重塑技術在教育中的作用（上）

張渝

引言

美國國家教育技術計劃（NETP）是美國教育部發布的政策性文件，用以指導美國教育技術的應用和發展。從1996年開始，這份綱領性文件約5年發布一次，極大地推動了技術在美國教育中的普及，引領著美國學校的變革。

最新的2016版是美國第五個國家教育技術計劃（簡稱2016NETP）。其倡導技術是改變學習的、強有力的工具。認為技術有利于改善和加強教育工作者和學生之間的關系，改進學習和協作的方法，縮小長期存在的教育不公平，適應學習體驗以滿足不同學習者的需求。

2016NETP提出中小學、社區學院和大學應該成為探索和發明的孵化器。教育工作者應該是學習的協作者，與學生一起發現新知識，獲得新技能。教育管理者應該設置出創造性學習體驗的愿景，為所有學習者的成長提供合適的工具和支撐。

回顧與展望

1.相對過去，美國已經在利用技術轉變學習的多個方面取得了重大的進展

（1）相關議題已經從“技術是否應該用于學習”轉到了“如何利用技術來改善學習”，以確保每位學生獲得高質量的教育體驗。

（2）技術越來越多地被用于個性化學習，并提供給學生更多的選擇。包括他們如何學習，以什么速度學習，以及為他們組織和指導自己的終身學習做準備。

（3）學習科學的進步提高了對人們是如何學習的認識，并闡明了哪些人和環境因素對他們的成功影響最大。

（4）研究和經驗讓我們更加理解哪些是人們需要知道的，哪些是他們在21世紀的生活和工作中獲得成功所需要的技能和能力。通過職前教師準備計劃和教師專業發展，在使用技術來實現這樣的學習成果上，教育者正在積累經驗和信心。

（5）復雜的軟件已經開始允許我們對個別學習者的需要和能力進行適應性評估，并提供實時的結果。

（6）在全國范圍內，已經取得的進展方向是確保每所學校的教室都有高速的互聯網連接，這是學習創新的基礎。

（7）數碼設備的成本已經大幅下降，同時性能在增強，以及高質量互動教育工具和應用程序的易用性也在增強。

（8）技術讓我們重新思考物理學習空間的設計，以適應和擴展學習者、教師、同行和專家顧問之間的新型關系。

2.展望未來，仍然有許多工作需要完善和有待開拓

（1）數字化使用的鴻溝仍然存在，一些教育者及組織已經以主動和創新的方式來使用技術支持學習，而另一些仍主要是使用技術來被動地學習。

（2）技術支撐的項目和資源的有效性研究仍然有限，基于個案的、項目的和群體層次的成果實證仍缺乏。

（3）很多學校還沒有找到使用技術來改善日常學習的方式，這需要在新研究中加速和擴大采用有效的方法和技術，并以此來引導這些需求。

（4）很少有學校使用技術來支持非正式學習，并與正式學習的目標看齊。

（5）學習者使用技術支持的課外學習體驗常常被忽視。

（6）總體看來，教師職前教育和專業發展未能幫助教師準備好以有效途徑來使用技術。

（7）評估方法在發展，但仍沒有充分利用技術來開發其全部潛力，并從更大范圍來測查出理想中的教育成果，尤其是在非認知能力方面。

（8）聚焦為學習者提供互聯網接入和設備時，不應忽視另一方面的重要性，即培訓教師使用技術展開有效教學和選擇合適的數字學習內容。

（9）當學生使用技術來支持他們的學習時，學校也將面對一個不斷增長的需求——既要保護學生隱私，同時又允許適當地使用數據進行個性化學習、推進研究，以及為家庭和教師提供學生進步的視圖。

學習——通過技術來參與和授權學習

1.目標解讀

學習是2016NETP主體內容的第一部分。其目標是所有學習者在正式和非正式環境中都有參與和授權的學習體驗，使其成為全球化社會中主動、創新、有見地和有道德的參與者。

要想在日常生活和全球勞動力市場中成功，美國人需要更多路徑來獲得基本的知識和技能，以及與同伴和導師間有意義的連接。隨著學習科學進一步揭示人們應如何學習，技術將成為一個強大的工具來重構學習體驗。

