先進(jìn)技術(shù)促進(jìn)學(xué)習(xí)變革與創(chuàng)新*

薛耀鋒 李佳璇 曾志通 軒明杰 秦偉

摘? ?要：在“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)時(shí)代，先進(jìn)技術(shù)與教育的融合面臨著巨大挑戰(zhàn)與機(jī)遇。2019年7月15日至18日，先進(jìn)學(xué)習(xí)技術(shù)國(guó)際會(huì)議（ICALT）年會(huì)在巴西的馬塞爾市召開(kāi)，年會(huì)收集了先進(jìn)學(xué)習(xí)技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)的14個(gè)專題的論文。文章解析年會(huì)主題，展現(xiàn)近年來(lái)技術(shù)與教育融合的發(fā)展趨勢(shì)，提出教育研究者與實(shí)踐者應(yīng)該深刻認(rèn)識(shí)新興技術(shù)對(duì)促進(jìn)教育教學(xué)發(fā)展的意義，不斷探索更多能促進(jìn)教育教學(xué)發(fā)展的新興技術(shù)，以及創(chuàng)新新興技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用模式。

關(guān)鍵詞：ICALT;先進(jìn)技術(shù);教育大數(shù)據(jù);學(xué)習(xí)分析;創(chuàng)新教育

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-8454（2021）03-0014-05

一、引言

在互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展、創(chuàng)新技術(shù)不斷被提出的今天，如何將技術(shù)資源與教育融合，如何把握技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)，幫助學(xué)生進(jìn)行更好的學(xué)習(xí)、教師進(jìn)行更好的教學(xué)，是教育工作者一直探索的話題。剖析技術(shù)環(huán)境下的教學(xué)理念、學(xué)習(xí)路徑、角色職能和創(chuàng)新融合，掌握學(xué)習(xí)變革的總體趨勢(shì)，是當(dāng)下教育研究的重要話題。先進(jìn)學(xué)習(xí)技術(shù)國(guó)際會(huì)議（International Conference on Advanced Learning Technologies，簡(jiǎn)稱ICALT）是電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）主辦的國(guó)際會(huì)議，主要分享學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展情況。ICALT 2019年學(xué)術(shù)年會(huì)，于7月15日至18日在巴西馬塞爾市召開(kāi)，來(lái)自全球的研究者進(jìn)行了為期4天的學(xué)術(shù)交流和研討。年會(huì)收集了先進(jìn)學(xué)習(xí)技術(shù)和技術(shù)增強(qiáng)學(xué)習(xí)領(lǐng)域相關(guān)的14個(gè)專題的111篇論文和博士論壇的5篇論文，年會(huì)專題設(shè)置如圖1所示。大會(huì)開(kāi)展了豐富多彩的學(xué)術(shù)交流與研討，聯(lián)通教育技術(shù)各行業(yè)間的交流與對(duì)話，深入討論了技術(shù)如何有效地滿足不同學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求、如何提供更多優(yōu)質(zhì)的教育資源，以及如何正確對(duì)科技快速發(fā)展帶來(lái)的挑戰(zhàn)采取措施等問(wèn)題。

二、年會(huì)論文概述

為找出年會(huì)呈現(xiàn)的先進(jìn)技術(shù)教育應(yīng)用研究與實(shí)踐的趨勢(shì)，本文對(duì)年會(huì)論文的主題、關(guān)鍵詞詞頻做了分析。

年會(huì)共收錄了116篇論文，總共有14個(gè)主題以及一個(gè)博士論文專題。圖2列出了各個(gè)專題的論文數(shù)量。當(dāng)中論文數(shù)最高的專題是教育大數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)分析，教育大數(shù)據(jù)能夠極大地推動(dòng)教育變革，學(xué)習(xí)分析能夠進(jìn)一步挖掘?qū)W習(xí)背后的影響因素，這些領(lǐng)域已經(jīng)在多方面引起了教育研究者和教育實(shí)踐者的關(guān)注;同時(shí)數(shù)字游戲和智能玩具增強(qiáng)學(xué)習(xí)，反映了游戲化教學(xué)正逐漸被人們所重視。一些新興的教育技術(shù)，如增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬學(xué)習(xí)、CSCL和個(gè)性化技術(shù)等，也有一定量的論文，這表示這些新興的教育技術(shù)已經(jīng)逐漸融合于教育實(shí)踐當(dāng)中。

