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技術支撐面向未來的教育變革

時間:2024-11-06 07:03:42

文/高茜1殷丙山2

編者按

美國的新媒體聯盟地平線項目旨在勾勒出影響全球教育領域的新興技術。項目每年都會發布幾類不同版本的地平線報告,分别聚焦于高等教育、基礎教育等領域。從2012年開始,北京開放大學與新媒體聯盟結成戰略合作夥伴關系,對《地平線報告》進行了編譯,同時也将國内的教育信息化的一些案例推送給他們,加大中國教育信息化在世界上的影響力。本文從五個方面對2016高等教育版《地平線報告》進行了解讀。

《2016高等教育版地平線報告》(下稱報告)的結構同往年保持一緻,主要包含三個方面的内容:一是加速教育技術采用的關鍵趨勢;二是阻礙教育技術采用的重要挑戰;三是教育技術的主要進展。報告提出了六大挑戰,六大趨勢和六大技術(如圖1所示)。

報告一如既往反映了近年來報告的核心議題——教育變革。技術進步是教育變革的驅動力和支撐力。報告反映了新技術的出現和發展所帶來的教育變革需求,以及新技術支撐教育教學變革的途徑和方式。具體内容可以分為五個部分:競争與變革、創新文化與數字素養、深度學習與個性化學習、學習方式的整合與平衡、學習空間設計。

競争與變革

這一部分主要從高等教育領導決策層角度,介紹了新教育模式出現帶來的教育變革需求,以及如何看待、适應、應對這種變化。

在線課程、能力本位教育、分類計價産品服務等新教育模式的出現,給高等教育領導者們提出了新的要求:如何客觀評估各種教學模式,如何合理使用和評價新出現的工具和服務,保證教育質量。高校要能夠“應對不同教育模式的挑戰”。為此,領導者們在全世界範圍内建立智囊團和召開會議,了解新的教學商業模式。美國教育委員會創辦的校長創新實驗室通過一系列的白皮書探讨了各種趨勢的内涵。2015年舉辦了首屆創新學術認證峰會,共同探索技術如何擴展學曆教育的範圍和内涵。

重新思考高等院校運行模式是應對教育變革,滿足人才需求的必然途徑。這表現在兩個方面,一是探尋新型人才培養方案,提高畢業生的就業能力;二是建立新的以學生為中心的商業模式。以“教育即服務”的理念,為學生提供滿足其需求的教學服務和産品。

在運行方式變革過程中,面臨的一個嚴峻的挑戰就是保持教育适切性。從本質上來講,是在探讨應以何種價值觀引領教學的發展。人才市場中技能短缺的現狀與并不完備的高等教育體系之間的沖突讓高等教育質量備受質疑。2015年,印度官方宣布了一項國家政策:将職業培訓與正規教育相融合。英國推出了學位學徒計劃,提倡把“最好的高等教育和職業教育”結合起來。

創新文化與數字素養

在人才培養方面,借助教育技術的新進展,如創客空間,培養“機敏的,适應性強的,具有創造力的”畢業生,推動創新文化,提高數字素養。

在“推動創新文化”這一長期影響趨勢中提到,為了培育創新并适應經濟發展的需要,高等教育機構必須不斷調整自身組織結構,保持一定的靈活性,激勵創新和創業。為此,高校投入精力來建設創業課程,鼓勵教職員工參與創業,加強院校與行業間的合作。澳大利亞科廷大學為有志成為企業家的人提供了創業學士學位。

具有創新能力和數字素養的人才是高等教育決策層的核心利益。“提高數字素養”是人才培養必須讨論的一個概念。美國圖書館學會将數字素養定義為“使用信息通信技術去發現、理解、評估、創造、溝通數字信息的能力,一項需要認知技能和專業技術技能的綜合能力”。通過設計課程、提供工具、提供培訓和訓練等方式,發展學生批判性思維和反思能力。

在實現從“想法”變為“産品和服務”的過程中,創客空間(Makerspaces)為其提供了技術保障。創客空間是非正式的工作坊環境,立足于社區設施或教育機構,是技術愛好者經常聚集以協作或通過DIY的方式創建系統原型或産品的地方。圖2為美國凱斯西儲大學(CaseWesternReserveUniversity)的創客空間think[box]的内景。

