在这个过程中，学生的思维能力、想象力、创造能力、动手操作能力、表达与沟通能力、合作与领导能力都得到同步的增长。经历完整的学习过程，学生才能获得多种能力。
例如，对于科学课程，一学期至少有一次完整的探究学习经历，亲身经历猜想、假设、推理、实验与数据收集、论证等方法获得完整的科学体验，获得科学结论背后的学科方法、学科思维、学科思想。为了让学生经历完整而真实的学习过程，我们进行了两方面的改革：一方面将现行教材进行了再处理，比如我们精心选取物理、化学、生物学科中的一些经典知识编写了《像科学家一样做科学》的教材，模仿科学家进行完整的探究性学习；另一方面，我们选取社会和自然生活中的真实问题进行项目学习，比如我们开发的《岭南美食工作坊》校本教材，有岭南美食的文化介绍，有食品营养成分的鉴定和分析，有有害物质的检验与排除，有岭南美食的制作，有成品的包装与推介等。仅“食品营养成分的鉴定和分析”一节，就包括基于生活经验的成分预测、基于化学知识的实验探究、基于证据的结果分析、基于生物学知识的营养分析等多个学习过程，学生经历了猜想、推理、实验、科学解释、科学论证等完整的学习过程，在手脑并用中领会着其中的科学方法和科学精神。
实践性学习，获得解决问题的经验和方式。新课标实施以来，教师的教学观念、教学方式都发生了可喜的变化，学生的能力培养明显加强。但多数学校所加强的仍然是与考试有关的读写能力，与考试关联不大的动手能力、实践能力、创造能力、沟通与交流能力仍然不被重视。仅仅从书本上获得知识是远远不够的，必须拓展学科的途径和空间，积极探索项目学习、跨学科主题学习和真实情境的实践活动。
例如，学校设计了假期“三个一”校本课程：做一周家长，学习如何统筹、管理、规划、协调；做一周义工，体验社会责任；完成一次旅行，发现一个社会问题，并提出解决方案。实践性学习并不针对某一特定知识，而是要获得解决问题的经验和方式，或者获得面对真实问题的独特体验，或者获得知识发生的原初情境，知识的应用情境，通过反思、感悟，体验知识对人发生的影响，产生情感的变化。
“深度教学”的“小”改革，通过改变教师的“教”来改变学生的“学”
教与学原本就是不可分割的，着眼于学而又立足于教的改革才是有效的改革，“深度教学”就是通过改变教师的“教”来改变学生的“学”。
小幅度理解。以往的教学改革往往是大规模的理论轰炸之后接着是大幅度的整齐划一的实验跟进，表面上轰轰烈烈，实际并未深入人心。教师的工作方式是一种典型的实践型思维模式，即只有当某种理论或观点在他所教的学科之中找到注脚，他才可能真心认同并实践之。所以在组织教师系统学习深度教学理论之后，学校帮助各学科精选出课堂教学中可以实践“深度教学”的点，一个一个去实践。
如语文学科选取了通过改进“课堂导入”来引发深度学习的点，研究出“背景导入、经验导入、情境式导入、故事性导入、悬疑式导入、图片导入、音乐导入、诗歌导入、以旧带新导入”等多种导入方式。对于那些年代久远的课文用“背景导入”，对于与学生生活相近的内容用“经验导入”，对于纯文字的课文用图片或视频导入等，有效地引发学生的深度学习。有了“课堂导入”这一“点”的成功，语文教师对于深度教学改革更有兴趣，更有信心。
小步子改进。完美无缺的公开课当然令人着迷，但师生大量的时间投入和课前准备令人却步。我们从“能改变的点滴做起”，每节课改变一两点，不求面面俱到，但求总有创新，使实验课与常态课浑然天成，不做作、不表演，却总有深度。运用深度教学的观点、抓住深度教学的要点，根据不同的教学内容、不同的学生基础、不同的教师风格选择不同的教W方法，不搞统一的模式，老师们反而把“深度教学”的理论运用自如。
小作坊实验。不同的教师对新信息的敏感性差异很大，各学科选择敏感性强、创新性好的少数教师组成核心团队，以小作坊的方式进行深度教学的实验，保证了实验的质量。这些教师的课堂一天一天地变化，越来越受学生欢迎，效果也越来越好，吸引了越来越多的教师加入其中。
这不经意的“小”改革，克服了改革的阻力，积累了教师的实践智慧，积沙成塔，教学方式悄然发生了改变，带来的是意想不到的大变化。
多角度评价保障师生实践深度教学
制约教学改革的最大因素莫过于教学评价。以考试分数为唯一评价指标，或者过于看重考试分数，一旦考试分数受到影响，哪怕是暂时的，教师也会因害怕而退出实验，学校会因功利而叫停实验。实施深度教学必须多角度评价教学。
行为性评价。不仅看考试成绩，还要看行为习惯、处事原则和处事过程，通过观察和记录学生的行为进行实证式的评价。学生的行为不仅能反映其能力（特别是交往与沟通能力），而且反映出其品行，而品行是核心素养的重要组成部分，也是当今教育最容易忽视的部分。
