从翻转课堂到智慧课堂及智慧学习空间,智慧教育

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智慧教育;翻转课堂;智慧课堂;智慧学习空间

智慧教育主张借助信息技术的力量,创建具有一定智慧的(如感知、推理、辅助决策)学习时空环境,旨在促进学习者的智慧全面、协调和可持续发展,通过对学习和生活环境的适应、塑造和选择,以最终实现对人类的共善(对个人、他人、社会的助益)。智慧教育充分体现了“以学习者为中心”的思想,强调学习是一个充满张力和平衡的过程,揭示了“教育要为学习者的智慧发展服务”的深刻内涵。

教育公共服务平台是教育信息化公共支撑环境的重要组成部分。《纲要》在“教育信息化建设”重大项目中提出“建设有效共享、覆盖各级各类教育的公共服务平台”。云计算的出现,为构建新一轮信息化环境所采用的技术架构,实现系统互联、资源共享、应用互通,降低消耗提供了新的思路和解决方案。信息“公用电厂”的隐喻形象地展示了云计算在教育信息化变革时代的作用和地位。云计算引入教育领域,结合我国实际情况,适宜采取一种半虚拟化的“混合云”架构,即构建以本地云和本地数据中心为基础,同时也可与外部云进行资源与服务的“纵向整合、横向关联”;基于教育管理云实现从数字化校云到市教育云,再到公共教育云的纵向服务聚合;通过教育资源云实现个人云、学校云、家庭云、社会公有云的横向关联[17]。如此构筑的教育公共服务云平台将以优化的技术架构,驾驭复杂教育业务,实现教育业务整合愿景;统一储存各类用户数据,解决不同系统间数据交换问题;提供分布式存储、良好的容错能力,保障平台稳定、可靠运行;转变当前教育信息化系统“梅花桩”现象,实现教育公共服务平台的生态化发展。学习者在这样一个消弭了网址的数字化学习空间中,将突破时空界限,实现全天候、按需接入的学习。

钱老强调“大成智慧”的特点是沉浸在广阔的信息空间里所形成的网络智慧,是在知识爆炸、信息如潮的时代里所需要的新型思维方式和思维体系。同时,他还强调,“智慧”由“量智”和“性智”组成,前者倾向于逻辑思维,后者倾向于形象思维。随着技术逐步迈向智能化、泛在化、感知化,智能终端和泛在网络的计算速度与精度远胜于人脑,因而比较善于分担“量智”工作,但对于“只可意会,难以言传”的默会知识,或者需要运用形象思维、求异思维、直觉、灵感进行创造性工作时,它们却显得“疲软乏力”,难以表现出“性智”能力,因而要充分利用计算机、信息网络,发挥人-机结合优势互补的长处,使人能够不断及时获得和集成广泛而新鲜的知识、信息与智慧,从而迅速提高人的智能,培养创新的能力。这里足见钱老对信息化促进智慧发展关键作用的清醒预见。

引言

上个世纪90年代末网络教育在我国起步并快速发展起来。以技术发展为脉络,从传统的印刷技术、面授辅导等知识传播,到广播电视、录音录像的学习媒介,再到计算机网络等信息通讯技术的利用,英国开放大学、我国电视大学开放理念及创新方法的实践过程为我们展示了网络教育的变迁路线。而后高等教育领域,熟知的美国凤凰城大学、我国68所试点网络教育学院的建立;基础教育领域,各类虚拟学校、网校的建立;社会教育中层出不穷的考试辅导类、技能培训类、职业认证类网络教育机构的发展,又不禁为我们展示了网络教育的增生路线。根据2012年数据,至1999年我国网络教育学院试点以来,累计注册学生1000余万,已毕业600余万;非学历培训1000万多人次;开设396个专业,专业点2292个,覆盖11个门类[5]。再看基础教育领域,根据北美在线教学协会公布的第五次年度报告调查结果,至2007年9月为止,全美有42个州提供K-12在线教学服务[6]。2011年《跟上K-12在线教育的步伐:年度政策和实践调查报告》(Keeping
Pace with K-12 Online Learning: An Annual Review of Policy and
Practice)显示,K-12在线学习的发展促成全美基础教育在线学习产品和服务产业快速发展[7]。

