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第六章 技术下影响下的教育变革与实践

【本章学习提示】

技术对于转变教育思想和观念,深化教育改革,提高教育质量和效益,培养创新人才具有深远意义,必须予以高度重视。在当下的教育实践中,技术是怎样对教育产生影响?技术对教育的未来发展趋势有何作用?以Web为平台所发生的相关教育技术实践将会将教育带向何方?这些都是本章所关注的问题。

第一节 教育的技术性

教育是人类社会所特有的活动,它伴随着人类社会的产生而产生。由此可见,教育的起源而人类社会的起源密切联系在一起。有学者认为,使用与制作工具的活动标志着人类真正劳动的产生,标志着人类已最终脱离了动物界,从这个意义上也可以说,学会了制造和使用工具的人,才是完全意义上的人。

一、 教育是否具有技术性

教育是培养人、发展人的活动,可见,工具的制造和使用不仅是人与其他动物的分界线,也是人类教育起源的主要推动力。技术、人、教育之间有着密不可分的关系,从技术的视角来看,这正是教育本身所具有的类似技术本质的一种特性,即教育本身具有的技术性。教育的技术品性可以从以下几个方面得到进一步确证。首先,从教育的起源来看,教育本身就是一种有意识的活动,古代经验丰富的老者、能人或妇女指导年轻一代从事生产劳动与生活实践,就是浑然一体地存在于生产劳动和生活实践中的教育形式,虽然自党性水平还很低,但是它从一产生就代表着实现了从动物的本能传授的自发活动转向由前人指导的自觉活动的质的跃迁。作为教育活动的对象,人的发展从自发转向自觉,这体现了教育与技术的原始关联及二者共同的品性。其次,从教育在人的发展中的作用来看,与遗传和环境作用相比,教育对人的发展具有特殊意义,这主要缘于教育具有的育人功能。生物遗传只是使人获得了发展的物质前提,在没有外力影响下人的发展的自然进程靠的是有机体内在的发育程序,如蝴蝶由卵、蛹到成形展翅的过程,即生物“成熟”机制。环境作用带有自发性、偶然性、零散性,环境中未经协调的各种影响还可能存在相互矛盾甚至互相冲突,对人的发展产生负面影响。而教育作为培养人、发展人的活动,就是将人的发展的自发、自然进程“打断”,通过施加有效的影响,使人获得更好、更快、更全面的发展。这种“打断”是建立在人的发展的客观规律基础之上的,利用现代学习理论、教育理论所提供的理论依据,将人的发展的客观规律与特定的社会要求融于特定的教育计划之中,从而保证人的身心发展更充分、更全面。

由此,将教育与技术密切关联在一起的那个“神秘力量”便展露在人们面前,它正是教育与技术各自的本质之中所包含着的共同的力量——打断与人工化,或者说非自然性与人为性。因此,得出这样一种认识:教育与技术具有内在一致性,而且这种内在一致性并不是二者在发展历程中的偶尔相遇而产生的,而是从各自的历史源头就固有的。这进一步印证了教育与技术之间内在的、必然的关系。

二、 技术在教育中的发展历程

技术在教育中的的发展,大致经历了四个阶段,分别是视觉教育、视听教育、视听传播和信息化教育。

(一)视觉教育

17-18世纪,夸美纽斯和裴斯泰洛齐等人倡导的直观教学主要采用图片、实物、模型等直观教具来辅助教学。20世纪以后,随着科学技术的长足进步,出现了许多机械的、电动的信息传播媒体。最早问世的如照相、幻灯和无声电影等可以向学生提供生动的视觉形象,于是产生了所谓经验的视觉教育的概念。视觉教育与直观教育在理念上是完全接轨的,两者的区别在于所涉及的媒体种类不同。最早使用视觉教育术语的是美国宾夕法尼亚州的一家出版公司,1906年它出版了一本介绍如何拍摄照片、如何制作和利用幻灯片的书,书名就是《视觉教育》。

1923年,美国教育协会建立了视觉教育分会。视觉教育倡导者强调的是利用视觉教材作为辅助工具,以使学习活动更为具体化,主张在学校课程中组合运用各种视觉教材,将抽象的概念进行具体化的呈现。由此,也出现过视觉辅助和视觉教具的名称。1937年,霍本(C.F.Hoban)等人在《课程的视觉化》一书中,系统论述了视觉教育的理论基础,提出了视觉教材的分类模式和选用原则。这个模式主要以教具为基准,按其所提供的教材的具体一抽象程度排列:从实地见习开始,它提供的教材最具体,向上,具体性逐渐减少而抽象性逐渐增加,相对来说,言语最抽象。在应用这些视觉教具的时候,不仅要考虑它们所提供的教材的具体或抽象程度,还要把视觉教材与学校课程结合起来,这些理论推动了视觉媒体在教学过程中应用的有效性。

(二)视听教育

20世纪30年代后半叶,无线电广播、有声电影、录音机先后在教育中得到运用,人们感到视觉教育名称已经概括不了已有的实践,并开始在文章中使用视听教育的术语。1947年,美国教育协会的视觉教育分会改名为视听教育协会。在诸多关于视听教育的研究中,堪称代表的是戴尔(E.Dale)于1946年所著的《教育技术学教学中的视听方法》。该书提出的“经验之塔”理论成了当时以及后来的视听教育的主要理论根据。戴尔认为人类学习主要通过两个途径来获得知识,一是由自身的直接经验获得,二是通过间接经验获得。他提出的“经验之塔”理论把人类学习的经验依据抽象程度的不同分成直接(做的)经验、替代(观察)经验和抽象经验三类十个层次,如图6-1所示


“经验之塔”的理论要点有四个方面,其一,底层的经验最具体,越往上越抽象,各种教学活动可以依其经验的具体一抽象程度,排成一个序列;其二,教学活动应从具体经验人手,逐步进入抽象经验;其三,在学校教学中使用各种媒体,可以使教学活动更具体,也能为抽象概括创造条件;最后,位于“塔”的中间部位的那些视听教材和视听经验,比上层的言语和视觉符号具体、形象,又能突破时间和空间的限制,弥补下层各种直接经验方式之不足。从总体上看,视听教育的概念与视觉教育没有很大的差异,没有质的飞跃,主要是把原先的视觉辅助工具扩充成了视听辅助工具。然而至20世纪50年代初,有两种并行的新的理论观点开始渗入视听教育领域,那就是传播理论和早期的系统观念,它们逐渐引发了技术的教育应用领域的一次质的飞跃。

(三)视听传播

进入20世纪50年代以后,西方学校中视听设备和资料剧增,教育电视由实验阶段迈人实用阶段,程序教学和教学机器风靡一时,计算机辅助教育开始了实验研究。这些新的媒体手段的开发和推广使用给视听教育注入了新的血液。同时,由H.D.拉斯维尔等人在20世纪40年代创立的传播学开始向相关领域渗透,有人已将教学过程作为信息传播的过程加以研究。1960年,美国视听教育协会组成特别委员会,研讨什么是视听教育。1963年2月,该委员会提出报告,建议将视听教育的名称改为视听传播,并对此做了详细的说明。另外,许多研讨视听教育的文章和著作,也都趋向于采用传播学作为视听教育的理论基础。传播的概念和原理引入视听教学领域后,使广大专业工作者茅塞顿开,把眼光从表态的、单维的物质手段的方面转向了动态的、多维的教学过程的方面。这就从根本上改变了视听领域的实践范畴和理论框架,即由仅仅重视教具的使用,转为充分关注教学信息从发送者(教师等),经由各种渠道(媒体等),传递到接受者(学生)的整个传播过程。又由于教学信息的传播是一个复杂的多要素相互作用的过程,传播理论必然会与跟它差不多同时形成的系统观观念汇合,共同影响“视听教育”向“视听传播”的发展。至此,教育界开始利用“视听传播”这一术语取代原来的名称,并有了硬件和软件之分;视听教材被视为传递教学信息的媒体,而不仅是辅助教学的工具。这时,比视听媒体术语更具包容性的名词——教学资源崭露头角。

学者们将关注的焦点从原先的视听教具逐渐转向整体的教学传播过程以及教学系统这一宏观层面。

(四)信息化教育

教育信息化是指在教育过程中比较全面地运用以计算机多媒体和网络通信为基础的现代化信息技术,促进教育的全面改革,使之适应于正在到来的信息化社会对于教育发展的新要求。

1.教育信息化的特征

教育信息化的基本特征是什么?祝智庭教授认为,可以从技术层面和教育层面加以考察。从技术上看,教育信息化的基本特点是数字化、网络化、智能化和多媒化。

数字化:从广义上讲,信息技术古而有之,但我们现在所说的信息技术,主要是指以计算机为基础的数字化技术。数字化使得现代教育技术系统的设备简单、性能可靠和标准统一。

网络化:当今的数字化信息网络做到了“天网”(如数字卫星通信系统、移动数字通信系统)和“地网”(目前以因特网为主)合一。网络化的优点是资源共享、时空不限、多向互动和便于合作。

智能化:人工智能将成为信息化教学系统的核心技术,智能化将使得系统能够做到教学行为人性化、人机通信自然化、繁杂任务代理化。

多媒化:以计算机为基础的多媒体技术使得信息媒体设备一体化、信息表征多元化、真实现象虚拟化。

教育信息化比较注重教学环境的建设,为教学提供信息化的物质保证,而信息化教育则比较侧重于对教育教学的研究和支持,重点关注如何将信息技术有效地运用于教育教学之中。

2.信息化教育的特点

 (l)教材多媒化。就是利用多媒体,特别是超媒体技术,建立教学内容的结构化、动态化、形象化表示。已经有越来越多的教材和工具书变成多媒体化,它们不但包含文字和图形,还能呈现声音、动画、录像以及模拟的三维景象。

 (2)资源全球化。利用网络,特别是Internet,可以使全世界的教育资源连成一个信息海洋,供广大教育用户共享。网上的教育资源有许多类型,包括教育网站、电子书刊、虚拟图书馆、虚拟软件库、新闻组等。

 (3)教学个性化。利用人工智能技术构建的智能导师系统能够根据学生的不同个性特点和需求进行教学和提供帮助。为了做到这一点,学生个性的测定,特别是认知方式的检测,将成为教育研究的重要课题。

 (4)学习自主化。由于以学生为主体的教育思想日益得到认同,利用信息技术支持自主学习成为学习方式发展的必然趋势。事实上,超文本/超媒体之类的电子教材已经为自主学习提供了极其便利的条件。

 (5)任务合作化。要求学生遁过合作方式完成学习任务也是当前国际教育的发展方向。信息技术在支持合作学习方面可以起重要作用,其形式包括通过计算机合作(网上合作学习),在计算机前合作(如小组作业),与计算机合作(计算机扮演学生同伴角色)。

 (6)环境虚拟化。教育环境虚拟化意味着教学活动可以在很大程度上脱离物理空间时间的限制,这是电子网络化教育的重要特征。现在已经涌现出一系列虚拟化的教育环境,包括虚拟教室、虚拟实验室、虚拟校园、虚拟学社、虚拟图书馆等,由此带来的必然是虚拟教育。虚拟教育可分为校内模式和校外模式。校内模式是利用局域网开展网上教育,校外模式是指利用广域网进行远程教育。在许多建设了校园网的学校,如果能够充分开发网络的虚拟教育功能,就可以做到虚拟教育与实在教育结合,校内教育与校外教育贯通,这是未来信息化学校的发展方向。

 (7)管理自动化。我们熟知的计算机管理教学(CMI)包括计算机化测试与评分、学习问题诊断、学习任务分配等功能。最近的发展趋向是在网络上建立电子学档,其中包含学生电子作品、学习活动记录、学习评价信息等。利用电子学档可以支持教学评价的改革,实现面向学习过程的评价。

一、 教育中的现代教育技术

现代教学媒体是指光学投影、电声、电视、程序教学机器、计算机和各种网络等。按照媒体作用于人的感官不同,习惯上又分为视觉媒体、听觉媒体、视听媒体、交互媒体和系统媒体。 

(一) 视觉媒体 

视觉媒体是指呈现视觉信息的媒体,主要有无声电影、投影器、照相机、视频展示台等设备以及相应的教学软件。

用照相机拍摄真实世界的场景,如人物、风景、动植物的生长情况和结构等,制作成幻灯片,通过幻灯机在大屏幕上呈现出来,用于教育教学,能够使教育信息变得生动、直观,这就是幻灯教学。由于一张幻灯片只能对应一张静止的图像,因此幻灯片又被称为“静片”。电影利用了人的眼睛“视觉暂留”的特点,能够使连续拍摄的一张张静止的图片在一定时间内按照拍摄顺序播放,而产生动态的效果,因此被称为“动片”。电影在教育中的使用,进一步丰富了教育信息的呈现方式。幻灯、电影改变了以往文本信息一统天下的局面,使抽象的文本信息和生动的图形图像信息能够同时存在于教育教学中,教育教学信息变得直观、真实、生动相鲜明,文本信息和图像信息的结合使教育教学信息的呈现形式发生了巨大改变。

(二) 听觉媒体 

听觉媒体是指呈现听觉信息的媒体,主要有收音机、录音机、扩音机、激光唱机、MP3播放器、语言实验室等设备以及相应的教学软件。

简单的广播系统包括广播电台和收音机,广播电台负责组织、设计并播放相关节目,利用收音机则可以在一定范围内的远端按时收听广播节目。广播在教育中的使用打破了学校围墙的限制,使教育教学活动拓展开来,扩大了教育范围,给广大听众提供了接受教育的可能。且广播的制作和接收的成本都相对较低,有利于偏远和贫困地区的教育教学活动开展。

(三) 视听媒体

视听媒体是指同时呈现视觉信息和听觉信息的媒体,主要有电影、电视机、录像机、摄像机、影碟机、闭路电视系统、广播电视系统、卫星电视系统等设备以及相应的教学软件。

电视和广播的传播特点相似,简易的电视系统需要电视台和电视机。电视台负责组织和发送电视节目,电视机在远端接收。在信息的呈现方式方面,电视比广播优越得多,电视能够图、文、声、像多种信息相结合表现教育教学信息,而广播只能是声音,相对单一,但是广播、电视这两种媒体形式相结合,促进了远程教育(又称远距离教育)发展,我国从中央到地方建立起来的庞大的广播电视大学系统,就是以此为基础的。从20世纪80年代初,我国的广播电视大学开始蓬勃发展,成为当时弥补高等教育资源不足的一种得力手段,在扩大教育范围、提高国民受教育程度方面起到积极促进作用。相对于幻灯、电影以及广播的早期零星应用而言,广播电视大学更系统、全面和规范,真正成为一种有制度保障、有明确的教学目标、有规范的课程体系的系统化的教育活动。

电视在课堂教学中的应用,能够切实改变传统的教育教学信息呈现方式。使用精心设计制作的电视教学片,不仅能够图、文、声、像并茂地呈现教学信患,还能够通过渲染课堂气氛,创设问题情境,再现危险实验、特殊场景等方式辅助课堂教学,在一定程度上激发了学生的学习兴趣,增加了感性认识,提高了教学效率。从20世纪80年代到20世纪90年代中期前后,是我国视听媒体在教育中应用的黄金时期,我国不仅投入了大量的人财物,制作出了规范化、系统化、成系列的精美的幻灯片和电视教学片,丰富了课堂教学。

视听觉媒体对教育的影响,除了丰富教育教学信息的呈现方式和扩大教育范围以外,在教学过程中,还能够帮助学生增强感性认识、扩大眼界、扩大知识领域,视听觉信息的结合能够在一定程度上克服学生的死记硬背问题,锻炼学生的思维能力,减轻学生负担等。

