可汗学院的发展：从视频到系统*

☆ 王星磊 乔爱玲

（首都师范大学教育技术系,北京 100048）

可汗学院（Khan Academy）自成立以来不断探索，从独具特色的视频课程到与一线教师合作开展翻转课堂的教学实验，可汗努力将自己的教育理念融入到了可汗学院的功能设计中。2011年可汗学院开发出了一个功能强大的教学管理系统：知识地图帮助规划学习、练习功能测试学习效果、徽章给予及时的学习反馈、教练功能将线上线下的学习进行整合。可汗学院的快速发展展现了科技的巨大力量以及对教育的深刻影响。

一、可汗学院介绍

（一）可汗学院的发展历史

2004年，萨尔曼·可汗（可汗学院的创始人）在YouTube上面上传了一些他自己录制的教学视频，用来帮助他的侄女学习数学。他的视频在互联网上引起了极大的关注，来自世界各地的学习者通过在线的方式跟着可汗进行学习。2007年，可汗成立了非营利性在线教育网站“可汗学院”（Khan Academy），他的团队利用视频将普及教育当作使命，引领着在线学习的潮流。2009年，YouTube上已经有超过3亿5千万人次观看了可汗学院的视频。2010年先后获得微软和谷歌的赞助[1]，并利用捐助将视频翻译成多种语言。2011年开发并应用了一套教学管理系统，开始与一些学校展开合作，将网络教学与线下传统课堂进行整合进行“翻转课堂”的实验。到目前为止，可汗学院已经发展成为在线教育领域中最具影响力和创新精神的网站之一（可汗学院的发展历程如图1所示）。[2]

（二）可汗学院视频课程特点

可汗学院最早为人所知就是因为可汗录制的极具特点的视频课程。可汗的讲课风格独树一帜，幽默风趣的语言加上深入浅出的讲解使无数的学生喜欢上了这个“未曾谋面”的网络教师。笔者认为，可汗的教学视频有三个主要特点。

（1）每段视频时长不超过10分钟。这并不是可汗有意为之，而是因为他起初使用的youbube网站对上传的视频有时长限制，即不超过10分钟。但正是这无意之举起到了意想不到的效果。早在1996年，两位来自美国印第安纳大学的教授Joan Middendorfand和 Alan Kalish就发表了学生课堂注意力时长的相关研究。他们发现，在课堂上学生需要3到5分钟左右安定下来，接下来会有10到18分钟左右的“最佳注意力”时长。然后，不论上课的教师有多优秀，亦或是这堂课有多重要，学生的注意力都会持续下降。1985年，研究者们也做过这样的实验：为了测试学生对事实的回忆程度，他们准备了一段时长为20分钟的演讲，要求学生尽可能回忆出演讲中的主要信息。为了便于统计，实验者将演讲分成了四个部分（每部分五分钟）。最后的结果显示，学生记住的最初五分钟的信息要远远多于其他时间段。可汗根据知识地图，对整个数学知识体系进行细分，这样使他可以在十分钟左右的时间里解释清楚一个知识点。

（2）可汗本人不出现在影片中。整个教学视频中，只能看到各种颜色的笔在电子黑板上写写画画，伴随着可汗那充满亲和力的声音。可汗对此的解释是，“本人不出镜的这种方式，可以让学生感到贴心，就像我们并肩一起学习，把内容写在一张纸上。”另外，他也不想画面中出现任何可能会分散学习者注意力的信息，包括他自己。如果他出现在视频里，学生可能会因为他的一个表情变化而分神，也可能因为教学场景的变化而无法集中注意力。

（3）视频构成学习活动序列。一些网络学习平台效果不好的重要原因，就是它们只是将文字、图片、视频等学习资源进行了整理然后堆砌在一起。因为，资源是相对静态和孤立的，所以，学习者进行在线学习时很容易迷失方向，感到学习缺少连贯性。可汗学院的视频课程之间是相互承接的，学生按照视频所构成的路径进行学习，逐步由浅入深，最终掌握目标内容。

可汗是一位极具个人魅力、知识渊博同时又非常善于表达的老师。正是他的这些优势使他最初上传到YouTube上的教学视频深受学生喜爱[3]。

二、可汗学院的发展——网络教学系统

“学生单纯从看视频中学到的知识是十分有限的，需要让学生通过练习去真正地理解课程，同时提供可视化的数据及时反馈他们的学习过程”。这是可汗受邀在TED进行演讲时说到的一句话。从中可以看出，可汗清楚地认识到随着可汗学院影响力的不断扩大，为了能够使学生获得更好的在线学校效果，他的网站必须要丰富内容，提供更多工具、以更加科学的方法帮助学生学习。在2010年接连获得盖茨和谷歌的两笔资助后，他邀请了两位软件工程师，专门负责可汗学院学习控制系统的设计与开发。应该说，从视频到系统的转变，是可汗在网络教育里最有益的尝试。

