深度学习方法及应用

深度学习方法及应用（推荐8篇）

深度学习方法及应用 篇1

［提要］随着科学技术的发展以及金融市场数据愈加复杂化的特性，深度学习模型更为适合金融市场上数据规模大、高维度以及流数据特性的数据特征，其应用不但在金融风险管理领域中的预测分析方法进行了提升，而且促使实证研究范式从线性向非线性转变、从关注参数显著性向关注模型结构和动态特征转变，同时能够更好地捕捉尾部风险，在实证领域的成果在一定程度上助推相关金融风险管理理论的成长与完善。但深度学习的应用也面临着程序错误、主观判断误差、金融监管不足等方面的挑战。为此，在金融风险管理领域中需要合理运用深度学习模型。

关键词：深度学习；金融风险管理；卷积神经网络；深度置信网络；堆栈自编码网络

一、引言

金融市场上的主体都面临着收益和损失的不确定性，金融产品和工具的多样化趋势，都体现着风险管理的重要性。全球市场在过去的几十年间发生了数次规模巨大的金融危机事件，例如影响全球股市的1987年的黑色星期一事件、的亚洲金融危机、的美国次贷危机以及全球金融危机。各家公司也都面临着各种风险。无处不在的风险日益成为悬在金融市场主体上的一把“达摩克利斯之剑”。与此同时，计算机技术发展迅速，数据信息的多样性以及数据分析技术的应用，给具有大数据特征的金融风险管理分析带来了机遇和挑战，人工智能开始逐步应用于金融风险管理领域，引导着行业的变革。而在演进的发展过程中，深度学习是解决人工智能应用能够发展的关键。金融市场是一个嘈杂的、具有非参数特点的动态系统，对金融数据进行分析与预测是一项极具挑战性的工作。但是，传统的计量方程模型或者是带有参数的模型已经不具备对复杂、高维度、带有噪音的金融市场数据序列进行分析建模的能力，而且传统的人工神经网络方法也无法准确分析建模如此复杂序列的数据，同时传统的机器学习的方法又十分依赖建模者的主观设计，很容易导致模型风险。这些方法在应用过程中存在着过拟合、收敛慢等问题。而深度学习方法为金融数据分析提供了一个新的思路。近年来，深度学习被广泛应用到人工智能任务中（如AlphaGo），并在图像处理、人脸识别、语音识别、文本处理等方面取得一系列成果。因此，随着金融数据复杂程度的提高，带来了对其分析需求的提升，因而深度学习的应用已经成为了金融风险管理领域的研究前沿，也必将在金融风险管理领域产生颠覆性的变革。

二、深度学习在金融风险管理领域主要应用研究

深度学习是通过人工神经网络发展而衍生的，包含复杂多层次的学习结构，其建立是基于模仿人类大脑的学习机制。深度学习模型通过对每一数据特征的学习，继而将新的特征输入到下一层中，在这个过程中新的特征是通过对学习到的数据特征进行特定的特征变换得到的，提升了模型的预测效果。堆栈自动编码器和深度置信网络模型是由自动编码器和受限玻尔兹曼机串联而组成的（Najafabadietal.，），在针对大量数据时，这类结构具备对其进行无监督学习（HintonandSalakhutdinov，）；在运用深度置信网络时，其算法主要包括马尔科夫链蒙特卡罗算法、Gibbs采样算法、受限玻尔兹曼机评估算法、重构误差、退火式重要性抽样等。卷积神经网络最早被用于图像识别领域，使其技术上在特征提取技术方面迈了一大步，应用原理为通过应用卷积核于局部特征提取得到新的模糊图像。在深度学习模型中，存在传统反向传播算法和梯度下降法计算成本较高的问题，为了进一步更好地应用深度学习模型，解决这些问题，Hintonetal.（2006）提出了贪心逐层算法，大大地减少了训练学习过程所需的时间。Raikoetal.发展了一种非线性变换方法，极大地提升了学习算法的速度，从而有利于寻找泛化性更好的分类器。Collobert（）发展了一种快速并且可以扩展的判别算法，使其用于自然语言解析，仅仅使用很少的基本文本特征便能得到性能，并且与现有的性能相差不大，而且大大提高了速度。学习率自适应方法如自适应梯度方法（Duchietal.，2011），可以提升深度结构中训练的收敛性并且除去超参数中存在的学习率参数；LeRouxetal.（，2011）提出了在学习场景中能提升训练过程速度的算法。这一系列算法改进，极大地改善了模型的预测效果，为深度学习在金融领域的发展奠定了基础。

（一）深度卷积神经网络在金融风险管理中的应用。

在金融风险管理领域，深度卷积神经网络主要应用于预测及评估风险。不同于传统方法，深度学习模型不需要对收益率的分布进行假设和方差的估算。李卓（）提出了深度学习VaR测算方法，基于损失序列本身构建深度学习模型，研究发现此方法相较于ARCH族模型下的VaR计算更为精确。基于此，韩正一（）拓宽了银行风险监测和管理的方法和思路，应用最新的人工智能技术，即深度神经网络方法，于信贷风险监测领域，优化模型的训练方法，经过测试发现效果显著。Sirignano（2016）以深度神经网络为基本结构，基于真实事件的发生概率建立了深度学习模型，通过模拟价格的深层信息的D维数据空间局部特征生成一个低维的价格空间，从而对价格进行预测。该模型不仅能够应用与分析样本外时间的最优卖出价格和最优买入价格的联合分布，也能够对限价指令簿的其他行为进行建模分析，适用于对任一D维空间数据进行分析建模。他进一步指出，因为深度神经网络可以较好地提取限价指令簿的深层信息，故在应用于风险管理中，能较好地处理尾部风险，其研究具有特别的意义。

（二）深度置信网络在金融风险管理中的应用。

深度置信网络在金融风险管理中的应用主要是对风险进行度量和预警。为了解决有监督学习问题，使受限波尔兹曼机能够较大程度地提取数据的行为特征，卢慕超（2017）提出了基于分类分区受限波尔兹曼机的深度置信网络，利用单户企业财务数据，建立了财务危机预警模型，相较于其他方法预测更为准确。丁卫星（2015）基于深度置信网络模型，训练生成了一个五层的深度学习交易欺诈侦测系统，经过对数据的一系列处理，检验了模型的交易欺诈识别效果。

（三）堆栈自编码网络在金融风险管理中的应用。

杨杰群（2015）认为深度学习是处理股指期货的有效方法，将深度络用于股指期货的预测中进行研究，基于自动编码器等算法建立深度络模型，并进行对比分析，最终根据交易抉择设计了用于交易的网络预测系统。另外，对金融产品与工具的有效管理，能够有效地避免一些金融市场上的非系统性风险。FehrerandFeuerriegel（2015）基于递归自动编码器预测模型，利用1月至6月期间的股票数据，测试对已披露财务信息的反应。他们重点研究了特殊的新闻文本信息和异常收益率之间的相关关系，基于此模型对其进行预测。还有部分文献中，重点研究分析财务文本与风险信息的相关关系，对其进行风险预测。从银行、国家、欧洲三个层面，基于银行破产事件、政府干预行为等来研究分析文本信息中隐藏的银行危机信息，基于深度神经网络结构来挖掘其中的关系。

三、深度学习在金融风险管理领域中的应用贡献及挑战

（一）深度学习在金融风险管理领域中的应用贡献。

传统方法在应用于具有复杂数据特征的金融风险管理领域容易出现以下问题：第一，传统建模方法往往难以挖掘复杂的数据特征，传统方法无法准确地反映金融市场特征，容易忽略很多外因，如政策变化、经济发展水平、行为人预期及心理变化等与市场相关的因素，这些因素增加了发现金融风险隐藏的`经济理论逻辑的困难（尚玉皇和郑挺国，2016）；第二，传统模型由于过度依靠研究者的主观设计，包含了主观因素，导致设计具有不完整性的特征。另外，传统的线性方法需要强烈的“线性”假设，而传统的机器学习方法无法较好地处理噪音信号。这些问题制约了对金融市场中数据的准确预测与分析。通过梳理已有相关国内外研究文献，在金融风险管理领域中，深度学习的贡献主要分为两个方面：一是深度学习具备强大的挖掘学习能力，能够更为准确地挖掘隐藏于数据深层的规律，更适用于具备规模大、维度高以及流数据的数据特征的金融市场，深度学习的应用不但推动了该领域中的预测方法的改进，还优化了适用于深度网络、解决无效训练问题的算法，带来了传统实证应用研究方法的进步；二是深度学习在金融风险管理领域数据分析方法的成果也推动了相关经济理论的发展与完善。