年會(huì)的116篇論文共有484個(gè)關(guān)鍵詞。圖3為大會(huì)所有論文關(guān)鍵詞的詞云。出現(xiàn)次數(shù)較多的關(guān)鍵詞有學(xué)習(xí)分析、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析、游戲化教學(xué)、教學(xué)評(píng)價(jià)、協(xié)作學(xué)習(xí)等。這些高頻詞反映了論文作者注重利用教育技術(shù)改進(jìn)教學(xué)方法、提升教學(xué)和學(xué)習(xí)成效。通過(guò)詞頻分析可以看出，雖然研究者都致力于設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)先進(jìn)技術(shù)，但并沒(méi)有完全偏重技術(shù)，而是把不同的技術(shù)應(yīng)用于教育實(shí)踐，深入研究技術(shù)與教育教學(xué)的融合，例如把技術(shù)應(yīng)用到語(yǔ)言教學(xué)課堂、教與學(xué)的評(píng)價(jià)、教師個(gè)性化教學(xué)的實(shí)踐中去，以促進(jìn)教育教學(xué)變革和發(fā)展。以上分析結(jié)果與年會(huì)論文主題一致。

三、核心內(nèi)容

年會(huì)論文整體聚焦于先進(jìn)技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用。為整體性把握趨勢(shì)，本文對(duì)年會(huì)的14個(gè)專題的論文進(jìn)行了整理，綜合他們的內(nèi)容，我們可以發(fā)現(xiàn)學(xué)者對(duì)先進(jìn)技術(shù)教育應(yīng)用有以下關(guān)注點(diǎn)：

1.技術(shù)在不同學(xué)習(xí)情境中的應(yīng)用

開(kāi)放教育是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，它迫切需要新技術(shù)的支撐。中國(guó)開(kāi)放大學(xué)的Wang等[1]致力于在線學(xué)習(xí)環(huán)境中的大數(shù)據(jù)分析，他們的研究基于機(jī)器學(xué)習(xí)中的經(jīng)典分類算法，對(duì)中國(guó)開(kāi)放大學(xué)在線課程平臺(tái)提供的在線行為數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，提出了學(xué)習(xí)者的在線學(xué)習(xí)成績(jī)預(yù)測(cè)模型，分析學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)與學(xué)習(xí)成績(jī)之間的關(guān)系，根據(jù)不同的課程類型選擇不同的特征進(jìn)行學(xué)習(xí)成績(jī)預(yù)測(cè)，幫助教師進(jìn)行個(gè)性化教學(xué)。還有部分學(xué)者致力于在線學(xué)習(xí)平臺(tái)的參與度研究，為提高學(xué)生參與度與交互質(zhì)量，采用詞云整合學(xué)習(xí)者評(píng)論、眼動(dòng)跟蹤分析協(xié)作過(guò)程等方法來(lái)改善學(xué)習(xí)，得出了良好結(jié)果，對(duì)提高學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)效率有很大的意義。[2][3]

許多學(xué)者致力于將技術(shù)融入不同領(lǐng)域的教學(xué)中。STEM教育中學(xué)習(xí)者思維能力鍛煉是一大研究熱點(diǎn)，部分研究者對(duì)學(xué)習(xí)者的設(shè)計(jì)思維[4]、復(fù)雜問(wèn)題解決能力[5]、高階思維能力[6]，提出了框架模型，并細(xì)致分析了模型結(jié)構(gòu)，探究思維能力鍛煉策略。

技術(shù)在語(yǔ)言學(xué)習(xí)領(lǐng)域也有著廣泛運(yùn)用。為了解決寫(xiě)作評(píng)分差異問(wèn)題，Jaunez等[7]提出了一種基于評(píng)估個(gè)體差異的項(xiàng)目反應(yīng)理論（item respose theory）預(yù)測(cè)一致性的方法。南京師范大學(xué)的學(xué)者為了提高外語(yǔ)授課課程的聽(tīng)課質(zhì)量，比較了“語(yǔ)音-文本識(shí)別”（STR）和“語(yǔ)音-語(yǔ)言翻譯”（SELT）對(duì)外語(yǔ)授課內(nèi)容理解的影響。[8]