(四) 交互媒体

交互媒体是除了能处理和提供文、图、声等多种信息形式外,还能与用户形成互动的媒体。主要有程序教学机器、多媒体计算机等设备以及相应的教学软件。

虽然计算机用于教学的实验在20世纪50年代末就开展了,但是直到20世纪90年代中期前后,计算机才引起教育领域的广泛关注。那时的微型计算机已经能够较快地处理多媒体信息,并且计算机的性价比也相对较高,与幻灯、电视、录音等教育媒体相比,计算机的优势非常明显。

在信息存储介质方面,计算机经历了从磁带、磁盘到光盘,再到闪存的发展,并且还在不断持续发展,继续向经济、轻便、小巧、大容量、易于保存和易于管理的趋势迈进,这是传统胶片、录像带所无法比拟的。几张DVD光盘就能够装下一个图书馆的图书信息量,一个存储容量能够达到几吉字节,甚或几十吉字节的闪存仅有人的手指盖大小,科技创新在不断刷新着这些记录。

在多媒体的交互性方面,计算机多媒体发生了革命性的变化。传统多媒体是幻灯、录音、电视等多种媒体信息的组合,由人来控制各种媒体的停止、播放,以及媒体之间的先后次序、协调关系也完全依赖于人。这种多媒体虽然也能够实现多种媒体共同表现教育教学信息的效果,但在可控性、操作性方面较差,其最终效果对人的依赖性较强,不易于普及。计算机多媒体不仅完全克服了这些缺点,而且能够在全面数字化的基础上,实现对多种媒体信息的控制和管理自动化,不用人为干预,完全交由计算机处理,而且交互性大大增强,多种媒体信息可以通过一种应用软件(如PowerPoint、Authorware等)集成在一起,何时播放、何时停止、从哪儿播放、到哪儿停止、播放的先后次序等相关操作,可在应用软件中预先设定,使用时仅需简单操作即可实现预期的多媒体效果。

在多媒体信息的表现方式方面,除了传统的图、文、声、像等常见形式之外,计算机可以设计制作二维和三维的动画以辅助教育教学信息的表现,还可以通过虚拟仿真技术、虚拟现实技术,实现平面的、立体的虚拟教育环境,为创设问题情境、营造教育氛围提供了新途径。

计算机对教育的影响,除了计算机多媒体在表现教育信息方面的仇越性之外,更为显著的是,它直接促进了个别化学习的快速发展。电影、电视和广播都是单向传输的媒体,所承载的教育教学信息也是线性组织的,学习者只能按照既定的顺序收听、收看,没有交互,不会因人的需求的不同而产生不同的教学过程。而计算机恰恰克服了这一缺点,计算机集成多媒体信息的方式是非线性的,是超媒体形式的,它更能够适应人脑的思维和记忆方式。计算机教学系统能够提供多种不同的教学序列,以满足不同人的学习需要,也就是说,学习者可以按照自己的需求通过计算机教学系统实现自主学习,使个别化学习得到了快速发展。这一点是计算机对教育教学影响的重要方面,幻灯、电视、电影和广播,都只能为教师的“教”服务,只能被教师使用,而计算机还可以为学习者的“学”服务。

(五)教学系统

1.网络系统

单台计算机能够提供的功能毕竟有限,而将多台功能独立的计算机通过通信线路连接起来,加上必要的软硬件支持,就构成了计算机网络,它能实现资源共享和信息传递等诸多单台计算机所不能实现的功能。目前学校的校园网、各级各类的教育网以及Internet都在深刻地影响着教育的发展。

学校校园网的建立,正在逐步改变管理者以及师生的工作方式、学习方式和生活方式。办公系统不仅实现了无纸化办公,还实现了办公自动化,能够使学校的行政事务、学生管理、教学管理等工作变得高效和有序。数字化图书馆不仅能够方便地检索传统纸质图书,而且能够把国内外的数字化图书、期刊,以及各种类型的数据库“引进”校园,成为教学科研的有力支撑。而数字化教学资源以及网络教学平台,则正在逐步改变传统的教与学,班级授课、课堂教授已经不再是学校教学的唯一方式,基于网络的合作学习、研究性学习、网上备课等教学活动已经悄然兴起,多媒体教室、网络教室、交互式电子白板已经开始在有条件的学校逐步普及。

终身学习是信息社会公民的基本需要,信息社会也提供了实现终身学习的方式和途径。在Intemet上,除了各种类型的专业教育网站之外,各大门户网站,也基本上都有专门的教育或者培训板块,它们既能提供有关继续学习和培训的各种信息,也能实现在线学习,培训活动或者个别化学习活动都可以在网上进行。网络上的资源丰富多样,网络上的学习伙伴和可以提供帮助的人也很多,只要愿意,总能在合适的时间通过合适的方式找到他们。网络资源和沟通的便利,使得终身学习变得快捷、方便和高效。

计算机网络进一步促进了远程教育的发展,我国几十所知名高校都陆续开办了网络教育学院或者设置了相关的远程教育部门,通过在互联网上开设相关的网络课程,使分散在各地的学生可以通过网络教学平台随对随地地学习。网络远程教育克服了传统广播电视大学教育信息只能单向传播的缺点,学生在网络教学平台上,不仅可以按照需要有选择地浏览所需内容,还可以通过实时与非实时的方式与同学和指导教师联系,资源的丰富性以及及时的交流都保证了学习的效果。

网络系统正在重新塑造整个社会的教育教学活动,这个趋势不可逆转。

2. 多媒体教学系统

多媒体教学系统是现代教育教学中较为常见的一种教学环境,它将各种常用的现代教学媒体如投影机、录像机、视频展示台、计算机等集成于一体,构成多功能综合性的教学教室。利用多媒体教学系统可以实施多媒体组合教学,可使教学过程更加符合学生的认知、理解和记忆规律,从而提高教学效率。

多媒体教学系统配有各种现代化教学媒体,这些教学媒体有机地组成一个多媒体课堂教学展示系统。教师可以根据教学需要灵活地对系统中的教学资源进行优化使用。多媒体教学系统具有如下教学功能:

1)利用多媒体教学课件开展计算机辅助教学

多媒体课件是将文本、图形、图像、动画、声音和视频等多种媒体组合起来呈现教学内容的软件。通过大屏幕把课件画面放映出去,可以从视听觉刺激学生感官,吸引学生的注意力;还可以帮助学生理解一些抽象的原理和概念,增强学生观察问题和分析问题的能力,从而提高教学质量和教学效率。

2)有利于计算机各种程序软件的讲解

许多计算机软件用传统黑板加粉笔的方式很难进行讲解。有了多媒体教室,教师可以把每一步操作和结果,通过投影机在大屏幕上直观形象地展示出来,这是传统的板书口述的教学方式无论如何也无法实现的。

3)利用视频展示台进行实物展示教学

利用视频展示台,可以将各类教学文件、图片、投影片、电子元件以及生物标本、模型、机器零件等通过大屏幕展示在学生的面前,进行实物投影教学。

4)播放录像、VCD、DVD等视频节目进行视听教学

录像、VCD、DVD等视频节目图文并茂,视听兼备,能够产生良好的教学效果。在多媒体教室中,可以利用录像机、影碟机或计算机光驱把教师选好的录像带、VCD/DVD碟片的教学内容,通过投影机投在大屏幕上,利用扩音系统把声音清晰宏亮地的播放出来。教师还可以通过录像机、影碟机的播放键、快速搜索键、暂停键等对录像带、影碟片的节目进行控放,实现边播放边讲解的效果。

5)能利用网络资源进行教学

一般的多媒体教室都能与校园网或Internet网络进行连接,教师在上课过程中可以方便地调用丰富的网络信息资源,实现网络联机教学。

6)进行语言教学或训练

在多媒体教室中,可以利用音响设备把教师选好的语音教学内容播放,进行语言教学或训练,也可以利用扩音设备对各类声音信号进行扩音。

3.交互式电子白板

交互式电子白板,又称交互白板、互动式电子白板、互动白板或电子白板,是一个具有正常黑板尺寸的,在计算机软硬件支持下工作的电子感应屏板。

交互式电子白板是针对教学和演示应用的一套专业多媒体互动教学和演示工具,它同时也是一套功能强大的多媒体课件及教案制作工具。使用者可以通过电子白板软件实现书写、擦除、标注、绘画、编辑对象、屏幕录像和回放、使用视频会议功能等强大的互动教学和演示功能,还可以进行课件制作以便到课堂和会议上使用。

1)交互电子白板的构成

交互式电子白板的核心组件由白板、感应笔、投影机和计算机组成,如图6-2所示。

交互式电子白板可以与计算机进行信息通信,将电子白板连接到计算机,并利用投影机将计算机的内容投影到电子白板屏幕上,在专门的应用程序的支持下,可以构造一个大屏幕、交互式的教学环境。利用特定的定位笔代替鼠标在白板上进行操作,可以运行任何应用程序,可以对文件进行编辑、注释、保存等,也可以在计算机上利用键盘及鼠标实现任何操作。



  在这里,白板同时是计算机的显示器。感应笔具有书写笔和计算机鼠标的双重功能。感应笔的笔尖可以在电子白板上书写,同时笔尖相当于鼠标左键,可以单击和双击。感应笔笔杆上的按钮相当于鼠标右键,如图6-3所示。计算机的显示内容通过投影机投射。



到白板上。当感应笔在白板上书写或操作时,通过电磁感应或红外感应等方式以及白板与计算机之间的馈线将数字信息输送到计算机中,并迅速通过投影机投射到白板上呈现。

2)交互电子白板的功能

交互功能

交互式电子白板与计算机、投影机组成交互式控制环境,这是交互式电子白板的最主要特征和功能。

书画功能

可以利用无源感应笔在电子白板上随意书画,任意擦除,而且可任意调整笔的粗细和颜色。

识别功能

交互式电子白板可将手写体英文字母、数字自动转化为标准体,在相应软件的支持下可识别手写体中文。

库功能

交互式电子白板的应用软件具有强大的库功能,常用的有背景库、注释库、页库、链接库等,内容非常丰富,涉及领域非常广,其内容可任意添加、删除、编辑和管理。

记录功能

交互式电子白板可以记录使用者的任何操作,然后供学生或受众共享、回放;也可以对屏幕上的全部或局部画面进行拍照,保存到图库、剪贴板中,以随时调用等。

导出功能

交互式电子白板可以将书写内容转换成HTML格式网页、图片等多种文件格式导出。

特效功能

交互式电子白板具有放大(缩小),聚光,拉屏(上下、左右拉)等功能。

网络共享、远程交互功能

交互式电子白板可直接联网,实现基于网络的应用共享、文件传送、网络白板、异地直接通信等功能。

交互式电子白板系统的最大特点是与传统的教学方式结合紧密。在整个教学过程中,教师可以自由走动,所有的板书都以电子文档的形式存在,对于计算机的控制都可以在白板上完成,教师不必局限在多媒体控制台前讲授。交互式电子白板对教师的教和学生的学都具有了显著的优势,而这些优势的获得,均源于交互式电子白板的设计充分考虑了教育的现实需求。

第一节 技术给教育带来的变革

教育是社会不可分割的组成部分。在技术对社会各个领域进行广泛而深刻的渗透的同时,教育自然也不例外。随着人类社会的迅速发展,越来越多的科学技术成果进入教育、教学领域。在教育教学中应用教育技术,优化了教学过程,教育技术已经成为除教师、学生、教材等传统教学过程基本要素之外的第四要素。在国务院颁布的《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》就提出信息技术对教育发展具有革命性影响,必须予以高度重视。可见,技术对于转变教育思想和观念,深化教育改革,提高教育质量和效益,培养创新人才具有深远意义。

从幻灯、投影、录音机到电影、电视,再到计算机及网络,每一次技术革新都对教育产生了深刻的影响。教育信息的表现形式在原来的文字和图形的基础上增加了视频、动画,直至多种媒体相结合;教育信息的载体由原来单一的教科书、练习册增加了磁带、光盘,直至数字化教学资源库;教学组织形式也在原来单一的班级授课制的基础上,增加了个别化学习、合作学习、远程学习,直至多重教学组织形式相结合。随着新媒体技术的介入,教育的变化还有很多,各种新技术的应用也成为当今教育改革中最引人瞩目的现象。本节将着重讨论现代媒体对教育的产生的影响。

已经存在于教育领域中的技术,或者即将被引入教育领域的技术,或早或晚、或快或慢总会对教育产生影响,这种影响有的是短期的,有的是长期的,有的是昙花一现,有的会长久地保留并存在于教育之中。本节关注这种影响产生的一般过程、基本规律、需要注意的因素等问题,探讨现代技术已经对教育产生了哪些影响,将来还会产生什么影响。

一、技术影响教育的过程

教育中技术价值的实现,就是技术对教育中的人的影响,尤其是对人的教育活动的影响。技术实现的过程也就是技术影响教育的过程,以教育外的技术逐步融人教育的过程为例,这种影响的过程一般可以分为三个阶段。

(一)影响教育活动的工具

技术进入教育活动之初,一般以一种新工具的形态出现,以单纯“工具”的形态发挥作用,对整个教育活动的影响比较小,人们看到的以及它能影响到的也就是其“功能”范围之内的事情。例如,多媒体技术,它能够图、文、声、像并茂地呈现教学信息,使教学内容“鲜活”、“立体”、“运动”起来,比单纯的文字和图片表现教学内容有优势。人们只是在需要时才会使用这些工具,其他教学环节基本不受什么影响,使用过程中效果也比较明显,不仅起到用多媒体方式呈现教学内容的作用,还能够调动学生的积极性,激发学生的学习兴趣。这个时期的技术,在教育活动中以“工具”形态出现,起辅助作用。之所以说它起辅助作用原因在于其影响面较小,只在某一个具体环节发挥作用,对教育活动的整体影响不大,使用频率也比较低。

(二)影响人的行为习惯和素养

尝试使用初见成效之后,寄予厚望并推广是很显然的。随着技术的广泛使用,不仅使用频率会增加,对有形的技术的需求量也会随之增加,与有形技术相关的无形技术,如知识、操作程序、使用方法、制作技能等,则成为人们必须熟练掌握的东西。这样一来,技术的使用就对教育中人的技能和素养提出了新要求。教育申的人,特别是教育者和受教育者,不仅要熟悉技术的特性,了解它的使用方法、操作程序,还需要在外界不能满足需要的情况下,自己设计制作。因此,与此技术相关的知识、方法和技能就自然而然地成为人的基本素养,如果推广使用成功,随着人们使用频率的增加以及相关配套软硬件的完善,这种技术的使用还会逐步演变成一种教学方式和行为习惯。

以计算机技术和网络技术的使用为例,当前,在我国一些发达省份经济条件较好的中小学,校园网、多媒体教室、网络教室以及相关的软硬件资源的建设已经基本完成,教师能够人手一机(计算机),在网络教室和多媒体教室上课已经是一种基本的教学方式。这时,教师的素养构成和教学习惯也已经发生变化,计算机和网络的基本知识、计算机的使用方法、常用软件的操作和使用以及计算机网络的教育特性都成为每位教师所必须掌握的东西。而且,在计算机上备课,从互联网上查找教学资料以及通过网络进行交流和联络也已经成为一种习惯。这是计算机网络在学校推广使用的必然要求。

