現(xiàn)代信息技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用

郭偉+李廣平+呂伊雯

摘 要：洪煌堯，美國哥倫比亞大學(xué)博士，加拿大多倫多大學(xué)博士后研究學(xué)者，臺灣政治大學(xué)教育系教授，在學(xué)習(xí)科技、教學(xué)設(shè)計(jì)、知識創(chuàng)新、科學(xué)與科技教育等領(lǐng)域有深入研究。為了解教育信息化的最新進(jìn)展，以及臺灣地區(qū)教育信息化發(fā)展的具體情況，本刊對洪教授進(jìn)行了專訪。在采訪中，洪教授介紹了全球教育信息化的最新發(fā)展情況，并對臺灣地區(qū)的教育信息化發(fā)展做出了評介；對知識創(chuàng)新、學(xué)習(xí)分析、云技術(shù)、在線學(xué)習(xí)、移動學(xué)習(xí)、游戲?qū)W習(xí)、3D打印技術(shù)在教育中的應(yīng)用做了深刻分析，并提出應(yīng)通過將傳統(tǒng)文化和現(xiàn)代科技相結(jié)合來推動教育信息化的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：臺灣；教育信息化；知識創(chuàng)新；學(xué)習(xí)分析；云技術(shù)；在線學(xué)習(xí)；移動學(xué)習(xí)；游戲?qū)W習(xí)

一、教育信息化改變了教學(xué)方式

《世界教育信息》：尊敬的洪煌堯教授，很高興您能接受我們的采訪。首先，請您談?wù)劗?dāng)前全球教育信息化方面的最新進(jìn)展，以及臺灣地區(qū)在教育信息化推進(jìn)方面的創(chuàng)新做法。

洪煌堯：當(dāng)前，大部分國家和地區(qū)教育信息化的主要推動力量是大學(xué)。在北美，眾多大學(xué)都在發(fā)展新的教學(xué)技術(shù)。例如，很多學(xué)校在使用加州大學(xué)伯克利分校的WISE教育平臺，它具有程序性，引導(dǎo)教師進(jìn)行教學(xué)活動、課程設(shè)計(jì)；麻省理工學(xué)院開發(fā)了學(xué)習(xí)編程平臺——Scratcch。

除此之外，網(wǎng)絡(luò)平臺方面也有一些新的發(fā)展，如code.org，這個網(wǎng)絡(luò)平臺鼓勵全世界的人們，特別是兒童，通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)編程。又如，可汗學(xué)院（Khan Academy）把很多學(xué)校的教學(xué)錄像制作成影片，教師通過影片進(jìn)行教學(xué)。該學(xué)院的主講教師是薩爾曼·可汗（Salman Khan），他每次都講一個概念和一個小單元。課后，學(xué)生可以在網(wǎng)上做練習(xí)題。該系統(tǒng)后臺有很強(qiáng)的分析功能，可以看到學(xué)生在學(xué)校學(xué)完的課程、已掌握和未掌握的知識，而且會分別用不同顏色標(biāo)識出來。隨著教育技術(shù)和平臺的發(fā)展，教育方式變得更加多元。在自然生態(tài)環(huán)境中，物種越多就越平衡、越健康。教育的發(fā)展正朝著這樣的方向前進(jìn)。

東方國家比較重視考試，通過考試引導(dǎo)教學(xué)。因此學(xué)生常常進(jìn)行填鴨式學(xué)習(xí)，也就是記憶、背誦，然后做練習(xí)。翻轉(zhuǎn)教學(xué)中的“翻轉(zhuǎn)”主要指教學(xué)方式從傳統(tǒng)的教師講述、回家做功課，轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生在家觀看影片、在學(xué)校討論。在我看來，“翻轉(zhuǎn)”最重要的是教學(xué)理念的翻轉(zhuǎn)，即以教師為中心的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生以更自主、更活潑、更多元的方式學(xué)習(xí)。臺灣有一個PaGamO平臺，由臺灣大學(xué)電機(jī)系的教授設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)者希望知識能在玩游戲的過程中得到傳遞。學(xué)生加入該平臺，可以獲得一些虛擬的土地，然后通過搶奪他人的土地逐漸擴(kuò)大自身的版圖。在“攻城略地”的時候，學(xué)生必須做題目，題目難度隨攻地難度的增加而增加。學(xué)生可以自己設(shè)定學(xué)習(xí)范圍，如第幾冊的語文、英語、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等科目教材。為了防止攻下來的土地被別人搶走，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)上的貨幣在該平臺上購買一些怪獸，以提升防御力。設(shè)計(jì)者把這種社交游戲互動的概念帶進(jìn)該網(wǎng)絡(luò)平臺，使學(xué)習(xí)變得更加有趣味。

