一、深度学习理念？

深度学习是一种主动的、探究式的、理解性的学习，关注学习者高阶思维能力的发展，因此成为当前教学理论的研究热点。但从实践层面来看，很多中小学校对什么是深度学习、如何开展深度教学，还存在诸多模糊的甚至是错误的认识。本期专题从深度学习的本质、理念、模式等方面，探讨如何将深度学习贯穿到基础教育体系中，供读者参考。

从深度学习走向深度教学，一方面是教与学的一致性决定的，另一方面是当前中小学课堂教学普遍存在的局限性决定的。教与学的关系既不是对立关系，也不是对应关系，而是一种具有相融性的一体化关系，离开了教无所谓学，离开了学也无所谓教。学生真正意义上的深度学习需要建立在教师深度教导、引导的基础之上。从本质上看，教育学视野下的深度学习不同于人工智能视野下的深度学习，不是学生像机器一样对人脑进行孤独的模拟活动，而是学生在教师引导下，对知识进行的“层进式学习”和”沉浸式学习”。“层进”是指对知识内在结构的逐层深化的学习，“沉浸”是指对学习过程的深刻参与和学习投入。离开了教师的教学和引导，学生何以“沉浸”？因此，深度学习只有走向深度教学才更具有发展性的意义和价值。同时，我国新一轮基础教育课程改革以来，课堂教学改革依然存在着诸多表层学习、表面学习和表演学习的局限性，“学习方式的转变”往往演变成了教学形式的改变，诸如教与学在程序上的简单翻转和在时间上的粗暴分配。其所体现出来的知识观、价值观、教学观、过程观依然陈旧落后，以学科知识、学科能力、学科思想和学科经验的融合为核心的学科素养依然未能得到实质性的渗透。

深度教学的“深度”是建立在完整而深刻地处理和理解知识的基础之上的。艾根在深度学习的研究中，首次从知识论的角度，论述了深度学习的“深度”的涵义。他认为“学习深度”具有三个基本标准，即知识学习的充分广度（Sufficient Breadth）、知识学习的充分深度（Sufficient Depth）和知识学习的充分关联度（Multi-Dimensional Richness and Ties）。这三个标准，也是深度学习的核心理念。

第一，知识学习的充分广度。充分的广度与知识产生的背景相关，与知 识对人生成的意义相关，与个体经验相关，也与学习者的学习情境相关。如果教学把知识从其赖以存在的背景、意义和经验中剥离出来，成为纯粹的符号，便成为无意义的符号、无根基的概念知识。知识具有强烈的依存性，无论是自然科学的知识还是社会科学或人文学科的知识，都是特定的社会背景、文化背景、历史背景及其特定的思维方式的产物。离开了知识的自然背景、社会背景、逻辑背景，前人创造的知识对后人而言几乎不具有可理解性。随着深度学习的兴起，旨在以广度促进理解的“无边界学习”日益引起人们的重视。可见，知识的充分广度，其实是为理解提供多样性的支架，为知识的意义达成创造了可能性和广阔性基础。

第二，知识学习的充分深度。知识的充分深度与知识所表达的内在思想、认知方式和具体的思维逻辑相关，深度学习把通过知识理解来建立认识方式，提升思维品质，特别是发展批判性思维作为核心目标。所以说，深度学习是一种反思性学习，是注重批判性思维品质培养的学习，同时也是一种沉浸式、层进式的学习。深度学习强调学习过程是从符号理解、符号解码到意义建构的认知过程，这一过程是逐层深化的。

第三，知识学习的充分关联度。知识的充分关联度，是指知识学习指向与多维度地理解知识的丰富内涵及其与文化、想象、经验的内在联系。知识学习不是单一的符号学习，而是对知识所承载的文化精神的学习。同时，通过与学生的想象、情感的紧密联系，达到对知识的意义建构。从广度，到深度，再到关联度，学生认知的过程是逐层深化的。所谓意义建构，即从公共知识到个人知识的建立过程，都需要建立在知识学习的深度和关联度之上。

