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未来教育展望:一个全地域、全信息、全自动、全智能的四全空间

2019-03-06

为什么说信息化支撑下的教育是一场革命,教育又是怎样变成一种实证科学的?

大数据如何改变未来校园、未来学习、未来管理?

知识、技能、体验又怎样在教育地图中三足鼎立?

教育之真、教育之趣、教育之美又如何主导未来的学习空间?为什么未来的教育将变成一个全地域、全信息、全自动、全智能的四全空间?


我们邀请到未来教育学者、中国信息协会教育分会副会长、上海海事大学副教授魏忠老师,为我们从生命科技、互联网、物联网、数据科学******的进展、历史和人性的角度进行深度解答。




信息视角的设计教育


实现信息视角的设计教育目标,围绕实验教学这个角度,信息视角的设计教育有以下四个层次


1、有关实验室

实验室的环境,实验室的设备,面向实验的操作,面向实验中间的协作,我们怎么样去设计场景,做一些体验。


2、交互

第二个层次是交互,也就是说在这样的环境之下,通过哪些IT的方式让他们产生交互,获取他的信息,我们和我们的场景之间,以及场景的使用过程中间,怎么样去采集和获取数据。


3、学习系统

我们如何在这样一个环境之中支撑学习。需要结合二维码线上线下的融合、知识技能的导航、在线的课程、碎片化的微课的学习、对实验的支架,远程学习、远程实验等等这些方面。


4、如何通过这样的任务系统完成学生的不同学习方式


在实验前、实验中、实验后、一些零散碎片休息时间和现场操作等等这些场景上,如何通过这些明确的任务,去完成学习的目标。


很直观的可以看出,在上文第一个有关实验室这个层次应该是一个知识的层次,知识层次通过学习系统和任务系统来进行支撑。第二个是技能方式,也就是通过学习的交互方式,最后和学习的场景系统形成良好的体验。体验的最后一块包括知识、任务设计。


任务设计是求真的,现代教育强调把所有的资源,通过网上交互的方式来进行采集,在采集的过程中间,事实上所有这些现代的方式,都是我们学生的兴趣所在。因为它和他们实际生长环境是完全一致的,也就是说大家进入了充分IT时代,所以这也是一个比较有趣的体验方式。


最终我们会通过这个美好的场景,互相协作让它有比较美好的体验,最终构成图一这样一个架构。






任务系统


任务系统是来源于20世纪人类最伟大的一个发明之一,事实上它是指项目管理。在这之前,虽然有很多的工程,但是工程只是告诉大家每样东西应该怎么样去做,比如:修建一个建筑,它应该如何去做,那这是一个工程能力。


在人类的项目管理理论和实践成熟以后,人类可以在多个任务之间进行协调,或者说工程上面该如何去划分任务,怎么把不同的任务划分给不同的人,如何分配任务,如何组织一系列任务,这是一个抽象于工程之外,更高的一个体系。


因此,怎么样去划分任务,这是一个重要的问题,怎么样把学习变成一系列任务。怎么让完成任务的过程中间又要求真、有趣,又要美好,又要能够兼顾最后的知识、技能和体验。


基于这样任务体系,或者这样任务架构的分配,它的一个哲学来源是建构主义的理论。比如:人的本领是通过学习学会的,这实际上是建构主义核心的命题。从这个角度来出发,建构主义对于任务的分配,或者是任务体系有很多的方式,我们可以看到有这样基本的方式:支架式教学,支架式策略,也就是提供很多资源,然后去完成这件事情,独立探索学习,最后形成一个效果来评价。


从一个用人企业的角度来讲,比如将一个人培养成一个销售人员。通过给他很多不同销售方案,之前的一些案例,然后让他进行学习,参照这些方案和案例去模仿写属于自己的方案,接着逐步提高方案的难度,最后再提高他的熟练度。


学习系统


学习系统包含了以下几个方面:


从导航开始,导航实际上是一个非常好的方式,能够让我们和现实和虚拟的社会产生关联。


如果采用地图的方式,从地图方式上我们可以很好地标识出所有的资源,包括学习资源等等。通过一个地图,我们可以汇聚很多的资源,包括我们的在线课程资源、我们的教师在哪里、我们的教材在哪里、我们的设备在哪里、我们有哪些实训资源、我们有哪些校外资源、我们有哪些课程的资源等等,上面会有很多很多东西,都会为我们开创一些做法,给我们提供一些帮助。






图三


除了线上的,还可以通过二维码、通过扫一扫(图二、图三)就可以发现设备和我们相关的一些在线资源把微课资源集成在一起,我们可以很清楚的看到,哪几个老师和这个课程相关、哪些专业和它相关、哪些论文和这个课程相关,这就可以是一个非常好的学习系统。


另外通过这样一个线上线下的交互集成为整个学期的全生命期提供支撑,一种在线的支撑,也就是说我们只要有信息设备,就可以支撑知识点的碎片化的学习、支持基于教学任务管理和划分课程。在线的课程,包括作业、课件、实验前的预习、实验现场的操作,都贯穿了整个过程。

因此,学习系统的主要任务是为学习者导航。


交互系统




交互系统的建设是为了形成学生与资源的良好互动,上图(图四)是这些年最常见的称作互动教室的方式,我们可以和学生很好地交互。


什么是可视化交互:


从图中可见,不仅仅是增加了一个屏(图四),更是把需要的信息推送给了正在做实验的学生。在交互屏上可以放老师的具体做的动作技能录像。


交互过程中不仅展示了信息,同时也采集了每一个学生的动作记录,这是非常重要一点,也就是说我们现在******的说法就是信息一定要形成生态,它才能活起来,既是一个数据的生产者同时也是一个数据的消费者,我们有个新词叫pursumer(研究者),巧妙地将物联信息聚集起来。