過去，學習者的受教育機會被學校圍墻內的資源所限制。如今，技術支持的學習允許學習者從自己的社區開始發掘全球任何地方的資源和專業技能。例如：

（1）在高速互聯網連接下，如果學校沒有相應的師資，學生可以訪問在線課程來學習自己感興趣的計算機科學。

（2）為學習大學知識和事業奮斗的學習者，如果所處環境無法支持面對面的指導，那么可以通過互聯網獲得專業的輔導和建議。

（3）利用移動數據搜集工具和在線協作平臺，地處偏遠的學生可以同世界任何地方做相似研究的人結成協作伙伴。

（4）缺乏科學設施的學校可連接互聯網，提供給學生虛擬的化學、生物和物理實驗室，以此豐富學生的學習體驗。

（5）從事創意寫作、音樂和媒體制作的學生，不去學校也可以通過互聯網發布作品并展示給全球觀眾。

（6）技術支持的學習環境可以使缺乏經驗的學習者訪問和參與專業實踐社區，并使其逐步進入到復雜活動和深度實踐中，當他們獲得相應經驗時，即可變成社區的專家成員。

如此，過去弱勢的學習者也能公平地獲得優質學習材料、專業知識和技能、個性化學習和規劃未來教育的工具，這些機會擴展了所有學生成長的可能性。同時，這樣的機會也增強了教育工作者創建混合學習情境的能力，以及反思學習過程中，學生什么時候、在哪里以及如何完成不同的學習任務。

2.人們需要學習什么

培養具有全球競爭力的公民，學校應該通過學習體驗培養學生21世紀的專業知識與能力，包括批判性思維、復雜問題的解決、合作以及多媒體通訊等。這些可在傳統學科教學中進行。另外，學習者應該在學習中發展自己的學習控制力和在學校能取得成功的信念。

除了這些至關重要的核心學術能力，有越來越多的研究談論了非認知能力在學術成功中的重要性。非認知能力包括成功的任務導航、形成關系和解決日常問題等，也包括自我意識的發展、控制沖動、執行功能、協同工作、關心自己和他人。

建立非認知能力需要在實踐中進行，包括與同行交流、處理沖突、解決爭端，或者通過一個具有挑戰性的問題等都對培養這種能力有積極作用。越來越多的證據表明虛擬環境和游戲提供的實踐機會可以幫助增加同理心、自我意識、情緒調節、社會意識、合作和解決問題的能力。

另一個發展非認知能力的關鍵是培養關于學習的一種成長思維。成長思維是對“能力需要通過努力和實踐才能發展”的一種理解，這能增加學習的動機和成就感。美國教育部資助了幾個發展成長思維相關的項目，如SchoolKit，這是一套資源包，用于在學校快速有效地教授成長思維。

3.技術支持的學習行動

學習原理超越特定技術。然而，經過精心的設計和細致的應用，技術有可能加速、放大、擴展強大的學習原理的影響。因為學習的過程是不能直接觀測到的，學習研究構建的模型和結論往往要隨時間跨越而演變。因此，本計劃的建議是建立在人們是如何學習的假設和理論之上的。

NETP關注技術如何幫助學習者來揭示當前一些學習原理的力量。例如，我們知道技術可以幫助學習者以多種方法和在多種情境中思考問題，反思學到的東西，并以此調整相應的理解。技術也可以通過挖掘學習者的興趣和激情來吸引他們的注意力。它還可以幫助我們根據學習內容來調整學習的方式。

2016NETP展示了下面五種使用技術來提高和增強學習的途徑，不管是正式學習還是非正式學習環境。

其一，技術使個性化學習的體驗更加吸引人和有針對性。

根據學習目標，教育工作者可以設計豐富的學習體驗，允許同一個班的學生在學習活動菜單中選擇——撰寫論文、制作媒體、建設網站、與全球范圍內的專家合作搜集數據，并通過在一個共同的欄目展示他們的學習來進行評估。這種技術支持的學習體驗就更有吸引力和針對性。2015年，馬薩諸塞州批準了26個學區的56所創新學校推進技術支持下的個性化學習，且取得了顯著的成效。

其二，技術可以幫助組織開展圍繞現實世界的挑戰和基于項目的學習——利用多樣化的數字學習設備和資源顯示理解復雜概念和內容的能力。

作為學生，不只是撰寫一篇研究報告分享給教師和班上的同學閱讀，還可以把自己的學習成果發布到互聯網上，并接受專業研究者和在線社區上全國范圍內的實踐者的點評與反饋。為試圖理解并建構有說服力的論據，學生還可以起草、制作和分享一個公告服務通告在視頻流媒體網站上，并要求觀眾對每一步的做法提供建設性的反饋。舊金山的探索博物館（Exploratorium）發布了一門探究電學MOOC。課程除了提供各種媒體形式的優質學習內容和互動協作平臺外，還允許學習者用照片和視頻的形式發布他們的理解和探索實踐的過程。這門課程吸引了全球150個國家的7000多名學習者，其中有4400名積極參與者，共發布了66000個視頻觀點和6700個帖子。

