未來課堂:教育信息化的新領域

劉 勉,趙瑞軍,扎麗瑪

(1.華東師范大學教育信息技術學系,上海普陀200062; 2.內蒙古師范大學網絡信息中心,內蒙古呼和浩特010022)

未來課堂:教育信息化的新領域

劉 勉1,趙瑞軍1,扎麗瑪2

(1.華東師范大學教育信息技術學系,上海普陀200062; 2.內蒙古師范大學網絡信息中心,內蒙古呼和浩特010022)

促進教育信息化,提高各級學校在教育信息化中的投入,培養(yǎng)教師及學生運用信息化手段進行教育與學習的能力一直是我國教育改革發(fā)展的一個重要方向.教育的信息化離不開課堂的信息化,課堂始終是教學的主陣地.未來課堂的提出,即是圍繞現代教育理念,將傳統(tǒng)的課堂進行重構,利用最新ICT科技,構建出以人為本,全面發(fā)展學生各方面素質的面向未來的課堂.

未來課堂;教育信息化;教育技術研究

0 引言

我國于2010年7月29日正式發(fā)布《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》,其中在第十專題“教育發(fā)展保障條件與機制研究”中,提出必須加強教育信息化的持續(xù)發(fā)展:“教育信息化建設與應用現狀分析;教育信息化建設可持續(xù)發(fā)展策略;2012年和2020年教育信息化建設戰(zhàn)略方針、指導建設、發(fā)展思路、總體目標、重大工程和政策建議”.[1]緊接著在2015年12月27日通過的《中華人民共和國教育法》修改案的第六十六條表述為:“國家推進教育信息化,加快教育信息基礎設施建設,利用信息技術促進優(yōu)質教育資源普及共享,提高教育教學水平和教育管理水平.縣級以上人民政府及其有關部門應當發(fā)展教育信息技術和其他現代化教學方式,有關行政部門應當優(yōu)先安排,給予扶持.國家鼓勵學校及其他教育機構推廣運用現代化教學方式.”[2]從上述國家教育政策的綱領性的文件可以看出,大力促進教育信息化,提高各級學校在教育信息化中的投入,培養(yǎng)教師及學生運用信息化進行教育與學習的能力一直是我國教育改革發(fā)展的一個重要方向.

教育的信息化離不開課堂的信息化,課堂始終是教學的主陣地.[3]培養(yǎng)學生的自主探索能力,是當代教育界關注的問題,學生在與他人合作過程中掌握深度的知識,拓展自我的認知范圍.作為教學的主陣地,課堂應該在學生的知識建構、情感培養(yǎng)、動作技能訓練等各方面都起到決定性作用,而當今絕大多數課堂并沒有與先進的現代教育理念相融合.鄭金洲教授曾經提出:“若要滿足現代教育的需求,必須對具有固定化、單調化、教條化和范式化的傳統(tǒng)課堂進行改變,其改變既是針對物理環(huán)境,同樣也要針對心理環(huán)境”.[4]所以,對傳統(tǒng)課堂進行重構,不僅符合國家制定的教育信息化方針政策,而且也是對現代教育觀念的踐行,力求將課堂構建成適應學生全面發(fā)展的“知識課堂”和“心理課堂”的綜合體.[5]59

1 認識課堂

所謂課堂,也作教室,在英文中對應的單詞是“classroom”,牛津現代英漢雙解大詞典對“classroom”的解釋為:“A room in which a class of pupils or students is taught”,可以理解為課堂是一個房間,在該房間中,一個班級的孩子或學生能夠被教學.

從歷史上的課堂表現形式和內在功能來看,課堂的形態(tài)至少包含三種,教室、教學、教室教學綜合體,分別對應于教學產生的空間、在該空間里進行的有關教與學的活動、以上各類要素相互作用的綜合體等.[5]60

鐘啟泉教授指出,課堂是學校教育教學活動的基本組織形式.學生在課堂中不僅獲取知識,而且也應該學會社交相關的技巧.在課堂中,學生應該既能獨立思考,也能與他人合作,以多種方式獲得提升.所以,課堂應該是一個充滿靈性、交互的知識空間.[6]10

楊慶余教授提出,課堂是學校教育之中的主要空間,在該空間中產生各種交互活動,它是一個由施教者、受教者、學習資源、教學環(huán)境等元素持續(xù)交互,不斷作用的知識生態(tài)系統(tǒng).[6]25