（一）网络教学系统结构模式

教学系统由教学过程的各个要素互相影响、互相作用而构成，其中，各要素之间的关系可以用图2表示。

而基于网络的教学系统也是由网络环境下的教学过程中多个要素相互影响、相互制约而构成的。网络环境下的教学过程有四个要素：教师、学习者、网络教学材料、网络教学环境。于是，可以推理得出网络环境下教学系统的一般结构模式，如图3所示[4]。

图2 教学系统构成

图3 网络教学系统结构

可汗以优质的教学视频代替传统的书本作为知识的载体，学生对于不明白的知识可以反复学习直到理解。功能强大的网站为用户提供在线练习、问答讨论、学习分析等支持，使学生可以自主安排学习目标、掌控学习过程并优化学习效果，成为学习的主体。“教练”功能将现实中的师生关系移植到了网络，非在校时间内依然可以得到教师的帮助。教练可以轻松掌握全班学生的学习情况并提供指导和建议。表1展示了网络教学系统要素与可汗学院网络教学系统要素的对应关系。

表1 网络教学系统要素与可汗学院网络教学系统要素的对应关系

教学模式教学理论讲授型教学模式中的异步式讲授程序教学理论、＂掌握学习＂理论

（二）可汗学院网络教学系统

可汗对在线教育的构想从一开始就不仅限于视频课程。他最初用java设计出题系统，后来又增加了记录学生学习时间、答题数量等数据统计功能。表2展示了可汗学院的主要功能和各功能介绍。

表2 可汗学院网络教学系统主要功能及介绍

1.绘制知识地图构建学科知识体系

随着可汗的学生人数越来越多，他发现要跟踪每个人的进步变成了一件很难的事情。于是他开始尝试将知识结构用图形的样式画出来，以此来直观地展现出哪些知识是学习其他知识前必须先掌握的。接着，他便用软件将这些零散的知识点串起来然后自动地为学生安排练习任务。当他完成这一想法时，那些如星空图一样的知识地图确实看起来很独特，他的学生也可以从图中直观地看到整个数学知识体系。知识地图也成为了可汗学院网络教学系统的核心功能。

从图4可以看出，左侧有全部数学知识点列表。右侧是对应的知识地图，以黑色宇宙空间为背景，知识点按照认知层级从简单到复杂有规律的排列其中。在垂直方向上，上位知识的位置高于下位知识，知识点之间用直线连接。知识层级共分为五层，图5为一级目录的翻译结果。知识地图采用了一个类似于谷歌地图的操作界面，可以按比例放大缩小，上下左右移动。知识地图使学习者清楚自己在整个知识系统中所处的位置，对于已经学习了什么、将要学习什么以及各个知识点之间的关系一目了然。知识地图就像精心设计的指路牌，使学习者不会在知识的森林中迷失方向。这一优势使学生可以自主掌握学习，自定步调进行学习。

图4 可汗学院网络教学系统知识地图截图

图5 可汗学院知识地图一级目录翻译

2.利用练习功能强化学习效果

用户登录可汗学院后，系统会根据之前的学习记录推荐相关的视频和练习。学习者也可以利用知识地图，自主选择知识点作为学习起点，完成系统自动生成的练习题。

学生练习时如果有问题，可以点击“提示”按钮寻求帮助，系统会分步骤的给出解题的方法。页面右上方会显示完成本练习所需要连续做对的题目数量。学生如果不知道如何解答，可以观看教学视频后再做解答。学生连续回答对一定数目的问题后即可完成当前任务，进入下一个知识点的学习。图6展示了这个过程。

图6 可汗学院练习功能流程图

练习的目的不是为了让学生取得一个分数，而是定位问题在哪里，找到并且解决它，完善对知识的理解。可汗学院“练习功能”将帮助学生逐步地推导并锁定出现问题的环节，而不会影响学生对后面步骤的继续思考。这个过程就像是逐步地搭起一个脚手架，让学生按照系统的提示，一步一步地“爬上高楼”。在以后更多的练习中，学生可以逐步省略提示的支持。这种设计符合建构主义理论中非常重要的支架与渐隐策略。与此同时，利用可汗学院海量的练习题，学生可以从自己的错误中不断地学习，而不用担心会被指责或嘲笑，因为，可汗学院构建了一个自主、值得信任并且随时提供帮助的环境。

