现代信息技术在教学中的应用

郭伟+李广平+吕伊雯

摘 要：洪煌尧，美国哥伦比亚大学博士，加拿大多伦多大学博士后研究学者，台湾政治大学教育系教授，在学习科技、教学设计、知识创新、科学与科技教育等领域有深入研究。为了解教育信息化的最新进展，以及台湾地区教育信息化发展的具体情况，本刊对洪教授进行了专访。在采访中，洪教授介绍了全球教育信息化的最新发展情况，并对台湾地区的教育信息化发展做出了评介；对知识创新、学习分析、云技术、在线学习、移动学习、游戏学习、3D打印技术在教育中的应用做了深刻分析，并提出应通过将传统文化和现代科技相结合来推动教育信息化的发展。

关键词：台湾；教育信息化；知识创新；学习分析；云技术；在线学习；移动学习；游戏学习

一、教育信息化改变了教学方式

《世界教育信息》：尊敬的洪煌尧教授，很高兴您能接受我们的采访。首先，请您谈谈当前全球教育信息化方面的最新进展，以及台湾地区在教育信息化推进方面的创新做法。

洪煌尧：当前，大部分国家和地区教育信息化的主要推动力量是大学。在北美，众多大学都在发展新的教学技术。例如，很多学校在使用加州大学伯克利分校的WISE教育平台，它具有程序性，引导教师进行教学活动、课程设计；麻省理工学院开发了学习编程平台——Scratcch。

除此之外，网络平台方面也有一些新的发展，如code.org，这个网络平台鼓励全世界的人们，特别是儿童，通过网络学习编程。又如，可汗学院（Khan Academy）把很多学校的教学录像制作成影片，教师通过影片进行教学。该学院的主讲教师是萨尔曼·可汗（Salman Khan），他每次都讲一个概念和一个小单元。课后，学生可以在网上做练习题。该系统后台有很强的分析功能，可以看到学生在学校学完的课程、已掌握和未掌握的知识，而且会分别用不同颜色标识出来。随着教育技术和平台的发展，教育方式变得更加多元。在自然生态环境中，物种越多就越平衡、越健康。教育的发展正朝着这样的方向前进。

东方国家比较重视考试，通过考试引导教学。因此学生常常进行填鸭式学习，也就是记忆、背诵，然后做练习。翻转教学中的“翻转”主要指教学方式从传统的教师讲述、回家做功课，转变为学生在家观看影片、在学校讨论。在我看来，“翻转”最重要的是教学理念的翻转，即以教师为中心的学习转变为以学生为中心的学习，让学生以更自主、更活泼、更多元的方式学习。台湾有一个PaGamO平台，由台湾大学电机系的教授设计。设计者希望知识能在玩游戏的过程中得到传递。学生加入该平台，可以获得一些虚拟的土地，然后通过抢夺他人的土地逐渐扩大自身的版图。在“攻城略地”的时候，学生必须做题目，题目难度随攻地难度的增加而增加。学生可以自己设定学习范围，如第几册的语文、英语、数学、物理、化学等科目教材。为了防止攻下来的土地被别人抢走，学生可以通过网络上的货币在该平台上购买一些怪兽，以提升防御力。设计者把这种社交游戏互动的概念带进该网络平台，使学习变得更加有趣味。

台湾开展电子学习（E-learning）研究的机构非常多，很多大学都有各自的理念。我以前在多伦多大学开展过知识创新（Knowledge Building）方面的研究。在多伦多大学，人们认为学习不只是习得知识而已，学习的目的在于为社会作贡献。当人们把目标定为创造、服务的时候，学习就自然而然变成贡献社会的一部分。相反，如果一直强调学习，而不知道为何而学的时候，学习常常变得枯燥无味，且容易导致学习内容与社会脱节。学校通常被认为是一个小型社会，但事实上它是脱离社会的，因此，应逆向思考，将课堂与社会连接。

