近日,中国计算机辅助教育(以下简 称CBE)学会第十二届年会在北京美丽的金海湖畔召开。CBE学会成立于1987年,是中国人工智能学会下面的二级专业委员会,是计算机教育应用研究领域的单位和个人自发组织的群众性和学术性社会团体。目前CBE学会已经覆盖大学、中小学和有关教育研究等机构。华南师范大学教育技术研究所李克东教授指出,CBE研究的任务就是要探索基于计算机的、支持学习方式转变的环境、资源和过程的相关理论、技术及其应用模式。此届CBE年会共收到290篇论文,论文采取了国际会议通用的网上评审系统,每篇论文都由两名专家在线“背对背”评审,最终录取了154篇,由首都师范大学出版社公开出版会议论文集,并评选出21篇最佳论文。
本届大会是国内计算机界和教育技术界的首次交融,既有计算机界专家出席会议并作大会报告,又有教育技术界学者亲临现场报告最新研究成果,在教育信息化、智能教学系统、分布式教学环境与资源、合作学习、虚拟学习社区等各方面都进行了充分的沟通和交流。
对教育信息化的反思
随着计算机网络的不断升级,作为教育改革突破口的教育信息化也得到了极大的发展,教育教学正向着信息化、网络化和多媒体化方向前进。
2001年广东省教育厅开始实施现代教育技术“151”工程,即组织全省高校研制出100个专题学习网站,建设50个专业公用资源库,开展100项基于网上资源利用的教学改革试验研究。专题学习网站是在互联网的环境下,把围绕某门课程与多门课程密切相关的某一项或多项学习知识点有机结合起来形成专题,可以让学习者进行广泛深入研究的资源型网站。但华南师范大学教育信息技术学院杨金山在研究中却发现,在中国期刊全文数据库中输入关键词“专题学习网站”,搜索2000到2005年专题学习网站的研究论文,得到275篇相关文献,然而在百度、Google上搜索的高校专题学习网站除了“151工程”的立项项目,其它寥寥可数。可见对专题学习网站的研究虽早已开展,但高校的专题学习网站建设在国内才刚刚起步。
尽管这只是教育信息化的一隅,但专题学习网站面临的问题却同样也是国内整个教育信息化所没能避免的。
目前,我国教育信息化总体上取得了一定的成绩,例如,农村中小学远程教育工程大规模实施,信息技术教育在中小学、高校广泛普及,学校计算机保有量翻几番,校园网、城域网增加迅速,教师信息素养和能力逐步提升。尽管如此,“对照我们所期待的理念化目标还有相当差距”。中央电化教育馆馆长王晓芜在报告中指出,国内教育信息化尤其是中小学信息技术教育发展仍然是“任重道远”。首先,中小学信息技术教育如何适应信息技术和信息社会的发展需要;其次,信息技术教育和中小学信息化如何促进实现“改变传统教育观念、改变传统教学方式”;再次,如何通过中小学信息化建设进程提升基础教育的内涵;四是中西部农村地区,如何实现远程教育工程效益,实现跨越式发展;五是如何利用信息技术推动教育模式的变化和改革,使中小学教育教学实行平稳与可持续发展的机制。他认为从不同角度思考中小学教育信息化的发展和未来,可以关注以下七个方面:
第一,关注信息时代对中小学教育环境带来的改变。环境的变化应该能够推动理念的改变。观念不改变,谈不上发展。不能用先进的科学技术手段重复原始的生产模式。第二,关注从“计算机教育”到“信息技术教育”的变化。中小学信息化的过程,应该是营造基于计算机和信息技术为主要特征的信息化学习环境的过程。第三,关注信息技术对教育发展的推动作用。在网络环境下,特别是基于网络的教育资源,多元化存在和个性化选择成为一种可能,也成为一种必然。第四,关注中小学信息化服务对象的发展。中小学教育信息化服务对象不仅仅是中小学校,应该是基于教师、基于学生、基于社会、基于社区、基于当地经济建设。如果把中小学教育信息化的主要角色和服务对象,仅仅施加在中小学教师身上,对中小学教师是一种无形的负担和压力。第五,关注信息化资源建设与发展。中小学教育教学资源建设一直在向一个既定的方向走:中小学老师拼命地在做课件,似乎不去考虑效益。在网络环境下,不应该是这样的局面,先进的生产工具应该体现生产力、体现效率的提升。第六,关注网络技术的发展潜力。第七,重视研究如何改变传统的侧重应试教育的教育教学模式。信息化环境下,只关注信息技术提高教学效益的作用是不够的,要重视提高教育教学的“三效”问题(效应、效益、效能)。
