技术在学习中的应用美国国家教育技术计划解读.docx

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技术在学习中的应用美国国家教育技术计划解读

技术在学习中的应用——2016年美国国家教育技术计划解读

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摘要：

《迎接未来学习——重思教育技术》作为美国教育部于2016年最新发布的国家教育技术计划，从技术赋能的学习、技术赋能的教学、教育技术时代的领导力、教育技术时代的学习测评、教学生态系统建设等五个方面系统阐述了近年来教育技术的发展与应用，以及对美国中小学教育和高等教育的影响与冲击。

结合国内教育信息化发展现状和趋势，文章分析了技术赋能的学习内涵、技术赋能的学习内容、技术赋能的学习实践、消除数字鸿沟、技术赋能的学生、技术赋能的学习空间和学习技术的未来，旨在对该计划技术赋能的学习部分进行解读，并简要概括了其对国内教育信息化环境下的学习研究及其实践的启示。

引言2016年年初，旨在促进教育技术发展与应用以实现数字化时代教育变革的美国教育部下属教育技术办公室发布了第五份美国国家教育技术计划：

《迎接未来学习——重思教育技术》（FutureReadyLearning——ReimaginingtheRoleofTechnologyinEducation）。

这一计划汲取了全美教育研究专家、中小学和大学校长、一线教师、教育技术开发人员、企业家以及公益组织领导者等各界翘楚的远见卓识，制定了技术驱动的教育变革愿景和规划。

该计划所遵循的理念、原则和提供的案例，与2015年年底美国国会通过的“每个学生都成功法”（EveryStudentSucceedsAct）中的“教育技术的有效使用行动倡议”（ActivitiestoSupporttheEffectiveUseofTechnology）条款前呼后应，同时也反映了近年来美国政府、社会和学校在推动技术驱动的教育变革运动中的行动和抱负。

在2015年10月白宫发布的《美国创新新战略领域》[1]中，教育技术创新战略位列其中并成为国家战略，此外还包括先进制造、精准医疗、神经科学、智能汽车、智慧城市、清洁能源和节能技术、空间技术、高性能计算机等八大创新战略领域。

限于篇幅，本文将从以下八个方面解读技术驱动下的学习变革。

一技术赋能的学习

技术是推动学习变革的强大工具，能够促进师生关系的和谐发展与深化、改变教学方法和合作模式、缩小教育不公，并革新教学理念和实践以满足学习者的学习需求。

《迎接未来学习——重思教育技术》指出，自2010以来，全美各地、各级、各类学校在利用技术促进并变革学习方面取得了明显进展和显著成效，具体体现在以下八个方面：

①教育研究和实践已从是否应该利用技术来进行学习到如何利用技术促进学习，从而确保所有的学生都能获得高质量的学习体验[2]；②技术越来越多地应用于个性化学习，使学生能够自主选择学习什么以及如何学习，并能够自定学习进度，为终生学习奠定了基础；③学习科学研究上的进展和突破使人们更加理解如何实现有效学习，并揭示了影响学习绩效的个人和环境因素；④研究和经验改变了人们对21世纪想要取得职业和人生成功应该掌握哪些知识和技能的认识，通过教师职前培训和专业学习，教师在使用技术以促进学习绩效方面的经验和信心日益增强；⑤先进的软件技术及其应用让适应学习者需求和能力的学习评估成为现实，并能够提供实时的结果；⑥全美所有学校和教室都实现了宽带网络连接，为广泛的学习创新奠定了更加坚实的基础；⑦数字设备价格大幅下降，而功能更加强大，高品质、互动性学习工具和应用软件也成为学习必备品；⑧技术使人们重新思考学习空间的设计以适应学习者、教师、同伴或良师益友之间跨时空的新型关系。

《迎接未来学习——重思教育技术》指出，要通过技术应用促进学习者在互联互通的全球化时代背景下改善学习体验和学习绩效，实现正式和非正式学习环境下的学习，培养富有首创精神、知识渊博且品德高尚的21世纪公民。

随着全球化的深入发展，全球竞争日益加剧，因此，要想居于不败之地，取得人生和事业的成功，人们需要开辟获取知识和技能的新途径，并积极构建线下和线上人际交往环境以拓展人际交往，这一过程始于数字化时代能够随时增加或强化的知识和技能，并持续一生。

