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【深度解读 | 智慧教育】年度教育信息化5项关键技术

每到年末,教育技术平台都会总结这一年教育与技术结合的一些变化。每一次我们都会选择一个稍微浪漫一点的词语。

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2013年,教育“偶遇”技术

2014年,教育“相逢”技术

2015年,教育“邂逅”技术

2016年,教育“非线性”交织技术

【本文选取于《2016年指南针报告》第二章,报告全文可在公众号回复“2016指南针”获取】

五项关键技术之于教育的应用策略与挑战

应用策略及面临挑战

回顾2016,展望2017,我们在扑面而来的技术之中选择最核心的关键点,构成了本年度的五项关键技术,并对这五项关键技术在不同群体之间的应用策略进行介绍,从而让我们一起面临新的挑战。

20世纪历史学家汤恩比(Toynbee)通过研究历史上的诸多文明与国度发现:“文明的诞生来源于成功地回应了世界变化的挑战。”而从工业革命以来所形成的学校教育同样是回应大规模生产对人才需求的挑战。如今我们面临着信息时代,甚至未来的人工智能时代,当然需要寻找新的回应挑战的方式。

本年度五项关键技术分别是:

  • 智能终端
  • 应用程序
  • 创客工具
  • 学习分析
  • 社交工具

它们各自在学校、教师、学生、企业以及社会群体中所具有的不同应用策略,面临着制度创设与空间重构、教学设计与教师协作、综合思维与创新文化、个性服务与信任关系、认知冲突与终身学习的诸多挑战。如下图所示:

 

TOP5:社交工具

社交工具是指一系列互联网和移动互联网环境下的交流协作工具。典型的社交工具包括:微信、QQ、微博。

在过去的3年内,微信这款社交工具让教育信息化在社会化层面上大幅提升。无论体质内外,学校内外,所有人在平台层面上其实有了一个共同的、免费的、移动化的社交平台。另外,包含在微信中的微信群组、微信公众平台,甚至简单申请即可实现的学校版微信校园,实现了更多学校信息化的最底层

这个最底层的提升直接让大多数学校有了沟通发布的平台,交流协作的平台,家校互动平台,甚至行政管理平台,选课排课平台,教学互动平台

于此同时,社交工具在整个社会层面上也在改变着更多人的学习方式。

社交工具的应用策略是社群学习。著名经济评论人吴晓波对社群经济有这样一个论述——社群经济=价值观+内容+连接。而我们可以试着给出社群学习一个简明的论述——社群学习=价值观+认知冲突+连接。加入社群肯定会在一定程度上认同该社群显性和隐形的价值观,通过连接的多种方式与社群产生关联,进而学习的过程就是一个不断产生认知冲突,从而认知升级的过程

2016年社群学习开展得如火如荼,各种各样的微信社群小组开展着各种形式的分享,包括直播课、语音+图片分享、打卡等等,还有各类网红带领的学习社群,有吴晓波频道,罗辑思维频道等等。

值得一提的是由罗辑思维创建的“得到”应用程序,通过各种“个人鲜明特质”的专栏订阅方式,仅2016年下半年订阅总量就达到8千多万元。在版权泛滥,知识廉价的中国市场,竟然可以诞生这样的知识服务付费的方式;在不为考试,不为应试的学习场景,竟然可以产生如此强烈的学习诉求的群体;这不由得让我们思考社群学习对于学习者的刺激作用、以及便捷的可供拓展的学习空间。

有分析表明,之所以2016年社群学习出现了“知识变现”现象,来源于中国大面积中产阶级焦虑,急需各种各样的方式充电学习。这其实是好事,有焦虑又有解决问题的途径,静下心来为自己投资何尝不好。每个人投资一些,集聚起来的钱又很好地支持了知识分享者。什么时候,我们的中小学学生,大学生也会跳出既定的课程框架,考试评价,开始为自己渴求的知识焦虑呢?又何尝不是另一个现象。

虽然认知冲突被看成是社群学习的组成部分,但是社会化大众如此大规模的自由结盟的学习方式已经面临着进一步“认知冲突和终身学习”的挑战。在不同价值观所持有的认知起了冲突之时,学习者是否足够避免偏见呢?当认知冲突过大的时候,学习者能否克服困难继续持久的学习呢?社群学习带来的三分钟热度,是否能够转变为可持续性的行动改变呢?而这样一种学习方式,是否能够进一步促成终身学习的良好习惯呢?