钱学森“大成智慧学”

当我们倡导智慧教育时可能会遭到这样的诘问:难道有过愚笨教育吗?我们的问答是:Yes!无论过去和现在,国内外教育实践中都存在诸多愚笨的教育现象。试为愚笨教育画像:凡是拒绝因材施教、抹杀个人特性的教育是愚笨教育;凡是以书本知识为上、忽视实践能力发展的教育是愚笨教育;凡是故步自封、不能与时俱进的教育是愚笨教育;凡是割断历史文化、不能继往开来的教育是愚笨教育;凡是自我封闭、不能主动面对国际挑战的教育是愚笨教育。此类现象,不胜枚举。虽然教育的本意是让人们脱离愚笨和愚昧,但教育过程中的愚笨现象却总是挥之不去。

作者简介:祝智庭,华东师范大学上海数字化教育装备工程技术研究中心教授,博士生导师,研究方向为教育信息化理论、教育信息化系统架构与技术标准、网络远程教育、教师专业发展、技术文化等,ztzhu@dec.ecnu.edu.cn;管珏琪,华东师范大学教育信息技术学系博士生,研究方向为教育信息化,jqguan@dec.ecnu.edu.cn,上海
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一、引言

智慧学习环境设计的贯一性应用。贯一性原则是Hannafin在开放学习环境设计时所极力倡导和运用的一种创新思想。贯一性设计(Grounded
Design)是指“建立在有关人类学习的已有理论和研究基础之上的一系列过程和步骤的系统化执行”。贯一性方法(Grounded
Approach)强调核心基础和假设的精致协调,强调方法手段与其认识论内在一致。[27]学习环境贯一性应用既是贯一性设计的自然延伸,也是学习环境在促进学习与教学方面的信度和效度验证的内在需求。学习具有显著的情境性、社会性、真实性、建构性、实践性,在很大程度上需要不同的学习环境与之相适应。因此,贯一性原则有一条朴素的假设:如果学习环境设计的核心基础、基本假设和方法手段之间精致协调,学习环境能够按设计时的基本要求加以应用,那么学习环境就应该是成功的。“如果一个学习空间按创造者设想的方式使用它,这个空间可被视为是成功的。”[28]显然,贯一性方法不提倡和假设某种特定的认识论和方法论对设计具有内在的优先权,而是提供了一个思维框架、设计框架和检验框架。比如,智慧教育认为,智慧是对知识、成功智力和创造力的恰当运用,保持分析性智力、创造性智力和实践性智力的平衡与张力,根据当时的情形,对环境作出适应、塑造和选择行为,最终实现个人—他人—组织三方的助益。可见,智慧是个性化的、情境化的、动态平衡的,这必然要求智慧学习环境的设计要素以及要素之间的关系要与智慧能力培养和智慧行为生成保持内在一致,让促进学习者的智慧全面、协调和可持续地发展成为一种可能。需要说明的是,对智慧学习环境的实际应用效果的评估不能沿用过去的方法,需要重新设计和制定评估方案和量规。

教育资源的开放与共享

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智慧教育是经济全球化、技术变革和知识爆炸的产物,也是教育信息化发展的必然阶段。本文拟对智慧教育、智慧环境、智慧学习的基本关系进行梳理,并提出智慧教育的理解图式。分析认为,智慧教育要落地生根、开花结果,需要以智慧学习环境为技术支撑、以智慧教学法为催化促导、以智慧学习为根本基石。

教育公共服务平台的生态化发展

信息技术支持下的智慧教育(smarter
education)至少可以追溯到IBM的“智慧地球”战略。2008年,IBM在《智慧地球:下一代领导议程》(A
smarter planet:The next leadership
agenda)(Palmisano,2008)中首次提出“智慧地球”概念。

