對計算機學科的認識論文范文
時間:2023-12-18 17:47:28
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篇1
近半個世紀以來,隨著人類知識的增長、信息交流的便利,以及科學共同體的開放態度,使得交叉學科(或跨學科)的研究越來越呈現出加速發展的趨勢。與此同時,關于交叉學科或跨學科觀念、理論和方法方面的研究也日益受到學術界的普遍關注。特別是對交叉學科研究的認識論基礎和方法論問題的探討,更是幾成顯學。對于以人文學科、社會科學為中心的交叉學科的認識論與自然科學、技術科學和人文社會科學間的相互作用的認識論的理解構成了本文的主題,文中的討論將在科學哲學和知識社會學的范圍內進行。
一、交叉學科的本質及研究意義
在剖析交叉學科現象的本質之前,有必要先界定一下交叉學科的定義。按照我國著名科學家、交叉學科研究的倡導者路甬祥的說法:所謂交叉學科,就是指兩門或兩門以上學科融合而形成的一種“新的綜合理論或系統學問”[1]。應該說明的是,這種學科之間的交叉或融合并非簡單機械地拼湊,而是依據學科間存在的內在邏輯關系而聯結和滲透的結果。一言以蔽之,是各個學科間“有機的融合”。一般說來,學科交叉過程中的諸學科都是要納入到特定的社會化的科學結構里的。現代科學結構包含了傳統的基礎科學(如物理學可分為原子核物理、高能物理、凝聚態物理、等離子體物理等)、綜合科學(如哈爾濱工業大學的優勢學科———空間科學、材料科學、能源科學、資源與環境科學、建筑科學、災害科學等及其衍生科學)、橫斷科學(如控制論、信息論、復雜性科學等)和在上述三類科學基礎上形成的交叉科學。通常交叉學科有不同的分類標準。但大體上可分為“大交叉”和“小交叉”兩大類:前者指學科親緣關系較遠的學科之間的交叉,比如人文科學、社會科學與自然科學、技術科學之間的交叉;后者是指學科親緣關系較近的學科之間的交叉,如自然科學內部、技術科學內部或是人文科學內部、社會科學內部各學科之間的交叉。當然,這都是相對而言的,在歸納時切不可過于拘泥學科的性質。著名刊物《第歐根尼》中所選論文就屬于人文科學、社會科學間的學科交叉,以及人文學科、社會科學與自然科學、技術科學間的研究(涉及哲學、經濟學、歷史學、文學、社會學、心理學、管理學與生態學、地理學、建筑學、環境科學、交通科學、計算機科學、醫學、計量學等傳統學科及相應的交叉學科)。具體說來,當代學術界的交叉學科群落既包括諸如文學哲學、文學人類學、歷史社會學、哲學社會學、社會人類學、城市美學、犯罪心理學、開放經濟政治學、政治哲學、政治經濟學、中國少數民族美學、文藝法學、知識管理學、虛擬人類學、國際經濟學、技術經濟學等“小交叉”研究的論文,也包括像經濟物理學、時間經濟學、視覺人類學、工程法學、社會工程學、科學社會學、工業設計、環境藝術、城市生態學、空間法學、媒體藝術、生態行政學、知識計量學、計量經濟學、社會運籌學、網絡社會學、航天醫學工程學、電子政務學、交通美學、古生物考古學、神經語言學、認知心理學、石油金融學、世界睡眠醫學、藥物經濟學、技術管理學、社會統計學、環境社會學、市政工程學、生物信息學、水文社會史等具有“大交叉”特征的邊緣研究。如此等等,不一而足。可以毫不夸張地說,在科學發展高度分化和整合的今天,交叉學科如“雨后春筍”般涌現出來。這種因交叉學科或交叉學科群的衍生而導致的學科進化的趨勢里,包含著深刻的科學意蘊和時代精神。從本質上說,學科交叉現象的背后隱藏著一個規律性的問題。那就是世界萬物是相互融合、相互作用的。而這種事物的演進過程中,還存在著動態性的“無序”或“涌現”現象。科學哲學家勞丹認為,科學或學科發展的“無序”性是普遍的、永恒的,有序是暫時的、個別的。“無序”的根源就在于科學研究“從本質上是解決問題的活動”[2]。換句話說,這些問題的解決不僅依賴于單一學科的研究,而且更寄希望于交叉學科或邊緣學科的學者的共同努力和學術突破。學科的界限并不重要,關鍵是問題的提出和解決的過程是否具有原創性和富有成果。因此,這就是科學自主發展的內在動力和外部動力所在[3]。交叉學科或邊緣學科的研究領域的劃分,在很大程度上關乎學者所采用的研究路徑。美國科學學專家夏皮爾提出的“域”理論模式對于我們理解交叉學科的性質很有助益。夏皮爾認為,三個世紀以來,我們的科學研究的主要路向就是將特定的對象孤立起來加以考察。他把這種特定的、孤立的研究專題稱之為“域”(domain)。這種“域”大體相當于學科研究的領域或跨學科的領域和研究課題。因而,所謂的科學發展就表現在各個學科領域的增加減少或刪除合并的變化上。領域的變化往往會引發學科交叉現象的產生。科學也由此被內在地劃出大小不等的界限來[4]。科學史上的范式革命也常常產生在交叉學科叢生的科學領域里。這一點已得到了證實。通過對百余年來諾貝爾獎的分析發現,該獎普遍存在著學科交叉現象。如果以二級交叉、三級交叉為標準的話,那么,幾乎所有的物理學、化學、生理或醫學獎都是學科交叉的產物[5]。這些原創性的重大成果大都集中于量子力學、基因工程、超導物質與理論、化學熱力學、電化學、化學動力學、生物化學、分子生物學、遺傳工程學等跨學科的領域及相關的基礎學科中。可以說,未來的中國科學界和教育界在參與國際競爭過程中也必須將發展交叉學科視為國家和一流大學發展的戰略。時至今日,交叉學科研究的意義已無須贅言。
二、人文—社會認識論
眾所周知,人類的認識歷程是跟人類知識的發生與增長的過程相應的。從中國的先秦思想家(如孔子、老子、墨子、公孫龍子等)、古希臘哲學家(如泰勒斯、柏拉圖、亞里士多德、畢達哥拉斯等)直至西方近代以來的思想家(康德、休謨、笛卡爾、培根、盧梭、孟德斯鳩、孔德、斯賓塞、馬克思、涂爾干、韋伯、維特根斯坦、海德格爾等),都曾經為提出和完善古典認識論做出了不可磨滅的貢獻。進入20世紀以來,卡爾•波普爾、托馬斯•庫恩、保羅•費耶阿本德、漢斯•萊辛巴哈,以及狄爾泰、伽達默爾、舍勒、曼海姆、舒茨、卡爾納普、德里達、巴恩斯、布魯爾等人則為認識論做出了新的智力工作。應該說,他們的認識理論在試圖解決現代知識增長問題和科學精確化以及跨學科研究等方面都是非常有價值的。因此,批判地考察上述認識論理論資源和成果將是有意義的,同時也對我們深化認識交叉學科的本質不無益處。所謂“人文—社會認識論”是指在人文科學與社會科學領域內的認識論取向。它對解釋和理解在人文學科與人文學科間、人文學科與社會科學間、社會科學與社會科學間的三組跨學科研究的認識過程及其本質,具有預設的認識論價值。這是一個筆者首次提出的將人文認識和狹義的社會認識融合或整合起來的一個新概念,比以往的“社會認識論”提法更接近于人文社會的事實,具有更突出的人文性和社會性的二元合一特質。從學科發生和發展的規律及知識點的分布來看,諸如文學批評、藝術理論、歷史學、文化研究、元哲學、人類學、語言學等人文學科都存在著不同于一般社會科學學科的特質。但是,長期以來或者不很認同人文學科的科學性,或者將其簡單地歸并于社會科學范圍之內。實踐表明,這樣做的結果一定有助于人文與社會科學的邊緣研究。瑞士兒童心理學家皮亞杰,曾經在《人文科學認識論》一書中提出了“人文科學認識論”的概念,并指出人類和社會科學研究將出現融合發展的趨勢。他對于人文(社會)科學認識論所做的思考,直到現在對我們還很有啟發意義。當然,以其發生認識論為理論基礎、拓展其整個認識論的邏輯,也有其明顯的局限性。他反對在“社會科學”與“人文科學”之間做出本質的區分,因為在他看來,一切社會現象都取決于人類的生理、心理和社會過程。這種看法帶有強烈的發生心理學的味道。為此,他將人文科學簡單地分成四種類型:一是“正題法則科學”(即探索“規律”的科學,如科學心理學、社會學、人種學、語言學、經濟學、人口統計學等);二是“人文歷史科學”(主要是以重現和理解時間長河中展開的人類社會發展史、生活史為中心的歷史科學);三是法律科學;四是哲學學科[6]。以人類學為例,它也必須遵循人文科學認識論。比如,人種學和認知人類學以及文化技術學都可以視為特定意義上的人類認知領域的學問[7]。盡管在一般人看來,屬于比較認識論的范疇。人文科學還必須具有一種能把科學領域的理論與關于理論的知識聯系起來的主題意識,這一點不容忽視。毫無疑問,社會認識論的主題意識乃是指向社會認知過程的。它的核心議題是根據某些社會科學學科和社會認知科學而分析出的社會文化語境中的社會知識與經驗。俄羅斯科學院哲學研究所社會認識論研究室主任伊利亞•卡薩文教授認為,現代社會認識論植根于康德、恩格斯、卡爾納普等人的認識論思想,其知識要素是由社會客體、社會主體和社會認知條件三者所決定的。每一個因素都具有社會知識來源的作用。古典認識論突出了社會客體,將知識置于研究的重點。相反,對來自于主體的知識或者視為一種阻礙,或者視為主體的基礎[8]。誠然,作為一種社會決定的現象的知識問題,其在人文與社會科學及其交叉學科的發展過程中的意義是顯而易見的。在文化與人類學、傳播與符號學、社會與制度等社會文化語境的社會認知模式中,都存在著強烈的人類社會本質的影響。其中,也包含了知識社會學和社會建構理論所關注的意涵。這一切在維特根斯坦、巴赫金、曼海姆、舍勒、米德、默頓、普里查曼、格爾茨、加芬克爾和盧曼等人的相關人文社會科學的跨學科研究中,都有全面的展現。
三、科學—技術認識論
這里的科學—技術認識論,是將科學哲學界的科學認識論和技術認識論融合或整合起來的結果。一方面,可以避免筆者不喜歡使用的“科技”一語;另一方面,則可以將技術納入到科學的“大家庭”里,以及將科學視為一種技術的“物化”過程的科學基礎。其實,從本質上來說,科學只有一個,就是“科學”。科學是科學,技術也是科學。我們發現,諾貝爾科學獎中有90%以上的獎項授予了基礎理論方面的重大創新科學成就,而極少給予技術產品的發明人。比如,世界著名的卡文迪什實驗室之所以不斷獲獎就是因為它始終處于分子生物學的基礎理論研究的國際學術前沿位置上,并在此基礎上將生物學、物理學、化學、醫學、數學和工程學緊密地結合起來的多學科研究結果。學科交叉的絕對性和現代性,使學術研究呈現出“去單一化”的態勢。交叉性、邊緣性已成為科學難以拒絕的選擇。“元科學”與交叉學科的融通,已變成學者的一種基本責任。縱觀20世紀以來的科學技術哲學,我們很容易看到,它正是科學認識、技術認識變革的理論基礎,是人們認識世界的方法論變革的前提和基本路向。科學認識論,可以說是始于古希臘哲學家、科學家亞里士多德的歸納解釋法和英國哲學家休謨的懷疑主義的[9]。但歸根結底,我們了解到的科學認識論的基礎就是歸納法和演繹法。這一點幾乎是不容置疑的科學和技術認識論的鐵律。應該說,人類對科學技術的認識過程是十分漫長的。近代科學技術興起至今,已經歷了至少五個世紀的時間。直到波普爾、庫恩、費耶阿本德和海德格爾等人為止,才算是有了一個比較清晰的認識圖景。根據波普爾的觀點,科學知識表現為某種關于世界、世界的秩序、規律和規律的理論或描述。在他看來,只有理論知識才能發現真理,才能實現對世界(即客觀物質世界、主觀意識世界和客觀知識世界3個世界)的具有真正價值的猜測。然而,理論知識永遠不可能被證實或確認是真實的,盡管它可以接受嚴格的批判性檢驗。科學發現的邏輯就是,科學發現始終得到理論的指導,而理論卻不是由于觀察而得到的發現。說起來這似乎像是一個科學認識的怪圈,但事實上科學發現的過程的確是異常復雜的,對其本質的認識也不可能是一蹴而就的。與波普爾不同,庫恩則認為,科學知識的作用是在一種總的觀點即一種世界觀的范圍內形成一種觀點,這種觀點知道我們如何看待現實,各種理論可以接受或摒棄的標準是什么,或者什么時候可以認為理論是可以被證偽的。科學界的這種觀點是由各種實例和各個學科間的矩陣形成的。前者是被科學界視為范式的解決各種問題的具體方法;后者則是“科學共同體”的“普世”基礎或共同義務、信念和價值的觀念[10]。按照庫恩的思想,科學的變化過程基本上是革命的和不連續性的,會帶來深遠的認識論后果。由此,他將科學分成正常的科學和特殊的科學。交叉學科很類似于這種可以隨心所欲地研究的特殊科學,它不需要受到更多的學科矩陣的約束。在科學認識論和技術認識論上,費耶阿本德和海德格爾分別強調“怎么都行的”科學經驗主義及技術異化論。人類科學技術史表明,科學(基礎科學)理論的提出和完善對技術發明及應用往往會產生基石的作用。沒有基礎科學理論的突破,就談不上普遍的技術進步。反之,如果一直缺乏技術上的支撐,也不會進一步為基礎科學理論的創新提供“人工物”或技術實踐上的驗證。這是現代科學技術認識論的本質特征的體現和互動規律。理論化知識和技術性知識的相互作用,不僅可以避免科學進步的停滯不前,而且也可以促進新穎、創新的方法論的被采用,從而有助于實現破舊立新和建立科學技術新秩序的根本目標。科學技術的跨學科研究作為一種知識增長的方法論選擇,其合理性也將隱藏于上述目標之中。
篇2
Abstract: Computational Thinking is the basic quality of qualified people in multi-disciplines of information age, which must be achieved through systematical learning and continuous training in core courses characterized by computation. This paper takes the course, Algorithm Design and Analysis, for example, and explores how to incorporate the training of Computational Thinking in key courses from both the theoretical aspect and the practical one. Surrounding the development of research teaching, the process of teaching reform focusing on cultivation of Computational Thinking is described in teaching subject, teaching content, teaching method and teaching evaluation.
關鍵詞: 計算思維;算法設計與分析;研究性教學
Key words: Computational Thinking;Algorithm Design and Analysis;research teaching
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2012)11-0211-02
0 引言
計算思維對于培養高等教育、中等教育和基礎教育的師資力量和工程技術領域人才、促進教育信息化的發展具有重要的意義,已經引起了國內外學者和教育部門的高度關注。作為高等教育教學過程重要的任務和評價指標之一,計算思維的訓練與培養必須通過系統的培養方案和課程計劃的科學實施才能得到全面提高[1]。大量的教學實踐表明,相當數量的學生僅僅滿足于書本知識的死記硬背,缺乏應有的計算思維能力,在描述、分析和解決問題的過程中,表現出沒有頭緒,無從下手。教師必須努力改變這種狀況,切實加強學生的計算思維的訓練和培養,將知識型教學轉變為研究型教學;同時,思維和能力的培養必須結合課堂教學中知識的學習同步進行。本文在介紹國內外計算思維研究背景的基礎上,給出了計算思維的本質特征,并結合作者講授的“算法設計與分析”課程進行教學改革,探索創新可行的計算思維的培養模式和實施框架,突出學生計算思維能力的訓練和培養。
1 計算思維的研究背景
計算思維能力是多種學科人才必須具備的基本素質,近年來,國內外學者從不同的角度對計算思維的含義、特點和培養方法進行了探索和研究。中國計算機科學與技術學科教程2002研究組認為,計算思維能力包括抽象思維能力和邏輯思維能力,必須經過計算思維梯度訓練系統在循序漸進的過程中潛移默化地形成,其中計算思維梯度訓練系統是由一系列數學和含有抽象程度比較高的內容的課程組成的基礎理論課程系列[2]。朱亞宗教授將計算思維、實驗思維和理論思維歸結為人類三大科學思維方式[3]。2006年美國卡耐基-梅隆(Carnegie Mellon)大學的Jeannette M. Wing教授明確給出了計算思維(Computational Thinking)的概念,她認為,計算思維是“每個人都渴望具有的、能夠學習和實際運用的具有普適性的思維方式和應用技巧,不僅僅是計算機專家才具備的能力”[4]。Mark Guzdial提出綜合利用不同學科的方法,使計算思維成為21世紀所有學生應具備的素養[5]。Paul Curzon等人認為計算思維已經成為K-12課程計劃、大學通識教育和交叉學科研究與技術轉讓的基礎,可更加精確、深入和廣泛地解釋計算的本質[6]。Owen Astrachan等人概述了計算思維的概念及其相關的活動和項目,展望了基于計算思維的計算和教育界的未來發展[7]。James J. Lu等人認為學生在學習第一門編程語言之前,必須努力訓練和培養計算思維能力,才能更廣泛地從事計算機科學研究,而真正在中小學課程中嵌入計算思維具有挑戰性,這必然是長期漸進與不斷完善的過程[8]。郭喜鳳教授等人則根據計算機科學與技術中的理論、技術、工程、工具、服務和應用將Wing教授的計算思維推廣為計算機思維(Computing Thinking) [9]。
2 計算思維的本質特征
為了能有效地在課程教學中訓練和培養學生的計算思維,教師必須對計算思維的內涵和特點具有清晰的認識,并在此基礎上形成充分體現其內涵和特點的可行的研究過程和研究方法。
正如前面所述,計算思維并沒有統一認可的概念和定義,不同的學者從不同的角度給出了解釋。Wing教授認為,計算思維是建立在數學思維和工程思維基礎上,用以解決問題、設計系統和理解人類行為的人們的思維活動,是人們基于抽象和分解原則,利用約簡、嵌入、轉化和仿真等方法形式化地將復雜問題定義為易于求解的問題的思維活動,是人們能夠應用均衡、容錯思想和啟發式推理的思維活動,是影響其它學科發展、未來廣泛存在的思維活動。計算思維的特點主要表現在:它是多重抽象意義下的概念化,是人們解決具有智力挑戰性問題的根本性見解[4]。
借鑒Wing教授的觀點,結合學生應具備的計算思維能力的實質內容,將計算思維的本質和特點具體體現在以下的研究過程和研究方法中:①對待解決問題及領域知識的正確理解和定義,這是問題求解的前提條件;②運用相關的數學知識,從數學角度給出問題的形式化表示,即數學模型;③利用某種或多種方法,針對具體問題確定計算模型,給出算法的定義;④運用具體實驗平臺的工具實現算法,完成實驗;⑤對實驗結果進行分析與評價,并根據結果對問題的求解過程進行反饋修正,不斷重復該過程,直到問題解決。在問題的數學表示-問題的計算模型-問題的實驗求解的研究過程中,充分體現計算思維的清晰性、邏輯性、層次性和創新性的特點。
3 計算思維的課程培養模式與框架
結合上述可操作的具體的研究過程和研究方法,圍繞研究性教學的開展,本文以“算法設計與分析”課程教學改革為例提出計算思維的培養模式及其實施框架,如圖1所示。下面具體闡述在“算法設計與分析”課程中該框架的實施過程。
3.1 教學主體 在推行研究型教學的“算法設計與分析”課程中,本科生和多層次的教學團隊構成了教學活動的兩個主體。為了更好地開展研究性教學,突出計算思維的培養,針對“算法設計與分析”課程形成了以教授為主導,碩士和博士研究生共同組成的多層次教學團隊,并提出了在教授指導下,強調研究生科研、學習和輔導并重,引導本科生主動學習和開展研究的多層次交流互動的教學模式。多層次教學團隊在課堂教學中的積極引導,在課外利用師生座談會和網絡平臺等多種方式的互動交流、答疑解惑為本科生計算思維的培養提供有力的保證。