发展性评价。急功近利是教育最大的敌人，好的教育必定会给学生的长远发展留下巨大的潜力和空间。我们探索出学生成长评价模型，看学生高中三年各方面的发展（发展速度和发展水平），从定性和定量两方面来描述。深度教学对于提高考试成绩也是有效的，但效不在当下。即使是考试成绩，我们也不以一章一节的“月考”“期中考”来评价老师，而是给老师留出空间，让老师着眼于学生的长远发展。
幸福感评价。学生学习的过程同时也是精神成长的过程，所以学生因学习带来的精神面貌的变化，学生对教师教学的满意度、学校生活的满意度都是不可忽视的学习变量，我们制作了多种问卷，让学生成为评价的主体，让幸福感也成为评价指标。
深度教学实验改变着学校的教学品质。学生学习的目的、态度、兴趣慢慢发生了变化，从原来“被逼着学”变成了“主动学”；学习方式发生了变化，喜欢沉思了，喜欢辩论了，喜欢动手了；精、气、神发生了变化，笑容和自信写在脸上了。
摘要：文中对深度学习的发展现状及合作领域进行了阐述，对深度学习的基本模型进行了介绍。主要对卷积神经网络的基本模型进行了介绍，对卷积神经网络模型的基本工作原理进行初步分析，对深度置信网络和循环神经网络进行了基本描述，为后续深度学习及卷积神经网络的深入学习打下基础。
关键词：深度学习；机器学习；卷积神经网络
1概述
深度学习（Deep Learning）是人工智能、图像建模、模式识别、神经网络、最优化理论和信号处理等领域的交叉学科，主要构建和模拟人脑进行分析学习，它属于机器学习的新兴领域。
2大数据与深度学习
目前，光学检测、互联网、用户数据、互联网、金融公司等许多领域都出现了海量数据，采用BP算法对于训练神经网络出现了梯度越来越稀疏、收敛到局部最小值只能用有标签的数据来训练等缺点。Hinton于2006年提出了深度学习的概念，Lecun等人提出了卷积神经网络，卷积神经网络利用空间关系减少参数数目以提高训练性能。
CPU和GPU计算能力大幅提升，为深度学习提供了硬件平台和技术手段，在海量大数据处理技术上解决了早期神经网络训练不足出现的过拟合、泛化能力差等问题。
大数据和深度学习必将互相支撑，推动科技发展。
3深度学习模型
深度学习模型实际上是一个包含多个隐藏层的神经网络，目前主要有卷积神经网络，深深度置信神经网络，循环神经网络。
1）卷积神经网络
在机器学习领域，卷积神经网络属于前馈神经网络的一种，神经元不再是全连接的模式，而是应用了局部感受区域的策略。然而传统的神经网络使用神经元间全连接的网络结构来处理图像任务，因此，出现了很多缺陷，导致模型⑹急剧增加，及其容易过拟合。
在卷积神经网络中，网络中的神经元只与前一层的部分神经元连接，利用图像数据的空间结构，邻近像素间具有更强的相关性，单个神经元仅对局部信息进行响应，相邻神经元感受区域存在重叠，因此，综合所有神经元可以得到全局信息的感知。
另外，一个卷积层中的所有神经元均由同一个卷积核对不同区域数据响应而得到，即共享同一个卷积核，使得卷积层训练参数的数量急剧减少，提高了网络的泛化能力。
一般在卷积层后面会进行降采样操作，对卷积层提取的特征进行聚合统计。降采样区域一般不存在重叠现象。降采样简化了卷积层的输出信息，进一步减少了训练参数的数量，增强了网络的泛化能力。
卷积神经网络实现了局部特征的自动提取，使得特征提取与模式分类同步进行，适用于处理高分辨率的图像数据。目前，卷积神经网络在图像分类、自然语言处理等领域得到广泛应用。
2）深度置信网络
深度置信网络是一种生成模型，网络中有若干隐藏层，同一隐藏层内的神经元没有连接，隐藏层间的神经元全连接。神经网络经过“反向运行”得到输入数据。
深度置信网络可以用做生成模型，通过前期的逐层无监督学习，神经网络可以较好的对输入数据进行描述，然后把训练好的神经网络看作深度神经网络，最后得到分类任务的深度神经网络。
深度置信网络可以用于图像识别、图像生成等领域，深度置信网络可以进行无监督或半监督的学习，利用无标记数据进行预训练，提高神经网络性能。但近几年由于卷积神经网络的飞速发展，深度置信网络已经很少被提及。
3）循环神经网络
循环神经网络是一种专门用于处理时序数据的神经网络，它与典型的前馈型神经网络最大区别在于网络中存在环形结构，隐藏层内部的神经元是互相连接的，可以存储网络的内部状态，其中包含序列输入的历史信息，实现了对时序动态行为的描述。这里的时序并非仅仅指代时间概念上的顺序，也可以理解为序列化数据间的相对位置。如语音中的发音顺序，某个英语单词的拼写顺序等。序列化输入的任务都可以用循环神经网络来处理。如语音、视频、文本等。对于序列化数据，每次处理时输入为序列中的一个元素，比如单个字符、单词、音节，期望输出为该输入在序列数据中的后续元素。循环神经网络可以处理任意长度的序列化数据。