臺灣開展電子學(xué)習(xí)（E-learning）研究的機(jī)構(gòu)非常多，很多大學(xué)都有各自的理念。我以前在多倫多大學(xué)開展過知識創(chuàng)新（Knowledge Building）方面的研究。在多倫多大學(xué)，人們認(rèn)為學(xué)習(xí)不只是習(xí)得知識而已，學(xué)習(xí)的目的在于為社會作貢獻(xiàn)。當(dāng)人們把目標(biāo)定為創(chuàng)造、服務(wù)的時候，學(xué)習(xí)就自然而然變成貢獻(xiàn)社會的一部分。相反，如果一直強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)，而不知道為何而學(xué)的時候，學(xué)習(xí)常常變得枯燥無味，且容易導(dǎo)致學(xué)習(xí)內(nèi)容與社會脫節(jié)。學(xué)校通常被認(rèn)為是一個小型社會，但事實(shí)上它是脫離社會的，因此，應(yīng)逆向思考，將課堂與社會連接。

簡而言之，越來越多的不同領(lǐng)域的人在為教育“把脈”，尋找一些新的、可能的教學(xué)模式。在這個過程中，現(xiàn)在很多人會使用“學(xué)習(xí)科學(xué)”（Learning Sciences）這個詞，即把學(xué)習(xí)當(dāng)作科學(xué)來看，提升了其地位。以前，教育被當(dāng)作社會科學(xué)里的一個分支?，F(xiàn)在，它被認(rèn)為是一個領(lǐng)域，像一顆樹一樣生根、茁長。網(wǎng)絡(luò)、科技的快速發(fā)展，使得教育獲得蓬勃發(fā)展，且更多元、更靈活。

二、知識創(chuàng)新在教學(xué)中的應(yīng)用

《世界教育信息》：知識創(chuàng)新是您的主要研究領(lǐng)域之一，請您談?wù)勚R創(chuàng)新教學(xué)在教育實(shí)踐中的應(yīng)用。

洪煌堯：知識創(chuàng)新，也被稱為知識創(chuàng)造（Knowledge Creation）。傳統(tǒng)教育過分注重知識的獲得，我們需要在獲得知識和創(chuàng)造知識中找到一個平衡點(diǎn)，因?yàn)閷W(xué)生在解決問題的過程中，需要創(chuàng)新思考和產(chǎn)生新的想法。課堂教學(xué)也存在知識創(chuàng)造。在幼兒園，兒童很多時候在創(chuàng)造，特別是在藝術(shù)課堂活動中，如堆積木、畫圖、編舞等。在中小學(xué)階段之后，學(xué)生需參加標(biāo)準(zhǔn)化升學(xué)考試，教師常常把教學(xué)簡化為呆板的、單調(diào)的課本知識教學(xué)，忽視學(xué)生的創(chuàng)造力培養(yǎng)。

當(dāng)前，科技的發(fā)展給教育帶來了很多的可能性。教師應(yīng)善于用科技翻轉(zhuǎn)教育，在課堂教學(xué)中增加一些注重培養(yǎng)學(xué)生知識創(chuàng)造的內(nèi)容，而不是單純地教授知識。很多先進(jìn)國家都在做此嘗試。例如，芬蘭在赫爾辛基大學(xué)開展的主題式（Topic-based）教學(xué)試驗(yàn)，教學(xué)主題可能是“如何把國家變成低碳國家”“什么是節(jié)能”等。我在多倫多大學(xué)的時候，觀摩過一堂課，其教學(xué)主題是“什么是系統(tǒng)？”。這種主題式教學(xué)是跨領(lǐng)域的，因?yàn)椤跋到y(tǒng)”涵蓋范圍較廣，如電力系統(tǒng)，身體的消化、循環(huán)系統(tǒng)，政府的組織部門也有系統(tǒng)等。為了解決問題，學(xué)生需搜集資料、整合資源。在這個過程中，學(xué)生將參加較多高階認(rèn)知活動，提升學(xué)習(xí)能力，從而使單純的知識學(xué)習(xí)成為一種附屬的學(xué)習(xí)活動。在這樣的平衡中，學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)會與社會發(fā)展保持一致。