Walter Doyle教授定義出課堂的六大特性:同時性、即時性、多樣性、不可預測性、公共性和歷史性.[7]

隨著科技的發(fā)展,課堂在一定程度上來說確實有所發(fā)展,特別是信息技術裝備上的提升,但從現在課堂本質上來說還是處于教師對學生單向傳授知識的階段,現代教育理念中的以學生為本、自主學習、探究學習、合作學習等先進的教學模式還未得到大規(guī)模的運用.而未來課堂研究項目的開展,正是踐行以學生為中心的現代教育理念,重新構筑傳統(tǒng)課堂,使組成課堂的人、資源、技術和環(huán)境等要素能夠得到充分發(fā)揮,以此更好的促進學生的情感、認知和技能的發(fā)展與提升.[8]

2 課堂的概念界定

未來課堂作為一個新興的領域,相關的研究才剛起步,但已經成為國內外教育技術學科的重點關注對象.克萊頓.克里斯滕森,邁克爾.霍恩和庫爾蒂斯.約翰遜在“Disrupting Class”一書中指出今后的課堂應該讓學生自主選擇合適的軟硬件,在該軟硬件的支持下學生能夠更加流暢的達成課堂目標.在此類課堂中,學生不再只是單純的知識記憶器,而是通過有趣的小組合作,最終完成一項任務.[9]美國每日論壇報“Classroom of the future,here,now”一文中指出“Classroom of future”是創(chuàng)設一個學習環(huán)境,在其中采用創(chuàng)新式的教育活動,使技術所發(fā)揮的作用從課堂管理到教學的各方面都能得到良好的體現.施教者與學習者自然的融入課堂環(huán)境,在課堂環(huán)境中展開有益的互動.[10]臺灣的《啟動學習革命》一書中把未來課堂定義為自由教室、高互動空間、泛在學習環(huán)境、電子書包、虛擬實驗室、遠程相連教室的有機組合,在未來課堂里,空間和時間的局限被打破,學習與交流的隔閡也被化解,從而構建起師生之間彼此交融的嶄新課堂.[11]

綜合上述國內外學者的觀點,結合我國現有國情,可以將未來課堂(classroom of future/ future classroom)定義為以《中華人民共和國教育法》和《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》中的“以人為本”、“創(chuàng)新人才培養(yǎng)”、“把提高質量作為未來教育的戰(zhàn)略重點”等指導思想為基本出發(fā)點,以教育心理學、教育環(huán)境學、人本主義等為理論依據,以人機交互、智能信息技術等為技術手段的面向未來的課堂教學體系.[12]

3 未來課堂的相關特性

David Miliband在設計創(chuàng)新型的學校中提出未來的課堂應該具備給予靈感的(Inspirational)、美麗的(Beautiful)、可適應的(Adaptable)、可持續(xù)的(Sustainable)、可兼顧的(Inclusive)、靈活的(Flexible)、趣味的(Fun)、愉悅的(Delightful)、鮮活的(Fresh)、安全的(Safe)、信息通訊技術支持的(ICT enabled)、多用戶的(Multi－User)、曲線的(Curved)、成長型的(Growing)、自然的(Natural)特性.[13]

關注教與學的本質,整合先進信息技術的未來課堂首先應是集成多種媒體技術的課堂,包括多屏技術,泛在網絡,環(huán)境監(jiān)控等;然后應是一個簡潔明快的,體現后現代主義的課堂,處處體現以人為本的設計精神,如桌椅的人性化設計,根據具體需求的靈活擺放方式等;最后還可以是一個虛實結合的課堂,課堂參加者可以有其虛擬化身,利用虛擬化身通過網絡與遠端的同學進行交流協作,參與在線課程等.具體來說,未來課堂對比傳統(tǒng)課堂的進步主要體現在人性化、智能性、混合性、交互性、開放性和生態(tài)性等方面.[14]

人性化表現為未來課堂關注的重點始終是施教者與受教者,在適合的技術支持下,更多的體現出人本主義的精神.包括符合人體工學的、可活動的、方便組合的桌椅,可隨教學需要和主體情感調節(jié)明暗色彩的燈光等,營造出富有人性關懷的物理環(huán)境與心理環(huán)境.

智能性體現為未來課堂應是一個智能化的課堂.在未來課堂中引入多種ICT設備,具有良好兼容性的用戶接口,教師和學生并不會感覺到技術的突兀,而是將技術當成自身的延展,自然而然的融入富技術的課堂.