循环神经网络可以用于机器翻译、连写字识别、语音识别等。循环神经网络和卷积网络结合，将卷积神经网络用于检测并识别图像中的物体，循环神经网络用于识别出物体的名称为输入，生成合理的语句，从而实现对图像内容的描述。
4深度学习应用
1）语音识别
语音识别技术主要包括特征提取技术、模式匹配准则及模型训练技术三个方面。其应用领域主要有语音输入系统、语音控制系统和智能对话查询系统，语音识别极大地推动了人工智能的快速发展。1952年Davis等人研究了世界上第一个能识别10个英文数字发音的实验系统。大规模的语音识别研究是在20世纪70年代以后，在小词汇量、孤立词的识别方面取得了实质性的进展。2012年，微软研究院使用深度神经网络应用在语音识别上将识别错误率降低了20%，取得了突破性的进展。2015年11月17日，浪潮集团联合全球可编程芯片巨头Altera，以及中国最大的智能语音技术提供商科大讯飞，共同了一套DNN语音识别方案。
2）图像分析
图像是深度学习最早尝试的应用领域。1989年，LeCun和他的同事们就发表了卷积神经网络的工作。2012年10月，Hinton和他的两个学生用更深的CNN在ImageNet挑战上获得了第一名，使图像识别向前跃进了一大步。
自2012年以来，深度学习应用于图像识别使得准确率大大上升，避免了消耗人工特征抽取的时间，极大地提升了效率，目前逐渐成为主流的图像识别与检测方法。
3）自然语言处理
自然语言处理（NLP）是深度学习的另一个重要的领域。它是计算机科学与语言学的交叉学科，自然语言用电脑处理人类的语言，如英语、汉语、法语等，其主要应用包括机器翻译、信息抽取等。
【摘要】教师应引导学生学会选择合理的思维方式，在理解的基础上，将新获得的知识与原有认知结构相互整合，进行深度思考，构建新的知识体系，从而实现从线性走向立体的学习。文章建议从“学习内容先探索，促进学生主动思维”“素材呈现巧安排，发展学生逻辑思维”“自我反思再质疑，培养学生创新思维”“自主建构成体系，突破学生思维定式”四个方面引导学生进行深度思考的探索与实践，从而让学习真正发生。
【关键词】思维；深度学习；学习发生
小学生数学思维方式有很多，如定向思维、逆向思维、扩散思维、创新思维等，在数学学习中，从原先的认知结构中提炼知识，选择正确的思维方式，获得新知识，构建新体系，才能使学生的学习从单一走向综合。通过学生的主动、批判和再建性学习，鼓励学生在积极探索中不断实践、反思，进而实现再创造，从而实现深度学习。
一、学习内容“先”探索，促进学生主动思维，让学有准备
解决问题的策略是苏教版教材的一大特色，着重让学生感悟策略并应用策略解决实际问题，培养学生解决问题的能力。例如苏教版五下“列举”策略的教学，是在学生已经学习了“从条件思考”“从问题思考”“列表”“画图”等策略后，学习的策略知识，学生有一定的学习经验。教师要重视学生的认知起点，设计“前置性学习”任务，设计富有启发性、探索性的问题，引导学生根据问题进行自我探索、自我发现，从而进行自主学习。
在这节课中，要促进学生主动思维能力的提升，就需要让学生主动参与列举策略的学习，在进行前置性思考时，带着自己主动研究的目的，形成自主想法。课堂上，教师根据对学生主动思维的激发程度，引导全体学生参与课堂教学活动，在自主思考的基础上，最大限度地活跃课堂探究氛围，以促进学生思辨能力、想象能力和创造能力的培养。
这一课时改版前的教材例题是“王大叔用18根1米长的栅栏围成一个长方形羊圈，有多少种不同的围法？”改版后的教材例题是“王大叔用22根1米长的木条围一个长方形花圃，怎样围面积最大？”不难发现教材改变例题，是要让学生通过问题的分析，主动寻求解决问题的策略。但是作为前置性学习的内容，必定不能缺少研究的“脚手架”，在研究的时候给学生一点提示，一些必要的研究步骤指导，让学生有条理地主动思考。在前置性活动中，教师把自主学习的时间真正的交还给学生。学生在观察、思考、解决问题的过程中锻炼了主动思维的能力。因此学习内容先探索有利于学生自主探究知识，培养主动学习能力，激发学生的主动思维。
二、素材呈现“巧”安排，发展学生逻辑思维，让学有层次
数学学习素材是课堂教学中激活学生思维，帮助学生获得数学知识、提高数学能力、解决数学实际问题的基本信息载体，也是学生感受数学与生活及其他学科的有机联系，体验数学应用价值的重要资源。对学习素材的选择、呈现次序和时间是否得当，不但直接制约着课堂教学目标能否顺利达成，而且影响着学生对数学知识的理解、数学能力的培养和数学思维的发展。