内容提要:智慧教育是经济全球化、技术变革和知识爆炸的产物,也是教育信息化发展的必然阶段。智慧教育是教育信息化的新境界、新诉求。它需要以智慧学习环境为技术支撑、以智慧学习为根本基石、以智慧教学法为催化促导。智慧教育也面临着许多机遇和挑战。

诚然,利用信息技术促进教育变革的观点已得到普遍认同,近年来各国教育教学改革实践都日益昭示信息化的重要性。信息技术正在引起哪些教育变革、为何说教育变革需要技术支撑,如何善用信息技术促进教育变革?围绕这三个问题,我们将扫描技术正在引起的教育变革、阐释技术何以促进教育变革、分析技术促进教育变革的作用点、提出利用技术促进教育变革的策略,为投身于教育信息化建设的相关研究者与实践者明确方向,从中发现有价值的研究课题。

图1 智慧:面向未来创新能力

2.智慧教育以智慧学习环境为技术支撑——设计者视角

学习环境从数字化走向智能化

内容提要:本文首先梳理了智慧教育的源起背景、基本内涵、研究框架和实践定向,分析了翻转课堂应用实践的五大智慧亮点,指出翻转课堂的“效果天花板”和“认知天花板”。为了克服翻转课堂的不足,文章还提出了向智慧课堂转变的实用方法。最后,文章从五个角度论述了作为智慧课堂外延的智慧学习空间的设计思路。

智慧具有“双重词性”,既可充当动词(学习作为运用智慧的过程),也含有名词的含义(智慧作为学习的一种结果),即智慧既是目的,也是手段。智慧教育的基本假设是:以先进的、适宜的信息技术作为基本支持,设计开发各种新型的、能适应各种特定的学习教学需求的智慧学习环境,利用计算系统或其他智慧设备分担大量繁琐的、机械的、简单重复的学习任务,引导学习者将更多心理资源(如注意力、工作记忆、动机系统)投入到更为复杂、更有价值、更需智慧的学习任务中,有利于发展学习者的批判性思维、创造力、协作能力、平衡能力以及问题解决能力。总之,促进智慧发展既蕴含一种朴素的教育哲理,也代表一种有益的教育主张。Prensky提出“数字智慧”[17]是21世纪能力差异的重要维度。他认为,“数字智慧”有两层含义:一是利用数字技术获取认知力(超出人类先天能力的那部分)中产生的智慧;二是谨慎使用技术以增强人类能力的智慧。技术本身无法取代人的内在能力,数字时代的聪慧者应当能够把心智能力和数字能力恰当结合。诚如Prensky所说,“只有通过人类思维与数字技术的不断交互才能达到数字智慧的水平”。

学习方式的变迁与创新

本文首先梳理了智慧教育的源起背景、基本内涵、研究框架和实践定向,分析了翻转课堂应用实践的五大智慧亮点,指出翻转课堂的“效果天花板”和“认知天花板”。为了克服翻转课堂的不足,文章还提出了向智慧课堂转变的实用方法。最后,文章从五个角度论述了作为智慧课堂外延的智慧学习空间的设计思路。

2.智慧教育当代溯源

内容提要:瞭望世界教育变革风云,推进教育信息化已成为各国抢占教育发展的制高点。本文聚焦技术正在引起哪些教育变革、为何说教育变革需要技术支撑、如何善用技术促进教育变革三个问题,从学习方式的变迁与创新、教育资源的开放与共享、教育公共服务平台的生态化发展、学习环境从数字化走向智能化、课堂教学变革新风向、新的教育技术研究范式六个方面扫描技术正在引起的教育变革;从改变学习者学习方式、认知方式、参与者之间的教育关系、学习生态、增加学习机会五方面阐释技术促变教育基本原理;基于信息技术—社会—教育变革互动结构分析,从教育需求/问题、技术可为因素、社会—教育可为因素构建三维空间分析技术促进教育变革的作用点;构建技术水平、心力投入二维空间提出利用技术促进教学变革的策略;并主张以智慧教育引领信息化教育变革;最后从教育文化的视角阐明技术促变教育的实质。

