教育變革中的技術力量

文 / 祝智庭 管玨琪

2012年3月教育部發(fā)布《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011～2020年)》(以下簡稱《規(guī)劃》)，要求“以教育信息化帶動教育現(xiàn)代化，破解制約我國教育發(fā)展的難題，促進教育的創(chuàng)新與變革”。

關于教育教學中技術的發(fā)展及應用趨勢，國際新媒體聯(lián)盟(New Media Consortium，簡稱NMC)所發(fā)布的地平線報告(Horizon Report)是其顯示器與風向標。概覽2004～2013年地平線報告中所列出的技術，其預測的發(fā)展與國內教育信息化中技術的研究與應用存在多方面的吻合。國外研究者從數(shù)百篇文章、博文和網(wǎng)站中提出8大教育趨勢，分別是移動學習、云計算、泛在學習、BYOD(自帶設備)、數(shù)字內容、翻轉課堂和個性化學習。結合技術演進及以上研究、實踐熱點，以下將從不同的線索來談技術促進的教育變革。

學習方式的變遷與創(chuàng)新

當前移動計算技術、泛在計算技術、移動設備的發(fā)展，形成繼在線學習(e-Learning)之后移動學習(m-Learning)、泛在學習(u-Learning)研究的新趨向。較之e-Learning，m-Learning借助移動設備和無線通訊技術，任何學習者都能夠在任何時間和地點進行學習，滿足知識半衰期縮減下人們快速更新知識的需求。u-Learning在泛在計算技術支撐的環(huán)境下，能隨時覺知與學習者相關的個人信息、環(huán)境信息、知識信息等，并將信息空間中與當前情境最匹配的信息反饋給學習者，學習者處于較為主動的學習狀態(tài)。即u-Learning不但支持m-Learning強調的與移動設備的交互、學習者通過移動設備與學習內容交互以及與其他人的社會性交互，還支持學習者與現(xiàn)實世界的交互。從移動水平(Level of Mobility)和嵌入水平(Level of Embeddedness)兩個維度來看，泛在學習環(huán)境屬于嵌入水平較高、移動性最高的一種。斯坦福學習實驗室(Stanford Learning Lab)的一項研究表明：學習者往往是在一定“零碎”時間中進行，學習者在“移動”中，注意力是高度分散的，需要具備“碎片”式學習經(jīng)驗與獲取知識的主動性。泛在學習環(huán)境則能構建這樣一種無縫學習環(huán)境，學習者可在不同的情景中學習，并能夠通過作為媒介的移動設備，簡單、快速地實現(xiàn)學習情景和學習方式的切換，更好地融合正式學習與非正式學習，同時基于情境感知，學習者可主動獲取知識。

學習環(huán)境從數(shù)字化走向智能化

1998年，美國前副總統(tǒng)戈爾在其題為“數(shù)字地球：21世紀認識地球的方式”的演講中提出“數(shù)字地球”的概念，此后全世界普遍接受了數(shù)字化概念，并引出數(shù)字城市、數(shù)字校園等概念。2008年，美國IBM總裁兼首席執(zhí)行官彭明盛在報告《智慧地球：新一代領導議程》中提出“智慧地球”概念，隨后催生出智慧城市、智慧教育等新的概念。從計算機、投影、互聯(lián)網(wǎng)、多媒體課件等數(shù)字化技術逐步進入校園；到交互式電子白板、虛擬仿真實驗等在“班班通”建設、數(shù)字化校園建設蓬勃發(fā)展中的應用；再到個人學習終端及無線網(wǎng)絡技術發(fā)展背景下1∶1數(shù)字化運動的開展及2010年前后電子書包教學應用熱潮的興起，傳感器、人工智能等技術進入課堂后對未來課堂/教室建設的思考，學習環(huán)境的研究與實踐從數(shù)字化走向智能化。正如喬納森所說的“技術的發(fā)展刺激了研究者和教育實踐者去拓展學習的概念和開展學習環(huán)境的設計”，而構建學習環(huán)境是實現(xiàn)學與教方式變革的基礎。如虛擬仿真成為實驗教學新手段，當虛擬仿真實驗應用于課堂教學，在減少傳統(tǒng)實驗室實驗耗材投入的同時能替代一些不具備實際操作可能性的實驗；同時強調學生的設計與實踐，變以往實驗教學中的操練為應用，提高學生自主探索能力。在線開放實驗室更進一步，如英國開放大學的開放科學實驗室(The Open Science Laboratory)為學習者提供互動實踐科學探究，隨時隨地訪問互聯(lián)網(wǎng)即可使用屏幕上的儀器，使用真實數(shù)據(jù)遠程訪問實驗和虛擬場景。又如Intel推出的“未來教室”宣傳片“橋梁工程(Project Bridge)”為我們提供的技術豐富環(huán)境下課堂教學創(chuàng)新案例。通過集成學習終端、無線網(wǎng)絡、多屏互動、自然交互、3D打印等技術為學習者提供智能化互動學習空間，基于項目學習過程凸顯對課堂教與學活動主體智慧發(fā)展的支持。該案例展示了互動教育新的一頁，把教學過程看作是一個動態(tài)發(fā)展的教與學統(tǒng)一的交互影響的活動過程，而這一切離不開技術的支撐。