目前，已有的在線教育平臺(tái)記錄并存儲(chǔ)了大量教育大數(shù)據(jù)，但卻并未對(duì)數(shù)據(jù)所隱藏的教育價(jià)值進(jìn)行充分挖掘與應(yīng)用。因此，許多學(xué)者致力于研究數(shù)據(jù)收集工具和數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，分析學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，從而對(duì)教學(xué)方式、學(xué)習(xí)過(guò)程還有評(píng)價(jià)方式進(jìn)行研究與改善。為分析學(xué)生數(shù)據(jù)，以便教師提供更合適的教學(xué)指導(dǎo)，來(lái)自紐約市立學(xué)院的學(xué)者開(kāi)發(fā)了一種基于Web的視覺(jué)分析系統(tǒng)，系統(tǒng)可顯示學(xué)生多維數(shù)據(jù)，包括多種用于數(shù)據(jù)分析的可視化方法，幫助教師從多元數(shù)據(jù)中獲得信息和做出決策。[9]部分學(xué)者深入研究學(xué)習(xí)者行為數(shù)據(jù)，分析隱藏在學(xué)生行為背后的信息，通過(guò)多模態(tài)的學(xué)習(xí)者數(shù)據(jù)反映學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)狀態(tài)，幫助教師采取正確的干預(yù)措施從而促進(jìn)教學(xué)。[10-12]

2.針對(duì)學(xué)習(xí)者的特點(diǎn)和需要開(kāi)展個(gè)性化教學(xué)

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的快速發(fā)展，在線學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)規(guī)?？焖僭龃?，學(xué)習(xí)者從互聯(lián)網(wǎng)上大量學(xué)習(xí)資源中獲取適合自己的資源的難度亦變得更加困難。幫助學(xué)習(xí)者開(kāi)展個(gè)性化學(xué)習(xí)并且快速選取適合的學(xué)習(xí)資源成為“人工智能+教育”研究領(lǐng)域的重要課題。在線學(xué)習(xí)平臺(tái)的個(gè)性化學(xué)習(xí)資源定向推送已成為不可或缺的功能。個(gè)性化推薦可以顯著改善學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)體驗(yàn)和學(xué)習(xí)投入，降低在線學(xué)習(xí)輟學(xué)率，支持教育決策的制定。

部分學(xué)者的研究關(guān)注教師的個(gè)性化指導(dǎo)與學(xué)生的個(gè)性化推薦。阿拉戈斯聯(lián)邦大學(xué)的學(xué)者開(kāi)發(fā)了一個(gè)模版來(lái)幫助教師更快速地設(shè)計(jì)游戲化智能導(dǎo)師系統(tǒng)。[13]Rolim等[14]學(xué)者致力于學(xué)習(xí)者的弱點(diǎn)和強(qiáng)項(xiàng)分析，他們將學(xué)習(xí)者于在線論壇中發(fā)表的文字提取出來(lái)，與維基百科等外部資源結(jié)合在一起，采用主題建模和文本分類，來(lái)識(shí)別學(xué)生的優(yōu)缺點(diǎn)。Costa等[15]為了研究人工智能在e-learning中的進(jìn)步、挑戰(zhàn)和局限性，推動(dòng)教學(xué)過(guò)程個(gè)性化發(fā)展，對(duì)最近五年e-learning學(xué)習(xí)環(huán)境下的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行了系統(tǒng)整理，提出了五個(gè)重要的發(fā)展問(wèn)題。但現(xiàn)有的一些對(duì)學(xué)生個(gè)體特征進(jìn)行建模的推薦算法由于高計(jì)算成本，在大多數(shù)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中不能夠?qū)崿F(xiàn)，于是Falci等[16]提出了一個(gè)低復(fù)雜度的啟發(fā)式算法，并將其與經(jīng)典混合整數(shù)線性規(guī)劃模型進(jìn)行比較，研究驗(yàn)證了該算法精度良好且計(jì)算成本比經(jīng)典方法要小得多。