（二）深度学习在金融风险管理领域中的应用挑战。

金融科技的不断发展给金融风险管理领域带来了机遇，同时深度学习在金融风险管理领域也面临着诸多挑战。第一，深度学习的应用面临着程序出错的风险，如果发生，那么基于此的数据分析就容易得到有误的结论。在金融风险管理过程中，基于对大量数据分析的结果，进而对风险进行预测和评估分析。如果程序发生了错误，研究者就无法做出正确的风险管理决策，进而遭受损失；第二，深度学习模型的正确运用需要研究者对深度学习模型具备深刻的理解，并且能够结合在金融风险管理领域的专业理论知识。由于模型的构建与优化较为复杂，研究者对金融市场及风险管理理论的准确认识极为重要，不了解相关理论知识，而单纯应用深度学习无法发挥模型的作用；第三，深度学习模型的发展及推广应用使得许多金融传统业务的运作模式发生了改变，使金融监管面临着新的挑战。现有的金融监管体系下难以界定由于金融科技故障进而导致的风险事件责任。这些都使得深度学习模型的应用存在一些问题。

四、在金融风险管理领域中合理运用深度学习的对策建议

在金融风险管理领域正确地运用深度学习模型有利于提升金融数据的处理速度、极大减少人力成本，进而推动金融风险管理过程的改进。同时，其应用也会存在着挑战。为此，探讨如何合理运用深度学习模型的问题具有深刻的意义。首先，需要正确认识金融系统中的深度学习运用，完善模型程序设计的原则及流程，尽量降低程序出现错误的概率；其次，完善深度学习的应用体系，制定相关的维护技术措施、人力措施，引进及培养相应领域的人才，加快转型；最后，完善深度学习在金融风险管理领域应用的监督措施，确保出现由于人工智能应用导致的重大问题或隐患时，具备相应的准则来界定风险处置责任。深度学习模型的应用在相关领域的完善也必将推动金融风险管理领域的快速发展。

主要参考文献：

［1］于孝建，彭永喻.人工智能在金融风险管理领域的应用及挑战［J］.南方金融，2017（9）.

［2］苏治，卢曼，李德轩.深度学习的金融实证应用：动态、贡献与展望［J］.金融研究，2017（5）.

［3］于振，丁冰冰，刘永健.深度学习在农村金融行业风险管理中的应用研究［J］.科技资讯，2017.15（15）.

［4］刘建伟，刘媛，罗雄麟.深度学习研究进展［J］.计算机应用研究，.31（7）.

［5］卢慕超.基于深度置信网络的商业银行信用风险预测实证研究［D］.太原理工大学，2017.

［6］李卓.基于深度学习的VaR测算研究［D］.兰州财经大学，2017.

［7］韩正一.基于深度神经网络的银行信贷风险监测模型研究及实验［D］.郑州大学，2016.

［8］杨杰群.基于深度学习之股指期货交易［D］.中国科学技术大学，2015.

深度学习方法及应用 篇2

深度学习是机器学习研究的一个新领域,基于神经网络建立模拟人脑分析、学习的模型,模仿人脑机制识别目标,感知信息。其代表性成果是Hinton于2006年提出的自动编码机[1],在手写数字识别上取得了令人惊异的进展。此前的一些神经网络研究也曾尝试解决这一问题,但因缺乏有效的深层网络模型以及训练算法而没有显著成果。

1 深度学习的原理概述

深度学习是以建立深层结构化模型为目标的机器学习,一般约定模型至少包含三个隐层。这种多隐层结构的网络用普通神经网络的训练算法,例如BP算法很难奏效,不仅因为样本数据量要求大,训练过程缓慢,而且参数容易收敛在局部而不是全局最优点上,实用意义不强。

Hinton等引入受限波尔兹曼机 ( RBM ,Restricted Boltzmann M achines) 作为单层网络基本结构,通过分层训练方式实现对深层网络的训练,并通过自动编码机展示了这种方法的有效性,由此奠定了深度学习概念和方法。深度学习有三个主要环节:第一,用无监督方式训练系统,即用大量未标注样本逐层提炼,无导向自动形成特征。这一过程类似于人通过眼、耳等感官系统接收图像、声音信息后,自动在脑中形成不同类别信息印象。第二,调准。这一过程用一些已标注样本对特征分类,并根据分类结果进一步调整系统参数,优化系统在区分不同类别信息上的性能。类似于人知道了什么是鹿,什么是马,或者语音质量什么是好,什么是不好。第三,测试,用系统未见识过的样本数据检验系统学习效果,例如样本正确分类率、质量评估与主观评估关联度等。

除了输入和最后一层输出可见外,深度学习的其它各层都是隐藏的,其中包含了多少或者怎样的信息难以解析。这就如同人看见了一个动物,从视网膜成像到最后判定为是一匹马,其间通过神经系统逐级抽象,不同感官层级上的信息难以表述一样。然而,要分层训练深度网络,必须明确各隐层上的信息形式,规定其与已知量的对应关系。Hinton等人的解决方案是: 利用RBM作为网络基本层,从底向上逐层训练网络,直到在最顶层生成所需要输出。各层的训练算法相同: 最底层以已知数据作为输入,以生成数据作为输出; 其上各层则以下层输出作为输入,生成数据作为上层输出。例如,输入可以是各种各样手写数字图像,而输出则是0 ~ 9。各层的输入输出维数,以及深层网络的层数都可以根据需要自行指定,没有特别约束。

2 深度学习的模型及其训练

受限波尔兹曼机是对波尔兹曼机的一 种改进[2],波尔兹曼机是一种随机网络,由于其层内单元之间存在着互联关系如图1( a) 所示,因此网络训练过程很慢。1986年Somlensky介绍了一种受限型的波尔兹曼机,它包含一个显见层,一个隐层,层内单元之间没有互联关系如图1( b) 所示。这样一来,使用RBM进行推理计算变得十分高效。

假设一个RBM包含n个可视单元和m个隐藏单元,不妨用向量v和h分别表示可视单元和隐藏单元的状态,其中,vi表示第i个可视单元的状态,hj表示第j个隐藏单元的状态。那么,对于一组给定的状态ν、h,RBM作为一个系统的联合概率分布可用能量函数来表示:

式中,wii,ci均为RBM的参数。其中Wij表示可视单元i与隐藏单元j之间的连接强度,bi表示可视单元i的偏置,cj表示隐藏单元j的偏置。学习RBM的任务就是求出 这些参数 的值,以拟合给 定的训练数据。

给定一组随机选取的训练数据v,由于隐单元的条件概率值只取决显单元的分布,则隐单元的条件概率为:

同理可以很方便地求出显单元的条件概率为:

其中,σ( ·) 为sigmoid函数,定义为σ( x) = | /( 1 +exp( - x) ) 。随后Hinton提出一种对比扩散[3]的算法改善了通过大量吉布斯采用获取模型重构值的方法。大大提高算法的效率,权值的更新准则为:

其中,δ是学习率,< · >data是输入数据的期望值,< o >recon是重构数据的期望值。上式表明权值的更新依赖于输入数据和重构数据的差值,最小化这个差值可以使RBM的隐层更好地提取显层输入的本质特征。进一步通过观察公式( 4) 可以发现RBM的训练准则只需进行简单的加法和乘法运算,从而使得计算量不至于过大,并可以很容易地完成权值的更新过程。

3 手写数字识别

自动编码机( Autoencoder) 是深度学习最成功的例证[5]。它由任意层数的RBM级联而成。其工作原理是: 输入数据经过多层RBM使高维数据变成低维数据完成编码过程,产生中间的代码层,然后从代码层开始逆向使用编码过程产生的各层参数,重构出输入数据完成解码工作( 如图3所示) 。整个网络通过最小化输入数据与重构数据的交叉熵完成对模型参数的微调,使得中间代码层输出更本质的特征。

