信息化教育对传统学习环境的解构与重建

张迎丰 孙云梅

收稿日期：2013-06-08

作者简介：张迎丰，华中科技大学外国语学院讲师，硕士；孙云梅，华中科技大学外国语学院教授，博士生导师。（武汉/430074）

*本文系全国教育科学“十一五”规划教育部重点课题（课题批准号DIA00312）和中央高校基本科研业务资助项目（课题批准号2012WQN006）的阶段研究成果之一。

摘 要：现代信息技术的飞速发展，打破时空的界限，使教学资源数字化成为发展趋势。作为提高高等教育质量的重要途径，学习环境正处于从教育信息化向信息化教育的快速变革的浪潮中。本文阐释了现代信息技术对崭新学习环境的支撑作用，以及由此带来的对若干传统学习环境因素的革新，并探讨了如何在硬件建设、软件资源与服务、教师队伍培育等方面对现代学习环境进行新一轮的构建。

关键词：信息化教育；学习环境；解构；重建

学习环境是指存在于教学过程中、支持学习者学习的各种物理的、社会的和心理因素的总和。[1]作为提高高等教育质量的重要途径，学习环境成为近年来教育理论界引人注目的一个研究领域。

信息技术的飞速发展，打破时空的界限，使教学资源数字化成为发展趋势。据预测，到2013年，世界上存储的数据将达到约1.2泽字节，其中非数字数据只占不到2%。[2]在崭新的学习环境中，信息技术不再是教育的一种辅助手段，而成为教育的不可分割的一个部分。换言之，学习环境正面临着从教育信息化到信息化教育的变革。因此，探究现代信息技术将如何改变现行的教学理念和教学形态、如何利用现代信息技术构建最有利的学习环境等课题具有重要的现实意义。

一、 信息化教育的技术支撑

信息化教育的支撑技术主要包括：现代信息处理技术（云计算）、现代信息传输技术（物联网）、现代信息检索技术（大数据）和现代信息表示技术（超媒体）。相比较传统的信息技术，它们在教育领域中的应用优势表现为以下几个方面。

虚拟化的应用和便捷的云服务。[3]用户所请求的资源来自“云”，而不是固定的有形的实体；使用者不论身处何处，只要能接入互联网，便可得到云服务，并在多种设备间共享数据。

普遍连通和智能性。[4]物联网实现了任意时间、任意地点和任意物体之间的普遍连通，使一言一行、世间万物都可以数据化、网络化，为物质世界的智能分析和处理奠定基础。

海量数据的智能挖掘。[5]大数据支持一切类型数据（结构化、半结构化及非结构化数据）的统一处理。而在云计算出现之前，传统的计算机是无法处理如此繁多、并且不规则的“非结构数据”的。以云计算为基础的大数据手段，可以便宜、有效地将这些大量、高速、多变的终端数据存储下来，并随时进行分析与计算，实现有针对性的人工智能实时预测。比如，具有“自动改正”功能的智能手机通过分析使用者以前的输入，自动将个性化的新单词添加到手机词典里。

生动友好的学习界面。[6]超媒体技术既保存了用纸做存储媒体的最好的特性，又加入了丰富的非线性链接，通过动态的交叉索引引导用户在数据库中进行导航，从而使网络服务更具交互性。

二、 信息化教育对传统学习环境的解构

国内外学者普遍认为，学习环境的构建包括物理环境和人文环境两个部分。[7]其中后者直接对教学的过程产生干预和影响，是提高教学质量与效率的决定性因素，因而是学习环境的核心要素。人文环境主要由教育观念、学习方式、评价方式、师生关系等方面构成。[8]

1.教育观念的变革

信息化的学习环境将推动教育观念彻底从传统的“以教师为中心”向“以学生为中心”转变。传统的教育观念中，教育被看作是一个教师对学生进行知识传输和人格外塑的过程：教师掌握所有教学资源，并通过固定的教学手段（书本、课堂讲授、练习和测试）将其教授给学生。其中，教师是主体，学生是客体；教师与学生的关系是主动与被动的关系。这种教育观念虽然大大提高了教学效率，却忽视了“教学只是手段，学生的学习才是目的”这一规律，从而严重影响了教学质量的提高。

鉴于此，以建构主义者为代表的众多教育研究者呼吁将教育观念转变到“以学生为中心”上来，从而确立“学”在教育中的主体地位。但长时间以来，这一教育观念虽然获得了广泛认同，在实施上却始终无法取得实质性的进展。究其原因，传统的学习环境是主要障碍。比如，建构主义者设立的理想学习环境中，协作和交流是推进学习进程的两个至关重要的手段。在教学设计中，教师与学生之间、学生与学生之间的协作和交流应该贯穿于整个学习活动过程中，每个学习者的想法都为整个学习群体所共享。[9]但在实际操作中，由于学习的各个环节之间、教师和学生之间、学生与学生之间存在着时空上的分隔，加之教师需要处理的信息过于繁杂（如某个学生学习行为的变化动态），以致于在能力和精力上都无法保证与每一个学生实现贯穿整个学习过程的协作和交流。总而言之，“以学生为中心”需要收集和分析大量的数据，而传统的学习环境却缺少收集和分析大量数据的工具，因此，“以学生为中心”只能流于形式。