在研究性教學過程中,在強調教學團隊如何教的同時,更注重學生如何學。教學團隊注重教學的組織,強調引導學生理解課程的核心概念和典型算法,自我研究和自我體會,并積極參與學生的學習過程,共同學習,共同探索,構建良好的師生互動和共同研究的學習環境。努力創造師生平等的教學環境與學習氣氛,使學生更加積極主動和創造性地學習,使計算思維的培養成為可能,讓學生體會到這種平等交互的平臺對計算思維培養的特殊作用。反之,在“滿堂灌”式的課堂上,學生容易產生抵觸情緒,最多只是被動地接受教師講授的內容,計算思維的啟發和訓練是無從談起的。
3.2 教學內容 在突出研究性教學的課程教學過程中,教學團隊并不追求講授所有知識點,灌輸所有教學內容。“算法設計與分析”的核心概念在課程中反復使用,而經典算法則反映某一類典型問題的內在本質和規律。經典算法的學習是和經典問題密切關聯的,而且同一問題可利用不同的算法進行求解。為了讓學生在算法的研究性學習中有意識地強化計算思維訓練過程,教學團隊將經典問題和經典算法分解成以下不同階段的學習內容:問題定義-問題抽象-數學模型-計算模型-算法設計、分析和優化-算法編碼-實驗仿真-分析改進。同時,由教授通過講座形式介紹科學前沿問題中的新型算法及其應用,拓展學生的知識面,激發學習興趣,由博士和碩士研究生指導本科生的實驗教學,完成算法的實現與分析。
通過學習與體會將課程的核心概念和各類算法運用于經典問題和前沿問題的求解過程,學生可加深對概念和算法思想的理解,但更重要的是,反復地體會問題求解的過程,比較不同階段的學習側重點,有利于學生在學習過程中有意識地控制自己的思維過程,學習分階段、多角度地去思考問題和解決問題,從而有利于在研究性教學中階段性和系統性地顯式培養學生的計算思維能力,為學生針對實際問題創新性地提出自己的解決方案創造了條件。
3.3 教學方法 在“算法設計與分析”課程的研究性教學中,為了將計算思維的培養和課堂教學有機地融合,教學團隊綜合采取任務驅動教學、整班教學與小組教學、多媒體教學與網絡教學等多種方法開展教學,充分發揮各種教學方法的優勢,積極采取多種途徑幫助學生在算法課程的教與學中有意識地加強計算思維的培養。任務驅動教學結合“算法設計與分析”課程的教學內容設定了具體的學習任務;小組教學為學生提供了針對具體問題充分討論和爭辯的機會;整班教學便于教學團隊重點講授算法的核心思想,并將其推廣到多個經典問題的求解和相關的學科前沿問題;多媒體教學利用多媒體課件的動畫效果重點闡述算法的核心思想,有利于理解算法的實現過程;網絡教學則充分利用精品課程網站提供學習課件和相關資料供學生在線或下載學習,并利用問題答疑平臺為學生答疑解惑。
任務驅動教學突出學生解決問題的思維訓練過程,強調學生完成任務的研究學習過程,鼓勵學生積極參與的熱情與態度,而不是簡單地以完成任務為考核目標。小組教學便于學生反復思考、對比和學習不同學生提出算法的思維過程,這種從具體到抽象的歸納方法有利于學生學會正確地控制和訓練自己的思維活動和創造性思維的培養。整班教學便于實現從抽象的算法思想到具體問題的演繹過程,有利于幫助學生形成計算思維的邏輯性和條理性。多媒體教學充分發揮圖文并茂、音像生動的特點,在寓教于樂中使學生快速直觀地學習如何解決問題;網絡教學可使教學團隊隨時幫助和指導學生的自主學習和研究性學習,二者為學生計算思維的訓練和培養提供了便利條件,可幫助學生更有信心地參與研究性教學。
3.4 教學評價 為了更好地在“算法設計與分析”的研究性教學中保證計算思維培養的質量,教學團隊非常重視作為過程性評價的階段性師生座談會和作為最終性評價的小論文與答辯,并采用個人、小組成員、組間成員和教學團隊構成的多層次評價機制。教學團隊根據課程進度情況及時召開師生座談會與學生充分溝通,有針對性地及時調整教學過程;同時鼓勵學生對感興趣的問題組合成小組,開展研究型的學習,并以學術論文、技術報告和答辯的形式匯報交流學習研究成果。個人、小組成員、組間成員和教學團隊對學生的學習效果給出的評價相互參考,可使評價結論更加客觀公正。
教學評價并非僅僅以給出最終結論為目標,而是需要為教學過程的不斷改進和學生計算思維能力的培養提供有益的幫助。師生座談會可使教學團隊和學生各自反思在計算思維訓練和培養過程中的障礙和癥結所在;小論文和答辯可使學生計算思維能力在文字表達和口頭表達方面得到充分的表現。個人評價可促使學生自我總結運用計算思維解決問題的實際能力;小組評價為學生思維活動的相互啟發和團隊協作提供了可能;組間評價為學生思維活動的比較學習和激勵競爭提供了條件,教學團隊評價則在上述基礎上綜合給出對學生計算思維能力的認可程度和改進建議。
4 結語
以“算法設計與分析”課程作為牽引,突出將計算思維的培養融合在課堂教學中,反復地加以訓練直到將其提升到形成學生的認識論和方法論的層次。通過“算法設計與分析”課程的學習,使學生充分認識到該課程研究什么問題以及如何研究問題,從而使學生能有意識地運用計算思維思考問題和解決問題,為今后的學習研究打下良好的基礎。學生的反饋信息表明這種計算思維培養模式取得了預期的良好效果,與之前相比,學生在碰到問題時表現出愿意思考、會思考和有意識控制思考過程的良好現象,具備了自我學習和獨立研究的初步能力。后續研究將以現有的“算法設計與分析”課程教學改革為基礎,進一步探索以該課程為主形成以“計算”為中心的課程群,培養學生的計算思維能力的教學模式。
參考文獻:
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篇3
1.1現代文學教學方式生硬
當前現代文學的教學方式仍以老師傳授、學生聽為主,老師生硬和晦澀難懂的言辭嚴重影響現代文學教學質量。我國高校現代文學老師在進行授課時應該避免炫耀深厚的文學功底,應該用樸實易懂的講述引導學生進入廣闊的文學作品之中,對于一個剛剛進入高校的學生,其認知能力和社會閱歷是有限的,所以老師需要給予很好的引導。另外就是有的高校現代文學老師沒有全面、深刻領會到現代教學的實質,過多強調“認識論”,忽略了引導學生從不同的角度對文學作品進行鑒賞。在教學過程中一味強調說教,淡化了現代文學作品的生命力和學生的想象力,說教式的授課使得課程變得沒有生氣,不能調動學生的積極性和想象力,長此以往,學生對現代文學的熱情自然會降低。
1.2學生缺乏對現代文學的興趣
當前社會十分浮躁,學生急功近利。高校學生在選擇專業的時候大多以就業為導向,其判斷一個專業好壞并不是處于自己愛好,而是為了畢業后謀取一份不錯的工作。現在市場對中文學科專業的學生需求較少,中文學科的大學生就業壓力巨大,這樣的學科就成為了冷門學科。即使是就讀于中文學科的高校學生,為了迎合市場需求,熱衷于考取計算機、英語或者其他專業技能證書,對自己所學專業知識興趣不大,在課余時間很少或者根本沒有閱讀現代文學作品,即使專業課程也是為了應付考試。
2我國現代文學教學對策
2.1提升學生處世能力
教育的本質是對人進行教育,使其在精神上得到充實,我國現代文學教學亦是如此,然而現在的教育體制卻忽視了對人的教育,重視專業知識的教授。現代文學教育要解決的問題是通過教育來培養什么樣的人,讓學生通過這門課程學會做人處事。文學所涉及的面十分廣泛,包括歷史、藝術、哲學和政治等,它是人生經驗、社會經驗、情感經驗、藝術經驗、生活經驗的結晶。
2.2提升學生審美能力
審美教育是提升在校大學生審美能力的最佳途徑,它通過對美的鑒賞來提高學生的審美趣味,培養和鍛煉學生鑒別、欣賞和創造美的能力。現代文學是語言美、形象美、意境美等的結晶,教師可以通過現代文學的講授來提升學生的審美能力。審美能力的培養不等于專業知識的灌水,而是需要培養學生的文學感覺,讓你徜徉于文學作品中,自己去領會其中的美,老師需要做的是通過合理授課方式積極引導。為了達到好的效果,老師不僅僅需要對文字和字句進行透徹的分析,還需要引領學生挖掘文章中深層次意味,即對“言外之意”、“景外之景”的感悟。把審美教育與我國現代文學教學有機的結合起來,充分挖掘現代文學作品中的審美因素,培養、提升學生的審美能力。在現代文學教學中融入培養學生審美能力,無疑給老師提出了更高的要求,要求老師有著良好的文學基礎,把個人對文學的興趣、感覺、熱情等盡情發揮、展現出來,通過自己對文學作品的領悟去感染學生。
2.3提升學生寫作能力
為了提高現代文學教學質量,應該讓該課程與寫作結合起來,通過訓練學生的寫作能力來提升教學質量。現代文學教學不僅僅需要學生理解文學作品思想,形成正確的價值取向,還應該要求學生從寫作學視角闡釋現代文學作品的內容,要求學生把自己的觀點通過寫作表達出來。
篇4
關鍵詞:TPACK;信息技術教學論;教學設計
中圖分類號:G434
文獻標志碼:A
文章編號:1673-8454(2012)24-0012-06
一、引言
社會的信息化發展,改變了我們生存的社會環境。信息技術已深入到社會的各個領域,對教育、生活、工作產生著深刻的影響。未來學生生活在信息化社會環境中,將面臨的是知識爆炸的社會,要學會生存,必須以一種新的人機結合的思維方式來認知世界,信息技術作為認知工具,將擴展人的感覺頻譜,使人腦與外腦(智能工具)合二為一。人大附中西山分校的校長舒大軍曾說“今天的教育和老師不生活在未來,未來的學生將生活在過去。”[1]面對未來學生,作為未來教師的師范生該如何培養?這是教育信息化背景下教師教育的重要課題,也是高師院校職前教師教育面臨的挑戰。
2010年7月頒布的《我國國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》的第十九章“加快教育信息化進程”中清楚地闡明信息技術對教育發展具有革命性的影響,必須予以高度重視,同時把教育信息化納入國家信息化發展整體戰略,超前布署教育信息網絡。強調要加強優質教育資源開發與應用,強化信息技術應用,提高教師應用信息技術水平,更新教學觀念,改進教學方法,提高教學效果。要使技術與教育整合,教師是關鍵因素,教師必須具備整合技術的學科教學知識。整合技術的學科教學知識(TPACK)是近年來國外(尤其是美國)對“信息技術與課程整合”途徑與方法研究的最新發展,強調教師是課堂教學設計者、實施者,教學過程的引導者、監控者。TPACK整合模式堅持Blended Learning為標志的教育思想,兼取“傳遞—接受”和“自主—探究”二者之所長,形成了強調“有意義的傳遞和教師主導下的自主探究相結合”的教與學教學活動的新教學理念[2]。
我校是一所培養合格中小學教師的高等師范院校,計算機專業的師范生都開設了信息技術教學論的課程,這門課程是該專業師范生必修的學科教學知識學習課程,主要是培養從事中小學信息技術教學的教師。計算機專業的學生,通過學科專業課程的學習,已具備了一定的技術素養,形成了一定信息技術能力,在信息技術教學論課程教學中我們在TPACK整合模式啟發下進行了教學改革嘗試,以期探索提升師范生TPACK水平的有效途徑。
二、TPACK的內涵與特征
密歇根州立大學的Punya Mishra和Matthew J.Koehler,從教師知識的角度出發,對技術與教學整合進行了研究,提出了將技術整合到教師專業知識之內的新框架——整合技術的學科教學知識(TPACK)。TPACK框架如圖l所示,包含三個核心知識元素:學科內容CK(Content Knowledge)、教學法PK(Pedagogical Knowledge),技術TK(Technological Knowledge),該框架建立在Shulman的學科教學知識(PCK)基礎之上,增加了技術元素(包括了傳統技術和數字技術),在技術使用時注重學科內容和教學法的角色,以及考慮技術對它們產生的反作用,同時強調了三個核心元素的平等性和統一性,克服了以往把技術作為孤立、外在的中立元素來思考整合技術的教學的局限。Punya Mishra和Matthew J.Koehler強調教學過程中關注三個核心元素交互形成的新知識形態,即圖1中的學科教學法知識PCK(Pedagogical Content Knowledge)、整合技術的學科內容知識TCK(Technological Content Knowledge)、技術教學知識TPK(Technological Pedagogical Knowledge)、技術教學內容知識TPACK(Technological Pedagogical Content Knowledge),還有知識應用的情境脈絡Contexts。[3] Mishra和Koehler認為,TPACK是在具體學科內容的教學策略以及具體主題之表征的情境脈絡中,技術、教學法、學科內容三者之間交互的知識,它需要教師具備對使用技術表征概念的認識;具備以建構主義的方式使用技術教授內容的教學技術;需要知道什么使概念難學或易學,而又如何借助技術調整學生面對的問題;需要知道學生已有的知識和認識論,以及如何使用技術在已有知識的基礎上發展新的認識論或者強化已有的認識論。[4]
TPACK作為一種獨特的教師知識,具備以下特征:[2][4][5]
第一,TPACK是教師應當具備且必須具備的全新知識,具有實踐性和動態發展性。它強調教師必須積極參與信息化教學改革,親自參與設計技術解決教學問題的過程,教師是課堂教學過程的設計者、實施者、監控者。教師經過不斷學習與反思,隨著信息化教學實踐經驗的豐富和對自己及他人實踐的系統化總結,就會獲得并持續增長TPACK新知識。
第二,TPACK是學科內容知識、教學法知識、技術知識、關于學習者的知識和關于學習情境的知識的融合體,不是這幾種知識的簡單組合,具有知識融合性。TPACK中技術與教學是合二為一的整體,一旦把技術剝離出來,教學質量會受到損害。對TPACK的學習、應用,不能只強調技術,而是更多關注信息化環境下應具有的教學信念、知識觀、教學觀、教與學的理論方法。
第三,TPACK具有境脈性,是一種“結構不良”(ILL-Structured)知識,不僅包含具體的教學情境知識,而且不能脫離具體情景而孤立地被應用。TPACK要解決的問題屬于“劣性問題”(Wicked Problem)。劣性問題的解決方案只能依賴教師的認知靈活性在學科內容知識、教學法知識、技術知識的結合與交叉中去解決。
由TPACK的內涵和特征可知,這種信息化教育系統下教師應該具備的知識形態所依托的學習理論不同于傳統良構知識的學習理論,學習過程中應以學習者為中心,學習者在實踐中自主建構理論與實踐的橋梁,感知、領悟和發展TPACK復雜知識。教師作為教學活動設計者,在課堂上起主導作用,同時在教學中為學生進行信息化教學示范。
信息技術教學論作為教學論課程,應該給未來的信息技術教師提供進行中學信息技術教學的教學方法與教學決策依據,同時應該讓學生在學習該課程時就能以本課程所提倡的學習方式進行學習,以期學生對所學知識有真正的感知和領悟。所以,如何結合專業特點發展師范生們的TPACK知識形態,是我們進行信息技術教學論課程教學設計時考慮的核心問題。
三、TPACK視閾下信息技術教學論教學設計
根據教學設計理論,我們從學習者分析、課程內容、課程教學方法、課程學習評價幾方面,以課程設計和實踐設計為兩條主線來對信息技術教學論的教學進行設計。在進行信息技術教學論課程教學改革嘗試中,以課程設計和實踐設計為兩條主線來展開教學設計。
1.學習者分析
在我校,信息技術教學論是針對中小學信息技術課程教學設置的具體學科教學法,是計算機專業的師范生在大三后半學年開設的必修課程,主要是培養從事中小學信息技術教學的教師。計算機專業的師范生,具備了一定的技術素養和信息素養,而且已經能夠運用信息技術工具來進行學習。
從TPACK知識形態來分析,計算機專業的師范生具備了一定技術知識(TK)和學科內容知識(CK),這兩部分知識有許多重疊交叉。但在學習教學論課程之前,師范生對教學的認識,局限在多年的學生經歷上,這種經歷可以看作未來教師的“學徒觀察”。師范生經過長期的“學徒觀察”容易對教學產生單純的理解,只看到教師的外部行為,而沒有對行為的思考和對理論的理解建構。我們把這種受師范生各自成長歷史影響而形成的教學知識加上引號(圖2中學前初始狀態所示的“PK”),用來代表教學論學習前形成的“前概念”或“先前信念”。
計算機專業師范生TPACK發展歷程如圖2所示,從下到上的箭頭方向代表TPACK各要素和綜合知識形態的發展方向,粗黑色波折箭頭線表示IT-TPACK從無到有的發展過程,①②③④⑤分別代表對TPACK的認知、理解、探索、應用和提升階段。①認知:師范生認識到將技術和教學內容相結合的可行性和必要性,但還不了解如何將技術和教學有效整合;②理解:師范生能夠理解適當使用技術的原則和方法,對技術與教學有效整合有了理性的認識;③探索:師范生參與教學活動設計,探索如何在教與學中使用適當的技術,并在模擬教學中開始探索實踐TPACK知識;④應用:師范生積極地在真實的教學實習環境中實踐并發展自己的TPACK知識;⑤提升:師范生具有一定的對TPACK教學進行分析和評價的能力。
根據TPACK要素在學習教學論前的初始狀態可以看到IT-TK與IT-CK內容大部分是重疊的,但這部分內容是師范生學習形成的大學成人知識結構,還需要進行知識轉換以適應基礎教育的教學內容。另外,PK知識相對缺乏,幾乎沒有與其它要素有融合部分。通過信息技術教學論的理論學習過程、課程設計實踐和學生在真實教學情境中的實踐,師范生應逐步學會對一般教學法、學科內容、學生特征和學習情境等知識的綜合理解和具備一定的教學理論與實踐結合的經驗,最終將建構一定的IT-TPACK知識,可以直接勝任一定的教學工作。
2.信息技術教學論課程內容設計
信息技術教學論的課程目標是培養中小學信息技術教師,課程內容必須圍繞培養目標,遵循教與學基本原理來設計,從單一的總結性理論闡述擴充為具有豐富案例支撐的技能體系與方法體系,注意將IT-TK學習滲透于課程內容的學習任務中,逐步使師范生形成TPACK各種要素動態融合的知識。
課程內容主要包括對信息技術學科的認識和理論基礎、信息技術基礎教育課程標準、基礎教育課程教材分析方法、基礎教育課程教學方法、基礎教育課程教學方案設計等幾大部分,如圖3所示。“對學科的認識和理論基礎”的學習是基礎知識學習,師范生應該了解學科的背景知識,學科產生的信息時代對人的信息素養的要求,國內外學科發展狀況和趨勢。師范生應從信息技術課程價值和新課程教學理念出發,認識到課程的知識價值——人的生存意義;認識到課程的能力價值——人的發展意義;認識到課程的和諧價值——人的全面發展意義。引導師范生從信息社會的文化變革中,感悟到信息技術課程所承載的信息文化教育意義、文化傳承的載體意義、信息倫理道德建設意義,[6]進而激發師范生對信息技術教師職業的熱愛和從業的激情,修正對學科的模糊或錯誤認識。教與學理論學習將為師范生在后期學習中提供理論依據,學習內容包括多元智能理論、行為主義教學設計理論、認知主義教學設計理論、建構主義教學設計理論等。
中小學信息技術教師教學以信息技術基礎教育課程標準為準繩來開展各項教學工作。計算機專業師范生應熟悉課程標準并關注標準的發展,要熟悉基礎教育階段信息技術的課程目標、課程開設要求、課程內容整體知識框架,不同學段對課程的不同目標要求及不同學段間如何銜接等內容。基礎教育階段信息技術課程的總目標是培養和提升學生的信息素養。信息素養的培養是一個持續提升的過程。在不同學段,學生學習信息技術的內容各不相同,在信息素養的培養水平上各有側重。[7] 信息技術課程設計的目標體系由“知識與技能、過程與方法、情感態度價值觀”三維構成。知識與技能代表了學習的知識內容,過程與方法代表了學習知識的認知過程,情感態度與價值觀代表了學習知識的動力機制。三維目標反映知識不同方面,相互作用,共同構成整體學習目標。信息素養在課程目標的不同維度均有體現。[7] 師范生應掌握從整體知識觀角度去理解“知識與技能、過程與方法、情感態度價值觀”三維目標,掌握從三維目標角度去分析課程目標的方法及從“科學——技術——社會”(science-technology-society,STS)角度來分析信息技術課程知識結構。