(三)影响教育的规律、策略、原则和方法等理论层面

教育是一种经验活动,教育理论的建立无疑需要依赖于经验。而“经验”的产生,则与环境有着密切的相关性。任何经验都是容观条件和内在条件的相互作用,即有机体与环境相互作用的结果。前面讲到,技术以“工具”的形态进入教育活动,并进而改变和重塑了教育中人的素养和行为习惯。这样,它就不仅使教育活动的外在条件发生了变化(工具的改变),也使教育中人的内在条件发生了变化(素养和行为习惯的改变)。因此,随后所形成的教育的经验将会与原来条件(不使用该技术)下的教育经验有所不同,在相应的教育理论层面显然也会发生变化。这里的“教育理论”是一个笼统的概念,它不是指具体的某一个理论,而是指与教育相关的策略、方法、原则、规律、模式等比经验更深一层的一些东西。至于改变的“度”如何,取决于具体“技术”和其他多种因素。例如,计算机和网络普及应用以来,产生了诸多与之相适应的教与学的方式方法,像资源性学习、探究性学习、数字化学习等,教师的角色以及师生关系都发生了变化。传统技术条件下的师生关系一般是“一对多”,现代信息技术改变了传统的交流方式,使得师生关系的“一对一”、“多对多”,甚至“多对一”成为可能。这些学习方式和师生关系的变化,显然会对原有的教学规律、策略和方法在一定程度上产生影响,进而影响相关的教育理论。

技术价值实现的这三个阶段,进行适当概括和抽象以后,可以理解为:第一阶段改变的是教育活动的外在环境,包括教具、学具、教学场所,以及教学信息的承载载体等;第二阶段改变的是人的行为方式和整体素养,包括教师备课的方式和习惯、学生学习方式等;第三节阶段改变的是部分相关的教育理论。这样一来,技术价值实现以后,可以说,整个的教育活动都已经发生变化,并且这种变化还以某种形态固定下来,成为教育活动不可分割的一部分。

二、技术对教师的影响

技术的运用对教师角色产生了深刻影响,研究和认识教育技术对教师角色所产生的这种影响,及时调整师生角色地位,将对各级各类学校教学的深化改革起到重要的作用。

(一)技术的应用扩展了教师的概念

技术的应用,特别是基于现代技术的各类电子教师正逐渐走进人们的生活,与普通教师共同担负着传播知识和思想观念的社会职能,电子教师延伸了教师的概念,使教师与学生的实体分离成为可能,使学生具有前所未有地自主选择教师和教学内容的权力。

(二)技术改变了教师的角色

在传统教育中,教师主要角色是知识的传授者,随着各种媒体技术的应用,学生可以通过各种途径寻找自己想要的知识,教师在课堂内的权威地位因而受到直接的威胁。面对这种挑战,教师首先必须改变传统的角色定位,树立新的角色形象,实现角色的多元化。首先,从教育的本质看,教师的基本角色特征并没有改变,他仍是知识的传授者、教育过程的组织者和管理者,是学生的榜样。现代教育技术使教师的这种角色扮演得更好,角色职能发挥得更充分。其次,从教育技术作为手段和工具的使用对教学过程的影响来看,教师还要扮演好其他的角色:如学生导航者、资源设计者、终身学习者、问题研究者等。在当前教育信息化的环境下,教师的专业发展己不再局限于传统的师德好、学科强、善表达、会评价、能反思,而是在更广阔的时代背景下,在更丰富的信息资源关系中把握方向,做到教育理论基础、学科专业水准、信息技术能力、艺术修养四者的和谐统一。为此,教师的专业发展目标至少应有以下几个价值指向:

1.做学生的帮促者

传统教育主要靠教师的讲授和单一的教材,教师是知识之源。而信息化条件下的教育,学生可以利用各种信息工具和途径进行学习,网络上的信息及数字化学习资源十分丰富。

教师将承担“领航员”的角色,关注学生的学习过程,帮助学生确定适当的学习目标,找到达到此目标的最佳路线,尽可能让学生少走弯路。

教师将成为学习帮助者,为学习创设营造良好的学习环境,提供丰富的学习资源、经验和活动调动学生的学习积极性,善于不断激发掌生的求知欲,通过创设情景促进交流会话,使学生的学习思维处于活跃状态;要指导学生形成良好的学习习惯,掌握学习策略,开发学生的元认知能力;传授学习技术,帮助学生把握学习的主动权;要向学生提供获取信息资源的工具和方法,善于利用技术支持下的各种教学模式,让学生在解决实际问题中积累知识,在学生自主学习中当好顾问和参谋。由于网上资源鱼龙混杂,教师更要帮助学生形成良好的信息道德,增强社会责任感和免疫力,理解并遵守与信息活动有关的法律法规和道德规范,负责任地、安全地、健康地使用信息技术,自觉抵制新技术带来的不利影响,在信息收集与处理中避免违法侵权等不良行为的发生。

2.做乐于协作的研究者

在信息化条件下,教师的教育活动与科研活动日益紧密结合,教学与研究成为信息化教育中教师的重要职责。教师通过教学和科研实践不仅要造就富于创新精神的学生,还要造就不断创新与发展着的教师本身。因此,在教学研究或备课中,善于与其他教师乃至师生之间,利用各种技术手段进行协作交流,敢于探究自身专业之外的领域,提升专业水平;善于和学习者共同参与研究活动, 探索新知,并且成为知识建构共同体中的知识生产者分享教学经验,甚至共同攻关。这就要求教师放弃以往的“单打独斗”,善于协作、乐于协作,把自己融入教学共同体中,奉献或吸纳最新研究成果,使自己伴随整个人类文明的进步与繁荣一起升华。

3.做课程的开发者

课程开发是教师专业发展的重要内容。在教育信息化时代,教师必须了解社会需求和学科发展的前沿,把握课程建设和改革的方向,根据社会变革的需要,不断更新课程内容,适时调整课程体系,以保持课程的时代性、先进性,与此同时,教师过去做课件的个体行为应提升为跨学科、跨学校共同创建教学科研网站和教学资源的群体行为,从各自为政的封闭竞争转向以跨时空协作研究和专业网络课程开发为基础的多方位联合体,在信息化教育与管理新机制中奉献自己的聪明才智。

4.做资源的设计组织者

教育信息化对教学的方式、效果和效率等方面不断提出新要求,教学资源的设计组织已成为教师专业发展的重要基本功,也是教师日常教学准备的基础工作。教师在精通学科内容的同时,要熟练掌握网络技术、多媒体技术,学会网站的建设与管理,学会制作网络课件,学会WebQuest、Blog、wiki等基于网络的教学设计和组织管理技术,乃至建立高度智能化、自动化、艺术化的作业习题库和案例库,并自如地驾驭网络平台,汇集专题资源,高效地组织教学。

5.做终生的学习者

教师专业发展是一个随时代变迁永无止境的过程。由于知识的剧增和信患技术的不断更新,教师要树立终生学习的理念与意识,保持开放的心态,矢志不渝地追求真理,养成不断跟踪学科前沿的行为习惯。

综上所述,教师的专业性训练通过信息技术发展了自己的独立性人格;另一方面,通过信息化环境,教师获得了个人特有的知识结构,那么,知识经济时代的“创新就是财富”可能立即反映到教师的职业之中。此时的创新,就不是那可望不可及的天边彩云,而是近在咫尺的“知识改变命运”——点燃教师自己,也点燃他的学生生命中那个辉煌的亮点。

知识经济时代的教师专业化,在外界信息化的环境中,就是教师的职业创新。并且,又是带领他的学生的创新,或者说培养出独具创新精神的学生。

技术的发展对教师角色的影响,并不是使教师失去“主人”的地位而使其角色退化,而是对教师的要求更高、教师担负的角色职责更重。

(三)改变了教师的基本素养

人的素养,又称素质,是指一个人在思想、作风、道德品质和知识、技能等方面,经过长期锻炼、学习后所达到的水平。它是人的一种较为稳定的属性,能对人的各种行为起到长期、持续的影响甚至决定作用。人的素质可以包括思想道德素质、文化科学素质、身体素质、心理素质、技能素质等。素质具有整体性,人的诸方面素质不是孤立存在的,而是互相制约、相互依存的整体。对个人而言,影响和制约素质的因素有教育程度、实践经验、社会环境、工作经历以及自身的一些基本状况(如身体状况)等。从这里可以看出,技术应用会导致社会环境和工作环境的变化,因此也会直接影响人的整体素质。对教师而言,这种影响直接表现在技能的变化上。

在我国,对传统技术条件下的教师的技能要求一般主要表现在两方面:板书的设计与书写、教具和模型的设计与制作。板书是传统的班级教学所必须具备的能力,在长期的教学实践中,已经总结出了一整套相对完备的方式和方法。在师范生的培养上,板书也是非常重要的一个方面,中等师范学校对师范生有所谓“三字一话”的要求,“三字”就是钢笔字、毛笔字和粉笔字,“一话”是指普通话,就体现了这一点。教具和模型的设计与制作,主要针对一些特定学科教师的要求,如自然、物理、化学、生物等。

当前,随着计算机和网络技术在教育领域应用的不断深入,对教师的技能要求发生了翻天覆地的变化。2014年国家教育部颁发了《中小学教师信息技术应用能力标准(试行)》,对现代信息技术环境下教师应该具备的技能进行了较为详细的规定。

三、 技术对学习者的影响

学习者可能是技术应用的最大受益者。在传统教育中,学习者的地位完全是被动的,教学内容、教学策略、教学方法、教学步骤等都由教师来安排。技术的应用则改变了学生对教师的这种依附状态,学生由于有现代化教育技术手段的支持,获得了从多渠道学习知识的机会、获得了学习的自由。

学习者借助信息技术,通过积极参与,充分的感知信息,激活思维、想象,促使理解、内化、转化,产生意义建构,从而促进认知能力和创新能力的发展。但是,学习者角色在技术发展下的这种转变,不是必然的,也就是说,并不是有了现代化的教育技术设备和手段,学习者就自然地表现出主动学习者的角色特征。学习者借助现代教育技术手段进行积极的自主学习和自我教育,要求学生必须有独立自主学习的精神,有独立的自主学习能力,有良好的学习品质并能够掌握适合自己特点和学习要求的一系列方法。这样,学习者角色从被动学习者转变为积极的主动学习者,学习者在学习过程中的主体地位得到了体现。

(一)促进实现终身教育和终身学习理念

信息化社会是一个多变的社会。科学技术突飞猛进的发展,使产业结构发生了巨大的变化,新兴行业不断涌现,传统行业逐渐萎缩,人们不可能在最初的工作岗位上从一而终。其次,知识的增长和更新,使学校教育无法为学生提供满足终身需求的知识,初始教育只是就业之前的必要准备,只有不断学习才能适应未来工作和生活。现代教育技术以其特有的功能为学习的终身化和个性化提供了有效实施的途径、方式和方法。以学习者个性化为基础的网络化课程为每个愿意学习的个体提供了“量体裁衣、按需所求”式的“自助精神餐厅”;不断持续发展的各种技术正在打造一个融“生洁、学习、工作”为一体化的人类生存与发展的崭新格局。

(二)促进学习化社会的形成

教育的终身化要求社会成员要不断接收教育,不断从事学习活动,学习变成一种社会化的活动。在信息化社会,以现代信息技术为支持的学习型家庭、学习化社区、学习化城市、学习型组织,正在逐渐营造一个社会处处有教育、学习随时随地可进行的学习化社会;广阔的学习课件和极为便利的学习条件,为各类社会成员提供多层次、多样化的教育服务,使社会化的学习不仅成为一种需要,而且成为一种可能。

(三)促进学习者角色的转变

一般说来,传统的学习者是被动的知识接受者的角色,学习是接受的、复述的、竞争的和指令性的。技术支持下的学习追求的是有意义学习( Meaningful Learning),这种学习具有建构的、交流的、阐释的、协作的和反思的特点。因此,信息时代的学习者角色应当朝以下方向转变。

1.主动的学习者

运用计算机效能工具、认知工具和技术支持的学习环境,投入/沉浸于信息处理的过程中,展开思维活动,创建/呈现知识表征,并与他人交流,以达成某种目标或结果。

2.建构的学习者

在先前知识的基础上同化/顺应新观念(平衡),真正理解所学的内容,调和认知冲突、满足好奇心,解除心理困惑;利用知识建构、信息获取等工具或通过自己制作媒体作品等活动,获取信息,建构知识的个性化理解。

3.协作的学习者

通过社会交流媒介,如计算机会议(CC)、计算机支持的协同工作(CSCW),形成学习者共同体,在学习/知识建构的共同体中一道工作,在学习成员之间的社会支持、示范和观察他人的学习绩效的基础上,实现知识和技能的共享,达到社会协商。

4.意图的学习者

在计算机支持的有意图的学习环境( CSILE)中,或利用计算机作为活动组织者的功能,学习者自行设定明晰的学习目标,决定学习重点,自主、自觉地追求学习成就,坚韧不拔地朝既定的认知目标努力。

5.交流的学习者

本质上来说,学习是一个社会的、对话的过程。通过计算机会议、新闻组、电子公告板(BBS)、计算机支持的协同工作等,学习者与校内和校外的知识建构共同体,并在共同体的成员中开展交流/会话,在协作交流中,相得益彰,共同提升。

6.情境的学习者

通过基于案例的学习环境、录像情节(如贾斯珀系列)、微世界等学习模式,使学习任务达到真实的模拟,从中,学习者能界定或操作特定的问题空间,建构情境特定的图式,从而解决有意义的复杂的问题,完成真实的任务。这对于实践和创新能力的发展来说至关重要。

7.反思的学习者

能通过认知工具,阐释自己学习的内容,反思自己的学习过程和决策过程,实现自我协商,制订调控策略。

学习者角色的变化,对传统学习方式提出了严峻的挑战。它不仅意味着学习者必须塑造新型的学习方式,更意味着课程、教师、师生关系和信息技术应用等方面,必须为促进学习方式的变革提供支持性的条件。   

四、 技术改变了师生关系

师生关系是指教师和学生在教育过程中结成的相互关系,包括彼此所处的地位、作用和相互对待的态度等。一般而言,教学理念、教师的角色定位直接决定师生关系,师生关系是教学理念和教师角色定位的直接反映。但师生关系的发展不仅仅受这二者的影响,最新研究表明,技术对师生关系有直接的影响,在师生关系的构建过程中,技术起着重要的支撑作用。可以从历史的角度具体考察以下几种技术形态对师生关系的作用和影响。

(一)身体技术的“言传身教”

原始社会的教育活动与生产活动没有完全分开,社会上还没有专门的教育活动,也没有专门的教师,“年长者”或“首领”充当“教师”的角色,一般在生产劳动的同时从事教育活动。这时师生交流的方式有两种主要途径,第一种是“身教”,主要通过身体语言和原始人“咿咿呀呀”的叫声来传递教育信息。第二种是“言传身教”,语言产生以后,所能够表达的意思增多,也就能够较好地协助或者代替肢体语言传递教育信息。在这种情况下,受限于信息传递范围,而且没有脱离生产劳动,使得师生关系具有“面对面”、“一对一”或者“一对多”等特征。这里的“多”也只能是“几个”,不可能很多,因为人们在进行教育活动的同时,还要劳动。这种特点的师生关系,在教育活动从社会生活中独立出来以后也一直存在,并且延续到现在。这被认为是教育活动中非常重要、和谐而密切的师生关系。但是这种师生关系也有缺点,教育内容只存在于教师的“头脑”中,离开教师教育活动就无法进行;教学过程也多被教师控制,属于“教师主导型”的教学,在语言产生以后,随着学生自主意识酌发展,师生的双向互动交流也成为可能。

