運用技術支持學習與教學——美國第四個國家教育技術計劃案例評介

☆ 劉 方 張倩葦

（華南師范大學教育信息技術學院，廣東廣州510631）

2010年3月美國頒布了第四個國家教育技術計劃《變革美國教育：以技術為動力的學習》，其中介紹了許多運用技術支持學習與教學取得顯著成效的典型案例，對我國教育信息化的發展具有參考價值。

一、使用手機支持教和學

Passage中學校長讓兩名學生使用手機上的計算器，以解決全校數學考試缺少兩個計算器的危機。在看到能使用手機的學生十分興奮之后，校長決定嘗試做些什么。他在數學課上組織手機星期五（Phone Fridays），要求學生提出用手機提高學習的辦法。學生開始使用手機日歷功能追蹤功課時間表，使用照相機對教室白板上的筆記進行拍照。他們創造了與家庭作業相關的博客和播客，使用手機中的日歷和秒表功能測他們進行運算的速度以此來支持他們的數學作業。

學生積極的反應使得校長邀請其它感興趣的教育者加入手機實驗。在允許手機大規模使用之前，每個教師已和他們的學生討論過使用手機要遵循的規則。所有的班級提出了相似的守則，依次制定了校規：手機在課堂上只能用來完成作業；在教師的允許下才能發送文本和視頻；沒有教師的允許，不準照相、錄視頻或音頻；未經過允許也不能上網，使用手機發布信息，必須采取網上安全防范措施。

教育工作者開始使用手機應用程序進行投票，并成立了一個網上短信董事會討論功課。教育者在教學的時候使用手機，要求學生通過發送短信回答問題，而不是大聲說出來。當學生答案發送到教師那里，這些答案將會呈現在教室前面的大屏幕上，由學生手機屏幕上的名字知道是誰發的答案。學生使用他們的手機查詢定義和信息。特別是英語教師開始讓學生用博客進行寫作時，發現手機十分有用。學生在課外用他們的手機照相，傳到博客上，然后寫有關照片的博客條目。有個班的學生在課堂上使用微博來寫故事。

二、K－12數學聯通教學

“數學論壇”（http://mathforum.org）是一個在線社區，以支持聯通的教學方式來提高K－12的數學教育質量。數學論壇于1992年由斯沃斯莫爾學院創建，1996年德雷克塞爾大學教育學院承接了這個項目并一直管理至今。該項目的負責人史蒂夫韋默說網站每個月有200萬到300萬的訪問量。

“數學論壇”的特色是為教育社區的會員提供門戶網站和交互式內容。對于教育者來說，它提供了有價值的教學資源，包括“數學工具”，一個由互動式課程、活動和支撐性材料組成的可供檢索的社區圖書館。教育者也能查閱數學教育中有關當前問題的文獻庫，并在網上論壇討論教師面臨的挑戰。教育者提出問題，由項目伙伴回答，然后他們又將問題張貼出來征詢大眾意見。有些交談以這種方式持續了很多年，至今仍然活躍。有位教育者于1999年征集將數學論壇作為一個虛擬社區來使用的有趣方法的建議。

“數學論壇”的“教你如何教數學”（Teacher2Teacher）的優勢是，200到300位受過培訓的專家都是數學博士，在指定的一周里有30名數學博士積極參與。家長能夠找到有關數學夏令營的信息并得到概念解釋方面的幫助。學生能給數學博士寫信，數學博士的回信已收集起來并以書籍的形式出版。

“每周一題”（The Problem of the Week）這種基于訂閱的服務，在網站上尤其受歡迎。全世界的學生在線提交答案到“每周一題”，通過一步步的解釋來對他們的答案進行注釋。專家指導者回復他們提交的答案，如有必要指導學生找到正確的答案。通過指引學生進一步思考問題，而不是直接告訴他們答案，“每周一題”幫助學生培養解決問題的技能以及促進學生進行探究性學習。