三、學(xué)習(xí)分析在教學(xué)中的應(yīng)用

《世界教育信息》：學(xué)習(xí)分析（Learning Analytics）是對學(xué)習(xí)者本身和他們的學(xué)習(xí)歷程加以評量、收集、分析和報(bào)告，目的是了解學(xué)習(xí)者及其學(xué)習(xí)環(huán)境并加以改進(jìn)。請您談一下對學(xué)習(xí)分析的看法。

洪煌堯：學(xué)習(xí)分析也是教育信息化發(fā)展的趨勢之一?，F(xiàn)在，很多學(xué)習(xí)活動都在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行。很多人會利用網(wǎng)絡(luò)瀏覽數(shù)據(jù)對網(wǎng)絡(luò)上的搜索行為、學(xué)習(xí)行為進(jìn)行分析，因?yàn)槿藗冊诰W(wǎng)絡(luò)上搜索的內(nèi)容通常是其感興趣的東西。例如，學(xué)習(xí)者常常搜索谷歌學(xué)術(shù)（Google Scholar）里的文章。對這些文章進(jìn)行學(xué)習(xí)分析之后，分析者可以為其建議更有效的學(xué)習(xí)方式。

我們做知識創(chuàng)新研究的時候，更希望學(xué)習(xí)結(jié)果有助于學(xué)生創(chuàng)造性高階思維的發(fā)展。在我的課堂上，我會把權(quán)利交給學(xué)生，讓學(xué)生自己提問題。因?yàn)楫?dāng)學(xué)生擁有更多的自主權(quán)時，他們就會對課堂更加感興趣。在這個過程中，首先，我通常會劃定一個大范圍，以擴(kuò)大學(xué)生的選擇空間；其次，學(xué)生在我劃定的范圍內(nèi)尋找自己感興趣的問題，并針對這個問題提出想法。這是一種想法中心式的教學(xué)。此外，我們還給學(xué)生提供了討論的平臺。學(xué)生在該平臺上提出想法之后，能夠看到所有人在上面提出的想法并給出建議。這加強(qiáng)了學(xué)生之間的互動，使其產(chǎn)生想法碰撞，學(xué)生的想法也會慢慢變化、發(fā)展。學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程中，常常為了尋找更好的想法，或者為了某個想法而辯護(hù)，會去尋找更多資源，閱讀更多材料。因此，學(xué)生自然而然就會習(xí)得知識。

我們不太關(guān)心學(xué)生獲得多少知識，因?yàn)檫@其實(shí)是副產(chǎn)品。我們更關(guān)心知識創(chuàng)新活動分析（knowledge building analytics），即學(xué)生如何源源不斷地創(chuàng)新自己的想法。

四、云技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用

《世界教育信息》：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，云技術(shù)如火如荼地發(fā)展起來。云技術(shù)可以組成資源池，按需所用，靈活便利。請您談一下云技術(shù)在教育中的應(yīng)用。

洪煌堯：現(xiàn)在，很多信息、資料等基本上都儲存在云端。在此情況下，安全性是一個問題。如果安全性做得夠好，隱私就可以獲得保障。

在我看來，在信息化時代，人們更應(yīng)該思考大量的信息可以為我們的生活提供怎樣的幫助。目前，將納米科技運(yùn)用于計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，把傳感器、電動機(jī)和各種處理器裝置在一個芯片上而構(gòu)成一個系統(tǒng)，若將這個芯片安裝在椅子上，椅子就可以自動調(diào)整到合適的高度。同理，如果冰箱里面缺少什么東西，里面的無線射頻辨識（Radio Frequency IDentification，RFID）掃瞄一下，芯片就能自動給你發(fā)送缺少的物品清單。當(dāng)這些大量的信息上傳至云端，人們就可以做后臺分析，并提供更實(shí)用的回饋和建議，以改善生活和環(huán)境。

在我們的生活中，學(xué)習(xí)時時刻刻都在發(fā)生。云端可以針對學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)方面的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)進(jìn)行分析，然后為其提供更好的學(xué)習(xí)方式。因此，能否善用這個平臺，取決于使用者的目的。因此，它的利弊有待討論。

五、在線學(xué)習(xí)在教學(xué)中的應(yīng)用

《世界教育信息》：在線學(xué)習(xí)是通過計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)，在一個網(wǎng)絡(luò)虛擬教室進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)授課、學(xué)習(xí)，您如何看待在線學(xué)習(xí)？