2016年,我们看到了人们利用碎片化时间的学习从无序、随意、甚至是消遣;渐渐因为加入社群,开展学习,变得持续、规律、甚至知行合一。这是如此可喜的现象,虽还是星星之火,但却可以燎原。

TOP4:智能终端

智能终端包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑等设备终端。无论老师还是学生,智能终端的拥有量在过去几年里大幅上升,几乎人人都有。

有一次在市区教师培训中,我询问到场的来自各所学校的教师:“大家有智能手机的请举手?”全部老师都举手了。“智能手机带在身旁的请举手?”老师们觉得很好玩,心里估计在想,为什么智能手机不带在身旁呢?全部老师都举手了。紧接着,我又问了一个问题“你们的学校允许你们的学生带智能手机来学校,用于学习的请举手?”结果,竟然没有人举手。于是,大家若有所思。

学校显然有意识地将学生隔绝在一个没有人手一个智能终端的世界里。无论我们找再多的理由,甚至包括孩子们自控能力不行,手机会用于打游戏,会影响学习等等,但是学生们未来始终是要面对这样一个世界,更何况智能手机本身就是一个绝好的学习工具呢?教育不是隔离,而是引导行为、激发潜能。

2016年,学校能否允许学生带智能手机,仍然没有在全国层面上达成共识。但是,有越来越多的学校正在大胆探索,先试先行。甚至不少学校已经探索了几个年头,影响与变化都已留在学生成长的经历里。

面对智能终端,学校主体的应用策略是自带设备(BYOD——Bring Your Own Device)。允许学生们采用携带自己的智能终端设备的方式,参与到学校内外的教学学习活动中来。这样的应用策略虽然面临着新进变量的挑战,但是却最直接最有效地带来信息化常态化应用的基础环境,让师生在同一个不再被隔离分割的世界里一起学习。

于此同时,自带设备也将面临“制度创设和空间重构”的挑战。学校需要为自带设备带来的人手一终端的新环境制定一些引导性制度。这些制度一开始只是一些共同的规则,需要大家一起遵守。比如:课堂上智能终端保持静音状态,避免发出响声干扰同学。保证自己在课堂上使用智能终端为了学习。

制度的设计与约定的遵守是保障。更进一步,由于有了智能终端,这就意味着学校内的任何一个角落都更有可能成为学生随时随地学习的场所在学习空间设计上需要从教室外延到走廊,操场,甚至是食堂,过道。要让学生们可以随时随地连上无线网络,并找到各种各样不同的环境开展学习。可能是一块舒适的沙发,可能是一个稍微半封闭的座椅,可能是一桌可供多人讨论的空间,可能是一个可以方便投影的大屏幕。

慢慢地,这些制度创设和空间重构的挑战将会进一步促进学校活动设计、课程设计和组织设计。而这些变化不会变得空穴来风,而会因为师生之间的真实变化而带来更多改变机遇。

TOP3:应用程序

应用程序是指在智能手机和平板电脑端的运行软件。应用程序,又称之为APP,在过去几年里迅猛发展,如今已有大量收费和免费的应用程序,它们共同构成了一个丰富可应用的教育资源库。

一线教师可以更为灵活地运用应用程序,不仅可以节约大量制作课件的时间,还可以通过不同的应用程序展开更为丰富的教学设计。值得注意的是,应用程序并不太需要教师自己设计,或根据学校或区域的想法订制开发,大量实践表明定制类开发一个满足少数群体脑海里想象的应用程序与经费投入所获得的教育效益不成比例——极低。一线教师只需要运用应用程序即可,当然用得好还真不容易。

应用程序在实践中的应用策略是重新混合。我们不能被一个应用程序绑定,不能因为有了这个应用程序才上这一课,这有点本末倒置。同样也不能因为课文里有某一篇文章才上这一课,这同样也是如此。这是教师容易陷入照本宣科,变成简单教书匠的“陷阱”。大部分教师在选择应用程序的时候往往会无所适从,其实应用程序虽多但只要稍微一分类,再跟进需求就可以合理应用,各取所需了。

应用程序在教学过程中大体可以分为三类:

