智慧學習環(huán)境：有效支撐學與教方式的變革

中國投影網(wǎng)電子白板資訊　來源：中國教育報　2012-6-1 13:39:24　編輯：木鐸　[ 大 中 小 ]

智慧學習環(huán)境：有效支撐學與教方式的變革
小塊頭，大智慧！近日，2012全國“電腦鼠走迷宮”總決賽在北京交通大學舉辦。本屆賽事由中國計算機學會主辦，中國計算機學會嵌入式系統(tǒng)專業(yè)委員會、廣州周立功單片機科技有限公司承辦，臺灣嵌入式暨單晶片系統(tǒng)發(fā)展協(xié)會、北京交通大學協(xié)辦。來自58所高校的96支代表隊參加了總決賽，參賽高校和人數(shù)創(chuàng)新高。圖為總決賽現(xiàn)場。張先睿 攝


　　“教師上課從原來的‘粉筆+黑板’模式轉變成‘計算機+投影’的模式，但這種教學改革僅停留在教學‘表演’上，課堂教學也出現(xiàn)了由‘人灌’變成了‘電灌’的現(xiàn)象�！痹谌涨芭e行的2012數(shù)字學習與智慧校園建設研討會上，北京師范大學教育學部副部長、博導黃榮懷教授表示，我國從20世紀90年代后期開始了大規(guī)模教育信息化基礎設施建設，但多媒體教學設備的應用至今還存在諸多問題。

　　內(nèi)容堆砌、互動不足——多媒體教學尚存六大困境

　　如今，電腦和投影儀等多媒體設備幾乎成為大中小學教室必備的教學工具，使用多媒體教學設備成為教師授課的主要方式。然而，黃榮懷教授在研討會上表示，“當前這種數(shù)字學習環(huán)境依然側重于支持‘回憶、理解和應用’等低階認知目標，不利于培養(yǎng)學習者‘分析、評價和創(chuàng)造’等高階認知目標�！秉S榮懷多年的調查研究表明，如今多媒體與網(wǎng)絡教室應用主要面臨六大困境——

　　困境之一：多媒體呈現(xiàn)內(nèi)容的“堆砌”，妨礙了學生對內(nèi)容的“消化”。黃榮懷發(fā)現(xiàn)，教學中，教師往往將書本上的知識點或以往黑板上的內(nèi)容簡單呈現(xiàn)在教學設備上，導致學習者沒有時間對知識進行聯(lián)系和對比，因而學生的認知活動容易受到阻礙。

　　困境之二：多媒體呈現(xiàn)的“間斷性”展示，割裂了教學內(nèi)容的前后聯(lián)系。例如，幻燈片翻頁式的內(nèi)容呈現(xiàn)，缺少了使用板書推導定理、公式的過程，更容易導致學生思維的不連貫，影響對學習內(nèi)容的理解。

　　困境之三：固定在講臺位置上的多媒體控制臺，限制了教師課堂教學能力的發(fā)揮。在傳統(tǒng)的教學中，教師不時在同學中間走動，不僅能夠近距離觀察學生的課堂反應，更能夠與學生互動、交流。然而，“使用多媒體設備教學時，教師不得不在控制臺上完成課件的操作，因此減少了教室里的走動，不知不覺忽視了師生交流�！秉S榮懷說。

　　困境之四：教室中統(tǒng)一固定的座位布局，限制了各種教學活動的開展。多媒體教學強調“以學習者為中心”的學習，協(xié)作學習、探究學習、基于項目的學習、基于問題的學習等多種不同于傳統(tǒng)教育的學習方式。黃教授認為，除“秧苗式”布局外，還需要“矩形”、“圓形”等多種座位布局形式，來滿足不同學習方式的需要。

　　困境之五：網(wǎng)絡教室的配備和控制難以滿足學生探究的需要。多媒體網(wǎng)絡系統(tǒng)涉及廣播、教學、學生演示、個別輔導、語音教學、雙向對講等多項功能，但目前只有個別功能在教學中體現(xiàn)。

　　困境之六：電子白板的數(shù)學應用與預期的深度教學互動存在一定差距�！澳壳�，很多課堂配置了交互式電子白板，但是白板的交互功能并未全部得到應用，大多還僅僅作為投影屏幕使用�！秉S榮懷指出。