混合性表現為多種學習方式的混合,如Formal Learning&Informal Learning,Online Learning&Offline Learning.也可以體現為多學科或跨學科的融合,利用豐富的技術手段創(chuàng)建適合多樣化教學的情境,從而促進學生綜合能力的提升.

交互性是指在未來課堂中各種要素之間能夠進行不間斷的互動.現代教學理論認為,課堂中的交互是重要而必須的,交互性也是未來課堂中的核心.未來課堂中的交互包括人與人、人與技術、人與環(huán)境、技術與技術等,突破了傳統(tǒng)課堂只注重人與人互動的限制,將課堂中交互的維度進行拓展,體現出無處不互動的先進教學理念.

開放性體現為課堂的教學組織形式與教學資源的開放.教學組織形式的開放是指課堂中的物理設施(主要指教學的桌椅)可以按需要靈活的擺放,克服了傳統(tǒng)課堂中進行小組合作學習時桌椅難以移動的缺點.教學資源的開放是指借助高速的網絡信息平臺,師生能夠將網絡上的有效資源方便的搜索到并為我所用.

生態(tài)性則是站在教育生態(tài)學的角度來闡述未來課堂應具有的公平、和諧的教學生態(tài)系統(tǒng).教育生態(tài)位原理、教育生態(tài)鏈法則、限制因子定律、耐度定律、最適度原則等生態(tài)學理論在未來課堂中都應有所體現,目標則是建立“以人為本為指導思想,使教育的各因素相互依存、相互促進、協調合作,形成完美的教學生態(tài),從而促進學生自我激勵、自我成長、自我完善.”的和諧課堂.[15]

4 未來課堂研究分類

未來課堂的研究包括信息科學、教育學、心理學、學習科學、環(huán)境科學、聲學、光學等關聯學科,與翻轉課堂(flipped classroom)、智慧教育(smart education)、慕課空間(MOOC space)、移動學習(mobile learning)等近幾年涌現的新技術新名詞相輔相成,共同構成了當今教育技術學界百花齊放的新格局.對未來課堂的研究可以分為未來課堂物理架構的研究和未來課堂心理環(huán)境的研究,物理架構的研究和心理環(huán)境的研究需從理論和實踐兩方面入手,并且均包括創(chuàng)設、管理和應用三部分,如圖所示.

圖1 未來課堂研究分類圖

4.1 創(chuàng)設研究

在未來課堂的創(chuàng)設研究中,重點構筑理論模型和搭建物理架構.理論模型的研究,應該體現出未來課堂的定位及特性,明確可實現的功能,各功能之間的相互關系,構建符合系統(tǒng)化思想的模型.物理架構的研究,主要包括課堂建筑空間設計,網絡的搭建,聲、光、電的合理布置,高清一體機和交互式電子白板的搭配方式等,充分體現出未來課堂的富技術化、人性化等特點.

4.2 應用研究

應用研究中,包括對未來課堂中的交互行為和教學模式的探索.已經有很多的文獻討論過普通傳統(tǒng)課堂中的教學模式,未來課堂是對傳統(tǒng)課堂的重構,相應的未來課堂的教學模式也是對傳統(tǒng)課堂的教學模式進行重構或改進.而交互則處于未來課堂研究的中心地位,關于未來課堂交互的研究,主要包括教學的主體與主體、主體與設備、主體與資源,設備與設備等之間的互動.

4.3 管理研究

未來課堂的管理研究主要是關于未來課堂設計與應用的標準和規(guī)范研究.未來課堂與傳統(tǒng)課堂在開放、綠色、和諧等諸多方面有顯著的不同,先進的信息技術和工程技術為實現未來課堂的理念奠定了物理基礎,若要將未來課堂在教育實踐中推廣,則標準化和規(guī)范化是必不可少的.

5 未來課堂項目實踐研究

華東師范大學“教師教育創(chuàng)新優(yōu)勢學科平臺建設”項目中的子項目“教師實踐創(chuàng)新的主陣地——未來課堂”研究成果是在現代教育技術研究所所長張際平教授領銜下,集合多位博士碩士智慧創(chuàng)造出的結晶.在課堂概念的重構、新媒體新技術的運用、物理架構的設計、高互動空間的創(chuàng)設、課程教學平臺的設計開發(fā)、教學方法模式的創(chuàng)新等方面均取得了很大的成果,在教育學界引起了越來越大的關注.

