改变美国教育 技术使学习更强大《 教育技术规划》 解读.docx

1、改变美国教育 技术使学习更强大 教育技术规划 解读改变美国教育:技术使学习更强大2010教育技术规划解读梁林梅 (南京大学教育研究院,江苏南京210093)【摘要】2010年3月美国教育部教育技术办公室发布了2010教育技术规划草案。新规划的制定充分吸收和借鉴了学习科学与信息技术的新成果,基于美国公立教育系统所面临的困惑与问题,明确提出要借助于最前沿的信息技术对K-16公立教育系统进行整体性变革。规划共包含了学习、评估、教学、基础设施、生产力和研发六大部分,规划中强调了要创建21世纪的学习模型,要通过建设“学习基础设施”及教师的“联结性教学”来促进学生的学习,要整合、共享教育系统中的所有数据以

2、改进学生的学习结果和教育者的决策水平,最根本和重要的是要提高整个教育系统的生产力。【关键词】美国;K-16教育系统; 2010教育技术规划;信息技术;学习科学;整体变革美国教育部教育技术办公室(Office ofEducationalTech-nology)继2004年的教育技术规划之后,于2009年春季启动了新一轮的教育技术规划行动,并在2010年3月5日发布了2010教育技术规划(NETP) (以下简称规划)的草案,新规划的题目为改变美国教育:技术使学习更强大(TransformingAmerican Education: Learning Powered by Tech-nology)(

3、Office ofEducationalTechnology, 2010)。参加此次规划的专家分别来自政府部门、大学、中小学商业企业等多个领域,共由15位核心成员组成,其中包括美国国家科学基金会(NSF)赛博基础设施(Cyberinfrastructure)项目主席、密西根大学的DanielE. Atkins教授,著名学习科学家、前施乐公司首席科学家、施乐公司帕雷奥托(Palo Alto)研究中心(PARC)主任John Seely Brown博士,著名学习科学家、斯坦福大学Roy Pea教授,哈佛大学ChrisDede教授,白宫科学与技术政策办公室首席技术官Aneesh Chopra,Akr

4、on公立学校系统的John Bennett等。此次规划涵盖了美国K-16公立教育系统的六大领域:学习、评估、教学、基础设施、生产力和研发,规划之目的在于引发整个美国教育系统的整体性变革,而不再是细枝末节式的修修补补。该规划将引领未来五年美国的整个K-16公立教育系统发生如下转变:明确所追求的结果;协作起来,重新设计整个美国教育系统的结构和过程,以提高其效率、效果和灵活性;持续地对教育系统的绩效进行监督和测量;对教育系统变革每一阶段的进步和结果承担责任。规划强调,新的教育系统将借助最前沿的信息技术为学习者提供丰富而强大的学习经验,使他们能够全身心(智力的、社会的、情感的)地投入学习;使目前信息工

5、厂式的学校转变为探索和创新的孵化器;并使教育者从拥有、传递信息的专业人员变成学生学习、新知识探索及持续技能获取的协作者。规划制定的背景及主要原因分析1全球经济竞争的加剧及美国公立教育系统的现状纵观美国目前的K-16公立教育系统,仍然存在着如下重要问题急需解决:1)高中生的辍学率仍然保持在24%。2)有近五千所中小学的状况一年不如一年,有近二千所薄弱高中占据了近半数的辍学名额和近四分之三的少数民族辍学学生。3)对于那些有幸能够从高中顺利毕业的学生而言,有近三分之一的毕业生并没有为其未来的高中后教育做好充分的学术准备,致使众多的社区学院或大学不得不投入宝贵的时间和资源为他们补习。4)目前仅有39%

6、的年轻人能够顺利从大学毕业(包括社区学院在内),并且在高等教育的入学机会方面存在着不平衡:白人学生为69%,拉丁美洲裔学生为58%,而黑人学生仅为56%。5)对于未来六年内的就业或职业需求而言,有研究者预测将有近四成的工作岗位需要继续教育或培训。另外,对于那些快速变化的职业领域而言,对学士学位的需求已是不可避免。6)就教师的职业现状业而言,在从业的前五年内就有近半数教师转行从事其他职业(其中包括许多优秀教师)。教育部长Arne Duncan认为,当前美国的公立教育系统已处于经济上无法维持、道义上无法接受的窘境。为此,奥巴马政府提出了美国2020年教育发展的两大宏伟目标:大学生的毕业率将从目前的

