教育变革中的技术力量

文 / 祝智庭 管珏琪

2012年3月教育部发布《教育信息化十年发展规划(2011～2020年)》(以下简称《规划》)，要求“以教育信息化带动教育现代化，破解制约我国教育发展的难题，促进教育的创新与变革”。

关于教育教学中技术的发展及应用趋势，国际新媒体联盟(New Media Consortium，简称NMC)所发布的地平线报告(Horizon Report)是其显示器与风向标。概览2004～2013年地平线报告中所列出的技术，其预测的发展与国内教育信息化中技术的研究与应用存在多方面的吻合。国外研究者从数百篇文章、博文和网站中提出8大教育趋势，分别是移动学习、云计算、泛在学习、BYOD(自带设备)、数字内容、翻转课堂和个性化学习。结合技术演进及以上研究、实践热点，以下将从不同的线索来谈技术促进的教育变革。

学习方式的变迁与创新

当前移动计算技术、泛在计算技术、移动设备的发展，形成继在线学习(e-Learning)之后移动学习(m-Learning)、泛在学习(u-Learning)研究的新趋向。较之e-Learning，m-Learning借助移动设备和无线通讯技术，任何学习者都能够在任何时间和地点进行学习，满足知识半衰期缩减下人们快速更新知识的需求。u-Learning在泛在计算技术支撑的环境下，能随时觉知与学习者相关的个人信息、环境信息、知识信息等，并将信息空间中与当前情境最匹配的信息反馈给学习者，学习者处于较为主动的学习状态。即u-Learning不但支持m-Learning强调的与移动设备的交互、学习者通过移动设备与学习内容交互以及与其他人的社会性交互，还支持学习者与现实世界的交互。从移动水平(Level of Mobility)和嵌入水平(Level of Embeddedness)两个维度来看，泛在学习环境属于嵌入水平较高、移动性最高的一种。斯坦福学习实验室(Stanford Learning Lab)的一项研究表明：学习者往往是在一定“零碎”时间中进行，学习者在“移动”中，注意力是高度分散的，需要具备“碎片”式学习经验与获取知识的主动性。泛在学习环境则能构建这样一种无缝学习环境，学习者可在不同的情景中学习，并能够通过作为媒介的移动设备，简单、快速地实现学习情景和学习方式的切换，更好地融合正式学习与非正式学习，同时基于情境感知，学习者可主动获取知识。

学习环境从数字化走向智能化

1998年，美国前副总统戈尔在其题为“数字地球：21世纪认识地球的方式”的演讲中提出“数字地球”的概念，此后全世界普遍接受了数字化概念，并引出数字城市、数字校园等概念。2008年，美国IBM总裁兼首席执行官彭明盛在报告《智慧地球：新一代领导议程》中提出“智慧地球”概念，随后催生出智慧城市、智慧教育等新的概念。从计算机、投影、互联网、多媒体课件等数字化技术逐步进入校园；到交互式电子白板、虚拟仿真实验等在“班班通”建设、数字化校园建设蓬勃发展中的应用；再到个人学习终端及无线网络技术发展背景下1∶1数字化运动的开展及2010年前后电子书包教学应用热潮的兴起，传感器、人工智能等技术进入课堂后对未来课堂/教室建设的思考，学习环境的研究与实践从数字化走向智能化。正如乔纳森所说的“技术的发展刺激了研究者和教育实践者去拓展学习的概念和开展学习环境的设计”，而构建学习环境是实现学与教方式变革的基础。如虚拟仿真成为实验教学新手段，当虚拟仿真实验应用于课堂教学，在减少传统实验室实验耗材投入的同时能替代一些不具备实际操作可能性的实验；同时强调学生的设计与实践，变以往实验教学中的操练为应用，提高学生自主探索能力。在线开放实验室更进一步，如英国开放大学的开放科学实验室(The Open Science Laboratory)为学习者提供互动实践科学探究，随时随地访问互联网即可使用屏幕上的仪器，使用真实数据远程访问实验和虚拟场景。又如Intel推出的“未来教室”宣传片“桥梁工程(Project Bridge)”为我们提供的技术丰富环境下课堂教学创新案例。通过集成学习终端、无线网络、多屏互动、自然交互、3D打印等技术为学习者提供智能化互动学习空间，基于项目学习过程凸显对课堂教与学活动主体智慧发展的支持。该案例展示了互动教育新的一页，把教学过程看作是一个动态发展的教与学统一的交互影响的活动过程，而这一切离不开技术的支撑。

引领课堂教学变革新风向

得益于开放教育资源运动，尤其是微视频学习资源的应用以及数字学习环境建设发展，“翻转课堂”(Flipped Classroom)这一“混合学习”模式成为课堂教学变革新风向，被加拿大《环球邮报》评为2011年影响课堂教学的重大技术变革。翻转课堂将知识学习过程的知识传授与知识内化两个阶段颠倒过来，即知识传授在教室外，由学习者在课前通过观看教师微视频、完成针对性练习等方式完成；知识内化在教室内，通过协作探究完成。翻转课堂本质是借助信息技术帮助教师回归到学生最需要的本原角色，从单纯的知识传授者变为导学者、助学者、促学者、评学者。透过翻转课堂的实践我们可以看到，要进行信息化学习教学创新必须实现三个突破，即突破时空限制、突破思维限制、转变教师角色。

引发新的教育技术研究范式

应用正影响着自然科学、工程学、医学、金融等领域，在《第四范式：数据密集型科学发现》一书中将“数据密集科学”作为科学研究第四范式。回顾教育技术研究范式的发展，大部分范式研究中囊括了多种的技术应用，而Koschmannn（《CSCL：一个兴起的典范的理论与实践》的作者）详细论述了以计算机为基础的教育技术范式演变，并主要描述了四种涉及计算机的教育技术范式：计算机辅助教学(CAI)、智能教学系统(ITS)、Logo-as-Latin，以及计算机支持的协作学习(CSCL)。其中CAI以行为主义和实证主义为理论基础，是针对教学技术的设计和评估的研究范式，教学效果是该范式研究的核心问题。ITS起源于人工智能，以信息加工理论为基础；其基本理念是通过一对一交互式培训(即每个学生都有个人的导师)，整个社会的教育水平会得到提高；其研究问题关注教学能力，即教学系统的效果。Logo-as-Latin以建构主义学习理论为基础，关注于教学迁移，研究学生基于LOGO编程语言开展的发现性学习。CSCL以社会建构主义、社会文化理论为基础，学习的社会性和文化性是该研究范式的核心问题，主张从参与者的角度研究合作学习过程，研究实践性教学问题。在数据密集科学影响下，教育技术研究出现新的范式。美国教育部在一份简报中指出：大数据在教育领域的应用主要为学习分析学和教育数据挖掘，而两者在教育技术领域内的应用最终指向为个性化学习和自适应学习环境的研究和开发。综合这些分析，可以相信个性化自适应学习(Personalized Adaptive Learning，简称PAL)服务将成为数据密集科学影响下新的教育技术研究范式，以更好地贯彻“以学习者为中心”的人本主义教育理念。

当前世界正进入大数据时代，大数据的