教材分析能力是師范生必須具備的基本能力,主要是讓師范生學會教材分析方法、學科知識向教學內容知識的轉換方法,重點在于根據多元智能理論對知識進行多元化的表征以適應不同教學對象的需要。根據基礎教育課程標準,分小學、初中、高中學段選取當地學校使用的教材分析,明確教學目標、內容知識點、難點、重點等。聘請優秀教師作教材分析的示范,并指導師范生具體進行教材分析。
信息技術課程教學方法是讓師范生對本學科教學方法進行較全面的認識。這些方法是在對傳統和現代教學方法合理揚棄的基礎上,聯系學科教學實際總結出來的,包括講授法、討論法、任務驅動教學法、WebQuest教學法、基于問題的學習、范例教學法、計算機游戲教學法等。每種方法的學習都有不同學段的案例分析。[8]
教學方案設計是讓師范生學習課程教學設計。根據教學設計原理,師范生結合前期學習的教與學理論、教學方法和教材分析方法以及教材分析成果進行教學設計,學會編寫教案和學案。
信息技術的課堂教學技能是教師能力的一個重要部分,是教師專業化的標志。我們把教學技能理解為教師在具體教學情境中表現出來的一系列操作步驟,是具體的教學行為方式,是教師創設適當和適合的教育情境的復雜技能,是一種靈活、開放、具有創造性的高級技能。從當前教育研究領域公認的教學技能中選取提煉出9種課堂教學技能,即課堂導入技能、提問技能、講解技能、演示技能、活動變化技能、課堂組織調控技能、反饋強化技能、板書技能、結束技能。[9]另外,教學媒體的運用也是教師的教學技能,我們把該技能滲透在教學各個環節中去學習,有意識地放在教學情境中去實際演練,沒有單獨列出。
3.信息技術教學論課程教學方法
教學方法圍繞教學目標和課程內容來設計,從單一的傳統講授轉變為多樣的信息化教學方法。信息化教學方法是根據課程內容的特點而靈活選取的并設計有相應的實踐活動。教學主要采用傳統課堂與E-learning相結合的混合學習模式。為支撐教學方法的運用,教學環境從傳統的普通教室改變為多媒體可無線上網教室或多媒體網絡教室,課堂教學技能學習設在多媒體微格教室。師范生每4到5人組成一個協作學習小組,每組基本保證至少一臺筆記本電腦,可進行網上學習,如進入學習網站獲取學習資源,上傳作業、與教師同步或異步交流等。
課程首先學習的內容是“對學科的認識和教與學理論基礎”,主要運用講授法、討論法、案例分析法及自主學習等教學法,通過視頻、典型案例讓師范生感悟信息技術教師的職業素養和教育責任,領悟教與學的基本理論。師范生的實踐活動有:師范生注冊進入信息技術教學論學習網站,以學號姓名建立電子學檔,用來記錄、組織和管理平時的學習及成果;建立學習協作小組,每組要設計本組的LOGO和特色名稱,制作演示文稿介紹本組及組員特點,在課堂上要作介紹演講;每位師范生以教育敘事方式描述對信息技術教師職業的認識和愿景、自己學生經歷中有深刻印象的教學事件,并發到網上交流空間;每位師范生都必須寫對教與學理論的學習心得,敘寫自己學生經歷中對應于教學理論的課堂教學事件,并以協作小組為單位交流,形成學習報告或學習概念圖,記錄進學習檔案。
第二部分內容是對“信息技術基礎教育課程標準”的學習,目的是讓計算機專業師范生熟悉基礎教育階段信息技術的課程理念、課程目標、課程開設要求、課程整體知識結構。教師提供有關課程標準的學習資源及中小學信息技術教學研究網站。師范生主要通過協作探究方式學習,首先閱讀課程標準,找出其中理解的關鍵詞,對關鍵詞的選定與理解要進行小組討論交流、全班協商,形成信息技術課程關鍵詞表;然后根據教師設計的學習專題進行分任務學習,例如從教學三維目標出發分析知識模塊,寫出教學目標與內容的雙向細目表,各小組選取一個學段一個模塊進行,并在全班展示學習成果。
基礎教育教材分析方法、教學方法、教學方案設計、課堂教學技能等內容實踐性很強,我們在教學過程中注重合理利用文本、光盤、網絡精品課程等各種資源,注重校內學習、演練與校外實習基地見習、教育實踐相結合,讓學生“做中學”,親身體驗教材分析方法、教學方法、教學方案設計、課堂教學技能的運用,讓學生在“實踐——反思——再實踐——再反思”的學習過程中不斷積累TPACK,提高信息化教學能力。第一階段,根據小學、初中、高中不同學段,參考當地中小學使用教材選取一套教材內容作為信息技術教材內容,指導師范生進行教材分析,教學方法和教學方案設計,積累和建構自己的TPACK知識,從個人、小組、全班不同層次來交流反思TPACK知識結構學習過程,每人都要形成TPACK學習電子檔案。伴隨認知、實踐過程出現的問題,匯集成學習問題集記錄在學習問題檔案里,問題可通過師范生協作學習、通過混合學習方式相互交流來解決,解決方案也記錄進學習問題檔案里。第二階段,聘請優秀中小學教師作課堂示范,示范內容包括對教材的分析、教學方法的研討、教學方案設計、課堂教學技能運用技巧等;組織師范生分批進入當地中小學實驗基地進行觀摩聽課;組織師范生對比反思專家教師與自己在課堂教學技能、教學方法、教材處理等各方面的不同,建構TPACK知識學習的提升檔案。第三階段,師范生要在信息化微格教室進行模擬課堂教學訓練,課堂教學過程有錄像,可用來進行自我評價,同伴評價,教師評價和交流,不斷促進學生改進自己的教學。另外,計算機專業師范生還將有半年時間在中小學教學實踐,他們將以真正的教師身份參與所在學校的教學工作,全程體驗和實踐教學過程,這將進一步提升師范生的教學能力。
4.信息技術教學論課程學習評價
評價是為了更好地改進學習與教學。對信息技術教學論課程的學習評價從評價主體單一的總結性考試評價改進為評價主體多元化、過程性學習評價和總結性考評相結合的綜合評價體系。
以往的信息技術教學論期末筆試注重理論知識的學習測試,學生考前死記硬背理論,考后能回憶的知識所剩無幾,不利于學生在平時對理論知識的認真學習。鑒于這種情況,我們在筆試中加入主觀分析和理論應用的題目,如給出一節基礎教育信息技術課的原始教材內容,讓學生根據課程標準進行教材分析,寫出這節內容的教學活動與學生活動的設計并闡明設計的教與學理論依據。這樣,將客觀題和主觀題結合起來,不讓學生的學習停留在概念原理的記憶上,而注重對其靈活運用。
過程性評價是教改中探索的一個重點。過程性評價在整個課程學習過程中應起到引導、督促、指導的作用。引導學習者形成正確的學習方法和良好的習慣;督促和激勵學習者按照要求完成學業。同時,借助計算機技術進行評價數據處理的方法,也給師范生起到示范作用,讓他們學會過程性評價的運用。課程學習之初就建立了學生學習檔案,包括紙質檔案和電子檔案。紙質檔案放有學生手工制作的教具、教學繪畫等學習作品,電子檔案中匯集學習活動的各種數字化成果及對這些成果的評價,評價主體有學生本人、學習同伴、中小學教師、大學教學論教師等。課程學習中每次學習活動都有具體的要求任務,學生完成的時間、完成的情況、完成的作品等都將記錄進學習檔案。每次學習活動結束時,學生需要填寫一份TPACK量表,并得到一個綜合評價分,到課程結束時,我們將這些分數進行加權處理,獲得一個過程性評價綜合成績。
另外,信息技術課堂教學技能測評,我們采用的辦法是讓每位學生先準備三份教案和學案;然后聘請基礎教育一線優秀教師作評委,當場抽取一份教案和學案,學生依據抽取的教案和學案進行20分鐘課堂教學,一線教師進行現場打分,取平均分作為最終成績。
我們本著重視學生學習過程和學生實踐能力的原則,整個信息技術教學論課程學業成績按照下列公式計算:信息技術教學論成績=(過程性評價綜合成績×60%+期末考試成績×40%)×70%+課堂教學技能測評成績×30%。這個公式的合理性還有待我們繼續在教學中改進。
結束語
學界對學科教學知識的研究大致經歷了三個階段,第一階段以20世紀80年代教師知識的專業化轉向為特征,第二階段以20世紀90年代學科教學知識的動態提升為特征,第三階段以20世紀末至今的多元化、學科化研究為特征。[10] TPACK的核心是學科教學知識,當技術被廣泛接受而逐步淡出為一種背景時,TPACK也將變成PCK。高校計算機專業師范生信息技術教學論課程的教學改革,是一門課程改革,但觸動了教學系統的各個環節。教師和學生各自工作和學習方式的信息化,教學資源從紙質文本教材演變為以文本、光盤和網絡課件為資源的信息化立體教材;教學內容從抽象的理論闡述擴充為具有豐富案例支撐的實踐技能與方法體系;教學方法從單一傳統講授轉變為現代教與學理念指導下的多樣的信息化教學方法;教學環境轉變為現代信息技術裝備的信息化教學環境;教學評價從單一的終結性評價變為過程性學習檔案和終結性考評相結合、評價主體多元化的綜合評價體系。這些需要教學團隊持續的共同努力和學校信息化建設的大力支持。我們期望通過探索計算機專業師范生TPACK發展的有效途徑,為未來教師培養提供新的參考思路。
參考文獻:
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篇5
關鍵詞:信息技術;課程整合;誤區;對策
中圖分類號:G40文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2007)12-21717-01
Mistaken Idea and Countermeasure of Information Technology and Curriculum Integration
HUANG Jian-biao
(Xiangnan University, Chenzhou 423000, China)
Abstract:Information technology and curriculum integration has become research hotspot of educational reform. The paper first analyses the connotation of IT and curriculum integration, put forward the main mistaken idea of integration that affect it's development and goals, then propose the countermeasures from idea, resource building, teacher professional development and educational evaluation to solve those problems for higher goals.
Key words:Information Technology; Integration of Curriculum; Mistaken Idea; Countermeasure
1 什么是信息技術與課程整合
信息技術與課程整合(以下簡稱課程整合)已成為各國教學改革的重要方向,是教育研究領域的熱點問題。課程整合在我國的基礎教育領域已開展多年,近年在高等院校也特別強調要加強信息技術在教學中的應用,2007年教育部與財政部聯合的“本科教學質量與教學改革工程意見”中就特別提出了建設網絡教學資源、數字化教室、數字化學習資源中心等措施。盡管如此,目前卻有很多教師把課程整合只看作一種時尚,或是現代教學的一種工具、手段,或者把課程整合和CAI完全等同起來,這表明廣大教師對課程整合的內涵實質缺乏了解,對整合的途徑與方法更是一知半解[1]。
其實整個教育界對課程整合的內涵、目標、方法也沒有達成共識,不同專家對此有不同理解。在分析多位學者不同的定義后,筆者認為信息技術與課程整合就是要通過將信息技術和信息資源有效地融入到各學科的教學過程,營造出特定的信息化教學環境,目標是改善學生的學習效果,提升學習成績,培養出符合時代要求的合格人才,整合的方法主要是要求有與信息化教學環境相適應的教學設計,包括教學策略、學習方式、師生角色定位、教學評價等,使整個教學系統中的各個要素整體協調、相互滲透,發揮最大效益。而且不同的思想觀念、信息化條件、師生信息素養和教師教學技能將導致不同的整合層次,產生不同的整合績效。
2 信息技術與課程整合的幾大誤區
課程整合似乎開展的轟轟烈烈,那么信息技術到底起了多大作用,教學方式發生了多少改變,學生的學習成績是否提高了呢,筆者通過一些調查訪談和實踐觀察認為,通過政府、教師和專家的共同努力,我國的課程整合取得了較大進展,但總體來說還處在一個探索提升的起步階段,尚存在多方面誤區影響整合績效的充分發揮。
2.1 不能正確領悟和運用整合的理論基礎
指導課程整合的理論基礎主要有建構主義、奧蘇貝爾的認知同化論及“主導-主體”教學理論等。其中“主導-主體”教學理論是在合理吸收建構主義、有意義接受學習等教與學理論的基礎上提出的,對教學結構提出的獨特的見解[2]。隨著信息技術的發展及在教學中應用的不斷深入,建構主義理論才逐漸被重視起來,并把它的以學生為中心、讓學生自主探索、主動建構知識意義等觀點當成改革我國傳統教學的理論。
可前些年,有些學者可能受國外一些教育思想的影響,開始誤解甚至否定這一理論的重大作用。這使很多教師對建構主義是否符合現實和國情產生迷惑,當然會影響課程整合的發展及其績效的發揮。其實任何一個教與學的理論都有它的適用條件,建構主義理論應是指導信息技術環境下教學的主要理論,但不要錯誤的理解它,建構主義的教育思想不應是“以學生為中心”,而應是“主導-主體”相結合,建構主義的認識論不應是純粹的主觀主義,而應是主客觀相統一[3]。所以,建構主義理論應是指導課程整合的主要理論基礎。
2.2 只重硬件環境,忽視整合的教學設計
當前我國多數學校都很注重硬件環境建設,如建設校園區、計算機房、多媒體教室等,條件較好的中小學甚至是所有教室都建成多媒體教室,而教師則人手一機的筆記本電腦,這可算是花巨資了,但教學中卻往往只有PowerPoint做的簡單課件,信息技術只是一個簡單的演示工具或交流工具而己。這種現狀明顯與全方位課程整合的目標相差較遠,原因是多主面的,主要表現為學校只重視硬件環境建設,不重視軟件資源建設,教師缺乏信息化教學設計所必需的各類資源,教師質量和信息化教學技能有限,很難進行整合的教學設計和教學。
2.3 不能正確定位師生角色
我國傳統教學中教師是絕對的主導和主體,學生只是被動的知識灌輸對象。信息技術引入教學后,提出了新的師生關系觀點,即“教師主導-學生主體”,但實際教學中卻很難真正體現這種關系,一方面是受傳統教學觀念的影響,另一方面是課程整合還處于較低層次,教學對信息技術的依賴程度較低,學生仍是被動型的學習,同時沒有豐富的教學資源,使“主導-主體”觀點雖似合理,但卻難以落實。也有些教師認為“主導-主體”教學結構會降低教師地位與作用,其實無論從教學環境創設,教學資源開發等都要靠教師來完成和實現,而且學生主體并不等于放任學生,而是在教師引導下來實現,否則學生容易出現課堂拓展的迷失,所以“主導-主體”的定位不但不會降低教師地位和作用,反而對教師提出了更高要求。
2.4 不重視信息環境下學生學習能力培養
要使信息技術與學科課程實施有效整合,在提高教師質量的同時,還必須要培養好學生在信息技術環境下的學習能力。相對于傳統學習環境,信息技術環境下要求學生有較好的信息素養,有一定的計算機操作和使用網絡技能,教學中可能使用“自主、探究、協作”的教與學方式,這就要求教師要培養學生這方面的學習能力和學習習慣。教師可以在信息技術課程中提升學生的信息素養,培養學生在網上搜索、分析、使用學習資源的能力,但學習能力不等同于信息素養。其次在課程整合教學過程中,教師要有意培養學生在新環境下的學習能力和學習習慣,否則不但課程整合的目標無法實現,學生還會在技術世界里迷航。
3 正確整合的幾點對策
目前,信息技術在教學中的作用和角色可能各不相同,也許是一種演示工具、也許是一種交互工具,但最終信息技術將成為輔助學生學習的高級認知工具,并帶動教育的全面改革。針對整合中存在的一些誤區和問題,特提出如下對策和建議。
3.1 轉變思想觀念,重視理論指導
我國當前教育制度、教育思想、教學觀念和教學結構等方面存在的根本問題是DD培養出來的學生絕大部分是知識記憶型人材而非創新能力人材。教育在培育創新精神和創造型人材方面肩負著特殊使命,而我們的教育若不認真改革,轉變思想觀念,培養出來的學生將普遍缺乏創新能力,難以承擔振興中華民族的重任,不能很好適應21世紀的需要。同時,我們還要重視用正確的理論來指導課程整合的實踐工作,要正確理解建構主義理論,它的主客觀相統一的認識論和“主導-主體”的教育思想,不要把主體絕對化和過分強調自主學習,要重視“主導-主體”的和諧。
3.2 注重教師專業發展
高質量的教師是課程整合的關鍵,因此在轉變教師傳統教學理念的同時,要加強教師的專業發展,即要提高教師的學科專業水平,更要著重提高教師的信息化教學技能。這就需要加強教師培訓,培訓內容不要只限于媒體操作使用類的信息技能,還應加強課程整合的教學理念、教學設計、教學策略和教學評價等方面的培訓。由于一線教師教學工作繁重,學科專業差別較大,年齡層次也有較大差異,所以培訓內容設計要注重實用性和可操作性,并要建立好教師參加培訓的一系列保障和激勵機制,以提高教師參加培訓學習的積極性。另外,要靈活培訓方式,加強校本培訓,為教師提供豐富的教育技術學習資源,并在教師日常教學中盡量提供教育技術指導,讓教師在需要時即能得到服務。
3.3 重視軟件資源建設
教育信息化各要素中,硬件設施是基礎,教學應用是目的,而軟件資源則是核心。要實現課程整合較高層次的目標,實現學生對所學知識的意義建構,教學設計應從以知識為中心轉變為以資源為中心、以學為中心,整個教學對資源是開放的,學生在學習某一學科內的知識時可以獲得許多其它學科的知識,學生在占有豐富資源的基礎上完成各種能力的培養,學生成為學習的主體,教師成為學生學習的指導者、幫助者、組織者[4]。
有豐富的教學資源作支持,是課程整合的前提條件,而目前各級學校普遍存在只重硬件建設而忽略軟件資源建設的傾向,就是在軟件資源建設中也存在一些認識上的偏差,首先不要認為學習資源就是網絡資源,課程整合并不排斥傳統教學資源和傳統教學優勢,而是現在國際上普遍認可的Blending-Learning觀念,另外在資源建設中還存在只重視助“教”資源,而忽視助“學”資源建設的問題。
3.4 重視教學評估
面對信息技術如何真正走進課堂,不少教師和學校有諸多困惑,很多所謂的整合其實就是“電灌”、“黑板搬家”、“做秀”、“盲目整合”,出現這些現象有很重要的一方面原因就是教學評估問題。信息技術應用于學科教學后,教學效果是否更好了,好了多少,達到了哪個層次的整合目標,必須要通過嚴格的評估才能下結論,也只有通過評估才能找出哪些整合是有效的,哪些是無效的,逐步找出正確整合的途徑和方法。美國在信息技術應用評估方面就做了很多很細致的工作,而且非常嚴格,也取得了較好的效果。
目前我國的教育評估和人才選拔制度也不利于課程整合的發展,所有的教學都必須嚴格按照教學大綱,把學生封閉在教材內,使其和豐富的資源、現實完全隔離,教學目標、內容、形式及組織都和傳統課堂沒有什么區別。只有進行教學評估制度改革,才可能把學科課程整合由初級階段的封閉式的、以知識為中心的課程整合推向開放式的、以資源為中心的課程整合,向全方位的課程整合目標邁進[4]。
信息技術與課程整合是一個在實踐中不斷推進的過程,隨著應用的深入對其理解也將進一步提升,需要我國所有教育工作者不斷努力和不懈追求。
參考文獻:
[1]何克抗.信息技術與課程深層次整合的理論與方法[J].電化教育研究,2005(1).
[2]余勝泉,吳娟.信息技術與課程整合[M].上海:上海教育出版社,2005.