7、39%提高到60%;缩小所有中小学生之间的学业成就差距,为其大学或职场的成功做好充足的准备。近年来信息技术的迅猛发展为上述教育问题的解决和教育目标的实现提供了希望与可能,如何借助信息技术降低公立教育系统的成本、提高其整体性的成本-效益和生产力,如何利用信息技术改善学生的学业成就、提高学生的毕业率,如何在技术支持下促进教师的专业发展等就成为此次教育技术规划的重要战略议题。2公立教育系统内部的先行探索虽然与那些信息技术已深入应用的行业(比如商业企业、军事国防、新闻娱乐等)相比,信息技术变革整个教育系统的步伐仍然显得有些犹豫而迟缓,但许多学校已经在进行着局部的探索性实践,并取得了初步的成功,现列举规

8、划中提及的三个案例如下: 1992年Swarthmore学院创建了一个服务于中小学数学教师“联结性教学”(Connected Teaching)的在线社区“数学论坛”, 1996年由Drexel大学教育学院管理至今,每个月的访问量有200至300万。该网络社区为教师提供了各种数学工具、教案及各类教学资源,还为教师的网上研讨提供了便捷的平台,该社区吸引了众多专家、家长和学生的广泛参与; 1995年W inona中学启动了基于网络的“文化历史项目”,学生在对本地历史、文化进行实地考察和研究的基础上,创建了影响广泛的“W inona历史文化网站”;由Worcester科技学院和卡内基梅隆大学设计和开

9、发的、用于支持8年级学生数学学习的、基于网络的导师系统ASSIST-ment已成功应用于Worcester县公立中小学系统的数学教学实践,该系统不但能够指导学生学习和掌握基本的数学概念,还能够对学生的学习过程进行评价。3信息技术的发展为教育系统整体性变革提供了可能规划指出,在过去的40年里计算机和通讯技术以惊人的速度向前迈进。在今天的美国,对于大部分学生和教师而言,都可以很容易地获取价格低廉的互联网设施和简单易用的数字著作工具,可以通过万维网很方便地获得各类信息和多媒体学习内容,还可以借助于网络上的多种工具进行随时随地的交流与协作。规划认为,过去信息技术在教育系统中的应用基本上还停留在细枝末节

10、式的修修补补,并没有充分发挥信息技术的巨大潜力和作用,而信息技术在其他行业应用和实践的经验已充分证明:只有当信息技术引发了组织在结构、流程等层面的深层次、系统化、整体性变革时,才能够获得最大的收益和成效。主要内容概述本文将此次新一轮教育技术规划的内容概括为两大支柱、八个假设、五大目标和四大挑战。(一) 两大支柱与八个假设1新规划基于两大重要支柱:信息技术和学习科学规划中多次同时出现了技术和学习科学这对术语,规划认为,学习科学最新研究所揭示的关于人是如何学习的理论为新规划提供了重要的理论基础,而信息技术的不断创新和发展为教育系统的整体性变革提供了现实的支撑与可能。信息技术目前已成为人们工作和生活

11、中不可或缺的重要组成部分,充分利用信息技术为学习者提供更有吸引力、更强大的学习经验,提供更加丰富、个性化的学习内容与学习资源,提供更加真实、有意义、持续而整合的学习评估已成为可能。因此,设计、开发和实施基于信息技术的整合性学习系统和评估系统将是未来五年内美国教育系统改革的重要任务。另一方面,学习科学(包括认知科学、神经科学、教育学和社会科学)的最新进展向人们揭示了关于人类学习的三个相互联结的方面,即事实性知识(学什么)、程序性知识(如何学)和动机性参与(为什么学),神经科学证明了这三类学习分别受控于三个不同的脑系统;而社会科学的研究则发现人类的专长(expertise)正是这三类学习的有机整合