智能教学系统的应用
基于计算机网络的智能教学系统是教育信息化的一个典型应用。李克东指出,传统的智能教学系统多数是单机或单独运行的,系统费用昂贵,维护代价高,难以大范围推广应用,而基于互联网的智能教学系统综合了传统ITS系统的优势,同时又结合了互联网的特点,客户端结构简单,适用范围广,人机交互界面简洁明了,能够通过多种多样的交流工具进行有效的交互和即时的通信反馈,能够智能地引导学生学习,能够提供丰富的信息来源和良好的导航结构,能够进行有效的信息过滤等。
首都师范大学教育技术系刘敬光利用计算机模拟创设的学习情境,就是这样的智能教学系统。情境化学习理论认为环境对于学习的意义是至关重要的,学习是在学习者原来掌握的知识的基础上,通过与其周围环境的交互活动,积极地建立新的认识和理解的过程。“现实世界的情境或许是最好的学习环境,但是由于客观条件的限制,学校的学习绝大多数不可能在现实的情境中学习。而利用计算机化的情境模拟,能够将学习安排在真实度很高的情境中,改善传统教学的不足。”在这样的情境化学习环境里,学习者以角色扮演的形式作为替身出现在这个虚拟的情境之中,通过指挥替身完成相应的任务从而使学习者本人达到知识的建构。心理学实验表明,在教学过程中,运用声音、图片、录像、多媒体课件等直观教具,能调动学习者眼、耳、口、手等多种感官参与学习,并使大脑保持兴奋状态,能为学习者完成学习任务创造良好的条件。
该情境化学习系统基于C/S体系结构,分为服务器端和客户端,而客户端又分为两种——教师端和学生端,教师端允许教师进行在线与学生端的交互和更新学生端的场景,提供简单方便的工具支持教师创设情境,跟踪和监视学生端的状态,对学生端的登陆时间、所出关卡等信息进行实时监控。而学生端与目前流行的魔兽争霸游戏很类似,学习者以替身的形式进入场景,在场景中可以自由活动,或者与教师端对话,对话过程可能就是学习知识或取得提示的过程,完成该内容的学习后,主控模块会自动根据事先设定的规则从场景库中调入下一相应场景,或进入相应的任务关卡中。
这种情境化学习系统为非正式学习提供了一种有效的学习方式,是“做中学”的一种体现,能够激发学习者的学习兴趣。
同样,首都师范大学教育技术系王陆教授的个性化学习支持系统也取得了很显著的成效。在北京某小学一个五年级的班上,个性化学习支持系统的教学让师生们真正感受到了教育信息化的魅力。王陆根据该班数学老师当时正在教授的内容组织起了教学资源,包括为学生提供的针对各个知识点的幻灯片、交互性课件和动画等,也包括用来进行不同层次学习成果检测的练习题。个性化学习开始之初,她先组织学生在个性化课件生成系统中进行了一次比较全面的测试,由此系统开始了解每位学习者,并自动记录下初始测试结果。接下来,学生每周利用个性化课件生成系统学习1~2课时,每位学生都享有系统为自己“量身定做”、“因人而异”的学习内容、学习活动和学习资源等。个性化课件生成系统一直自动跟踪并记录所有学生的学习过程,不断根据学生的学习情况进行教学策略、学习活动和学习资源的适应性调整。而教师则随时通过系统为其提供的各种数据和服务,了解学生的学习状况,对某些共性问题进行集中面授讲解,而对个别有学习障碍的学生借助系统服务给出个别指导或给出直接的面授辅导。