篇6
【論文摘要】計算機技術的普及和發展,沖擊著教育觀念的改變和教學手段的提高。計算機輔助教學對物理教學過程、課堂信息量和師生之間的交流將產生較大影響,在物理實驗教學和輔助課堂教學方面發揮著重要作用。提高教師對計算機輔助教學的認識,加強教師計算機技術的培訓,合作開發適應中專物理教學的軟件是充分發揮計算機在中專物理教學中作用的當務之急。
隨著計算機技術的迅猛發展及計算機的大量普及,很多中專配備了微機室、專用多媒體教室,建立電教中心,為計算機輔助教學打下了硬件基礎。如何認識計算機在中專物理教學中的地位,充分發揮計算機在中專物理教學中的作用,是擺在廣大中等教育工作者面前的一個重要課題。筆者擬就計算機對中等物理教學中的影響、在中等物理教學中的應用、目前存在的問題談幾點看法。
一、計算機對物理教學的影響
在現代課堂教學改革實踐過程中,計算機輔助中等物理教學,化抽象為形象、化微觀為宏觀、化靜態為動態、化不可操作為可操作過程。對化解知識難點,提高綜合能力,推進素質教育具有重要意義。
1、應用計算機使教學過程更加直觀
從認識論的角度看,學生對事物的認識過程的起點是對事物的感性認識。在物理科的學習中等生由于無法理解一些抽象的理論,而對物理產生一種畏懼的心理,阻礙了他們學習物理的情趣,但應用計算機技術就可以直觀的解釋一些物理現象和規律,激發學生的興趣,提高學習的效率。主要表現在以下幾方面:
應用計算機能夠實現抽象到具體的轉變。比如,機械運動中的相對運動、回聲測距、透鏡成像等。對中等生就很難接受也很難描繪清楚。就相對運動的內容我們即可應用計算機來演示空中加油的情景和等速救護的過程,配上聲音的效果,讓學生從聲音、圖像全方位的感受,如置身于其情景,直觀地掌握該節的內容。
應用計算機可以實現動靜的相互轉化。在物理教學中,有很多物理現象出現的時間極短,當學生還沒來得及看清時,該過程就已經結束。學生就理解不了其中的本質,給教學帶來困難。如平拋運動我們就可以使用數碼相機把其運動全過程拍下來,然后進行制作,利用計算機可反復操作,使學生認識其過程,同時還可以利用它的某一時刻的靜止畫面來解釋它下落時的特點。教學中的難點就容易突破,省時方便。
因而,應用計算機讓枯燥的物理理論得以升華,形象而又直觀的過程感染了學生的學習動機,使學生變被動為主動,從而更加崇尚科學,因為科學有無限的魅力。
2、應用計算機可以增加課堂的教學量
二十一世紀是信息化的時代,對于在學校里學習的學生,也應培養處理大量信息的能力。因而在課堂教學中教師應該向學生提供更多的信息、更多的資料,及物理學的發展情況,來擴展學生的知識面。教學過程中,教師經常花較多時間板書,特別是上電學課時寫例題、畫圖例的時間更多,而采用多媒體中的顯示文本的功能,這可使本應花十幾分鐘的內容在幾秒內顯示于學生眼前。由于使用多媒體的直觀性也大大縮短了教學難點的突破過程。這就有時間講解更多相關的知識和現實的應用,引導他們理論聯系實際,豐富了課堂內容,而且從根本上改變過去“滿堂灌”的教學弊端,給學生較多自由時間復習鞏固,優化了課堂教學,增加了課堂的教學量。
3、應用計算機便于師生間雙向交流
傳統的物理教學過程中,主要是教師講學生聽,不便于學生個性的培養。應用計算機能夠真正改變學生和教師的位置,使學生成為學習的主體。當學生有問題時,可以及時提出或利用計算機網絡與同學討論,從而多渠道尋找解決問題的辦法。當學生對某個物理現象有自己的觀點時,也可以提供給大家進行研討和交流,教師提供解答,這樣雙向交流中使學生的思維更加活躍,有利于培養學生的創新意識,實現學生主體教師主導的現代教學思想。
可見,應用計算機于中等物理教學,有助于教學中難點的突破和重點的把握,符合當前教育發展趨勢,給我們教學順利地轉軌提供一種模式。
二、計算機在中等物理教學中的作用
結合目前中等物理教學的實際,計算機在物理學科中大體可應用在課堂教學、實驗教學、輔導教學等三個方面,下面就這三個方面加以探討。
1、計算機應用于課堂教學中
課堂是學生獲取各種知識的最直接場所,課堂教學是實現教師教與學生學的最主要途徑,也是計算機實現輔助教學功能的主要場所。利用計算機進行課堂教學,可以變以往學生處于被動學習地位為主動學習,提高學生學習興趣及求知欲,促進知識和能力的正遷移。
(1)利用計算機,實現“人—機”交互式教學
常規教學中,教師為了達到應試目的,一般都把教學對象定在中等程度學生身上,結果在教學過程中忽略了“兩頭”,造成優秀學生“吃不飽”,能力得不到充分發展;差的學生“消化不良”。造成這種現象的原因是局限于應試教育不能因材施教,抑制了學生個性化的發展。而“人—機”交互式教學,計算機可利用學生各自的記憶及理解水平,及時地判別各個學生的可接受程度,隨后據此向不同學生傳遞不同的教學內容和方式,最大限度地實現因材施教的教學模式。
(2)利用計算機模擬課堂演示實驗。
利用計算機強大的動畫功能及有關外設可以解決許多用常規手段難以表達或可見度低的實驗,如有關波的實驗(波的獨立性、波的干涉和衍射等)、透鏡成像(成像原理、演示物體靠近或遠離透鏡時,像的動態變化等);也可以通過計算機放大微觀世界,采用“放慢鏡頭”模擬外部環境變化等手法來演示分子動理論、物體與物體的相互作用(如碰撞過程、物體微小形變)、氣體狀態變化等一些實驗。這些畫面清晰、直觀并且可以瞬間定格、重復播放,既減少了教師的勞動強度又使學生理解快、記憶扎實。
2、利用計算機進行實驗教學
(1)學生實驗中的應用。
學生通過實驗操作,不但可以達到理論聯系的效果,而且可以通過實驗培養動手能力、思考能力及想象創造能力。但傳統的實驗效果卻跟上述目的相差甚遠,這在很大程度上是由于大多數學生按部就班地做實驗,不能充分調動思維造成的;而利用計算機進行學生實驗的模擬教學,可以幫助學生手腦并用,發揮其想象創造能力。通過這種教學,不僅可以引導和培養了學生動腦的習慣,而且給學生提供了拓寬思維的環境。
(2)課堂驗證性實驗中的應用。
驗證性實驗不但能直觀地驗證各種規律,避免紙上談兵,且可使學生進一步深化所學知識,培養學生養成用實驗手段探索自然規律的習慣,提高學習能力。如機械能守恒定律教學中引用氣墊導軌,定量證明守恒定律,但美中不足的是教師需花一定的時間與精力來寫加速度、速度這些中間值的演過程。如果用計算機來進行數據處理,可使教師拋開演算過程,快速得到實驗結果,使課堂更加緊湊。
3、利用計算機輔導教學
在計算機中可以開展以學生為主體,以發展學生個性為目的的教學方式。如果學校的計算機是以網絡形式存在的,則可在小范圍內開展對某一課題進行討論式教學,即教師預先確定討論題目,隨后讓學生上網自己尋找感興趣的或自己不懂的內容,再邀請其他同學一起討論,最終得到答案。當中,教師可以參與其中,發現問題,及時指導。這種方法為學生主動學習,培養獨立分析解決問題及集體合作精神打下了基礎。
三、目前計算機輔助物理教學中存在的問題及對策
1、存在的問題
(1)認識上的偏差。
目前,大多數學校只有教計算機的教師懂計算機,其他任課教師對計算機知之甚少。究其原因,除了經濟因素,一是領導認識有問題,對計算機發展將引起的教學手段和方法的改變缺乏了解和認識,導致決策的失誤;二是部分物理教師對計算機存在恐懼感,認為計算機太復雜,學起來太麻煩。或者忙于日常教學,各類文化進修,突擊性工作等,無暇顧及對計算機知識的學習,導致一些物理教師不努力探索;三是用于物理教學的課件制作相對繁瑣,部分課件使用不能得心應手,使一部分教師心存煩感。由此,計算機在目前的中等物理教學中還沒有得到應有的重視和普及。
(2)公開課現形,隨堂課匿跡。
雖然目前相當一部分學校的計算機軟、硬件配置已達到了較高的水平,但在一部分地區和學校存在著這樣的現象:相當一部分物理教師僅僅是在公開課或評優課時,為了達到“使用先進教學設備”的要求,才臨時請人幫助自己做上課時使用的教學軟件或一點有關計算機的基本操作。由于物理教師對計算機輔助教學應用甚少,操作又不熟練,課件的設計、制作還需求人幫助,因而使用計算機輔助物理課堂教學不僅沒有解放教師,反而成了教師一種負擔,使得教師對使用計算機輔助教學敬而遠之。
(3)沒有體現出計算機輔助教學的優勢。
運用計算機技術可以對文本、圖形、圖象、動畫、視頻、聲音等多種媒體信息進行綜合處理與控制,實現人機交互操作,它可以將文、圖、聲、像融為一體,運用多種現代化手段對信息進行加工處理,極大地增強人們對抽象事物與過程的理解與感受,使人們在短時間內獲得大量知識和信息。但是在實際的物理課堂教學中,許多教師只是用它來放一段錄像,或放一段音樂,或出現一些文字內容,充其量只充當一回錄像機或錄音機或投影機,其質量和效果遠遠比不上單獨的錄像機、錄音機和投影機。因此,雖然計算機具有多種媒體功能,但不能取代其他媒體,只把它當作單一的媒體使用,則是資源的極大浪費,而且達不到最佳效果。
(4)用計算機教學取代教師教學。
計算機教學只是輔助教師教學的一個工具。把它引入物理課堂教學后,雖然教師的一部分作用將由它的一部分功能代替,比如:將單憑教師的講述改為多媒體的演示;將部分師生的語言問答改為人機交流等等。恰當合理地運用計算機確實能給物理課堂教學帶來質的飛躍。但物理教學中教師的主導作用是任何機器所無法替代的,這不僅是因為教什么、學什么取決于教師,還因為怎樣教、怎樣學也取決于教師,即使有最先進的現代化教學工具,使用不當也不會收到好的效果。因此如何用好計算機關鍵在教師。另外,任何時候都是為了教學而使用工具,而不應是為了使用工具而教學,教學中是否使用計算機應取決于教學目的和組織教學的需要。計算機輔助物理教學的過程中,教師的主導作用、學生的主體作用、媒體的中介作用不可混淆,計算機只能作為一種新的、功能更先進的媒體與其它傳統媒體優化組合,用于解決教學中的重點、難點,尤其是難點。
(5)大部分物理教師計算機技能滯后。
大部分物理教師都能認識到計算機輔助教學的優越性,也有運用計算機的積極性,但由于對計算機的性能不掌握,操作不規范,出現很多失誤,甚至造成干擾。另外,由于運用計算機輔助物理課堂教學,必須要有相應的教學課件。目前現成的課件多由實際教學經驗計算機專業人員制成,與中等物理教學的實際需要存在著或大或小的差距,使得教學效果大打折扣。
2、解決的對策
(1)更新觀念,提高認識。
計算機是一種現代化的、具有多媒體功能的先進技術,教育要快速發展,必須把最先進的信息技術作為教育的工具,計算機應用于教育,使教育技術信息化,將是教育改革的重大突破口。未來社會發展對人才素質的高要求,迫使我們必須采用先進的教育思想、方法和技術,實現高效率、高質量的教育和教學。只要我們對計算機輔助教學有正確的認識,充分發揮其優勢,教育改革和前進的速度就能大輻度提高。
(2)加強技術培訓,建立高素質的物理教師隊伍。
計算機輔助教學是一門新的教學技術,它不但要求教師要懂得計算機的使用,而且要求教師自己會設計和制作教學軟件,這就向教師提出了更高的要求。這項工作除要求教師自學之外,最好組織教師集中進行培訓,這樣既節省時間又提高學習效果。進行科學化和規范化的培訓,對于教師將來的深造和發展是大有裨益的。學校應當給教師創造良好的學習條件,有關部門也要加強指導,為提高物理教師的計算機教學水平做點工作。
(3)通過教研提高物理教師的業務能力。
教學研究活動的開展是加強計算機為素質教育服務的基本形式,是理論聯系實際的重要途徑,是提高教師業務能力的有效方法。搞教研主要有兩種方法,一是抓科研課題實驗,通過“實驗——學習——實驗——認識”的循環往復,不斷提高教師的業務能力;二是通過一些透明度比較高的群眾性教研活動的開展,像多媒體開放日、計算機評優課、課件評比展覽等活動,推動物理教師努力提高自己的業務能力。
(4)發揮教師才能,合作開發軟件。
篇7
關鍵詞:范式;學科;論綱;外語教學;教育技術學;外語教育技術;外語教育技術學
中圖分類號:H319.3 文獻標識碼:A 文章編號:1001-5795(2013)02-0003-0010
進入新世紀以來,基于信息技術的外語教學已經成為當前高等學校外語教學的主要實踐方法。
外語教學是語言教學,語言與信息有著天然的關聯性。信息技術與外語教育的內在共生性、本體性和封閉性,使信息技術與外語教學(課程)產生了交融與整合的學理基礎和邏輯基礎。
信息技術與外語教學的整合,形成外語教育研究的技術化范式。
外語教育研究技術化范式的產生,使外語教育(教學)研究這一學科產生了質變或飛躍的可能性。這種有別于傳統的新范式的形成和轉換,按照科學史學者庫恩(T.S.Kuhn)“科學革命”(Kuhn.1959,1962)的條件來衡量,是一種新興學科成立的前提,這就是外語教育技術作為學科產生的邏輯基礎。
外語教育技術具有自身基本的學科構成要素:理論體系、研究方法、研究對象和研究內容;有其學科發展的實踐支撐:專業設置、課程建設、人才培養、研究成果以及相關學術研究期刊、學術會議、學術組織等。外語教育技術研究從理論到實踐都嚴格體現了科學形成和發展的基本規律,證明已經基本形成了外語教育技術學的學科雛形。
這是本論綱的主題結構和思路。
本文從科學發展史的高度,嘗試通過元理論分析和思辨的方法,來論證當今信息技術語境下外語教學這一學科轉型的必然邏輯,總結和歸納外語教育技術這一新興學科的基本屬性和基本內容,并力圖為教育技術學與學科教學論的具體結合勾勒出一條最佳方向和途徑。這是本論綱的主旨。
既屬于論綱,則很多數據、觀點囿于篇幅無法一一展開,僅以論綱形式呈現。希冀能拋磚引玉,引起更多批評指教,以繁榮外語教學的學科理論研究,促進外語教學實踐發展。1問題的由來
1.1 現實因素的考量
技術的進步使現代生活、生產和學習方式等都發生著深刻的變革。信息技術對教育領域各學科的教育、教學產生著巨大影響,是新一代大、中學生習以為常的生活和學習工具。信息技術不僅僅是用之于教育的一個重要內容,更是被教育的課程對象之一。外語教學必須順應技術發展的形勢,適應新的技術范式。
1.2 外語科學研究的考量
外語教育研究往往將實踐中幾乎無處不在的技術化研究方法邊緣化。外語學術界極力強調各種“主義”、“理論”或“學說”,忽略對“教育技術”的研究,使得教育技術學體系中的“學科教育技術”也找不到自己的歸屬和根基。兩個學科的研究都亟待創新。
1.3 學科自身發展的必然需求
外語教學研究和教育技術學研究這兩個學科的發展缺乏生機和活力。
一方面,中國外語教學研究本身就是一門尚未發展成熟的學科。其中關于信息技術與外語教學的關系問題、信息技術的地位問題等至今沒有成熟的研究。
另一方面,教育技術學科立足于教育學理論和信息技術學,已經發展成為教育學的主要分支學科。外語教育技術的開發和研究成為其學科體系里面最重要的代表性學科教學實踐活動。外語教育技術研究亟需進行跨學科整合,從分離、多頭的研究狀態走向融合、統一的的學科研究。
1.4 CALL發展實踐的要求
CALL研究者普遍認為它已經是一門學科性實踐研究(顧日國,2004,2005)。國內外CALL研究證明,CALL已經發展成為一門規模龐大的實踐性學科(Robert Debski,2003;Bax,2003;Chapelle,2000;Hubbard,P.2009;Dick,W.,Carey,L.,&Carey J.2001),但缺乏完整系統的學科理論體系建設。CALL研究的豐富實踐經驗,要求擺脫其單純技術輔助角色的定位,應該對CALL進行科學定位,形成一門具體學科知識體系(Hubbard P.2008;Warschauer M.,1996;Robea J.Blake,2007;Mike Levy,Glenn Stockwell,2006,2010)。
世界CALL研究給中國外語教育技術的啟發:第一是其積極吸收和消化各種教學與學習理論,第二是積極關注技術在外語教學中的具體應用,第三是把CALL研究和教育技術研究結合起來,進行跨學科的研究。
1.5 意義
探討外語教育技術的學科性,能夠豐富和完善我國教育技術理論體系,更好地總結教學實踐,補充學科教學技術研究的空白,擺脫一直以來其理論研究被邊緣化的尷尬處境,更加豐富和完善具有中國特色的外語教育、教學理論體系,促進“外語教學研究”這一學科的發展、成熟和完善。這是建立在實踐基礎之上而又超越實踐的自覺的理論總結和升華,是認識論意義上的學科變革。
2 信息技術與外語課程的整合是外語教育技術化范式產生的基礎
2.1 信息
信息與語言天生具有本質的同一性。信息技術與外語教學本質的關聯性為信息技術與外語教學的交融、整合提供了邏輯可能。信息技術與外語課程的整合成為外語教育技術化教學范式形成的理論依據。
2.2 技術
技術哲學視野中的外語教學與技術有著本質的關聯,該關聯性是從技術向學科過渡的必經之地,也是歷來研究者最易忽視的、一個必須解釋的理論盲區。
技術對教育具有革命性的影響,必須高度重視(教育部國家中長期教育改革和發展規劃綱要2010-2020)。在教育領域,技術不僅用于完成現有的模式和方法,而且要推動技術時代的教育革新。
2.3 外語教學與信息技術的本質關聯性是其整合的基礎
信息是個多面體概念,一頭聯系著思想和社會,一頭聯系著物理的或者叫技術的世界。語言之所以能完成這一任務,是由語言符號內部語言和信息之間的這些自然相關性所決定的。語言完成信息傳達任務的過程就是符號系統激活這些功能的過程,在完成激活的同時,這些語言本身就被賦予了“生命”,如同人具有了思想,語言也就變成了信息的一部分,這就是信息和語言的同體共生性。
語言和信息的關系就是形式和內容的關系,當形式和內容不可分割甚至形式超越了內容時,形式本身也就成為了信息的一種。
信息識別一般只有文字、語音與圖形三種形式,歸納起來主要可以分為視、聽、說三大功能板塊,即圖像(靜止或動態)、文字以及聲音三個基本“譜系學”形態(程東元,2008;戴正南、黃光遠,1988)。因此信息技術的表現形式就囊括了語言或語言教學的所有內容,為語言教學活動和信息技術的整合創造了前提條件。
佩維沃(Paivio)的雙重編碼理論認為,人們可以通過同時用視覺和語言的形式呈現信息,來增強信息的回憶與識別(劉儒德、趙妍等,2007;何克抗,2005)。語言教學技術化就是語言教學信息化的過程。語言的信息模塊、信息傳遞的技術路徑和學習者的信息接受路徑三者之間的同一性完成整個語言信息“族譜”基因的對比認證,形成一個完整的信息傳遞圈,完成語言信息化教學過程。這就為人機“有機交匯融合”找到根據。
信息技術與外語教學二者在融合過程中體現出本體性、封閉性、信息化、整合性等特征。
語言教學的所有內容、過程和環節都可以并且僅僅只需借助于信息手段完成,而不需進行額外的物化輔助。語言是信息的載體,也是信息的組成部分,信息的交流和轉換,就是語言材料的交流和轉換,而語言教學就是語言材料信息的交換和生成的實踐活動,因此,語言在這一過程中先被信息化——如文字和聲音的信息化、藝術化、技術化加工,再被交互傳達。
信息技術手段從使用功能上完全吻合了語言信息交際、交流的需求,能充分完成語言教學和學習的任務。在這個信息化、技術化教學行為中,信息技術和信息本身產生良性互動,互為本體,互為依存,成為一個完整的整體(如文字的音、畫處理),達到彼此有機整合的程度。
信息、語言、信息技術與語言教學之間的本質關聯性是其相互整合的基礎。
2.4 信息技術與外語課程的整合形成外語教育的技術化范式
信息技術與課程整合是一種全新的教學理念,大致要經歷三個發展階段,即計算機輔助教學階段(CAI)、計算機輔助學習階段(CAL)和信息技術與課程整合階段(IITC)(何克抗,2005)。
信息技術與外語課程的整合是基于網絡生態的整合。計算機不再僅僅是輔助工具,整合后的計算機系統成為整個課程系統的一個有機組成部分,從根本上改變了課程的本質。要對課程設置、教學目標、教學設計、教學評價等諸要素作系統的考慮和操作,也就是要用整體的、聯系的、辯證的觀點來認識、研究教學過程中各種要素之間的關系。
整合首先是技術范式形成的邏輯基礎。外語課程與信息技術有機整合的過程就是外語教學信息化范式形成和轉換的過程。信息技術和外語課程整合的直接結果就是外語教學新范式一外語教育技術范式的形成。
換言之,外語教育技術范式的形成過程就是信息技術與外語課程的整合。
2.5 信息技術與外語課程整合的本質
整合有自己的技術機制,其實質是一種“基于設計的研究”。