經過大量的理論與實踐研究,未來課堂概念規(guī)劃如圖所示.

圖2 未來課堂概念圖

從該圖中可以看出,先進的ICT科技被充分運用到未來課堂的環(huán)境空間中,該空間具備全空間無線覆蓋、桌椅移動組合靈活、智能化的資源管理、互動形式多樣等特點.未來課堂中的用來實現處于中心位置的交互理念的關鍵技術主要涉及到以下幾個方面:

5.1 泛在網絡——實現設備間的無縫連接互動

泛在網絡(Ubiquitous Network)是指信息通訊技術深度融合進人與人、人與物、物與物之間的各種環(huán)境,并無處不在的計算機網絡.泛在網絡為未來課堂的物理架構打下牢固的基礎,只有在此基礎上才能構建起其它相關技術.泛在網絡把課堂空間中的人、物、環(huán)境、資源等存在物都通過信息技術手段整合起來,使網絡像空氣一樣無時無刻的不融入到生活工作中去.利用泛在網絡,可以實現在未來課堂環(huán)境中人、技術、設備、環(huán)境等要素的完美融合,真正實現技術間的無縫連接互動效果.

5.2 交互式電子白板——智能多屏空間交互模式

先進的交互式電子白板是未來課堂中關鍵的電子設備,它將代替黑板成為未來課堂教學的主流技術.交互式電子白板不僅具備通用白板以及網絡主機的功能,而且可以實現通用白板與電腦主機、軟硬件資源與教育資源、人與設備、人與人等多重交互功能.[16]在配置有交互式電子白板的教學環(huán)境中,通常包含三種交互方式:第一種是對話式人際交互;第二種是筆觸式人機交互;第三種是自我交互.在其中不但有師生直接交互、師生與白板交互,還包含師生與教學資源內容的深層次交互.[17]

5.3 多點觸控顯示屏——自然、直觀、友好的交互界面

多點觸控顯示屏是相對于單點觸控顯示屏而言的,其最大的特點是同時支持多個觸控點,使兩根手指,多根手指,甚至多個人同時操控屏幕內容,具有更高的人性化.多點觸控技術通常分為兩種:Multitouch All Point和Multitouch Gestures,通過手勢的變換,操作者可以控制圖片的變形、平移、旋轉等,也可以實施游戲化學習、以及GPS的起始點與結束點設置等.多點觸控技術符合人類自然習慣,與人體操作事物的方式更加吻合,有望取代當前廣泛使用的鍵盤、鼠標,使計算機交互接口更為人性化.[18]在未來課堂中,多點觸控顯示屏主要用在學生端的電子書包、平板電腦、PDA設備等,可支持多人協作學習,為人與設備、人與環(huán)境的互動提供便捷的操作.

5.4 環(huán)境感知——感知主體需求,提供個性服務

由普適計算理論推演的環(huán)境感知技術,于1994年由Schilit提出.概括來說上下文感知是指通過相關技術如傳感技術,使計算機能夠主動感知周圍當前的情境.泛在網絡環(huán)境中,人會持續(xù)的同各種ICT設備發(fā)生連續(xù)而不可見的交互,為了連續(xù)獲取并反饋當前情境,ICT系統(tǒng)必須具備主動感知周圍環(huán)境的能力,并視具體的情形作出適當的判斷及服務.要獲得當前情境的具體信息,可以采用傳感器等設備感知情境信息,然后將感知的信息傳送到負責信息處理的計算機,進行“主動服務計算”,即計算機(移動或非移動的計算機)能夠根據所獲得的信息,自適應的計算,更改用戶界面,為用戶提供真正有價值的推送服務.[19]將環(huán)境感知技術運用到未來課堂中,對學生的個性化和自主學習產生積極的影響,即環(huán)境發(fā)生變化,學習和思考也不會中斷,從而保證學習的連貫性、深入性,有利于知識的建構.

5.5 智能代理——搭建自適應交互學習腳手架

智能代理技術最早是由美國麻省理工大學研制開發(fā),屬于分布式人工智能(DAI)的分類.可以將智能代理(IA)看成一個實體,它通過觀察自身所處的環(huán)境和作用于其上的行為,從中學習知識,并能指示某一對象完成相應的任務.

