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深度學習的實踐邏輯
——基于認知神經科學的視角

2022-03-24 17:54:15唐玉溪
當代教育科學 2022年6期
關鍵詞:大腦深度神經

● 唐玉溪

深度學習是當今國際教育學界的熱門研究領域,亦是推動教育變革的重要理念?!吧疃葘W習是如何發(fā)生的”成為當前國外學界在深度學習研究領域的前沿問題。[1]盡管學界為深度學習內在機制提出了多種理論假設,但由于深度學習發(fā)生存在著情境、文化及個體差異等方面因素,學界尚未對深度學習的發(fā)生機制達成一致認識。要進一步把握深度學習的發(fā)生規(guī)律,有必要深入到其涉及的腦神經機制方面規(guī)律。有學者提出要從腦神經作用機制及認知神經科學等方面進一步探索深度學習的發(fā)生學原理,[2]啟發(fā)學界進一步探索深度學習相關的神經機制及其對教育實踐的啟示。研究學生深度學習具有何種大腦神經機制,既有助于為深度學習理論構建提供基礎,亦可對促進深度學習的教學實踐提供參考。本研究從深度學習理論認識出發(fā),系統(tǒng)梳理學界相關認知神經科學研究成果,挖掘深度學習活動背后的認知神經機制,以期對教學實踐有啟發(fā)作用。

一、深度學習發(fā)生的基本條件

課堂教學情境下的學生深度學習往往需要一系列的前提條件。由多樣化激勵價值所誘發(fā)的強烈學習動機在推動深度學習發(fā)生過程中扮演重要角色,而相應的知識經驗基礎為學生展開深度學習活動提供支撐。在學生深度學習發(fā)生的過程中,充裕的認知資源不可或缺。

(一)學習認知富含激勵價值

由激勵價值感知所誘發(fā)的學生學習動機是其深度學習發(fā)生的邏輯起點。已有深度學習研究主要從如何激發(fā)學生學習動機入手,如增強同伴對話反饋、[3]引發(fā)學生認知失衡[4]及借助人工智能手段[5]等,但學界對學習動機何以誘發(fā)深度學習機理尚不清晰,以致在討論具體策略時過于泛化,具有情景局限性。從認知神經科學視角來看,學習動機是一種效應現(xiàn)象。多巴胺系統(tǒng)是影響人類高級認知及動機增強的關鍵神經結構。[6]該系統(tǒng)能夠識別事物對自身的激勵價值,進而控制主動認知行為。大量實證研究表明,人類神經系統(tǒng)擁有識別獎勵價值功能及控制執(zhí)行功能兩類神經結構網絡,其相互作用表現(xiàn)為動機效應。[7]為此,在學生學習過程中,采取系列讓學生感受激勵價值的措施相當重要,如幫助學生獲得相關的成就感與愉悅感,讓學生對其學習內容的意義有充分認識,以及使學生對學習內容產生積極目標等。

學生能否開展教育者預期的學習行為取決于其是否感受到特定形式的激勵信號。學生學習認知過程中具有多樣化激勵信號,且與學生個體需求密切相關。首先,外在獎賞預期會對學生深度學習過程產生影響。學生會無意識地將其學習行為與其預期獲得的結果聯(lián)系起來,而且近期有獎勵的學習行為更能獲得強化。學生的背側前扣帶皮層、額葉蓋、前島葉等大腦區(qū)域的活動與學生獲得的真實獎勵感知有關,尤其是前額葉皮質區(qū)域的活躍使學生傾向于選擇能獲得其感知持久獎勵的學習方式。[8]當學生感知其所進行的深度學習過程會帶來預期獎勵,就更有可能采取深度認知模式進行學習。其次,對學習內容價值的感知可促使學生主動學習認知,推動深度學習發(fā)生。研究者通過對學生面臨不同學習主題時的事件相關電位N2pc 成分測量,發(fā)現(xiàn)學生更快響應其感知到的最有價值的任務。[9]學生對學習內容的意義認識及潛在獎勵的積極預期,使其在深度學習過程中更能獲得參與感、目標感和挑戰(zhàn)感,從而激活深度學習發(fā)生。再次,相較于外在激勵而言,學生對學習內容充滿好奇心及興趣所產生的內在激勵更能夠促進深度學習發(fā)生。探索式學習本身所帶來的獎勵能通過多巴胺激活海馬體,從而使得更復雜的記憶結構能夠形成。[10]概而言之,使不同情境條件下的學生認識與感受到顯著的激勵價值是推動深度學習發(fā)生的關鍵。