12、。学习科学的研究认为,信息技术可以在事实性知识的学习中发挥如下作用:一是借助于丰富的多媒体形式表征信息;二是借助于交互工具促进事实性知识之间的联结。对于程序性知识的学习而言,信息技术的作用如下:为学习者的学习过程提供支架;为学习者提供多样化的沟通、交流工具;促进在线社区的形成和发展。对于动机性参与而言,信息技术可以吸引学习者的注意力、激发学习的动机;维持学习者的动机;有助于促使学生成为积极的终身学习者。2对21世纪理想教育系统的八个假设为了对21世纪的新型教育系统进行重新设计,本次规划首先提出了如下八个假设:1)当前教育系统的最大失败之处在于不能够为学生提供充足的参与机会。2)学习科学及教育研

13、究的相关成果已使人们关于学生应该学习什么、应该如何学习的传统假设发生了根本性的变化,因此教育系统为学生提供的学习经验也应该随之发生相应的变化。3)当前的教育系统在对学生的学习进行评估时过多地注重学习结束后事实性知识的掌握,而没有关注学生在学习过程中即时学习的反馈与改进。4)现行教育系统的各个部分都只是在孤立、分散地收集学生的各类数据,并没有将所有数据整合起来,为教育系统各个层次的决策者(教育者个体、中小学、学区、州政府、联邦政府)改进整个教育系统提供服务。5)学生的学习结果依赖于有效的教学,现行的教育系统需要拓宽其对教学的认识,有效的教学需要教育者群体的通力合作,这些教育者应该借助于信息技术提

14、供的资源及工具开展跨时空协作,以增强人类的潜能。6)为了能够给所有学习者提供丰富的学习经验和随时36随地的学习资源,现行教育系统必须采用最前沿的信息技术,同时还需要专业人员、过程及工具的保证。7)教育系统应该向商业、企业领域学习,以信息技术促进学习结果的持续改进,从而提高整个教育系统的生产力。8)正如在医疗健康、能源和国防领域那样,联邦政府应加大对高端教育研发的投入,并承担起协调者的角色,以促进信息技术在教育中的成功应用。(二)五大目标及相应解决方案1学习领域:创建21世纪的学习模型目标陈述:使所有学习者无论在校内外都能够获得丰富而强大的学习经验,使他们成为全球化网络社会中主动的、具有创造性的

15、、知识渊博的、具有道德责任的参与者。为了实现以上目标,规划提出了如下解决方案:重新修订或创建各知识领域能够反映21世纪专业需求的,同时能够充分利用信息技术改善学习的、所有学生必需掌握的学习标准及具体目标;开发和应用学习科学设计原则指导下的、基于技术的学习资源;开发和应用技术支持的、能使学习者随时随地使用的学习资源;充分利用信息技术及学习科学的最新成果,促进学生在科学、技术、工程和数学(STEM)领域的学习,开发和探索新的促进所有学习者能够在STEM学习领域获得成功的方法。2评估领域:测量所有的相关事宜目标陈述:美国K-16公立教育系统中的所有成员都应该充分利用信息技术对相关对象进行测量,并能够

16、有效使用评估所得数据促进教育系统的持续改进。规划中首先指出了现行评估中存在的问题,即大多只是在学习结束后评价学生对事实的掌握,而很少评价学生的思维过程,不太注重对学生学习数据的收集、挖掘及有效利用,也不太注重基于数据的决策,更没有充分发挥信息技术的作用与优势。未来五年内美国的公立教育系统在评估领域需要开展如下行动:设计、开发和应用那些能够为学生、教育者及教育系统的其他利益相关者提供关于学生学习的及时反馈的评估,以改善学习的成就和教学实践;提高教育者和教育机构借助于信息技术对评估的材料和过程进行改进的能力,无论是对于总结性评价还是对于形成性评价而言;研究和探索如何将游戏技术、模拟、协作环境及虚拟