洪煌堯：廣義上，網(wǎng)絡(luò)就是一個很大的學(xué)習(xí)環(huán)境。例如，搜索相關(guān)信息，瀏覽相關(guān)網(wǎng)頁的過程就是學(xué)習(xí)的過程，這基本上就屬于在線學(xué)習(xí)。通常，我們所講的在線學(xué)習(xí)是狹義的，如慕課。慕課一門課程的學(xué)習(xí)時間一般為6～10周，在這個學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生需要完成課程學(xué)習(xí)、提交課后作業(yè)、互評同學(xué)作業(yè)等。這種課程和一般正式課程的不同之處就在于學(xué)生不在教室學(xué)習(xí)，不用去學(xué)校與教師碰面。這節(jié)省了時間，且比較方便，但同時也減少了學(xué)生與同學(xué)面對面交流的機(jī)會。

現(xiàn)在，很多大學(xué)在做慕課，幾乎所有大學(xué)都試圖在這個市場中搶占先機(jī)，如斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院、加州大學(xué)伯克利分校等。他們甚至與企業(yè)合作，如與Coursera平臺合作，提供在線課程。他們開設(shè)的課程基本上不是學(xué)校正式課程，Coursera或者其他慕課平臺提供的課程主要在于豐富學(xué)生知識，而學(xué)生無法拿到學(xué)位。學(xué)生如果需要認(rèn)證這些課程的話，就需要花錢購買。隨著時間的推移，認(rèn)證所付出的費(fèi)用可能會逐漸提高。高中生預(yù)修這些認(rèn)證課程，可以將其當(dāng)作申請學(xué)校的有利條件。例如，學(xué)生預(yù)修過斯坦福大學(xué)的課程，可以提升其在申請?jiān)撔r的競爭力。

在線學(xué)習(xí)的實(shí)施是一種商業(yè)模式，涉及教育以外的一些知識，因此，引起了商業(yè)領(lǐng)域一些人的興趣。例如，我在臺灣開課，商學(xué)院對教育感興趣的學(xué)生也會來修讀，有些則是學(xué)教育科技的。其中，一位芬蘭學(xué)生想開一個游戲公司，幫助教師做教案設(shè)計(jì)，再把這些軟件賣給學(xué)校。

不是所有的課程都可以在線上進(jìn)行，部分課程必須通過師生互動而進(jìn)行。人與人之間的學(xué)習(xí)也需要通過面對面互動獲得。網(wǎng)絡(luò)上的“互動”僅僅是文字、影像的互動。這種虛擬環(huán)境通常使得學(xué)生對很多信息的判斷不準(zhǔn)確。

六、移動學(xué)習(xí)在教學(xué)中的應(yīng)用

《世界教育信息》：移動學(xué)習(xí)是一種在移動設(shè)備幫助下的能夠在任何時間、任何地點(diǎn)發(fā)生的學(xué)習(xí)，請您談?wù)剬σ苿訉W(xué)習(xí)的理解和看法。

洪煌堯：移動學(xué)習(xí)也是教育信息化發(fā)展的主要趨勢之一。一方面，移動學(xué)習(xí)使得學(xué)習(xí)變得很方便；另一方面，移動學(xué)習(xí)使得人們對信息通信技術(shù)越來越依賴，同時也給教學(xué)活動帶來了一些挑戰(zhàn)。例如，很多信息或教學(xué)資料可以通過網(wǎng)絡(luò)搜索獲得，學(xué)生可能會因此而在課堂上分心。因此，課堂需要翻轉(zhuǎn)，教育工作者必須調(diào)整心態(tài)，轉(zhuǎn)變教學(xué)方式。很多教師逐漸開始做一些新的嘗試，如鼓勵學(xué)生自帶設(shè)備（Bring Your Own Device，BYOD）來學(xué)校。為了防止學(xué)生在課堂上玩手機(jī)，有的教師禁止學(xué)生把電子設(shè)備帶到課堂。對此，我認(rèn)為，教師應(yīng)更好地去疏導(dǎo)學(xué)生，而不是采用“堵”的方法。在我的課堂上，學(xué)生可以攜帶自己的設(shè)備，并在我的課程平臺上討論。我希望，學(xué)生在聽其他同學(xué)作報(bào)告的時候，可以及時在平臺上反饋。在平臺上的反饋與口頭反饋的差別在于，平臺上的反饋信息可以回看。例如，我今天作了一個報(bào)告，別人給我做了很多反饋，我回家之后可以慢慢看，且可以再延伸話題。