通过该个性化学习系统,学生“不再觉得数学学习枯燥了,反而觉得挺好玩的。那些PPT、动画什么的(其实是基本学习内容和例题等学习活动)都很有意思,很容易明白。有的时候它讲完一种解题思路还会问:‘你想想,还有别的思路吗?’我就慢慢想,想好了我点击的时候,它才出现答案,要是在平时上课时别的同学早就抢答了。而且每个题还有提示,会告诉我为什么应该这么列式,哪些地方容易出错。这样,以后做题就越来越快。”在接下来的期中考试中,原来一直是倒数第二名的这个班,成了年级数学考试的第一名。
王陆指出,实现个性化学习,首先要做到“三化”:教学策略的个性化、教学活动序列的多样化和对学生分类的科学化。如果用传统的手段肯定不能在班级授课制下实现个性化学习。
网络教育资源的管理和建设
网络教育资源是经过人类开发与组织的信息资源应用于网络教育领域的集合。华东师范大学教育信息技术系杨瑛霞认为,网络教育资源管理是网络教育资源库建设的重要环节之一,目前在我国网络教育资源建设上存在的问题,如重复建设、缺乏优质教育资源、低水平开发、偏重素材开发、共享程度低等,实际上都与网络教育资源在管理上的不足有关。因此,探讨新的管理模式对网络教育资源的建设和发展具有实际的意义。而在正确的管理之下,网络教育资源的建设也是当务之急。在此次大会上,来自北京、山东、广东等地的专家学者都对网络教育资源中的课程设计、教学管理等提出了自己的想法、意见和实践经验。
北京大学教育学院林建祥指出,目前课堂教学要重视加进反馈环节。对于老师来说,虽然教学设计很好,多媒体技术与交互软件很丰富,但是没有反馈信息,就像盲人骑瞎马,仅凭主观估计,总是不落实,效果常大打折扣。反之,纵使没有许多其他技术,但是有了反馈技术,就容易取得反馈信息,对于当前教学效果,就会有很大提升。另外,这种实在的反馈,不管表明教学效果好坏,都会引起教师对于原教学设计更深入的反思,这对于教师教学的改进、教学素质的提高,甚至教师专业的发展,都有巨大的意义。北京大学现代教育技术中心李树芳还认为,网络课程设计要以人为本,即实行以教师为主导,以学生为主体的原则,达到传授知识和培养能力双重目标,尤其要注重培养能力。“以人为本应充分发挥网络多媒体的功能,为学生提供优良的学习环境、丰富的学习资源,能够帮助学生掌握知识、培养能力的各种教学策略,以便充分调动学生的学习积极性,激发他们想问题、提问题和解决问题的能力,从而实现在真正意义上提高教学质量。”
山东大学网络中心周岩则结合博客(BLOG)和维基(WIKI)两种工具的优势,按照e-Portfolio的实施规律,设计了一个适合班级电子作品集评价的e-Portfolio工具,该工具采用PHP+MySQL架构,可以在任何操作系统上运行。周岩认为,e-Portfolio是推进素质教育、培养创新能力的一个契机,再把它放到构建学习型社会这个大环境中,它还是以个人为中心的终身学习的一个核心部分。
另外,教育游戏也是网络教育资源中的一类。中科院自动化研究所研究员王阳生一直以来都在关注寓教于乐的教育游戏,他认为教育游戏应当遵循文艺创作和传播的基本规律,充分利用中国文化特色和深厚文化底蕴,提高娱乐性及雅俗共赏,注意益智与教育,其最终目的就是要寓教于乐,“教育专家将教育游戏定义为一种混和式的、紧紧依靠视觉化的学习材料、以某种叙述或类似游戏的较少说教的方式展开的学习类型。”他认为,目前国内现有教育游戏产品主要形式包括电子游戏、教育型电视节目、机器人玩具,但并没有融入主流教育界,也并非为正规的学校教育而设计,其内容脱离教学内容,而且功能封闭和固定,在学校教育中难以利用,同时对教育游戏的教育效果往往缺乏真正的研究和评估,所以其“娱”、“教”效益的多少往往受到人们的质疑。因此,国内教育游戏产业亟待改进和更新。
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