江苏省教育科学“十三五”规划立项课题

《促进深度学习的高中物理实验教学研究》课题文献综述

江苏省江阴高级中学课题组

【摘要】：近些年来，“深度学习”研究以及与之相伴的“深度教学”研究受到了国内外学界的广泛关注，相关研究日渐丰富。文章采用文献计量学，通过可视化分析，从宏观角度梳理“深度教学”的总体研究状况，从微观角度梳理目前国内学界关于“深度教学”研究的理论认识、实践应用、技术支持等相关方面的具体研究成果。与此同时，简要梳理与之相伴的“深度教学”的国内研究现状，为研究的深入奠定扎实的基础。通过研究，我国“深度学习”研究已进入快速发展阶段，但目前从高中物理实验教学的角度去促进学生“深度学习”的研究还比较稀少，研究成果的影响力还比较微弱，研究比较集中在理论的探究阶段，在高中实验教学中具体采取什么策略和措施促使学生“深度学习”则更加稀少。在今后的相关研究中，如何在高中物理实验教学促进“深度学习”的问题值得关注。

【关键词】：高中物理    实验教学    深度学习    实践研究

通过文献检索、研读和分析，发现对物理实验教学的研究已经很深入，已有大量文献对其研究现状做了较为全面的综述。而对深度学习的研究尚待进一步拓展，其研究现状也需要进行全面而深入的分析，针对物理实验教学促进深度学习的研究比较稀少。因此，本文将不再赘述物理实验教学的研究现状，而试图对国内学术界关于“深度学习”的相关研究成果进行梳理，对“深度学习”研究领域的研究趋势、研究前沿与研究热点问题进行分析，寻找“深度学习”研究的基本规律，然后结合物理实验教学，探索在物理实验教学中如何促进深度学习。

“深度学习”这一概念最早起源于国外，称作“Deep Learning”。国内研究者在引入这一概念及理论的过程中，对“Deep Learning”的翻译并未达成一致，主要有“深度学习”和“深层学习”这两种表述方法。但本质上深度学习和深层学习的概念是一致的，因此本研究统一称为深度学习。

一、“深度学习”的宏观研究状态

以中国知网为检索平台，以“深度学习”或“深层学习”为关键词进行检索，最终确定2006年—2018年4月期间的240篇论文作为文献分析样本，绘制了图1所示的国内深度学习文献的年代分布情况。

                    图1：“深度学习”研究文献年代发布情况

如图1所示，自从 2006年黎加厚教授第一次将深度学习概念及内涵系统地作以介绍，国内即开启了关于深度学习的相关研究，迄今为止，关于这一主题的研究大致可以分为两个阶段：缓慢发展期和迅猛发展期。2006年-2011年间，部分学者开始关注这一新领域，但以深度学习为核心问题进行的专门研究数量较少，5年间文献总量仅有24 篇，总体发展较为缓慢。2012年-2018年4月间，国内关于深度学习的研究进入迅猛发展期，相关文献数量呈线性增长，6年间合计发表论文 216 篇，是上一阶段发文总量的9倍。从相关研究的文献数量上可以看出，深度学习已经成为一个教育热点问题备受持续关注，且研究热度与日俱增，结合当今信息化背景和学习型社会发展需求来探明深度学习相关议题具有理论和实际意义。

二、“深度学习”的微观研究状态

对“深度学习”的微观研究现状的把握，主要通过文献的深入研读，从“深度学习”的理论认识、实践应用、技术支持等方面归纳国内学者的主要研究论点，为深入分析、把握研究特点，反思研究现状，实现后续研究的创新提供可能。

（一）深度学习的理论认识

目前，国内许多研究者对深度学习的概念内涵、主要特征、促进策略及理论基础等进行了描述性地研究，从理论层面上提出了对深度学习的认识。例如，何玲、黎加厚在《促进学生深度学习》中指出深度学习对应着布鲁姆教育目标分类中的应用、分析、综合、评价，并在比较深度学习和浅层学习的基础上概括出深度学习的理解与批判、联系与构建、迁移与应用这三个特征，还提出可以将基于问题的学习、任务驱动式学习、过程性评价作为促进深度学习的教学策略；孙银黎在《对深度学习的认识》中提出深度学习是在陈述性知识和程序性知识基础上追求对策略性知识的进一步深化，它不满足于被动地接受，更注重接受之后的反思，不满足于对原有知识的扩充，更注重学习者认知结构的重建；叶信治和杨旭辉也概述了深度学习和浅层学习的源起、内涵、成因以及差异，归纳了大学教育中支持深度学习的教学策略。