引領課堂教學變革新風向

得益于開放教育資源運動，尤其是微視頻學習資源的應用以及數(shù)字學習環(huán)境建設發(fā)展，“翻轉課堂”(Flipped Classroom)這一“混合學習”模式成為課堂教學變革新風向，被加拿大《環(huán)球郵報》評為2011年影響課堂教學的重大技術變革。翻轉課堂將知識學習過程的知識傳授與知識內化兩個階段顛倒過來，即知識傳授在教室外，由學習者在課前通過觀看教師微視頻、完成針對性練習等方式完成；知識內化在教室內，通過協(xié)作探究完成。翻轉課堂本質是借助信息技術幫助教師回歸到學生最需要的本原角色，從單純的知識傳授者變?yōu)閷W者、助學者、促學者、評學者。透過翻轉課堂的實踐我們可以看到，要進行信息化學習教學創(chuàng)新必須實現(xiàn)三個突破，即突破時空限制、突破思維限制、轉變教師角色。

引發(fā)新的教育技術研究范式

應用正影響著自然科學、工程學、醫(yī)學、金融等領域，在《第四范式：數(shù)據(jù)密集型科學發(fā)現(xiàn)》一書中將“數(shù)據(jù)密集科學”作為科學研究第四范式。回顧教育技術研究范式的發(fā)展，大部分范式研究中囊括了多種的技術應用，而Koschmannn（《CSCL：一個興起的典范的理論與實踐》的作者）詳細論述了以計算機為基礎的教育技術范式演變，并主要描述了四種涉及計算機的教育技術范式：計算機輔助教學(CAI)、智能教學系統(tǒng)(ITS)、Logo-as-Latin，以及計算機支持的協(xié)作學習(CSCL)。其中CAI以行為主義和實證主義為理論基礎，是針對教學技術的設計和評估的研究范式，教學效果是該范式研究的核心問題。ITS起源于人工智能，以信息加工理論為基礎；其基本理念是通過一對一交互式培訓(即每個學生都有個人的導師)，整個社會的教育水平會得到提高；其研究問題關注教學能力，即教學系統(tǒng)的效果。Logo-as-Latin以建構主義學習理論為基礎，關注于教學遷移，研究學生基于LOGO編程語言開展的發(fā)現(xiàn)性學習。CSCL以社會建構主義、社會文化理論為基礎，學習的社會性和文化性是該研究范式的核心問題，主張從參與者的角度研究合作學習過程，研究實踐性教學問題。在數(shù)據(jù)密集科學影響下，教育技術研究出現(xiàn)新的范式。美國教育部在一份簡報中指出：大數(shù)據(jù)在教育領域的應用主要為學習分析學和教育數(shù)據(jù)挖掘，而兩者在教育技術領域內的應用最終指向為個性化學習和自適應學習環(huán)境的研究和開發(fā)。綜合這些分析，可以相信個性化自適應學習(Personalized Adaptive Learning，簡稱PAL)服務將成為數(shù)據(jù)密集科學影響下新的教育技術研究范式，以更好地貫徹“以學習者為中心”的人本主義教育理念。

當前世界正進入大數(shù)據(jù)時代，大數(shù)據(jù)的