数学学科需要培养学生的逻辑思维能力。逻辑思维的特点是以抽象的概念、判断和推理作为思维的基本形式，以分析、综合、比较、抽象、概括和具体化作为思维的基本过程，从而揭示事物的本质特征和规律性联系。学生进行数学分析、比较的载体就是学习素材，所以选择数学学习素材，首先是要看素材是否具备数学思考价值。
在《解决问题的策略――列举》教学中，教师运用前置性学习单，给学生自主探索的空间，从学生不同层次的反馈情况，读懂学生思维的差异性，根据学生思维的不同层次，从学生的作业中有选择性的选取需要的素材，在课堂上和学生进行有条理的分析、比较、综合，引导学生经历逻辑思维形成和发展的全过程。本节课在课堂教学素材的选择上，选取了学生思维中的典型素材。例如，学生对“22根1米长的木条”的理解存在一定困难，学生知道22米是围成的长方形的周长，但是容易将“长加宽”的总和看成22米。教师选择图1所示的素材，让学生进行自我质疑，先理清解决这个问题的第一个步骤，就是理解题目意思。在理解了“长和宽的总和是22米的一半”后，学生的思维分几个层次：思维不全面、思维无序、思维有序。在安排素材的时候，让学生自己发现问题，结合图2～4，通过比较让学生体会思考问题要全面和有序，并且在比较中提高学生的逻辑思维能力。
三、自我反思“再”质疑，培养学生创新思维，让学有创造
新课标指出要培养学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力，教师除了要给予学生发现问题和提出问题的时间，还要引导学生进行独立思考，发现疑难点，分析问题，解决问题。教师要鼓励学生解放思想，发扬创新精神，大胆提问，为学生创设求异的机会和氛围，才能培养学生创新的精神。
在学生进行了前置性探索之后，教师应鼓励学生提出自己的困惑。
生1：我发现这个花圃的周长是22米，一组长、宽是11米，那是不是长和宽加起来还能是11米？
生2：是不是当周长不变，长方形的长和宽的长度越接近，面积就越大，长方形越接近正方形面积越大？
生3：如果周长相等，那正方形的面积大于长方形的面积吗？
生4：如果两个图形的面积相等，长方形的周长和正方形的周长哪个更长？
反思学生提出的问题，教师可以发现学生在进行自主探索并主动构建认知体系，在这个过程中，学生发现了一些规律，产生了新的疑问。教师根据学生的疑问，进行分类整理，按层次引导学生进行交流，让学生在解答自己疑问的过程中发展新认知。生1的问题产生于列举时容易出现的常见问题；生2和生3的问题则是根据自己在解决问题的过程中发现的规律提出的；生4的问题是对周长相等面积变化已有一定认识的基础上提出的逆向思维。教师按照“一长一宽的总数”“周长不变时面积的变化规律”“面积相等时周长的变化规律”一步步进行深层次探究，有利于发展学生的创新思维。
四、自主建构“成”体系，突破学生思维定式，让学有思辨
思维定式是在头脑中用一种固定的思维模式思考问题，当思维受到框框的限制，就难以打开思路，缺乏求异性和灵活性。学生经常会形成思维定式，在思考问题时不能看到实际情况，会盲目照搬已有的知识经验，在不加以辨别的情况下直接用来解决问题。
本节课帮助学生构建“列举”策略，学生需要通过教师的引导和同学的互助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式获得。在新课程理念的指导下，学生的学习“情境”、课堂中的师生、生生的“协作”“对话”都直接影响了学生的知识建构，而“意义建构”是整个学习过程的最终目标。只有找到知识的规律以及知识之间的内在联系，学生才能有深刻的理解，这种理解在大脑中的长期存储形成“图式”，即认知结构。
本节课，学生以王大叔围花圃的情境展开探究，学生对列举策略有了一定的感性认识，通过分析和比^感悟到列举“有序”“不遗漏”“不重复”的特点。为了使学生有更丰富的体验去发现列举策略的广泛应用，在练习中又添加了“商店进了一些花苗，可土培的有3种，可水培的有2种，王大叔想选1种土培的花苗和1种水培的花苗，一共有多少种不同的搭配？”和“王大叔在商店购得花苗后，得到了4张代金券，用这些代金券能有多少种不同的付款方法？”这两道题，从不同角度丰富学生运用列举策略解决实际问题的体验，并且对什么情况下可以运用列举策略有更深的思考。为了让学生对列举策略有更丰富的认识，了解运用列举策略解决实际问题中的不同运用，并将所学纳入到已有的知识框架中，可以使学生的思维更丰富，更灵活，突破思维定式带来的局限。