简而言之，越来越多的不同领域的人在为教育“把脉”，寻找一些新的、可能的教学模式。在这个过程中，现在很多人会使用“学习科学”（Learning Sciences）这个词，即把学习当作科学来看，提升了其地位。以前，教育被当作社会科学里的一个分支。现在，它被认为是一个领域，像一颗树一样生根、茁长。网络、科技的快速发展，使得教育获得蓬勃发展，且更多元、更灵活。

二、知识创新在教学中的应用

《世界教育信息》：知识创新是您的主要研究领域之一，请您谈谈知识创新教学在教育实践中的应用。

洪煌尧：知识创新，也被称为知识创造（Knowledge Creation）。传统教育过分注重知识的获得，我们需要在获得知识和创造知识中找到一个平衡点，因为学生在解决问题的过程中，需要创新思考和产生新的想法。课堂教学也存在知识创造。在幼儿园，儿童很多时候在创造，特别是在艺术课堂活动中，如堆积木、画图、编舞等。在中小学阶段之后，学生需参加标准化升学考试，教师常常把教学简化为呆板的、单调的课本知识教学，忽视学生的创造力培养。

当前，科技的发展给教育带来了很多的可能性。教师应善于用科技翻转教育，在课堂教学中增加一些注重培养学生知识创造的内容，而不是单纯地教授知识。很多先进国家都在做此尝试。例如，芬兰在赫尔辛基大学开展的主题式（Topic-based）教学试验，教学主题可能是“如何把国家变成低碳国家”“什么是节能”等。我在多伦多大学的时候，观摩过一堂课，其教学主题是“什么是系统？”。这种主题式教学是跨领域的，因为“系统”涵盖范围较广，如电力系统，身体的消化、循环系统，政府的组织部门也有系统等。为了解决问题，学生需搜集资料、整合资源。在这个过程中，学生将参加较多高阶认知活动，提升学习能力，从而使单纯的知识学习成为一种附属的学习活动。在这样的平衡中，学生的学习经验会与社会发展保持一致。

三、学习分析在教学中的应用

《世界教育信息》：学习分析（Learning Analytics）是对学习者本身和他们的学习历程加以评量、收集、分析和报告，目的是了解学习者及其学习环境并加以改进。请您谈一下对学习分析的看法。

洪煌尧：学习分析也是教育信息化发展的趋势之一。现在，很多学习活动都在网络上进行。很多人会利用网络浏览数据对网络上的搜索行为、学习行为进行分析，因为人们在网络上搜索的内容通常是其感兴趣的东西。例如，学习者常常搜索谷歌学术（Google Scholar）里的文章。对这些文章进行学习分析之后，分析者可以为其建议更有效的学习方式。

我们做知识创新研究的时候，更希望学习结果有助于学生创造性高阶思维的发展。在我的课堂上，我会把权利交给学生，让学生自己提问题。因为当学生拥有更多的自主权时，他们就会对课堂更加感兴趣。在这个过程中，首先，我通常会划定一个大范围，以扩大学生的选择空间；其次，学生在我划定的范围内寻找自己感兴趣的问题，并针对这个问题提出想法。这是一种想法中心式的教学。此外，我们还给学生提供了讨论的平台。学生在该平台上提出想法之后，能够看到所有人在上面提出的想法并给出建议。这加强了学生之间的互动，使其产生想法碰撞，学生的想法也会慢慢变化、发展。学生在发现问题、解决问题的过程中，常常为了寻找更好的想法，或者为了某个想法而辩护，会去寻找更多资源，阅读更多材料。因此，学生自然而然就会习得知识。

我们不太关心学生获得多少知识，因为这其实是副产品。我们更关心知识创新活动分析（knowledge building analytics），即学生如何源源不断地创新自己的想法。