　　智慧學習環(huán)境——實現(xiàn)輕松、投入、有效的學習

　　“信息技術的廣泛應用將改變學生認知事物的過程，將改變某些教學原則，將改變教學內(nèi)容和教材形式，將改變教師、學生、教材三者之間的關系�！秉S榮懷表示，信息技術在教學過程中的應用為這四種改變提供了潛在可能性。

　　然而，什么樣的教學資源和環(huán)境才能適應數(shù)字化、信息發(fā)展，才能促進多媒體設備的有效使用？研討會中，黃榮懷教授提出了“TRACE3智慧學習環(huán)境功能模型”，他認為，智慧學習環(huán)境通過記錄學習過程、識別學習情景、感知學習物理環(huán)境、聯(lián)結學習社區(qū)等四個方面，最終促進學習者輕松、投入、有效的學習。

　　智慧學習環(huán)境能夠記錄學習過程。例如通過動作捕獲、情感計算、眼動跟蹤等感知并記錄學習者在知識獲取、課堂互動、小組協(xié)作等方面的情況，追蹤學習過程，分析學習結果，建立學習者模型，提供對學習全面、準確評價的依據(jù)。

　　其次是識別學習情景。智慧學習環(huán)境針對不同的時間、地點、學習伙伴和活動，根據(jù)學習者模型和學習情境提供個性化的學習資源和工具，以實現(xiàn)最佳的學習效果。

　　同時，其感知物理環(huán)境的功能，能夠利用傳感器技術監(jiān)控空氣、溫度、光線、聲音、氣味等物理環(huán)境內(nèi)容，并進行適當調節(jié)，為學生提供舒適的物理環(huán)境。

　　此外，聯(lián)結學習社群的特點，在便捷的網(wǎng)絡接入中，學習環(huán)境能夠為特定學習情境建立學習社群，為學習者有效聯(lián)結，并利用學習社群進行溝通和交流的支持。

　　“智慧學習環(huán)境是數(shù)字學習環(huán)境的高端形態(tài)，是社會信息化背景下學生對學習環(huán)境發(fā)展的訴求，也是有效促進學習與教學方式變革的支撐條件�！秉S榮懷說。

　　學習技術不斷進步——將迎來四大發(fā)展領域

　　隨著科學技術的發(fā)展，多媒體設備的普及，多媒體教學的技術與設備基礎也在發(fā)生變化。黃榮懷教授認為，智慧學習環(huán)境將迎來四大發(fā)展領域：學習助手、電子教材、云服務平臺和智慧教室。

　　首先，智能數(shù)字設備和系統(tǒng)，將成為學習者的得力助手。隨著手持終端設備的應用和普及，其簡單易學的操作系統(tǒng)，降低了技能的要求，將使數(shù)字化教學互動更容易實現(xiàn)。

　　電子教材的發(fā)展，也將為數(shù)字教學提供更多的選擇。黃榮懷指出，電子教材不僅僅是紙質書本的電子化，而且具有五種功能，包括呈現(xiàn)非線性、動態(tài)性和超媒體性的多元化方式，根據(jù)不同的需求，提供多樣化的板式、組合、風格等；通過動畫效果呈現(xiàn)、音視頻播放，增強雙向互動，參與性和歸屬感；滿足學生隨時做筆記的需求，提供注釋、編輯、超鏈接等功能；提供能夠檢驗和結果反饋的作業(yè)系統(tǒng)；具有對作業(yè)分發(fā)、管理、筆記、學習軌跡的安全管理功能。

　　另外，云服務平臺的發(fā)展，實現(xiàn)了資料數(shù)據(jù)的即時同步�！耙粋�終端設備上的文檔修改，能夠同步到相關設備中。此技術將在數(shù)字教學中得到應用，及時同步學生的學習過程和反饋。”黃榮懷說。

　　智慧教室，是一種能夠優(yōu)化教學內(nèi)容、便利學習資源獲取、促進課堂交互開展，具有情境感知和環(huán)境管理功能的新型教室。智慧教室既能夠從視覺、聽覺等多角度呈現(xiàn)教學內(nèi)容，還能夠及時根據(jù)外界環(huán)境變化調節(jié)室內(nèi)溫度、燈光、聲音，讓學生在舒適的環(huán)境中參與學習。此外，高速安全的網(wǎng)絡設置，滿足師生及時獲取學習資源，并完成互交式合作學習。

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