利用技术有效促进学习

第十四届国际计算札教育应用大会 (ICCE2006) 综述

  摘要 : 国际计算机教育应用大会 (ICCE) 最早在我国台湾地区召开, 后逐步发展成为世界级的计算机教育应用学术会议。该会议吸引了来自世界各国的研究者和专家, 就计算机教育应用方面的热点问题进行探讨。此次在北京召开的第十四届会议包括了多个论坛和主题报告, 笔者通过对论坛、主题报告和会议论文的全面分析, 对本次大会重点关注的几个问题进行了介绍, 基本上反映了国际上计算机教育应用的主流研究方向和发展趋势。

  关键词 :ICCE; 计算机教育应用; 协作学习; 移动教育; 学习环境设计 

 

  2006 年 11 月 30 日至 12 月 4 日 , 第十四届国际计算机教育应用大会 (The 14th International Conference on Computers in Education (ICCE2006)) 在 北京隆重举行, 此次会议的主题是 " 跨文化理解: 有效利用技术促进学习 。 ICCE 会议是全球从事计算机教育应用研究领域学者的盛会, 也是该领域最高水准的学术会议。从 ICCE2006 的论文和论坛讨论的主题来看, 世界各国的研究者均围绕如何有效利用技术来促进学习这一核心问题展开研究, 技术的应用研究已经从关注形式阶段发展到关注质量阶段, 网络学习、协作学习、计算机可视化教学在教育教学中的应用日益广泛, 移动学习、智能教育和教育游戏, 作为新兴技 术应用和新的教育形式, 开始从研究走向实践。

  一、协作学习的交互分析与质量分析

  本次会议最主要的关注点之一就是计算机支持的协作学习, 目前它已经成为一个非常广阔的研究领域 , 在亚洲的教育传统中根深蒂固。在协作学习这个领域, 交互分析、协作学习策略与方法 ( 例如学生 小组成绩分工法、切块拼接法、小组调查法等 ) 、社区实践研究、社会认知冲突解决办法研究、认知学徒制、各种各样的支持协作的工具如在线讨论区和协同协作工具等都是研究的热点。

  目前大多数协作学习的研究集中在交互而非环境, 因为协作学习环境在很早以前就备受关注。然而, 我们没有理由忽略对协作学习环境的研究。因此, 关于协作学习中知识的存储、表征、提取、本体论、语义网、知识库、数据挖掘、内容管理系统等仍然方兴未艾。

  日本中京大学情报理工学部 Naomi Miyake 教授 在其主题报告 " 精心设计的协作: 作为图解知识整合的脚手架 " 向与会者介绍了他们如何通过对协作学习的精心设计来理解图解知识。在他们设计的为期两年的课程中, 学生首先建立自己的图式, 了解图解知识的概念, 通过切块拼接法先形成自己的想法, 再通过 反思性的协作记录工具软件把想法外化, 进而把自己的想法与他人的想法进行比较, 看到差异后进行修正或者扩展自己的想法。学生通过参加这些精心设计的协作活动, 都能够在活动中反思并成长。此外, 他们鼓励学生通过协作讨论, 将自己的经验整合到课程资源中。 Naomi Miyake 教授还介绍了该教学实践的理论基础、学习活动、技术支持以及对学习过程和结果的评价分析。目前 ,已经在开发和测试大学层次的协作学习环境.

    二、基于新兴技术的移动学习

    随着通讯技术的不断发展, 利用技术来促进学习的设想越来越丰富。目前己不再是通过单机运行某一特定软件和利用网络来支持一个学习者, 而是将不同的网络学习工具、资源和新的外围设备联结起来促进"教育工作流 " 。这样就避免了学习过程的间断性以及学习设备的传输、整合和使用的间断性. 因此目前的趋势是提供移动和无所不在的学习环境, 未来企业界将会投入大量的精力来研究技术在教育实践中的创新性应用.

    移动学习环境的设想往往是一组人通过电脑来进行协作学习. 然而, 将技术整合到教育时必须考虑 学习过程整合于日常学习这一本质特征, 这是当前和将来研究所面临的挑战。一个比较重要的观点是"一对一 "( 一人拥有一台设备 ) 的学习环境。 " 一对 一 " 的学习环境研究涉及到学习环境的设计和调查以及学习模式。在这个学习模式中 , 每个学习者至少拥有一个无线设备, 学习可以在不同的环境中如教室、户外、家、博物馆等发生。研究者已经着手研究‘一对一 " 的学习 ( 可参看网站 :http://www.g1t01.org)。