四、云技术在教学中的应用

《世界教育信息》：随着信息技术的发展，云技术如火如荼地发展起来。云技术可以组成资源池，按需所用，灵活便利。请您谈一下云技术在教育中的应用。

洪煌尧：现在，很多信息、资料等基本上都储存在云端。在此情况下，安全性是一个问题。如果安全性做得够好，隐私就可以获得保障。

在我看来，在信息化时代，人们更应该思考大量的信息可以为我们的生活提供怎样的帮助。目前，将纳米科技运用于计算机领域，把传感器、电动机和各种处理器装置在一个芯片上而构成一个系统，若将这个芯片安装在椅子上，椅子就可以自动调整到合适的高度。同理，如果冰箱里面缺少什么东西，里面的无线射频辨识（Radio Frequency IDentification，RFID）扫瞄一下，芯片就能自动给你发送缺少的物品清单。当这些大量的信息上传至云端，人们就可以做后台分析，并提供更实用的回馈和建议，以改善生活和环境。

在我们的生活中，学习时时刻刻都在发生。云端可以针对学习者在学习方面的优点和缺点进行分析，然后为其提供更好的学习方式。因此，能否善用这个平台，取决于使用者的目的。因此，它的利弊有待讨论。

五、在线学习在教学中的应用

《世界教育信息》：在线学习是通过计算机和互联网，在一个网络虚拟教室进行网络授课、学习，您如何看待在线学习？

洪煌尧：广义上，网络就是一个很大的学习环境。例如，搜索相关信息，浏览相关网页的过程就是学习的过程，这基本上就属于在线学习。通常，我们所讲的在线学习是狭义的，如慕课。慕课一门课程的学习时间一般为6～10周，在这个学习过程中，学生需要完成课程学习、提交课后作业、互评同学作业等。这种课程和一般正式课程的不同之处就在于学生不在教室学习，不用去学校与教师碰面。这节省了时间，且比较方便，但同时也减少了学生与同学面对面交流的机会。

现在，很多大学在做慕课，几乎所有大学都试图在这个市场中抢占先机，如斯坦福大学、麻省理工学院、加州大学伯克利分校等。他们甚至与企业合作，如与Coursera平台合作，提供在线课程。他们开设的课程基本上不是学校正式课程，Coursera或者其他慕课平台提供的课程主要在于丰富学生知识，而学生无法拿到学位。学生如果需要认证这些课程的话，就需要花钱购买。随着时间的推移，认证所付出的费用可能会逐渐提高。高中生预修这些认证课程，可以将其当作申请学校的有利条件。例如，学生预修过斯坦福大学的课程，可以提升其在申请该校时的竞争力。

在线学习的实施是一种商业模式，涉及教育以外的一些知识，因此，引起了商业领域一些人的兴趣。例如，我在台湾开课，商学院对教育感兴趣的学生也会来修读，有些则是学教育科技的。其中，一位芬兰学生想开一个游戏公司，帮助教师做教案设计，再把这些软件卖给学校。

不是所有的课程都可以在线上进行，部分课程必须通过师生互动而进行。人与人之间的学习也需要通过面对面互动获得。网络上的“互动”仅仅是文字、影像的互动。这种虚拟环境通常使得学生对很多信息的判断不准确。

六、移动学习在教学中的应用

《世界教育信息》：移动学习是一种在移动设备帮助下的能够在任何时间、任何地点发生的学习，请您谈谈对移动学习的理解和看法。

洪煌尧：移动学习也是教育信息化发展的主要趋势之一。一方面，移动学习使得学习变得很方便；另一方面，移动学习使得人们对信息通信技术越来越依赖，同时也给教学活动带来了一些挑战。例如，很多信息或教学资料可以通过网络搜索获得，学生可能会因此而在课堂上分心。因此，课堂需要翻转，教育工作者必须调整心态，转变教学方式。很多教师逐渐开始做一些新的尝试，如鼓励学生自带设备（Bring Your Own Device，BYOD）来学校。为了防止学生在课堂上玩手机，有的教师禁止学生把电子设备带到课堂。对此，我认为，教师应更好地去疏导学生，而不是采用“堵”的方法。在我的课堂上，学生可以携带自己的设备，并在我的课程平台上讨论。我希望，学生在听其他同学作报告的时候，可以及时在平台上反馈。在平台上的反馈与口头反馈的差别在于，平台上的反馈信息可以回看。例如，我今天作了一个报告，别人给我做了很多反馈，我回家之后可以慢慢看，且可以再延伸话题。