外語課程的所有環節,包括教學目標、教學計劃、教材編寫、課程設計、教學過程、教學模式、教學管理、教學評價等體系的內容,都可以經過信息技術軟硬件的加工處理,完成信息轉換和傳達過程。這一技術化過程主要并且必須表現為遵循教育學規律的“教學設計”,否則就無法實施。
2.6 信息技術在外語教學中運用的原則和作用
正確恰當地運用教育信息技術必須有一種基本的共同的原則,一種具備可行性的教育技術理念,理想的境界應該是運用技術而又看不見技術。要寓技術于教學之中,讓學生既運用技術完成學習任務,又沒感覺到技術所帶來的學習障礙。
計算機信息技術在外語教學中的作用非常復雜而又豐富,它既是工具,又是環境,還是手段和要素,所以其所起的作用是多種多樣的,是潛移默化的,它體現出一種“技術酶”的催化作用,可以滲透在外語教學的各個環節。信息技術對外語教學的最大的作用,是優化外語教學,包括教學設計、教學管理、開發、評價,以及教材的研發和教師技能的培訓、學生學習技巧和熟練程度的提高等各個環節。
3 外語教育技術范式形成和轉換的標志——外語教學研究新“共同綱領”的發展和演變
3.1 中國高校外語教學大綱的“技術化”發展進程
以《大學英語課程教學要求》和《高等學校英語專業英語教學大綱》為代表的中國高校外語教學大綱的發展和演變,標志著中國高等外語教學的技術化范式的形成。
首先,是基于技術化范式的外語教學“公共綱領”的頒布。
20世紀80年代設計編寫的《大學英語教學大綱》(大學理工科英語教學大綱修訂組編,1985)首次提到了要開展“計算機輔英語教學的研究和實驗,加強各種教學軟件的開發和使用”。
1999年,教育部又推出了《大學英語教學大綱(修訂本)》,明確提出要創造良好的語言環境,充分利用現代化的教學手段,非常明確地肯定了計算機信息技術手段在大學外語教學中的積極作用和地位。
2004年,教育部高等教育司頒布《大學外語課程教學要求》(以下簡稱《教學要求》),2007年正式推出了《大學英語課程教學要求》正式版。大綱最為明顯的特色是,要求各地各學校“采用基于信息技術和課堂的教學模式,……各高等學校應根據本校的條件和學生的英語水平,探索建立網絡環境下的聽說教學模式,直接在局域網或校園網上進行聽說教學和訓練(教育部。2007)。”
其次,是高等學校外語專業教學指導委員會(英語組)制定的《高等學校英語專業英語教學大綱》的頒布。新《大綱》強調現代教育技術將為現有的教學方式和手段提供重要的補充(教育部,2000)。
再次,大學外語教學具體模式的推出(圖略)。為了推進大學英語教學改革的實施,《教學要求》直接給出具體的教學模式作為大學外語教學的指導和參考,教學模式的構成有兩部分:基于計算機和課堂的英語教學模式和基于計算機的英語學習過程。
《教學要求》代表的是國家的教學意志,展現高等外語教育的戰略,體現了充分利用教育技術的哲學思想,是中國外語教學領域所有教育技術專家、外語教育專家們多年來共同研究所達成的外語教學理念,是共同認可的“信念、信條、價值觀和方法論”,為大學外語教學提供了范式轉變的充分依據和證明。
3.2 新范式的實踐過程及最終成型
從2000年《高等學校英語專業教學大綱》的頒布和2002年《教學要求》(包含草案)頒布后的幾年時間里,中國以大學外語教學為代表的教學實踐發生了巨大的結構性變化,外語教育技術范式異軍突起,成為高校外語教學研究的主流(下表數據包括外語專業和公共英語教學研究)。
量變促成質變。數量的巨變,說明2002年新“教學要求”提出以后中國大學外語教學正在以驚人的速度發生著變化。這一過程的發展和成熟,深刻地體現了教學要求的基本指導精神,是對外語教學學科新“共同綱領”的積極“呼應、反饋和證明”。它再一次用實踐證明了“教學基本要求”作為綱領的“共同體”性質,也反證了基于計算機技術的信息化外語教學發展方向的正確性(王守仁,2009)。數據事實充分表明技術化范式的產生和轉換速度,不僅證明跨學科研究越來越靈活,也證明了中國外語教育技術研究領域的自主性、創新性和特色化發展。
中國外語教育界對基于計算機的信息化外語教學模式幾十年的努力研究,最終使一種外語教學研究的新“共同綱領”完成蛻變,脫穎而出。這種外語教學研究的技術化發展過程,就是外語教學學科新范式形成的過程。新范式的轉變證明高校外語教學研究在與信息技術整合的過程中,已經演變成外語教育技術研究,并促成了一門新的學科教學論——外語教育技術學的產生。
4 外語教育技術學學科屬性探討:學科理論研究
4.1 學科構建的背景和條件
外語教育技術學的產生是范式轉換的產物,也是學科實踐發展的自然結果和邏輯必然。它首先具備自己的邏輯起點。依據教育技術的產生思路以及外語教學的主體屬性,我們可以推定外語教育技術的邏輯起點應該是“借助教育技術的外語教學”活動。其次,具備知識基礎。外語教育的知識基礎,包括教育學、語言學等眾多相關學科的知識。再次,學科交叉基礎。跨學科的研究方法,即交叉學科研究,是外語教育技術學形成的動力,也是外語教育技術學形成的方法論基礎。外語教育技術學在學科交叉研究方法的推動下,將教育學、教育技術學、信息技術學和語言教學等各門學科進行交叉、滲透、融合,從而催生出一門新興分支學科,它是傳統語言教育研究中科學性與技術性的進一步整合。
學科是科學知識體系的分類。一般認為,作為一門新學科,必須具有獨立理論體系,有自己的研究對象和研究方法、學科創始人和代表作等。
4.2 外語教育技術學的理論要素
理論來自于經驗實踐,理論的目標是對經驗現實作出解釋。外語教育技術學有自己的理論體系以及理論形成的基礎條件,有自己的概念、假設、變量、命題以及歸納和演繹等方法。
首先外語教育技術學有自己獨立的學科概念,如多媒體教學、網絡教學、信息技術與外語課程整合、教育技術、教學設計、計算機輔助外語教學、基于計算機和課堂的教學模式等等。
外語教育技術學研究有自己的變量考察,如課堂教學中教學技術的使用、教學時間的控制、教學策略的使用、教學環節的設計、學習情感的控制、學習態度的監控等等;也有自己的許多命題和假設,關于教學任務、教學模式、教學效果等等。
外語教育技術學研究方法主要是以分析、演繹和模型理論為主。分析、歸納以及演繹主要用于解釋外語教育技術研究中的疑難現象,屬于從理論到實踐的應用;而模型理論主要用于建構外語教育技術模式,屬于從實踐到理論的推演或驗證。從深層次考察,外語教育技術學是建立在系統論基礎上的一門教育學科。從表面結構來考察,外語教育技術學又是一種研究語言教育行為的學科。
4.3 外語教育技術學的知識基礎
語言學、外語教學論和教育技術學理論等是外語教育技術學的學科基礎。媒體學、傳播學等視聽教學理論及行為主義、認知主義、建構主義、人本主義等是其學習理論的基礎;夸美紐斯的“大教學論”、贊科夫的“發展教學理論”、巴班斯基的“最優教學理論”、布魯納的“發現教學理論”、維果茨基的“最近發展區理論”、布魯姆的“教育目標分類理論”、加涅的“指導教學模式”等是其教學理論基礎;新興的多元智力理論、分布認知理論、聯接主義理論以及生態學理論、課程整合理論等為其提供了方法論基礎。
4.4 外語教育技術學的哲學基礎
除了上述一些理論和知識基礎之外,外語教育技術學還深受另外一些哲學思潮的影響,如來自社會學視角、文化視角、技術視角、生態學視角等后現代思想。在教育技術日益進步、教學觀念日益更新的今天,這些影響因素不斷折中、融合,成為一種具有“后現代主義特征”的“生態化整合”理念和模式,構成外語教育技術學研究的主要理論特征。
4.5 外語教育技術的概念界定
外語教育技術的定義與教育技術的定義將保持理論內核上的一致性。
外語教育技術就是在外語教學實踐中,以教育信息技術為手段,以教育學、心理學、語言學等理論為指導,以語言教學為目標,通過創造、使用、管理適當的技術性的外語教學過程和教學資源,以及提高外語教師和學生的教育信息技術素養等手段,來促進外語學習和改善外語學習績效的理論研究和實踐探索活動。
外語教育技術作為一門教學實踐活動具有如下本質和特點:外語教育技術是教育技術與外語教學理論相結合的一門跨學科的教學實踐和理論探索活動。因此,外語教育技術是一種語言教學研究方法或范式,而不是一類技術形態。
外語教育技術是創造、使用和管理外語教育資源和教學過程的實踐活動,這一活動的本質過程是信息技術與外語課程的整合,是外語教學全過程——從教材、教法、課堂、教師、學生到教學內容的整合。
整合的具體體現和過程,就是基于教育信息技術的外語課程設計,而不單純是教育信息技術的研發。
整合的目的是改善和提高外語教學效率。
整合的原則和標準,如前所述,是最優化地利用技術,是看不見技術的隱性整合。
4.6 外語教育技術學的定義和屬性
外語教育技術是為了促進外語學習,對外語教學過程和資源進行設計、開發、利用、管理和評價的理論與實踐。但是孤單、割裂、自發和零碎的外語教育技術實踐并不是科學。外語教育技術學是關于外語教育技術研究的一門學問,是由關于外語教育技術的一系列概念、原理和方法等構成的,能反映外語教育技術內在規律并且具有嚴密邏輯性的一門新興學科知識體系,是一種教育學性質的綜合性應用學科,又是一種應用語言學性質的綜合應用學科。
外語教育技術學是眾多學科綜合發展的產物,哲學、教育學、心理學、語言學、系統理論、學習理論、人本主義和生態學等理論是其學科理論基礎,計算機、網絡、多媒體等信息技術則是其重要組成要素。外語教育技術實踐中對外語學習過程和學習資源進行設計、開發、利用、管理和評價的理論與實踐,是外語教育技術學研究的基本內容。
從學科歸屬上考察,外語教育技術學具有復雜的屬性。首先,外語教育技術具有自然科學的屬性;其次,還有其社會科學屬性。除此之外,外語教育技術還具有人文學科的基本屬性。其行動性研究方法和課程設計本質使其具有極強烈的人文色彩。
外語教育技術的發展成就證明,它是一門較成熟的教學方法論。外語教育技術學有自己的研究對象和方法論,有自己的理論體系,已經初步具有一門學科的雛形。
5 外語教育技術學主要理論模型的構建
構建外語教育技術學的理論框架和學科體系,是外語教學研究發展的現實需求。外語教育技術的學科綜合性滲透了語言、教育及科學的普遍性哲學原理,深刻影響著語言教育理論體系的構建。
本論綱從比較宏觀的學科發展高度來展示外語教育技術學的學科框架和理論模型,從文獻學角度探尋、剖析外語教育技術學的理論構建思路。
5.1 基于文獻的外語教育技術研究理論發展脈絡考察
國內學者程東元等(2008)都早已從教育技術學的學科視角,梳理了外語“教學技術”的基本理論框架。
Sasha等(2004)、Robert J.(2007)認為作為外語教育技術的CALL是一種基于設計的研究,基本上指出了外語教育技術研究的本質屬性;Robea Debski(2003)則進一步指明CALL作為一門學科(as an academic discipline)的定位和發展方向。
顧日國(2005)提出了教育生態模型,把“傳統的校園稱為校園教育生態環境,把通過計算機局域網或廣域網所構建的學習環境稱為虛擬教育生態環境。”
張紅玲等(2007)搭建了網絡外語教學的基本模型,梳理了理論基礎、網絡外語教學的相關要素以及教學系統化設計理論。
張祖忻(2008)提出了構建學科理論體系和搭建學科知識基礎的基本思路。他認為外語教育技術的核心是教學設計。他勾畫了外語教學技術的本質和學術思想的范圍,并列舉出外語教學技術領域的主要范疇和知識基礎,為本領域的知識的組織提供了一個框架。他認為:外語教育技術“是一類提高外語教學質量的創新實踐,是一門應用知識和發展知識的新興學科”(張祖忻,2008)。
顧日國的教育生態模型架構、張祖忻關于外語教育技術核心的確認,以及張紅玲的網絡外語教學的系統化設計研究等,都站在教育技術學的立場為外語教育技術學的理論建構和學科建構打開了一扇研究窗口,作為一種學科的理論鋪墊,為外語教育技術學生態化整合理論的產生打下了基礎。
5.2 生態化整合理論的構建
Warschauer(1996)把計算機輔助語言教學劃分為三個階段,即行為主義階段(behavioristic)、交際法階段(communicative)和目前的整合法階段(integrative);Bax(2003)從另一維度將這三個階段分別命名為受限制的(restricted)、開放的(open)以及整合的(integrated)(莫錦國,2009)。國內教育技術研究者也把教育技術的發展分為三個清晰的階段:第一階段是技術媒體觀。第二階段是技術的認知工具觀,本階段的表現形式是信息技術化學科教學,即課程整合。第三階段就是技術的生態觀。前兩個階段都是針對個體來優化學習過程,生態觀則從技術與人的共生關系來考察。技術促進了人與人之間關系的變化,隨著普適計算技術的實現和發展,技術將融入到我們的學習和生活的各種空間中。教學中的信息技術將像黑板和粉筆一樣融入日常教學中,形成一個良好的信息生態(余勝泉,2011),即教育生態。“教育生態信息觀”要求教育信息化不再局限于技術方面,而越來越重視人、信息、技術、教育實踐活動以及人與信息環境之間的相互關系,建立和構建起一種創新性的生態圈或者學習文化。
陳堅林(2010)經過多年的探索,構建了一個綜合計算機輔助外語教學研究和教育技術學研究的生態學研究觀點及課程整合的理論體系(以下簡稱“生態化整合”)。
所謂生態化整合理論,是指基于生態學研究理論和信息技術與課程整合研究方法而提出來的一種“計算機網絡技術與外語課程生態化整合”的理論體系。它包含基本理論框架和基本模式研究(限于篇幅“基本模式”略)兩部分內容。其基本理論認為:信息技術與外語教學課程整合改變了傳統外語教學中課程的構成模式、計算機在課程中的地位、教師中心的傳統模式、教材的結構、教學要素等教學系統和環境,外語課程各環節產生許多變化和失調現象,因此要依據生態學的原理,考察教學系統內部諸要素與周圍環境的相互關系、作用和影響,研究各種教學現象及其成因,探討外語教學生態的特征和功能及其演化和發展的基本規律,對外語課程系統進行分析、建構,探索出一種使外語教學進入“兼容、動態、良性發展軌道”的科學發展思路。
生態化整合理論是在信息技術與課程整合研究方法以及生態學研究理論基礎上形成的一種較為新穎的綜合性理論體系,既是外語教育技術學的基本學科研究思想,又是一種跨學科的研究方法,基本上代表了目前國內外語教育技術理論研究的最新成就。
6 外語教育技術學的研究對象和研究內容
6.1 外語教育技術學的研究對象
外語教育技術的研究對象不是技術本身,而是在外語教育中運用技術進行教學的理論和方法。外語教育技術學其實是一種特殊的方法論或學科教學論。
外語教育技術學的研究對象是一種基于技術使用理念的外語教學資源和教學過程的整合過程。這一過程最終表現為現代外語課程設計。
外語課程的設計應該處理好幾個教學要素之間的關系。從哲學的“價值關系學說”來考察,外語教育技術學所研究的不是具體的技術個體,而是技術個體與外語課程各要素之間的關系。因此,外語教育技術學的研究對象,就是計算機信息技術在與外語教學過程和教學資源各要素整合進程中所建立的各種生態化關系:
首先是技術與語言的關系。教育學理論和教學目的決定語言和技術之間的關系。語言是教學的目的,在一定程度上,技術也是教學目的的一部分。
其次是技術與教學的關系。技術與學科教學的關系表現在教學環境的創造、教育資源開發、教學內容和課程的設計、教學過程的管理、教學效果的評估等方面。
最后是技術與教學主體的關系。教育技術與教師和學習者之間的關系,是工具和工具使用者的關系,是被動和主動的關系,技術既是教學的工具,也是教學的背景和內容。
語言、教學、技術、教育者、學習者互相之間構成一個相互需要、相互促進、互為依存的關系,任何一個要素都不是絕對地控制另一個要素,只有互為依存才能和諧存在和發展,這正是外語教育技術理想的生態化境界。
6.2 外語教育技術學的研究內容
外語教育技術學研究對象的具體表現就是外語教育技術學的研究內容。
從教育技術學的定義來分析,外語教育技術有兩大研究內容:技術化的外語教學資源和技術化的外語教學過程。
從學科視角概括,外語教育技術學的研究內容包括外語教育技術學的學科理論、專業設置、課程建設、人才培養、教材編寫等學科內部要素,以及外語教育技術學的產生背景、學科地位、學科發展、學科政策、現實意義以及與其他學科的關系等外部因素。
從研究內容的相互影響來看,根據上述語言與技術的關系,有基于語言研究的技術,也有基于技術衍變的語言。
從教學要素來考察,還有教師的信息技術素養、學生的應用技能,以及教材的信息化、立體化編寫等內容。
外語教育技術學的研究對象和研究內容是外語教育技術學學科構建的重要基礎之一。
7 外語教育技術學的方法論探索
7.1 外語教育技術學的學科方法論
方法論是人們用一定的世界觀去認識世界和改造世界的根本原則和根本方法,簡單講就是關于方法的理論。從哲學上理解,一定的方法論反映一定的世界觀,一定的世界觀決定了一定的方法論。學科方法論是指導該學科實踐研究的基本觀點,是該學科理論思想的具體體現。方法論是一種認識論,而不是一種實踐層面的方法或技巧。因此方法論和方法是兩個不同的范疇。
外語教育技術學的方法論是指導外語教育技術學的學科研究和學科發展的理論、觀點或思想。
外語教育技術學的方法論不等同于外語教學法。
外語教育技術學有自己的理論思想作指導,就會有自己的教學觀,也會產生自己相應的方法論和各種研究方法。
外語教育技術學方法論應該包含思想基礎以及研究方法。外語教育技術學方法論和所有的方法論一樣,都屬于哲學范疇,離不開哲學的指導。
既能整合各種教學資源和教學過程,又能體現科學性、技術性、人文性的外語教學新元素、新理念、新思想和新方法,是外語教育技術學獨有的生態化整合思想,也是外語教育技術學的特色學科理論。這種生態化整合思想指導下的學科發展觀,是指導外語教育技術學研究方法的重要指導思想,是關于外語教育技術學研究方法的理論,即“外語教育技術學方法論”。
外語教育技術學的學科理論與該學科的方法論體現著邏輯上的一致性。
7.2 外語教育技術學的研究方法——基于設計的研究
外語教育技術學汲取了教育技術學及外語教學諸多有效學科研究方法的精華。外語教育技術學的研究方法有兩種趨向:一種是“向后看的”評價性研究,這是一種靜態的終結性評價研究,是注重結果分析和理論總結的研究方法,是對學習者進行“學后”分析的研究范式;另一種是“面向未來”的行動性研究,這是一種動態的、形成性、探究式和構建式研究,是設計、實踐、修改、提高式的研究方法,是一種為學習者提供“學中”幫助的研究范式,而不單純是研究方法。除了各種實證研究、哲學思辨研究和人文主義研究(張文蘭、劉俊生,2007)等研究范式之外,當前,教育技術學領域最近又產生一種較新穎的多元綜合研究方法,這就是基于上述行動性研究理念的“基于設計的研究”(designbased research,DBR),并且這一研究形式已經變成“正在興起的學習研究新范式”(楊南昌,2007)。
基于設計的研究其實是一種整合性研究方法。它以生態化理念整合了多種研究方法的精神內核;其次,在當今真實性學習情景變化多端的情況下,它能以生態學理念整合多種研究要素:以行動研究的立場,動態地、多層面地驗證、調整、修改和完善一種潛在的學習理論、模式或方法。這是一種能動的、鮮活的,而不是死板、僵化的研究范式。另外還因為,基于設計的研究整合了外語教育技術的多種教學因素和教學環節。最后,外語教育技術學是一個跨學科的科學體系。基于設計的研究整合了眾多學科知識基礎,使語言學、教育學、信息技術學等各學科知識,以及教師和學生的知識素養等參數,為基于設計的研究提供了豐富的數據和理論修正的可能。
基于設計的研究聽起來更像是一種策略的設計而不是方法的研究,這種面向未來的基于行動的策略性研究是教學研究的真正內涵。基于設計的研究是一種真實學習情境中長期的、宏觀的理論驗證和修復的方法建構過程,不是一種細微、瑣碎和孤單的細節性設計和評價。基于設計的研究還必須依賴于眾多獨立研究方法的幫助和支持,作為方法組群,共同支持基于設計的行動性研究方法的開展。基于設計的研究“是教育技術學核心研究取向,它將成為教育技術學領域有潛力的、具有學科自身特色的研究方法論之一”(焦建利,2008),也必將成為外語教育技術學的代表性研究方法。
8 外語教育技術學的專業建設及發展雛形
8.1 外語教育技術學產生的幾個現實性標志因素
