创设多样化学习情境促进学生的深度学习

　　——《新媒体联盟地平线报告：2015基础教育版》解读

　　《新媒体联盟地平线报告：2015基础教育版》揭示了未来五年全球范围内将对基础教育变化产生影响的重要趋势、重要挑战和重要技术发展(如图1所示)。通过对地平线报告持续多年的跟进，我们认为，今年的报告更加突出了移动互联的时代背景，更加强调了一切教与学的变革都要紧密围绕着学生的深度学习展开，其目的是让学生获得更为深刻的学习体验和成就体验。

　　个性化学习情境的创设

　　个性化学习情境的创设，主要涉及技术应用上的“自带设备”和“自适应技术”，近期趋势中的“增加混合式学习的应用”，挑战中的“推进个性化学习”。

　　“自带设备”(BYOD，Bring YourOwn Device)包括人们在工作和学习环境中携带的笔记本、平板电脑、智能手机或其他移动设备。BYOD重要的不是设备，而是用户加载到设备上的个性化内容。很少有两个设备会分享相同的内容或设置，BYOD让学生使用自身已熟悉、用起来比较舒适的技术开展学习(如图2所示)。从世界范围看，BYOD有助于促进以学生为中心的教学模式的发展。

　　一系列报告显示，BYOD已经被全球范围内的学校所接纳。非盈利性机构“美国的移动未来”的研究显示，43%的幼儿园和义务教育阶段的学生使用智能手机，73%的中学老师在课堂活动中使用手机。加拿大安大略省的学校数字学习机构注意到，58%的学校声称他们的学生在使用自己的设备。更多的学校正在围绕学生和家长自有设备建设相关的课程。

　　“自适应学习技术”指学习者参加在线学习活动时，学习软件或在线平台能根据学习者需求、学生的交互和学习成果水平而调整，随后预测学生在某个特定时间点需要哪些学习内容和资源方能取得进步。自适应学习技术最适合应用于混合式学习或在线学习环境中，利用软件与跟踪应用程序可以时刻引导与监控学生活动(如图3所示)。

　　“增加混合式学习的应用”是近期趋势的一种，这一趋势在当下正推动着教育技术的采用，在未来1～2年内也很可能继续保持重要影响。混合学习涉及在线传送内容和开展教学的正式整合，结合在线工作和课堂实践创建一个系统，学生可以在其中调整时间、步调和学习路径。当得到有效设计和实施时，混合式学习模式借助在线学习模块和自适应软件使学生按照自定步调练习并掌握内容。教师也被解放出来而更多地关注小组学习中需要帮助的学生。随着学习分析、自适应学习技术和先进的数字平台相结合，将会不断推动整合在线学习的混合学习的发展，并日益发挥它的优势。

　　“推进个性化学习”之所以被列为有难度的挑战，是因为我们对其或多或少能理解，但是解决方法尚不清晰。个性化学习模式的目标便于学习者确定他们的学习策略和步骤。技术的进步，特别是采用移动智能终端和自适应学习环境，已经可以支持以学生为中心的教学模式，那么对于学校的挑战就是如何把那些“整齐划一”的考核和管理标准彻底改变为关注个性化的设计。目前个性化教学最大的障碍就是如何把纷繁复杂的方法和技术转变为一套精简的策略，以便在整个学校实施和推广。

　　体验式学习情境的创设

　　体验式学习情境的创设，主要涉及技术应用上的“创客空间”、“3D打印”、“可穿戴技术”，中期趋势中的“加强学生之间的合作学习”“学生从消费者转变为创造者”，挑战中的“提供实景学习机会”等。

　　体验式学习情境旨在让学生通过“做”或者“实践”以激发学习自主性和探索精神，获得更为深刻的学习体会和高级思维能力。而这种学习情境的创设，更突出了要基于真实的学生生活和社会问题。“创客空间”的总体目标是为人们提供自由实验和亲自制作物品的地方，并促进创造性社区的形成。将创客空间用于教育领域的倡导者们认为此举可以让学习者通过亲自动手设计、建构和迭代，参与到创造性的高阶问题解决中。学校借助创客空间的活动激励年轻学生的信心，帮助他们获得创业所需要的真实技能。创客们使用的工具多种多样，其中，“3D打印”已经成为重要的实践工具。“3D打印”是一种以三维数字形式立体构造物理对象的快速成型技术。3D打印对于教学和学习的一项重要价值体现在，它能够更加真实地呈现特定事物，并让学生获得深刻感知体验(如图4所示)。3D打印技术在基础教育中最具魅力的应用还包括学生可以创造出完全属于自己的东西。