二、什么是深度学习？

深度学习是机器学习的一个子集，指人工神经网络学习大量数据，使机器更接近于最初的目标——人工智能。

深度学习的本质是个体能够将其在一个情境中所学运用于新情境的过程(即“迁移”)，所对应的素养划分为三个领域：认知领域、人际领域和自我领域。

深度学习就是转知成智、转识成慧、化凡成圣，解决问题层次逐级提高的学习，从当前外控到内驱力驱动的转型学习，从当前同质化整齐划一的学习向个性化选择性学习变革的学习1

三、中国深度学习之父？

孙剑的第一个深度学习博士

跟旷视研究院院长孙剑的经历一样，张祥雨也是一名“土生土长”的西安交大人，从本科到博士都在西安交大就读，在大三那年（2011年），张祥雨拿下了美国大学生数学建模竞赛（MCM）特等奖提名奖（Finalist），当时创下西安交大参加该项竞赛以来历史最好成绩。

凭借这次获奖经历，张祥雨获得了后来到微软亚洲研究院实习的资格。

获得实习资格的有三人，但最终只有一个人能留下。当时还在微软亚洲研究院担任首席研究员的孙剑给这三人出了一道题：用一个月的时间，将人脸检测的速度提升十倍。

四、深度学习，包括哪些？

深度学习（deep learing）是机械学习的分支，是一种以人工神经网络为架构，对数据进行表征学习的算法。至今已有数种深度学习架构，如深度神经网络、卷积神经网络和深度置信网络和递归神经网络已被应用在计算机视觉、语音识别、自然语言处理、音频识别与生物信息学等领域并获取了极好的效果。另外。“深度学习”已成为类似术语，或者说是神经网络的品牌重塑。

五、深度学习就业前景好吗？

深度学习应用领域还是十分广泛的，包括电商，智能制造，医疗，金融，安防，司法，游戏，环境等，而且现在这方面的人才缺口较大，如果能学好深度学习，那么就业前景还是很好的。

六、深度学习是什么专业？

机器学习(ML, Machine Learning)领域中一个新的研究方向，目标是让机器能够像人一样具有分析学习能力，能够识别文字、图像和声音等数据，也就是人工智能。

深度学习是学习样本数据的内在规律和表示层次，这些学习过程中获得的信息对诸如文字，图像和声音等数据的解释有很大的帮助。

七、如何构建深度学习课堂？

首先要形成能够深度讨论的课堂学习氛围，其次对深度讨论的疑问要进行正确引导，提高深度学习的效率，最后对深度学习所得到的知识在课后要进行第一时间的温习巩固

八、机器学习算法和深度学习的区别？

答：机器学习算法和深度学习的区别：

1、应用场景

机器学习在指纹识别、特征物体检测等领域的应用基本达到了商业化的要求。

深度学习主要应用于文字识别、人脸技术、语义分析、智能监控等领域。目前在智能硬件、教育、医疗等行业也在快速布局。

2、所需数据量

机器学习能够适应各种数据量，特别是数据量较小的场景。如果数据量迅速增加，那么深度学习的效果将更加突出，这是因为深度学习算法需要大量数据才能完美理解。

3、执行时间

执行时间是指训练算法所需要的时间量。一般来说，深度学习算法需要大量时间进行训练。这是因为该算法包含有很多参数，因此训练它们需要比平时更长的时间。相对而言，机器学习算法的执行时间更少。

九、深度学习和机器学习到底是什么？

　　许多人将机器学习视为通向人工智能的途径，但是对于统计学家或商人而言，机器学习也可以是一种强大的工具，可以实现前所未有的预测结果。

　　为什么机器学习如此重要?