这里用5层自动编码机对数据集MNIST中的手写数字进行分类的实验。其过程如下:

首先,对输入数据做预处理,将原始数字图像28×28的像素值转换成1×784的行向量,因此在训练过程中可以建立显层为784个单元,而隐层分别为1000 - 500 - 250 - 30 - 10的四层自动编码机网络; 其次,将原始像素强度介于0到255之间的值转化为0到1之间的灰度值; 最后,将数据库中的60000个训练样本分成以100个为一组的600个小批次,每个训练周期都依次处理这600个小批次,在每个小批次结束以后,才对权值进行更新。

输入数字经过自动编码机的重构效果如图3所示。图中上层为训练过程中输入的15个手写数字,下层为通过自动编码机重构的手写数字。从图中可以看出重构值很好地还原了原始图像。

自动编码机训练完成后,就可以利用标注好样本测试其分类性能,统计错误率。表1是此处介绍的自动编码机与其它分类器错误率的比较。可以看出,利用自动编码机可以改进分类性能。需要注意的是,深度学习网络中隐层数以及隐层单元数等量值都会影响分类结果,而这些量值目前尚无客观推断方法,因此灵活性比较大。

4 结束语

深度学习方法及应用 篇3

摘 要： 传统以教师讲、学生听为主的课堂已经不能完全适应当前信息时代，在信息快速更新的大数据背景下，要求每个学习者不仅学会知识，而是具备对知识的学习力、接受力，即自身思维能力。特别文兼理的地理学科学习，更注重学生对知识的宏观把握及迁移。集现代数字电子技术、计算机技术、网络技术、多媒体技术于一体的交互式电子白板应运而生。它的使用加强了师生、生生的交流互动，激发了学习兴趣，刺激了学生主动分析、思考，促进了学生地理素养提高，进而促进了深度学习的发展。

关键词： 交互式电子白板 地理课堂 知识迁移 深度学习

《普通高中地理课程标准（实验）》指出，高中地理课程“提供现代公民必备的地理知识，增强学生的地理学习能力和生存能力”。将高中地理课程的价值取向定位在促进学生的发展上，特别强调坚持地理科学素养与人文精神的统一；强调基础的重要性，高度关注学生创新精神和创新能力的发展。这就要求学生在学习过程中不仅局限于被动的、机械的浅表性学习，而是批判性学习新的思想和知识，并将它们融入原有认知结构中，能够在众多思想间进行联系，并能将已有的知识迁移到新的情境中，最终做出决策和解决问题，即深度学习。深度学习强调学习者积极主动地学习，显著特点是把学习变成人的主动建构过程，学习不再是源自一种异己的外在的控制力量，而是一种发自内心的自主学习。在课堂学习过程中，更注重知识的生成与迁移，充分体现学生的主体地位。传统的板书，或PPT媒体教学主要是基于教师课前的准备，很难在课堂上扩展生成的内容，不利于学生思维深度发展。交互式电子白板是现代数子电子技术、计算机技术、网络技术、多媒体技术的最佳集成者，是一套为满足师生及时、互动沟通与现场决策等需求而开发的一体化智能设备。通过高清大屏幕的集中显示、便捷的触摸操作、直观的屏幕手写标注、海量图像的快速处理、远程多方数据共享和人性化的操作模式等核心功能，为课堂学习提供一个划时代的辅助交流平台。由于其本身设有强大的资源库，具有任意写擦、即时保存、随时切换和调用各相关软件等功能，从而有利于激发学生的学习热情，增强学习主动性。

一、交互式电子白板在地理课堂的实践

1.交互式电子白板在区域地理教学中的应用

区域学习离不开地图，地图是地理学科的第二语言，是地理信息的浓缩和直观表达，更是获取地理知识及进行地理学研究必不可少的工具载体，在帮助学生建立空间概念上有着其他学科无法比拟的优势。传统地图学习主要依赖于板图、挂图，或PPT展示图。一是对教师的基本功要求很高，另外占用大量时间绘图。二是挂图或PPT展示图很难通过放大、缩小的功能强调某个区域。长期如此，导致大部分学生的空间概念模糊，学习地理感觉摸不着头绪。运用电子白板的编辑功能，可以呈现给学生不同比例的区域地图，更加强烈地提高学生对地理区域认识的学科核心素养。如应用交互白板学习人教版必修三《东北地区农业》一节时，用放大图了解东北的地理位置，逐渐放大，看清东北的轮廓，此时，可以充分发挥电子白板的优势，用电子笔在白板上画出东北地区的边界范围，高亮显示。边讲解分析东北的地形，边在图中绘制大小兴安岭、长白山地等，也可以用不同颜色显示出东北的河流。在学习过程中穿插视频，了解东北地区的农业分布。此时，学生可以在手持设备上填农业分布图，教师有选择地放映学生绘制的农业分布图。在整个学习过程中，教师不再是鼠标的点击者和放映者，学生也不再当录音机和观众。作为屏幕的电子白板，可以随意对任何地理信息进行书写、填注、描绘和缩放。师生、生生之间进行充分交流，优化了课堂教学节奏，促进了课堂互动生成，提高了课堂教学效率。而且使原本枯燥的知识生动起来，原本需分在不同页面讲解的知识有机结合起来，帮助学生建立空间概念，实现知识的整体性、系统性，促进学生地理思维逐渐形成，进而实现深度学习。

2.交互式电子白板在地理原理学习中的应用

地理原理的学习，向来是地理学习者头疼的问题，由于大多数内容比较抽象，传统教学很难解释清楚，往往是教师在台上讲得口吐白沫，学生在台下听得云里雾里，而且比较枯燥无味。如何用有效方法使枯燥的知识变为学生感兴趣的知识，且在学习过程中发展地理思维能力，达到深度学习呢？思维导图以一种与众不同和独特有效的方法驾驭全部大脑皮层技能——词汇、图形、数字、逻辑、节奏、色彩和空间感，会给大脑畅游无限空间的自由。在学习过程中教师引导学生绘制思维导图，建构认知框架，在交互式电子白板中交流并协商改进，将极大地促进课堂对话中的动态生成。最广泛地应用交互电子白板的优势，能激励学生学习，因为基于交互电子白板进行的课程充满了乐趣，从而提高了学生的注意力，促进了学生的学习行为。如《荒漠化的防治》一节，在学习荒漠化成因和防治措施知识点时，让学生在白板上以思维导图形式绘制，再通过不断修改、修正，找出根本原因、直接原因、人为原因和自然原因。并根据原因推出防治措施，最终在白板上展示完整的框架图。并直观体现了自然地理环境的整体性，人地关系应协调发展。因为构图过程中全体学生参与其中，不但调动了学习积极性，而且印象深刻，有利于其他同类问题举一反三，提高地理思维能力。

3.交互式电子白板在地理课堂互动中的应用

地理课堂互动在现代教学中仍是地理教学的重要组成部分。课堂互动更能够调动学生学习主动性和积极性。利用交互式电子白板更注重其交互性，并强调合作性学习，以目标为导向的学习活动，以学生为学习活动中心，根据合作学习理论，教学过程可看做师生之间、学生之间、教师之间的信息互动过程。这个过程中，可以通过各种形式包括交流研讨、彼此争论、互教互学等进行学习、交流，实现共同提高，学生有了更多表达个人观点，倾听别人意见的机会。这一过程中学生作为教学主体，个人自主意识得到了充分体现，满足了学生的归属感和提高影响力的需求，使学生交流沟通能力得以增强，有利于均衡实现认知、情感与技能等多维教学目标。