此外，也有少数研究者在调查、实验等实证研究的基础上，提出了促进深度学习的教学策略，或者探索了学习者的学习方式应用现状及效果。例如，胡丹在其硕士论文《促进深度学习的教学策略》中利用课堂观察、问卷调查、深度访谈等来了解学生的学习现状，提出促进深度学习的具体教学策略；孙晓玲在《浅析远程学习者的学习方法》中通过对电大远程学习者在远程学习过程中所采用的学习方式、学习策略及学习态度等进行问卷调查，发现远程学习者对深度学习、策略学习、浅层学习等三种学习方式的认知有差异，在学习过程中所选择的学习方式也不同；王志玲等在《大学生学习方式与创新能力的关系研究》中通过对课堂教育情景下大学生学习方式(包括学习动机和学习策略)与创新能力(创新人格和创新思维)两者内在关系的问卷调查及实证分析，发现学习的深层动机与创新人格显著正相关，深层策略与创新人格和创新思维也显著正相关。

（二）深度学习的实践应用

国内关于深度学习的提法最早出现在实践应用领域。1997年，马贞如就提出在精读课教学中可以通过有意识地引导学生运用深度学习法，深度理解阅读材料的内容、思想及背景等，以提高学生的阅读理解能力。此后，国内研究者相继开始结合英语、数学、语文等学科的教学实践提出一些促进深度学习的策略。例如，潘瑶珍认为，在综合实践活动的课程单元教学中，需要以核心概念为本、强调深度学习，将学生引向较为深度的理解并较高层次的思考历程；周华杰以《水族馆》课堂教学为例，通过创设信息化教学环境、利用多媒体教学课件来引导学生进行深度学习；潘庆玉认为游戏沉浸式教学不仅适用于表现性学习过程，而且有助于把传统的理解性学习转变为深度学习，并且构建了一个导向深度学习的游戏沉浸式教学模式。虽然，国内对深度学习实践应用方面的研究较多，理论上而言所提出的策略也能促进深度学习，但是基本上都未进行科学的实证分析。

（三）深度学习的技术支持

科学技术特别是信息技术的迅猛发展，为教育提供了有力的技术支持，推动了教育的信息化，也导致了人类的学习方式和思维方式的变革。针对当前教育信息化过程中出现的众多问题，国内学习研究群体已经开始研究如何利用信息技术来支持和促进深度学习。例如，鲍贤清和张仙结合具体教学案例论述了如何利用电子表格、概念图等信息技术认知工具来支持学习过程、促进深度学习；喻衍红在其硕士论文《利用信息技术促进大学生深度学习的研究》中结合个案调查的结果提出了利用信息技术促进深度学习的策略；刘兆君在其硕士论文《促进深度学习的数字化游戏研究与设计》中将数字化游戏应用到课堂教学实践中，探讨了深度学习与教育游戏的关系，设计和制作了能够促进深度学习的数字化游戏；吕丽芬在其硕士论文《网络环境下开展学习叙事促进学生深度学习研究》中构建了基于网络平台的学习叙事模型，并将该模型应用到教学实践中，进而分析其对学生深度学习的促进效果；景红娜也在其硕士论文《网络环境下深层学习研究》中构建了基于Moodle教学平台的深度学习模式，并通过准实验研究验证了该模式的教学效果。由此可见，内对深度学习在技术支持方面的研究越来越多，不仅在理论上提出了信息技术对深度学习的支持策略，而且还通过调查、实验等实证研究方法验证了其在教学实践中的具体效果。

国内关于深度学习的研究成果数量并不少，而且在理论认识、实践应用和技术支持等三个方面上的分布较为均衡；但是通过对样本文献的认真研读和分析，发现总体上深度学习的研究成果质量都不高，仅有少数对深度学习的研究较为深入，很多研究中仅仅只是提及了深度学习这一概念，并未对深度学习进行系统地深入研究及实证分析。此外，多数文献中都强调在深度学习的过程中要反思，然而并未详细说明反思的方式、反思与深度学习的关系，更未验证反思能在多大程度上促进深度学习。从国内深度学习的研究现状来看，有必要深入研究反思与深度学习之间的关系，阐明如何通过反思来支持和促进深度学习，并通过实证研究来验证基于反思的深度学习在教学实践中的应用效果。