3.解決教育實(shí)踐過(guò)程中所遇到的問(wèn)題

利用各種技術(shù)手段來(lái)解決學(xué)習(xí)者于在線學(xué)習(xí)、開(kāi)放學(xué)習(xí)中遇到的各種難題，是許多研究者的研究目標(biāo)。目前在線學(xué)習(xí)已經(jīng)深入到學(xué)習(xí)者的日常生活中，有學(xué)者在研究中指出，在線學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)差別較大，主要包括對(duì)溝通和網(wǎng)絡(luò)的需求以及專業(yè)發(fā)展的需要等，所以為學(xué)習(xí)者提供個(gè)性化的、形式多樣的學(xué)習(xí)資源，讓學(xué)生能夠輕松訪問(wèn)和管理是目前的研究要點(diǎn)。[17]為解決在線平臺(tái)客戶服務(wù)成本高、人工服務(wù)響應(yīng)不及時(shí)的問(wèn)題，Herrera等[18]學(xué)者展示了一個(gè)使用聊天機(jī)器人的客戶服務(wù)應(yīng)用，并且在開(kāi)放校園內(nèi)試點(diǎn)，提供了一種成本低并滿足學(xué)生、教師或自學(xué)者快速查詢學(xué)術(shù)問(wèn)題的方法。有學(xué)者分別從不同的角度對(duì)開(kāi)放在線學(xué)習(xí)提出了發(fā)展建議，認(rèn)為在線學(xué)習(xí)中的學(xué)習(xí)信息應(yīng)該有復(fù)雜度低的特點(diǎn)，在線學(xué)習(xí)的課程視頻應(yīng)該短小精悍，更短的課程會(huì)帶來(lái)更高的課程完成度。[19][20]為應(yīng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)倦怠的情況，防止提早輟學(xué)，Troyer等[21]開(kāi)發(fā)了一個(gè)叫TICKLE的基于位置的移動(dòng)應(yīng)用程序，該程序?yàn)閷W(xué)生提供一個(gè)有趣的環(huán)境交互方式，學(xué)生可以通過(guò)小挑戰(zhàn)（比如拍照）來(lái)探索周圍環(huán)境，以這種方式進(jìn)行無(wú)意識(shí)學(xué)習(xí)，為應(yīng)對(duì)學(xué)校倦怠提出了很好的解決方法。來(lái)自圣卡洛斯聯(lián)邦大學(xué)的研究者對(duì)兒童在使用學(xué)習(xí)工具時(shí)的交互方式進(jìn)行了分析研究，發(fā)現(xiàn)兒童在使用手勢(shì)進(jìn)行人機(jī)交互時(shí)能夠更集中于游戲，參與度更高。[22]

四、總結(jié)與思考

本次國(guó)際會(huì)議為教育技術(shù)領(lǐng)域研究者提供了一次多方面的高端學(xué)術(shù)交流機(jī)會(huì)，幫助研究者抓住專業(yè)發(fā)展重點(diǎn)、抓緊時(shí)代發(fā)展需求。本次年會(huì)以“先進(jìn)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用”為主題，廣泛開(kāi)展教育技術(shù)領(lǐng)域各項(xiàng)研究重點(diǎn)的研討，目的在于匯集、傳遞信息時(shí)代下與先進(jìn)技術(shù)支撐教育研究與實(shí)踐相關(guān)的新思想、方向、方法和實(shí)驗(yàn)，對(duì)推動(dòng)教育技術(shù)學(xué)科發(fā)展有重大意義。

年會(huì)讓我們更清晰地認(rèn)識(shí)到，智能化先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展催生出眾多教育手段、教育模式與教育業(yè)態(tài)創(chuàng)新，大數(shù)據(jù)、VR/AR和多模態(tài)生物傳感等先進(jìn)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于教育教學(xué)的過(guò)程、評(píng)價(jià)和管理等多領(lǐng)域。教育全球化及全球教育資源共享的趨勢(shì)對(duì)目前的教育教學(xué)模式有了新的要求?？傮w而言，年會(huì)對(duì)我們的啟示有三方面。

1.轉(zhuǎn)變觀念：深刻認(rèn)識(shí)新興技術(shù)對(duì)促進(jìn)教育教學(xué)發(fā)展的意義

隨著我國(guó)教育信息化發(fā)展進(jìn)入2.0時(shí)代，智能化先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用推動(dòng)著教育手段、模式與業(yè)態(tài)的創(chuàng)新，教育資源網(wǎng)絡(luò)化、學(xué)習(xí)終端的普及等也對(duì)現(xiàn)有的教育模式產(chǎn)生沖擊。技術(shù)與教育的融合使學(xué)習(xí)方式、教學(xué)方式發(fā)生巨大的改變，也讓教育研究者、實(shí)踐者和學(xué)習(xí)者更深刻認(rèn)識(shí)到，智能化的現(xiàn)代技術(shù)不斷重塑與再造了教育的方方面面。本次會(huì)議來(lái)自全球各地的專家與學(xué)者呈現(xiàn)了各自國(guó)家、各自研究團(tuán)隊(duì)在技術(shù)與教育融合方面的經(jīng)驗(yàn)，研究者應(yīng)該更深刻地認(rèn)識(shí)、理解現(xiàn)代教育技術(shù)對(duì)促進(jìn)教育教學(xué)發(fā)展的意義，迫切需要轉(zhuǎn)變觀念，在教育教學(xué)的過(guò)程中更積極地?fù)肀КF(xiàn)代教育技術(shù)，讓技術(shù)充分賦能教育，提升教育教學(xué)的效率和效益?！吨袊?guó)教育現(xiàn)代化2035》中提出，要發(fā)展中國(guó)特色世界先進(jìn)水平的優(yōu)質(zhì)教育，有效運(yùn)用技術(shù)培養(yǎng)創(chuàng)新人才，實(shí)現(xiàn)教育現(xiàn)代化的目標(biāo)，這要求教學(xué)實(shí)踐者積極擁抱技術(shù)，不拘一格，積極與傳統(tǒng)教學(xué)、傳統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合，主動(dòng)學(xué)習(xí)、利用先進(jìn)技術(shù)，挖掘先進(jìn)技術(shù)與教育融合過(guò)程中帶來(lái)的價(jià)值。[23]