交互式电子白板的学习平台为师生提供了一个实现合作学习的虚拟空间，空间内的教学活动不仅能使双方在相互交流中教学相长，共同进步与提高，而且能带来极大的成就感、归属感及满足感。如以《冷热不均引起大气运动》一节的复习课为例，小尺度的热力环流，是由于地面冷热不均引起的大气运动形式，其是大气运动中最基本、最简单的形式。学生不仅会有这样的疑问，如果放大空间尺度，即在全球范围内这样的热力环流形式是否存在？在海洋与陆地这种中等尺度空间之间会因多种因素影响，产生不同的大气运动形式。单一因素的影响到多因素作用下，会产生不同的结果，表现为不同的地理现象。其分析过程是学生强化思维分析的过程，极大地提高学生在学习过程中对地理事物现象的分析问题能力。由单一因素到多因素分析，构建地理知识间的思维导图（如图1），有助于学生知识架构的认识和理解。

二、交互式电子白板应用对教与学的新要求

随着信息技术的不断发展，学校对教学硬件资源的开发和建设趋于逐步完善和成熟，新的教学思想和观念在广大教师中将得到更广泛的接受和传播，教学手段不断丰富完善，推动了现代以应用网络平台教学为特点的教学模式改革。电子白板的应用操作较简单，且丰富着教师的教学手段和学生的学习方式。但在应用电子白板技术的背后，对教与学提出更高的要求。

首先，教师提高自身素质。教师要能充分发挥电子白板的作用，就需要充分熟悉电子白板的各项功能。把握电子白板的各项功能的同时，教师还需要提高对教材的分析、把握能力。因此，教师必须在课前对教学内容反复分析、充分把握，这样才能在教学过程中根据教学要点，结合学生动态学习过程调整知识“生成”状况，利用教学机智应对各种意料之外的教学进程。

其次，课前需要收集教学用的丰富素材。教学资源与素材的充实程度，是教学效率与教学质量的关键所在。拥有更多更好的资源，有利于更好地“生成”知识结构，更好地完成教学任务。

最后，师生互动促进学生深度学习的达成度难以确定。教师要用丰富的教学素材设计教学活动方案，学生依据素材和已有地理经验完成互动学习，能否完成地理知识的深度学生，取决于教师对教学素材的组织和学生对教师设置问题的思维深度的深浅。但基于网络的交互平台为基础的教与学将会更深刻、更广泛地影响未来课堂教学，更有利于激发学生的学习兴趣，变被动为主动，在长期主动学习中，培养探究学习的精神，发展地理思维，促进学习力深度发展。

本文是江苏省教育科学“十二五”规划课题《基于深度学习的高中地理教学实践研究》项目成果之一。

精准解读,深度学习 篇4

尊敬的各位领导、专家，老师们，大家上午好！

部编版教材已经使用了一个学期，老师们对于它编排的特点也已经大致了解，经过一个学期的教学实践也摸索出了一些教学方法和策略，但是面对一年级下册新教材，我们仍然需要静下心来，深入研读教材，挖掘教学资源，力争使我们的教学做到有的放矢，甚至达到事半功倍的效果。

下面，我就从单元架构，教学要素，教学策略，评价检测，资源开发五个方面对一年级下册三、四单元内容和大家进行交流。

一、单元架构

第三单元是围绕“伙伴”这个主题展开。由课文，口语交际和《语文园地》三大部分组成。其中课文一共是3篇，包括《小公鸡和小鸭子》《树和喜鹊》《怎么都快乐》，前两篇是童话故事，后一篇是儿童诗；语文园地也由三部分组成，分别是《查字典》《日积月累》《和大人一起读》。

第四单元是围绕“家乡”这个主题展开的。由课文和语文园地两大部分组成。课文包括《静夜思》《夜色》《彩虹》《端午粽》，共4篇，其中第一篇是古诗，第二篇是儿童诗，最后两篇呢是散文；《语文园地》四的安排与语文园地三有所不同，它包括“识字加油站”，“字词句运用”，“书写提示”，“日积月累”，“和大人一起读”这五大板块。

两个单元七篇课文里有四种体裁，这也充分体现了教材选文内容的丰富性。也就是编者所言“本套教材内容与儿童生活紧密联系，充分考虑儿童的经验世界、想象世界和情感世界。而且题材多样，有童话，有散文，有儿歌，有故事，不仅确保了教材全面的思想内涵，而且保证了教材的可读性和感染力”。

二、教学要素

这套教材的编写是围绕人文主题和语文要素,双线组织阅读教学的，每个单元的学习目标都十分清晰，在教材的助学系统和语文园地中都有所呈现，做到了难度适宜，梯度合理，衔接自然。我们来分别看一下: 第三单元的人文要素主要是体现了伙伴之间的情谊——互相帮助、快乐合作、友好共处，课文中把生活中常见的伙伴之间的相处通过生动的故事情境和朗朗上口的诗歌语言加以展现。当然，道理不在直接告诉，而是在朗读和感受中细细体味。而第三单元的语文要素包括五个方面。识字方面是要求认识33个生字、3个偏旁和4个多音字。写字方面要求会写20个字。阅读包括4个方面：1.正确、流利的朗读课文，读好“不”的变调。2.读好对话，读出不同角色说话的语气；朗读儿童诗，读出自己的感受。3.借助拼音正确朗读古诗《赠汪伦》，大致了解古诗的意思；4.和大人一起读《胖乎乎的小手》，巩固学过的汉字。口语交际方面有两项要求：1.在不同情境下会使用合适的礼貌用语。2.能大致讲清楚自己的要求。

第四单元体现人文要素的方面也比较明显，比如学习了《端午粽》之后，让孩子说说自己了解到的端午节故事；学习了《夜色》后，说说自己曾经怕黑的经历，是怎样克服这种心理的等等。

第四单元的语文要素包括三大方面。识字方面是认识46个生字，4个偏旁。写字方面包括两项：1.会写28个字。2.学写“主、门、书、我”4个带点的字，了解“点的位置不同，书写先后也不同”的笔顺特点。阅读方面包括:1.正确流利的朗读课文，读好长句子及问句，注意停顿，读懂句子所表达的意思。2.朗读《静夜思》并背诵积累；借助拼音，正确朗读古诗《寻隐者不遇》，并背诵积累。3.借助拼音和大人一起读《妞妞赶牛》，读正确、读流利，并能边读边想象画面，感受绕口令的情趣。其中,读好长句子不仅是本单元的重点，也是一个难点，它贯穿于整单元的教学。我们来重点看一下.首先，在《夜色》中出现了比较明显的长句子，这个时候我们就要引领学生初步感知了，可以从长句子的停顿上引领，指导孩子读通、读懂长句子；在后面《端午粽》一课时，课后题中则明确提出了“读好长句子”的学习要求，所以在这一课我们必须对长句子的朗读作重点指导，指导孩子学习运用词语连读、正确停顿等方法把长句子读好；而在本单元的最后一课《彩虹》中，我们还要指导学生读好多个分句组成的反问句，读好分句间的停顿，并能试着读出问句的语气和情趣。从这三课关于读好长句子的要求来看，就很好的体现了教材编者所说的“循序渐进，螺旋上升”的梯度性。正如教材编者熊宁宁所言：本套教材注重梯度，每一学段、年级，甚至一个学期的前、中、后期，语文学习要素的安排，都是依照深浅程度形成一条螺旋上升的线索。这样的安排，不仅考虑到了难度系数和教学适用度，也体现了语文教学由浅入深、循序渐进的规律。另外,让学生根据课文信息做简单推断，并联系生活实际进行表达也是本单元的一个训练重点.在《夜色》一课，“我”一看窗外，心就乱跳，此时,就可以引领学生做简单的推断，“我”会看到什么？以为是什么？这些都可以根据课文内容，结合自己的生活实际说开去。其实大家回顾一下上学期的内容就不难发现这是也对上学期的一个承接，是对阅读能力的一种训练。一上要求“找出课文中明显的信息”“学习借助图画阅读”，一下在继续学习“找出课文中明显的信息”的基础上，发展训练“根据信息作简单的推断”的能力，这是阅读能力的进一步发展，更多的是对阅读过程中逻辑思维能力的训练，目的是为了实现学生语言和思维发展的同步。