(二)文字和印刷技术实现“一对多”

教育活动从社会生产中独立出来以后,随着文字的出现和印刷技术的发明,师生关系也发生了很大的变化。教育内容由原来只能存在于教师的“头脑”中,转变为也可以存储在“书籍”里。因此“书籍”可以充当教师的角色而成为学生学习的主要依据,使得学生可以在“没有”教师的情况下进行学习。这种情形虽然能够扩大教育规模,降低教育成本,可以实现“一对多”的班级教学,但也使得师生关系产生疏离,学生在学习的过程中可能得不到及时指导,对学生的自主性要求提高。由于学生增多,师生之间的交流机会减少,从而可能影响教育的效果。

(三)广播电视技术实现远程教育

广播电视技术不仅增加了教育信息呈现和传播的方式,也对师生关系产生了重要影响。由于广播电视技术能够把教育信息传播给远方的学生,因此进一步扩大了教育范围,也使得教育活动突破了时空限制,催生了一种全新的针对成人的教育方式——广播电视大学。这种大众传播方式使学生可以通过广播或者电视听“远方”的教师讲课,一个教师可以同时给无数个学生上课,实现了教学规模的最大化。但是问题也很多,由于只能是教师的单向信息传递,学生无法跟教师交流,教学效果往往不能保证,因此,广播电视大学都非常重视“面授”,提供面授以弥补师生不能“见面”的缺点。由于长期不能“见面”,师生之间的情感交流进一步减少,这也是影响教学效果的重要原因。

(四)计算机网络技术实现双向互动

计算机网络技术对信息的存储、传递、搜集、呈现、处理等方面都有重要的变革作用,因此它可以提供全新的教育教学方式,也全面重塑了传统教育环境下的师生关系,使得信息时代的师生关系呈现多样化的趋势。“一对一”、“一对多”、“多对多”甚至“多对一”都成为可能。计算机网络技术不仅使得师生关系全面跨越了时空,也一改广播电视形态下单向传播的限制,全面实现双向互动,并且实现了实时和非实时两种交互方式,也使随时随地的学习成为现实。

第二节 技术在教育中的实践

一、技术在教育中的实践领域

教育技术总的目的是为了促进学生的学习,但是由于教育对象不同,教学内容不同,采用的技术手段和操作方法也就不同,从而形成了四个主要的相对独立的实践领域。

(一)课堂教学领域

学校教育是以课堂教学作为主要的教学形式,随着媒体技术的迅速发展并应用于传统的学校教育,逐渐形成课堂教育技术系统。

在课堂教育技术系统中,教学大纲、教学目标、教学计划都已经由上级教育主管部门确定好了。教师的主要工作是根据既定的教学目标,分析学生特征,确定教学内容,选择合适的媒体手段和教学策略,把教学内容有效地传递给学生,并进行相应的评价。

  技术在这里是辅助教师教的一种手段。教育技术的应用没有改变教学过程的实质,但各种媒体技术的应用改变了整个课堂教学的方式,改变了教学过程的组织序列,改变了分析和处理教学内容的方法及评价方式。

(二)远程教学领域

随着社会发展的需要,终身学习要求的日益高涨,学校教育已无法满足这种需要。

随着广播电视技术、通信技术的发展和在社会生活中的普遍应用,作为教育技术重要手段的广播电视和网络技术被迅速运用于教育领域。远距离教学在扩大教育规模、更新教育观念、改变教学形式方面发挥了重要作用。远程教学系统作为教育技术的重要组成部分,从20世纪80年代以来得到了迅速的发展。

远程教育的决定性特征是教的行为和学的行为在时空上分离。因此,远程教育要解决的问题是在增加学习机会的同时,保证学习质量。在远程教学中,尽管教与学在时间、空间上发生了分离,但保证学生与教师之间的联系是必要的,宽带高速网络的发展和各种移动学习工具的出现使这个联系成为可能。

(三)自主学习领域

学生自主地、主动地学习是最有成效的学习方式。

教育技术为学生自主学习提供了方便、有利和有效的学习手段和学习条件。多媒体学习环境,天网(卫星电视广播系统、卫星数字通讯系统、移动数字通讯系统)、地网(计算机网络、有线电视网络、有线通讯系统)合一的网络环境,可以把全世界的教育资源联结在一起,实现资源全球化。而且在网上可以建立虚拟教学环境:虚拟教室、虚拟实验室、虚拟学校等,使教学活动在很大程度上脱离物理空间的限制。虚拟教学环境和真实教学环境相结合,可以为学习者的自主学习创造更广阔的空间。学习者学习知识、训练技能、探讨问题、继续深造无需受时间和地域限制,极大地满足了学习者的兴趣和需求。学习者可以自主选择学习内容和把握学习进度,从而大大提高了学习的效率和效益。

(四)在职人员培训领域

在美国,企业培训已经成为教育技术应用的一个重要领域,它按照企业的需求来运作和控制,目的是提升员工的工作业绩。

企业培训的对象是企业的职工,它让受培训的员工立足本职岗位,大量运用了教育技术手段,以最经济、最有效的手段去掌握有用的、可用于完成实际任务的各种知识和技能。

二、技术在教育中新的实践领域

(一)WEB与WEB学习平台

网络是信息社会的基础,21世纪是人类全面进入信息社会的新世纪,而新世纪的教育也离不开网络。网络技术在教育领域中的广泛运用与深入发展,将彻底改变人类教育传统的活动范式和管理体制,传统的工业社会时代确立的教育观念,正在逐渐演变成适应网络化教育要求的全新观念:开放与共享的观念、协作与互动的观念。

正是在这些观念的指导下,教育主体根据面向21世纪人才培养的基本要求、网络环境下学生学习活动的特性、网络的结构和功能,探索互联网在教育教学中的应用,开启了网络课程(包括网络教学平台)的建设工程。

互联网的快速发展与普及,已经远远超过了一种新的科技手段,而发展成为广泛的生存状态,给人们的工作和生活带来了翻天覆地的变化,通过它:相隔千里也能促膝长谈,足不出户逛遍大江南北,打开网页便可尽知天下大事……我们知道,“互联网精神”即开放、分享、协作、互动,而教育致力于知识的传播与创新、培养与发展人的各种能力,最需要开放共享以及协作互动的环境。因此,互联网对教育的渗透和影响也必将更为广泛、深入与深刻。正因为如此,当人类社会迎来以互联网为主要特征的知识经济时代时,教育以其敏锐的视觉和真挚的热诚积极地参与到这场伟大的变革中。网络技术在教育领域中的广泛运用与深入发展,将彻底改变人类教育传统的活动范式和管理体制,进而促使人类的教育观念发生革命性的变革。传统的工业社会时代确立的教育观念,正在逐渐演变成适应网络化教育要求的全新观念。

第一,开放与共享的观念

在传统的工业社会时代,大多数人对教育的印象是各类学校,思维局限于教师、教室、校园、固定的学科和课程表中。但随着网络时代的到来,一种全新的教育观念正在浮现——教育资源的开放与共享。在20世纪80年代的农村,有人买了一台电视机,他常常把电视机摆到屋外,让众多的人看,这就是资源的开放与共享。但今天,如果把一个电视节目放在互联网上,全世界的人都可以看到。同样,如果把一位优秀教师的授课内容放在互联网上,全世界的人也都可以看得到。不难看出,网络时代教育资源的开放与共享,是将现有的教学资源上传至互联网,供学习者自由参考、学习。它实际上表达了两层意思:一是教学资源的共享;二是学习者的自由。普遍认为开放与共享的教育理念具有这样几个基本特征:(l)以学生和学习为中心,而不是以教师、学校和教学为中心;(2)取消和突破种种对学习者的限制和障碍,如对学习者的年龄、职业、地区、学习资历等方面没有太多的限制;(3)学习者对课程选择和媒体使用有一定的自主权,学习方式、学习进度、时间和地点等也可由学习者根据需要决定。

第二,协作与互动的观念

“教育资源的开放与共享”偏重于通过网络教学资源“自主”地独立学习,这种教育方式虽然培养了学习者诸多看似高水平的目标,如记忆铯力、计算能力等!却不能培养学生的社会交往能力,与人交流、沟通及协作的能力。美国教育心理学博士Ceorge M. Jacobs。认为“协作是一种社会准则”。人的一切活动都需要在社会中进行,任何一个人都不可能离群索居。现代社会越来越强调这一点,强调如何与人协作来促进社会和个体自身的发展。对于儿童和青少年的教育,更要突出“协作”这一默认的社会准则。这实质上意味着在网络时代“人”的活动的价值和必要性被重新认识,每个人都是互联网中的一个神经元,互联网世界就是一个兴趣激发、协作互动的世界。因此,利用互联网技术建立协作互动的环境,让教师与学生、学生与学生在讨论、交流与协作的基础上进行学习,近年来备受人们的关注和青睐。

协作学习是在一定的环境中进行的,主要包括协作学习的组织环境、空间环境、硬件环境和资源环境。组织环境是指协作学习成员的组织结构,包括小组的划分、小组成员功能的分配等。空间环境是指协作学习的场所,如班级课堂、互联网环境等。硬件环境指协作学习所使用的硬件条件,如计算机、互联网等。资源环境是指协作学习所利用的资源,如虚拟图书馆、互联网等。研究表明,强调交互与协作有利于促进学习者认知过程的重建,提高学习者思维的自由性、灵活性;有利于培养学习者积极的情感,增强学习者的团队协作意识,对团体产生参与感、认同感、归属感;有利于培养学习者的协作技巧、人际交往能力等;有利于培养现代信息社会所需要的具有合作精神的创新人才。

正是在这一观念的指导下,教育主体开始为学生的学习活动搭建平台和环境,具体来说,就是网络学习平台的设计与开发。网络学习平台是学习者可以在其中进行自由探索和自主学习的场所,是一个支持和促进师一生之间以及生一生之间交互与协作的硬件环境和资源环境。经过几年的建设,一大批网络学习平台相继问世,目前广为流行的有Blackboard、Moodle、THEOL、天空教室等。网络学习平台上的学习和活动丰富多彩,交互形式灵活多样。从学习的对象到讨论、交流的主题,以及沟通的方式(如E-mail、讨论、游戏、角色扮演、虚拟教室、音视频聊天等)都富于变化。同时,平台为学习者提供了个性化的网络学习工具,使网络学习变得更加轻松、有趣。另外,后台的跟踪统计功能还能够帮助系统管理者与教师掌控各种教学活动并记录学生的学习情况及进度。

从教育信息化的实践来看,“教学资源网络化传输与呈现”偏重于“自主”的独立学习,主要是通过教学资源学习显性知识(指能由语言、文字、图表或符号明确表达的知识),教师、学生之间的互动很少。“网络学习平台”重点在于协作学习,主要优势是“互动”,是一种协作性学习。教师和学生之间,特别是学生之间存在多向互动,这就为隐性知识(如洞察力.直觉、感悟、团队的默契以及非正式的、难以表达的技能、技巧、经验和诀窍等)和显性知识的相互转化提供了具体的情境,从而有利于知识的掌握和学习效率的提高。当然,这种划分不是绝对的,它们是一个连续系统,其学习形式可以有机地结合起来。目前的发展趋势正体现了这种融合的方向,是一种“教学资源+平台互动”的模式。总之,不管是“教学资源网络化传输与呈现”,还是“网络学习平台”,它们的共同特点是,在考虑教育需求的基础上,设计和开发为教育所用的网络系统以及网络教学资源,这是技术教育化的表现。同时,互联网介入教育领域以后,经过教育技术研究者的不懈探索,在网络课程使用、网络学习平台实施等方面也已形成独特的系统化的方法、策略和原则。

1.麻省理工学院开放课件( MIT OCW)项目

麻省理工学院开放课件项目( MIT Open Course Ware,简称 MIT OCW网址:http://ocw.mit.edu/ )是国际教育资源大规模开放共享的首创者和实践者。麻省理工学院开放课件( MIT OCW)项目于 2001 年 4 月 4 日宣布正式启动。这一项目从2000年初酝酿决策,2001年正式对外宣布。2002至2003年初的非正式发布,到2003年9月正式对外发布500门课程,标志着开放课件项目正式启动,MIT OCW迅速地将理念转化为实际行动。

此后其课程资源的建设、网络发布和系统评估等工作一直在有条不紊地进行着。经过2004年4月、2005年1月、2005年4月三次较大规模的发布,所发布的课程已经包括MIT全部五个学院33个学科,课程总数达到了1100门之多,完成课程数量占其最终课程发布总数1800-2000门的一大半。项目通过利用多媒体信息技术和网络技术实现传统课程教学资源的网络发布,将学校的优质教学资源免费向全世界开放,学校的所有课程资源都可以通过开放课件网站免费获取。

目前,MIT OCW 网站除了提供 MIT 的全部课程之外,还为一些特定人群定制或推荐内容,比如针对高中师生的 MIT OCW 资源服务; 为个人自学者提供的荣誉课程( OCW Scholar Courses)  2011 年 12 月,MIT 宣布启动MITx计划,开始了对 OCW 课程的学习过程的支持。种种迹象表明,MIT OCW 在十多年的发展历程中,不断尝试开放课件的多种服务方式,不断探索可持续发展的路径。

这一创举使得教育资源“开放”和“共享”的理念在全世界范围传播开来,耶鲁大学、哈佛大学、剑桥大学、牛津大学等世界名校也纷纷加入开放共享的行列,并逐渐形成了世界范围内的开放教育资源运动。

麻省理工学院开放式课件中国镜像:http://e.nuaa.edu.cn/OcwWeb/index-1.htm

2.精品课程建设

为了共享优质教学资源,提高课程教学质量,使学生得到最好的教育,2003年4月8日,教育部决定在全国高等学校(包括高职高专院校)中启动《高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作(以下简称精品课程建设》

精品课程是具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程。经过多年建设,形成校、省、国家三级精品课程体系。

中国精品课程网:http://www.jingpinke.com/

3.农村中小学现代远程教育工程

2003年,国务院召开了全国农村教育工作会议,决定“实施农村中小学现代远程教育工程,促进城乡优质教育资源共享,提高农村教育质量和效益”,要求“在试点工作的基础上,争取用五年左右时间,使农村初中基本具备计算机教室,农村小学基本具备卫星教学收视点,农村小学教学点具备教学光盘播放设备和成套教学光盘”。

根据具备条件的不同,农村中小学现代远程教育在实施中应用了三种模式。

模式一:教学光盘播放点

配备电视机、DVD播放机和教学点各年级的教学光盘。通过播放教学光盘对学生授课和辅导。配备对象主要是农村学校布局调整确需保留的教学点。视教学点人数情况,配备2934电视机。

模式二:卫星教学收视点

配备卫星接收系统、计算机、电视机、DVD播放机和1-6年级所需的教学光盘。通过中国教育卫星宽带传输网,快速大量接受优质教育资源,并同时具有教学光盘播放点的功能。配备对象为乡中心小学和村完小,根据学生规模,配置1-2个多媒体教室。

模式三:计算机教室

配备卫星接收系统、网络计算机教室、多媒体教室、教学光盘播放设备及教学光盘。其特点是除具备模式二全部功能外,还能够为学生提供初步的网络条件下的学习环境。配备对象为农村初中,每所学校装备一间30台终端的计算机教室,一间多媒体教室。

一系列政策的出台使农村中小学现代远程教育得到快速推进,背后的逻辑是,在教育资源地区差距和城乡差距难以在短时间平衡,运用现代远程教育手段来缩小这一差距,于是成为可行的途径。