按照對科學構建的一般理解,除了學科理論要素之外,外語教育技術學的產生也必須具備幾個現實條件,同時也是其產生的標志性因素,那就是作為學術研究平臺的專業期刊、研究群體即研究力量,以及作為學術研究實踐活動的專業學術會議等。
8.1.1 外語教育技術學研究平臺
《外語電化教學》期刊成為中國外語教育技術學研究的核心平臺,通過論文、會議、科研項目、開設講座、成立組織等活動凝聚研究力量、匯聚整合資源。不僅在學術上,而且在教學實踐上促進了外語教育技術學研究的長足進步和持續發展。
8.1.2 外語教育技術學的研究群體
在中國高等外語教育領域,有幾批學術力量在從事外語教育技術學的研究。
第一批是高校外語教育領域的教育技術管理人員,也就是原來大學外語院系的電教室或語言實驗室管理人員。這一批研究力量也是中國外語教育技術學研究的基礎組成部分,屬于技術研發和管理學派。
第二批外語教育技術力量,來自當前全國教育技術學科專業院系的培養系統,有教育技術學教師、學生、研究機構和期刊編輯人員等,屬于教育技術理論學派,主張學科建設和課程設計。
第三批力量,是來自外語教育學科本領域內的研究者。他們主要是外語教學研究專業的教師和研究生。是構成外語教育技術學研究的一批新興力量,多數屬于應用學派,是銜接和溝通上述兩個學派、體驗和履行外語教育技術學研究理念的骨干力量。
8.1.3 外語教育技術學的研究組織
指的是各種學術團體或學科組織。如中國教育技術協會外語專業委員會;各省市教育技術學會的外語專業教學分會;還有新成立的China CALL(中國計算機輔助外語教學研究會)等。
8.1.4 外語教育技術學的學術會議
首先是指國內外語類主要學術期刊所舉辦的專題學術研討會,比如《外語電化教學》連續、定期舉辦的大規模的外語教育技術主題會議。其次是各類協會、機構主辦的大量的分散的相關主題會議,主要分為各級協會、各種學術組織、出版社甚至有關教育部門主辦的各種會議。
8.2 外語教育技術學的專業課程體系與人才培養
8.2.1 外語教育技術學作為學科和專業的建設實踐
在高等院校外語院系里,外語教育技術學已經在教學需求的推動下,產生了專業和課程建設的萌芽。主要分為兩個層次。
第一是本科層次。指普通高校本科外語教育(師范)專業建設中開設外語教育技術學課程的嘗試。如部分重點師范大學外語學院教育技術學課程的設置。
第二是研究生層次。指碩士學位培養階段的外語教育技術學學科和專業建設。如部分師范大學和重點外國語大學外語教育碩士課程中的教育技術“專業必修課”和“專業選修課”的開設。
8.2.2 外語教育技術學的專業劃分、人才培養目標及課程設置構想
外語教育技術學的人才培養任務主要落實到兩個領域、一個目標。兩個領域是指外語專業和教育學專業,即一個是外語專業的外語教育(師范)方向,一個是教育專業外語教學論方向;一個目標是指兩個領域的培養目標都是培養合格的現代化外語教學師資力量。
外語教育技術學的師資培養,應該面向兩個層次,一個是中小學外語基礎教育(包括嬰幼兒外語教育),另一個是大學外語教育。
高校師范外語(教育)專業,以及高校外語碩士、尤其是博士研究生培養課程體系里面,有必要增加“外語教育技術學”專業課程,這樣可以切實地提高廣大中小學外語教師和高等院校一般外語教師的教育信息技術素養以及外語教學、科研水平。
外語教育技術學的課程設置,首先急需要一套自成理論體系的綜合性教材,作為外語教育技術學的專業基礎課程。目前的課程設置目標是需要對外語教育技術學的學科特質、理論基礎、研究對象和研究方法等理論框架進行繼續挖掘和充實。
其次,作為一門學科的課程設置,還需要有與專業基礎理論課相配套的其它實踐性課程,比如語料庫語言學、語言技術軟件、互聯網應用與外語教學、實驗室操作、課件制作、機助翻譯軟件、機助寫作與作文自動評分、機助測試、數理統計與語言分析等等,以盡快適應外語教學更加復雜化的要求。
9 結論
信息技術的進步、學習方式的轉變,逼迫教育方式不得不進行相應的變革。傳統理念下人工傳遞知識的教學方式,已經很難完成大規模、高要求的復雜語言教學任務。基于信息技術、教育技術、教育學、心理學和語言學等知識和學科基礎的跨學科的外語教育技術應運而生。
篇8
[關鍵詞]CTCL;學習者:基本構想:初步研究
[中圖分類號]G434
[文獻標識碼]A
[文章編號]1672-0008(2012)02-0003-12
一、引言
19世紀末幻燈、無聲電影等媒體被應用于教育。拉開了教育技術學研究的序幕。由于媒體或者媒體技術在該學科中的地位,關注新媒體教育應用成為教育技術學研究中一個明顯的傾向。隨著研究的深入與技術的發展,教育技術學研究者開始將技術應用到具體的學習內容與學習情境中,信息技術與課程整合成為上世紀90年代以來一直延續至今的教育技術學研究熱點。
近年來,一些教育技術學研究者開始關注“學習者”這一要素。我們曾以《電化教育研究》和《中國電化教育》兩刊2006-2008年的1767篇論文作為研究材料,對我國教育技術學的研究對象及發展趨勢進行了分析。研究發現,在這1767篇論文中。以“學習者”作為研究對象的僅占10.3%,其余89.7%則多為教育教學系統研發、教育技術學理論等未涉及學習者的研究。而根據《日本教育工學會論文雜志》,日本這三年內以“學習者”為研究對象的教育技術學研究論文約占66.7%。《電化教育研究》和《中國電化教育》是我國教育技術學領域辦刊最早、也是最有影響力的兩本雜志,在這兩本雜志上刊載的論文在一定程度上反映了我國教育技術學領域的研究趨勢。因此,上述數據也在一定程度上反映出我國教育技術學研究雖然已經開始關注學習者,但對學習者的關注尚不充分。南國農先生指出:“成功的電教……要從學生出發。教是為了學,學生是學習的主體。電教工作,不論是設計、開發、利用和管理教學過程和教學資源都要從學生的實際需求出發。”哦們認為,教育技術學研究對學習者的充分關注不僅是不可或缺的,而且應是深層次的。
基于上述問題,我們嘗試探索一種新的教育技術學研究范式——“CTCL”(CTCL為Culture,Technology,Content,Learn-er的首字母縮寫),使其既能反映出教育技術學本身的方法屬性,又能在文化的視野下充分體現教育技術學研究不僅對技術、學習內容的關注,同時也對學習者深層次的充分關注。
二、CTCL的基本構想
這里將結合我們對CTCL的思考與認識過程,對該研究范式的形成進行簡要介紹。并對該研究范式的各要素及其關系進行初步解讀。
(一)CTCL的形成
我們認為,當前教育技術學研究存在兩種較為成熟的基本范式,一種是關注媒體教育應用(以計算機和網絡教育應用為代表)的研究范式,我們稱之為“媒體”范式,另一種是將信息技術與課程整合的研究范式,我們稱之為“整合”范式。
在“媒體”研究范式中,眾多研究者關注媒體應用,開展了大量有價值的研究,如我國學者陳麗等人開展的遠程教育研究,徐福蔭等人開展的電視媒體研究,張舒予等人開展的視覺文化及媒介素養研究,王陸等人在基于網絡的教師專業發展COP項目中的相關研究,國外學者生田孝至等人開展的兒童對媒體的態度研究,我國青年學者吳鵬澤開展的中日學生對媒體態度的比較研究及提高媒體素養的策略研究等。此外,國內外還有很多學術組織,如美國新媒體聯盟(New Media Consortium)、日本教育媒體學會(Japan Associa-tion for Educational Media Studv)、日本視聽覺教育協會(JapanAudio Visual Education Association)等,一直在組織本團體開展媒體教育應用的研究。把新媒體、新技術應用到教育中是“媒體”研究范式的突出特征。近幾年,一些學者致力于將云計算技術、電子書包、iPad、iPhone等新技術第一時間應用到教育中。力求為改善學習條件提供新的契機。如祝智庭等人開展的數字布魯姆本土化研究等。
技術“因具備信息傳播屬性而被用于教育”到研究者“將信息技術有效地融合于各學科的教一種技術再到成立專業學術組織的階段,通過研究、算法、人工智能、數據庫學的過程來營造一種信息化教學環境”,在教育技術學研究領域中,“整合”范式逐漸顯現。我國學者何克抗、李克東、王本中等人[13114115l從1994年開始將計算機技術、現代教育理論、認知學習理論、語文教育的需求等方面進行統合。在中小學開展小學語文“四結合”教學改革試驗。2000年,在“四結合”研究成果的基礎上,何克抗等人又開展了“基礎教育跨越式發展創新試驗”,先后在700多所試驗學校開展了廣泛的實踐研究,產生了許多寶貴的研究成果。我們從改善學習的效果、效益、效率三個方面考量國內外信息技術與課程整合的研究,數據表明,這些研究是有效果的,如日本學者清水康敬等人對在課堂中使用ICT對學生學習的改善進行了實證研究,發現在學習成績、學習態度、學習積極性等方面,使用ICT的課堂,其學生的主觀題測試得分高于不使用ICT的課堂的學生。然而,從改善學習的效益和效率來看,“整合”范式下開展的研究在投入、產出比方面,似乎并不總是樂觀的。以美國為例,何克抗指出:“盡管美國早就在中小學建立了良好的信息技術環境(例如。1999年美國中小學就已經是基本實現網絡化的‘網絡年’,到2001年美國中小學已有99%聯網,2003年美國中小學生與電腦比例已達到5:1),為實現信息技術與學科教學的整合創造了良好條件,但是他們的基礎教育質量并未因此有明顯的提升。”
我們對上述兩種范式進行思考,產生了如下疑問:如果說教育技術學是為了促進人的發展,歸根結底是為了促進學習者的發展,那么教育技術學研究倘若重在關注媒體應用,或者重在將信息技術與課程整合,而不去深層次地、充分地關注學習者,是否便缺失了其立足于“教育”的根本?換言之,到底誰在學習?在教育技術學研究中。如果忽視了學習的主體——“學習者”,研究是不是很可能會陷入只見技術不見人、投入產出不成比例的尷尬境地?美國《2011 Horizon報告》指出,四到五年后,學習分析將成為以教育為主的組織機構使用的主流技術,進行學習分析的目標是使教師和學校根據每個到校接受教育的孩子的不同程度的需求。提供不同的教育方式。從這種開始關注學習者的態勢,我們不難看出:學習者在學習,“教育技術學研究”:應該充分關注學習者。
近年來,一些教育技術學研究已經在一定程度上呈現出
關注學習者的態勢,然而對學習者關注到什么程度,也是值得思考的問題。當前,適應性學習和個性化學習已經成為教育技術學發展的四大熱點問題之一,這足以說明它對學生的深層次關注是必要的。“媒體”及“整合”范式下開展的研究不可避免地提到了學習者,但是這些研究對于學習者的關注,似乎并未找到一個很好的切入點,即對學習者的關照往往是淺顯的。我們認為,教育技術學研究對學習者的關注,應該從系統的角度著眼,將其置于一個包含學習內容、技術等要素的關系網中,從內隱、外顯兩個角度深層次地去考察,對于這兩個角度,本文將在后面詳細闡述。
筆者之一董玉琦于1993年至1998年先后以進修教師、研究生和外國研究員的身份在日本學習和研究,主要開展課堂教學過程中學習者的情緒變化的系列研究,并對學科學習心理進行了較為深入的考察。在此后學習與研究教育技術學的過程中,逐漸感悟到結合特定的學習內容對學習者的心理等進行深層次關注的必要性。自此,在教育技術學的研究中。將技術、學習內容、學習者相統合(TCL)的最初設想便基本成形。
同時,我們發現,近年來在教育技術學研究中,能夠體現技術、學習內容、學習者相統合(TCL)的研究已初見端倪,例如我國學者徐曉東等人開展了計算機支持的協作概念轉變研究,又如我國臺灣學者佘曉清等人開展了利用SCCR數字學習系統輔助學生概念轉變的研究等。
學習理論的發展不斷地印證了文化在教育技術學研究中的重要作用。從“學習是反應的強化”這種呆板的論調到“學習是參與和交往”這種關注學習情境的新觀念,使得文化在教育技術研究中的地位愈發凸顯出來。由此,“TCL”進一步發展為“CTCL”,即研究者在文化(Cuhure,C)視野下,將技術(Technology,T)、學習內容(Content,C)、學習者(Learner,L)相統合的教育技術學研究新范式,亦可簡稱為“學習”范式,從而形成了教育技術學研究從“媒體”到“整合”再到“學習”的范式的演進過程。
(二)CTCL各要素解析
如前所述,CTCL關注的是技術、學習內容、學習者、文化四個要素。
對于技術(T),劉美鳳在《廣義教育技術定位的確立》一文中,將基本的技術構成分成物質的和非物質的,并稱為“物化形態”和“智能形態”的技術。我們提出的CTCL中的技術(T)沿用了此劃分。所以,此處的“技術(T)”包括以計算機技術、網絡技術等為代表的信息技術及其產品(如軟件、平臺、工具等),即“物化形態”的技術,也包括以績效技術為核心的、以追求系統優化為目標的“智能形態”技術。在此基礎上,CTCL特別關注和強調的是技術在學習的過程中向問題解決的優化功能發展,是“學習者”通過技術的使用改善“學習者”的學習認知等心理狀態及其差異的可視化,為教師提供一種“學習者的學習資源”,使得教師能夠實時地診斷學習者的狀態,感受學習者與學習內容這一統合體(對此,后文將有詳細的闡述)在CTCL中技術(T)這一要素的價值。
對于學習內容(c),鑒于自20世紀后半葉以來學科間的融合趨勢越來越明顯,CTCL并不局限在某一學科視域內。而是關注學科間的內容交融性,因此,CTCL并沒有用學科(Subiect)這一表述,取而代之的是學習內容(C)。但在具體研究。研究者自身學科領域的劃分是不可避免的。從這個角度講,學習內容(C)覆蓋的學科領域,既包括物理、化學、生物等傳統理科的內容,也包括語言等文學的內容,以及信息技術等新興學科的內容。此外,從學科形態來看,學科內容(C)涉及分科形態和綜合形態的課程,如我國小學和初中開設的綜合科學課程。
對于學習者(L),從人員組成來看,不僅包括各個教育層次的學生(中小學生、大學生、研究生等),也包括教師、企業人員等。值得一提的是,“學習是知識的社會協商”等關于學習的新論調不斷昭示著:人不僅僅是獨立的個體。因此,CTCL對“學習者”的理解上升到社會的、學習共同體的層面。從人員形態來看,如前所述,“學習者”構成包括單一的學生“個體”。也包括社會的、學習共同體層面的學生“群體”,在這里,“社會”的內涵是豐富的,它涵蓋了面對面的真實社會情境以及基于網絡的虛擬社會環境。
前文已述,教育技術學研究應找到合適的切入視角,從內隱、外顯兩個角度深層次地關注學習者。心理是CTCL的首選視角,它包括學習者的認知、情緒與意志。對于學習者的認知。CTCL借助“學習是概念的轉變”這一流行的學習隱喻,從概念轉變出發,對學習者在學習過程中的認知機制進行探討:對于情緒,學生的情緒雖然不易直接測得,但往往能夠通過生理指標來探測,比如學習者的皮膚電反應(GSR)、表情等:對于意志,CTCL會關注到學生的感性和理性意志。除此之外,行為視角是CTCL考慮的又一視角,它包括學習者的外顯行為、內在行為。對于學習者的關注,CTCL還可以從生理學、管理學、社會學等多個視角或綜合的視角切入。
不同領域的研究者試圖從不同角度對學習進行研究、解釋。但在這些研究中,文化往往是一個容易被忽視的維度,人們往往太過重視知識的傳遞,卻忽視了學習本身是對文化的理解與傳承。正如Evford,G.A.指出的,在學習過程中“僅僅有精確的知識與完備的信息是不夠的,知識是需要人們通過其既有的價值觀與對知識的固有理解去內化的。”學習者“既有的價值觀及其對知識的固有理解”,是CTCL對文化(C)的下位理解。對于這些因素,無論是個體還是群體層面的學習者,由于生物遺傳、教育背景、生活環境等多方面的因素,都存在著極大的差異,當這種差異逐漸成形并影響其對事物的認識與決策,便發展為一種學習者特有的文化。由此。在學習者之間、教師與學習者之間的交流本身便是一種跨群體文化的交流,在這種交流中,充分利用學習者之間的差異這種獨特的教學資源,尊重學習者群體的特有文化,堅持和而不同,各美其美,增強學習系統的容錯性,通過技術等手段方便學習者更好地表達自己的認知等深層次的心理狀態,從而使學習者在一種容錯性很強的學習環境中感受到對教育的尊重。是CTCL在這一層面上的追求。
學習本身即是文化現象之一。通過學習,學習者自身最終應全面發展,在這個過程中,其文化自覺是一種關鍵的學習品質。學習者獲取的不僅僅是知識理解力的提升、能力的提高,而且是自身作為社會一員的自我意識,在此基礎上,其責任、批判、合作的基本素質才能有所提升。正如聯合國教科文組織在《學會生存》中提出的,“新時代的人類必須能夠在自身不斷增強的知識理解力、能力與自身情感、道德、性格結構之間建立一種平衡。”也就是說,CTCL站在“教育技術學研究新范式”的立場上,倡導的是以人為本的研究文化和追求學習品質的學習文化,這是CTCL對文化的上位理解。
(三)CTCk各要素關系
CTCL的四個要素并非毫無交叉關系的獨立要素,學習
者(L)使用技術(T)促進自身對學習內容(C)的學習,而技術(T)在設計、開發階段的主要依據是學習內容(C)和學習者(L)的狀況(如心理等)。文化若取其上位內涵,則影響到整個系統中的每個要素,若取其下位內涵。則主要在學習者這一要素圈中發揮作用。
值得一提的是,對于CTCL中的技術(T)要素,其設計、開發的每一個環節,均是建立在對學習者(L)與學習內容(C)充分統整的基礎之上的,在以往的研究中,尤其是在遠程教育、網絡教育研究中,通過技術對于學習者的關注往往考慮到了學習者的學習風格、學習態度等較為上位的心理因素,但是這些研究卻很少顧及到學習內容,脫離了學習的具體情境,使得技術對于學習者的考慮和關注稍顯淺顯,故在CTCL中。技術(T)要素不僅分別對應學習內容(C)與學習者(L),更要對應學習內容(C)與學習者(L)的統合體。且充分考慮到文化(C)要素。
總之,CTCL這種教育技術學研究新范式提倡在文化視野下,以一種跨學科的綜合視角去研究教育,其研究取向在于教育實踐問題的解決,這種取向的特點在于:對系統性理念的強調,即教育技術學研究在系統中開展:對最優化的追求,即在改善學習方面,不僅僅強調效果,還要強調效率與效益:對可視化的重視,即力求通過技術實現學習者學習狀態(如認知等深層次心理)的可視化。此外,CTCL凸顯教育技術學的方法屬性,即教育技術學的研究對象不是教育技術,更不是技術本身,而是教育;教育技術學重在以技術的方法,通過系統化、最優化等解決教育中的實際問題;教育技術學應更加關注學習者。指導學習者自身應用技術(包括智化技術)改善學習而促進發展。
三、相關研究及其啟示
CTCL來源于兩個方面:一方面源于對當前已經較為成熟的兩種教育技術學研究范式的反思以及我們自身多年來的學習與研究之感悟;另一方面源于近年來學習科學、學習技術、學科學習心理等相關研究領域的進展與啟示。在這些領域中,研究者將文化、技術、學習內容、學習者這四個要素中的兩個或三個相統合,從單一學科或者跨學科的視角去關注學習者的學習,產生了很多有價值的研究成果。
(一)學習科學
學習科學萌發于20世紀80年代,1991年第一次學習科學國際會議的成功舉行和《學習科學期刊》(Journal of theLearning Sciences)的創刊標志著學習科學的正式誕生。R.Keith Sawyer認為,“學習科學是一門研究教與學的跨學科領域,涉及認知科學、教育心理學、計算機科學、人類學、社會學、信息科學、神經科學等領域與學科。與在實驗室環境中通過嚴格控制各種變量來研究學習的傳統認知科學不同。學習科學關注真實情境中的學習,不僅包括學校教室里的正規學習,還包括各種情境中的非正式學習,希望通過研究來更好地理解認知過程,并將這些知識用于真實學習情境的設計中,提升學習者的學習深度與效率。”
作為一門新興的交叉研究領域,學習科學的關注點相對分散,尚未對學習的基本理論和基本觀點形成統一的認識。但這并未影響學習科學的發展。如以Ann L.Brown為代表的元認知研究、學習者自我調節策略教學研究,以Allan M.Collinst321為代表的基于設計的研究。以John seelv Brown為代表的數字學習文化研究,Andrea A.diSessa的概念轉變這些研究,都是國外學習科學的代表性研究。
在我國,在2002年和2010年,華東師范大學出版社和教育科學出版社先后出版了《人是如何學習的——大腦、心理、經驗及學校》和《劍橋學習科學手冊》這兩部全面介紹學習科學的譯著。近年來,任友群、鄭旭東、焦建利等皖后發表多篇文章,綜述國內外學習科學研究的新進展與趨勢。