圖2美國凱斯西儲大學創客空間think[box]加州大學聖地亞哥分校和克萊姆森大學的研究人員已在利用3D打印技術開發機器人和醫療設備。機器人技術指的是機器人的設計和應用,機器人是可以勝任一系列任務的自動化機器。多倫多瑞爾森大學的研究人員将有趣的機器人用在兒童自閉症譜系障礙(ASD)的語言訓練中。通過記錄學習者與機器人之間的交互,研究人員得出結論認為機器人因為具有低刺激水平和可預測行為,能提高自閉症譜系障礙(ASD)兒童的溝通能力。在高等教育機構開展的機器人技術研究對K-12的學習環境具有一定影響。在賓夕法尼亞州立大學,GRASP實驗室的研究生和教師正在為費城學區的中學數學和科學教師創建課程模塊。該計劃由美國國家科學基金會資助,旨在系統地為各學校培養新一代STEM領導人,以繼續創建和支持機器人活動。

深度學習與個性化學習

為了培養創新能力和數字素養的人才,報告中提到了兩種高等教育中可以采用的學習策略和理念:“轉向深度學習方法”(中期影響趨勢)和“個性化學習”(困難的挑戰),并針對個性化學習的實現,介紹了“學習分析與自适應學習技術”、“情感計算技術”的應用。如何評價深度學習和個性化學習的目标達成,“日益注重學習測量”(近期影響趨勢)這一部分進行了詳細解釋。

深度學習是學生通過批判性思考、問題解決、合作和自主學習,掌握學習内容。實現深度學習的方式很多,如基于項目的學習、基于挑戰的學習、基于探究的學習等。在此過程中,激發學生的好奇心和求知欲,培養各種實現目标的能力和素質,實現有質量的學習。目前,政府和高校都在進一步理解深度學習的過程中,嘗試轉向深度學習方法。例如,教育宣傳組織“未來工作”(JobsfortheFuture,JFF),敦促政府鼓勵對深度學習的廣泛理解和使用。澳大利亞皇家墨爾本理工大學工程學院采用了PBL模式來培養學生的創造力和解決問題的能力。

個性化學習指的是針對個體學生特定的學習經驗、需要、興趣、願望或文化背景來設計教育項目、教學方法以及學術支持策略等。個性化的學習讓學生有更多的自主權,在個人學習目标之下,自定步調,全身心投入學習過程中,實現個體發展。

學習分析與自适應學習技術的發展為開展個性化學習提供了可能性。學習分析是網站分析的教育應用,旨在進行學習者分析,是收集和分析個體學生在網上學習活動中互動細節的過程。在西班牙的拉裡奧哈國際大學的電子學習和社交網絡的碩士課程中,自适應學習系統iLime考慮了學生在正式與非正式情境中的交互。iLime利用指導和評價的功能,成功實現了針對每位學生的個性化指導。圖3是iLime的框架結構。

情感計算是指通過編程控制機器對一系列人類情緒進行識别、解釋、處理和模拟。在高等教育中,情感計算的一個潛在應用是在線學習。在這種情境中,一位計算機化的教師能夠捕捉學生厭煩的面部表情并可以通過努力激發或提高他們的興趣。同樣,在個性化學習中,情感計算通過理解和迎合學習者的态度和情緒,對學生學習過程中的情緒信息進行分析評估,針對性地克服其中一些困難。劍橋大學計算機實驗室的科學家和研究者們開發出了可解釋面部細微表情并推斷心理狀态的計算機。圖4為劍橋大學開發的對司機進行情感監控的程序。深度學習和個性化學習的評價與傳統教學評價不同,“日益注重學習評價”模塊介紹了評價領域的新視角。高等院校越發重視學習數據的挖掘和分析,以此了解學生個性化學習中的進展和具體的學習收獲,是否實現深度學習。學生利用數字化工具提供的行為和表現數據,批判地思考自己的進度和目标,實現自适應學習,體驗個性化學習過程。很多大學都在嘗試提供移動的、設備無關的學位和課程學習,可以從各類情境中跟蹤、存儲和利用數據。同時,在這個過程中,需要關注學習數據信息類型及數據使用所涉及的隐私和倫理問題。