3.学习成就记录学习成果

可汗学院的学习成就模块主要是对学习者学习行为的记录，同时，具有强大的学习分析功能。“学习活动”展示了学习者每天的学习情况，包括观看视频时间、做练习时间、获得的徽章以及能量点数。利用这个功能，学习者可以了解自己每天不同的时间段里，他们使用了哪些学习资源。鼠标点击其中一天还可以看到当日具体的学习起止时间、持续时长。“关注点”展示了在选定时间范围内，学习者的时间在不同知识点、视频之间的分配情况，还可以清楚地了解到每个知识点总共做了多少道练习，正确数是多少，是否使用了提示功能。

可汗学院的学习分析功能可以对学习者进行诊断性的、过程性的评价，对每一个学生给予最大的关注。不仅如此，通过给予学生在学习过程中更多的反馈，教师可以更好地实施学习激励策略，指导学生优化自己的学习效果。可汗学院未来还可以设计一个模拟教师功能，通过对学习数据的读取和分析进行1对1学习诊断，为学生提供深度的个性化辅导。

4.教练功能持续关注学习过程

可汗学院为不同年龄的用户都提供了一个“教练”功能，其目的是协助学习者更好地利用网站进行学习。教练的角色并不要求为特定的某个人，教师、家长、家教甚至学生都可以成为教练。一个学生可以有多个教练，一个教练也可以有多个学生。只有在双方都同意的情况下，教练-学生关系才会生效。教练功能把现实中教师、学生、班级关系移植到了网络中。教练可以使用系统提供的“班级活动日报”功能查看整个班级在某一日的学习情况，也可以指定查看某一名学生的表现数据。

学习者在网络教学平台上的大部分操作都是人机交互，而不是人际交互，无法了解其他学生的学习情况，也无法与其他学习者进行交流、寻求帮助，这就是在线教育高辍学率的一个重要原因。在线教育提出了许多理论来解决这个问题，学习支持服务就是其中一种方式。它的指导原则是“无条件的持续关注”，即安排专门的学习支持人员定期联系学习者，监督学习者的学习过程，并为他提供各种学术的、非学术的、管理的和情感的支持。在可汗学院中，教练就扮演了这个角色，但在在线教育实践中，仅有“教练”远远不够[7]。

可汗学院的教学模式有效地规避了这个问题。可汗学院以在线教育模式为主，同时，采用混合式学习的模式（Blended Learning），通过与一线教师合作，将可汗学院与教师的课堂教学结合起来。课下学生观看视频、做练习，课上由教师指导答疑、组织讨论、设计探索，或进行其他的课堂活动。学生通过在线学习无法获得的人际交互和学习支持，在课堂面对面的环境下可以非常充分的进行。

三、可汗学院变革的启示

可汗学院从视频到系统的转变正是基于可汗对未来教育的构想来设计的——“以学生为中心”，学生更加自主地学习一切自己感兴趣的知识，不受时间、地点、教师、学习资源的限制；利用新科技手段进行教育模式的革新；打破传统课堂的限制使教育更加人性化；分享优质教育资源促进教育公平。[8]

（一）以学生为中心

可汗最初录制教学视频时就充分考虑了学生的需求，他控制视频的时长、尽量使用简单直接的语言和表达方式讲解复杂的知识、讲课风格轻松幽默。后来，他用知识地图将零散分散的各个知识点有机地串联起来，形成了一个可视化的知识体系，使学生清楚地认识到他们正在学习的数学知识与已经学习过的和未来将要学习的知识之间的关系，是在理解数学的意义而不是仅仅学会了一个个解题的技巧。随着录制的视频数量不断增加，可汗也渐渐意识到“学生单纯从看视频中是学不到什么真正的东西的”，所以，他带领团队开发了网络教学系统。练习功能让学生通过材料的练习去真正理解知识；数据功能使学生看到自己的付出和收获，通过量化的数据科学地安排规划学习；徽章为学生的积极工作提供及时的反馈，记录他们的成长；教练功能将网络学习与现实建立了联系，帮助并促进学生学习。