教师根据教材内容和学生心理特征进行数学思维的培养，引导学生进行数学思维训练，提升学生的主动思维、逆向思维、扩散思维、创新思维等思维能力，设计易于学生探索的学习内容，帮助学生深度理解、建构和发展知识体系，实现深度学习，让学习真正发生。
【摘 要】放眼当下教育，精致的应试教育掩盖学习能力的问题依然突出，普遍存在重知识轻能力、重技能轻素养的现象，这一切充分说明了当下基础教育中浅层学习普遍存在。深度学习不仅要思考“教什么”“怎么教”，更要考虑“为什么教这些”“为什么这样教”，这是在思考教学背后更深层的意义，从而逐渐培养高阶思维能力。只有立足“学”，才能弄清楚“教”，为更好地实现深度学习，科学落实“确立高阶学习目标”等策略显得十分重要。
【关键词】浅层学习；深度学习；策略
一、探寻浅层学习普遍存在的原因
现实教学中，有一类教师比较倾向关注自己“怎么教”，在信息传递或呈现方式上，想方设法，绞尽脑汁，费尽心力，丰富了“教”的内涵，教师占据主导；另一类教师倾向关注“教或学什么”即内容，竭尽自己之能事，只关注了学习信息轰炸式的输入，至于让学生学习真正发生的状况几乎无法顾及，内容占据主导。前者体现了教师立场，后者体现了内容立场，两者忽视了学生立场的主体地位。正因如此，当下教育普遍存在重知识轻能力、重技能轻素养的现象。
在高三复习中我们听得最多的是，帮助学生建立知识网络，把书由厚读薄，再由薄读厚，提高学生理解能力、推理能力等，但事实上看到的更多的是知识点简单罗列、方法的生硬灌输，而教学能真正地从科学的角度切入、引领学生建构知识网络、创设情境让学生自主总结归纳方法并形成学生自己的理解等等行为却少有发生。
在课堂教学中，教师更多关注的是自己所要教的内容，没有把学生作为学习的主体，学生经常被动地回答教师的提问，学生的主体性没有得到很好的发挥，不能实现深度学习，教师没有真正地引导和帮助学生将知识内化成自己的理解并形成能力。正因如此，教育饱受专家、学生及社会的诟病。问题的根源是教育思维主导了教师的教学，它是知识本位和应试为上的理念导致的必然产物。
学生都本能地渴望得到他人的尊重和赏识，现实的课堂中仍有许多教师不去考虑学生的反应和需求，以自我固有经验的认识一成不变地去实施教学，对学生的认识和需求想当然，以自己的兴趣代替学生的兴趣，不充分尊重学生实际预设教育目标。借用2015春晚的一句经典语录：你以为你以为的就是你以为的？教师立场的实质就是太把“我们以为的”强加给“学生以为的”，导致学生立场得不到尊重，学生的创新思维和独特见解缺失和枯竭。
学生立场得不到尊重的主要根源是：错误理解了学习的价值，片面地认为学习只为了应对当下的纸笔考试。
从宏观层面来看，首先，由于高考在人们心目中的特殊地位。几乎所有人都明白高考无法绕越，加上高考选拔由于时间紧、人数庞大的客观原因，本来设计的一些制度在执行过程中都出现了不同程度的折扣，先进的理念无法落地，追求的价值无法得以充分体现。其次，现在的选拔仍只能是纸笔考试，教育的评价还更多地体现在分数的评判上，这也是教育“两张皮”现象及素质教育理念不能落地的根本原因。最后，专家对教育的设计超越现实太多，很多理想的措施总是无法在现实中落实，这也是导致基础教育受到社会大众诟病的重要原因。
上述种种带来的结果是学校教育为了应试教学，碎片化倾向越来越严重，具体来说就是：学校教育无法与现实抗争，对教师来说只能是考什么、教什么，对学生来说只能是考什么、学什么。
以高中物理为例，因为高考不考实验操作，有的学校实验教学几乎空白，盛行“做实验不如看实验，看实验不如讲实验”；有的学校生源质量层次略低，学生对高考等级要求不高，这样的学校就采取选择性教学，舍弃物理中一些难度大的主干知识，如“动能”定理不教不学，选择一些考试要求低的知识点进行教学，如对要求低的选修模块花大力气，甚至把需要“理解”的内容上成了“记忆”的要求，根本谈不上素养的发展，这种情况在相当一部分学校存在。这一现状的实质是教学没有体现学生立场，导致浅层学习普遍存在。
二、理解深度学习的概念、特征和价值
1.“深度学习”的概念。
美国学者Ference Marton和Roger Saljo基于学生阅读的实验，针对孤立记忆和非批判性接受知识的浅层学习，于1976年首次提出关于“学习层次”的概念。浅层学习处于较低的认知水平，是一种低级认知技能的获得，涉及低阶思维活动；而深度学习则处于高级的认知水平，面向高级认知技能的获得，涉及高阶思维活动。
在我国，黎加厚教授等（何玲、黎加厚，2005）学者认为，深度学习是在理解学习的基础上，学习者能够批判性地学习新的思想和事实，并将它们融入原有的认知结构中，能够在众多思想间进行联系，并能够将已有的知识迁移到新的情境中，做出决策和解决问题的学习。在基础教育领域，深度学习是指以学生学习为中心，在教师的指导下学生自主进行知识建构，基于真实情境主动学习和解决问题。