(二)知識經驗支撐遷移創(chuàng)造

學生已有知識經驗是實現(xiàn)深度學習中遷移創(chuàng)造功能的基礎。有學者提出,深度學習需要在學生已有經驗基礎上理解、聯(lián)結及遷移知識。[11]然而,人們對學生知識經驗背景影響學生深度學習的機理尚未闡明。從認知神經科學視角看,學生深度學習過程中需要經歷對知識內容進行檢索、處理及編碼等步驟。當學生具備與課程內容相關的知識基礎時,其知識獲取、信息加工及記憶編碼過程將變得更加容易。這意味著學生深度學習發(fā)生,需要擁有與即將學習的知識相關的知識及技能儲備基礎。先前知識經驗轉變了學生學習過程機制,使其從依賴大腦內側顳葉處理轉向大腦新皮質的記憶生成過程。[12]當學生擁有相關知識基礎時,其后續(xù)對圖式一致知識內容的加工、記憶及遷移更加容易。

先前知識經驗支撐學生深度學習發(fā)生背后存在著多種神經機制,如神經突觸捕獲機制、記憶分配機制及神經元可塑性等機制,其中記憶方面的機制尤為關鍵。非神經突觸形式的記憶痕跡,在特定情況下對學習的啟動有重要影響。[13]在學生深度學習啟動過程中,學生先前知識經驗差異會影響后續(xù)學習過程所需的時間、過程及效果。學者們通過核磁共振成像實驗發(fā)現(xiàn),右海馬體及右側前額葉皮層在學生通過對已有的知識進行整合、進行自我推導以生成及積累新的知識過程中扮演重要角色。[14]學生深度學習需要調用已有的知識,當缺乏與所需要學習內容相關知識經驗結構時,學生就難以有效地建構起新的知識體系。

學生深度學習需要對原有知識經驗進行批判反思。學生深度學習過程并非對原有知識的簡單復制,而是要動態(tài)關聯(lián)、反思及重構原有知識經驗。一方面,學生先前存在的錯誤認識觀點會影響深度學習發(fā)生,需要對錯誤知識觀點加以批判。此種先前學習經驗阻礙后續(xù)學習的現(xiàn)象被稱之為記憶主動干擾。[15]在一些科學概念的學習過程中,學生對一些自然現(xiàn)象的誤解會抑制其充分理解的過程。研究者通過功能性磁共振成像發(fā)現(xiàn),記憶提取現(xiàn)象在對科學概念產生誤解的學生群體中較為普遍,表明了原有知識記憶導致了學生的誤解。[16]這意味著驅動學生深度學習發(fā)生所需要的相關知識經驗應該是正確的知識觀點。另一方面,學生深度學習需要主動對自身知識結構進行升級,以提升創(chuàng)造力水平。對已有固定化、陳舊化知識觀點進行識別及抑制傳統(tǒng)慣性思維的創(chuàng)造性思維模式,有助于實現(xiàn)更高階認知目標,其與顳中回的神經機制有關。[17]為此,深度學習發(fā)生需要建立在原有知識經驗基礎上,并且持續(xù)展開批判、反思及遷移創(chuàng)造。