可汗所做的一切都是为了学生可以按照自己的实际情况安排学习，自定步调地进行学习。学生对自己的学习情况应该是最了解的，可汗学院则可以帮助他们自主选择学习内容，确定学习目标、安排学习步调、完成学习评价。在课下观看教学视频时，学生可以自己选择观看的内容，已经掌握的部分可以直接跳过，而重难点或者自己掌握不好的地方则可以反复的观看。学习视频课程后，通过完成系统推荐的测试题检测自己的学习效果。在出错的练习上查看步骤锁定知识漏洞的环节，大量重复的练习帮助熟悉相关知识直到熟练掌握。还可以利用学习分析中的详细数据了解自己的学习过程，分析学习情况，然后优化学习效果（图7展示了这个过程）。这些个性化的学习过程，在传统课堂中几十名学生统一步调的教学环境里，根本无法实现。

图7 可汗学院网络教学优化学习过程图

（二）利用新科技手段进行教育模式的革新

计算机技术是新科技手段的核心，通过系统编排、软件设计、内容布局，再以网络为媒介达到资源共享，逐步在课程设计中融入创新的思想和科技的力量。从可汗学院与一些中小学展开的教学实验中，我们可以看到这种全新的教育理念和教育模式。学生在课前通过教学视频进行自主学习，同时，也可以根据自己的实际情况选择观看的内容、安排学习的进度，而不用非得按照统一的要求学习相同的内容。学生可以随时暂停、快进和重放视频，对于重难点的知识可以反复学习。视频还打破了学习地点的限制，课堂可以在教室里，也可以在家里，甚至可以在任何条件允许的地方。对教师而言，可汗学院所设计的网络教学系统可以快速了解学生的学习进度，完美地掌握学生的学习情况，通过可视化处理后的学习数据、曲线与表格，教师对学生在哪里暂停、对哪些知识点产生疑问、学习的速度与质量等情况一目了然。利用科技手段的支持，教师可以精确地掌握学生的学习过程，从而极大地节省了备课与批改作业的时间。教师的课堂安排和教学设计更加有的放矢，可以针对学生的不同情况组织和开展教学，优化整个班级的学习效果。

在可汗学院的教育体系中，一个很重要的模式是“连续正确前进”模式。在学生通过练习功能进行学习检测时，必须连续答对一定数量的题目（这个数量根据知识点的不同而有所区别）才能开始下一个单元的学习。这种设计，是对传统教学中通过考试来对学生进行学习检测的一种突破。因为，在传统的考试中，只要拿到60分及格就可以通过，导致很多学生在没有完全掌握当前知识的情况下就开始后续的学习。可汗认为课后练习是非常重要的，不仅可以检测学习效果，还可以及时发现问题并进行巩固。对知识的“熟练掌握”是顺利进行后续学习的基础 ，而判断“熟练掌握”的标准就是连续地做对一定数量的练习题。

（三）教育的人性化

可汗说“我们的目标是用科技的力量来人性化教学”[9]。通过视频进行的教学方式打破了传统课堂教学在时间与空间上的限制，把学生从学校各种规章制度的束缚中解放出来，使学习的过程变得更加愉悦，使学习的方式变得更加自由和开放。在谈到传统课堂教学的弊端时，可汗深感遗憾地说道，“（这些孩子）都经历过非人性化的教学，全班几十个孩子在上课过程中不可以讲话，互相之间不能进行配合。上课的教师不论多么优秀，都不得不按同一种方式、遵循同一个步调对几十个学生讲课。”[10]

可汗学院教学模式的人性化还可以从很多方面体现出来：学生可以根据自己的实际情况自定步调地安排学习，不会再被贴上“优生”与“差生”，“快生”与“慢生”的标签；学生之间也有了更多的时间与空间进行互相配合，互帮互助；学生更关注自己的学习过程和问题解决的具体环节，而不是考试卷上单调的分数。

（四）全新的自由平台，促进教育公平

这种自由的平台包括资源共享的自由和学习方式的自由化。可汗学院的视频都是完全免费的，可以供人们自由观看与分享；同时，学习者也可以通过网络把自己的资源进行共享——即有经验和能力的人可以在网上注册成为辅导教师，对学员的学习进行指导。学习方式的自由化意味着不管你处于怎样的年龄，是适龄孩童还是已为人父；不管你身处何处，是在美国还是在中国；不管你抱着怎样的目的，是为了拓展知识还是为了满足兴趣……都可以获得极其优质的教育资源。