　　在开始学习之前，我们想花一些时间强调WHY机器学习非常重要。

　　总之，每个人都知道人工智能或人工智能。通常，当我们听到AI时，我们会想象机器人到处走动，执行与人类相同的任务。但是，我们必须了解，虽然有些任务很容易，但有些任务却很困难，并且距离拥有像人类一样的机器人还有很长的路要走。

　　但是，机器学习是非常真实的并且已经存在。它可以被视为AI的一部分，因为当我们想到AI时，我们想象的大部分内容都是基于机器学习的。

　　在过去，我们相信未来的这些机器人将需要向我们学习一切。但是人脑是复杂的，并且并非可以轻松描述其协调的所有动作和活动。1959年，亚瑟·塞缪尔(Arthur Samuel)提出了一个绝妙的主意，即我们不需要教计算机，但我们应该让他们自己学习。塞缪尔(Samuel)也创造了“机器学习”一词，从那时起，当我们谈论机器学习过程时，我们指的是计算机自主学习的能力。

　　机器学习有哪些应用?

　　在准备这篇文章的内容时，我写下了没有进一步说明的示例，假定所有人都熟悉它们。然后我想：人们知道这些是机器学习的例子吗?

　　让我们考虑一些。

　　自然语言处理，例如翻译。如果您认为百度翻译是一本非常好的字典，请再考虑一下。百度翻译本质上是一组机器学习算法。百度不需要更新百度 Translate;它会根据不同单词的使用情况自动更新。

　　哦，哇 还有什么?

　　虽然仍然是主题，但Siri，Alexa，Cortana都是语音识别和合成的实例。有些技术可以使这些助手识别或发音以前从未听过的单词。他们现在能做的事令人难以置信，但在不久的将来，它们将给人留下深刻的印象!

　　SPAM过滤。令人印象深刻，但值得注意的是，SPAM不再遵循一组规则。它自己了解了什么是垃圾邮件，什么不是垃圾邮件。

　　推荐系统。Netflix，淘宝，Facebook。推荐给您的所有内容都取决于您的搜索活动，喜欢，以前的行为等等。一个人不可能像这些网站一样提出适合您的推荐。最重要的是，他们跨平台，跨设备和跨应用程序执行此操作。尽管有些人认为它是侵入性的，但通常情况下，数据不是由人处理的。通常，它是如此复杂，以至于人类无法掌握它。但是，机器将卖方与买方配对，将电影与潜在观众配对，将照片与希望观看的人配对。这极大地改善了我们的生活。

　　说到这，淘宝拥有如此出色的机器学习算法，它们可以高度确定地预测您将购买什么以及何时购买。那么，他们如何处理这些信息?他们将产品运送到最近的仓库，因此您可以在当天订购并收到产品。难以置信!

　　金融机器学习

　　我们名单上的下一个是金融交易。交易涉及随机行为，不断变化的数据以及从政治到司法的各种因素，这些因素与传统金融相距甚远。尽管金融家无法预测很多这种行为，但是机器学习算法会照顾到这种情况，并且对市场的变化做出响应的速度比人们想象的要快。

　　这些都是业务实现，但还有更多。您可以预测员工是否会留在公司或离开公司，或者可以确定客户是否值得您光顾-他们可能会从竞争对手那里购买还是根本不购买。您可以优化流程，预测销售，发现隐藏的机会。机器学习为机会开辟了一个全新的世界，对于在公司战略部门工作的人们来说，这是一个梦想成真。

　　无论如何，这些已在这里使用。然后，我们将进入自动驾驶汽车的新境界。

　　机器学习算法

　　直到最近几年，无人驾驶汽车还是科幻小说。好吧，不再了。自动驾驶汽车已经驱动了数百万英里(即使不是数十亿英里)。那是怎么发生的?没有一套规则。而是一组机器学习算法，使汽车学习了如何极其安全有效地驾驶。

　　我们可以继续学习几个小时，但我相信您的主旨是：“为什么要使用机器学习”。

　　因此，对您来说，这不是为什么的问题，而是如何的问题。

　　这就是我们的Python机器学习课程所要解决的问题。蓬勃发展的数据科学事业中最重要的技能之一-如何创建机器学习算法!