  作为通讯技术在教育中的应用, 移动学习需要提供更为丰富的意识反馈。我们能够区别出不同类型的意识, 而且能够区别过程意识和内容意识。目前主要面临的挑战是如何将情境信息在计算机环境中外显化, 其目的是帮助学习者、助手和教师等参与者做出决定。显然, 智能处理和知识表示技术将为意识和机制的实施提供基础。

  移动学习的研究热点主要集中在: 移动学习环境的扩展和情境意识研究、如何将移动学习环境整合到更为广泛的教与学的过程中、移动学习环境的支持、移动学习环境中的智能代理技术研究、移动学 习环境中的游戏设计、移动学习环境中的情绪设计和支持、移动学习环境中的实验室设计和评价以及移动学习的相关理论等。

  北京大学现代教育技术研究所崔光佐教授在其主题报告 " 数字化学习的演变: 从移动学习到教育语义网络 " 中介绍了信息技术支持的数字化学习模型。 他期望利用这一模型解释教育技术和数字化学习的一些演化, 如 : 网络学习、移动学习、泛在学习、教育意义网络等等。随着数字化学习的演化, 移动学习提供了便利的交互 , 教育语义网络提供了可供机器理解的教育资源 , 而基于本体论的模型则提供了课程内容的知识呈现模型 , 这些将改善学习内容的认知过程。除了信息技术, 与人类本身密切相关的科学近来也成为了推动教育发展的重要力量。崔光佐教授在报告中还介绍了如何在教育中应用新的信息技术并讨论了不同技术的利弊。他认为 , 整合了信息技术和人类相关科学、并形成科学的教育生态系统的新型教育技术的智能教育 (Intelligent Educadon) 将成为促进学习发展的下一代技术。

    三、网络教学支持系统和网上学习质量研究 

  关于在线讨论的研究是目前网上教学的研究热点, 不少研究者纷纷对在线讨论进行不同方面的研究。例如, 新加坡研究者在课堂学习中整合在线讨论来提高学习质量, 通过讨论, 可以提高学生的高级思维技巧、进行深度信息加工。新西兰的研究者在高级 在线讨论系统中使用多代理的方法提高学习的效果, 以提高网上学习的质量。他们设计的系统主要通过四种不同类型的代理来完成学习任务, 可以建立学生的档案、监控学生活动、提供给学生个性化的帮助, 进而自动生成重复提出的问题的答案, 还能给合适的人发送有用的信息、组织学习形成学习小组等。

  还有学者利用新技术研究如何更加有效地提高学生的创造性, 体现教育的公平性。例如, 台湾研究者使用基于网络的多媒体白板系统促进学生解决数学问题的创造性, 日本研究者开发了班级新闻照片管理 统来辅助教师客观评价学生的表现, 以确保公平性。

  四、学习环境系统的设计和开发

   学习环境的设计与开发也是目前的一个研究热点, 特别是随着各种各样移动设备的兴起, 人们越来越多地期望能够随时随地的学习。日本广岛大学的研究者们给学生创设基于网络的收音接收站的移动学习环境来学习外语, 很多人利用于机就可以收昕外语播音。

  荷兰特文特大学行为科学教育心理学系 Tonde Jong 教授在主题为 " 基于模拟的探究性学习环境设计 " 的报告中指出 : 现代学习和教学理论要求我们关注能够创造建构性、基于情境和协作学习的学习环境。报告中还介绍了基于模拟的探究学习过程和 相关问题以及如何设计有效的探究学习环境。

  探究性学习环境强调探究过程和调节过程 , 将学习置于真实的背景中, 并且有可能利用现实支持学习 , 有利于协商与合作。而模拟技术恰恰能够促进自我引导、高度自治和高度交互的学习。因此, 基于模拟的探究性学习将是一个有效的学习过程。然而,探究的过程需要得到一些支持, 软件、教师或学习同伴都可以提供所需的支持。若与更逼真的交互界面结合起来, 模拟技术将在建构性、合作性、情境性等方面促进教学。可以肯定 , 我们应当在课程中适当地使用探究学习, 在探究学习和其它学习形式之间取得一个平衡以收到一个整合的、有吸引力的、有效的学习结果。

  五、技术的应用与促进学生发展

  通过计算机来学会非言语的情感交互是非常有趣的课题, 宁波大学的研究者提出了构建能够彼此进行社会交互的虚拟人物的新方法。在他们开发的三维智能虚拟环境中, 人物之间的交互主要通过社会规范如状态信息、交互符号和交互规则进行。虚拟人物的认知结构包括四部分: 通过记忆感知虚拟环境的信息、利用各种各样的信息进行决策、通过身体 姿势和面部表情执行、通过数据库和知识进行判断,而开发虚拟现实系统主要用来辅助学习者学会非言语情感交互。