四、给可汗学院的建议

尽管可汗学院实现了一个功能强大的教学系统，并将一种优秀的教学模式带入实践，然而它仍然在一些方面可以做得更好。

（一）更清晰的导航方便内容查找

尽管可汗学院已经在页面最上方针对已有的五千多段视频设计了一个分类目录，学习者可以在其中寻找自己需要学习的领域，但这个目录相对于视频列表来说显然不够清晰。而且不同领域视频数量不一样，从“平面几何”这样有三十多段视频的领域中挑选出下一步要学习的内容，用户体验肯定不会太好。视频部分的导航可以参考知识地图的导航方式：全部视频按照学科、知识点进行归类，学科内各知识点遵循知识地图的方式排列，给出用户已经完成的练习和系统推荐的练习列表，已经完成的知识用灰色来表示，而系统推荐学习的内容则通过文字闪烁或前置特殊图标的方式进行强调。

（二）为教师的课堂教学提供支持

可汗学院希望利用混合式学习的模式，携手一线教师，借助于课堂教学优化在线学习的效果。为了达成所愿，可汗学院应该为实施课堂教学的教师提供足够的支持，帮助教师合理安排课堂活动。在可汗学院提供的“教师资源”里已经提供了一些开展“混合式学习”的指导和建议，用来丰富和完善课堂教师的教学策略和教学行为。“教练”功能中监控学生学习进度的程序也应该得到进一步的开发，比如：可以添加更多的统计参数、设置“教师提醒”的功能等，使其成为教师的得力助手，为教学内容准备和课堂活动组织提供支持。

（三）提供多种语言版本可供选择

可汗学院目前提供了三种语言可供选择：英语、西班牙语和葡萄牙语。基础教育阶段的学生是可汗学院的一个主要用户群体，而母语非英语国家的青少年在使用可汗学院时就会遇到语言的障碍，他们因为听不懂可汗的视频内容或是看不懂练习系统的题目要求而很难利用可汗学院进行在线学习。虽然，可汗学院已经开始了本地化的进程，网站上的视频资料已经有一部分被翻译成了汉语、阿拉伯语等其他国家的语言，但是，网站的页面还只是上述三种语言。因为，可汗学院是一个非营利性的教育机构，其收入全部来自于社会、公司和学员的捐助，因此，可以理解可汗要把网站的内容翻译成其他国家语言这一努力的实际困难。笔者也希望可以有更多的志愿者加入到这一过程中来，用我们的知识和热情为教育的普及和传播贡献自己的力量。

五、结束语

虽然可汗学院在从视频到系统的转变过程中取得了巨大的成功，但是，这种全新的教学模式也有许多方面正在受到人们的质疑，例如：可汗学院的课程主要是集中在基础教育与理科教育方面，如何在人文社会学科也能够更好应用这种模式？练习功能仅能处理答案是明确对或错的科目，比如：数学或化学。涉及答案模糊的“灰色区”科目，比如：历史（“灰色区”指介于对和错之间的范畴）如何对学习者的练习进行评价？可汗最倡导的让学生自定步调学习理念，如何更好地与传统学校进行融合也是一个最大的问题，年级的概念意味着学生群体按统一的步伐前进。那么，会发生什么情况呢？五年级的学生通过可汗学院，掌握了高中数学和物理，但仍然得像一个普通的十岁孩子一样学习写作、历史？

上述这些问题需要可汗以及所有期望推动网络教育更好发展的人们去思考。然而，我们还是有理由坚信，可汗与他的团队将通过他们的创意与智慧，对可汗学院的教育体系进行不断的完善与拓展。这个世上没有完美的教育模式，但是，我们可以把每种模式的功效发挥到最大。

[1]百度百科[EB/OL].http://baike.baidu.com/view/5913590.htm

[2][8][9]Khan S.The One World SchoolHouse[M].Twelve,2012.

[3]王星磊,乔爱玲.美国可汗学院对我国网络教育的启示——以高校教师网络培训为例[J].软件导刊,2013,(5).

[4]谭支军.基于Web2.0的网络教学系统结构模式初探[J].中国电化教育,2006,(9).

[5]可汗学院网站[EB/OL].http://www.khanacademy.org

[6]Thompson C.How Khan Academy Is Changing the Rules of Education[N].wired,2011-7-15,(3).

[7]Khan S,Slavitt E.A Bold New Math Class[N].Educational Leadership,2013-3(4).

[10]Noer M.One Man,One Computer,10 Million Students:How Khan Academy Is Reinventing Education[N].Forbes,2011-11-2(5).