　　如何创建机器学习算法?

　　假设我们已经提供了输入数据，创建机器学习算法最终意味着建立一个输出正确信息的模型。

　　现在，将此模型视为黑匣子。我们提供输入，并提供输出。例如，考虑到过去几天的气象信息，我们可能想创建一个预测明天天气的模型。我们将输入模型的输入可以是度量，例如温度，湿度和降水。我们将获得的输出将是明天的天气预报。

　　现在，在对模型的输出感到满意和自信之前，我们必须训练模型。训练是机器学习中的核心概念，因为这是模型学习如何理解输入数据的过程。训练完模型后，我们可以简单地将其输入数据并获得输出。

　　如何训练机器学习算法?

　　训练算法背后的基本逻辑涉及四个要素：

　　a.数据

　　b.模型

　　c.目标函数

　　d.优化算法

　　让我们探索每个。

　　首先，我们必须准备一定数量的数据进行训练。

　　通常，这是历史数据，很容易获得。

　　其次，我们需要一个模型。

　　我们可以训练的最简单模型是线性模型。在天气预报示例中，这将意味着找到一些系数，将每个变量与它们相乘，然后将所有结果求和以得到输出。但是，正如我们稍后将看到的那样，线性模型只是冰山一角。依靠线性模型，深度机器学习使我们可以创建复杂的非线性模型。它们通常比简单的线性关系更好地拟合数据。

　　第三个要素是目标函数。

　　到目前为止，我们获取了数据，并将其输入到模型中，并获得了输出。当然，我们希望此输出尽可能接近实际情况。大数据分析机器学习AI入门指南https://www.aaa-cg.com.cn/data/2273.html这就是目标函数出现的地方。它估计平均而言，模型输出的正确性。整个机器学习框架归结为优化此功能。例如，如果我们的函数正在测量模型的预测误差，则我们希望将该误差最小化，或者换句话说，将目标函数最小化。

　　我们最后的要素是优化算法。它由机制组成，通过这些机制我们可以更改模型的参数以优化目标函数。例如，如果我们的天气预报模型为：

　　明天的天气等于：W1乘以温度，W2乘以湿度，优化算法可能会经过以下值：

　　W1和W2是将更改的参数。对于每组参数，我们将计算目标函数。然后，我们将选择具有最高预测能力的模型。我们怎么知道哪一个最好?好吧，那将是具有最佳目标函数的那个，不是吗?好的。大!

　　您是否注意到我们说了四个成分，而不是说了四个步骤?这是有意的，因为机器学习过程是迭代的。我们将数据输入模型，并通过目标函数比较准确性。然后，我们更改模型的参数并重复操作。当我们达到无法再优化或不需要优化的程度时，我们将停止，因为我们已经找到了解决问题的足够好的解决方案。

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十、深度学习理论强调什么？

深度学习具有不同于一般学习的特质，其鲜明的禀性和特点集中表现在态度、跨度和深度三个“度”上。所谓态度，是指在精神和心理层面上，学生对学习十分投入和专注，并持有浓厚的兴趣和热情，深入参与学习过程；跨度则是学生能主动打破学科之间的壁垒，以跨学科视角和思维思考寻求问题解决的有利途径与方法；深度主要体现在学习中的举一反三、触类旁通和迁移应用。学以致用、活学活用，创造性地解决不同情境下的问题，这是深度学习的必然要求和集中体现。

以上“三度”就是深度学习的本质和要义，要达成深度学习的目标，教育者应当认真做好教学建构，精心设计教学内容和问题情境，唤起学生学习兴趣，引导学生自觉运用跨学科思维，鼓励学生积极进行迁移应用。为此，教师应进行三个方面的准备。