(三)合理調用必需神經資源

深度學習發(fā)生需要學生擁有相應的認知思維神經結構基礎及合理的認知資源調用模式。首先,學生深度學習活動需擁有一定認知思維神經基礎。學生知識結構不斷關聯(lián)及聯(lián)結是其深度學習的重要表征,而在實踐中常常能發(fā)現(xiàn)不同學生知識關聯(lián)能力存在顯著差異。學生知識關聯(lián)及創(chuàng)造新概念的能力與其神經網絡系統(tǒng)動態(tài)連接功能有關。認知神經學研究發(fā)現(xiàn),大腦網絡結構之間動態(tài)連接能力與學生創(chuàng)造性思維表現(xiàn)密切相關。[18]這種大腦網絡結構連接能力既與先天遺傳因素有關,又可通過后天訓練逐漸形成,還會隨著年齡增長而動態(tài)變化。學者們發(fā)現(xiàn),默認模式網絡和小腦網絡此種影響創(chuàng)造力的關鍵神經網絡會隨著年齡增長而變化。[19]與高階認知能力相關的神經基礎是學生深度學習的核心條件。

其次,學生深度學習需要在認知負荷之內主動投入認知資源。一方面,學生需要主動調動認知資源解決學習問題。由于學生在學習過程中會無意識地避免投入過多的認知成本及精神努力,使得深度學習的發(fā)生并非易事。在學生學習過程中,大腦背內側和外側額葉皮質中的活動使其傾向于選擇預期認知成本較低的路徑。[20]認知成本的存在使學生在有意或無意中避免選擇耗費較高認知成本的深度學習方式,傾向選擇認知需求較低的學習路徑。與采取新的學習策略相比,學生更有可能選擇慣用的學習策略,即使該學習策略并非該學習任務的最優(yōu)解。通過事件相關電位實驗分析發(fā)現(xiàn),學生在處理不同類型問題時,更傾向于選取同質的問題解決策略。[21]另一方面,學生深度學習需要保證在其認知負荷之內。認知負荷理論認為,由于學生的信息處理及記憶能力有限,過高的認知負荷會影響學生學習及遷移。[22]學生處理高難度的學習材料同樣需要耗費較高的認知資源。對于抽象性的圖表、概念及知識點等需較高學習處理能力的學習內容,學生的大腦P3b 成分活動更為活躍,說明需要學生投入較高的認知成本。[23]對復雜性學習內容的預處理可在某種程度上降低其認知成本,使學生深度學習更容易發(fā)生。

二、深度學習發(fā)生的過程機制

學生進行有效的知識加工、通過多種形式促進知識理解及保持足夠的專注力是深度學習發(fā)生尤為關鍵且相互協(xié)同的過程機制。

(一)增強知識加工深度

學生深度學習過程中需要對知識內容進行有效加工。師生共同對學科知識進行深度加工是深度學習應有之義。[24]知識加工對學生深度學習而言是基礎性過程環(huán)節(jié),在推動學生深度學習過程中理解相應認知神經機制活動尤為關鍵。例如,學者發(fā)現(xiàn)額葉、前額葉皮質及小腦后部的功能連接影響了學習者對文學故事的認知處理過程。[25]又如,在數(shù)學知識加工過程中涉及到認知控制、數(shù)量處理、陳述性記憶及工作記憶等多個腦回路系統(tǒng),其中認知控制腦回路調控了信息在不同大腦系統(tǒng)之間的流動、整合及操作。[26]學生深度學習過程需要多個大腦功能系統(tǒng)協(xié)同,且不同學科知識內容加工所涉及到的大腦功能區(qū)域既有共同之處,又有差異,如除了共享雙側頂葉神經區(qū)域之外,學習者數(shù)字思維還與左側頂內溝激活相關,而空間思維則關聯(lián)額中回活動。[27]教育者在掌握不同類型知識內容加工神經機制背后的關聯(lián)機理后,能更好地推動學生知識的銜接及遷移。