除對學習科學進行系統介紹外,國內眾多研究者也從不同角度對學習科學進行了深入的研究。從上世紀末開始,桑新民等曾多次從學習方式變革的角度闡述學習科學對人類學習文化、教育智慧等面帶來的深刻影響。對“學習”這一活動的本質進行了長期探究和思索;2011年,李克東等將MP_Lab等技術應用到數學學科中的研究則是統合了圍繞技術與學習內容的研究:任友群等連續發表了幾篇圍繞中國學習科學研究:基于原創與實證的精神探索的專欄文章,對學習科學的本土化進行了探究。
在學習科學的諸多研究領域中,“概念轉變(conceptualchange)”是近年來頗受國內外研究者關注的熱門領域。這一領域的研究者認為學生頭腦中已有的某些觀念會阻礙新知識的學習,學生需要經歷“概念轉變”過程,才能接受新知識。基于這一認識,研究者們對學習者的前概念進行了大量的研究,研究涵蓋數學、物理、化學、生物、計算機科學等眾多學科領域,為后續研究提供了豐富的資料。在這些資料的基礎上,以Posner G.j.、Chi M.T.H.、Vosniadou s.為代表的研究者們對“概念轉變”的機制進行了深入的研究,分別提出了基于認識論的概念轉變模型、基于本體論的樹狀模型和基于樸素理論的概念轉變理論,以解釋“概念轉變”是如何發生的,為促進學生的概念轉變提供指導。
同時,“概念轉變”在國內也是學習科學研究者尤其是學科教學研究者關注的熱點問題。我國學者羅星凱啤在1988年就開始關注概念轉變研究。從2003年到2010年。羅星凱等還對物理學科中的熱學、幾何光學等諸多領域中學習者的前概念進行了深入研究,并對概念轉變的學習與教學理論進行了探討。近10年來,伴隨著信息技術的飛速發展,“概念轉變”研究者們開始意識到技術對“概念轉變”具有促進作用,展現出了嘗試運用技術促進概念轉變的研究趨勢。我國臺灣學者佘曉清認為。概念轉變不應只是單純考慮知識的本質,還必須針對知識本身的內涵來分析其復雜性及階層性,在此基礎上,她提出了雙重情境學習模式(Dual situatedlearning model,DSLM),并將其與技術相結合,對溶解、擴散、氣壓等內容的學習進行了實踐探索。
從上述對學習科學的研究與發展可以看出,在真實的學習情境中,結合學習內容,對學習者進行深層次的關注已經開始成為一種趨勢。特別是近年來對技術的利用,促進了學習科學研究的發展,這種趨勢與CTCL研究范式所倡導的研究思想是相似的。
(二)學習技術
20世紀末,網絡技術的發展特別是智能移動終端的出現,實現了技術與學習的無縫整合,國內外研究者對學習技術的關注也日漸增強。雖然該領域的研究者們對“學習技術”一詞的內涵的理解不盡相同。但基本都致力于“運用技術促進學習”的研究。曾資助過學習技術傳播行動(LearningTechnology Dissemination Initiative)的蘇格蘭高等教育基金委員會(Scottish Higher Education Funding Council),學習技術描
述為:“促進教學、學習和評價的技術應用”(The applcation 0ftechnology for the enhancement of teaching,1earning and assess—ment),這一觀點認為學習技術在本質上是一種技術應用。而英國學習技術協會(Association for Learning Technology。ALT)則將學習技術界定為:“系統的應用一種整體性知識(abody of knowledge)來設計、執行、管理和評價教與學。所謂整體性知識,是基于對潛在技術及其能力的理解:基于學習理論、教學設計和變化管理(change manage-ment)的原理,而進行的研究與實踐的成果。”我國學者桑新民認為,學習技術并不是簡單的技術應用。而應是介于理論和方法之間的、具有內在聯系的一整套學習方法體系。張際平等,則將學習技術視作為一門學科來研究。
移動學習和基于游戲的學習是近年來學習技術領域較為熱門的兩大話題。國內外關于移動學習的理論研究主要集中在:非正式學習、情境學習、境脈學習、活動學習、經驗學習等方面。實踐研究主要集中在:移動設備應用于教育的可行性研究,移動學習資源的開發,短信息服務,WAP教育站點的建設,與終身學習、PBL及協作學習等方機相結合的研究嘲。此外,由于移動學習研究需要資金、設備,當前國內外較為著名的移動學習研究主要依托于所開展的各類項目。從移動學習技術的研究狀況來看。其重心目前還停留在終端設備、移動學習資源建設、移動學習平臺開發等技術性很強的話題上,但當技術發展到一定階段時,對作為技術使用者的學習者和技術所承載的學習內容也會成為無法回避的話題。對基于游戲的學習,在以往研究中,表達更多的是“教育游戲”。對此,國內外研究者的研究興趣主要集中在:與游戲相關的基本教育理論研究(如活動理論、沉浸等)、教育游戲的設計與開發、基于游戲的學習科學、教育游戲的社會文化影響力、教育游戲的商業模型等。近年來,嚴肅游戲、游戲設計學習成為教育游戲研究領域中的熱點。我國學者李藝等人曾撰寫多篇文章,介紹國外教育游戲的設計思想、方法及研究動向,并對教育游戲中學習者的行為與心理進行了研究,提出了參與者的游戲行為意向與沉浸體驗、感知易用和感知有用之間的關系模型。《2011 Horiaon報告》指出,將教育和游戲整合的方向之一是開發與特定課程內容相關的游戲。
顯而易見。學習技術走向技術與學習內容相統合、技術與學習者相統合的趨勢越來越明顯。盡管學習技術對于學習的改善已經不容置疑,但是如何更好地利用它卻始終是個黑箱,各領域研究者仍在不斷探索。無論從哪個視角去探尋這一問題的答案,學習者的發展始終是學習技術的出發點和落腳點。
(三)學科學習心理
日本學科學習心理學發端于上世紀60年代后期,其主要奠基者為東北大學教授細谷純。上世紀70年代中期,日本學科學習心理學研究呈現出兩種視角,即對學習認知方面的研究和對學習情緒方面的研究。
作為從學習認知角度進行研究的代表,細谷純認為,學生在接受新知識前已經形成了相關的知識規則體系,所以,學習新知識時會出現“偏差認知”:他還認為人具有學習的能力。由于知識間具有關聯性,因而,學生自身可以將其內化為“概念”、“規則”,細谷純將其稱為“自成知識”。細谷純指出,學生“自成知識”的來源途徑主要有兩種,一是來源于現實生活經驗,二是來源于對新知識的學習,將通過學習得到的認識當做無限大的“一般化”,忽視了其局限性與適用范圍。當學生在學習新知識或遇到新問題時,會主動運用“自成知識”進行解釋,然而卻并不能得到正確答案,原因在于“自成知識”中的“規則”、“概念”相較于即將學習的規則、概念,具有前提項或結論項的選擇錯誤、抑或選擇范圍過大或太小,規則的適用范圍擴大或縮小的特征,所以細谷純將之稱為“偏差認知”:而學生的這種“自成知識”也正是其在學習新知識時形成“偏差認知”的原因所在。例如,日常生活將經驗使學生當作諸如水果核這樣不能吃的東西“種子”,所以他們絕對不會認為豆子、芝麻等也是種子。顯然,“水果核這種不能吃的東西”是學生的“自成知識”,正是因為他們已具有這種知識背景。使其不能正確地將“豆子、芝麻”歸入“種子”的概念范疇,從而形成了“偏差認知”。細谷純認為人具有可塑性,故而學生的“偏差認知”是可以改變的。而對于教師而言,他們應該認識到學生之所以會形成這種認知,是有其自身“道理”的:所以,對于學生的這種認知,教師不應簡單地告知其正誤,而是應當認真聽取學生對于自己已形成的概念、規則的分析,在此基礎上進行改變。通過研究,細谷純指出無論理科知識還是社會科學知識,它們之間都有關聯性,所以在學科教學中所使用教材的構成應該具有系統性,內容應簡單化,這樣教師在教授新知識時易于改變學生的偏差認知。同時細谷、麻柄等人還認為,“規則學習”是最佳的授課方式,由此他們提出了相應的講解方式。由于學生既有的“偏差認知”對于所學規則產生了影響,細谷等人根據改變的難易程度和不同科目提出了應對策略,如反證法、迂回法、融合法等。
日本學者本間明信認為,教師應該重視課堂教學,并且在課堂教學中關注學生的活動與思維。那么如何發現學生、認識學生?與細谷純等學者觀點不同,上世紀80-90年代,本間明信的研究主要聚焦在學生情緒的變化上。本間明信認為,有兩種途徑可以探究學生的情緒變化,一種為通過觀察學生的肢體語言、表情等外顯行為,把握學生的情緒變化;另一種為通過對學生的生理指標進行測量,探究其情緒變化。后一種研究的根據在于,人的情緒變化會引發生理變化,所以,生理上的變化也必然會反映出人的心理情緒的某種變化。基于此,本間明信開展了運用GSR(Galvanic Skin Re,flex,皮膚電反應)測量研究課堂教學中師生情緒上的變化。本間明信運用GSR測量法對不同學段(幼兒園的兒童、大中小學生)、不同學科課堂中的學生進行了測量,尤其對音樂課上合唱、理科課堂實驗等進行了細致深入的研究,發現了GSR集體反應現象、GSR的個體反應類型、學生GSR反應與不同師生行為之間存在對應關系等研究成果。
如上所述,本間明信分別通過可測量的生理指標及可以觀察的表情兩種途徑來研究學生的情緒變化,在此基礎上,董玉琦則將兩者同時運用于學生在課堂學習過程中所表現出情緒變化的研究上,即在運用GSR測量法探測學生的生理指標,同時。還運用攝像機記錄學生在課堂學習中的表情變化(如表情、姿勢、動作等),通過兩者研究學生在課堂學習中的情緒變化。結果顯示,學生的GSR反應與表情變化有較好的對應性,如當學生幾乎沒有GSR反應時,此時其表情多表現為認真、漠然或無聊等;而測量到的這種GSR反應與觀察到的這種表情可以獲知學生此時的情緒,如認真的表情表
明學生的情緒變化處于平靜期,而漠然或無聊的表情則表明學生已感到倦怠。通過研究,董玉琦等還發現由于教師的說明、提問、警告及指示等行為也會導致學生情緒的變化。
在國內,從上世紀80年代后期開始,李克東運用心理生理指標作為研究教育傳播效果的課題,指導其碩士研究生黎加厚、吳中江阿叫等開展了一系列學生對電視節目的皮膚電反應規律的相關研究。從統合的視角看,學科學習心理研究可以理解為將學習者學習心理與具體學習內容相統合的研究。與傳統學習心理學相比,學科學習心理能夠為教育技術的開發與應用提供更為具體的、更有針對性的理論依據,因此,也能對學習者的學習產生更大的促進作用。
(四)多媒體學習
多媒體學習研究須將多媒體技術與學習者相統合。媒體作為信息傳輸的中介,很早就受到廣大教育技術學研究者的關注。20世紀末多媒體計算機的出現為學習者帶來了全新的視聽體驗和更為豐富的信息獲取通道。將多媒體技術用于教育領域促進學習者學習,開始成為教育技術學的研究重點。國內外研究者對此進行了大量的研究。
國外學者Paivio A.的雙重編碼理論、Baddeley A.D.的工作記憶模型、Sweller J.的認知負荷理論、Mayer R.E.的多媒體學習理論等,均為多媒體學習研究的代表。其中。Mayer的多媒體學習理論對我國多媒體學習研究產生了較大的影響。Mayer將前人優秀的研究成果,與自己所做的實驗研究相結合,構造了較為簡潔、清晰的多媒體模型,通過這一模型解釋學習過程中的信息是如何通過多媒體(技術)作用于學生(學習者)的感覺器官,如何在工作記憶形成視覺信息和言語信息的雙重編碼。如何最終合為一體形成長時記憶。此外,Mayer還給出了多媒介、空間臨近、時間臨近等七條實用的多媒體設計原則。Mayer的多媒體學習理論作為技術與學習者相統合的典型,在研究中必然會涉及具體的學習內容,但此處的學習內容僅僅作為技術所承載的信息,尚未達到統合要求。因此。當運用Mayer的多媒體學習理論開發具體學習內容的教學媒體資源時,該理論并不能提供針對學習內容更為具體的指導。
在日本,隨著多媒體在社會生活及學校教育中的普遍運用,有關多媒體的相關研究也逐漸成為熱點,如日本學者清水康敬和伊藤秀子等學者長期關注眼動與媒體聲音、畫面相互關系的研究等。清水康敬等研究了瞳孔面積變化與心理活動的對應關系,開發了瞳孔面積自動測定裝置。該團隊發現了瞳孔面積變化與心理活動的對應類型,同時通過這一研究還發現了瞳孔面積的變化類型與人的興趣等方面的對應關系。清水康敬等認為,這一研究成果適用于對媒體畫面的評價。為了研究圖像畫面、聲音與學習者信息獲取的關系,伊藤秀子運用視線運動記錄儀對處于學習狀態的學習者的眼球運動情況作了記錄、分析,發現圖像畫面、聲音可以吸引人的視線,合理運用這一發現,可以促進學習者對學習信息的獲取。
國內的教育技術學研究者也對多媒體學習理論進行了研究。我國學者傅德榮等在1996年從學習者認知結構和學習心理的角度出發,提出了多媒體課件交互界面的設計原則。游澤清等從上世紀末、本世紀初開始便關注多媒體工具的設計,2003年,游澤清出版了《多媒體畫面藝術基礎》一書,此后,游澤清等又連續發表多篇闡述多媒體畫面設計的研究論文。2004年,游澤清嘗試將認知加工理論、媒體畫面藝術規律、語言學和認知心理學方面的理論進行統合,建立一門交叉學科——多媒體畫面語言學。他認為,多媒體語言學由語構學、語義學、語用學三部分,分別對應多媒體畫面的藝術規律、多媒體畫面的認知規律和畫面設計的人性化、自然化特證。2009年,游澤清又出版了《多媒體畫面藝術設計》一書,系統介紹“多媒體畫面藝術理論”。從中提煉、整理出34條藝術規則,為多媒體畫面設計提供了參考。胡衛星等將多媒體學習中的認知因素和情感因素相結合,闡述了媒體學習的認知過程機制,并由此提出了呈現多樣化、交互化這兩條教學環境的設計原則。此外,近年來,他們還運用先進技術,通過實驗方式對多媒體學習所進行的研究也不斷涌現,如張劍平等曾利用眼動視線追蹤等技術分析網絡課程的媒體界面對學習的影響:劉世清等㈣也曾利用眼動分析方法,通過注視點、注視次數、注視點持續時間的實驗統計,來推斷瀏覽者瀏覽網頁界面時的注視熱區、首次注視點和瀏覽視線規律等視覺特征,為網頁設計提供實驗依據和理論參考。
在多媒體學習研究中,研究者雖然將技術與學習者等因素相統合的思想已經有所體現,但他們并未對具體的學習內容給予足夠的關注。如果在研究中增加對學習內容以及對學習者與學習內容統合體的關注,多媒體技術也許將會對學習產生更大的改善作用。
(五)計算機支持的協作學習
計算機支持的協作學習理論是一個日漸發展的學習科學分支。該領域關注的是人們在計算機的幫助下如何開展協作學習,關注共同活動背景下的意義建構過程,以及如何通過工具支持這一過程的實現。1989年,在意大利Maratea召開的國際研討會上,第一次采用“計算機支持的協作學習”(Computer-Supported Collaborative Learning,CSCL)這一術語來命名國際研討會,這次會議標志著CSCL的誕生。2006年,CSCL開辟了自己的研究陣地。計算機支持的協作學習國際期刊《國際計算機支持的協作學習期刊》(International,Journalof Computer-Supported Collaborative Learning)開始正式出版。
目前,國內外CSCL研究主要集中在CSCL基本問題研究、關于知識建構的研究、針對協作(合作)的研究、CSCL中的問題解決、CSCL的交互研究、CSCL的技術支持、CSCL的實踐應用問題等方面。其中,Newman D.、Griffin P.和Cole M.(1989)的《建構區》(The Construction Zone),Bmffee K.A.(1993)的《協作學習》(Collaborative Learning),Crook c.(1994)的《計算機與學習的協作體會》(Computers and the Col—laborative Experience of Learning)。以及Bereiter C.(2002)的知識時代的《教育與心智》(Education and Mind in the KnowledgeAge),這四篇專題論文被認為最具影響。
我國學者黃榮懷對CSCL進行了系統研究。早在1997年,他就開始將網絡會議系統軟件應用于教學方面開展了協作學習的研究。2000年,“基于Web的協作學習平臺(Web,CL)”作為教育部“現代遠程教育關鍵技術研究重點項目”立項。2003年,《計算機支持的協作學習——理論與方法》正式出版。2005年,黃榮懷等通過交互分析的方法,對(CSCL)協
同知識建構的過程進行研究㈣,并于2007年設計、開發了一個兼具智能化和可視化功能的協作學習整合性工具VINCA,詳細闡述該工具如何在協作學習中有效支持研究者分析交互文本和理解協作學習的過程。
我國學者李克東與趙建華從2000年開始關注協作學習,除介紹協作學習的模式和設計方法外,還對CSCL的基礎理論與實踐特點進行過研究。在理論研究方面,2004年,李克東、趙建華對基于Web環境的協作學習系統開發的研究動態進行了探討,分析了多個提供Web環境的協作學習系統,在此基礎上對Web環境下協作學習系統開發的特點及存在的問題進行了分析,提出了網絡支持的協作學習的四個基本條件。2005年后,趙建華提出了一個包含個體責任、社會協作、知識建構三個維度的CSCL的基本理論框架。在實踐方面。2010年,趙建華采用案例分析的方式對網絡論壇中的CSCL活動過程中論壇討論內容的分享情況、對話情況和文本類型數量進行了細致的分析,得到了網絡論壇中CSCL活動的特點等研究結論。
在CSCL研究中,關注在技術應用中的學習者的心理以及外顯行為是這類研究的最新特點。如2010年,解月光等對虛擬網絡社區中影響學習者交互的因素進行了研究,發現學習主題、學習者學習動機等五項影響學習者交互的關鍵因素。而在對學習者的研究中,運用新技術進行研究也是該領域研究的發展趨勢之一。又如2011年,徐曉東等在研究中采用動態視頻轉錄的技術,觀察CSCL學習活動過程中由參與者無意識所發出的非言語交互行為信號(身姿、面部表情、手勢等),考察學習參與者的非言語交互行為特征及其行為同調性,為計算機支持下的交互研究和提升協作知識建構績效提供新的思考途徑。CSCL作為技術與學習者相統合的研究領域,目前尚處于不斷的發展階段。
(六)教育神經科學
近幾十年來,隨著功能磁共振成像(MRI)、正電子發射斷層掃描(PET)、腦電圖(EEG)、事件相關電位(ERP)、腦磁圖(MEG)、光學成像等技術手段與研究方法的不斷發展和完善,對人類大腦的運行規律與學生學習機制的研究都有了突飛猛進的發展。在這種情況下,運用腦與認知科學來探索學生學習的成為當前研究的熱點。教育神經科學就是在這種背景下誕生的。
1999年,“經濟合作與發展組織”的“教育研究與改革中心”(CERI)啟動了“學習科學與腦科學研究項目”。該項目在對以往腦與學習科學領域研究成果進行總結的基礎上,從讀寫能力、計算能力、終身學習三個方向組建了美國、歐洲、亞洲的研究網絡,取得了一系列的研究成果。在該項目的推動下,教育神經科學的研究群體逐漸發展壯大,2003年,在梵蒂岡科學院成立400周年的慶祝會中將“心智、腦與教育”作為大會的一個主題,并在會上商討成立了“國際心智、大腦與教育協會”(IMBES)。2007年,該協會的官方刊物《心智、大腦與教育》雜志正式創刊。這標志著教育神經科學正式成為新的專業研究領域。
教育神經科學也是一門復雜的、整合趨向的交叉學科。它嘗試通過認知神經科學、心理學和教育學等領域的整合,以心理學作為橋梁來連接教育學和神經科學,來探索有關學習的認知與腦機制,并依據研究成果設計出更加有效的教學方案,指導教育政策的制定。該領域不僅關注學校日常教學活動中學生學習行為的變化、學生學習愿望的激發、學習環境與學生學習之間的關系等宏觀層面的研究,也關注學生的腦機制在外部環境的刺激下神經聯結的情況、腦功能區的變化以及功能聯結等微觀層面的研究。雖然教育神經科學作為專業研究領域的身份才剛剛確立不久,但它具有改變教育面貌的巨大發展潛力,各國政府為該領域的研究提供了大力的支持。