深度学习要求从教师立场、内容立场向学生立场转变，教师要从满堂灌向少讲转变，更多地为学生搭建脚手架让学生自主攀登而不是背着学生攀爬。从学生全面发展的视域来看，实现深度学习是l展核心素养的必经之路。
2.深度学习的主要特征。
第一，理解学习。深度学习强调的是对知识、概念的理解而不是记忆，通过学习能够深刻理解知识的本质而非表象，从而加深对深层知识和复杂概念的理解。
第二，内容统整。学生学习的文本要具有科学性、层次性、开放性、系统性，文本应当是学生学习的认知地图，基于文本学生能够自主学习并能检测自己的学习状况，知道自己到了哪里。通过学习文本，学生在同化、顺应中将新信息与已知概念和原理联系起来，整合到原有的认知结构中，从而引起对新的知识信息的理解、长期保持及迁移应用。文本的层次性、开放性为解决学习的差和异奠定了基础，文本的系统性为学习的完整性提供了保障。
第三，自主建构。学生只有通过自主建构才会真正掌握知识，因而在学习过程中教师要想尽办法激发学生学习的潜能，让学生主动去学习，为学生学习搭好脚手架，教师在合适的机会对学生提供最适切的帮助，而不是拖着学生按照自己的意愿去学习。只有这样学生才能对知识进行内化，主动建构形成稳固的知识体系。
第四，迁移运用。深度学习要求学习者对学习情境深入理解，对关键要素的判断和把握可以在相似情境“举一反三”，也能在新情境中分析判断差异并将原则思路迁移运用。
3.深度学习的价值。
浙江省长郡双语实验中学教科室从“记忆方式”“知识体系”“关注焦点”等八个方面对浅层学习和深度学习作了对比（见下页表1）。
从对比中不难发现，深度学习不仅要思考“教什么”“怎么教”，更要考虑“为什么教这些”“为什么这样教”，这是在思考教学背后更深层的意义，从而逐渐培养高阶思维能力；深度学习不仅需要恒心、毅力，也需要适宜的方法与措施。学生只有通过深度学习方能将碎片化、片段化、浅表化的知识转化、整合，形成知识体系和结构化知识。
“十三五”期间，我国基础教育课程改革进入深化与攻坚阶段，学生核心素养（即学生应具备适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力）的培养成为基础教育改革的着力点，深度学习是一种有效的提升核心素养的学习方式。
4.深度学习的流程。
深度学习要真正发生，教师首先要引导学生进行自我剖析，为自己画像，正确认识自己；其次是找准定位，明确自己的目标；再次是掌握学习的方法，熟悉学习路径，选择合理的学习素材并利用各种资源；最后是运用各种方法检测自己，学会总结和反思。具体流程如图1。
三、实施深度学习的教学策略
只有立足“学”，才能弄清楚“教”。所有关于教的问题的思考和设计，都应基于学生立场，从课程的视角，以对学的理解和把握为基础，否则，教就可能成为背离学的规律、脱离学的目的的无实际效果和意义的活动。为更好地实现深度学习，还要把握好以下五种策略。
1.预评估。预评估是教师对学生的综合评估，涉及学生已有基础、学生身心规律、教育规律、学生兴趣及志向等，预评估要突出“精”和“准”。以高三“法拉第电磁感应定律”复习为例，通过以前的学习，一方面大多数学生已经熟悉法拉第电磁感应定律，能够熟练解决常见情境下的动生电动势及感生电动势的计算及方向判断。以下三种情况可能对学生还是有难度：导体棒切割长度变化、磁场区域为非匀强磁场、切割速度为变速运动。学生对影响感生电动势的两个要素存在以下情况的学习还是有难度：磁感应强度非线性变化、在变化磁场中部分导体电动势大小。当电路的面积和所处区域磁场同时发生变化相关电动势的计算有困难。
2.确立高阶学习目标。高阶思维能力的发展程度是深度学习与浅层学习的最大区别。从布鲁姆分类目标教育理论来看，当下应试背景下的学多数停留在“记忆、理解和简单应用”的层面，教师应该将高阶思维的发展作为学习目标贯穿课堂教学的始终，要始终将“分析、评价和创造”作为学习目标的重点关注。当然，关注“分析、评价和创造”高阶思维能力的发展一定是基于“记忆、理解、应用”基础上的。
3.整合学习内容。学生以碎片化的形式将知识存储于记忆中，学的越多负担越重，而且遇到新问题时，往往无从下手。在高三的复习教学过程中经常遇到这样的现象，教师常挂在嘴边的一句话“要将知识串成线，织成网”，但在教学实施中无论是学生的文本材料学习还是课堂实施仍以片状化的知识为主要特征，最终的结果是学习过程没有在新旧知识之间建立连接，新知识没有进入学生原有的认知结构，慢慢就会出现问题解决效率低、效果差的现象。只有指导学生在学习中真正从知识发生的内在规律出发，将孤立的知识要素连接起来，将知识以整合的、情境化的方式存储于记忆中，才能进行有意义的知识建构，从而达到对知识的提取、迁移和应用。