“數學論壇”還用于支持職前教師教育。例如：2004年俄勒岡兩大教育項目中的職前教師運用“數學論壇的每周一題”回復中學生提交的作業。當職前教師練習給學生提供建設性的反饋時，指導者提供指引和支持以改進反饋。通過這種實際體驗，職前教師可以了解到什么類型的反饋能最有效地指引學生正確地解答問題。

這種能促進教師專業技能發展的網上學習社區的發展已受到限制，因為它們不屬于正規資助機構，也不能給教師學習頒發證書。因此，對于教育者來說即使參加數學論壇可能比提供給他們的其它專業學習體驗更好，但是花在像數學論壇這樣的網上資源上的時間并不能解除他們為滿足地區和州的要求而參加其它項目的義務。而且，像數學論壇這樣的網上社區必須和學校教育機構競爭資源，學校教育機構擁有更加穩定的資金來源，而網上社區不屬于正規的教師培訓機構。

三、教師教學視頻網站

教師教學視頻網站（Teachers.tv）集合了英國研發和傳播的多媒體資源，肩負著在整個社區中盡可能廣泛地傳播教育中最佳實踐的使命，包含學生的學習，不僅指在校學生還包括父母和地方領導者。

其節目可通過多種媒體平臺播出。它每天通過網絡廣播，也通過傳統的電視每天在幾個電視臺播放幾個小時。節目播出后，內容就會保存在網站上的一個下載視頻的搜索庫中。在其它頻繁使用的網站上能找到這些視頻的鏈接，包括衛報、YouTube和iTunes。

節目長度從15分鐘到1小時不等，對象是教育社區中的不同成員，為教師提供的節目大約有一半是關于教具體科目中概念的技巧，還有一半是關于諸如職業發展和課堂管理這類常見的主題。除了常規節目外，一些節目很有特色。例如：在2009年12月第一周的播出內容包含關于教小學或初中數學、英語和科學概念的節目，關于有效運用評估的節目，為地區領導人提供的關于有特殊需要孩子的節目，以及面向大眾的關于雅思伯格癥、健康飲食和青年犯罪節目。

教師教學視頻網站不僅僅是講述，而且試圖呈現最佳實踐是怎樣的以及它們為什么有效。定期安排的節目有課堂觀察和大課思想，允許K－12教師看到最佳的教學實踐，它們是以真實課堂教學中一流的教師為藍本的。還為有特別需求的學生提供相關節目和服務。

教師教學視頻網站確保一些學校和教師在網站上發揮作用。教師也能成為電視臺的“副手”，作為學校和父母及電視臺間的聯絡人，為主題提供建議，并對內容給予及時的反饋。

在教師教學視頻網站上，用戶能登錄到一個社區門戶網站，在那里可以找到與他們最相關的內容并保存下來，并能和其它教育者討論他們的教學實踐。

四、在網絡和混合教學中將學習與評估緊密結合

卡耐基梅隆大學的開放學習項目正研發的在線學習系統描述了學習和評估活動整合的優勢，這種整合使基于技術教學的實現成為可能。卡耐基梅隆大學研發團隊著手設計和研究基于學習科學原理的學習系統。那些關鍵原理之一就是向學習者提供以目標為導向的實踐和對他們績效進行反饋。在開放學習動議（Open Learning Initiative，OLI）課程中，反饋滲透到廣泛多樣的學習活動中。例如在生物課程中有：

·學生可以操縱生物進程的交互式仿真；調查學生與模擬環境的交互以弄清楚學生對它如何運作的理解情況。

·“我得到這個了嗎？”緊跟著呈現新材料之后的是問題，這樣學生能檢查他們自己是否理解了，沒有任何影響他們課程成績的風險。

·短的問題嵌入在課程材料的整個過程中，要求學生進行跨概念間的連接。

·“模糊知識點”模塊詢問學生感到迷惑的是什么。

輔導解決問題向學生提供獲取腳手架和提示的機會，以幫助他們解決復雜的問題。學生在解答每個問題后，會收到解答正確與否的反饋，系統跟蹤調查學生解決每個問題需要多少支持以及他們是否成功解決該問題。