17、世界应用于评估,以提高学习者的参与程度和动机,并对学习标准中要求的、学习者需要掌握的复杂技能和学业成就进行评估;对已有的实践、政策和法规进行修订,确保在对隐私和信息进行保护的同时,能够收集和共享学生的学习数据,以促进教育系统的持续改进。3教学领域:通过“联结性教学”促进学习目标陈述:应该借助于信息技术为专业的教育者提供个性化及团队支持,使他们能够随时获得各类数据、内容、资源、专家支持及学习经验,从而帮助和激励他们为所有学习者提供更有效的教学。规划指出,现行教育系统中教师的教学大多是以个体为基础孤立进行的,教师个体很少有机会与其他教师、与外部的专家进行交互。另外,现行的教育系统没有为教师提供便捷

18、的技术工具和充足的资源。为此,教育系统需要采取如下行动:设计、开发和应用基于技术的学习内容、学习资源及在线学习社区,为教育者提供协作的机会,吸引更多的年轻人从事教育行业,并设法留住现有教育系统中的优秀人才;为职前及职后的教育者提供基于技术的学习经验,缩小教师和学生之间信息技术能力的差距,促进信息技术在学习、评估及教学实践中的应用;借助信息技术改变职前教师、在职教师及教育领导者的学习现状,创建涵盖各中小学、职前教育机构、在职教育培训机构及专业发展机构的“教师终身发展学习网络”;借助于信息技术为教师提供最有效的、多样化的教学和学习资源;尽快开发在线教学标准。4基础设施领域:促进学习的“人、过程和信

19、息技术”目标陈述:确保所有学习者和教育者都能够在需要的时候随时随地使用广泛的学习基础设施。规划认为,虽然信息技术已经在教育系统中得到了广泛的应用,但学习型社会的发展需要在未来五年内为所有学生和教育者创建一个链接教室、实验室、图书馆、博物馆、工作场所及家庭的广泛的“学习基础设施”。学习基础设施的创建将基于国家科学基金会已建设的“赛博”基础设施项目,除了宽带链接、服务器、软件、管理系统、行政管理工具之外,还包含人、过程、学习资源、政策、可持续改进模型等内容。为了建设学习基础设施,需要采取以下行动:确保学生和教育者能够拥有充足的网络带宽,并确保他们无论在校内外都能够畅通无阻地使用无线网络;确保每一位

20、学生及教育者都至少拥有一套互联网链接设备、软件及相应资源,使他们无论在校内外都能够借助于网络进行研究、交流、多媒体内容的制作及协作;应充分利用已有的开放教育资源(OER)为学习者提供创新、创造的机会,并推动和促进新的基于技术的学习工具及课程的开发和使用;应在各州或地方成立专门的用于推动学习基础设施建设的机构;通过明确界定技术应用的概念、目标及标准等方式,确保信息技术在各州及学区内的有意义应用。5教育生产力:在对成本进行管理的同时提高学习结果目标陈述:将对各个层次教育系统的过程和结构进行重新设计,充分发挥信息技术的优势使教育系统在时间、资金和人力等方面得到有效利用,从而改善学习的结果。在过去的3

21、0年间,美国基础教育领域在每一位学生身上的投入增长了70%,而学生的学习结果却没有得到相应提高;在高等教育领域,学费逐年上涨,但只有21%的收入用于教学,同时大学生的毕业率却没有任何提高。21世纪教育系统的变革需要大量的资金投入,在全球经济危机的大背景下,各州的财政税收都面临着缩减的危机,因此更应该谨慎而明智地花费每一美元,并借助于信息技术提高教育系统的37财政绩效。为此,教育系统需要采取如下行动:在对教育系统教育生产力的理解和认识、在学习结果和教育成本的有意义测量方面达成基本的共识;改进教育系统的政策,并借助于信息技术管理教育系统的成本;支持和资助对于教育内容、学习数据及财政数据互操作标准的

22、开发与应用,以促进数据的收集、共享和分析,从而提高教育系统中各层次教育决策的水平;重新对教育系统中那些阻碍信息技术促进学习的基本假设进行反思,尤其要从当前教育系统中习以为常的班级、课堂教学制度开始;设计、实施并评估那些技术支持的项目或措施,以确保学生在美国的公立教育系统中不断进步,并为未来的工作和生活做好准备。(二) 四个重大研发挑战新型教育系统的设计、开发和实施需要学习科学、信息技术和教育领域的共同努力。2008年通过的高等教育法促成了国家高级信息和数字技术研究中心(National CenterforResearch in Advanced Information and DigitalT