因此，移动学习事实上也带来了很多可能性。很多软件、应用不断推陈出新，且对学习有所帮助。不过，我们应意识到，很多时候学生学到的东西并不是真正对他有帮助的。很多学生带着移动设备，但没有真正起到正向作用，而是沉迷在游戏世界中。在虚拟和现实世界中，学生常常更喜欢虚拟世界，因为在那里可以得到更多成就感，导致其常常忘记自己是一个活生生的个体，应该花更多时间关注这个社会中的真实层面。科技是一把双刃剑，可以延伸你的意志和愿望，无论是好的还是坏的。

七、游戏学习在教学中的应用

《世界教育信息》：您刚才谈到了游戏，请您谈谈游戏学习。

洪煌尧：学习活动都需经过设计，在设计上存在所谓的“两难”，即学习本身具有严肃性，也需要一定的趣味性。一般来说，在学校的学习具备较强的严肃性，而在网络上的学习比较有趣，且浮于表面。例如，脸谱网（facebook）上面那些有趣的社会互动和学习可以帮助学习者获得很多知识，但很多知识没有得到进一步验证，且学习者大多也只是对其进行粗略地浏览。然而，在课堂上，对一件事情的讨论很可能持续几个小时。在这样的情况下，学生可能会对讨论的信息有更深刻的反思。

因此，在设计教学活动的时候，教师应在严肃性和趣味性中找到一个平衡点。例如，我前面提到的的PaGamO网站，就是加入一些游戏元素使题目变得更有趣。此外，还需考虑学生在玩游戏的过程中是否能够改变性格和行为方式。例如，长期玩暴力游戏会使人变得比较易怒。这是游戏学习可能会产生的负面影响。

对于游戏学习，我们需要开展更多研究。事实上，很多学生正在参与游戏学习，这已经是趋势之一。但是，我们希望，教师在游戏教学中能够更多考虑教育的价值。

八、3D打印技术在教学中的应用

《世界教育信息》：据说3D打印技术在教育信息化当中也有所应用，请您具体谈谈相关的情况。

洪煌尧：在台湾，我们叫3D电印，我也有同事开设这门课。从古至今，我们生活中的所有东西都是经过人脑和双手制造出来的。3D电印就是让我们可以动手去制作一些便于我们生活的科技产品。甚至，3D电印机做出来的所有零件，可以再组装成一台3D电印机。

3D电印有很多可能性。在制作、创造的过程中，人们可以用图像思考。例如，在历史课上，教师可以电印一些古遗迹。3D电印也可用于研究一些建筑、地形。有本书叫《在图中思考》（Thinking in Picture），该书指出图像其实对学生图像思考能力的发展有帮助，因为有些人擅长图像思维。

九、现代教育技术应用与传统文化相结合

《世界教育信息》：西方国家在教育信息化方面做的很好，中国应该以怎样的姿态与这些国家合作？

洪煌尧：从清朝末年至今，基本上都是中国人到欧美国家留学，学习西方的典范。其实，中国拥有五千年的文明，有很多传统文化值得推崇和鼓励。因为我们花了太多时间去学习西方的东西，所以我们反思自己文化的时间就少了。因此，我们应该花更多时间反思一下自己拥有什么。我们可能会发现，很多自己固有的东西可能都是有帮助的，特别在教育领域。我认为，我们应该把新科技与传统文化做一些联结和对话，会有一些有趣的想法和思维值得研究。

编辑 吴婷 校对 朱婷婷