(1)独立整合资源类。

(2)垂直细分平台类。

(3)特定探索工具类。

(1)独立整合资源类

独立整合资源类的应用程序,往往非常独立,针对整个学科或领域的主干知识体系或是跨学科专题进行系统整合。整合,让我们直接使用该类型的应用程序之时,看到了更多关联。独立,让我们看到了这个应用程序背后对于该知识体系的主张。

比如,APP:元素。(用多个角度呈现每一个元素的电子结构,生活中的运用,实验中的特性等等。就是一张动态的互动的化学元素周期表。)

APP:人体探秘。(用动态互动的方式呈现人体的骨骼组织,神经网络,消化系统,呼吸系统,血液循环系统等等。)

APP:美的历程。(系统呈现了欧洲艺术的不同风格和形式,从国际哥特式、文艺复兴、国际巴洛克、到洛可可、新古典主义、浪漫主义、现实主义、印象派。)

APP:UniversalZoom。(探究大小比例专题,从电子到宇宙,分别以怎样的尺度关联。)等等

(2)垂直细分平台类

有很多平台大而全成为了社交的主要平台。像微信这样的平台非常全面地覆盖着生活、工作和学习,把微信运用到教学和学习过程中非常便利。于此同时,细分平台的综合使用会更好地迎合某一阶段的学习需求,社区有效地引导了群体的聚合,对于学习是一种陪伴,对于教师群体不断提升也提供了路径。

比如:

APP:“英语魔方秀”(可以和小伙们一起配音演大片。选择需要的电影片段进行配音,以作品的方式分享出来。)

APP:“荔枝FM”、“喜马拉雅”“啪啪”都是非常方便的分享系列音频的平台。特别是荔枝FM可以让学习者享开创个人电台的感觉,定期分享自己的学习作品。可以是英文小主播,可以是中文故事频道,可以是生活发现分享等等。

类似于这样的平台还有很多,比如“123D Design”分享三维作品模型、“黄油相机”分享图文艺术混排社区、“Show me”分享讲解视频社区、“网易云课堂”分享课程社区。这些垂直平台有助于学习者沉浸在平台内,专属领域中分享和协同

(3)特定探索工具类

这一类APP看上去非常独特,像一个个开拓思维的“小扳手”。用另一个角度切入,在奇妙地体验中探索,并且让一开始的创造来得更有成就感。特别适合开拓学习者的思路,哪些没有定论的方案,没有标准答案的问题会被更多地激活。

APP:太空。这个和以往很多模拟星际星球的APP不同,这个APP干脆给你一个空白的宇宙,你自己去创造吧。看你要放红矮星,还是黄矮星,要放类地行星还是彗星,甚至放个黑洞也可以。完全不受限制,却满是科学猜想与现有科学定理的规律。APP:ForceEffect。提供了一个探索机械结构的工具,可以进行再设计,包括定义杆杠,齿轮等。APP:Minecraft。一个完全可以用小积木拼起来的世界。还有如:“Drummer”用来混合多种乐器的节拍器。“Pottery”模拟陶艺作品制作。“万能机器”创建各种传感器之前的连接与信号处理。“Play Physics”研究视频中物件运动的分析。“Volumize”测算图像中体积与面积。“Relax”混合108种声音创建场景音乐。“Explain Everythings”快速制作一边笔画一边配音的微视频。“Popplet”适合儿童的思维导图绘制工具。“定格动画工作室”可以快捷地创建各种定格动画作品。

重新混合的应用策略将三类不同的应用程序有机组合。而这方面教师面临着新的挑战与机遇是“教学设计与教师协作”

在技术的总体趋势分析中,我们提及了成熟度最高的技术集中在“连接技术”。教师群体不仅可以运用应用程序更加灵活地整合资源,设计教学;于此同时,一个教师如何更好地与更广泛的教师群体展开协作同样是一个不容忽视的挑战。

教师可以通过各类垂直平台发布自己的主张,无论是大而全的微信公众平台,还是小而美的各类专属平台(比如:知乎、豆瓣、喜马拉雅),持久性地表达是后续与更多教师建立协作的前提基础。基于互联网的合作,信任度往往取决于长期以来你的分享辨识度和影响力。所有教师都面临着更为广阔的协作空间。

TOP2:创客工具

创客一词来自英文单词Maker。首次提出Web2.0概念的戴尔多尔蒂(Dale Dougherty)将那些愿意通过动手实践,努力将各种不一样的想法变成现实的群体称为“创客”。