充分的教学资源

教学资源是学习的起点和基础。因此，深度学习的第一步就是选择和确定教学资源。不是每一课教材内容都有必要进行深度学习，在选择时应当遵循以下三个原则：

学习内容具有综合性。注重同学科前后知识的关联性和系统性，必要时还需要融入课本之外的诸多知识，才能更好地理解学科内容，化解问题。如“轮轴”一课中，轮轴省力的原理便需要借助上一节课“杠杆”知识来理解，只需要将杠杆与轮轴作一番比较，学生很容易发现杠杆自转一周就成了轮轴。通过系统思维，可以将知识追根溯源，轻松揭开其中的奥秘。

学习内容具有研究性。只有投入大量时间和精力，进行细致深入的观察、思考和分析，才能得出正确的判断和结论。如小学科学“冷和热”一课，在对“一杯热水自然降温”现象的观察中，要不间断地做好水温测试和记录，并细致比对最终数据，方能总结出一杯热水在自然状态下降温的规律。唯有深入研究才能抵达问题本质。

学习内容具有挑战性。对挑战的期待是学生与生俱来的品格和心理诉求，也是激发学生学习热情的主要动力。这种挑战不是内容的生僻和晦涩难懂，而是指解决这个问题需要动用多种渠道、通过多种方式才能完成。如“制作弹簧秤”需要从弹簧秤原理、材料、制作、测试、限重等诸多方面进行全面考量。

良好的教学环境

教学环境是学生学习的文化场域，深度学习需要在良好的教学环境中开展。

充分自主的学习时空。深度学习是在完成基本学习任务基础上的自主学习和个性化学习，教师要充分尊重学生在学习内容、学习方式、学习时间和合作伙伴等方面的自主权。当然，学生有自主学习的权利，没有自主不学习的权利。教师要善于发现和捕捉学生“自主不学习”的问题，并帮助他们找到适合自己的学习节奏和学习方法。

合作共进的学习团队。学习团队既可以是学习小组，也可以是整个班集体。作为学生个体所处的组织网络，提供了取之不尽的智力资源和学习动力。建设有凝聚力的学习团队，让学生自主选择合作伙伴，这样自觉建立起的学习小组最具凝聚力和号召力。

多向畅通的资源平台。学习不能只靠孤军奋战和单打独斗，还需要多方借力。学习的各场域都需要置备各种资源，包括网络平台、图书资料、实验设备等，让学生有沟通的渠道、查询的途径、操作的媒介。如一些学校建立课程基地和学科工作坊，汇聚起课程学习的所有软硬件资源，从而切实保障了深度学习的有效实施。

必备的教学保障

有力的教学支撑是深度学习能否顺利实施的关键，也是深度学习化解各种难题并走出困境的根本保障。

教师的深度设计。深度学习呼唤深度的教学设计，其关键在于教学内容的内在关联性和结构性。这就要求教师设计的教学内容既要有清晰的知识脉络，又能对于每个知识点上衍生出的问题进行甄别和梳理，使整个学习过程体现思维跨度和逻辑梯度。此外，多样的情境体验和趣味活动也要有机融入设计之中。

教师的深度指导。深度学习过程中必然会遇到矛盾和问题，这就要求教师做好跟踪服务和指导，适时点拨和引导学生思维，助推学生不断向知识的更深处迈进。如“简单电路”一课，教材虽未要求学习“并联”，但学生在实验研究中意外发现“并联”的现象，并有兴致有能力研究，教师就可以深度引入，实现触类旁通。

教师的深度评价。评价不仅是一种判断和比较，更提供了一种学习导向。有判断和比较才能有自省和反思；有导向才能有目标和动力。首先要肯定学生学习的不易，并从对“深度”的挖掘上提出切实可行的学习建议；其次是表扬学生可圈可点的个性化学习优势和成果，促成学生自觉形成良好学习品质和习惯；此外还应当评估学习团队的合作攻关能力，鼓励学习小组发挥集体力量，倡导集体智慧背景下学生有组织地进行自主学习，集思广益、合作共赢，在为集体作贡献中实现自我成长。