农村中小学现代远程教育资源的网址:http://ipsm.hner.cn/

4. 国家教育资源公共服务平台

“国家教育资源公共服务平台”是中央政府提供教育基本公共服务的一次创新。 教育部副部长杜占元在开通仪式上指出,国家教育资源公共服务平台在提供资源上传下载服务的基础上,强调以学习空间为核心的资源推送,把不同用户所需要的资源送入不同的个人空间,以教师的教学空间应用带动学生、家长和学校的应用,在“宽带网络校校通”的基础上,促进“优质资源班班通”和“网络学习空间人人通”。

国家教育资源公共服务平台充分依托现有公共基础设施,利用云计算等技术,逐步推动与区域教育资源平台和企业资源服务平台的互联互通,共同服务于各级各类教育,为资源提供者和资源使用者搭建的起网络交流、共享和应用环境。将国内教育优势地区的名校、名师资源集中起来,为全国师生提供个性化的空间和服务。促进“优质资源班班通”和“网络学习空间人人通”,让优质资源和创新应用惠及人人。

2012年12月28日开通试运行开始,中央电化教育馆网络部承担平台从V1.0到V2.0的运行维护工作。并建立了平台的门户网站,设立新闻、资源、活动、培训、导航、发现等网站频道,着力于教育信息化的工作进展、教育资源的推送推广、各类教育活动的举办实施、教育资源信息的智能导航。并开通了客服400服务呼叫中心,设立实时监控,加固及加速网络服务设施,努力更好的为广大网络用户提供优质的服务。

国家教育资源公共服务平台的网址http://www.eduyun.cn/

(二)视频公开课运动

2001年,麻省理工学院就拉开了网络公开课程的序幕,将学院全部课程资料都在网上公布,随后,耶鲁哈佛剑桥牛津等世界名校也都陆续开放校内课程。然而,直到2010年初,借由美剧翻译组的“无心插柳柳成荫”,破除了语言藩篱的网络公开课才正式席卷中国。

2010年1031日,中国的门户网站网易推出“全球名校视频公开课项目”,首批1200集课程上线,其中有200多集配有中文字幕。用户可以在线免费观看来自于哈佛大学等世界级以及国内名校的公开课课程。

首批上线的公开课视频来自于哈佛大学、牛津大学、耶鲁大学等世界知名学府,内容涵盖人文、社会、艺术、金融等领域,其中有200多集配有中文字幕。此后不久,新浪也相继推出视频公开课专区。

两大门户网站的加入,则将酝酿的火种直接点燃,国内部分高校的校内论坛上,也出现了视频公开课专区。网络视频公开课如从天而降的知识盛宴,在不经意间闯入人们的生活。于是,“不爱逃课,爱淘课”,“今天,你淘课了吗?”,网络视频公共课迅速流行起来。

加强优质教育资源开发和普及共享,进一步提高高等教育质量,服务学习型社会建设,教育部决定开展国家精品开放课程建设工作。国家精品开放课程包括精品视频公开课与精品资源共享课,是以普及共享优质课程资源为目的、体现现代教育思想和教育教学规律、展示教师先进教学理念和方法、服务学习者自主学习、通过网络传播的开放课程。

1. 精品视频公开课

精品视频公开课是以高校学生为服务主体,同时面向社会公众免费开放的科学、文化素质教育网络视频课程与学术讲座。精品视频公开课着力推动高等教育开放,弘扬社会主义核心价值体系,弘扬主流文化、宣传科学理论,广泛传播人类文明优秀成果和现代科学技术前沿知识,提升高校学生及社会大众的科学文化素养,服务社会主义先进文化建设,增强我国文化软实力和中华文化国际影响力。     精品视频公开课建设以高等学校为主体,以名师名课为基础,以选题、内容、效果及社会认可度为课程遴选依据,通过教师的学术水平、教学个性和人格魅力,着力体现课程的思想性、科学性、生动性和新颖性。

精品视频公开课以政府主导、高等学校自主建设、专家和师生评价遴选、社会力量参与推广为建设模式,整体规划、择优遴选、分批建设、同步上网。

——整体规划、择优遴选。教育部对精品视频公开课进行整体规划,制订建设标准。高等学校结合本校特色自主建设,严格审查,并组织师生对课程进行评价,择优申报。教育部组织有关专家对申报课程进行遴选

——分批建设、同步上网。教育部对遴选出的课程,采用“建设一批、推出一批”的方式,在共享系统上和确定的公共门户网站上同步推出。

“十二五”期间,建设1000门精品视频公开课,其中2011年建设首批100门,2012—2015年建设900门。

2.精品资源共享课

精品资源共享课是以高校教师和学生为服务主体,同时面向社会学习者的基础课和专业课等各类网络共享课程。精品资源共享课旨在推动高等学校优质课程教学资源共建共享,着力促进教育教学观念转变、教学内容更新和教学方法改革,提高人才培养质量,服务学习型社会建设。

精品资源共享课建设以课程资源系统、完整为基本要求,以基本覆盖各专业的核心课程为目标,通过共享系统向高校师生和社会学习者提供优质教育资源服务,促进现代信息技术在教学中的应用,实现优质课程教学资源共享。

精品资源共享课以政府主导,高等学校自主建设,专家、高校师生和社会力量参与评价遴选为建设模式,创新机制,以原国家精品课程为基础,优化结构、转型升级、多级联动、共建共享。

——优化结构,转型升级。教育部组织专家根据教学改革和人才培养需要,统筹设计、优化课程布局。高等学校按照精品资源共享课建设要求,对原国家精品课程优选后转型升级,并适当补充新课程,实现由服务教师向服务师生和社会学习者的转变,由网络有限开放到充分开放的转变。

——多级联动,共建共享。鼓励省(区、市)、校按照精品资源共享课的建设定位,加强省、校级精品资源共享课建设,通过逐级遴选,形成国家、省、校多级,本科、高职和网络教育多层次、多类型的优质课程教学资源共建共享体系,探索引入市场机制,保障课程共享和持续发展。

 “十二五”期间,计划建设5000门国家级精品资源共享课。

“爱课程”网(网址http://www.icourses.cn/home/是教育部、财政部 “十二五”期间启动实施的“高等学校本科教学质量与教学改革工程”支持建设的高等教育课程资源共享平台。

(三)MOOC的兴起

所谓“MOOC”,是“大规模在线开放课程”的英语简称,其中,“M”代表Massive(大规模),一门课听课者动辄上万人,多则十几万人;第二个字母“O”代表Open(开放),以兴趣为导向,不分国籍,只需通过邮箱注册即可参与;第三个字母“0”代表Online(在线),即网上学习;第四个字母“C”代表Course,就是课程的意思。国内学者一般将“MOOC”翻译为“慕课”。与名校视频公开课只提供课程视频不同,慕课实现了教学课程的全程参与。在这个平台上,学习者可以完成上课、分享观点、做作业、参加考试、得到分数、拿到证书的全过程。

1.MOOC的发展

2012年被称为“慕课元年”,2012年,美国的顶尖大学陆续设立网络学习平台,在网上提供免费课程,Coursera、Udacity、edX三大课程提供商的兴起,给更多学生提供了系统学习的可能。短短一年多的时间慕课席卷全球数十个国家,600多万名参与学习者遍布世界220多个国家,其影响范围之广、扩张速度之快、冲击力之强,犹如一场风暴,一些人将互联网技术引发的这场教育变革称为“MOOC风暴”。

2013年5月21日,清华大学与美国在线教育平台edX同时宣布,清华大学正式加盟edX,成为edX的首批亚洲高校成员之一。

2013年7月,复旦大学上海交通大学签约“MOOC”平台Coursera

2013年,果壳网旗下MOOC学院上线。MOOC学院是最大的中文MOOC学习社区,收录了1500多门各大MOOC平台上的课程。有50万学习者在这里点评课程、分享笔记、讨论交流。

2013年10月10日,清华大学正式推出“学堂在线”平台,面向全球提供在线课程。 

2014年4月29日,“学堂在线”与edX签约,引进哈佛、MIT、加州伯克利、斯坦福等世界一流大学的优秀MOOC课程。

2014年5月,由网易云课堂承接教育部国家精品开放课程任务,与爱课程网合作推出的“中国大学MOOC”项目正式上线。

目前,国内中文版的慕课平台主要有:

北京慕课科技中心创立的“慕课网”(http://www.imooc.com/);

清华大学创立的“学堂在线”(http://www.xuetangx.com/);

华东师范大学创立的“慕课中心”(http://www.c20.org.cn/);

果壳MOOC学院(http://mooc.guokr.com/

“慕课中国”(http://www.mooc.cn/)。

中国大学MOOC(http://www.icourse163.org/

2.MOOC课程特征

MOOC的价值所在,就是让每个人都能免费获取来自名牌大学的资源,可以在任何地方、用任何设备进行学习。

1工具资源多元化: MOOC课程整合多种社交网络工具和多种形式的数字化资源,形成多元化的学习工具和丰富的课程资源。

2课程易于使用:突破传统课程时间、空间的限制,依托互联网世界各地的学习者在家即可学到国内外著名高校课程。

3课程受众面广:突破传统课程人数限制,能够满足大规模课程学习者学习。

4课程参与自主性:MOOC课程具有较高的入学率,同时也具有较高的辍学率,这就需要学习者具有较强的自主学习能力才能按时完成课程学习内容。

MOOC的到来重新定义了学校,重新定义了老师,甚至也重新定义了学生。比方说,过去的老师最重要的就是讲课。但是现在有别的老师在网上讲,线下的老师可能就要更加关注学生个性化的发展,师生间的沟通也变得更为重要。MOOC提供了一种全新的知识传播模式和学习方式,将引发全球高等教育的一场重大变革。这场重大变革,与以往的网络教学有着本质区别,不单是教育技术的革新,更会带来教育观念、教育体制、教学方式、人才培养过程等方面的深刻变化。

(四)微视频、微课与翻转课堂

微视频是指短则30秒,长则不超过20分钟的视频短片。微视频的内容涉及面广泛,视频形态多样,通常涵盖微电影、纪录短片、DV短片、视频剪辑短片、广告片段等。微视频可通过PC、手机、摄像头、DV、DC、MP4等多种视频终端摄录或播放。

“微视频”的“微”主要在其“短”、“精”。微视频的出现及其“普众化”,意味着我们真正进入了“超视像”的媒体时代

1.可汗学院

可汗学院(Khan Academy),是由孟加拉裔美国人萨尔曼·可汗创立的一家教育性非营利组织,主旨在于利用网络影片进行免费授课

创办人萨尔曼·可汗拥有麻省理工学院的硕士学位,以及哈佛大学MBA学位,曾从事金融业。萨尔曼·可汗成为“网络老师”,完全出于偶然。2004年,可汗上七年级的表妹纳迪亚遇到了数学难题,向这位“数学天才”表哥求助。通过雅虎通聊天软件、互动写字板和电话,可汗帮她解答了所有问题。为了让小妹妹听明白,他尽量说得浅显易懂。很快,其他亲戚朋友也上门讨教。一时间,可汗忙不过来了。他索性把自己的数学辅导材料制作成视频,放到YouTube网站上,方便更多的人分享。他有意识地把每段视频的长度控制在10分钟之内,以便网友有耐心理解、“消化”。没想到,视频很快就受到了网友们的热捧。“他们的留言充满了感谢与鼓励,让我欲罢不能。”可汗说,那时,他每天下班后,就一头扎进卧室的衣橱间里,用放在其中的简单设备拍摄、制作视频,平均每晚要工作3个小时。不久,他又开始尝试制作科学、电脑等相关科目的辅导视频。

2007年,可汗成立了非营利性的“可汗学院”网站,用视频讲解不同科目的内容,并解答网友提出的问题。除了视频授课,“可汗学院”还提供在线练习、自我评估及进度跟踪等学习工具。很快,这个网站每月的平均点击量,达到200多万次。2009年,可汗干脆将基金公司的工作辞掉,全身心投入到“可汗学院”的建设中来。

可汗的事业得到了越来越多的社会认可。2009年,“可汗学院”被授予“微软技术奖”中的教育奖。他本人也因此成为媒体追逐的对象。随之而来的物质支持,让这个免费网站更加活跃。一方面,由于教学视频点击量极高,可汗每月可从YouTube网站获得约2000美元(约合1.3万元人民币)的广告分成。另一方面,许多学生会自发给他汇钱,从几十到一两万美元不等。据报道,美国著名风险投资家多尔夫妇,就曾捐给他10万美元。2010年,“可汗学院”先后接到了两笔重要捐助:一笔是比尔·盖茨夫妇的慈善基金捐助的500万美元,另一笔是谷歌公司赞助的200万美元。利用这些钱,可汗将现有视频翻译成了西班牙语、法语、俄语、汉语等10余种语言,并聘请了一些助手。

大量捐助的到来,意味着可汗获得了肯定。比尔·盖茨曾说,可汗的成功“令人难以置信”:“我和孩子也经常使用‘可汗学院’。他是一个先锋,他借助技术手段,帮助大众获取知识、认清自己的位置,这简直引领了一场革命。”

爱达荷州在2011年立法通过中学毕业47学分中的2分必须为线上学习课程,而2013年可汗学院的课程会在二十多所公立学校采用。

2.微课

“微课”是指以视频为主要载体,记录教师在课堂教育教学过程中围绕某个知识点或教学环节而开展的精彩教与学活动全过程。具有目标明确、针对性强和教学时间短的特点。

2010年11月,佛山市教育局启动了首届中小学新课程优秀微课征集评审活动,各级学校和广大教师对这种新型的资源建设和应用模式表现出极大的热情和兴趣,并积极参与了此项活动。全市共征集到1700多节优质规范的教师微课参赛作品,内容覆盖了小学、初中和高中各学科的教学重点、难点和特色内容,教学形式丰富,微课类型多样,充分展示了广大教师课堂教学中先进的教育理念、娴熟的课程整合能力、扎实的教学功底和个性化的教学风采。全市微课平台展播不到二个月,访问量就超过15万人次,受到广大师生和家长的热捧,成为了第三届(2011年)“佛山教育博览会”上的一个亮点,佛山日报、南方日报、广州日报、《教育信息技术》杂志等众多媒体和网站纷纷予以了报道和转摘。

教育部教育管理信息中心在2012年举办首届“中国微课大赛”活动,开启全国性的“微课” 征集活动,促使广大教师、高校师生、中小学学生、教育机构、家长等对“微课”感兴趣的人士积极参与。此后,各省市也纷纷举办各类微课比赛和各种微课的培训活动,微课的发展出现燎原之势。

(1) 微课的特点

教学时间较短:教学视频是微课的核心组成内容。根据中小学生的认知特点和学习规律,“微课”的时长一般为5—8分钟左右,最长不宜超过10分钟。因此,相对于传统的40或45分钟的一节课的教学课例来说,“微课”可以称之为“课例片段”或“微课例”。

教学内容较少:相对于较宽泛的传统课堂,“微课”的问题聚集,主题突出,更适合教师的需要:“微课”主要是为了突出课堂教学中某个学科知识点(如教学中重点、难点、疑点内容)的教学,或是反映课堂中某个教学环节、教学主题的教与学活动,相对于传统一节课要完成的复杂众多的教学内容,“微课”的内容更加精简,因此又可以称为“微课堂”。

资源容量较小:从大小上来说,“微课”视频及配套辅助资源的总容量一般在几十兆左右,视频格式须是支持网络在线播放的流媒体格式(如rm,wmv,flv等),师生可流畅地在线观摩课例,查看教案、课件等辅助资源;也可灵活方便地将其下载保存到终端设备(如笔记本电脑、手机、MP4等)上实现移动学习、“泛在学习”,非常适合于教师的观摩、评课、反思和研究。