《连线》(WIRED)杂志前主编克里斯·安德森在《创客:新工业革命》(Makers: The New Industrial Revolution)一书中,将创客描述为:“首先,他们运用数字化工具,在屏幕上进行设计,并越来越多地用多种制造工具设计产品;其次,他们同时也是互联网的新一代,因而会本能地通过互联网分享各自的创意成果,将互联网文化与合作精神带入到整个制造的过程中,他们一起联手创造着DIY的未来,其规模之大前所未有。”

2016年我们看到很多教师积极主动地投入到创客教育之中,他们天南地北,彼此相连。我们更看到了学生们运用各种各样创客工具开展各种创意设计。我们把创客工具列入本年度和未来值得关注的关键技术,并不因为现状的重要性,而是未来的可能性。

创客工具,既有数字化的工具,包括三维打印、激光切割机、单片机、开源电路、电子模块等,也有各自各样非数字化的工具。新的数字化工具让创造的边界大幅提升,让业余爱好更有机会接近专业探索,让学习的初步体验美好而又成就满满。

在这个过程中,对于学生来说最主要的应用策略是创造赋值。学生们可以运用创客工具,在制造产品中不断赋值,并可以采取相互购买作品的方式激励创造。学习将是一个充满创造性的过程,学习者的角色从知识的接受者与消费者,转变成有更多机会成为知识的发现者和创造者。也只有让学习更多地发生在跨学科的创造过程中,才会对知识的特性具有生动而深刻的理解

整个过程中面临着新的挑战与机遇是“综合思维与创新文化”。2016年,STEM教育也被广泛提及。STEM是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics)这四门学科首字母缩写的组合。

STEM并非四门学科的简单叠加,而是一个多学科交叉融合的新整体。STEM教育强调跨学科解决真实情景的问题,培养学生们的综合思维方式。跨学科学习并非不需要学科学习,而是一种融合的视角。脱离了深度和广度的已有学科视角,跨学科的问题探究和主题学习将留于表面和形式,将无法深入到问题本质,而只是浅尝辄止地提及主题与多个学科的关联。因而,如何让学生们通过广义创客工具的使用,在学习的过程中积极创造,形成一种新的创新习惯和创新文化将是不小的挑战

TOP1:学习分析

美国新媒体联盟近些年发布的地平线报告中,“学习分析”总是中长期技术预测的常客。虽然每一次不一定都出现“学习分析”这个技术名词,而是以自适应技术、大数据分析、学习诊断技术等名词出现,但是足可以发现其关键地位和重要性。我们将学习分析技术列入到五个关键技术之中,并将其执行主体指向企业。因为,学习分析并不是单独学校和区域所能完成的系统性工程,其内在的算法分析,数据结构正在变得越来越复杂

所谓学习分析,是指根据学习者在整个学习系统中每一步的使用情况,给予分析判断和评估,并及时地反馈,个性化地进行推送和策略调整。例如, 一位学生在理解一篇有关“嫦娥一号”的文章时耗时颇多,那么学习分析检测,并触发自适应系统算法,为该学生推荐更多相关的学习资源,以便他更好地理解。

学习分析的应用策略首先是平台战略。只有在一个完整的平台内不断累积收据,才能让原本抽象的学习个体和模糊的学习群体变得更加清晰精准。

细分领域的学习技术需要不断深耕完善。

例如:可汗学院(www.khanacademy.org)中的数学学习系统,正在从简单的线性推断分析与推送,发展到多维度的综合诊断与个性化反馈。

值得一提的是我国的“流利说”应用程序,运用语音识别技术,自动判断用户英语语音标准,并对学习者提出针对性建议。在这个过程中积累大量用户语音库,并逐步通过学习分析技术,进一步提高更多自动化反馈。另外,“学霸君”应用程序,通过图像识别技术,采用摄像头拍照捕捉题目图像,而后识别题目给出分步骤阶段和分知识点帮助。随着系统的不断精进成熟,其学习分析的能力将越来越强。

在这一方面需要面临“个性服务与信任关系”的挑战。学习者越来越愿意牺牲自己的隐私,换取更多个性化服务。个性化服务将改变着我们的习惯,我们也融入更多模式化学习的框架之中,否则不被个性服务识别的少数行为将与之格格不入。这是一对充满矛盾的挑战。

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