推動學生知識深度加工過程需要接受專業(yè)訓練指導以及采取適切學習策略。學生可以通過輔導訓練及反復練習獲得更有效學習的知識加工機制。研究者通過對學生進行訓練前后的問題處理表現(xiàn)進行比較,發(fā)現(xiàn)經過短期培訓后學生在處理相似問題時表現(xiàn)提高了11%,而在面對新問題時其近遷移能力也獲得有效的提升。在這過程中,右前海馬體和海馬旁回發(fā)揮主要的促進作用。為學生提供合理的學習遷移策略能使得其知識獲得及遷移效果更加顯著。重視認知靈活性的策略有助于學生實現(xiàn)技能的遷移。[28]合理的策略能夠提升深度學習效果。例如,在學生的學習過程中,其處理圖像的大腦機制與處理語言交互的大腦機制并不一致,當學生采取言語學習及視覺學習相結合的學習策略時,大腦處理學習信息的性能相應加強。[29]此外,不同的個體存在著學習速度及其相關聯(lián)的神經表征差異。學習能力強的學生個體呈現(xiàn)出更加獨立的大腦神經回路連接模式。[30]教育者需要因材施教引導學生個性化地完成知識深度加工及遷移任務。

(二)綜合理解知識內容

對于學生深度學習過程而言,理解無疑是其核心要素。有學者將促進理解作為推動學生深度學習的教學模式設計導向。[31]學生在學習過程中達到對學科知識綜合理解的狀態(tài)往往意味著學生明白其所接觸的學科知識涉及的種種關系,形成對特定知識內容的整體理解,并能夠在日后快速檢索及基于不同情景遷移應用。此種綜合理解知識內容的深度學習過程,可推動學生從機械化淺層次知識記憶走向靈活性深層次知識應用。

學生深度學習過程中需要對學習材料進行有效編碼處理。對學習內容進行適當處理有助于促進學生的理解及記憶。生動、詳細及情景性的學習內容可保持在學生的大腦海馬體中,而陳述性的知識內容通常保留在大腦皮層之中,這些大腦皮質間的連接隨著時間而弱化,導致記憶痕跡的減弱。[32]學生應與學習材料建立意義連接。當學生能夠深度理解所接觸的學習材料后,其將建立新的腦回路連接關系,有助于學生實現(xiàn)知識遷移應用。研究者對數(shù)學教學中案例學習和言語指導式學習兩種情況下學生大腦激活區(qū)域的差異進行研究,發(fā)現(xiàn)學生在案例學習中前額葉和頂葉大腦區(qū)域顯著活躍,而在言語指導下負責運動和視覺的大腦區(qū)域顯著活躍。但是在學生理解所學問題后,兩種情況下學生大腦的激活模式趨向一致。[33]學生需要避免理解過程存在的錯誤認識。與理解相反的誤解時常存在于學生的學習過程中,從而妨礙了學生進行深度學習。研究者發(fā)現(xiàn),專業(yè)人員和初學者在分析錯誤電路問題時大腦激活方式存在差異,專家更傾向于抑制容易導致誤解的大腦區(qū)域,而初學者無法有效抑制,從而產生錯誤回答。[34]學生深度學習既需對學習內容有足夠的理解,也應分辨容易導致誤解的認識,并對容易產生誤解的思維模式進行認知抑制。

(三)專注參與知識學習

學生有效控制學習過程的專注力及注意力,增加學習參與度及投入度,對其促進深度學習過程有重要作用。有學者指出,學生缺乏學習及學習投入是課堂教學實踐中普遍存在的問題,需要重新設計教學,促進學生在行為、情感及認知上的參與,以達到深度學習狀態(tài)。[35]學生學習過程中與外界交互方式影響深度學習過程。在課堂教學情境中,師生互動、同伴關系與學習主題等因素均對學生學習注意力有一定影響。這種機制與學生了解自己及他人意向的社會認知能力相關,均涉及延髓前額葉皮層的參與,可通過刺激引導的方式提高學生專注力。[36]另外,學生深度學習過程需要恰當?shù)那榫w狀態(tài)。積極的情緒提高注意力范圍,而消極情緒則對注意力有負面影響。[37]學生深度學習過程中需監(jiān)測及動態(tài)調節(jié)情緒,避免分散深度學習所需要的認知資源。

