新技術如何推動教學變革

文 / 白曉晶 吳莎莎 季瑞芳 張春華 李國雲 責編 / 屠桂芳 2019-02-21 點擊 1049

      繼2017年《地平線報告》收官後,《基礎教育創新驅動力報告(挑戰篇)》繼承其研究理念與方法,探索國際基礎教育信息化發展趨勢。最新發佈的報告聚焦——

新技術如何推動教學變革
白曉晶   吳莎莎   季瑞芳   張春華   李國雲

將智能技術融入教學實踐視覺中國 供圖

    技術是教育事業的關鍵。技術運用得當可以豐富學習經驗,使學生成為數字化創造者、批判性思考者和問題解決者。技術還可以幫助教師增強教學技能和同伴合作能力。

    有遠見的技術戰略領導者對於建立系統化的數字生態系統以及為每個孩子的現在和未來做好準備起到了至關重要的作用。然而,在教育中做出明智的技術決策變得越來越困難。技術以驚人的速度飛速發展,而且步伐正在加快。

——美國學校網絡聯合會首席執行官 基思·克魯格

    美國學校網絡聯合會(Consortium for School Networking,以下簡稱“CoSN”)是一家面向教育技術領導者並致力於教育變革的專業協會,是美國新媒體聯盟《地平線報告》基礎教育版的聯合創始人和主要合作伙伴。自2011年《地平線報告》進入我國教育視野以來,它已經成為國際教育信息化發展的顯示器和風向標,對於我國的教育研究和教育實踐產生了積極的影響。

    《基礎教育創新驅動力報告(挑戰篇)》是美國學校網絡聯合會自2017年《地平線報告》收官後,在2019年初繼承其研究理念與方法最新發佈的報告。該報告由年度三個簡短、聚焦的專題報告——挑戰因素、發展趨勢和技術驅動組成,最終實現將戰略規劃和智能技術融入教學進程的目標。

    基礎教育創新發展的挑戰清單

    挑戰,並不是令人望而生畏的障礙,而是充滿發展希望的機遇。作為《基礎教育創新驅動力報告》的第一份子報告,它讓教育工作者們放慢腳步,帶著思考、強化力量,為教育創新實踐做好專業化準備。

    《基礎教育創新驅動力報告(挑戰篇)》由國際咨詢委員會邀請的111位著名教育技術專家通過合作,確定了問題的範圍,按照剋服挑戰的順序進行了排序,探索出應對每個挑戰的範圍、影響、機會和解決方案。國際咨詢委員包括美國學校網絡聯合會新興技術委員會的主要成員,以及來自美國和國際主要教育組織的官員。

    美國學校網絡聯合會利用網絡來確認基礎教育中阻礙創新、路徑、公平和其他優先事項的主要挑戰。國際咨詢委員會最終研究提出以下基礎教育的五大挑戰:

    許多學校系統缺乏將課堂創新技術實踐轉移到學校和學區多維環境中所需的靈活性、策略和心態。將創新制度化需要系統的、迭代的方法,包括確定有效的實踐以及擴大和維持這種實踐的方法。

    網絡連接的普及、數字工具和內容、創新教學策略日益受到人們的關註,而社會經濟地位、地理位置、種族、性別或殘疾等因素又限制了人們在數字世界中平等學習的機會。

    技術的快速發展給教育工作者帶來了壓力,促使他們更新或改變教學方法。當引進數字工具時,如果研究和教育學之間沒有持續的辯證關係,或教師沒有得到及時的專業發展,技術的實施可能會導致時間、精力和投資的浪費,並失去瞭解學生的機會。

    讓所有教師參與到有意義的創新教學實踐及專業發展中,是成功實現技術整合的關鍵。自上而下、“一刀切”、被動接受培訓的行為對學生成績幾乎沒有影響。相反,個性化嵌入工作的專業發展可以支持教師作為終身學習者和繼續發展專業技能的實踐者。

    人工智能、機器人和“深度學習”是基於游戲轉變的技術,正在改變著人們思考、學習、生活和工作的方式。現在是教育工作者認真考慮未來幾年技術將如何影響教學、學習和學生的時候了,嫻熟的數字化能力正迅速成為勞動力儲備的關鍵。數字公民身份也很重要,學生必須瞭解如何在數字世界中具備道德和責任心。

    其中,技術與教學、技術與未來工作在五大挑戰中位居前列,對教育工作者構成了很大的阻礙。驅動基礎教育創新咨詢委員會認為,學校和教育工作者在剋服挑戰並將其轉化為機遇的同時,應該思考,學生要開展什麼樣的創新教育;如何幫助教師構建沉浸式學習體驗,從而激發學生的好奇心,深化知識,培養更高層次的思維和實踐技能;如何幫助學生成為自主學習的主體,培養以數字化方式探索知識、協作、創造和解決問題的能力;學習、做事和思考如何與更廣闊的世界建立聯繫;在“第四次工業革命”中,學生需要哪些技能來駕馭未來工作。