[致谢]本文根据本人2015年9月12日在浙江宁波召开的全国第二届智博会上所作主题报告整理而成,感谢彭红超、贺斌的整理。

智慧教育是当代教育信息化的新境界、新诉求。智慧教育是素质教育在信息时代、知识时代和数字时代的深化与提升,是培养面向21世纪创新型人才、智慧型人才、实践型人才的内在需求。21世纪的世界是平的、小的、开放的、智慧的。物联网技术将人与人、人与物、物与物之间联系一起,嵌有智能芯片的任何物体可以“善解人意”,让整个地球变成最大的学会“思考”的“全球大脑”。这有利于学习者协同工作、优势互补,让每位学习者更加专注于感兴趣的任务。人的注意力是最宝贵的资源,应该让它集中在用户要完成的任务,而不是管理、配置硬件和软件资源上。[22]身于智慧学习环境中,学习者可以借助智慧终端,通过无缝接入方式访问互联网络,快捷提取所需的知识信息,选择适宜的网络服务,将有限的注意力和心理资源投入到更需要它们的复杂的和高价值负载的学习任务之中,直接参与问题定义、形成方案和行动实践的过程,不断发展学习者应变复杂情境和问题的智慧能力。

一、引言

已故哲学家冯契教授在《智慧说》中解释道:“智,法用也;慧,明道也。天下智者莫出法用,天下慧根尽在道中。智者明法,慧者通道。道生法,慧生智。慧足千百智,道足万法生。智慧,道法也。”

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当前移动计算技术、泛在计算技术、移动设备的发展,形成继在线学习(e-Learning)之后移动学习(m-Learning)、泛在学习(u-Learning)研究的新趋向[8]。较之e-Learning,m-Learning借助移动设备和无线通讯技术,任何学习者都能够在任何时间和地点进行学习,满足知识半衰期缩减下人们快速更新知识的需求。u-Learning在泛在计算技术支撑的环境下,能随时觉知与学习者相关的个人信息、环境信息、知识信息等,并将信息空间中与当前情境最匹配的信息反馈给学习者,学习者处于较为主动的学习状态[9]。即u-Learning不但支持m-Learning强调的与移动设备的交互、学习者通过移动设备与学习内容交互以及与其他人的社会性交互,还支持学习者与现实世界的交互[10]。从移动水平(Level
of Mobility)和嵌入水平(Level of
Embeddedness)两个维度[11]来看,泛在学习环境属于嵌入水平较高、移动性最高的一种。斯坦福学习实验室(Stanford
Learning
Lab)的一项研究表明:学习者往往是在一定“零碎”时间中进行,学习者在“移动”中,注意力是高度分散的,需要具备“碎片”式学习经验与获取知识的主动性[12]。泛在学习环境则能构建这样一种无缝学习环境[13],学习者可在不同的情景中学习,并能够通过作为媒介的移动设备,简单、快速地实现学习情景和学习方式的切换,更好地融合正式学习与非正式学习,同时基于情境感知,学习者可主动获取知识。

当“智慧地球”思想冲击到不同领域时,新的思想随之迸发,如出现智慧城市、智慧医疗、智慧交通、智慧电网等。当这一技术与文化相互交织的浪潮涌向教育领域时,智慧教育便应运而生。2009年,IBM发起智慧教育倡导,提出智慧教育的五大路标(Rudd
et
al.,2009),即学习者的技术沉浸,个性化和多元化的学习路径,服务型经济的知识技能,系统、文化与资源的全球整合和21世纪经济发展的关键作用。

二、教育信息化需要智慧与创新

二、技术促进的教育变革

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