幸运的是，学习科学的进展和突破使人们更加洞悉有效学习得以发生的机制和原理[3]，并在教育技术的助力下重塑人们的学习体验和实践。

长期以来，学校是人们获取有限教育资源的主要场所，而技术的发展和广泛应用使得人们能够超越学校的界限，在全球任一角落获取几乎无限的学习资源或专业技能，并形成线下和线上学习与实践社区，这主要体现在以下六个方面：

①快速的网络连接，使得受制于预算不足或缺少计算机学科教师的学校能够提供相关在线课程以满足学生需求；②负担不起大学费用或因所处位置偏远而无法得到职业发展援助的学习者，可以学习优质在线课程或接受在线职业发展辅导；③随着移动数据获取工具和在线协作平台的发展和使用，偏远地区的学习者能够与世界上其它任何地方的同行进行合作研究；④缺少实验空间和设备等科学实验设施但具备网络连接条件的学校，可以借助网络平台提供物理、化学、生物学和解剖学等在线课程，从而使学生获得与拥有较好设施和资源的其它地区同龄人相似的学习体验；⑤进行创意写作、音乐或媒体内容制作的学生能够在线发表作品，从而有机会在全球范围内扩大读者、听众或观众群；⑥技术驱动的学习环境有助于经验不足的学习者参与专业化实践社区，并随着学习经验的增加，而逐步深入参与更加复杂的学习活动以成为实践社区里的专家成员[4]。

此外，所有学生也因此获得更多的发展机会，尤其是经济条件较差的学生能够更加公平地获取优质的学习资源和专业知识，并进行个性化学习[5]。

二技术赋能的学习内容

为保持全球竞争力并培养高素质公民，学校应致力于把21世纪所必备的知识和技能全面融入学生的学习体验过程中，即把学生的批判性思维、复杂问题解决和合作能力以及信息技术能力贯穿在课程教学中[6]。

同时，越来越多的研究成果指出了非认知能力对学习成果的重要性[7][8][9]。

非认知能力包括成功地拓展社交关系和解决日常问题等能力，也包括自我意识、控制冲动、执行能力、协同工作、关心自己和他人等能力的培养和发展。

此外，技术驱动的学习环境也能够支持教师创造更有效的混合学习机会，并重新思考学生于何时、何地，以何种方式完成学习体验的不同过程和内容。

因此，校方和教师在教学过程中要注重发展学生的自主学习能力，使之确信学习上的付出有助于其在校或未来职业发展中的成功。

互联网应用的普及和信息技术能力的增强也意味着学生要学习如何做负责任的数字化公民，因此，学校和教师需要引导并培养学生负责任地使用技术，如帮助学生掌握并遵循在线礼仪并使他们认识到其个人信息可能被非法收集、利用。

此外，作为全球化的互联网公民，要学习致力于改善全人类的生存环境，以获得学习、生活和职业上的成就感和尊严。

这些意识的培养和能力的掌握，需要学生在日常生活和学习中了解技术工具并能够对其价值和意义做出合理判断。

三技术赋能的学习实践

学习理念和原则本质上超越了特定技术范畴，然而，由于学习的发生不能直接观察，因此精心设计、审慎应用的技术能够放大并拓展学习理念和原则的成效。

学习科学研究表明，随着技术的发展和环境的变化，学习模式和学习的有效性也会随之变化，这也是《迎接未来学习——技术改变教育》在其学习建议中所指出当前教育研究人员、学习科学研究专家以及教师正齐心协力致力于学习理论的研究和发展的重点。

《迎接未来学习——重思教育技术》突出强调了技术在帮助学生掌握先进学习理念和原则以实现有效学习的价值和意义，如技术有助于学生设想不同的场景并从不同的角度思考某一问题，进行反思性学习，以调整对该问题的理解[10][11]。

此外，通过发掘学生的学习兴趣，技术也有助于唤起并保持其学习的专注程度[12]，并能够促进学习方式和学习内容的协调。

在正式或非正式学习环境下，技术改善并促进学习一般有五种方式：

①技术使个性化学习成为可能，并提高了学习的趣味性和相关性。

在一定学习目标的指引下，教师可以利用教育技术设计多样化的学习体验——写作、制作多媒体资料、开发网站、与全球各地的专业人士合作获取数据并用相应的指标测量学习成效，这些技术赋能的学习体验更能吸引学生，并使学习与其个性化需要更加相关；②技术使得学习能够以现实世界的挑战为导向，通过项目学习，利用大量不同的数字学习设备和在线资源，促进学生有效学习复杂概念和内容。