美國斯坦福大學的海爾茲.羅斯認為智能代理主要與三項功能有關:動態(tài)獲取環(huán)境信息;推理并解釋獲取的信息、求解問題并產生成果、決定需執(zhí)行的動作;環(huán)境的改變是執(zhí)行動作的結果.[20]智能代理的性質主要體現在五個方面:社交性(Sociability)、反應性(Reactivity)、自主性(Autonomy)、活躍性(Activity)和預動性(Pre－activeness).[21]

在未來課堂中,智能代理既可以利用智能輔助教學系統(tǒng)(ICAI)充當教師代理者,又能充當學習替代者,主動幫助學生搜索存儲分析符合學習要求的資源,以方便學生獲取所需的知識.

6 結語

未來課堂是教育信息化領域的新領域,它是一個在泛技術支持下,具有人性化、智能化,以交互為核心特性的面向未來的嶄新的課堂.未來課堂關注的重點定位于教學的主陣地課堂,以先進教育理念,結合豐富的技術支撐,構建出能夠更好促進學習,更利于知識建構的學習空間.作為教育技術研究者,我們應該以敏銳的目光觀察課堂,用科學的思維關注新技術,找到新技術與課堂之間完美的結合點,為祖國的教育事業(yè)盡到自己的一份力量.

[1]中共中央,國務院.國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)[Z].2010－07－29.

[2]全國人民代表大會常務委員會關于修改《中華人民共和國教育法》的決定[J].中華人民共和國全國人民代表大會常務委員會公報,2016(1):43－45.

[3]張際平,陳衛(wèi)東.教學之主陣地:未來課堂研究[J].現代教育技術,2010(10):44－50.

[4]鄭金洲.重構課堂[J].華東師范大學學報:教科版,2001(3):53.

[5]王 鑒.課堂研究概論[M].北京:人民教育出版社,2007:59－60.

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[7](美)理查德·I·阿蘭茲(Richard I.Arends).學會教學[M].叢立新,譯.上海:華東師范大學出版社,2007:116－117.

[8]陳衛(wèi)東,張際平.未來課堂的定位與特性研究[J].電化教育研究,2010(7):23－28.

[9]Disrupting Class’－Highly Recommend![EB/OL].[2009－05－21].http://www.thestudentistheclass.com/ 2009/05/disrupting－class－h(huán)ighly－recommend.html＃links.

[10]The Daily Tribune Classroom of the future,here,now[EB/OL].[2014－06－12].http://telebisyon.net/balita/ school－matters/artikulo/69732.

[11]陳德懷,林玉佩.啟動學習革命——全球第一個網絡教育城市亞卓市[M].臺北:遠流出版社,2007:171－181.

[12]陳衛(wèi)東,葉新東,張際平.未來課堂的互動形式與特性研究[J].電化教育研究,2011(8):91－97

[13]David Miliband:innovative designs for schools[EB/OL].[2016－11－19].http://www.teachernet.gov.uk/.

[14]陳衛(wèi)東,張際平.未來課堂設計與應用[J].遠程教育雜志,2010(4):27－33

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[19]情景感知[EB/OL].[2016－11－10].http://baike.baidu.com/view/4884974.htm.

[20]智能代理[EB/OL].[2011－01－13].http://baike.baidu.com/view/1884796.htm.

[21]黃榮懷.第六屆全球華人計算機教育應用大會論文集[C].北京:中央廣播電視大學出版社,2002:296－299.

[責任編輯 范 藻]

The Future Classroom:New Field of Education Informatization

LIU Mian1,ZHAO Ruijun1,ZA Lima2
(1.Education Information Technology Department of East China Normal University,Putuo Shanghai 200062; 2.Network Information Center of Inner Mongolia Normal University,Hohhot Inner Mongolia,010022,China)

One goal of the education reform in China is to promote the education informatization,including increasing the investment into all grade schools and training teachers and students to apply the informatization to their teaching and learning.The informatization of education can not be separated from the informatization in classroom,which has been themain place of teaching and learning.The future classroom means that the traditional classroom w ill be reconstructed as the modern education theory is applied to direct.The classroom w ill take advantages of the newest ICT,in which the“people－being－first”and all－round development of students w ill be its features.

future classroom;education informatization;education technology research

G434

A

1674－5248(2017)05－0078－06

2017－02－13

上海市高峰學科建設計劃華東師范大學教育學課題“未來課堂中的教與學變革:基于視頻分析視角”

劉 勉(1980—),男,四川達州人.講師,博士研究生,主要從事泛技術環(huán)境下課堂教學研究.