三、“深度教学”的研究现状

教师的“教”与学生的“学”从来都不是两个对立面，它是教师与学生的相互交流、相互沟通、相互启发、相互补充，是共识、共享、共进，实现教学相长和共同发展的过程。与“深度学习”密切相关的是“深度教学”，对“深度教学”的研究结果对于改变课堂教学的表层化现象，增强学生学习体验，提升思维深度与理解深度，促进“深度学习”具有重要的指导意义。

我国“深度教学”研究经历了起步、回落到快速发展三个发展阶段。具体表现为：2000年—2004年的“深度教学”研究起步阶段，该阶段发文总量仅为5篇，年平均1篇。这说明，该阶段是我国“深度教学”研究的起步期。“深度教学”研究因其处于初步认识阶段，学术界对此的关注度普遍不高。经过2004年的回落后，2005年—2008年的研究进入小微波动期。2005年后发文量逐年增长，增幅不大，2008年再次回落。这一阶段发文总量为7篇，年平均1.75篇，相比起步阶段略有增长，研究尚处于探索阶段，研究主要集中概念性研究。2009年—2018年进入快速发展阶段。2009年以后，“深度教学”研究不仅表现为论文数量增加，而且研究活动进入比较具体领域，关注深度教学的实践特征、实践现状以及相关策略研究。

华中师范大学郭元祥教授早在2009年就提出“深度教学”，他认为：有效教学必须超越表层的符号教学，由符号教学走向逻辑教学和意义教学的统一，他把这种统一称之为深度教学。郭元祥对深度教学的理解根植于新的知识论基础，从知识的内在构成来理解知识教学的本质与价值。姚林群、郭元祥两位学者侧重研究了“深度教学”应具备的特征。“深度教学”具备以下几个方面的特征：从目标上看，“深度教学”是一种发展取向的目标定位；从教学内容上看，“深度教学”注重与学生生活世界的联系；从教学方式上看，“深度教学”是一种对话中心的教学；从教学结果上看，“深度教学”能够培养学生知识学习的情感。宗德柱与孙存华两位学者就指出，现实中“深度教学”实践研究面临着学校的客观因素与教师的主观因素的影响，具体表现为：僵化的教学模式蔓延、教师批判意识淡薄、教师对于知识教学经验主义浓厚以及教师对教材文本的超越不足。从深度教学策略研究来看，国内学术界很多学习科学方面的理论和实践研究都提供了很多有价值的指导。李松林指出实现“深度教学”的四个实践着力点：走进学生情感和思维的深处、触及学科的本质与知识的内核、打开学生学习与发展的内部转换过程、促进学生的自主发现和真正理解。此外，华中师范大学郭元祥教授指出，“深度学习”基于把握知识的内在结构，体现知识的依存性，彰显知识与主体发展的意义关系，赋予教学丰富性、回归性、关联性和严密性的特质，所以他提出实现“深度教学”的基本策略：4R教学，也即丰富性教学（Richness teaching)、回归性教学((Recursion teaehing)、关联性教学(Relation teaehing)、严密性教学(Rigor teaehing)。

通过研究发现，学界对于“深度教学”的研究由原来更多的侧重于“深度学习”走向研究更多侧重于研究教师如何更加有深度的教，引导学生更有深度的学，从侧重学习方式的研究转向侧重教学策略的研究。

四、研究特点与研究的局限性

通过对相关文献的研究，我们发现目前“深度学习”的研究成果具有重大理论意义与实践价值，但关于“深度学习”的国内研究呈现“三多三少”的特点及必不可免的局限性，即宏观大教育角度研究的多，中等教育角度研究的少；宏观的“深度学习”策略的多，具体中学学科教学的应用策略研究的少；研究成果的论文发文量的多，论文引发的核心影响力的少。

总体来说，针对高中物理实验教学促进“深度学习”研究尚处于探索阶段，国内研究尚未有特别成熟的成果，面向高中物理实验教学促进“深度学习”的相关策略性研究值得期待。

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