4.创设真的情境。情境认知理论认为，学习的终极目标是要将自己置于知识产生的特定情境中，通过积极参与具体情境中的社会实践来获取知识、建构意义并解决问题。能力的发展是一个渐进的过程，是一种潜移默化影响的结果，它是一种隐性特征，因而学生能力的培养和发展必须建立在一定情境之下，真实的情境具有综合性、全面性，问题的解决可以是个体也可以是小组，涉及的知识面广，问题具有开放性，知识的应用具有系统性、开创性，是一种建构性学习，利于打开学生的思路，培养学生的合作意识、迁移应用能力、创新能力。
5.与目标匹配的评价方式。从动机心理学角度来看，对学生学习的评价应树立评价不是为了证实而是为了改进的评价理念，为实现教学评价的升值，只有在明确教育目标的前提下，设计围绕目标可能实现的评价任务，再针对评价任务设计教学任务、教学活动、教学手段、教学流程，从系统的立场实现“教―学―评”一致性。过程评价、发展评价是教学教程中的重要评价方式，及时反馈是引导学生深度反思自己的学习行为，积极评价是激发学习动力的重要手段。因而当反馈关注学生的学习过程而非最终成果时，反馈就会极大地促进学生学习，当然对高三学习而言，终结性评价也是学习过程不可缺少的重要环节。
（莱西市第二实验小学，山东 青岛 266600）
2016年中国版《地平线报告》指出，中国基础教育发展的一大趋势是课堂教学将日益关注深度学习。齐鲁师范学院徐洁副教授指出：深度学习是与浅层学习相对而言的概念。浅层学习是机械的、接受式的，以记忆和复制为特征，是不求甚解的学习。深度学习则是主动的、有意义的学习，注重理解，以反思性、批判性思维能力培养为目标。
如何落实和推进深度学习？我认为，学习习惯是决定深度学习的重要因素之一。深度学习需要优秀的学习习惯做支撑，优秀的学习习惯能促进深度学习的达成。其中主动、合作、自信这三项习惯特别重要。综观学生现状，这三项习惯恰恰是学生缺乏的。在教学实践中，我聚焦“课前小研究、合作学习、交流展示”这三条路径，引导学生逐步养成主动探究、乐于合作、自信展示的习惯，实现了课堂教学面貌和学生学习习惯的蝶变，促进了学生学习不断向深层次发展。
一、聚焦“课前小研究”，培养主动探究的习惯
“课前小研究”是我对课前预习的新称谓，之前，因为对教学、对学习、对学生的认识不够深刻，导致课前预习粗浅、无序、无效。通过学习建构主义、生本教育以及多元智能理论，我得出两点认识：一是预习内容起点要低、具体适当，精心设计接近学生思维水平的研究题目，改变以往学生单纯读一读教材、圈一圈重点、做一做习题的预习状态；二是预习要体现“研究”特性，使学生在积极的自我探究中，尽量有自我发现、自我感悟和提升，改变以往预习应付、草率的现状。
为此，我从内容和形式两方面精心设计了高年级语文“课前小研究”。以精读课文为例，我一般设计“我会读书、我会识写字、我会理解、我会运用、我会查资料”五方面内容。以鲁教版四年级课文《圆明园的毁灭》“我会理解”为例。我设计四个题目：用一句话总体介绍圆明园；文章二、三、四自然段介绍了“圆明园辉煌的过去”，读一读，各用一句话概括这三个自然段的内容；有感情地朗读第三段，一边读一边展开想象，深刻理解课文；针对圆明园是怎样被毁灭的问题，画出相关的词句，谈谈你从这些词句中体会到了什么。这样的设计，让学生的“课前小研究”具有“五性”：激励性、开放性、思维性、趣味性和操作性。
为了把“课前小研究”的功用落到实处，把课前和课内学习有机融合，我一般运用四项基本策略予以落实。一是认真检查。课前检查学生预习是否认真，课堂检查学生做的质量。特别是题目中设计的一些无形的内容，如“读一读、想一想、说一说、画一画、查一查”等内容，要通过各种形式的检查，并给予学生评价。二是直接运用。研究中设计的一些题目，像认读词语、整体感知等，直接作为检查学生研究质量的工具；理解和运用方面的问题，作为引领教学的主要问题，引导学生进一步自主探究，集体交流，指导提升。三是及时整改。课堂上，走到学生中间，引导学生及时用红笔整改。四是有效拓展。教学以“课前小研究”的思路为教学思路，不等于受其限制，要拓展开去，引导学生展示自己的研究过程，并在交流中进行引导、促进和提升。
现在，“课前小研究”成为学生学习的重要支架，改变了学生之前习惯于被动记忆的陋习，引领学生学习由被动走向主动，由单纯的记忆走向研究与探索，培养了学生认真扎实、主动探究的态度、习惯和能力。
二、聚焦合作学习，培养学生乐于合作的习惯