“循序渐进，螺旋上升”的教材编排特点在第三单元的口语交际《请你帮个忙》中也有体现。回顾上一学期到本次口语交际的内容，我们不难发现，教材设计对“说”的要求从起步时的敢说、“大胆说”，逐步到 “配合动作清楚明白地说”，一步一步地帮助学生提高口头表达能力。而本次口语交际则从交际习惯和交际规则方面进行训练，要求学生懂得自己遇到困难时可以寻求别人的帮助，在不同情境下会使用合适的礼貌用语，并且能大致讲清楚自己的要求。落实了本册口语交际目标中的“与别人交谈，态度自然大方，有礼貌和有表达的自信心，积极参加口语交际。”的目标。可见，教学安排从对象意识、场合意识，到礼貌意识，都考虑到了让学生在每一次口语交际中得到针对性地训练，使学生的交际能力在层层递进中螺旋上升。

语文园地三安排了三项内容。一个是查字典，要求学习正确使用字典的方法，学会用音序查字法查字典，学习独立识字，养成在学习中勤查字典的习惯。这一内容也明显的体现了教材循序渐进，螺旋上升的特点，从语文园地一认识大写字母，熟记《汉语拼音字母表》，到语文园地二复习巩固大小写字母，到语文园地三学习使用音序查字法查字典就是一个很好的例证。

三、教学策略

下面，我结合这两个单元的教学目标以及教学内容和大家一起来探讨一下具体的教学建议和策略。

（一）识字教学

本册教材要求认识常用汉字400个，而三、四单元就要求认识83个，会会写汉字200个，三、四单元要求会写48个生字，可见虽然是两个阅读单元，但是识字、写字的比重还是很大的。我们可以从以下几个方面来做识字写字方面的教学，识字教学：

1.字源识字。如《小公鸡和小鸭子》一文中，教学“身”字的演变。“身”是象形字，引领学生观察最早的“身”字，从字源字理上入手进行理解，识记,既增加了趣味性又使记忆效果牢固.2.编儿歌识字。还是《小公鸡和小鸭子》这一课里，我们可以用“捉捉捉，用手捉；跟跟跟，用脚跟；急急急，心里急”这种编儿歌的识字方法识记生字，儿歌朗朗上口，大大激发了孩子的识字兴趣。

3.用偏旁进行识记。这两个单元的课文中一共需要学习8个新偏旁。可以根据偏旁表意的特征来记忆。

另外，加一加，换一换、利用图片、生活经验识字、做动作等都是可以运用的识字方法。

写字教学：

1.根据笔画的不同位置归类。比如《小公鸡和小鸭子》一课中“河、说”都有点，但位置不同，写法也不同：“河”中的三点不能在一条直线上，“说”的两点大小、高低不同。另外，“河、说、听、哥”四个字都含有“口”字，也是因不同位置而写法不同。我们可以编个顺口溜便于学生记忆：“河”口在中央，“说”口在右上，“听”口要写窄，“哥”口不一样。《彩虹》一课中同样存在三个带点的字，分别是“高、兴、成”，也要进行总结不同的写法。而语文园地中的“书写提示”栏目也因此提供了不同的字中点的位置不同的不同写法，引领学生总结出“点在正上方或左上方，先写点，如主和门；点在右上方，后写点，如书和我”；

2.熟字作部件的变化。如《怎么都快乐》里的“王”在“玩”中横变成了提，教师应加强示范与指导。

3.不同结构的字的不同写法。这两个单元中出现了多种结构的字，如独体字、左右结构、上下结构、半包围结构的字，引领学生在写字时形成结构意识。《树和喜鹊》中出现了3个左右结构的字，引领学生巩固“左窄右宽”的书写规律。《夜色》中出现了“色、爸、笑”三个上下结构的字，引导学生发现“上大下小，上小下大”的结构特点。

4.强调关键笔画的重要作用。如《端午粽》这一课中出现了“午、真、豆、节”四个字，它们同时出现了“长横”，要引导学生把横写平、写舒展，这样整个字看起来才能立得住，有协调、匀称之美。

总之，在写字的过程中，一定要使学生养成“一看二写三对照”的书写习惯。

（二）阅读教学

阅读教学我们可以尝试运用以下策略。

1.创设情境，激发感情。

小学生的学习活动带有强烈的情境性。色彩丰富的画面，生动可爱的声音，情趣盎然的小动物的活动场景，都可以激发学生的探究欲,低年级尤其如此。这两个单元中，有几个目标我们完全可以用这种方法实现。如：《小公鸡和小鸭子》中要求“读好对话，读出不同角色说话的语气”；我们可以先让孩子把两种小动物说的话画出来，然后创设情境演一演，读一读，感受不同角色的特点，以达到教学目标。

2.尝试探究，独立学习。

这两个单元中，对于理解词语都有一定的要求。如《树和喜鹊》中的“孤单”一词，我们可以引领学生找出“孤单”，然后让其自读第一段，感悟什么叫孤单，孩子自然会找到“一棵树、一个鸟窝、一只喜鹊”，甚至有的孩子能找到“只有”一词，这些都是“孤单”的证据，而这种方法也可以运用到本课中后面学习“邻居”一词时使用。

3.朗读指导，感悟文本

新《语文课程标准》明确指出培养学生喜欢阅读，感受阅读的兴趣是低年级阅读的重要任务。翻看我们的课本大家就会发现，无论哪一篇课文后面的助学系统都有“朗读课文”的要求。那么如何做到学生能够较好的完成这一学习任务呢，我们不妨从以下几个方面做起：

（1）加强教师的范读。低年级学生的模仿能力较强，教师作一定的示范，发挥教师的榜样效应，能有效调动学生的情感，并可模仿教师的语调、语气、节奏、情感去朗读课文，逐渐掌握方法，提高朗读能力。

（2）教给学生技巧。朗读技巧包括：停顿、重音、速度等的处理。这两个单元中的阅读训练重点就是读好长句子。《端午粽》中出现了难读的句子，就是第2自然段中“粽子是用青青的箬竹叶包的，里面裹着白白的糯米，中间有一颗红红的枣”，一个句子介绍了关于粽子样子的三个方面的内容，我们可以通过三个方面引导孩子分步读好。首先，读一读，想一想，这句话写了粽子的哪些特征，找一找相关的事物。其次，说一说这些事物分别是怎样的？如（青青）的（箬竹叶），（白白）的（糯米），（红红）的（枣），如此，再让孩子美美的读一读。最后，引导关注描写顺序，发现句子从外及里描写了粽子的样子。抓住“里面、中间”这几个方位词，把停顿读正确。还可借助停顿符号，训练诵读能力，然后经过反复诵读，培养语感。

（3）反复训练，体现层次变化。

加强朗读训练，不仅仅是多读，而更应该有一定的目的性和方向性，否则便成了乱读、瞎读，达不到应有的效果。在教学中的不同阶段，教师有针对性地指导学生朗读，须注意层次性：

初读课文。要求学生借助拼音把课文读正确。

再读课文。让学生在文中画出生字，在认记生字的基础上再读课文，读流利。精读课文。抓住重点句段，在教师的指导下根据自己的理解进行反复品读。通过这样的方式，层层递进，不断提高要求，使学生的朗读更有方向性，从而使朗读水平不断得到提高。

（四）口语交际

第三单元安排了一次口语交际，是以“请别人帮忙”为主题设计的。课本中以文字和插图的形式呈现“有时候我们需要别人的帮助”和“问路、借东西、请别人拿东西”，图画下方还提示了6个礼貌用语。教材提出了口语交际重点为学会请别人帮忙，并且使用合适的礼貌用语。我们可以尝试这样来做，首先唤醒交际需要，然后创设情境，示范交际，再引导学生进行情景表演，同桌互演，组内互演，进行练习，提升实际交往能力，最后引向生活，实践练习。