现代信息技术，尤其是云计算和大数据技术的发展带来了崭新的数据化的学习环境。它彻底打破了时空的界限，将教师与学生、教师与教师、学生与学生之间的学习协作和交流与各种各样的在线资源和随时随地的云服务相关联。此外，大数据的超级计算和数据关联挖掘的能力，充分体现了人机互补的优势，既可以将教师从分析和管理数据的繁重工作中解放出来，将主要的时间和精力投入到课程设计和教学中去；又可以就学生的学习过程提供有效的实时评价和预测，帮助教师在凌乱纷繁的数据中挖掘每一个学习者的兴趣和学习特征，对学习内容进行有针对性的调整和优化，从而有能力提供真正的“以学生为中心”的教学和指导。

2.学习方式的变革

在数字化的学习环境中，个人使用更多的是网络学习和非正式学习。因此，自主性的学习方式是云时代的发展趋势。

自主性学习是信息时代的必然产物，其动力来源于学习者对解决现实问题的渴望。学习者基于个性化的发展需求，通过信息检索的方式，与丰富的网络资源相连接，并通过与其进行的交互作用，获取信息，更新知识，激发学习的主动性和积极性。但是，传统的全文检索技术大多基于关键词匹配，往往存在查不全、查不准、检索结果不符合要求的现象。同时，它的计算能力有限，且不支持异构信息的整合和检索，因而只能提供简单的交互功能。这些不足都大大降低了网络学习的效率和乐趣。因此，在传统的学习环境中，自主学习只是一种辅助式的学习方式。与此不同，现代信息检索技术基于知识和知识组织，通过对资源所包含的显性知识元进行提炼和对同类数值型知识元进行列表对比等处理方式，实现对用户所需结果的准确精选。此外，大数据支持多种类型数据的统一处理和关系数据库检索的无缝集成，可以通过基于云计算的相关关系分析（如分析该学习者此次检索需求与之前的检索需求或学习行为之间，或者该学习者与其他有着相同检索需求的学习者之间存在怎样的相关关系等），对学习者的学习需求做出判断和预测，从而提供更具有交互作用的检索结果。总而言之，现代学习环境下，每个学习者都可以根据自身的情况和其对世界的认识自主学习他们所需要的内容，并将其应用到生活中，解决他们所面临的问题。[10]在这样的氛围中，学习变成一件生活中随处可及的事情，生活中充满学习的挑战、学习的环境和学习的资源。

3.学习评价体系的变革

学习评价体系是学习环境的重要组成部分，应当与教育理念和教学模式相匹配。换言之，一个具有竞争力的学习评价体系须以提升教学效果为其终极目标，是收集教学信息、指导教学决策及鼓励学习者继续学习的有效工具。[11]在终身学习的重要性逐渐显现的环境下，学习评价应融合认知领域和非认知领域的因素。当学习成为随时随地、每时每刻都在发生的活动时，学习评价也应实现与学习过程的无缝连接。因此，学习评价体系应从传统的“对学习结果进行评价”转化成“为了促进学习而进行评价”，即从总结性评价转化成形成性评价，使学生能够在学习的多个阶段和多个来源中获得评价与反馈。[12]

现代信息技术可以打破学习和评价之间的所谓界限，即传统课堂中“讲授—暂停—测试”这样刻板的评价步骤，为教育者提供以数据为驱动的学习评价——即利用超媒体向学生提供图、文、声并茂的学习内容，利用大数据技术实现学习方法和学习策略的适应性控制，对学习者进行学习评价和有针对性的学习推荐，从而真正实现“为了促进学习”而进行的过程评价。具体可以通过以下几种方式来进行：1）知识过滤：即通过导航将与当前学习关联度较弱的知识过滤掉，只呈现给学习者需要进一步学习或是当前尚未掌握的知识内容，以免造成认知负载过重的现象；2）学习推荐：即根据学习者的学习历史记录和学习评价，判断出该学习者当前最需要学习的内容，并提供最佳的学习路径的建议；3）知识的关联与比较：当学习者学习某一知识点时，系统能在该知识点的前面自动插入学习者尚未掌握的相关前提知识；4）知识的选择与排序：不同的学习者学习同一理论可能需要获取不同的信息，因此系统可以对同一理论存储几种不同的解释内容，以便对应对不同类型的学习者的需求。

4.师生关系的变革

信息化教育的使命不是用信息技术武装传统教学，强化和巩固传统教学模式，而是要超越以教师讲授、灌输为特征的传统课堂教学模式，促进学习方式的历史变革，实现传统课堂向高效“学堂”的转变[13]，实现从“课堂、教师、教材”“老三中心”向“学生、学习、学习过程”“新三中心”的转变。[14]