资源组成/结构/构成“情景化”:资源使用方便。“微课”选取的教学内容一般要求主题突出、指向明确、相对完整。它以教学视频片段为主线“统整”教学设计(包括教案或学案)、课堂教学时使用到的多媒体素材和课件、教师课后的教学反思、学生的反馈意见及学科专家的文字点评等相关教学资源,构成了一个主题鲜明、类型多样、结构紧凑的“主题单元资源包”,营造了一个真实的“微教学资源环境”。这使得“微课”资源具有视频教学案例的特征。广大教师和学生在这种真实的、具体的、典型案例化的教与学情景中可易于实现“隐性知识”、“默会知识”等高阶思维能力的学习并实现教学观念、技能、风格的模仿、迁移和提升,从而迅速提升教师的课堂教学水平、促进教师的专业成长,提高学生学业水平。

2)微课的制作方法

使用摄像机录制

Ø 工具与软件:摄像机、黑板、粉笔、其他教学演示工具;

Ø 方法:对教学过程摄像,对录制内容进行加工编辑;

Ø 过程简述:第一步,针对微课主题,进行详细的教学设计,形成教案;第二步,利用黑板展开教学过程,利用便携式录像机将整个过程拍摄下来;第三步,对视频进行简单的后期制作,可以进行必要的编辑和美化。

手机拍摄(手机+白纸)

Ø 工具与软件:可进行视频录像的手机、一打白纸、不同颜色的笔;

Ø 方法:使用手机对纸笔的书写过程、运算推导进行录制,对录制内容进行加工编辑;

Ø 过程简述:第一步,针对微课主题,进行详细的教学设计,形成教案;第二步,用笔在白纸上展示教学过程,可以是画面、书写、标志等行为,利用事先固定好的手机将整个过程拍摄下来,尽量保持语言清晰,画面稳定;第三步,对视频进行简单的后期制作,可以进行必要的编辑和美化。

录屏软件录制(录屏软件+PPT)

Ø 硬件与软件:电脑、耳麦(附带话筒)、视频录像软件Camtasia Studio、Snagit、CyberLink YouCam,PPT

Ø 方法:对PPT演示进行屏幕录制,辅以录音和字幕。

Ø 过程简述:第一步,针对所选定的教学主题,搜集教学材料和媒体素材,制作PPT课件;第二步,在电脑屏幕上同时打开视频录像软件和教学PPT,执教者带好耳麦,调整好话筒的位置和音量,并调整好PPT界面和录屏界面的位置后,单击“录制桌面”按钮,开始录制,执教者一边演示一边讲解,可以配合标记工具或其他多媒体软件或素材,尽量使教学过程生动有趣;第三步,对录制完成后的教学视频进行必要的处理和美化。

可汗学院模式(录屏软件+手写板+画图工具)

Ø 工具与软件:硬件:手写板、麦克风;软件:屏幕录像软件,如Camtasia Studio、Snagit或CyberLink YouCam等;画图工具,如Windows自带绘图工具;

Ø 方法:通过手写板和画图工具对教学过程进行讲解演示,并使用屏幕录像软件录制。

Ø 过程简述:第一步,针对微课主题,进行详细的教学设计,形成教案;第二步,安装手写板、麦克风等工具,使用手写板和绘图工具,对教学过程进行演示。第三步,通过屏幕录像软件录制教学过程并配音。第四步,可以进行必要的编辑和美化。

3. 翻转课堂

翻转课堂译自“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”,是指重新调整课堂内外的时间,将学习的决定权从教师转移给学生。

2007年,美国科罗拉多州WoodlandPark High School 的化学老师 Jonathan Bergmann and Aaron Sams 开始使用视频软件录制PPT并附上讲解声音。他们录制的视频上传到网络,以此为缺席的学生补课。不久他们进行了更具开创性的尝试——逐渐以学生在家看视频、听讲解为基础,在课堂上,老师主要进行问题辅导,或者对做实验过程中有困难的学生提供帮助。并推动这个模式在美国中小学教育中的使用。随着互联网的发展和普及,翻转课堂的方法逐渐在美国流行起来并引起争论。

翻转课堂利用丰富的信息化资源,让学生逐渐成为学习的主角。因此评价机制的提升,可以促进翻转课堂更加普及。

翻转课堂推动,要打破现有的谁是教师,就由谁来评价学生的学习状况的传统做法,建立一种新型的评价机制。学生在学习的过程中,可以观看自己的任课教师的视频来学习,也可以观看其他老师的视频来学习,只要能够顺利通过学习,都应该计算学分。有利于优质教育资源的共享,对促进教育均衡发展也有很重要的意义。

(1) 翻转课堂的特点

第一, 教学视频短小精悍

不论是萨尔曼·汗的数学辅导视频,还是乔纳森·伯尔曼和亚伦·萨姆斯所做的化学学科教学视频,一个共同的特点就是短小精悍。大多数的视频都只有几分钟的时间,比较长的视频也只有十几分钟。每一个视频都针对一个特定的问题,有较强的针对性,查找起来也比较方便;视频的长度控制在在学生注意力能比较集中的时间范围内,符合学生身心发展特征;通过网络发布的视频,具有暂停、回放等多种功能,可以自我控制,有利于学生的自主学习。

第二,教学信息清晰明确

萨尔曼·汗的教学视频有一个显著的特点,就是在视频中唯一能够看到的就是他的手,不断地书写一些数学的符号,并缓慢地填满整个屏幕。除此之外,就是配合书写进行讲解的画外音。用萨尔曼·汗自己的话语来说:“这种方式。它似乎并不像我站在讲台上为你讲课,它让人感到贴心,就像我们同坐在一张桌子面前,一起学习,并把内容写在一张纸上。”这是“翻转课堂”的教学视频与传统的教学录像作为不同之处。视频中的出现的教师的头像、以及教室里的各种物品摆设,都会分散学生的注意力,特别是在学生自主学习的情况下。

第三,重新建构学习流程

通常情况下,学生的学习过程由两个阶段组成:第一阶段是“信息传递”,是通过教师和学生、学生和学生之间的互动来实现的;第二个阶段是“吸收内化”,是在课后由学生自己来完成的。由于缺少教师的支持和同伴的帮助,“吸收内化”阶段常常会让学生感到挫败,丧失学习的动机和成就感。“翻转课堂”对学生的学习过程进行了重构。“信息传递”是学生在课前进行的,老师不仅提供了视频,还可以提供在线的辅导;“吸收内化”是在课堂上通过互动来完成的,教师能够提前了解学生的学习困难,在课堂上给予有效的辅导,同学之间的相互交流更有助于促进学生知识的吸收内化过程。

第四,复习检测方便快捷

学生观看了教学视频之后,是否理解了学习的内容,视频后面紧跟着的四到五个小问题,可以帮助学生及时进行检测,并对自己的学习情况作出判断。如果发现几个问题回答的不好,学生可以回过头来再看一遍,仔细思考哪些方面出了问题。学生的对问题的回答情况,能够及时地通过云平台进行汇总处理,帮助教师了解学生的学习状况。教学视频另外一个优点,就是便于学生一段时间学习之后的复习和巩固。评价技术的跟进,使得学生学习的相关环节能够得到实证性的资料,有利于教师真正了解学生。

2)翻转课堂的实践准备

“翻转课堂”要在中国的教育热土上开花结果,要促进我国的课程教学改革向纵深的方向发展,需要做好以下几方面的准备。

第一,要树立教育变革的坚定信念

观念决定行为。有什么样的教育观念,就会有什么样的教育行为。很多教师在“分数至上”的教育环境中,已经锤炼出了一整套的看家本领,形成了一种固定的教学范式和习惯。实施“翻转课堂”,必然要打破自己和教育环境之间的一种平衡态,让自己处于一个新的、自己内心没有确切把握的动荡状态之中。如果没有坚定的改革信念作为支撑,教师通常是不愿意“革”自己的命的。

第二,要有较高的教育信息化素养

当今学生,本身就生活在信息时代,对信息时代的电子产品和各类软件有着天生的亲近感。但今天的教师不同,他们的青少年时代基本上都没接触过电脑,缺少了与信息技术的一份亲近感。大多数的教师平时使用电脑就是上上网、编写一些文本和数据表格、制作PPT等,其他的软件和技术很少涉猎。虽然视频平台可以聘请人来进行制作,但如果教师不具备与教学视频编制相关的系列技能的话,要推动“翻转课堂”改革是很困难的。

第三,要抓住“翻转课堂”的关键点

为了实施“翻转课堂”,很多人将主要的精力都放在了视频的制作上,这其实也是一个误区。视频自然重要,但比视频更加重要的是如何支配课堂上多出来的这些时间。课堂的对话和讨论,需要教师做出精心的准备和细致的观察,真正做到因材施教。“翻转课堂”之所以成功,是因为课堂讨论所带来的学生“吸收内化”学习过程效益的提升。

第四,做好角色转换

首先,教师的角色从传统的圣人角色转变成导师;其次,学生的角色更加突出学习的主体性和必要的主动性,因为如果没有一定的主动性,翻转课堂中的学习无法进行,必须需要学生的主动操作和主动思考;家长的角色转变,家长在传统的教育思想体系下很难接受新型学习模式,在此过程中,要加强翻转课堂学习的宣传工作,让家长也能够理解新型教育方式,从而营造良好的学习环境和氛围。

(五)电子书包与自带媒体

1.电子书包

电子书包是指利用信息化设备进行教学的便携式终端电子书包的提出是随着电子书的产生而产生的。应该说,电子书包在许多国家和地区已经进行了一些尝试和实验。例如,1999年新加坡政府在学校实验推广电子书包(早期的一种电子课本阅读器),同一时期,我国的香港和台湾也开始电子书包的实验项目;2001年12月北京伯通科技有限公司研发生产的“绿色电子书包”投放市场;英特尔公司开展了“1对1学习项目”,戴尔公司开展了“互联创造未来”项目;等等。2003年,根据克利夫兰市场咨询公司的调查,当时世界上有50多个国家计划推广电子书包。2005年,比尔·盖茨说:“在今后4~5年内,学生不用花钱购买纸质书本,他们每人只需用400美元左右购买一个书写设备和相关材料,然后通过这个设备与无线网连接,利用无线网来获取及时、有效和最新的信息,学生们在学习上的投资将比现在少得多。”2010年,苹果公司推出ipad,其强大的个性化学习功能再度激发人们对“电子书包”的想象和期望。

电子书包的再度兴起,激起各方对电子书包的热议,人们已经不满足于将电子书包等同于电子书和教育资源库的概念。国外对电子书包概念的界定主要有两种观点:一种观点认为,“电子书包是一个计算机支持的数字化协作学习空间,它以网络为环境基础,支持师生、生生间的同步或异步交流与资源共享”;另一种观点认为,“电子书包是一种支持非正式学习的通用网络设施,学生可以使用基于蓝牙、无线网等技术的设备,随时随地登录、退出电子书包,管理自己的数字资源”。我国学者认为,比较常见且较为贴切的理解是把“电子书包”作为一种教育电子产品,它将学生书包里的教材、作业、课内外读物、字典等学习用品全部数字化后整合在一个轻便的移动终端中,“从硬件设备角度上讲,电子书包就是一种个人便携式学习终端。”从电子书包教育教学的系统功能架构视角来看,“电子书包是学生的个人学习环境”,个性化、移动性、按需服务是新一代电子书包的关键特性。

针对学生学习用的电子书包,相关的IT公司和生产厂商在技术上积极解决相关问题,并有了长足的进步,但电子书包仍然面临着价格偏高、数字化学习资源不够丰富、格式不统一和教育观念等难题,这些都成了电子书包推广应用的瓶颈。主要的关键问题有以下几个方面:

1硬件

电子书包要真正大面积推广和普及,尚有很长的路要走,至少要先过三道关。首先是硬件关。相对而言,电子书包的硬件目前可能最成熟,因为已有电脑、手机、手持电子阅读器等产品作为基础,电子书包所需要的各种技术已基本具备和成熟。但基于网络的双向和多向交互功能、即时传递的信息交换功能等,则有待突破。

2软件

其次是软件关。电子书包的软件比较单一和匮乏,已有的软件基本上是学生的同步训练和字典、词典之类,且多为事先内置于电子书包,不具有可选择性,更新、升级的功能也相对较弱。电子书包的软件应该类似苹果生态圈的概念,听说读写的智能化、学生与教师的互动性等软件系统还需完善,目前国内还没有真正意义上的电子书包软件提供商。

3利益

最后是利益关。制约电子书包推广的因素与版权、经费分摊等利益脱不了关系。电子书包教学资源这一块,各大电子书包项目企业不断侵蚀出版商的利益,纠纷不断。且上下游利益不平衡制约产业健康发展。从2013年情况来看,现有各地的试点项目,依然以政府投入为主。但是未来若要全面推广,费用将是个庞大的数字,政府负担过于沉重。

随着技术的发展、工业和信息化部与国家新闻出版广电总周积极推动电子书包标准的制定,在教育行政部门的积极推动下,电子书包的应用将会逐步成熟并迅速推广,成为学生、教师、家长都认可的学习工具。


2.自带媒体(BYOD)

(1) BYOD的内涵

BYOD是Bring Your Own Device的缩写,通常翻译为“自带设备”。BYOD最先起源于IT企业,而学校情境中的BYOD就是让学生自带设备进入学校,并用这些自带设备参与课堂学习。

学生能够使用的自带设备硬件多种多样,包括移动电话(手机)、平板电脑(iPadiPod)、笔记本电脑、数码相机、数字录音笔、播放器(MP4等)、移动存储器(U盘、CF卡、SD卡、移动硬盘等),其中使用最多的是智能手机和平板。

2)BYOD的特征

一是用户驱动性。BYOD用户利用他们自己偏好与常用的个人信息终端设备按照他们自己的需求主动获取、分享与应用信息,整个信息服务过程是由用户主动激发与驱动的。

二是信息设备多样性。允许用户使用他们自己的信息终端设备是BYOD的标志性特征。由于用户的多样性以及当前数字化、网络化信息设备产品的多样性,使得BYOD情境下信息设备具有多样性。

三是情境整合性。由于用户能够在工作情境下整合应用自己在日常生活中使用的信息终端设备来完成自己的工作任务,因此在实质上将工作情境与生活情境进行了有机融合。

3)课堂学习中学生BYOD的运用形式

用作课堂记录工具

课堂记录是学习的有效方法之一。手机的照相功能非常适合课堂记录。教师的板书、板图以及播放的PPT画面,对于学习者来说是重要的信息资源。课堂上经常有学生举起手机拍照,以便课后复习参考。其实,手机所具有的录音功能也是非常好的课堂记录工具,教师的课堂讲授细节部分,经常有些听不全,记不全的,用录音手段记录教师讲课的言语,可以最完整地记录语言细节,包括语气语调等,这些便于课后反复倾听。这两种课堂记录方式方便易用,但也存在不足。用手机拍照时其注意力会从具体内容转移到画面构图,而采取录音方式时要辅以必要的纸笔记录,即用纸笔记录下需要重点倾听的内容在整个音频中的时间位置。

用作数值计算工具

课堂计算常常出现在理工科课堂中,而这些计算过程不属于教学内容,只是其结果才有意义,此时用手机的计算功能就非常方便。目前手机中的计算器功能还比较单一,只能进行加减乘除运算,要进行乘方、三角函数等运算,则需下载安卓版计算器。