四、评价检测

基于以上对于这两个单元的教学要素的理解，我们设计了如下单元检测。首先是体现单元目标的纸质检测题。现在，我们来看一下。第三单元的考前导语是这样的——。很明显，这是以本单元人文主题的训练要素带领孩子走进这份试题的。第一到第三题是对孩子本单元读音的考察，第一题主要考察的是孩子们对平舌音、翘舌音以及前鼻音后鼻音的区分情况，第二题呢是对生字掌握以及组词情况的考察，第三题是针对本单元的多音字的考察，第四题是在语境中出现生字，考察生字的书写情况，第五题是考察的孩子对查字典的掌握情况，第六题是考察孩子们对于AABB结构的词语和动宾短语的积累情况，最后的阅读题呢考察的就是孩子们对阅读，理解等各方面语文综合素养的掌握情况了。再来看第四单元的试题，同样的单元导语带领孩子回顾了本单元学习内容。第一和第四题考察了孩子对生字的认读情况，第二三题考察的是学生生字的书写情况，第五题和第七题分别考察了学生对词语的积累的对古诗的积累，而第六题是与语文园地四中的字词语运用相对应，考察学生对轻声词语的认读情况，第八题阅读理解考察的是学生语文综合素养能力。这样看来，两份测试题都从识记、书写、积累、理解等多种语文素养方面进行了考察。

第二种测试方法就是对学生进行情境测试，这种测试可以是课堂上随机的课文朗读，看学生能否读正确，读流利，读好停顿；也可以通过精心设计的活动来进行测试，如创设情境看孩子的语言表达是否流畅、有礼貌。无论纸质测试还是情境测试，目的都是为了从不同方面测试出学生的语文素养，以待在日后的学习中有针对性的进行弥补和提升。

五、资源开发

《课程标准指出》要沟通课堂内外，充分利用学校，家庭和社区等资源，开展综合性学习，拓宽学生的学习空间，增强学语文时间的机会。”在平时教学中，我们也应该努力由课内延伸到课外，努力为学生提供多种学习资源。就这两个单元来说，我们可以从以下几个方面进行拓展。

（一）《怎么都快乐》教学资源

1.读一读任溶溶的其他作品《爸爸的老师》。

2.玩中积累。说一说平时的游戏活动，玩一玩，体会各种游戏带来的快乐。如，拍手游戏，我是木头人等等。选择课堂上能够进行的游戏。

（二）《静夜思》教学资源 1.李白的简介，“诗仙”的美名。

2.补充拓展描写月下思乡的古诗《月下独酌》《子夜四时歌·秋风入窗里》

（三）《端午粽》教学资源 1.端午吃粽子的由来 2.屈原简介

当然，这些只是部分资源的举例说明，在平时的教育教学中，我们都可以根据本单元的教学目标需要，进行适当的资源开发，使学生从课内走向课外，从书本走向实践，以提高学生的语文综合素养。

英语深度学习课堂的构建 篇5

[摘 要]深度学习课堂是教师从教材资源的深度解读中把握编写意图，挖掘促进学生综合素养提升的有效教学点，使学生从中获得丰富的学习体验。

[关键词]小学英语；深度学习；课堂构建

[中图分类号] G623.31 [文献标识码] A [文章编号] 10079068（2018）12007901

在英语课堂教学中，很多教师忽视课改精神，缺失对教材资源的深度挖掘，盲目地进行情境创设，势必会带来粗浅的教学诟病。为深化课堂教学改革，教师必须加强深度学习课堂的构建研究。

一、宏观解读教材，把握文本

教材是每一位教师开展课堂教学的必备材料，教材的宏观解读，要从大处着眼，抓住关键，才能确保课堂教学的有序进行。例如，在进行译林版英语四年级下学期第一节英语课的教学时，教师专门设置了走进教材“Say hello！”的活动，并围绕新教材，让学生从封面的细节、编者的话以及教材的其他内容进行研读，然后进行讨论，谈谈自己对新教材的认知和看法。在编者的话中，教师了解了本教材的教学重点和目标，从目录的阅读中了解本教材所设置的探究活动和内容，也了解到不同单元的教学话题。最后，教师从分组探讨中为学生勾勒如何学习教材的轮廓，让学生做到心中有数。

二、立足单元教学，见微知著

从译林教材的设置上来看，每个单元相互独立，而教师通过对教材封面、目录的分析，每个单元又相互关联成一个整体。所以，在对教材中的各个单元内容进行挖掘时，教师需要从“细微”处来洞见关键点。例如，在进行单元阅读教学时，教师围绕“常规阅读、专门阅读、审视阅读”的思路，对于可以直接感知的内容，通过寻找单元话题等方式进行常规阅读，创造与学生生活贴近的阅读环境，然后针对角色转换需要，让学生站在教师的角度，开展专门阅读，挖掘各单元、各板块的教学重点，培养学生的语言应用能力，特别是创设多样化的教学情境，增强课堂教学效果。如在Story time板块和Song time板块联结教学上，要凸显课堂趣味。最后，教师以“审视阅读”的方法，挖掘教材中所蕴藏的文化、情感、态度等内容，也让学生从英语阅读中了解跨文化交际的内容，培养学生的英语思维，塑造英语素养。

三、优化教学主线，突出目标

深度学习的关键在于呈现教学目标，在于让学生从个性化学习、特色化教学中获得应有的能力养成。课堂教学中，教师通过研读教材，明确本节课所要讲解的知识重点，带领学生从单元各个板块入手，精准挖掘教学目标，让每个学生从中获得提升。例如，在第六单元Fun time板块深度学习课堂构建时，教师先要明确三个问题，一是本板块的重点任务是什么？二是与Story time板块之间有什么关联？三是如何加强本节课重点词句的操练？问题明确后，教师就需要根据教学目标来优化教学环节，特别是在与Story time板块进行承接时，既要关注知识点的学习，又要提高学生的语言表达能力，更要从文本情境构建中来融入语言操练。如在情境的设置上，教师利用多媒体导入钢琴演奏的画面，通过提问：“What can he play？”引出“He can play the piano.”，再结合本节课的重点词汇，分别呈现“piano”“violin”“guitar”等单词。在构建“Listen and say”的环节时，教师通过教材图示，设置会话情境，让学生分组，以同桌互问互答的方式来进行。同时，在引入“Is that...”“Whose...”等句型问话时，教师同样设置分组，让学生从口语交际中来训练和巩固。所以，教师可以尝试趣味性、互动性的语言实践活动，以游戏来展开词汇训练，以会话情境来操练“Whose...”特殊疑问句以及“Is/Are...”一般疑问句的对比，从而增强学生对本节教学重点的理解和应用，实现教与学的收放自如。

四、创设学习情境，服务课堂

深度学习要在师生之间构建有意义的对话，给予学生更广阔的学习空间。因此，教师要从服务课堂教学上，全力支持学习情境的创设，避免单纯性的一问一答，或脱离学生的真实交际需求。教师只有优化教学，才能引领学生深度学习，发展学生的语言潜能。当然，教师在课堂组织与教学流程的设计上，应把控好学生的组织形式，充分发挥学生的自主性，考虑课堂教学要素的整合。如对多媒体的应用，教师要能够从师生互动、生生互动中创设健康、有效的学习情境，通过与学生进行示范对话，将问题进行呈现和说明，让学生从问题中去反思、去感知、去纠错。

?之，在构建深度学习课堂时，教师要对教学目标进行推敲和挖掘，从学生的视角来品味教学内容，以此增强学生的语言感知与体验，促进每个学生在深度学习中获得语言素养。

《深度解读中国梦》学习体会 篇6

人人都有自己的梦想，那是我们的个人梦；每个民族也有自己的梦想，我们民族的梦想就是中国梦！习总书记把“中国梦”定义为“实现中华民族伟大复兴，就是中华民族近代以来最伟大梦想”，并且表示这个梦“一定能实现”。

“中国梦”的核心目标可以概括为“两个一百年”的目标：到2021年中国共产党成立100周年和2049年中华人民共和国成立100周年时，逐步并最终顺利实现中华民族的伟大复兴，具体表现是国家富强、民族振兴、人民幸福，实现途径是走中国特色的社会主义道路、坚持中国特色社会主义理论体系、弘扬民族精神、凝聚中国力量，实施手段是政治、经济、文化、社会、生态文明五位一体建设。