    專業發展彌合技術與教育差距

    技術與教學之間的差距是多方面的,技術早於課堂就已存在。從採購決策到規劃和實施,學區和學校有時將技術優先於教學,產品優先於人,潛力優先於現實。挑戰始於高層,地區領導、技術或課程部門往往是高層技術決策的權力中心。

    各地區可以通過建立創新實驗室來增強創新能力。創新實驗室可以用於開展小規模創新,應用研究的影響評估,並將21世紀的教學方法與試點技術相匹配之後制定標準。各地區也可以為學生提供購買決策的發言權。

    例如,美國阿爾伯馬爾縣公立學校為高中學生開設了一個“非學校”(unschool),靈活的學習空間和工作室可以容納專門的設備,學校以個性化學習為願景,使學生追求自己的理想。但在學生們到達這裡之前,該地區沒有購買任何設備,而是由學生們自主決定項目所需要的設備。

    學校明確了學生在數字世界中取得成功所需的知識和技能,建立起課程和教學方法的共同願景,制定出戰略計劃,然後做出優先考慮教育價值的技術決策。

    此外,專業發展對於彌合技術與教育學之間的鴻溝至關重要。隨著科技進入教育領域,許多地區都在努力做好這項工作。此外,不僅僅是教師需要專業發展,要成為教育技術使用的有效倡導者和監督者,區長、校長、教練員和其他學校領導同樣需要專業發展。

    各地區可提供如何使用技術的培訓,但在專業發展上,為什麼要使用技術來促進和支持教學和學習的培訓還不夠。讓教師通過探索和反思“為什麼”來形成自己的思考方式也很重要。這種“思考”對他們的學習過程很有價值。深入的專業學習使教師能夠更有效地支持學生的學習。

    隨著技術的進步,專業發展將成為一個更加緊迫的挑戰。根據普華永道(PwC)2018年對美國2000多名基礎教育工作者的調查,只有10%的美國教師有信心教授更高水平的技術技能,這進一步增加了具備該技術水平的勞動力的需求。這一發現在年級層次、學校資源和教師經驗水平上都基本處於穩定狀態。79%的教師表示,他們希望在技術相關學科上有更多的專業發展;81%的教師提出,他們需要更多的資金,參與專業發展的更多“自由時間”,以及更多課程計劃或課程材料。

    普華永道的調查還發現,美國教師並沒有創造性地利用技術。60%的課堂技術使用是被動地觀看視頻或瀏覽網站,只有32%用於課堂活動,如編碼、製作視頻或執行數據分析,但學生在這些活動實踐中體現出了更高水平的技能。根據經濟合作與發展組織一項研究發現,國際上的情況大致相同。59%的教師表示有中等或高等水平技術相關的專業發展需求。

    因此,專業發展應以學校整體文化為目標,為專業實踐、協作和認證工作提供充足的時間與空間。隨著科學、技術、工程和數學(STEM)技能需求的增加,有些國家正在採取協調一致的行動。韓國目前在國家課程體系中強調計算思維、編碼技能和通過軟件進行創造性表達。到2018年底,韓國已對6萬名小學教師和3萬名中學教師進行了軟件教育培訓。

    技術與教學間的差距,導致開支浪費,造成教育工作者的挫敗感,也使學生失去了數字時代培養好奇心和技能的機會。這個鴻溝如果可以彌合,學校就可以實現更高的技術投資回報,其結果對教育至關重要——創造良好的教學實踐以及學生參與高價值、前瞻性學習活動的機會。

    美國能源研究所高中是休斯頓一所以能源為主題,以科學、技術、工程、數學(STEM)教學為中心的高中,這所高中為我們提供了創新一瞥。學校重視專業級技術,與支持教師和學生的公司合作,開展基於項目的學習。

    能源研究所高中將英語、社會學、科學和工程課程合併為團隊授課的形式,並將45分鐘的上課時間改成4小時的教學時間。這也為更複雜的跨學科項目提供了時間。學校將教師協作計劃建立到日常日程中,信息技術專家為教師提供教學技術支持。教師和學生在技術選擇與技術使用上也有發言權。

    國際咨詢委員會建議,整個學校系統和某一學校可以考慮投資試驗新技術,併在學校網絡中分享成果;教育工作者可以要求參與技術合作公司的討論,為研發真正支持教學的產品提供信息;評估技術如何幫助實現願景、使命和目標;制定一項戰略方案,將技術與學習期望和教學結合在一起;通過引進跨領域的專業師資來避免購買技術過程中的“新奇事物綜合徵”;留出專業發展中關於技術購買的資金;學校領導層面給予領先性技術強大的支持;鼓勵成立專業的學習共同體。如有必要,監控技術實踐的有效性並及時做出修正。