23、echnologies,又称作DigitalPromise)的成立。该中心归属于美国教育部,主要负责协调各方力量共同对美国教育领域的一些重大问题进行研发攻关。Digital Promise提出了确保新的教育技术规划成功的四个重大研发挑战:1)为了能够使所有学习者的学习实现最优化,需要设计并验证这样一个整合系统:该系统能够为不同的学习者提供不同难度的实时学习经验支持,并具备自我改进的特性,使之能够在和学习者的交互过程中变得更加有效。规划指出,当前教育系统领域已不同程度地开发和应用了多种不同功能和作用的系统,它们或者能够为学习者提供学习指导,或者能够个性化地推荐学习资源,或者能够对学生的学习过程进

24、行管理。这些系统目前都是独立运行的,如何设计和开发出能够执行所有功能的整合系统是未来研发需要攻克的难关,该整合系统将具备如下具体功能:能够为不同的学习者发现适当的学习资源;能够根据学习者的年龄、语言、阅读能力及先前知识配置最适当的资源表征与表述;基于所配置的学习资源,为学习者选择适当的学习路径及学习支架。2)需要设计并验证这样一个整合系统:该系统能够准确、可靠、符合成本-效益地对21世纪各学科的复杂技能和能力进行评估。规划认为,当前教育系统中常用的客观多重选择题式的测量方式远远无法满足未来教育系统对评估的需求,技术的发展将为以下评估提供可能:自动地依照特定的标准或需求对学生的能力进行分析,包括

25、复杂的探究、推理、设计和沟通能力;设定能够提供特定证据的评价任务或情境;管理满足21世纪能力要求的复杂评估任务;基于对学习者的评估结果,开发和应用能够可靠地推导出学习者能力的规则和统计模型。 3)未来的教育系统还需要设计并验证这样一个整合方法:该方法将能够依据不同的目的,在多个学习平台或数据系统之间能够符合成本-效益地、实时地捕捉、聚合、挖掘和共享内容、学习数据与财政数据。为了能够实现规划中所提出的系列目标,无论是学习者、家长、教师还是学校或学区的管理者、各州及联邦政府的决策者,都需要及时获取相关的学习、教学或财政数据,以便进行正确的决策。数据的共享和整合已经在教育之外的其他领域得以实现,比如

26、医疗健康、远程通讯、财政系统等,当前教育系统中的这些数据都分散在不同部门的不同系统之中,如何能够跨地区、跨平台将之整合、共享,是未来教育系统研发领域需要解决的另一个重要问题。为了实现上述目标,就需要开展以下研发工作:表征学习和财政数据的数据格式;发现和交换数据的服务;服务的数据安全标准;必须共同遵守的服务实施的规格、测试工具和参照。4)还需要设计并验证这样一个能够有效、高效地对在线学习系统进行设计的原则,这一原则还将确保能够和离线教学有机结合,以优于传统的教学系统。总结和分析纵观整个规划,可以感觉到除了“学习科学”和“技术”之外,以下几组关键词反复在规划中出现:学习经验、链接/整合、测量/评价

27、、生产力/效率/学习结果/绩效/成本-效益、学习基础设施、重新设计和协作。本文将此次新规划的主要特点总结和分析如下:1在学习领域构建了“技术支持的21世纪学习模型”图1技术支持的21世纪学习模型与传统的课堂讲授式教学相比,该模型是以学生为中心的。在所有学生必须学习和掌握的标准化概念及能力的基础(即共同的学习经验)之上,应该充分利用各类信息技术为学生提供多样化的、可选择的、基于小组的或个性化的学习经验。除了传统的校内正式学习环境和资源的建设之外,规划还非常重视学生在校外的非正式学习经验,特别是校内外学习经验的融合与贯通。另外,该模型还强调21世纪的学生应该成为“专家型学习者”,即应该具备以下三个