比如，学生可以在网上发布自己的研究成果，而不是写一篇只有课程老师和同班同学阅读的研究报告，从而得到全国各地研究人员和实践社区其他成员的反馈。

再比如，为写作有效的论文，学生可以通过流媒体的形式共享某一公共服务公告的起草和写作过程，从而获得观众建设性的意见；③技术使得学习不仅仅发生在教室，博物馆、图书馆以及其它校外场所都可成为学习发生的空间。

比如，全球朗诵联盟（GlobalReadAloud）发起的朗诵活动在信息和通信技术的帮助下，使得分处世界各地的学生通过诵读文学作品而形成学习型班级或社区。

尽管所有的参与者诵读的是同一本书，但对其的理解、思考和联想却因人而异，这一阅读活动有助于加深学生对作品和不同文化背景下的同学的认识和理解；④技术使得学习能够以兴趣为导向。

比如，对阅读加夫列尔·加西亚·马尔克斯原著以学习西班牙语和在旧金山湾驾驶帆船以收集风向模式数据的学生来说，他们都是按照自己的兴趣在学习。

兴趣导向的学习有助于引导学生发展终生学习的理念和习惯；⑤技术有助于缩小数字鸿沟，从而让所有学习者获得学习机会。

比如，不论身在何处，学习者都可以利用在线学习资源更新知识、技能或者获取新的资格证书。

四消除数字鸿沟

数字鸿沟原本指的是个人、学校或社区因贫困或地域偏远而缺少数字设备和网络连接[13]。

不过，随着经济的持续发展、教育投入持续增加以及个人、学校和政府对在线教育的日益重视，数字设备的购买力和宽带连接已不再是困扰。

然而，新的数字鸿沟已然产生，即利用技术进行创造、设计、建构、探索、合作的学生和只是利用技术被动阅读媒体内容的学生之间的差距日趋拉大[14][15][16][17]。

毕竟，拥有数字设备和网络连接本身并不能带来优质的、有趣的学习体验，也不能保证对学习的承诺和专注程度[18]。

因此，技术应用在促进学习的同时，也需要进行适当的干预，关注学生在学习中如何使用技术，并通过技术的发展及应用实现开放学习和学习机会的公正，否则，数字鸿沟可能会加剧而不是消除[19][20][21][22]。

五技术赋能的学生

要让技术应用成为所有学生学习过程和学习体验中的必备品，为此，学习设备软硬件都应具备系统默认的学习支持功能。

这一教学设计理念得益于建筑设计中“通用设计”概念的启发——现代公共建筑一般包括坡道、自动门和盲文标识以方便进出，同样地，教学软硬件设备也可以做到融合文本到语音、语音到文本、可变字体以及词典和快速词汇检索功能于一体从而便于所有学生的学习、使用。

支持通用设计理念在学习中的应用主要有三大原则[23][24][25]：

①信息以多种形式呈现，学生因此可通过不同方式如电子书、专门用途软件和网站、多功能阅读器等处理信息；②拓宽表达渠道，学生因此可多渠道如写作、在线概念图或语音模式等展示并表达所掌握的知识或技能；③提供多种学习模式以提高学习动机和兴趣，如针对某一技能提供多种学习活动或学习内容，并同时提供线上或线下辅导机会。