學生深度學習發(fā)生過程需要注重持續(xù)認知控制。學生學習需由多個神經元集群的協(xié)調活動所驅動,并依靠神經元群體活動的改變而達到學習效果,但其在短期內難以完成大規(guī)模的神經重塑。[38]學生開展深度學習活動的過程往往需要進行多次的知識加工及耗費較大的認知資源,這亦要求學生在深度學習過程中保持足夠專注力。學生深度學習過程需要避免有限認知資源爭奪。對于單線程的學習內容處理而言,多線程的學習內容處理會引發(fā)特定的神經資源競爭,導致學習效果下降。例如,學生閱讀及聽力均共享左前顳葉和左角顱的神經機制,同時要求學生進行兩種形式的學習處理會導致神經資源間的競爭,降低學習效率。[39]當存在著多維感知及交互形式的學習任務時,學生需要避免使用引發(fā)認知資源競爭的學習方式,以免阻礙深度學習的發(fā)生。

三、深度學習發(fā)生的結果表征

由于特定神經機制的作用,學生深度學習最終指向高階思維形塑、多元素養(yǎng)培育以及良好學習習慣養(yǎng)成等方面結果,使得學生能夠更好地將知識技能遷移到新的問題情境解決上,逐步成長為符合社會需要的人才。

(一)高階思維形塑

學生深度學習以知識遷移應用及問題解決為標識,反映了學生高階思維的形成。學生深度學習,推動其思維往更高的層級進階,提升其未來解決新問題時的遷移能力。學生深度學習過程中對所學內容進行主動建構、思考及轉化,可有效激發(fā)其大腦相關區(qū)域的活躍性,促進新的腦神經回路建立穩(wěn)定連接。研究者發(fā)現(xiàn),在諸多需要學生進行創(chuàng)造性活動的領域中,學生在開展此類活動時其大腦活動模式及腦區(qū)連接模式趨向一致,涉及大范圍的腦區(qū)交互。[40]學生通過多次深度學習所形塑的腦神經回路,在面對不同形式的創(chuàng)造性任務時能發(fā)揮相似的功用,標志著高階思維能力的形成。由額葉及頂葉腦區(qū)域組成的“默認”“突出”及“執(zhí)行”的腦功能網絡同時大規(guī)?;顒邮潜碚鞲邉?chuàng)造思維的大腦功能連接模式。[41]這些大腦功能連接模式可以有效提升學生后續(xù)的創(chuàng)造力水平及質量。學生在經過反復多次的深度學習實踐后,其預測思維、發(fā)散思維及創(chuàng)造思維等高階思維能夠獲得有效的培育,可達成深度學習指向高階思維形塑的目標。

(二)多元素養(yǎng)培育

學生深度學習最終指向人際技能、自我發(fā)展技能以及認知技能等有助于個體發(fā)展及適應社會要求的素養(yǎng)生成,而這些素養(yǎng)生成的背后原因在于特定的神經機制形成。技能學習的結果表現(xiàn)為分布式神經網絡之間的同步連接發(fā)生變化。[42]學生深度學習有助于其形成展開人際交往及社會實踐中恰當?shù)乃仞B(yǎng)。研究者發(fā)現(xiàn),人們的社會學習及交往能力取決于過去經驗,其能夠利用過去經驗中的道德編碼信息指導未來實踐,這種刺激泛化機制與杏仁核中神經激活模式有關。[43]學生對特定學科內容所蘊含間接經驗進行深度加工及直接深度參與社會實踐,有助于學生掌握社會學習及道德決策方面的技能,表現(xiàn)為學生建立起適應社會規(guī)范的神經機制。研究者發(fā)現(xiàn),在亞屬前扣帶皮層區(qū)域的神經活動作用下,當人們不斷將某些不道德的行為加強認知,在遇到特定道德難題的情境時,更有可能自動地將這些不道德的行為排除在道德決策范圍之外。[44]學生通過深度學習可形成相應的道德決策方面的神經回路。簡言之,學生經過多種形式的深度學習,可促進特定神經機制的形成,從而使得學生在新的問題情境中表現(xiàn)出有效的問題解決能力及遵循社會規(guī)范的恰當行為。

