人的深度学习仍然不同于机器学习。在人工智能的快速发展下,深度学习算法通过允许机器处理和理解大量数据。机器学习中,深度学习算法是一类从数据中自动分析获得规律,并利用规律对未知数据进行预测的算法。[1]机器依靠大量数据和智能算法进行“学习”,这是一种信息加工为主的机械化学习,但机器学习的逻辑不同于人类深度学习的逻辑。
浅层学习与深度学习
早在1976年瑞典歌特堡大学的Marton和Sajlo就在论文On qualitative differences in learning outcome as a function of the learner's conception of the task提出,“深度学习”(Deep Learning,Deeper Learning)是一个知识的迁移过程,有助于学习者提高解决问题并做出决策的能力。
以阅读任务的信息加工方式作为对照试验,学习者处理信息存在不同水平呈现浅层和深层的差异。当学生使用浅层学习策略时,只能获得对问题的浅表回答,学习过程表现为机械的死记硬背。当学生使用深层学习策略时,则能关注到文章主题和主要观点。
由此在认知层面理解得深度学习就不是简单的信息加工过程,当学习者运用“深度”学习方式时,不仅能获得知识,而且清楚知道在真实世界和实际情况中如何运用这些知识,这样的知识会在学习者头脑中保持得更为持久。而死记硬背和简单记忆对个人的知识建构的作用只是浅表的、易忘的,这是浅层学习。[2]
知识深度模型
依据完成知识学习任务所需的不同水平的认知深度,2002年诺曼·韦伯(Norman Webb)建立了知识的深度模型(depth of knowledge,DOK),包含四个由浅入深的层次,依次为回忆/复述—>概念/技能—>策略思维—>扩展思维。知识层次加深,学习深度也在逐步加深,策略思维和扩展思维被认为是深度学习层面的基本能力。[3]
开展浅层学习时,学习者只需要调动观察、记忆、理解等低阶认知能力即可完成学习活动,但是当开展深度学习时,学习者则需要进一步调动分析、综合、评价、创造等高阶认知能力。同时,学习是个体认知和社会交互的有机统一,多数情况下学习者还需要与他人(甚至人工智能体)交流协作,并及时监控学习进程,反思调整学习策略方能达成学习目标。[4]
深度学习结构
2010年美国研究院(American Institutes for Research)深度学习研究项目(Study of Deeper Learning:Opportunitiesand Outcomes,SDL)提出了深度学习的六维能力(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)。[5]
美国国家研究委员会(National Research Council Panel,NRC)将深度学习能力分成三个维度:个体认知、人际协调和自我监管。[6]
其中,SDL六维能力与三大领域的对应:第一,认知领域。掌握并应用核心知识内容,批判性思维与问题解决能力,创新导向。第二,人际领域。沟通技能,合作技能。第三,自我领域。理解如何学习,自我管理的毅力。
换言之,人的深度学习不只是信息加工与认知,还离不开特定的文化模式、社会规范和价值期望,其中包括学习情境从实验室研究到真实的学习情境转向,提供有意义学习并促进知识向真实生活情境转化。”[7]
真正的创造力并不能还原为自由组合和联想,而在于能够提出新问题,或者改变旧问题,改变既有思路,重新建立规则和方法。能够提出新问题或者改变规则,就需要能够反思事物的“整体”或者“根基”的思维能力,或者说,需要有一种“世界观”或者改变给定的世界观……人工智能显然不具备思考世界或系统整体的能力;人工智能只能思考有限的、程序化的、必然的事情,却不可能思考无限性、整体性和不确定性。[8]
最后,人的深度学习与人工智能相关的机器学习的比较来看,后者是基于已有知识解决现有问题,但前者更可能创造知识、解决不断涌现的新问题。
参考资料
顾小清,冯园园,胡思畅.超越碎片化学习:语义图示与深度学习[J].中国电化教育, 2015(3):39-48.DOI:10.3969/j.issn.1006-9860.2015.03.007.: https://xueshu.baidu.com/usercenter/paper/show?paperid=348859bfb0266bf0628ebf45eefc76b4&site=xueshu_se&hitarticle=1
[2]
吴永军 .关于深度学习的再认识[J].课程.教材.教法, 2019(2):51-58,36.: https://xueshu.baidu.com/usercenter/paper/show?paperid=1j1s04m01k5k0850ar430cf0sq448066&site=xueshu_se&hitarticle=1
[3]
Herman J, Linn R.On the road to assessing deeper learning:The status of Smarter Balanced and PARCC assessment consortia[R].Los Angeles,CA:University of California,CRESST,2013:10-12.: https://mp.weixin.qq.com/s/8Pko9zE9ddHPvCBXWKfQ4Q
[4]
沈霞娟,武梦迪,冯锐.深度学习能力:概念框架,核心维度与测量体系[J].电化教育研究, 2023, 44(12):95-101.: https://xueshu.baidu.com/usercenter/paper/show?paperid=1s290090pe4j06v0e2380tc0xp720260&site=xueshu_se&hitarticle=1
[5]
刘太如:人工智能对深度学习的影响研究: https://mp.weixin.qq.com/s/sTSXBtIQQps73WZqUAqCuA
[6]
卜彩丽,冯晓晓,张宝辉.深度学习的概念、策略、效果及其启示——美国深度学习项目(SDL)的解读与分析[J].远程教育杂志, 2016.: https://mp.weixin.qq.com/s/seYVF8i1KUrZaeGzNqYueA
[7]
约翰・D・布兰思福特.人是如何学习的:大脑,心理,经验及学校[M].华东师范大学出版社,2013.: https://book.douban.com/subject/20494282/
[8]
赵汀阳.四种分叉[M].上海:华东师范大学出版社,2017.: https://book.douban.com/subject/27030479/