相对于传统模式下的学习，数字学习设备的应用让学习更加灵活、更易于获得全方位学习支持。

也就是说，通过应用移动学习设备、电脑和网络，学习体验更加个性化、更能满足学习需要。

此外，社交媒体工具的应用也拓展了学生和老师以及同学或同龄人之间的学习交流。

同时，通过数字工具的应用，学生得以按照个人喜好选择难易程度相当、适合自身需求的学习内容，实现知识学习和技能掌握的循序渐进、由简入繁。

六技术赋能的学习空间

技术赋能的混合学习和其它在线学习模式的日益发展，要求教师思考如何重新设计学习空间以促进数字化学习。

这些思考主要包括：

学习空间的设计和布局是否灵活，以满足技术赋能的学习模式和学习实践的需要？

学习空间是否既能满足教师进行班级整体教学的需要，又能促进一对一的个性化在线教学和研究需要？

学习空间是否兼容个人学习和协作式学习？

尤其是当基于项目的学习要求学生使用多种教学设备和工具进行协作式学习时，学习空间能否促进学生获取及时的在线资源和专家帮助？

图书馆等学习空间是否可用作实验室？

礼堂等场所是否既可用作教室，又可用作创客空间？

七学习技术的未来

尽管当前人们日益认识到教育技术的重要性，但其毕竟还处在初步发展阶段，故在未来学习中的应用还有待更大范围的实践和研究。

近年来，美国科学基金会（NSF）加大了对在线学习研究的关注和投入，并把研究重点放在新技术与学习科学研究中的新发现之间的融合上。

这些项目主要包括：

①发展游戏和模拟教学技术和实践。

游戏和模拟教学使学生可以通过使用并分析相关数据快速解决紧迫问题，而无需离开教室。

如“室内地震”（RoomQuake）教学模拟技术，当教室内模拟地震警报响起时，学生可以在教室的不同位置读取模拟地震级别，查看可能出现的震裂点或震源。

再比如，机器人辅助的语言学习（Robot-assistedLanguageLearninginEducation）让学生可以通过角色扮演与智能机器人互动交流。

辅助学生进行语言学习的机器人除了能够进行对话练习外，还具有表情和手势功能，能够消除学生学习外语时胆怯、担忧等负面情绪，从而有助于其外语学习信心和跨文化交流意识的增强。

②发展虚拟现实技术以促进学生对抽象概念的理解和掌握。

如“了解分子”项目（In-touchWithMolecules）通过制作教学用实体分子模型并在模型上置放感应装置与计算机联机，使得学生在触碰分子模型上的感应装置时，电脑屏幕上会出现各种分子结构变化或反应，从而提高学生对分子反应、结构等抽象概念或现象的理解。

③发展交互式三维成像软件技术在教学中的应用。

如通过戴上三维眼镜、手握手写笔、使用Z空间（zSpace）软件，学生能够从不同角度学习、了解地层或心脏图像。

该软件的另外一个显著特点是允许学生试错并纠错，并且教师可以根据学生的个性化学习需要改写软件程序以调整课程内容和学习目标。

Z空间软件所应用的多种技术使得学生能够在虚拟环境下应用学校购买不起的各种教学设备，从而为学生创造了更加丰富有趣的学习体验。

④发展增强现实技术，以此作为学习、研究人类环境和历史的新途径。

如在“在线学习：

变革教育体验”（Cyber-learning:

TransformingEducationEXP）项目中，研究人员正致力于研究增强现实技术在学习策略和学习过程中的应用目的和应用方式，专门设计了“概括—情景化—推理—管控—协作”（Summarizing，Contextualizing，Inferring，Monitoring，andCorroborating，SCIM-C）这一历史学科教学研究新方法，并建设了融合软硬件的教学平台以支持SCIM-C教学法。

具体而言，就是学生使用具备增强现实功能的移动学习设备以“增强”其在历史遗址学习的“现场”感，除了“现场”体验外，增强现实技术使得学生能够从不同的社会角度历时地感知其结构和功能。

目前，增强现实技术主要应用在基于探索的实地考察类学科教学中，因为历时变化分析有助于促进学生理解即使是细微的变化也可能最终导致巨变。

上述学习技术发展的实践表明，技术的广泛使用丰富并拓展了学生在现实世界中的学习体验，并使得学习超越了传统的教室和校园环境的限制。

八启示和建议

教育技术的快速发展与应用，使得学习日益呈现出数字化、个性化、社交化、碎片化、泛在化等特征，尤其是近年来慕课、微课、翻转课堂等技术驱动的变革性学习理念和教学模式的广泛实践，正深刻冲击并改变着传统的学习理念、学习模式、学习手段、学习方法和学习内容。

同时，传统的学校日益成为探索和发明的孵化器，以及教师和学生相互合作、共同学习并不断更新自身知识和技能的开放空间。

当然，要充分实现教育技术在我国教育体系中的效益、提供真实的学习经验，教师必须在实践中有效地运用技术。

此外，全社会利益相关者也应共同努力，致力于开发体现技术力量、学习科学设计原则和理念的学习资源，创造体现开放和公平的学习生态，让随时随地学习成为可能；整合正式学习、非正式学习、混合学习和远程学习，提升学习绩效；发展适合数字化时代学习者的学习资源和学习绩效评估标准，以学习资源的开放性和学习体验的公平性为标准，帮助教师选择并评价学习资源，从而实现技术赋能的学习在最大程度上促进学习绩效的改善。

本文编辑：

慕编组成员（Lee）

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