當OLI課程用混合教學模式開展時，這種模式把在線學習和課堂學習結合在一起，當學生在線辨別最需要幫助的主題時，指導者能使用學習系統收集的數據。這樣他們能關注即將進行的課堂活動中的錯誤和誤解。OLI現在正研發數字白板，使指導者易于閱讀學習這門課程的學生的在線學習資料摘要。

OLI已研發學習系統用于工程系統學、統計、因果推論理論、經濟學、法語、邏輯學和證法、化學、物理和演算。有項研究將OLI的統計課程與在傳統教室開展的課程教學進行對比，發現前者在提高學習結果上有事半功倍的效果。

五、教材通用設計：國家教學材料訪問標準

傳統的教材，像任何標準化的學習技術一樣，對一些學習者來說是十分容易獲得的，而對盲人學習者、殘疾學習者以及有閱讀障礙的學習者卻不容易，教材提供的是學習的障礙而不是學習的機會。在過去，學校和老師不得不圍繞著克服這些障礙而做一些工作：訂購盲人版本的書籍，委聘助手來輔助完成教材要求的體能需求，為有朗讀困難的學生錄音或購買音頻版學習資料，等等。在這些方面進行改進的成本（時間、資源、學習機會）是很高的。最重要的是，這種一次性消費成本在全國各地區的課堂上是重復的，對時間和錢是極大的浪費。

2006年美國國會授權一種嶄新且更加通用的設計方法。同年，國家教學材料訪問標準（TheNational Instructional Materials Accessibility Standard，NIMAS）的規定生效。標準規定全美教材作為可用的“數字源文件”。數字源文件的優勢在于其靈活性：它能很容易地轉變成許多不同的學生易于接受的版本，包括盲人版本、數字談話書、大型的純文字版本等等。同樣的內容由一個出版商一次創作就能以不同的方式呈現，以滿足學生多樣的需要。

NIMAS立法產生的巨大影響并不在技術方面，而是在于思考技術如何促進多樣性方面發生的變化。觀念的轉變是很明顯的，國會要求學校為“印刷失能”的學生提供另類版本的教材。由“學習障礙”向“印刷失能”這一措辭的顯著轉變在應對多樣性和殘疾展現出意義深遠的變化。由于意識到許多教學問題不僅出自孩子本身，還有教學媒體形式，NIMAS立法也指出印刷的限制對美國教育來說代價太大。印刷教材不能完全滿足多樣性的挑戰。需要將我們的教育實踐轉移到新的技術上，通過更加通用的設計，產生對所有學習者公平、有效的教材。

六、加利福尼亞洲的開放性教科書

在預算嚴重緊張時期尋找節約成本的措施時，2009年5月加利福尼亞州長施瓦辛格宣布為高中數學和科學提供免費的開源數字教科書，到當年秋天就能使用。第一次全州范圍內首次把開放性教科書帶進課堂。教科書的研發者應邀提交其產品供全州審核。代數、生物/生命科學、微積分、化學、地理科學、物理學以及三角學領域的16種提交方案要接受審核，看是否在相關的加州內容標準覆蓋范圍內，有10個提交方案得到認可。

州長估計高中教材的平均費用是100美元，加州通過為兩百萬高中生開放所有的數學和科學教材資源將能節省4億美元的費用。盡管州長的行動是受到尋找創新的方法以節省成本的激勵，但它反映了一種信念就是數字教材質量高并且具有重要的優勢。州長認為印刷教材是過時的、笨重的和昂貴的。施瓦辛格說：“數字教材的倡議標志著我們向交互的學習環境邁出了一大步，運用技術來滿足加州學生不斷變化的學習需求。”