    未來勞動力需要“新工作智慧”

    人工智能、深度學習和機器人技術是改變游戲規則的技術,如今這些技術開始轉變工作性質,從而改變勞動力的需求。學生未來的成功需要很多技能,學校在培養學生所需技能方面會面臨很多阻礙,而新興技術可能會給教育工作者帶來更嚴峻的挑戰。

    世界經濟論壇2016年報告《未來的就業》稱,我們正處於第四次工業革命的開端。即使是那些在2020年前產生影響的短期驅動性技術也已經令世人驚嘆,例如移動和互聯網雲技術,超級計算和大數據,新能源供應和技術,人工智能和機器學習,先進製造和3D打印,先進材料、生物技術和基因組學。

    人口和社會經濟變化,例如不斷變換的工作環境和更加靈活的工作安排,也會對就業產生重大影響,比如,創造大量新的就業崗位,出現大量裁員,以及擴大就業技能的鴻溝等。全新的工作、專業和技能類別正在興起,“極力主張齊心協力”來應對這些變化。

    因此,教育工作者面臨的挑戰是開發和發展那些經得起時間考驗的技能組合,為學生提供充分的新興技術實踐機會,激發他們對“設計未來技術的興趣和激情”,並將這些工具與現實世界和深度學習成果聯繫起來,這將是至關重要的舉措。

    “通向就業的階梯已經變得日益具有數字化特色”,而數字化的基本技能尚未被大家認可。麥肯錫全球研究所在對7個國家的3000多名商業領袖的調查中發現,在自動化時代,每個人都需要發展基本的數字技能。

    澳大利亞青年基金會2017年《新工作智商》報告顯示,技術正在推動減少那些僅能從事普通手工工作的工人數量。該基金會通過分析1200萬澳大利亞人在200多億小時的工作量,預測了對未來勞動力的技能需求。調查結果顯示,到2030年,工人在工作中學習的時間將增加30%,解決問題的時間將增加100%,使用科學和數學技能的時間將增加77%,批判性思維和判斷時間將增加41%。

    未來勞動力蓬勃發展將需要“新工作智慧”——智慧學習、智慧思考和智慧做事。如今,提升和教授經過驗證的新技能的理念正在興起。澳大利亞通過設計思維和社會企業家精神,來幫助高中學生獲取未來成功的技能。歐洲2017年為40個國家的360萬學生提供了企業家精神、就業準備和財經知識的教育服務。英國鼓勵中學生具備機智、責任、韌性、推理和反思素養,並通過與地區、國家和國際性組織合作來提供實踐經驗。

    新生代技術已經通過自己的方式進入許多行業。人工智能可以執行的任務通常需要人類智慧,例如預測分析就是在大量數據中通過算法開展學習併進行決策或預測。在教育方面,許多學習管理系統已具備人工智能的功能。

    非營利組織和公司開發的產品與服務很快就可供教育工作者使用。人工智能具有微觀個性化指導學習的潛力,它們可以通過混合現實、增強現實以及虛擬技術,為學習者提供便於理解的、合適的輔導以及激動人心的學習體驗。借助這些技術,教育工作者將設計出模擬工作的學習環境,並與雇主更輕鬆地開展合作,為學生提供“真實的”學習機會。

    對於教師和管理人員來說,新生代技術可以支持教學法,協助處理課堂管理和機械性教學任務,併為學生提供學習和需求的具體見解。教育工作者可以將更多時間花在他們的核心工作上,如教學、學習以及與學生的面對面互動。

    根據布魯金斯學會的教育測量系列,新興技術也將改變教育測量,以匹配21世紀所需的技能。“隱性評估(Stealth Assessments)”可以嵌入信息平臺、工具和學習環境,例如,在數字游戲中構建複雜現實場景所需的技能和知識。當學生在這些數字環境中互動時,教育工作者還可以利用新技術捕獲和分析過程性數據,可以充分瞭解學生的學習過程。

    我們需要更多的時間來把握下一代技術如何改變未來的工作和教育。目前,咨詢委員會建議關註這一領域的發展,並開始討論新興技術將產生何種影響。為學生在未來世界的快樂和富有成效的生活做好準備,即教育的“內容”;通過數字學習材料和環境開展教育,分析每個學習者的學習行為、學習者之間的互動以及個體學習經驗,即教育的“方式”。

    《基礎教育創新驅動力報告》還將推出“趨勢篇”和“技術篇”,進一步從推動學生和教育工作者發展與轉變的動力、拓寬教育領域解決方案所需的技術支持工具兩個角度進行詳細闡述。

    (作者單位:北京開放大學)