小康梦是个人的中国梦。人民幸福不是街头采访的“我姓曾不姓福”，也不仅仅是政府工作报告中的GDP增长速度，而是十八大为全国人民提出的全面建成小康社会的新目标，是国内生产总值和城乡人均收入均翻一番的新要求。随着经济持续健康发展，转变经济发展方式取得重大进展，人民民主不断扩大，文化软实力不断增强，人民生活水平全面提高，发展成果更多更公平惠及全体人民，实现小康梦是美丽而又可及的。

强国梦也是国家的中国梦。改革开放后，中国在经济社会建设等领域取得了举世瞩目的成就，从经济大国到经济强国，从文化大国到文化强国，从体育大国到体育强国，中国已经一跃成为仅次于美国的世界第二大经济体，国民生产总值实现了翻番。中国的社会主义经济建设正逐步向前迈进。中国制造、中国市场、中国投资、中国伙伴、中国责任，这些都是更加强大的中国留给世界的印象。强国梦离我们越来越近，看得见也摸得着。

复兴梦更是民族的中国梦。中华民族曾经饱受欺凌，山河破碎、民生凋敝，但五四运动以来，汇聚了中华民族先进分子的中国共产党，波澜壮阔的开启了铸梦世纪工程大幕，领导着中国特色社会主义事业接续推进，中国的发展必将影响着亚洲乃至世界，中国人民从未像今天这样离伟大的中国梦如此之近。

深度学习方法及应用 篇7

为了解决中小学在信息技术深度应用过程中遇到的问题与困惑,让优质的创新课程项目落地生根、开花结果,推动中国教育技术协会信息技术深度应用示范校联盟成员之间沟通交流与实践分享,2016中小学信息技术深度应用与创新课程研训会于6月28日-30日在上海嘉定召开。会议由中国教育技术协会、中小学信息技术教育杂志社共同主办,上海市嘉定区教师进修学院承办。会议以“融合创新促进学生深度学习”为主题,对“创客教育与Scratch创意案例展示”“三维创意设计与3D打印案例展示”“信息技术深度应用典型案例分享”“STEAM创新课程教学展示”“数字科学家案例展示”等议题进行了深入探讨。

会议采用TED演讲和工作坊的形式,内容精彩纷呈,现场交互热络、气氛活跃。中央电化教育馆刘雍潜研究员、上海海事大学魏忠副教授等专家分别作了主题报告,上海喵爪网络科技有限公司董事长张红等致力于创新教育的企业代表进行了展示交流。北京市教育装备协会会长丁书林主持大会时评价:本次大会大咖云集,是教育技术行业一场令人炫目的盛会。

创客教育具有无限的价值潜能

创客教育的兴起,为教育的创新与发展打开了一扇窗户。我们唯有以发展的眼光,重新审视教育的初衷,从创新的原点出发,才能开启一个充满无限可能的未来。

什么是创客?“创客是一群喜欢或享受创新的人;创客是一种自由、开放、民主、草根的社会文化;创客是一种无所不能、不走寻常路的人生态度;创客是一种动手操作、探究体验式的学习方式。”中央电化教育馆刘雍潜研究员给出了这样的定义。那么,对于创客的未来发展,刘雍潜研究员给予了怎样的评价呢?“创客运动为培养21世纪的创新人才提供了新的契机,创客教育具有无限的价值潜能,将对个体发展、课程改革、教育系统变革以及国家人才战略产生重大影响。”

创客教育如何才能在学校落地生根?创客空间以及创客课程被认为是很好的形式。在工作坊交流时,深圳市龙城小学特级教师吴向东给出了这样的回答:“时代在发展,学习环境在变化,创客空间为创客教育提供了丰富的工具支持,网上课程的多样化、微型化,给学生的学习带来了前所未有的可选择性和灵活性。”

人的创造跟技术总是紧密相连的

在“互联网+”时代,各种变革的力量逐步从独立走向联合,从各自为战走向共生、共进,形成一个全新的生态环境。置身其中,教师和学生需要与时俱进。难怪上海喵爪网络科技有限公司董事长张红会发出这样的感叹:“这是一个伟大的时代,我们的孩子将会在区块链、人工智能、物联网、3D打印、虚拟现实等新技术营造的环境里生存——如果没有创新能力,在未来的社会里立足将是难以想象的。”华东师范大学杨晓哲博士在报告开篇表达了相同的观点:“我们生活在一个非常奇妙的时代,新技术层出不穷,人的创造跟技术总是紧密相连的,每一个人都能重新发现自己的潜能,每一个人正在诞生新的潜能。”当学校有了全新的生态环境之后,教师需要如何成长起来,进而发现自己的潜能呢?杨晓哲博士给出了四种建议:一是给予更多专业成长的空间;二是鼓励更多蜂窝式的联盟团队;三是积木式创新的服务组织;四是新木桶理论的生态搭建。

技术正在改变着教育,给教师和学生带来了新的体验和变化。这种改变正在一点点沉淀、一点点积累,也许是一项新的技术,也许是一个新的软件……但最终还是要从量变走向质变。

上海海事大学魏忠副教授从教育信息技术谈起,为我们介绍了增强现实、混合现实、深度学习等前沿技术,独特的视角、深入的分析、激情澎湃的演讲令人如痴如醉,给我们带来了众多的启示。例如,对于深度学习——从外界信号的输入进入人脑,大脑皮层开始进行分层判断,这个时候显性知识和隐形知识会并行和多层进行处理,并形成人类的智慧。这启示我们,教会的是知识,教不会的是连接。教育必经是系统性和着眼于未来30年的良心工程,默会知识、隐含变量、大脑分区等数十年的脑科学的进步也逐渐结成正果,体系化、深层次、分布计算、神经网络等工具性的科技既得益于生命科学,又反哺教育。

在国内,编程类、媒体制作类软件在中小学STEAM教育中得到了广泛的应用,多以综合实践课程、信息技术课程、通用技术课程为主。北京的吴俊杰老师研发了“人工智能”“Scratch编程”课程、温州的谢作如老师依托Arduino、Scratch软件研发了“互动媒体技术”课程……正是一线老师默默无闻的耕耘,才使得信息技术教育多了一抹亮色。在对一线教师实施编程教学的长期追踪和关注中,北京师范大学3D技术与学生创新能力发展研究中心主任张进宝副教授产生了一个独特的动机:手机可以用于教育,可以帮助学生理解计算机科学的概念。当这个成果开始在Dave Wolber教授的课堂上进行试验时,张进宝副教授意识到,它的能量超乎想象:App Inventor把学生从消费者转变为创造者,能够亲手为自己的手机创建应用,这让学生感到有趣和兴奋。

创新课程正越来越顺应时代需求

在“互联网+教育”发展背景下,随着课程改革的深化发展,创新课程正越来越顺应时代需求,技术为创新课程形态及实施带来跨越时空、跨越情景、满足个性需要的支撑,而社会资源的课程提供、多方参与的课程实施、关联前沿的学习内容创新、面向现实世界的问题解决等课程创新实践正由一股新的力量整合而来。创新课程的生成与发展正向我们大踏步走来。

北京师范大学教育技术学院、数字学习与教育公共服务教育部工程研究中心李玉顺副教授认为:新课程改革是我国21世纪初教育改革与学生发展中最有影响力的事件。立足于“以人为本”的思想,核心要义是打破知识传递目标取向,尊重个性差异,立足于每一位学生的自身特点,帮助其有效学习,使之按自己的取向得到尽可能的充分发展,培养学生健全个性和完整人格。课程改革正从源头上通过教育综合改革进一步推进,向着促进学习者核心能力提升、张扬学习者潜能以及创新课程实践方向发展……

对于翻转课堂在国内的盛行,有教育人士给予了这样的评价:翻转课堂之所以如火如荼,正是因为翻转课堂的理念踏在了中国新课程改革的主旋律上。通过实验分析,江南大学教育技术系副主任刘向永副教授给出了自己的“理解”:翻转课堂的出路何在?用理解性教学重构课堂,应该围绕理解而翻转,而且要把理解定位为整个课程改革的核心目标。理解就是通过对事物的观察分析,将有关联的事物相互联系,通过自我消化、整合,形成新认识的心理过程。理解的含义不仅仅是“明白、懂得”,更是应用知识的能力,是创新的基础和前提。