  为满足数字化学习的个性要求, 我国华中师范大学的研究者通过对原有关联挖掘规则算法的改进, 开发出富有个性的挖掘系统, 该系统能够挖掘出个性特征和学习行为模式之间的潜规则。

  日本的研究者则分析使用 BBS 系统发帖子的情感传播关系。通过调查帖子的发送者和接受者的情感影响程度, 发现若在积极的情感状态下发帖子, 情感的交互更加准确, 反之, 情感的交互将不准确 , 会引起不必要的误会。

  由此可见, 计算机技术可以有效辅助学习者进行情感交互 , 这将是未来研究的热点。

  六、多种思路促进技术在学校教学中的应用

   数字化学习已经很普遍因此调动学生学习的自主性就成为数 字化学习的关键。台湾中医大学的 研究者通过对台湾和英国学习者的学习自主性进行 调查 , 发现学生学习的自主性可以通过他们对共享‘信息有效性的理解、数字化学习平台的功能和交互的质量进行预测。换言之, 如果开发商能够注重提高数字化学习平台的质量 , 学生利用技术学习的积极 性和主动性就会提高。此外 , 他们还发现学习的自主 性与学习内容的形式有很大关系 , 也就是说如果学习内容形式多样、利用多种媒体表现学习内容 , 学生就会很感兴趣, 因此自主性就会加强。所以开发多样化、多种媒体的学习资源对于调动学习的自主性也 很重要。

  学生是主体 , 教师是主导, 教师的素质是关系到学习效果的关键。教师专业发展强调教师在专业知识和实践性知识方面的成长 , 通过与其他教师的合作研究来制定计划、实施计划并进行反思 , 逐渐建立 知识库, 从而提高教师个人的专业技能。然而, 目前 市面上开发的教师专业发展系统更多关注教师个体或者教师群体 , 很少考虑学校课程开发部门和专家 的参与。鉴于此, 台湾中央大学陈德怀教授与其合作研究者构建了基于校本课程开发的教师专业发展系 统 , 该系统通过 " 交流、合作、创造 " 的运行机制支持 教师与学校开发课程的老师或专家进行交流 , 进而 促进教师更快地成长。此外 , 他们还开发了教师专业发展的专题网站 (http://eduplans.educities.edu.tw/)。

 

    七、学校教学中利用信息技术的主要形式

   利用计算机把学习和教学过程的内容和问题通 过可视化的形式呈现将有利于学生更加快捷、直观地理解。日本广岛大学的 Tsukm 教授就把学生学习第二外语写作过程中的错误让计算机在恰当的时候通 过可视化的方法呈现 , 以便于学习者能够意识到错误并从中获益。温州大学的学者则在研究如何有效利用 语音识别系统来有效帮助学习有障碍的学生.

    网络游戏日益盛行, 吸引了许多商家投资, 正因为它的寓教于乐, 大家都认为教育游戏是促进学习的有效手段。在本次会议的专题论坛 " 教育游戏的教育学设计" 中, 来自不同国家和地区的代表交流了对游戏的看法。香港中文大学李芳乐教授认为有效的教育游戏不仅需要具备清晰的教育教学目标, 还要能唤起学习者的内在动机, 因为只有内在动机才能激发学生终身学习的精神. 除此以外, 教育游戏还需要帮助学习者进行知识的建构, 能让学生通过模拟真实情境来获得切身的体验 .

    台湾师范大学的研究者们提出使用自我调节的在线游戏来提高学生的创造性思维能力.

    综上所述, 本次大会力图为与会者提供多样化、多层面、多主题的学术交流平台。在这些丰富的交流活动中, 来自世界各国的与会者以各自独特的社会文化特征为背景, 从教育学、心理学和计算机技术的视角出发, 积极探讨了建模技术、编程技术、网络技术、可视化技术、内容与知识管理技术、同步与异步交互技术、电脑游戏技术等计算机相关技术, 在与教学有关的课题方面, 对学习模式构建、课程开发、学习活动设计、学习心理研究、学习质量评价、教学交互质量与交互界面、学科教育、跨文化的数字学习、教师培训等进行了理论研究 和应用实践层面的交流.

    本次大会就全球范围内计算机教育应用成果进行了阶段性的展示与交流。在人类社会全球化、信息 化发展的大背景下, 有关计算机及其相关技术在远程教育和面对面的教育教学环境中的应用模式、策略、质量、评价等问题, 还需要进一步的关注和更深入的实践探索。

作者:郑兰琴  《中国电化教育》2007年第3期