因此，移動學(xué)習(xí)事實(shí)上也帶來了很多可能性。很多軟件、應(yīng)用不斷推陳出新，且對學(xué)習(xí)有所幫助。不過，我們應(yīng)意識到，很多時候?qū)W生學(xué)到的東西并不是真正對他有幫助的。很多學(xué)生帶著移動設(shè)備，但沒有真正起到正向作用，而是沉迷在游戲世界中。在虛擬和現(xiàn)實(shí)世界中，學(xué)生常常更喜歡虛擬世界，因?yàn)樵谀抢锟梢缘玫礁喑删透?，?dǎo)致其常常忘記自己是一個活生生的個體，應(yīng)該花更多時間關(guān)注這個社會中的真實(shí)層面?？萍际且话央p刃劍，可以延伸你的意志和愿望，無論是好的還是壞的。

七、游戲?qū)W習(xí)在教學(xué)中的應(yīng)用

《世界教育信息》：您剛才談到了游戲，請您談?wù)動螒驅(qū)W習(xí)。

洪煌堯：學(xué)習(xí)活動都需經(jīng)過設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)上存在所謂的“兩難”，即學(xué)習(xí)本身具有嚴(yán)肅性，也需要一定的趣味性。一般來說，在學(xué)校的學(xué)習(xí)具備較強(qiáng)的嚴(yán)肅性，而在網(wǎng)絡(luò)上的學(xué)習(xí)比較有趣，且浮于表面。例如，臉譜網(wǎng)（facebook）上面那些有趣的社會互動和學(xué)習(xí)可以幫助學(xué)習(xí)者獲得很多知識，但很多知識沒有得到進(jìn)一步驗(yàn)證，且學(xué)習(xí)者大多也只是對其進(jìn)行粗略地瀏覽。然而，在課堂上，對一件事情的討論很可能持續(xù)幾個小時。在這樣的情況下，學(xué)生可能會對討論的信息有更深刻的反思。

因此，在設(shè)計(jì)教學(xué)活動的時候，教師應(yīng)在嚴(yán)肅性和趣味性中找到一個平衡點(diǎn)。例如，我前面提到的的PaGamO網(wǎng)站，就是加入一些游戲元素使題目變得更有趣。此外，還需考慮學(xué)生在玩游戲的過程中是否能夠改變性格和行為方式。例如，長期玩暴力游戲會使人變得比較易怒。這是游戲?qū)W習(xí)可能會產(chǎn)生的負(fù)面影響。

對于游戲?qū)W習(xí)，我們需要開展更多研究。事實(shí)上，很多學(xué)生正在參與游戲?qū)W習(xí)，這已經(jīng)是趨勢之一。但是，我們希望，教師在游戲教學(xué)中能夠更多考慮教育的價值。

八、3D打印技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用

《世界教育信息》：據(jù)說3D打印技術(shù)在教育信息化當(dāng)中也有所應(yīng)用，請您具體談?wù)勏嚓P(guān)的情況。

洪煌堯：在臺灣，我們叫3D電印，我也有同事開設(shè)這門課。從古至今，我們生活中的所有東西都是經(jīng)過人腦和雙手制造出來的。3D電印就是讓我們可以動手去制作一些便于我們生活的科技產(chǎn)品。甚至，3D電印機(jī)做出來的所有零件，可以再組裝成一臺3D電印機(jī)。

3D電印有很多可能性。在制作、創(chuàng)造的過程中，人們可以用圖像思考。例如，在歷史課上，教師可以電印一些古遺跡。3D電印也可用于研究一些建筑、地形。有本書叫《在圖中思考》（Thinking in Picture），該書指出圖像其實(shí)對學(xué)生圖像思考能力的發(fā)展有幫助，因?yàn)橛行┤松瞄L圖像思維。

九、現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用與傳統(tǒng)文化相結(jié)合

《世界教育信息》：西方國家在教育信息化方面做的很好，中國應(yīng)該以怎樣的姿態(tài)與這些國家合作？

洪煌堯：從清朝末年至今，基本上都是中國人到歐美國家留學(xué)，學(xué)習(xí)西方的典范。其實(shí)，中國擁有五千年的文明，有很多傳統(tǒng)文化值得推崇和鼓勵。因?yàn)槲覀兓颂鄷r間去學(xué)習(xí)西方的東西，所以我們反思自己文化的時間就少了。因此，我們應(yīng)該花更多時間反思一下自己擁有什么。我們可能會發(fā)現(xiàn)，很多自己固有的東西可能都是有幫助的，特別在教育領(lǐng)域。我認(rèn)為，我們應(yīng)該把新科技與傳統(tǒng)文化做一些聯(lián)結(jié)和對話，會有一些有趣的想法和思維值得研究。

編輯 吳婷 校對 朱婷婷