用作字词典工具

课堂学习中遇到生字、生词以及学科术语也是常有的事情。利用手机的上网功能可以轻松查找生字、生词、学科术语的解释和应用示例,解决课堂学习中的困难。

用作课堂应答工具

课堂应答是教学中重要的策略,通过课堂提问与应答,能调动学生积极性,活跃学生思维,同时检验学生对新知识的掌握程度。缺少技术支持的课堂,提问与应答往往只能对个别学生,无法做到全体学生参与的个性化应答。学生利用手机微信功能,能够对教师的提问快速做出反应和应答。这种应答的问题,限于选择题、判断题和简单的填空题。

用作学习资料复制工具

教学中,教师经常为学生准备各类电子稿学习资料,学生用自己随身携带的U盘、存储卡等移动存储器进行复制,非常方便。

用作作业提交工具

学生将电子文件形式的作业存在移动存储器中,上课时拷贝到教室计算机中,完成作业递交。

用作课堂阅读工具

课堂教学中,需要阅读时,可以利用手机上网浏览的功能,阅读网上教育资源,也可以预先下载到手机中进行阅读。

用作数字化校园终端

数字化校园提供了丰富的学习资源和相关的链接。数字化校园建设不能停留在有线连接,还应该增加无线方式。学生自带个人移动终端设备,课堂上就很容易获得数字化校园提供的学习资源,从而使资源真正进入课堂发挥作用。

用作知识扩展工具

课堂教学中,常常需要进行扩展性阅读。此时学生可以在教师的指导下,利用手机或iPad的网络检索与浏览功能进行扩展性阅读。

用作知识检索或考试工具

常规课堂教学中,教师有意开展研究性学习、协作性学习、讨论式学习等,可是由于教室中缺乏信息终端,众多学生为学习而获取相关信息几乎成为奢望。学生将个人手机带到教室,通过无线网络能使课堂搜索信息的奢望变成现实。

传统的闭卷考试主要考查学生对知识的记忆、理解、简单应用,而对知识的综合应用能力和创新能力却难以通过笔试形式考核。设计良好的开卷考试主要考查学生综合应用知识和创新能力。因此,我们提倡闭卷和开卷笔试相结合的形式,而且允许学生合理利用手机上网辅助问题的回答。

4)BYOD教学应用面临的问题

在学校中“自带设备”的教学应用将会带来许多需要关注的问题。BYOD的教学应用仍然面临观念改变、信息安全、使用方法等问题。只有尽量避免或者解决此类问题,才能更好地发挥BYOD的教学优势,实现其教学价值。

教学制度的适应问题

通常情况下,自带设备(尤其是手机)被认为是干扰课堂教学的重要因素。老师对学生带手机进教室的行为仍然忧心忡忡,认为学生会不由自主地利用手机聊天、看视频、玩游戏等,难以专心地听课。如何避免学生在课堂上玩手机是教师和学校关注的重点问题。为了解决此类问题,有的学校提出类似规定:禁止学生携带手机进入校园,一经发现立即没收。

在此背景下,没有教学方法的转变,自带设备将难以有效发挥作用。在BYOD的教学应用中,智能手机和平板电脑等自带设备必不可少。作为教师上课、学生学习的重要工具,师生应该携带自带设备进入课堂。因此,学校的行政管理部门应改变制度,允许和支持学生携带学习设备进入课堂,以利于BYOD的教学应用。

BYOD环境的建设问题

教师和学生将大量的、不同类型的自带设备同时接入到校园网和教育资源服务平台时,学校的网络带宽、服务器和资源容量将面临较大挑战。为了保证学生可以在校园内随时通过网络进行高效的学习,学校必须开放无线网络,并且确保无线网能全面覆盖校园,应扩大网络带宽和资源容量,确保师生可以高速传输和下载学习资源。另外,由于学生携带的自带设备可能在种类、型号、操作系统等方面不同,校园网和教育资源服务平台要提高兼容性。为此,学校可以开发校园网和BYOD的客户端,并要求学生必须安装自带设备。这样既方便学生自带设备的使用,又有利于学校统一管理自带设备。

教学信息的安全性问题

“当绝大多数的外来BYOD设备使用Wifi访问网络时,更容易被攻击、欺骗和破解,存在较高的信息泄露风险,甚至会给校园整体网络环境带来重大影响。”在BYOD环境下,学校的网络环境相对开放,网络病毒、信息泄露等信息安全问题将更加突出。为此,学校可以从技术和制度两个层面保障信息安全。学校要在技术层面确保校园网安装有防火墙等防毒措施,在制度层面制定自带设备的使用规范,要求学生在自带设备上安装杀毒软件,访问正规网站等。

自带设备使用的自觉性问题

在课堂中自带设备给了学生很大的上网自由和资源便利。他们可能利用设备从事一些与学习无关的活动,包括聊天、观看与学习无关的视频、浏览与学习无关的新闻等内容。为解决此类问题,学生要提高使用设备的自觉性,积极发挥自带设备在学习中的作用,主动使用自带设备来获取资源、存储知识、发送作业和分享观点。同时,教师要制定课堂上使用自带设备的规定,监督学生使用自带设备的行为,引导学生发挥自带设备的教学功能。

自带设备管理的规范性问题

学生携带的自带设备多种多样、功能繁多,有效地使用设备需要统一的规范。学校应规定学生可以带进课堂的设备种类,限制不具备学习功能的游戏机等设备。针对不同的课堂要求,学生可以携带相应的自带设备。例如,对于讲授型课堂,学生可以携带具有录音功能的录音笔、MP3、手机等设备;而对于演示型课堂,学生可以携带具有录像功能的手机、平板电脑等设备。

在此过程中,学校可以提供多种设备终端的配备方案,让家长和学生有一定的自主选择权。学生针对性地自带设备,既可以从体力上减轻负担,又有利于学校和教师管理设备。自带设备所安装的应用程序也应该加以规范和管理,以便于文档、视频等不同形式学习资源的共享。例如,美国宾夕法尼亚州汉诺威高中的学生只能用账号和密码登录到学校许可的网络。这样既节约学校的技术成本,又便于学生管理和使用设备。

从禁止学生携带手机进课堂到鼓励和支持学生自带各种移动终端设备进课堂是一个革命性的改变。课堂中BYOD的悄然出现,实现着学生从被动学习者向积极的学习主体的转变。移动终端设备多种多样,学校课堂情境中BYOD将与数字化校园连接为一个有机的整体,从而形成丰富多彩的运用形式。

(六)3D打印与创意设计

3D打印(3DP)即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

1. 3D 打印机的原理

三维建模

通过goSCAN 之类的专业3D 扫描仪或是Kinect 之类的DIY 扫描设备获取对象的三维数据,并且以数字化方式生成三维模型。也可以使用Blender、SketchUp、AutoCAD 等三维建模软件从零开始建立三维数字化模型,或是直接使用其他人已做好的3D 模型。

分层切割

由于描述方式的差异,3D 打印机并不能直接操作3D 模型。当3D 模型输入到电脑中以后,需要通过打印机配备的专业软件来进一步处理,即将模型切分成一层层的薄片,每个薄片的厚度由喷涂材料的属性和打印机的规格决定。

打印喷涂

由打印机将打印耗材逐层喷涂或熔结到三维空间中,根据工作原理的不同,有多种实现方式。比较流行的做法是先喷一层胶水,然后在上面撒一层粉末,如此反复;或是通过高能激光融化合金材料,一层一层地熔结成模型。整个过程根据模型大小、复杂程度、打印材质和工艺耗时几分钟到数天不等。

后期处理

模型打印完成后一般都会有毛刺或是粗糙的截面。这时需要对模型进行后期加工,如固化处理、剥离、修整、上色等等,才能最终完成所需要的模型的制作。

2. 3D 打印的教育应用

2012 年,英国教育部将 3D 打印列入中小学国家课程表,并向 21 所国立中学的 STEM 和设计课程提供资金资源。2014 年这门课程将正式开始教授,目标为 5 岁以上,14 岁以下的孩子们。明确要求 5 至 7 岁的儿童应学习如何建造模型和改进模型,11 至 14 岁的学生则将学习使用像 3D 和数字建模这样的高级设计技术。

2012 年,奥巴马总统在国情咨文演讲中强调了 3D 打印技术的重要性,弗吉尼亚大学通过一些项目,在夏洛茨维尔市的幼儿园到 12 年级的各个年龄的学生中推广 3D 打印技术,希望学生能够具备未来制造业技术的相关知识。

我国的科研机构也已经开始研发自主知识产权的 3D 打印机,清华大学、北京航空航天大学、华中科技大学、西安交通大学等高校都取得了不俗成绩,基本与西方发达国家处于同一水平,研制出了多种类型的 3D打印装备和材料。

淄博市中小学科技教育中心的老师和同学们自主研发了 3D 打印机,这种打印机操作简便,耗材价格仅是市场价格的十分之一,可打印教具、学具、工艺品、建筑模型和各种零件,还能打印出制作该类型 3D 打印机的全部配件。这项新技术引起了强烈反响,淄博市启动了“3D 进课堂”行动,编制完成了相关教材。

3D 打印的使用淡化了学科间的界限,不仅可以将数学模型以立体的、可视化的形式呈现出来,让学习者获得更为直观的感受。3D 打印还可以为枯燥的数学知识增添趣味性和实用性,将数字化和时尚相结合。通过技术手段,可以使得数学与艺术并驾齐驱,通过数学模型去构造和实现艺术设计。引入 3D 打印机最大的好处是在于启发孩子们的思维,鼓励孩子们大胆去想,去创造。


【本章小结】

教育活动从未离开过技术的支持,幻灯、电影、播音、电视、计算机及网络,每一种新型的技术在介入教育领域的过程中,都在逐步对教育产生影响。技术对教育过程的影响,不止表现在教育活动的外在环境,也改变了人的行为,包括教师的角色变化和教学方式,学生的角色变化和学习方式,也带来新的教育理论。学习社会要求社会成员必须不断学习,及时、高效地更新自己的知识和技能。随之网络技术和移动技术等新技术的出现,教育活动呈现出全新的方式,相应地,出现各种各样新的实践活动,许多专门基于新技术活网络技术的活动和产品如网络课程、MOOC、微课程、电子书包、3D打印等也应运而生,为教育教学服务,社会成员可以借助此类技术实现知识的积累、共享、交流、传播和再创造,新的教育秩序也逐步形成。

【思考与练习】

1. 在某种教学方式长期使用之后,会变成习以为常、习惯成自然,而如果引入新的技术,这种状态往往会受到冲击,并逐渐融合新技术,慢慢发展成一种新的教学方式。试举例说明。

2. 搜集资料,考察技术引进后教学信息的呈现方式、教学方法和学习方式发生了哪些变化?

3. 说一说你曾经参与的网络学习经历,谈谈感受。

4. 分组合作,设计制作一个用于小学语文教学的微课。

【拓展资源】

中小学教师信息技术应用能力标准(试行)

信息技术应用能力是信息化社会教师必备专业能力。为全面提升中小学教师的信息技术应用能力,促进信息技术与教育教学深度融合,特制定《中小学教师信息技术应用能力标准(试行)》(以下简称《能力标准》)。

一、总则

(一)《能力标准》是规范与引领中小学教师在教育教学和专业发展中有效应用信息技术的准则,是各地开展教师信息技术应用能力培养、培训和测评等工作的基本依据。幼儿园、中等职业学校教师参照执行。

(二)《能力标准》根据我国中小学校信息技术实际条件的不同、师生信息技术应用情境的差异,对教师在教育教学和专业发展中应用信息技术提出了基本要求和发展性要求。其中,I.应用信息技术优化课堂教学的能力为基本要求,主要包括教师利用信息技术进行讲解、启发、示范、指导、评价等教学活动应具备的能力;II.应用信息技术转变学习方式的能力为发展性要求,主要针对教师在学生具备网络学习环境或相应设备的条件下,利用信息技术支持学生开展自主、合作、探究等学习活动所应具有的能力。本标准根据教师教育教学工作与专业发展主线,将信息技术应用能力区分为技术素养、计划与准备、组织与管理、评估与诊断、学习与发展五个维度。

二、基本内容

维度

I. 应用信息技术优化课堂教学

II. 应用信息技术转变学习方式

1. 理解信息技术对改进课堂教学的作用,具有主动运用信息技术优化课堂教学的意识。

1. 了解信息时代对人才培养的新要求,具有主动探索和运用信息技术变革学生学习方式的意识。

2. 了解多媒体教学环境的类型与功能,熟练操作常用设备。

2. 掌握互联网、移动设备及其他新技术的常用操作,了解其对教育教学的支持作用。

3. 了解与教学相关的通用软件及学科软件的功能及特点,并能熟练应用。

3. 探索使用支持学生自主、合作、探究学习的网络教学平台等技术资源。

4. 通过多种途径获取数字教育资源,掌握加工、制作和管理数字教育资源的工具与方法。

4. 利用技术手段整合多方资源,实现学校、家庭、社会相连接,拓展学生的学习空间。

5. 具备信息道德与信息安全意识,能够以身示范。

5. 帮助学生树立信息道德与信息安全意识,培养学生良好行为习惯。

6. 依据课程标准、学习目标、学生特征和技术条件,选择适当的教学方法,找准运用信息技术解决教学问题的契合点。

6. 依据课程标准、学习目标、学生特征和技术条件,选择适当的教学方法,确定运用信息技术培养学生综合能力的契合点。

7. 设计有效实现学习目标的信息化教学过程。

7. 设计有助于学生进行自主、合作、探究学习的信息化教学过程与学习活动。

8. 根据教学需要,合理选择与使用技术资源。

8. 合理选择与使用技术资源,为学生提供丰富的学习机会和个性化的学习体验。

9. 加工制作有效支持课堂教学的数字教育资源。

9. 设计学习指导策略与方法,促进学生的合作、交流、探索、反思与创造。

10.确保相关设备与技术资源在课堂教学环境中正常使用。

10.确保学生便捷、安全地访问网络和利用资源。

11.预见信息技术应用过程中可能出现的问题,制订应对方案。

11.预见学生在信息化环境中进行自主、合作、探究学习可能遇到的问题,制订应对方案。

12.利用技术支持,改进教学方式,有效实施课堂教学。

12.利用技术支持,转变学习方式,有效开展学生自主、合作、探究学习。

13.让每个学生平等地接触技术资源,激发学生学习兴趣,保持学生学习注意力。

13.让学生在集体、小组和个别学习中平等获得技术资源和参与学习活动的机会。

14.在信息化教学过程中,观察和收集学生的课堂反馈,对教学行为进行有效调整。

14.有效使用技术工具收集学生学习反馈,对学习活动进行及时指导和适当干预。

15.灵活处置课堂教学中因技术故障引发的意外状况。

15.灵活处置学生在信息化环境中开展学习活动发生的意外状况。

16.鼓励学生参与教学过程,引导学生提升技术素养并发挥其技术优势。

16.支持学生积极探索使用新的技术资源,创造性地开展学习活动。

17.根据学习目标科学设计并实施信息化教学评价方案。

17.根据学习目标科学设计并实施信息化教学评价方案,并合理选取或加工利用评价工具。

18.尝试利用技术工具收集学生学习过程信息,并能整理与分析,发现教学问题,提出针对性的改进措施。

18.综合利用技术手段进行学情分析,为促进学生的个性化学习提供依据。

19.尝试利用技术工具开展测验、练习等工作,提高评价工作效率。

19.引导学生利用评价工具开展自评与互评,做好过程性和终结性评价。

20.尝试建立学生学习电子档案,为学生综合素质评价提供支持。

20.利用技术手段持续收集学生学习过程及结果的关键信息,建立学生学习电子档案,为学生综合素质评价提供支持。

21.理解信息技术对教师专业发展的作用,具备主动运用信息技术促进自我反思与发展的意识。

22.利用教师网络研修社区,积极参与技术支持的专业发展活动,养成网络学习的习惯,不断提升教育教学能力。

23.利用信息技术与专家和同行建立并保持业务联系,依托学习共同体,促进自身专业成长。

24.掌握专业发展所需的技术手段和方法,提升信息技术环境下的自主学习能力。

25.有效参与信息技术支持下的校本研修,实现学用结合。

三、实施要求

(一)地方各级教育行政部门要将《能力标准》作为加强中小学教师队伍建设的重要依据,充分发挥《能力标准》的引领和导向作用,将信息技术应用能力提升纳入教师全员培训,开展教师信息技术应用能力测评,建立并完善推动教师主动应用信息技术的机制,切实提升广大教师信息技术应用能力,为全面推动教育信息化,深化课程改革,实现教师专业自主发展奠定坚实基础。