2.技術(shù)促進(jìn)：不斷探索更多能促進(jìn)教育教學(xué)發(fā)展的新興技術(shù)

在技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展方面，會(huì)議呈現(xiàn)出技術(shù)的多元化發(fā)展和與教育深入融合的趨勢(shì)。從開(kāi)放教育的學(xué)習(xí)技術(shù)和學(xué)習(xí)策略創(chuàng)新，到強(qiáng)調(diào)個(gè)性化學(xué)習(xí)的大數(shù)據(jù)分析等等，先進(jìn)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用前景和潛在意義也越來(lái)越大。從本次會(huì)議全球各地與會(huì)者帶來(lái)的眾多新興技術(shù)以及這些技術(shù)在教育教學(xué)的應(yīng)用方式中，我們可以看到擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)對(duì)穩(wěn)定促進(jìn)教育教學(xué)的重要性，更啟示我國(guó)應(yīng)大力探索更多能促進(jìn)教育教學(xué)的新興技術(shù)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)自立，對(duì)能使教育教學(xué)產(chǎn)生革命性影響的，諸如人工智能、云計(jì)算等高科技加大研究力度，同時(shí)鼓勵(lì)教育研究者和實(shí)踐者基于教育教學(xué)中所遇到的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題開(kāi)發(fā)針對(duì)性的技術(shù)，使技術(shù)在教育教學(xué)高質(zhì)量發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮更大作用。

3.創(chuàng)新應(yīng)用：創(chuàng)新新興技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用模式

《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》中提到，要“堅(jiān)持融合創(chuàng)新。發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，變革傳統(tǒng)模式，推進(jìn)新技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，真正實(shí)現(xiàn)從融合應(yīng)用階段邁入創(chuàng)新發(fā)展階段，不僅實(shí)現(xiàn)常態(tài)化應(yīng)用，更要達(dá)成全方位創(chuàng)新”。[24]教育信息化發(fā)展到信息化與教學(xué)融合的創(chuàng)新階段，不僅是指信息化技術(shù)創(chuàng)新，還需要不斷推進(jìn)信息技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用創(chuàng)新。人工智能、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實(shí)等為代表的先進(jìn)技術(shù)與教育各領(lǐng)域的緊密融合過(guò)程需要新的應(yīng)用模式支持。本次會(huì)議中全球各地研究者對(duì)技術(shù)的應(yīng)用路徑和方式的探索，更啟示我們要加大力度探索開(kāi)發(fā)新興技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用模式，確保技術(shù)能夠充分合理地推動(dòng)教育創(chuàng)新與變革，實(shí)現(xiàn)全方位創(chuàng)新。除此之外，對(duì)于教師而言，培養(yǎng)和發(fā)展信息技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用能力也是一個(gè)迫切任務(wù)。

綜上所述，隨著教育信息化的發(fā)展，先進(jìn)技術(shù)與教育的深度融合促進(jìn)教育變革，這給教育研究者和實(shí)踐者都帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。教育信息化2.0時(shí)代，技術(shù)與教育的融合過(guò)程除了信息技術(shù)領(lǐng)域，還需要有效結(jié)合教育學(xué)、心理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)以及管理學(xué)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)，以充足的理論知識(shí)指導(dǎo)先進(jìn)技術(shù)與教育融合。研究者需要不斷創(chuàng)新教育理念和技術(shù)應(yīng)用模式，最大程度發(fā)揮技術(shù)帶給教學(xué)的巨大潛在價(jià)值，教師需要更新教育理念，重塑教師角色，提升信息素養(yǎng)，增強(qiáng)教學(xué)能力與學(xué)習(xí)能力，最終落實(shí)立德樹(shù)人的目標(biāo)，培養(yǎng)創(chuàng)新人才。

參考文獻(xiàn)：

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[24]教技[2018]6號(hào).教育部關(guān)于印發(fā)《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》的通知[Z].

（編輯：王天鵬）