　　人们对创客空间的热情使得这一概念获得全球认可。最近，美国白宫举办了首次创客大会，奥巴马总统公开强调DIY的价值，认为它能彻底改变美国制造业，激发创新和增加就业。创客空间教育还在促使年青人改变社区现状方面具有潜力。因此，许多学校看到了创客空间的潜力，鼓励学员在学习活动中动手参与。在中国创客空间数量不断增长，“柴火创客空间”正在上海和深圳等地兴起，并成为大规模生产的枢纽。业内专家相信这些创客空间，通过培养中国企业家的创造力和实验能力来开发更多的创新产品，使中国在世界经济中保持一定优势，增强中国的竞争力。

　　“可穿戴技术”是指那些能够被用户以配饰形式(例如珠宝首饰、墨镜、背包乃至鞋子或夹克等)所穿戴的计算机设备。可穿戴技术的优势在于它能够方便地记录并整合人的睡眠监测、运动记录、地理定位和社交媒体交互等工具。而且，在为电子游戏设计的头戴式显示器Oculus Rif及类似装置模式下，还能实现虚拟现实。有些新设备甚至能够无缝融入用户的日常生活和活动中。在过去的一年，谷歌眼镜是大家讨论最热烈的可穿戴设备之一，用户能够看到呈现在其眼前的周边环境信息(如图5所示)。可穿戴技术在消费领域已很受欢迎，但是它在基础教育领域的影响仍然处于非主流状态，被广泛采用的时间至少还需要四年。

　　随着以上技术的应用，学习者的角色势必发生转变，学习者将尝试通过开展创造活动而不是消费学习内容来进行学科探索。因此，很可能在未来3～5年内继续成为决策制定的影响因素的“中期趋势”，报告将“学生从消费者转变为创造者”纳入其中。现在有越来越多的工具支持学习者成为原创客，采用多种形式展示自身所掌握的内容。这些形式也早已超越传统考试和工作计划的形式。新兴的教学制度也在鼓励教师应用数字工具培养学习者的创造性和制作技能。

　　在课堂中，教育者通过观察发现，创作视频和媒体讲述复杂的课程效果明显，如有机化学。在爱尔兰2014化学教育大会上，针对爱尔兰教职工的一个专题展示了电影制作和定格动画如何帮助学习者理解化学概念的过程。在这个活动中，学生合作创作情节串联图版，展示离子结合氯化甲烷和催化转换器的顺序事件。随后，学生们用雕塑土或分子模型创作了道具，并依次拍照，加载到微软多媒体编辑软件Movie Maker上，由此形成了一个可以解释彼此间有复杂关系的作品。在此案例中也可以看到“加强学生之间的合作学习”也是创新学习情境的重要组成部分，根据全美教育协会的研究，合作学习还有助于促进主动学习，每个学生都有机会在小组中贡献力量，创设独特的资源价值。需要注意的是，由于学生变成全球资源更为积极的创造者和发布者，知识产权将成为基础教育课程中的一个重要问题。

　　挑战中的“提供实景学习机会”，为以上技术与趋势发展指明了方向，所谓实景学习，特别是那些可以让学生接触到解决现实世界的问题和工作场景的学习机会，目前在学校里还不常见。但是大家一致认为，“实景学习”可以为多项重要的教学策略提供有效的支撑。通过职业培训、学徒、模拟以及基于成长档案的评估等方法，使学习者融入到可以获得终身学习技能的环境，这其中蕴含着巨大潜能。一些学校已经开始缩小课堂知识和实际应用之间的差距。这些学校和当地的社团和组织的互动合作，建立起广泛的联系，学生可以体验到未来走出校园所要面对的情景。而学校把实景学习融入教学的做法，无非是为了让学生更好地面对未来的继续教育、职业发展、国际公民素养，这些关键的技能和素养在传统教学实践中通常是难以奏效的。

　　跨学科学习情境的创设

　　跨学科学习情境的创设，趋势主要涉及“提升科技与艺术(STEAM)学习”。它与个性化学习情境、体验式学习情境相互融合与支撑，所面临“探索深度学习策略”“重塑学校运行机制”等发展趋势;同时所面临的挑战涉及“将技术融入教师教育”、“重塑教师角色”、“复合思维的教学”等。

　　近年来，国际社会越来越强调大力发展科学、技术、工程、数学(STEM，Science、Technology、Engineering、Mathematics)课程和项目，这些科目被广泛认作是推动改革、支撑国民经济的手段。作为在学校和区域层面对STEM学习的回应，一些教育领导者相信有必要整合如艺术、设计和人文科学，使课程体系更加均衡。这一见解孕育了STEAM学习运动，在这里A代表了“艺术”。STEAM的教育企业从基本原则上扩展了这一定义，即所有的学科能够并且应该与彼此相关联以便让学生在更高的视野上了解各种知识和技能是如何在真实世界中相互联系的。也就是说，技术的应用并不是只跟先进的科学和工程相联系，STEAM教育使学生在一个多学科和跨学科的学习背景下看待人文和艺术活动，并且打破传统上不同班级和学科之间存在的壁垒。