(二)有关高等学校和教师培训机构要将《能力标准》作为教师培养培训工作的重要依据,加强相关学科专业建设,完善培养培训方案,科学设置培养培训课程,创新培养培训模式,加强师资队伍和课程资源建设,开展相关研究,促进教师专业发展。

(三)中小学校要将《能力标准》作为推动教师专业发展和教师管理的重要依据。制订教师信息技术应用能力提升规划,整合利用校内外培训资源,做好校本研修,为教师提升信息技术应用能力提供有效支持。要完善教师岗位职责和考核评价制度,推动教师在教育教学和日常工作中主动应用信息技术。

(四)中小学教师要将《能力标准》作为自身专业发展的重要依据。要主动适应信息化社会的挑战,充分利用各种学习机会,更新观念、补充知识、提升技能,不断增强信息技术应用能力。要养成良好的应用习惯,积极反思,勇于探索,将信息技术融于教学和师生交流等各个环节,转变教育教学方式,促进学生有效学习和个性化发展。要善于利用信息技术,拓宽成长路径,实现专业自主发展,做终身学习的典范。

附录:

术语表

1.多媒体教学环境:包括简易多媒体教学环境与交互多媒体教学环境。简易多媒体教学环境主要由多媒体计算机、投影机、电视机等构成,以呈现数字教育资源为主。交互多媒体教学环境主要由多媒体计算机、交互式电子白板、触控电视等构成,在支持数字教育资源呈现的同时还能实现人机交互。

2.通用软件:是指广泛应用于教育教学活动中的通用性软件,例如办公软件、即时交流软件、音视频编辑软件等。

3.学科软件:是指特别适用于某些学科的软件,如几何画板、在线地图、听力训练软件、虚拟实验室等。

4.数字教育资源:是对教学素材、多媒体课件、主题学习资源包、电子书、专题网站等各类与教育教学内容相关的数字资源的统称。

5.信息化教学:与传统教学相对而言,泛指以信息技术支持为显著特征的教学形态。

6.技术资源:是对通用软件、学科软件、数字教育资源和网络教学平台等资源的统称。

7.网络教学平台:是对能够为教育教学活动开展提供支持的网络平台的统称,如网络资源平台、网络互动平台、课程管理平台、在线测评系统、在线教学与学习空间等。

8.移动设备:是对便携式计算通讯设备的统称,如笔记本电脑、平板电脑、智能手机等。

9.评价工具:是指开展评价所使用的各种支持工具,如试卷、调查问卷、测试量表、评价量规、观察记录表、成长记录或电子档案袋等。

10.教师网络研修社区:是指支持教师进行学习、交流、研讨等活动的网络平台,一般具备个人空间、教师工作坊等功能,能够建立不同类型的学习共同体,汇聚与生成研修资源,支持教师进行常态化研修。


2015地平线报告(基础教育版)

《地平线报告》由美国新媒体联盟发表,该研究启动于2002年,旨在勾勒出影响全球教育领域的教、学以及创造性探究的新技术。2015年的报告指出了基础教育领域技术应用的6大趋势、在应用方面面临的主要挑战,并遴选出6项具体可应用的技术。

加速k-12领域技术应用的六大关键趋势

地平线项目专家小组归纳出了影响未来五年教育技术规划和决策制定的六大趋势。根据预期影响时间的长短,分为长期趋势,即未来五年或其以上促进k-12领域教育技术应用的因素;中期趋势,即未来三到五年促进k-12领域教育技术应用的因素;近期趋势,即未来一到两年促进k-12领域教育技术应用的因素。

(一)长期趋势:五年或五年以上

1.重建学校运作方式

传统的学校结构非常清晰而且固化,有固定的上课时间、课程计划、教学方式。随着学习越来越变成一种非固化的、以学生为中心的活动,教师和管理者认为,我们要制定一套更加灵活的学校规划,从而为学生创造进行真实学习以及个性化研究的场所和机会。

如果想要教室里的学习发生改变的话,就需要整个学校运行机制的改变,学校需要不断地打开自己,以更加开放的心态面对新事物。此外,课程技术整合也改变了学生获得新知识的方式,以及对学生能力的评价标准,诸多的变化最终都将指向学校运行机制的变化。

2.向深度学习转变

根据卓越教育联盟的定义,深度学习是指通过创新的方式向学生提供丰富的学习内容,而且学生能够学以致用。基于项目的学习、基于问题的学习、基于研究的学习都属于深入学习的一种。随着平板电脑、智能手机已经逐渐深入课堂,教师也在探索如何将这些工具和课程有机结合,将学习经验和学生的真实生活经验有机结合。在这种结合过程中,学生能够更加有效地参与到学习中。

从评价上说,深度学习希望打破仅凭纸笔测验评价学生学习结果,而是将纸笔测验的目标与良好的沟通、合作、自主学习这些软技能的目标结合起来进行综合评价。

(二)中期影响趋势:三年至五年

1.更多地采用合作学习

合作学习是指学生或者教师以同伴学习或小组学习的方式共同进行的活动,它认为学习是一种社会建构。进行合作学习一般有四个原则:学习者为中心;强调互动和行动;在小组内活动;解决源于真实世界的问题。学生合作学习模式旨在促进学生的参与、提高学习成就感,尤其是针对成绩不好的学生。

教师合作学习模式为教师提供专业发展和跨学科的教学机会,也会使教师颇为受益。随着数字化工具的广泛应用,新近兴起的在线全球合作学习打破了地域、学校、教室的局限,成为一项新的发展趋势。

2.学生角色由教育的消费者向创造者转变

全世界都在发生这种转变,即学生在进行学习时,已然从一个知识内容的消费者向内容的创造者转变。各种数字化工具为在基础教育领域的这种转变提供了技术支持,让学生能够自己制作多媒体教育资源。

随着学生越来越成为教育资源积极的生产者和传播者,在未来,知识产权问题可能会成为中小学课程的重要议题。此外,这对教师也提出了挑战,教师也在不断变成创造者,比如利用教学APP制作剪辑教学视频等。只有教师越来越熟练运用媒体,才能为学生提供更好的指导。

(三)短期影响趋势:一到两年内

1.更多地采用混合式学习

混合式学习是指在线学习和课堂教学相结合的学习方式,学习者在学习时间、空间、途径方面有更多体验。借鉴线上学习和面授课程的成功经验,混合式学习正在中小学课堂兴起,大量研究也证实了这种趋势的有利影响。

采用混合式学习模式的学校认为,在线学习环境为学生提供不同的、互补的机构功能支持,有利于他们突破有限的课堂时间,最大程度地实现互动。此外,混合学习模式更加支持个性化的学习,有利于培养更加积极、自主的学生。

2.STEAM学习的兴起

STEAM课程是科学、技术、工程、艺术、数学课程的总称,相对于原先的STEM课程新增加了A(艺术)课程,旨在让学科课程更加平衡。有研究表明,参加艺术正规课程的学习,有助于促进创新思维、适应性以及其他问题解决技能的发展,而这些能力对掌握STEM学习都是至关重要的。

STEAM教育的设计理念是,所有学科都能够而且应该要彼此关联,只有这样学生才能够对真实世界获得整体的、相互联系的认知。换句话说,STEAM教育旨在为学生提供一个多元的、跨学科、重视人文价值的学习情境,打破传统的分班和分科的局限。

阻碍K-12领域技术应用的主要挑战

报告根据挑战的难度将其分为3个层次:第一层次是“可应对的挑战”,即我们理解并知道如何解决的挑战;第二层次是“有难度的挑战”,即我们理解但还没有清晰的解决方案的挑战;第三层次是“棘手的挑战”,即那些复杂难懂、尚需更多数据来寻找解决方案的挑战。

(一)可应对的挑战

1.创造实景学习机会

“实景学习”指的是与真实世界紧密相关的学习,学生面对的是真实世界的情境和难题,主要教学策略包括职业训练、学徒式教学、模拟场景教学、档案袋评价等。真实学习强调元认知反思与自我意识的重要性,学校可以通过与社区、当地组织或机构建立紧密的联系以跨越书本知识与实践应用之间的鸿沟,从而帮助学生建构起对真实世界的认识。

2.在教师教育与培训中突出科技素养

数字媒介素养日益成为几乎所有学科和职业领域的关键技能,但是在教师教育和培训中对教师的这种科技能力培养却重视不够。教师科技素养的缺乏会限制学生的发展和学习。数字媒介素养更多的是强调数字化思维方式,而不单单是使用数字化工具,因此教师是否真正具备了科技素养对学生的思维方式也会产生直接的影响。

(二)有难度的挑战

3.个性化学习

个性化学习是指针对学生特殊的学习需求、兴趣爱好、文化背景等而为他们提供的个性化学习项目、教学策略和学术支持。虽然个性化学习的需求很多,但是目前技术和实践都没能对其提供充足的支持。

“以学生为中心”的教育理念之下,支持多元化选择和多样化教学的技术正在快速发展,在线学习环境和自适应学习技术也为个性化学习提供了更大的可能。目前最大的挑战就是将各种方法和技术整合起来在学校具体实施,并且要便于推广,使之规模化。

4.重新定义教师的角色

当今社会对教师的期望越来越高:教师可以适应各种新技术并运用技术来教学、沟通和测评;与校内外其他老师有效合作;将数字化策略融入学生的学习和生活中;在以学生为中心的学习方式中充当导师;积极配合行政管理工作等。把技术融入到日常生活的期望和需求促使我们要重新思考和定义教师的角色。与此同时,教师还要把媒体、在线工具和资源融入到可持续专业发展中去。

(三)棘手的挑战

5.大规模推广教学创新

学校还无法做到将单个教师的教学创新大规模推广应用。创新往往从自由尝试新想法的实践中萌发,而这与学校惯常的自上而下的教育变革是相左的。当前的学校组织结构很难鼓励创新和教学改进,更难规模化这些教育创新和突破。

一方面,创新需要制度上的变革,包括扫清政策障碍、获得足够的财政支持、拥有卓越的领导、健全评价体系等;另一方面,教师也要做好领导创新的准备。

6.复合思维教学

复合思维是系统性思维的一种具体应用,运用到教育领域可以帮助学习者理解世界是如何运转的,并让他们掌握解决复杂问题所需要的基本技能。在网络世界长大的年轻一代不仅需要理解他们的网络世界,还要有运用抽象和分析推理解决复杂任务和难题的能力,而这很大程度上依赖于复合思维。

复合思维需要学生掌握沟通、合作、数据处理、判断力等技能,并对之综合运用。复杂思维的能力在当今社会非常重要,但是如何定义、如何教学,我们还需要探索。

 K-12领域教育技术的重要进展

新媒体联盟遴选出6项具体技术,并按照进入主流应用所需要的时间分为三类,即在未来一年内采用的近期技术,在二到三年内采用的中期技术,在四到五年内才能进入教育主流应用的远期技术。这些技术对促进教学策略的发展、教师工作的组织、课程内容的安排与讲授有着非常重大的意义,是促进教育变革极具潜力的因素。

(一)一年内广泛采用的近期技术

1.自带设备

在全世界范围内,有很长一段时间,学校老师都坚决反对学生把平板电脑、智能手机等移动设备带到学校,但目前的趋势是,越来越多的学校管理者和教师允许学生自带设备连接学校网络开展学习。理由是:既然现下人们的生活和工作方式都离不开移动设备,那么学生的学习方式也应该尝试采用这些设备。有了这些设备,学习活动能够随时随地进行,学生们也能很快适应,教学效果明显。

2.创客空间

在教育情境中,创客空间是指学习者通过手工设计、制作等来进行创造性的、高级的问题解决,是一种手工学习实践。创客空间的背后力量是一群创客——包括艺术家、技术发烧友、工程师、建筑师、喜欢捣鼓小器具、小发明的人,以及任何喜欢把设想的东西做成实物的行动者。学校领导者正在考虑将创客空间引入到正规的学习环境中,鼓励学生和老师将他们的设计从一个理念变成现实。

(二)两到三年采用的中期技术

3.3D打印

3D打印是一种快速成型技术,是采用数字技术材料如3D建模软件、计算机辅助摄影成像等通过逐层打印的方式来建造物体。3D打印技术在教育领域的一个主要应用是,使得学生能够更加真实地接触教学中那些难以展现的物体或者概念。

利用3D打印,数学课上,图表和数学模型可以立体地呈现出来;地理课上,学生可以更容易理解地质构造。通过该技术,学生也能体验到更加真实的学习。

4.自适应学习技术

自适应学习是相对于传统的在线教育学习系统而言的。传统的在线教育采用线性学习模式,所有的学生都按同样的学习步骤来学习同样的内容。自适应的学习系统则会通过技术手段,检测学生当前的学习水平和状态,并相应地调整学习活动和进程,帮助学生实现差异化的学习。

目前很多学校领导对自适应学习技术的前景非常乐观,认为自适应学习平台可以作为新型的、有耐心的学习导师大规模推进个性化教学。

(三)四到五年内才能进入主流应用的远期技术

5.数字徽章

数字徽章是一种在线评估和资格认证的机制,是一种不同学习环境中获得成就、技能等的指标。与传统学位和资格认证相比,数字徽章更加全面查看学习者的能力,也更加适应在线学习环境下学习者的弹性学习需求。越来越多的学校正在把数字徽章用作评价学生正式和非正式学习成果的替代评价方式。

6.可穿戴技术

可穿戴技术主要是指能直接穿在身上或是整合进用户的衣服或配件的设备的科学技术,实现快速的数据获取、通过超快的分享内容能力高效地保持社交联系。得益于科技的飞速发展,现在的可穿戴技术不仅可以追踪记录一个人去了哪里、做了什么、用了多少时间,还可以计算出他们的志向以及达成志向所需的时间。

在基础教育中,可穿戴技术最有价值的应用是可增强实地考察和调查的巨大潜力。例如,可穿戴技术能够瞬间捕捉数百张照片或在地质勘探时收集用户周边环境的数据,并通过电子邮件或其他网络应用程序获取数据。

【阅读链接】

1.中小学教师信息技术应用能力培训课程标准(试行) http://www.moe.edu.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s7034/201406/12.70126.html

中小学教师信息技术应用能力测评指南http://www.ict.edu.cn/laws/new/n20140730_15951.shtml

3.冯建军. 网络时代教育价值观念的变革[J]. 江苏高教,2001,(1):52-55.

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http://www.being.org.cn/webquest/focus.hth