(三)學習習慣優(yōu)化

深度學習除了能幫助學生形成高階思維,提升元認知能力及問題解決能力之外,還能提升學生在后續(xù)學習過程中對知識檢索、處理及建構方面的效率,可從整體上優(yōu)化學生學習習慣。學生經常進行深度學習,可促使其對相關知識及技能之間的聯(lián)系理解更為深入,有利于其進行高質量的知識與技能遷移。在學生經歷多次類比推理訓練后,其相關大腦區(qū)域的耦合加強,呈現(xiàn)出功能性連接的特征。[45]學生在長期深度學習過程中會形成特定的神經功能性連接,使得學生相關思維及行為更加流暢。通常而言,學生在面臨多重學習任務時,其深度加工處理能力往往有所下降,但經過長時間高頻次的訓練后,可提高學生同時處理多學習任務的能力。學生的大腦中前額葉皮層在多次訓練后可以將前額葉細胞分離成可獨立處理特定任務的神經元集群,可減少不同任務之間的相互干擾。[46]此種大腦中的神經元網絡發(fā)生特異性變化能夠幫助其形成多學習任務處理習慣。此外,學生在深度學習過程中,可通過目標導向的學習機制引導自身開展批判性思考、主動性認知及高層級精神資源投入等深度學習相關的行為,促進其學習習慣優(yōu)化。目標導向學習系統(tǒng)涉及眶額皮質、背內側紋狀體和背外側紋狀體等大腦神經區(qū)域,在特定情況下可轉向習慣學習系統(tǒng)。[47]此種學習模式的轉換,可使得深度學習成為學生無意識的默認學習方式。

四、對課堂教學中促進學生深度學習的啟示

在系統(tǒng)對深度學習涉及的認知神經機理進行探討后,可為課堂教學優(yōu)化提供實踐策略。具體應從打造有深度教學特質的課堂、教師加強對課堂教學的反思、長期推動學生深度學習訓練以及給予學生高質量的個性化反饋四個方面入手。

(一)打造有深度教學特質的課堂

要推動課堂教學中學生深度學習的發(fā)生,需要教師對其課堂教學模式進行系統(tǒng)設計,以深度教學引領學生深度學習。首先,教師要對所面向的學生群體特征與學習狀態(tài)有充分了解。學生身心特征及已有的知識、技能和情感等方面的儲備是學生進行深度學習的基礎。教師在課堂教學中對學生群體的特征及學習狀況了解越充分,其在教學中所采取的引導方式就越有可能符合學生的深度學習發(fā)生需要。其次,教師在課堂教學中還應重視識別學生是否具備進入深度學習的狀態(tài)。學生學習狀態(tài)將影響學生對于非良構知識、復雜性問題及抽象性概念等高階任務的深度學習效果。學生的學習準備狀態(tài)與其大腦學習信息處理能力及記憶生成速率有密切關系,且其學習狀態(tài)并不穩(wěn)定。教師在教學中需及時觀察并調整引導策略,使學生有意識地優(yōu)化學習準備狀態(tài),并針對學生學習狀態(tài)變化而改變教學任務及策略,以優(yōu)化學生深度學習進程。其次,教師需要在課堂教學中合理設計、處理及呈現(xiàn)學生容易轉化吸收、蘊含特定教育價值的教學材料。當教師有意識地提供具有生動知識特性、具備深刻情景體驗屬性及豐富認知內涵的教學材料時,可使學生在深度學習過程中更易產生內在的認知聯(lián)系,促進學生深度理解及獲得可遷移應用能力。