场景系统



场景系统(图五)是学习者具体活动发生的地方。场景系统强调真实世界环境的教育还原,强调学生的协作和互动的方便


再例如(图六):学生是对面斜坐,采用六边形的桌子,而不是传统的摆放方式,因为六边形方式是非常便于协作的。


场景系统强调每个学生的操作要考虑具体的终端设备,不管是我们的一体机还是PC还是工作站等等,虽然有很多种不同的方式,但是都要有这样的信息设备。师生之间是能够形成交互的,不管是在线学习的互动、还是一些基于摄像的形态学这样一个互动。实验室要充分考虑开放性,通过开放和透明的方式形成一个舒服的场景系统。




我们可以通过图六的案例,实验室面向未来的发展方向。是不是面向未来实验室,非常重要一点是电源布置,电源是否足够、电源的调配是否灵活(比如说电源可以拉伸、电源部署在天花板上可以拉下来、还有些地方是充电装的设计等等),图六中的开放式的吊顶,第一个优点是透明,第二个是信息直接能够看到,这些都是非常好的设计。


实验室教学教育技术服务的三个重要领域:知识、技能、体验




设计教育之后该怎么样让它落地?怎么去设计?设计完以后我们要从知识、技能和体验三个维度来做这件事情。


在教育层面上做一个定位,我们可以把它定位成知识层面,可以定位成三个层面的知识,第一个是基础知识,也就是非常理论性的知识,第二是面向某一个专业的知识,第三是具体行业的知识,专业技术领域的知识,行业的知识。


技能也可以分成三个层面,第一个层面是认知层面的技能:我了解,我知道、我看过。第二个层面是操作的技能,也就是能够去进行操作,第三个层面是能够在上面进行开发的技能。


对于体验也分成三个层面,第一个是提供面向个体的体验,第二个是协作层面的体验,第三是系统层面的体验。我们通过这种方式可以非常好地定位实验室或者实训室。


教育设计走向设计教育




从教育设计走向设计教育,******的变化就在于核心理念的不同,教育设计真正的核心理念是人都是教会的。一旦定义了人教会的理念,那我把所有的东西都认为人是由于外在因素的一些影响,才能学习到一些东西,所以大家会把所有东西都强调在外部的一些客观条件上,比如:对老师教学的一些要求,对环境的一些要求等等,事实上从现在******的认知心理学、人脑科学、行为科学的一些研究来看,学习是人的一种本能,因此我们提出的另外一个是设计教育,设计教育的核心理念,是人都是学会的,不是教会的。如果人不去学,你无论怎么去教,他一定也是不会的。所谓的这种学会,事实上是一种训练,我们叫做不经过大脑,是一种神经性的反应或者是条件反射等等。


传统的教育设计经过了两个比较大的阶段。第一个阶段叫做秩序阶段,也就是说首先要建立这样教学的秩序,比如学生要进来,要注册,要进行分班,要进行排课等等,这些方面事实上都是服务于教学秩序,基于这样的秩序能够比较有序地开展一些教学活动,这样变得比较可管理,这是教育设计阶段


教育秩序完善后,下一步学校怎么发展?从更多的情况来看,更多是走向了我们今天讲到的评估教育。为什么会这样做呢?主要的核心原因是绝大多数的资金的来源,包括我们一些老师要进行职称等等这些方面的升迁,包括对学校的考核和经费的拨放。事实上都是和评估相关,所以一切都围绕着评估来做。

我们评估的指标由于是自上而下的,事实上没有差异性,更多都会归结于一些客观的数据,比如说一个人占有多少资源,多少面积,多少教师,机房人均多少电脑台数等等这些指标,这些指标都是非常短期的,很快的时间内都会发生变化。比如说我们原先规定的图书馆藏书的册数,那么目前大家使用图书的方式可能更多的是可以通过网络图书馆,通过网络数据资源来做这样的事情,因为这些更快,并且信息更新得也快。


还有一部分是我们评估方面提到,除了这方面之外,比如我们机房人均占有电脑数,从现在的方式来看,大家使用移动终端有的通过手机,有的通过笔记本电脑等等,笔记本电脑的占有率已经非常高了。再提这些条件,就会觉得已经脱离了时代的环节。这是传统教育上******的因素,它更多会强调外在资源的配置,而忽略了一个核心问题,是怎么样教好学生,这是一点,这也是其中******的差别。


传统的教育设计是基于评估。所以说,所有的评估教育之中,软件开发相对来说需求是比较一致的,因此做软件开发是基于指标来做。


另外是基于现在的就业导向,这和我们的评估教育各方面相关。我们的评估对每个学校有就业率的要求,也会出现很多问题,基于就业,往往是目前热门的专业,4年以后可能走向没落,甚至消失都有可能。


结合上面所说的,我们做的事实上并不是这样的标准化,目前的标准化教室完全是根据大工业时代在秩序的各方面要求来进行准备的。


现在,这样的教学方式,或者未来的时代、未来社会并不是这样的要求。包括装修,包括一次性地购买产品,另外非常重要的是,传统的教育设计概念,都是购买固定资产,对于我们来讲,如果是从学生角度来讲,这里面有一个理念,如果基于是人都是学会的,不是教会的,我最终是需要激发学生的互动,最终才能让学生真正学会。


结语

教育实际上是一个非常简单的事情,如果学生能够学好,老师能够教好,这一定是一个非常好的学校。因此从设计教育的角度来看,激发师生主动热情,老师的出发点也是怎么让他学会,而不是怎么样拼命地教会。这是******的一个差异。






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