其三，技術能實現超越課堂的學習以及利用博物館、圖書館等課外環境的學習機會。

Global Read Aloud是一個經典的利用技術進行協同學習項目的案例。該項目讓全球的班級都讀一本書。參與時間為六周，期間每位教師要大聲地朗讀所選擇的書，同時，選擇相同一本書的班級通過網絡一起分享感受。結果顯示，雖然是同一本書，但是每個班級的解讀、思想和聯系都各有不同。這個計劃不但能夠幫助學習者通過分享閱讀體驗和構建學習認知，成為一個世界性的閱讀者，而且能夠使學習者對文本有深度的理解，并結識和理解一起學習的全球同齡人。

點對點大學（P2PU）和芝加哥公共圖書館合作試點了一個在線學習項目——Learning Circles，沒有大學學位的成人在本地圖書館都可參加學習。這些成人以小組的方式參與到學習中，每個人既是教師又是學習者。2015年，該項目從2個公共圖書館擴展到了10個，并且均保持了很高的學習參與率。

其四，技術可以幫助學習者追求個人愛好和興趣。

一位學習西班牙語的學生閱讀加夫列爾·加西亞·馬爾克斯原著，另一位學生搜集數據創建了舊金山灣可視化的風力模型為期待的航海旅行做準備，這些學習技能都來自于學習者獨特的興趣。這些來自于個人興趣的能力教會學生在實踐中探索和研究，有助于培養其終身學習的觀念。

Cities of LRNG開發了更廣泛的學習機會，將城市的年輕人聯系在一起，并減少他們之間學習機會的差距。這個項目與數百個社區建立了合作關系，設置了學習活動，激發年輕人根據自己的興趣來參與，并獲得能證明自己能力的數字徽章。他們每獲得一枚徽章就意味著有更多的被雇用的機會。

其五，公平的技術訪問能減小數字鴻溝并讓所有學習者獲得學習機會。

過去因物理環境受限的成人學習者，如今可通過在線課程提升技能獲得新的證書。Black Girls Code（BGC）項目是幫助黑人女性學習計算機編程，讓她們有機會成為STEM的創新者。德州的麥琪老師指導7、8年級的學生開發了Hello Navi的移動應用，以此來幫助視力有缺陷的學生進行校園導航。

4.未來的學習技術

美國國家科學基金會（NSF）正致力于新興技術和學習科學發展結合的研究。下面四項是其最新的研究內容。

一是增加使用游戲和模擬，讓學生不離開教室就能獲得項目協同工作的體驗。學生們會積極地參與到一個情境中，感受緊張氛圍，并做出評估、分析數據解決相應的挑戰。例如，RoomQuake把教室作為一個縮小版的地震模擬現場讓學生參與完成任務。而RALL-E則是讓學生扮演角色與機器人對話來練習一門新語言。

二是用新方法連接物理和虛擬的交互學習技術，可以跨越具體和抽象。例如，在接觸分子（In Touch With Molecules）項目中，學生可以操作手中的棍/球模型來構建血紅蛋白分子，并運用相機捕捉模型，視覺化顯示相關科學現象，讓學生在物理接觸和抽象概念間建立連接并加深理解。

三是交互式三維成像軟件創造潛在的學習體驗。例如，zSpace，學生利用3D眼鏡與紅外筆可以讓屏幕顯示的心臟圖像變得立體和可以操作（觀察心臟的工作過程，并且通過紅外筆解剖，看見心臟內部的結構）。zSpace也支持學生反復試錯來構建一個發動機或電池，并從過程中獲得學習經驗。而且教師也可以定制其中的學習內容。這種技術讓學校可開發原本無法承擔的學習場景和對象，讓學生獲得更豐富的體驗。

四是增強現實（AR）作為一種新的方式來調查背景和歷史。Transforming Education EXP項目的研究人員正嘗試可用于歷史SCIM-C框架教學的AR技術。利用AR技術讓學生學習歷史更具臨場感，且能跨越多個時期以多種社會視角來解讀歷史。

通過以上這些案例我們可以看到，學習不再局限于屏幕或教室，技術還能豐富學生可參與的世界。

5.技術對學習的其他改善

2016NETP還論述了技術應帶來更公平的學習機會。數字鴻溝的跨域也從過去的設備供給和網絡連接改善，逐漸轉變到了對技術使用的差異的消除，即技術支持的學習不應該是簡單的內容消費，而是讓學生使用技術來參與創造、設計、構建、探索和協作等更豐富的學習活動。

為所有學習者提供技術的可訪問性——通用設計，也是2016NETP關注的重點。學習技術的通用設計有三大原則：提供多種呈現方式讓學生可以有一種以上的方式來處理信息，提供多種表達方式讓所有學生都能表達和展示他們所知道的，提供多種手段來激發學習興趣和學習動機。

2016NETP還提出物理空間需要與技術支持的學習配套。各種混合學習和學習技術通用設計需要靈活的物理空間來支撐。物理空間能支持各種學習方式的動態轉換，與學生的學習需求相匹配。

（未完待續）