(二)教師需加強對課堂教學反思

教師能否有效地反思自己的課堂教學是影響學生深度學習過程的重要因素。在課堂教學中,教師及時察覺自身教學狀態(tài)、提升與學生的互動質量以及達到教師教學與學生學習的同步,均對促進學生深度學習過程產生影響。教學中學生顳葉前部的腦活動狀態(tài)與教師顳頂聯(lián)合區(qū)的腦活動狀態(tài)同步時,更能取得良好的教學效果。[48]這些腦區(qū)的活動分別與學生知識認知、教師的教學預測與反思有關,說明教師恰當?shù)慕虒W反思與教學引導,對學生深度學習過程有促進作用。教師應及時對課堂教學中學生知識加工程度、知識理解水平及學生學習參與度進行反思。教師專業(yè)發(fā)展對其在課堂教學中的反思能力有促進作用,教師可以通過專業(yè)發(fā)展方面的培訓加強自身對課堂教學的反思能力。

(三)長期推動學生深度學習訓練

從深度學習發(fā)生的神經機理可以發(fā)現(xiàn),深度學習背后的神經機制形塑是長期、緩慢且復雜的過程。學生深度學習的過程及理想結果的產生需要諸多觸發(fā)前提。對于多數(shù)學生而言,其難以快速地達到深度學習狀態(tài)并形成深度學習習慣。學生學習過程需要大腦中特定的神經元進行連接與重組,而這些神經元通常有相對穩(wěn)定的連接模式,使其建立起新的連接需要充分訓練。在推動學生走向深度學習的過程中,需要給予學生充分的深度認知及深度加工時間,讓其在具體的學習環(huán)節(jié)、內容和主題中有足夠的體驗、練習及思考空間。在此過程中,教師引導學生進行多次訓練也相當重要。短期集中式學習訓練并不能取得較好效果,而具有固定時間間隔的訓練或不定時間間隔的訓練可使得學生獲得更好的深度學習效果。神經重塑難以在短期內進行,這主要源于學生學習涉及到神經元信號級聯(lián)動力學、樹突狀脊柱重塑和轉錄協(xié)同作用。[49]為使得學生獲得預期深度學習效果,教師應采取多次訓練及間隔訓練的教學策略。

(四)給予學生高質量個性化反饋

學生深度學習的發(fā)生需要強烈的動機及足夠的專注力進行支撐,教師給予學生高質量個性化反饋有助于鼓勵學生采取積極的學習行動,推動學生深度學習過程發(fā)生。學生在深度學習過程中獲得的學習反饋包括其自身對學習內容的價值與意義感知、正式的學習測試,以及學習帶來直接及間接獎勵的預期等。多種形式的學習反饋是維持學生深度學習過程的關鍵因子,能促使學生在深度學習過程中充分調動腦力資源及對深度學習過程充滿積極的信念。為此,教師在特定課程內容課堂教學中應設置適當?shù)膶W習測試,并根據(jù)學生的測試情況給予個性化的指導。教師需要在學生學習過程中實施適當?shù)男纬尚栽u價,通過反饋的形式加強學生對自身學習的元認知及學習動機,使其增加深度學習過程中的學習投入。在學生學習內驅力不足的情況下,教師個性化的關懷亦可推動學生深度學習的發(fā)生。

五、結語

對深度學習涉及的認知神經機理探索可以為學者及教師更好地把握學生深度學習如何發(fā)生提供神經機制層面的參考。深度學習的認知神經機制是人們整體性認識課堂教學中的學生深度學習發(fā)生的重要視角,人們可以將教學實踐經驗、深度學習的認知神經機理及其他層次的深度學習理論三者進行相互印證,指導教學實踐變革。隨著腦神經科學研究技術的進步,學生深度學習規(guī)律有望得到進一步探明。在后續(xù)研究中,除了要進一步推進深度學習的認知神經機理研究之外,人們還需要貫通不同研究視角的深度學習理論,并在教學實踐中審慎地及符合教學倫理地展開試驗,以總結出可推廣的教學方法,以期推動課堂教學中學生更好地進行深度學習。

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