在传统的课堂教学中，教师是学习内容的过滤者、设计者和构建者。他们是教学资源方面的绝对权威：选取或者不选取怎样的资源，基本取决于教师个人的主观判断。在这种教学模式下，教学内容往往一成不变，一名教师可以对不同时期具有不同学习风格和学习偏好的学生，采取同一套教学资源、教学方法。学习者对教师也往往高度依赖，甚至完全把自己的学习交由教师来决定，从而成为知识的被动接收者。

信息技术在社会各领域的广泛应用带来了信息的多源性、可选性和易得性，学生可以轻易获得大量的信息。这就使得教育者的权威受到一定程度的削弱。在崭新的学习模式下，学生和教师可以通过不同设备，同时访问相同的教学资源。这就意味着随时随地随意的学习成为了现实。学习的主动权从教师手中移交到学习者手中，学习者成为信息加工的主体和意义建构的主动者。课堂不再提供主导性意见，即告诉学生什么是有意义的知识，也不再提供单纯的知识，而是提供给学习者感兴趣的资源，监控学习和探索的责任也由以教师为主转向以学生为主，最终使学生达到独立学习的程度。教师成为教学的引导者，是意义建构的帮助者、促进者，是学生学习的高级伙伴或合作者。

三、信息化教育背景下的现代学习环境的构建1.建设随时随处可用的基础设施

随处可用的宽带。网络连接不仅包括有线连接，也包括充足的学校建筑内外的无线网络覆盖。设施的充足意味着其可支持校园内所有教师和学生同步使用网络、多媒体信息和协作软件。

随处可用的网络接入设备。新一代的学习资源服务要求可以从课堂内外同步获取信息。因此，学生和教师都需要借助于可以不间断的、在任何时间地点使用的网络接入设备来开展学习和教学。另外，网络接入设备需要不断更新换代。当前可用的设备类型包括台式计算机、笔记本电脑、上网本、智能手机、便携式媒體播放器以及无线浏览设备。

2.构建集成的学习资源平台

教育资源在信息化教育中具有举足轻重的地位。[15]只有建立起一套随时、随处可用的资源体系，才能达成终身学习的目标。在资源形式上，包括文字、图片、动画、音频、视频、各种应用程序在内的多媒体资源要能运行在多种设备上，创造出一种无缝连接的学习环境，从而突破以往僵硬刻板的由书本到学生的知识传递模式。从技术层面来看，一个集成的学习平台要能够在保证一定程度的安全性和私密性的同时整合来自不同来源的学习资源。它不仅整合计算机硬件、数据、网络、信息资源、互操作软件、中间件服务、各种工具和设备，同时也能连接和支持跨学科专业人员利用该平台进行开发、维护和管理教学过程。

3.引入新一代网络应用模式——云服务

为了建立新的学习资源服务模式，政府机构和学校可以着手向新一代的系统架构——云计算进行转变，使学习资源不仅可用，而且能用——即从传统的本地数据中心的服务器采购和维护转换成购买运行在云端的软件、服务和网络应用，逐步实现各种教育领域的服务通过云计算的“云端”来提供。如教育资源中无论是开放的资源还是收费的资源，其电子课本、数字图书馆、导学系统、模拟系统、教育游戏和在线实验室等等都可通过云端来推送到每个受教育者的设备上。

4.培育新型的教师队伍

邓小平曾说：“一个学校能不能为社会主义建设培养合格的人才……，关键在教师。”因此，当务之急是通过培训，敦促教师注重终身学习，实现从“我知故我教”到“我教故我知”的理念转变和从“教的技术”向“学的技术”的技术更新。具体而言，主要包括以下三个方面。

在现代教学过程中，教学信息转变为一个师生之间信息互动的双向反馈过程。因此，教师必须掌握现代信息检索技术以获取信息，以便有效地利用信息，优化教学效果，提高教学质量。

大数据为教师分析教学提供了一种全新的方法，即决策行为将日益基于数据分析做出，而不是像过去更多凭借经验和直觉做出。这就要求教师能够熟练使用现代信息处理技术，以便掌握学生的学习行为特征和变化趋势，提供有效指导。

在新型的教学模式下，只有教师才能更好地将技术与课程发展、学习评价有机结合起来。这就要求教师掌握新型学习资源服务平台的建设和维护技术，以便更好的洞悉存在于现行教育体制、资源体系中的问题，为教学、人员调配和评价体系的不断完善提供及时的反馈和切实的改进方法。

参考文献：

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[14]刘献君.论“以学生为中心”[J].高等教育研究，2012（8）：1-6.

[15]马小强.以《规划纲要》为契机推进教育信息化进程——2010年全国电化教育馆馆长会综述[J].中国电化教育，2010（4）：1-4.（责任编辑 于小艳）