　　虽然STEAM学习方兴未艾，但是已经有数据表明这些看起来不同科目的整合正在提升学生在学校的表现。美国佛罗里达大学开展的一项研究表明，参与音乐学习的学生在数学方面的表现也较好。例如，参加音乐欣赏课的高中女生在美国学术能力评估考试(SATs)中的数学部分得分要高出42分。参加了4年音乐和艺术学习的学生比那些仅仅参与6个月或者更短时间的学生的得分要高出98分。在艺术方面的经验已经证实其培养了创新性思维、适应性和其他问题解决技能，而这些都是掌握STEM能力的关键。

　　个性化学习情境、体验式学习情境、跨学科学习情境的创设，都是为了让学生获得深度学习体验。所谓“深度学习”是以创新方式向学生传递丰富的核心学习内容，引导他们有效学习并能将其所学付诸应用。深度学习将标准化测试与掌握沟通、协作、自我导向性学习等技能相联接。其目的是通过各种方式来评估学生的表现，而不仅是着眼于考试分数。基于项目的学习、基于问题的学习、基于探究的学习、基于挑战的学习和其他相似的方法有助于学生在校内外获得更多主动学习的经历。平板电脑和智能手机等技术已经被学校欣然接受，教育者正在借助这些学生们早已应用的工具，将课程学习与真实的生活应用相融合。这些学习活动更加以学生为中心，允许学习者控制自身参与项目的方式。

　　而这种创新学习情境的改变，需要“重塑学校运行机制”，即通过创新学习方法彻底改造传统的课堂范式、重新规划所有的学校经验。诸如基于项目和基于挑战等学习方法被用于学校教学规划，使学生能够更加有组织地从一个学习活动投入另一个学习活动，消除传统排课计划的限制。这些体现全新现代教育理念的方法往往具有跨学科的特点，促使技术在教学中的应用日益普及，学习活动更具有流动性、更加以学生为中心，从而导致管理者采用更加灵活的课程规划，为学生的自主学习创建空间，课堂学习也将变得更加灵活和开放。

　　当然，所面临的挑战也是有目共睹的，报告强调了应对“将技术融入教师教育”、“重塑教师角色”的重要性。也就是说，教师自身理念和信息技术应用技能的水平对于应用新的教学变革和创设新的学习情境具有十分关键的作用。

　　目前的教师培训仍然没有正视一个事实：数字化作为核心技能在每个专业和职业的重要性在不断提升。尽管数字化能力得到了广泛的认可，但是基于数字化的教学培训，无论在教师继续教育还是教师的职前教育中，目前还不是十分普遍。教师已经意识到现在的教学模式无法让学生充分受益，限制学生发展他们的数字化能力和技能。其原因主要受制于教师自身没有得到系统的培训。然而，教师的数字化素养在不远的将来必将成为教师的职业标准。我们认为数字化素养的本质应该是教育理念，而不是技术工具。

　　在理想的情况下，教师的角色将转变为导师，学生则是有一群或者需要获得个性化帮助和指导的学习者，他们对自己的学习拥有更多的发言权。最近芬兰科学院的研究揭示了技术在强化学习活动的同时是如何改变教学本质的，即教师越来越希望他们可以成为有效的调解人，和学生一起参与问题解决。如果教师无法创造性地整合数字化技术，这样的任务是无法完成的。将学生转变为创造者(创客)，让学生拥有更多的权利来决定他们完成项目和达成目标的方法，这一发展趋势也需要教师重新思考他们的教学方法和教学内容，从而让学生来定制他们自己的学习路径。

　　最后，我们要说明的是，深度学习也希望学生达到“复合思维”能力，所谓“复合思维”是指理解事物复杂性的能力，一种需要理解如何协同工作来解决问题的技能，也是一个可与“计算思维”进行互换的概念。对于年轻人来说，无论是理解他们成长环境中相互关联的世界，还是通过复合思维来学习如何用抽象和分解方法来处理复杂的任务，并对复杂问题进行逐层深入的推理都至关重要。根据教育组织Edutopia的研究，编程对复合思维有非常深刻的影响，而且对于提高解决问题和分析推理的能力也有一定的帮助。因为编程的学习过程有助于学生理解“构建，假设，探索，试验，评估，最后形成结论”。目前不断有学校的领导试图将编程融入到学前教育和基础教育的大纲中，作为在青少年中推广复合思维的一种切实举措(如图6所示)。他们通过编程和具体项目让学生共同协作设计网站，开发教育游戏和应用程序;通过建模和设计新产品来应对本地的挑战。

　　(作者单位为北京开放大学)