小组合作学习体现了教学活动中多种因素的多边互助，可以充分发挥学生学习的积极性、主动性、创造性。之前的合作学习存在合作急、短、简及学生缺乏合作技巧、优生表现突出等问题。长此以往，不仅会造成教学时间的荒废，更有相当一部分学生将逐渐丧失独立思考、自主探索的能力，失去学习的能力和兴趣。我运用“捆绑评价”和课堂实践两项举措，培养学生的合作意识，让学生学会合作，乐于合作。
“捆绑评价”以合作小组为评价单位，重在引导学生增进集体荣誉感，形成小组向心力、凝聚力。具体评价时，经历了“均衡分组，选定组长―建立载体，确定量规―有序评价，及时总结”的流程。我在班级中合理构建合作小组，民主确定评价标准，注重教学评价，而且评价对象由个人向小组转变，评价结果由无形向有形转变。具体评价时，我牢记每个个体代表一个小组，关注整个小组的学习状态和学习成果，而且注意为每个小组提供均衡的交流展示机会。无论是即时评价还是阶段汇总的评价结果，我都采取恰当的方式明确记录，让学生时时处处感受到评价的力量和形成团队意识的暗示。
课堂实践是落实合作学习的主要载体。我研究了构建合作教学的基本模式，并落实了合作学习组织过程中的三个要点。一是自主探究充分到位。合作学习不等于放弃自主探究，合作学习要建立在自主探究的基础上。二是合作探究组织有序。我在合作组织、合作r间、合作效果等方面，当好“管理者”“合作者”“质疑者”，运用观察、参与、巡视、质疑、指导等方式加以调控，有意培养学生的合作意识，教给学生合作学习的技能。三是合作展示面向全体。我注重关注合作学习中的弱势群体，促使他们从不爱说到爱说，从胆小到胆大，积极主动参与到学习讨论中去，实现生生良性互动，促进全面发展。
经过一段时间的研究和探索后，我欣喜地看到了学生的“训练有素”和明显变化。特别是集体交流展示环节，学生有条理、有深度。实践证明，有了合作的意识，具备了合作的能力，学生会喜欢合作，喜欢和同学一起学习、进步。
三、聚焦交流展示，培养学生自信展示的习惯
课堂展示就是让学生围绕开放性问题各抒己见、唇枪舌剑、据理力争，是学生自主学习的动力源泉，是学生实现自我表现欲的重要途径。以往，学生习惯了沉默听讲，“我要展示、我要登台交流”的意识并不强烈。长期这样，必然带来学生思维与表达的惰性与退化，对学生贻害无穷。
针对这种现状，我组织“一分钟演讲”活动，引导学生树立交流展示的意识，形成交流展示的习惯。“一分钟演讲”是利用上课前一分钟时间，学生轮流登台演讲，重在演讲经历，淡化演讲水平。这项活动打破了以往优秀学生独霸话语权的现状，让全体学生拥有了展示的机会。实践中，尽管有的学生状态还不够投入，表达还不太流畅，但是我相信，有了第一次，有了内心的体验和触动，学生一定会在这片天地中崭露头角，实现质的飞跃和升华。
同时，我要求自己努力打造“注重交流展示”的课堂教学，尽量给学生提供交流展示的机会，引导学生想清楚，更要说明白，做到言之有序、言之有物。以五年级语文《新型玻璃》为例。课堂上，我组织学生“学习第一段课文，练习推销第一种玻璃”，之后，组织另外几种玻璃的推销会。主要经历了四步教学：一是小组自主选择另一种玻璃，准备“推销词”；二是合并共同选择的小组，逐一组织推销活动；三是评选优胜推销小组和优胜推销员；四是学生在小组中推销课前搜集的其他新型玻璃。这样的设计彻底颠覆了以往逐个内容读课文、抓重点词句理解感悟的流程，充分发挥了学生的主体性，让学生在小组中展示交流，课堂因展示而精彩。
在具体展示过程中，我结合学生实际，和学生一起构建和落实了交流展示的基本标准：有了想法，要积极举手，眼睛注视教师，表达自己自信的精神状态；集体交流时，立正站直，目视教师或同学，声音响亮、中等语速，大大方方地表达自己的观点，学习用手势、动作等肢体语言帮助表达；别人提出与自己不同的意见时，能虚心用点头等表示回应，自觉修正自己的意见；每一次发言都要说完整的话，有条理地说一段话，尽量不重复别人已经说过的意见，经常使用“我觉得”“我认为”等词语开头；小组交流时，目视同学，控制声音。对于精彩的发言，教师要给予真心实意的语言赞赏；有不同意见时，用“你的意思是……”“我是这样认为的”来进行回应。观念与行为的改变换来学生面貌的蜕变。课堂上，学生沉寂少了，木然不见了，琅琅的读书声与有理有据的思辨多了，思维的阐述、质疑、拓展成为“座上客”。
聚焦习惯培养，引领课堂面貌、学生学习习惯、学习质量实现完美的破茧与蝶变，越来越多的学生“乐学习、会学习、主动学习”，越来越多的家长反映孩子语文学习有了质的变化与提升。今后，我将继续研究，在“习惯培养推进深度学习”的广阔天地中不断实现新的攀升，实现学生的更高、更远发展。