28、特征:是一位熟练的策略型学习者,知道如何学习新东西,并且善于与人沟通;是一位高动机的参与型学习者,能够充分认识自己,并且有强烈的学习欲望;是一位网络型学习者,为了学到更多的东西能够随时随地主动向专家请教。2在教学领域突出了“基于技术的联结性教学”理念规划认为, 21世纪的有效教学需要创新、问题解决、创造性、持续的改进、研究、基于数据的诊断,还需要灵活而个性化的方法以满足学生的多样化需求。由此,最高效的教育者应该是拥有复杂知识、具备专长和特定能力的专业人员,而不仅仅是知识的传递者和课堂的管理者。为了能够成为一名高效的教育者,教师应该从孤立、个体走向联结与合作,而无处不在的信息技术为联结及合作的实

29、现提供了便利而强有力的支持。规划将教师的联结划分为三个方面:教师与其他教师及专家的联结,与学生的联结,与技术、工具、资源的联结,而三个层面的联结可以通过在线社区的形式有机整合。教育系统中“联结性教学”的实施需要中小学、学区、大学教育学院和教师专业发展机构的共同协作与努力。3在资源、环境方面提出了“学习基础设施”的理念学习基础设施的概念是建立在“赛博”基础设施理念之上的,不仅包括了传统的物理设施、硬件、软件,还包含了资源、人力因素、政策因素、组织结构等,因此不是任何一个单独的组织能够承担的,需要政府部门、教育部门和商业、企业等的通力合作。学习基础设施的建设需要如下条件的保证:为师生提供随处可用的

30、宽带资源(包括无线宽带);确保每一位学生和教师都拥有链接互联网的必要设施(包含了移动设备在内);开放教育资源(OER)的开发及有效应用;新一代计算技术(包含了“云计算”)在教育系统中的有效应用;可以通过“云”传递的软件和服务实施;人力因素(尤其是充足的专业人员,尤其是信息技术专业人员)支持;联邦政府的领导作用。4在学习者方面关注弱势群体,面向所有学习者规划中多次强调,教育系统的变革和重新设计应该面向所有学习者,无论其民族、种族、文化、智力、社会地位、家庭背景如何。此次规划特别强调要更多关注那些现行教育系统的中弱势学习者群体:1)来自低收入家庭和少数民族的学习者:对于这些学习者而言,在拥有和使用

31、信息技术方面会面临一定的困难,通常会在技术支持的学习领域处于弱势地位。因此,所在学校、图书馆和社区中心应该为他们提供使用信息技术的机会。2)英语语言学习者:对于那些母语非英语的学习者来说,无论是传统的课堂学习还是借助于互联网的学习,都会遇到一定的语言困难,应该借助于先进的语言翻译技术和其他知识表征方式为他们的学习提供支持和帮助。3)残障学习者:先进的信息技术可以为他们提供个性化的学习支持。4)早期教育阶段:婴幼儿在早期成长中缺失的关键能力(语言、视觉及符号等)将会阻碍其之后的学习,因此这一阶段的教育也不容忽视。5)已工作的成年人:在这些已工作的成年人中,有许多人无论在知识上还是技能上都严重缺乏

32、,正面临着职业发展的危机,如何利用信息技术对他们进行在职培训也是教育系统所面临的一项重要任务。6)老年人:老年人是当前社会不可忽视的一个弱势群体,如何利用技术支持老年人的终身学习,并帮助他们继续发挥余热也是一个重要的议题。5教育系统变革的核心目标:追求持续改进教育组织生产力的持续改进是此次规划的核心和最终目标。规划认为,在整个社会的各行各业都在注重生产力改进的今天,教育系统并没有充分意识到管理成本、提高生产力的重要性,更没有像其他组织那样充分利用信息技术来促进生产力的提高。规划指出,商业、企业领域自20世纪70年代开始应用信息技术的实践大致上经历了三个阶段: 20世纪70-80年代商业、企业领导者抱着提高效率的目的将信息技术引入各自的组织,但发现他们在信息技术上的投入并没有获得相应的回报;到了20世纪90年代经济学家们终于证实了预期的成效,他们发现早期技术应用的错误之处在于仅仅将之用于组织现有流程及过程的自动化,并没有对这些已有的流程和过程本身进行反思;到了21世纪,经济学家指出组织生产力的大幅度改进取决于由信息技术的引入而引发的组织结构性创新,即基于信息技术的商业、企业流程再设计。商业、企业的经验对