學習方式的整合與平衡

新技術媒體為人們帶來學習方式的多樣化和信息獲取的便捷,人們在不同的環境中可以獲取知識。報告中探讨了“整合正式學習與非正式學習”(可解決的挑戰)、“平衡線上線下生活”(嚴峻的挑戰),并且在技術層面讨論了自帶設備如何支持學生們參與正式學習和非正式學習。

整合正式學習和非正式學習時面臨的一個巨大的挑戰是對非正式學習成果的認證。這促使政府和正規院校深入思考非正式學習經曆如何與課程目标和評估相契合,促使學生了解非正式學習對自己的影響和作用。歐盟委員會在《高等教育中關于先前非正規和非正式學習的認定》的報告中,描述了非正式學習的認證評估原則與指南。很多院校利用社交媒體将外界學習實踐與正式學習活動連接起來。例如,印第安納大學市場營銷專業的學生,利用Instagram分享引人注目的營銷創意。

自帶設備支持學生們利用自選設備參與正式學習和非正式學習。“自帶設備”(BYOD)也稱作“自帶技術”(BYOT),是指人們把自己的筆記本電腦、平闆電腦、智能手機或其他移動設備帶到學習或工作場所的做法。同樣,高等院校還需要幫助學生策略性地使用數字工具,在線上線下學習生活中尋找到平衡。我們在使用自帶技術的時候,也要探究以平衡的方式去深度發揮技術的作用,實現深度學習,培養學生的創造創新能力和數字素養。一些院校在加強數字環境的構建過程中,也探尋技術之外的實踐。如在大西洋學院,人類生态學專業的學生與有機農場和近海海島研究站内的人一起工作,參與實地學習。常青州立學院開展了靈活的戶外課堂,鼓勵學生深入到為學校食堂提供食物的社區花園、校園農場。學習空間設計

随着混合式學習日益普及(近期影響趨勢),院校領導決策層在關注教學方式創新變革的同時,也在思考“重新設計學習空間”(中期影響趨勢),在這個過程中,“增強現實和虛拟現實”為在線學習空間設計提供了技術支撐和思路。

目前混合式學習在高校日益流行,它融合了在線和面對面兩種學習路徑,為學習者提供了整合化的學習體驗,并提供靈活的學習支持,促進獨立學習和合作學習,為學生和教師之間的溝通提供更多渠道,為學生提供了更靈活的學習機會。

翻轉課堂是混合式學習的一種形式,鼓勵學生通過問題解決來獲得新知識。這些新興的教學方式和策略,需要新的教學環境來适應主動學習。重新設計學習空間基于以學生為中心的教育理念,設計能夠實現協作學習和基于項目學習等學習方式的環境,讓學生有更好的學習體驗。實體和虛拟學習空間的整合,為混合式學習引入了一種新的思考方式。目前的讨論仍然集中在重塑實體學習空間,但探究有助在線學習的空間設計的時機已經成熟。例如,美國普渡大學創建了一個靈活的學習區域,利用吸音闆和頂棚麥克風來收集無中斷音頻,靈活安排可移動的設備,為工程專業的在校學生和遠程學習的學生提供了更好的體驗。

增強現實和虛拟現實技術為設計學習空間提供了有力的技術支撐。增強現實(AR),通過在三維空間中的數據層疊産生對世界的新體驗,有時稱作“混合現實”,增強了信息的訪問。增強現實技術還可幫助學生将學習内容置于豐富的情境中進行學習,更緊密地反映能夠應用新知識的真實世界狀況。圖5為芝加哥曆史博物館和芝加哥藝術學院合作開發的免費AR應用程序Chicago“0,0”創建了基于曆史的市區步行遊覽體驗。虛拟現實則帶用戶進入一個身臨其境的、計算機仿真的替代世界中,獲得感官體驗。虛拟現實有着顯著影響在線教育傳遞和内容的潛力。斯坦福大學和麻省理工學院已經将虛拟現實學習環境納入其執行教育計劃,将模拟校園的經驗提供給來自不同地理位置的學生,以方便組織小組項目、讨論和建立人際網絡。

(作者單位:1為北京開放大學城市管理學院,2為北京開放大學社會教育學院)
   

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