嘉定区实验小学是上海市第一所以BYOD进行数字化学习研究的学校。上海市嘉定区教师进修学院副院长兼嘉定实验小学校长花洁通过改变“教”和“学”的流程,找到了一条创新课程的实践之路。发现每一位教师,成就每一位学生,让每一位学生都能够使用自带设备进入“互联网+教育”时代进行个性化学习。

从“评价为了学习”到“评价就是学习”

“互联网+”时代,生产力对教育产生了极大的影响,不同的生产力决定了对未来劳动者素质要求的不同。将来应该培育什么样的人才,以什么标准来评价教育的质量,“互联网+”时代我们需要什么样的教育评价?教育部基础教育质量监测中心网络部主任、北京师范大学基础教育质量监测协同创新中心张生副教授从三个角度进行了分析。

1.科学教育的质量观

基于标准的发展,其一,要关注学生的全面发展;其二,要关注每位学生的个性发展;其三,科学的教育质量观是在过程中产生的,是过程和表现的持续发展。如何追求科学教育质量观的追求?从宏观上来看,需要建立健全的教育督导和评价机制;从中观来看,需要建立和持续完善现有课程标准和评价标准;从微观层面看,应建立基础教育质量综合评价的指标框架。

2.评价即学习的理念

评价即学习,意味着评价本身就是一个学习过程,是未来学习的重要环节而不是辅助手段。其一,评价是学习过程中的一种高级思维过程。其二,评价是学生主动建构的过程,是对原有认知的动态调整、顺应、同化。其三,评价是一种表现、发展的学习过程。

3.核心技术的革新

利用大数据,对教育数据(结构化、非结构化)进行全方位与全程性采集,对多维教育数据的深度分析。这有效地促进了从经验主义向数据主义的转变;从宏观群体向微观个体的转变;从单一评价向综合评价的转变。

总之,互联网时代的基础教育质量综合评价不仅涉及评价机制体制的顶层设计,还涉及评价理念的革新,包括从“评价为了学习”到“评价就是学习”过渡,也涉及未来人才素质素养的理念革新,以及评价核心技术的革新。

本次会议内容丰富,形式多样。创新教育、计算思维、深度学习、增强现实、教育评价、课程改革、创客教育、STEAM教育等关键词成了此次会议的热词。从中可以看出,教育界人士开始关注教育信息化的内涵式发展、信息技术的深度应用、课程的生成与发展。同时,创新人才培养的目标更加明确。我们正处在大变革时代,教育改革开始回归教育本质。从创新原点出发,具有开放、融合、共享等鲜明时代特征的教育正在走来。

深度学习方法及应用 篇8

关键词 生态塘；污水；深度处理技术；现状；前景

中图分类号 X703 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)051-0134-02

目前，人们越来越重视利用生物技术的方法来处理污染物，生态塘就是其中的一种。它的主要特点就是投资和管理费用相对低廉、操作方便和对污染水体的净化效果好等，是经济欠发达地区治理污水和实施污水资源化循环利用的有效途径。

1 生态塘的原理

生态塘的生物作用的过程都是以太阳能为初始能源、以活性蛋白酶为催化剂的酶促反应，由于此类蛋白酶的高效催化特性，即使是在常温常压以及几乎中性的溶液环境条件下都能进行彻底的反应，其能量的传递和转化是通过生态塘中的食物链和食物网得以实现，不仅大大简化了污染治理的条件，操作简便，费用低廉，不需要过多投入，而且绝大多数污染物经过这般处理后，最终产物基本都是稳定的无毒无害物质，如二氧化碳、水和甲烷等，部分产物还可以作为新生的能源物资加以利用，同时还可以获得大量水产，经济效益相当客观，而且对于环境的可持续发展也大有益处。

2 生态塘的应用现状

2.1 生态塘的国外应用现状

生态塘在国外包括国外很多发达国家的应用都是相当广泛的。如美国的最早应用可以追溯到1901年，当时是在德克萨斯州的圣安东尼奥市建成并投入使用。到目前为止，在美国的中小社区已经建成的生态塘系统已有12?000多座之多，其发挥的功能占美国污水处理总量的25%。还比如德国的慕尼黑，该市在1920年就建成了当时欧洲最早的污水净化养鱼塘系统，并且该系统一直沿用到现在，到目前为止，德国建成的生态塘系统已有3?000多座。还比如法国已有2?000多座。在前苏联，小城镇污水处理的主要任务也是由生态塘系统来完成的。另外，还有很多国家都建有大量的生态塘系统投入了使用，如加拿大、印度、巴西、沙特阿拉伯、以色列和约旦等等，不胜枚举。

2.2 生态塘的国内应用现状

和国外相比，我国利用生态塘系统来进行污水的处理起步较晚，发展也相对比较缓慢。我国对生态塘系统的最早研究和试验是在20世纪50年代末，然而直到70年代才基本上形成一定的规模。当时最大的原因也是迫于污水的排放量随着城市化进程的加快而日益增大，一方面是要解决这个问题，另一方面为解决农田的污水灌溉安全问题。基于这样的原因，当时不仅加大了现成坑塘的利用程度，更是修整了大量的废旧河道，改造为废水塘库加以补充利用。80年代是我国利用生态塘系统处理污水的高峰期，当时相关的配套技术也得以突飞猛进的发展，尤其是在农村和郊区应用最为广泛，比较成功的案例如山东的东营、胶州和广东的番禺等。由于经验的累计，促进技术向更加成熟的方向发展，涌现了一大批当时相当具有价值的研究成果，比如对生物处理的机理有了更深入的掌握、更熟悉其运行规律和优化设计等。发展到如今，我国大概有几百个城市都已经开始在利用生态塘系统在进行这污水的处理工作，都取得了比较成功的结果。但与国外的生态塘系统比较的话，从设计、建造、运行和生态功能等方面，都还显得粗糙和落后，未能达到最理想的状态。

3 生态塘的技术现状

现目前，生态塘对污水处理的主要任务体现在脱氮除磷和资源再生循环利用两个方面，包括三方面的关键技术，一是遴选出具有高效污水净化能力的水生植物；二是更加优化菌藻配伍降污能力；三是优化高效曝气复氧技术等。

3.1 高效净化植物的遴选细化

水生净化植物的选择直接影响生态塘的净化效果，在选择的时候要结合当地的自然环境条件，综合考虑各方面的因素。具体的遴选方法可参照以下原则。

1）首先应该考虑的就是水生净化植物自身的生态适应能力。其适应能力最直接的表现就是能在能够在需要净化的水体环境当中正常地生长，在植物引种的时候特别应注意这样的问题，植物对不同环境有不同的适应能力，因此要做到因地制宜，保证植物的正常生长。

2）净化植物具有发达的根系。发达的根系不仅有利于降低水体的富营养程度，更能为微生物提供足够的寄生场所，而增加微生物的种群群落能更进一步提高对污水的净化能力。

3）净化植物的选择应该充分考虑塘系的结构和运行费用。这方面可以尽量优先考虑本地植物，一是方便管理，二是也能有效控制成本和日常管理工作量，另外就是本地的植物更强的适应性也能增加其抗恶劣气候灾害和病虫害的能力。

4）选用对温差喜好不同的植物进行配伍种植，以免在季节交替后出现水生净化植物的空白期而导致水质变化大幅落差。

5）选择生长周期更长的多年生水生植物。这样能尽量减少植物的更换频率从而降低系统的运行成本。

在满足以上基本要求的基础上，应充分考虑植物的种群特性、去污能力、营养需求以及景观美学等多方面的因素合理配伍，形成最佳的脱氮去磷效果。

3.2 优化菌藻配伍提高降污能力

菌藻共生方式处理污水的基本原理就是，首先污水中的需氧菌通过氧化分解的作用，把污水中的有机污染物分解，通过代谢产生出二氧化碳、无机氮和磷化合物等，而这些物质恰好正是藻类可以利用到的营养物质，通过光合作用，藻类物质再把这些物质充分吸收为自己的组分，同时释放出氧气供需氧菌继续氧化分解有机物。整个过程是一个循环式的过程，以此形成菌藻共生去污的特殊效果。