因為教材是以數字格式提供的，獲準的教材可以下載并以不同的方式運用。學生可以在電腦上閱讀教材，但內容也可以投影到屏幕上，一章章打印，或整本裝訂起來。一個非盈利的基金會提供了幾本獲批的教材，其網站為教師提供了再混合或編輯教科書的元件以滿足他們班學生的需要。加州的教材評論和文本鏈接可在http://www.clrn.org /fdti/中找到。

七、啟示

1.運用技術實現聯通教學，幫助教育者構建新型教學能力

在聯通教學模型中，聯通的教育者團隊取代單獨的實踐者。課堂教育者是完全與學習數據和運用數據的工具相連接的；與內容、資源和使他們能創造、管理和評估有吸引力的和有關的學習體驗相連接；直接與他們的學生相連接以支持校內和校外的學習。這一連接使他們可以獲取資源和專業技能，這些資源和專業技能促進他們的教學實踐，指導他們逐漸成為以學生為中心的學習的幫助者和協作者。

雖然技術使得聯通教學可實現，但是現有的許多教育者對技術未產生共同的理解，也不是很放心地使用技術。許多學校和地方的教育領導者和政策制定者以及培育新教育者的機構也存在同樣的問題。技術理解方面的誤解影響著項目和課程的發展、學校里教育和信息技術的資金投入和購買決策以及職前和在職教師的專業發展，阻礙技術用于改善教學實踐和學習結果。

2.運用技術對學生進行評估

運用基于技術的評估方法評估學生的學習效果以及他們是否掌握了21世紀技能，如解決問題的方法、批判性思維、企業家精神和創造力。衡量這些復雜的技能需要設計和開發評估方法。認知的研究和理論提供了學生怎樣理解和思考課程中關鍵概念的豐富模型和表征，以及我們想要學生在達到大學水平之前擁有的知識結構。

技術能支持對復雜能力的評估。通過多媒體、交互和連接，對能力進行評估是有可能的。能力是認知研究中高度重視的方面，直接對問題解決的能力進行評估也是可能的，使得學習者在模擬環境中采取的行為步驟可視化；制作復雜推理任務的模型；在人們日常生活中關心的相關的社會問題的背景下做這些事情。其它技術也能使我們評價學生為了不同的目的和以不同的方式交流的結果，包括在虛擬的環境中。

技術通過支持適應性評估促進差異學習，并運用通用的學習設計原則進行設計提高可訪問性來實現更好的評估。技術加速了新的評估方式的發展和測試，使得提供更廣泛的反饋成為可能，并能減少問責制應試。

3.建立綜合的學習基礎設施

除了寬帶連接、服務器、軟件、管理系統和管理工具之外，基礎設施還包括人、過程、學習資源、政策和用于不斷改進的可持續模型，它為每個學生、教育者和各級教育系統提供需要的資源，無論他們何時何地需要使用資源。綜合的學習基礎設施對于終身學習和全方位學習是十分必要的。建立綜合的學習基礎設施要求為每個學生和教師提供訪問設備，為所有人提供開放性教育資源，尤其是通過支持性技術能夠很容易地獲取通用設計的數字化資源，這將使我們從傳統課堂上的教師和學生模式轉變成師生教學團隊模式，與課堂上、實驗室、圖書館、博物館、工作場所、家里以及世界上各地能夠與因特網相連的學生連接起來。

21世紀的學習是以技術為動力的學習，學校領導和教師可以大膽嘗試在課堂上允許學生運用現代設備支持學習，在嘗試中，不斷摸索最合適的方法、制定合理的規定，將會有意想不到的效果。技術本身沒有對錯，產生結果的好壞取決于運用技術的人。21世紀的學校領導和教師應該充分發揮自己的才智，在教育中創造性地運用技術，這是機遇也是巨大的挑戰！

[1]Office of Educational Technology of the US Department of Education.Transforming American Education:Learning Powered by Technology[EB/OL].（2010－03－05）［2010－04－06］.http://www.ed.gov/technology/netp－2010.