自2003年開始,美國國家科學基金會(NFs)將學習科學作為國家需要大力支持的復雜問題研究項目,設立了“學習科學中心”計劃、“發展與學習科學——兒童演技的跨學科項目”計劃、“學習與教育的研究”等許多對教育神經科學發展具有重要作用的跨學科研究項目。日本政府也非常重視對腦科學與教育的研究。2001年,它啟動了“腦科學與教育”研究項目,將腦科學研究作為國家教育發展的一項戰略任務,到2004年,該項目包括“東京雙生子項目”、“范自閉癥障礙癥候群研究”、“學習苦難的高級腦功能演技”、“語言獲得、大腦一側化和語言教育”、“開發學生心理健康的生物醫學工具”、“學習的動機與效率研究”、“日本兒童研究”等七項子項目。荷蘭科學研究組織與教育、文化和科學部在2002年成立了“腦與學習”委員會。用以促進人們將神經科學、認知科學的知識運用于學習與教育。該委員會于2004年組織了“腦與學習周”活動,活動對腦與認知科學的研究目標、困難與阻礙因素等問題進行了研討。將腦與學習納入到2006年到2010年荷蘭科學委員會認知科學研究計劃中,并提出了未來五年“腦、學習與教育”的20個主題。
教育神經科學作為一個年輕的專業研究領域,仍然與學習科學有著千絲萬縷的聯系。在我國。教育神經科學領域的研究也常常被劃歸到學習科學領域中來。早在2002年,在韋鈺院士主持的東南大學學習科學研究中心,已經開始涉足教育神經科學領域的研究。2006年,董奇、周加仙等組織翻譯了經濟合作與發展組織編撰的《理解腦——走向新的學習科學》一書;2010年又組織翻譯了該組織的《理解腦——新的學習科學的誕生》一書,系統介紹了教育神經科學研究的誕生背景與進展,為國內研究者了解教育神經科學提供了參考。周加仙于2009年出版了其編著的《教育神經科學引論》一書,更為系統的梳理了教育神經科學發展的歷程,對教育神經科學研究中的功與過進行了細致的分析,還對我國教育神經科學的發展提出了自己的設想。
由于教育神經科學的研究面分布非常廣,能夠幫助我們更全面地理解學生的學習,同時,這種多層面的研究也增加了研究的難度,以目前的技術水平,完全實現這種多層面的整合研究還是有一定困難的。
四、CTCL初步研究
目前,東北師范大學信息技術教育研究所在CTCL研究范式下正在開展系列研究,如高中學生信息技術概念學習的偏差認知研究、高中學生信息技術學習的概念轉變研究、基于概念轉變的高中物理數字化教學資源開發與應用研究、作為第二語言的日語學習心理研究等。這里以“高中學生信息技術概念學習的偏差認知研究”的部分成果為例,為我們的一些初步研究進行了說明。
近年來,學習經驗論者與理性論者的爭鋒使研究者開始關注學習過程中人們的“前”意識,一個被普遍認可的命題是:學生在走進教室前,頭腦并非空白。而“學習是概念的轉變”這一隱喻,使很多研究者聚焦于發源于20世紀70年代科學教育領域的概念轉變研究,有關新興學科的概念轉變研究也日漸成為人們關注的焦點,高中學生信息技術概念學習的偏差認知研究即是在這樣一種背景下展開的。
在這項研究中。研究者以高中信息技術學科中的常見概
念為學習了內容(Content,C),對學習者的偏差認知及其成因(L)進行了探索。并根據研究結果歸納出在信息技術學科中。學生存在偏差認知的深層次原因(Culture,C)。至此,研究者對“高中學生信息技術概念學習的偏差認知”這一學習者fL)與學習內容(C)的統合體有了較好的把握。在此基礎上,結合“偏差認知的成因”這一文化(C)要素,研究者提出針對這些概念的教學設計(T)建議,即體現出對應于“學習者”(L)、“學習內容”(C)的統合體,并充分考慮到文化(C)的技術(T)要素。
研究者首先依據《普通高中技術課程標準》體驗)在高中信息技術部分選取了常見概念,針對這些概念編制了開放式問卷,并對尚未正式學習高中信息技術的254名學生進行了考查,找到了學生存有典型偏差認知的五個概念(動態網頁、程序、算法、數據庫、計算機病毒)。在此基礎上,研究者以開放式問卷調查得出的偏差認知作為選項,編制了半開放式問卷,并在問卷中要求學生對答案進行解釋。研究者利用此半開放式問卷對尚未正式學習高中信息技術的209名學生進行了測試,得出了偏差認知形成的原因。研究者對這些原因進行分析,提出了相應的教學設計建議。兩次問卷調查均采用現場收集數據的方式。因此問卷回收率為100%,問卷有效率均在95%以上。研究主要通過Microsoft Excel進行數據的統計與分析,通過圖表、文字描述、及原始資料掃描來呈現數據統計與分析結果。此處僅以“動態網頁”為例進行說明。
在開放式問卷調查中,針對“動態網頁”的題目描述及學生的答案種類如表1所示。
依據開放式問卷調查結果。研究者以上述六種偏差認知中較為普遍的五種為選項,編制了半開放式問卷調查。在半開放式問卷調查中,針對“動態網頁”的題目描述如表2所示。上述幾個選項的分布情況如圖2所示。
由圖2可以看出,有接近半數(43%)的學生認為有文字、圖片、視頻等多種媒體的網頁是動態網頁,有26%的學生認為有動態圖像或者flash的網頁是動態網頁。
研究者根據學生對答案的解釋,對這兩個偏差認知形成的原因進行了探索。選擇C(有文字、圖片、視頻等多種媒體的網頁)的原因有兩個方面:第一,因為多媒體網頁內容生動,所以是動態網頁:第二,將動態等同于多媒體。選擇B(有動態圖像或者Flash的網頁)的原因有兩個方面:第一,從字面上理解,動態網頁,應該是動態的;第二,一些學生在義教階段學過flas制作,因此覺得動態網頁就應該是有動畫或者動態圖片的網頁。
在對上述原因進行分析之后,研究者提出了針對動態網頁的教學設計的建議:在學習動態網頁相關內容時,大多數學生已經有了制作靜態網頁的經歷,因此,教師可以首先展示幾個具有動態效果的優秀網站,學生將看到的網頁與自己曾經制作網頁進行比較,歸納出不同點,之后教師再引導學生自己動手去進行一些簡單的動態效果的制作,在此過程中體會“真正的動態網頁”,替換學生頭腦中對于動態網頁的偏差認知。
以上“動態網頁”的事例,對高中學生信息技術概念學習偏差認知研究的結果作了說明。總體來說。該研究的結論包括:第一,高中學生在未進行正式學習之前,對動態網頁、程序、算法、數據庫、計算機病毒這幾個信息技術概念存有較為典型的、有規律的偏差認知;第二,高中學生對上述概念存有的偏差認知的深層次原因可以歸納為以下幾個方面:直覺和想象、日常生活經驗的影響、字意的聯想、概念間的混淆、受到已有知識的影響、學科知識不足、以偏概全或類比的結果、同伴文化的影響;第三,上述偏差認知具有普遍性、主觀性、可歸類性、分布性等特性。
五、結束語
篇9
一個明媚的秋天的下午,在盧老師的辦公室,他接受了本刊的專訪。
《大學生》:從您發表的文章看,您認為我們的大學生學習量,也就是學分要求普遍過大。
盧曉東:2014年北京大學教育學院陳曉宇、朱紅教授領導的課題組完成的“高等理科教育本科改革”調研中,受訪的275名專家中有240名專家提供了本校本專業畢業總學分要求,均值165學分。總學分數分布于150~180之間的高校占65%,其中160~170學分的比例最高,達到31%。22%的專家表示其所在學校規定的本科畢業總學分數超過180學分。這反映出我們大學規定的學習量確實過大。
《大學生》:境外高校的學分要求是怎樣的?對學生的教學效果如何?
盧曉東:美國高校本科生學習量要求為120~128學分之間,1學分意味著課堂教學1小時加課外2小時,學期教學周數13~15周。美國本科生的規定學習量確實較少,但培養出的學生一般被認為富有創新精神。
就學分而言,日本在1931年頒布了《大學設置基準》,其中第三十二條規定,“學生如需畢業,經在大學學習四年以上,取得124以上學分”。由于是國家立法,84年來沒有大的折騰和變化。日本在2000年之后諾貝爾獎取得突破,幾乎平均每年一位。
英國本科教育基本是三年制,學習量世界最少。但我們看到,英國在創造性人才產出方面是一個獨特的國度,進化論和DNA雙螺旋結構、盧瑟福和原子模型、青霉素、圖靈和計算機、石墨烯、試管嬰兒……英國在現代文明中發揮了非常重要的作用。
我國臺灣地區高等教育在創造性人才培養方面也很成功,其本科學習量為128學分,也很少。香港之前的學制學習英國,為三年制,學習量很少,培養出的典型創造性人才包括菲爾茨獎獲得者丘成桐。2012年香港完成學制改革,大學學制由英制的三年改為美制的四年,學習量有所增多,但四年制大學本科基準學習量也定為128學分左右。
《大學生》:為什么學習量與創造力之間不一定成正比,甚至學習量太大反而影響創造力?
盧曉東:法國古典哲學家蒙田在其《隨筆集》中專門論述過“學究式教育”,他對學習量過多舉過兩個精辟的比喻。他說,“我們公主中的公主提到某人時對我說過這樣的話,把其他那么多人博大精深的思想放在頭腦中,自己的思想為了讓出地方就擠壓得很小了”“我想說的是植物吸水太多會爛死,燈灌油太多會滅掉,同樣,書讀得太多也會抑制思維活動。思想中塞了一大堆五花八門的東西,就沒有辦法清理,這副擔子壓得它萎靡消沉”。
從認識論上來講,如果認為學得越多就越有創造力就存在一個悖論:創造新學科的本質是突破舊學科范式,所要突破的東西如何能夠成為新學科范式的基礎呢?遵循舊的邏輯會導致一種情況,如果學生對舊范式非常熟悉并精確掌握,他是否會對舊范式產生某種信賴,甚至信仰而非懷疑,因而不愿意、或者說更加難以突破舊范式呢?事實上,美國科學史家、科學哲學家庫恩早就指出了這種危險:如果所有的科學家都曾經是并仍然是常規科學家,那么某一特定的科學就會囿于某一范式而不能超越它而進步。
“范式陷阱”這個概念可以描述學習量過多的后果。在舊范式中沉浸越深者,在舊范式中學習越多、掌握更加精確、不斷在舊范式中取得成功的人,陷入舊范式陷阱越深,就越難以跳出陷阱而做出創造。經濟學家斯特芬在《創新經濟學手冊》中專章論及“科學經濟學”,他指出:“存在軼事證據表明,過多的知識對于研究者的創新發現而言不是一件好事,因為過多的知識阻礙了研究者。這給我們一些思考的暗示。例如,許多超常規的研究常常由年輕科學家完成,因為年輕科學家相對年長者知道得更少,因而在選擇研究的問題以及解決問題的方向時不會被阻礙”。
《大學生》:這些觀點令人耳目一新,給我們以前普遍的做法敲了警鐘。
盧曉東:我們是該思考,在培養創造性人才方面是否存在嚴重缺陷。我們的大學(加上中小學)讓學生學那么多東西,是否會把學生自己的思想都擠壓得沒有地方了呢?沒有自己的思想,創造性何來?我們的學校教育讓學生學了太多東西,是否抑制了學生的思維活動,從而使得學生難有創造力呢?
比如有的高校要求的學分總量竟超過180分,尤其在許多大學中,成立的以培養創新人才為目標的“教改綜合班”,竟然規定了超高的學分要求。如一個學校規定:“前兩年集中強化數理、計算機和英語基礎,共修學分達125學分。”這意味著該校綜合班學生四年的學習量很可能達到250學分!
另一個大學對以培養拔尖創新人才為目標的“強化學院”,其學分制實施方案(2004年12月)規定:“畢業最低總學分(含畢業論文、畢業設計及其他實踐教學環節的學分),文科類185學分;理科、工科類188學分,其中要覆蓋所選專業主干課程。課堂講授原則上17學時計1個學分”。
上述兩校的做法并不是個案,從中看出潛在邏輯:“強化出人才”,教育的目的之一在于讓學生了解和熟悉既有學科范式。目前基于常識的觀點認為,學生對舊學科范式的把握程度是其創造新學科范式的基礎,只有把舊學科范式掌握得非常熟練和深刻,學生才能創造出新的學科范式。也許一般學生沒有很強的學習動力和智慧潛力,但選的優秀同學有這樣的潛力,因而讓這些優秀的學生學習很多知識,他們就能夠成為創新者。
實際調查也證明了這樣的做法是無效的,“高等理科本科教育改革”調研專門針對學生完成了“全國大學生調查分析報告”,從學生角度了解學分總數對學習成效的影響。研究表明,“學分總數在回歸分析中,沒有發現對學生學業能力、創新能力存在顯著影響”。
《大學生》:學得太多未必好,當然不學也不對,大學生的學習量存在一個適度的問題。在您看來,適度的學習量應是多少?
盧曉東:大學生確實需要適度的學習量。經由教育制度比較,如果以120~128學分為參考基礎,考慮大陸另外有12~16學分政治理論課學分,我們大學生四年的學習量應當在130~140學分之間,上限不建議突破140學分。以15學時等于1學分計算,總學時大致可以把握在2200~2400學時之間。
《大學生》:現在有沒有大學的先行者,已經按這樣適度的學習量來做?北大能否給全國大學帶個頭?
盧曉東:北大從10多年前就已經把同學的學分總量要求降到140個學分以內,這些年一直堅持著這樣的總量要求,沒有因為一些因素而改變。其他也有一些大學已先行開始減少本科畢業應修學分數,如中國人民大學已經開始對本科生的學習量進行調整,在2013年“中國人民大學本科教育改革路線圖”中第一條就是:學生的學分要求降到最低129分,最高157分。這在高校中算是非常低的。此外,哈爾濱工業大學、山東大學和北京聯合大學等都非常大比例地減少了學習量要求,為學生疏離范式陷阱以及更深入地自主學習給予了可觀的空間和時間。
建議修訂高等教育相關法規,將本科畢業的學習量固化在130~140學分之間,以讓大家有個共同的遵循,也防止在實際中出現反復的波折。
《大學生》:可以想象,學習量減少后,大學生有了更廣闊的選擇空間,來做自己喜歡的,更適合自己的事情。學校如何適應這種變化,給他們提供更便利的學習環境和更多的選擇途徑?
盧曉東:學校可做的很多。
一是通過通識教育給學生選擇背景和原則。
二是自由選課。在全校范圍內任意選課意味著,當學生在電腦上打開選課系統,他可以看到全校所有院系的課程,并跨越院系藩籬選擇所有課程,甚至跨越本科課程和研究生院的藩籬選擇課程。在必修與選修的維度上,可以給予學生30%~40%選修課比例,將必修的比例控制在60%~70%之內。這樣的自由選課會帶來許多“意外”,一個物理學專業的畢業生會選擇攻讀哲學碩士,之后又選擇“石油工程”專業博士;德語專業的畢業生會報考化學專業碩士并且如愿以償;一名力學專業的研究生選擇了生物學本科課程,竟然“意外”成長為生命科學領域的院士(如程和平院士)。這些都是北大學生中的真實故事。
三是以住宿學院和文理學院去除學生的專業身份束縛。
四是發展個人專業。所謂個人專業,是指個人專業的課程教學計劃不是由教師組織完成,而是由學生按照自己的興趣,在全校(甚至更大范圍)課程中自行組織完成。
五是自由地轉專業。
六是自由選擇輔修或雙學位。高校應按照學分制模式,為每一個專業構建一個輔修/雙學位專業供學生自由選擇。人數較多時,可以單獨開班;人數較少時,完全按照學分制管理。如塔里木大學主修歷史專業的同學可以輔修“棗科學”;西北工業大學主修會計專業的同學輔修“3D打印”;西南師范大學主修“兒童心理學”的同學輔修“古典音樂作曲”。
《大學生》:這些力度不小了,讓我們再放飛設想,還能給同學們哪些盡可能寬松的成長環境?
盧曉東:比較大的政策改變還可有一些。
一是大學間轉學。轉學具有雙重意義。第一,轉學是普遍的激勵。麥可思2014年對大學新生的調查表明,六成大學新生對學習缺乏動力。轉學就是當下亟需的新動力。第二,轉學是新的學習機會和環境。實現大學間轉學需要“985”和“211”高校系統調整不同年級的學生人數結構。
二是開放的暑期學校。北京大學、中國人民大學等校的實踐表明,開放暑期學校具備實踐可能并已產生重要作用。
篇10
關鍵詞:國際信息科學峰會;國際信息哲學研討會;綜述
中圖分類號:B01文獻標識碼:A文章編號:16738268(2015)06008806
一、會議背景
當今世界已經步入信息時代,信息業已成為學術界的研究熱點之一,但是不同的學科背景使得學者們對于信息問題各抒己見,因此,為了促進各學科的信息研究能夠有效溝通與合作,首屆國際信息科學峰會(IS4IS)應運而生。2015年6月3~7日由國際信息科學聯合會(International Society for Information Studies)和多國機構聯合舉辦的第一屆國際信息科學峰會在維也納技術大學舉行,其中,西安交通大學國際信息哲學研究中心是舉辦單位之一,此次峰會的總主題是:“處于十字路口的信息社會――信息科學的回應與責任。”此次峰會包括了三個分會:第二屆國際信息哲學研討會(ICPI 2015)、第六屆國際信息科學基礎大會(FIS 2015)和第五屆國際信息通信技術與社會學術研討會(ICTS 2015)。該峰會吸引了全球300多名信息領域的研究學者參加,我國有涵蓋的30多名學者參會,其中鄔j教授所帶領的信息哲學團隊陣容龐大,由鄔j本人及其十多名博士生組成。不僅如此,由鄔j教授擔任主席的“第二屆國際信息哲學研討會”收獲頗豐,共收錄論文33篇,內容橫跨科學、哲學、藝術等多個方面,每一場討論都十分熱烈。鄔j教授作為首屆國際信息科學峰會主席團成員在峰會開幕式上致辭,并作為“第二屆國際信息哲學研討會”主席在分會上致開幕詞和閉幕詞。
鄔j教授在峰會開幕式上致辭指出,在各國學者的共同努力下,國際信息科學和信息哲學已經出現了一個很好的發展態勢。中國的信息科學和信息哲學研究正在走向世界,而世界的信息科學和信息哲學研究也正在走向中國。人類信息社會的發展正在打通世界各國的壁壘,同時,也把世界范圍內的科學家和哲學家更為廣泛地聯合了起來。當今世界的哲學、科學、技術、經濟與社會的發展面臨著一個共同的信息范式的轉換過程,信息不僅是一種全新的思維方式,而且還是一種全新的生產方式、發展模式和組織模式。正是信息范式在哲學、科學、技術、經濟和社會的不同層面所呈現出的這種統一性,決定了我們這個時代的特征和發展方式,同時也決定了人類的科學和哲學的發展正面臨著在信息范式基礎上的重新融合與統一。
在此次峰會閉幕前夕,相關組織機構還召開了國際信息科學聯合會的執委會,鄔j教授全票當選為國際信息科學聯合會副主席;同時,執委會公布成立了國際信息科學聯合會的第一個分支機構――中國分會,并決定下一屆國際信息科學峰會(2017年)由瑞典哥德堡大學承辦,屆時西安交通大學國際信息哲學研究中心仍將是會議承辦方之一,第三屆國際信息哲學研討會也將成為峰會的分會議之一。
二、信息本質與信息轉向
鄔j教授作了題為《信息哲學與信息科學的互動與融合》的大會特邀主題報告,他在報告中指出,關于存在的哲學是哲學的元理論,哲學的根本性變革應當基于存在領域的分割方式的變革,并依此對哲學的幾次重大轉向予以了總結。鄔j教授認為,最開始存在被分割為三大領域:上帝(客觀理念)、物質、個體精神,隨著科學和哲學的發展,上帝的存在被證明是虛設的,于是上帝便被剔除在存在領域之外,最終,存在領域的范式被歸結為:“存在=物質+精神”。更進一步,鄔j教授基于信息科學的最新成果,將存在領域進行了重新劃分,并提出了“存在=物質+信息”的新的存在論范式,在此,鄔j教授從最抽象的哲學范疇上揭示了一個全新的存在領域――信息,信息包括主觀信息和客觀信息(精神)兩大領域,并認為“存在=物質+信息”這一新的存在論范式還在信息活動的高級形態的意義上重新規定了精神的本質。同時,鄔j教授認為,哲學的這一信息轉向是在哲學最高范式的層面發生的變革,是根本性的轉向,而所謂的認識論、語言學、現象學轉向、生存論轉向、價值論轉向、實踐論轉向、身體哲學轉向等都是非根本性轉向,并由此斷定,信息哲學給人類哲學帶來了第一次根本性的轉向。
來自英國牛津大學的弗洛里迪(Luciano Floridi)教授也通過一個公式定義了信息:I=Q+A。他認為,信息就像回答問題一樣:人們所知道的東西就是信息(知道問題并知道回答),人們不十分確信他是否知道的東西就是不確定(知道問題但不知道回答),人們甚至連他不知道本身都不知道就是無知(既不知道問題也不知道回答)。他還將信息和權利問題放在一起來討論,將人類的歷史分為史前階段(沒有信息與通信技術)、歷史階段(個人與社會福利與信息與通信技術有關)和超歷史階段(個人與社會福利依賴于信息與通信技術)。并認為,人類在超歷史階段就進入了成熟的信息社會,成熟信息社會的權利不僅僅是與事物有關或者與關于事物的信息有關,也和不確定性有關,在成熟信息社會誰制造不確定性控制問題并塑造答案,誰就能控制現實的人。
華南理工大學吳國林教授在《量子信息的追問》一文中首先梳理了經典信息概念之所以成立的前提條件:一是可以用概率表示的可能事件集;二是信息是不確定的消除。進而對量子信息進行了考察,認為量子信息滿足類似如經典信息的兩個前提條件:一是量子信息描述微觀事物的可能,并且量子信息是波函數的表達;二是量子信息也是通過編碼、傳遞、解碼來處理信息,量子信息是量子不確定的消除(量子信息Ⅰ)。他認為,量子信息與經典信息之間的這種家族類似性,使得量子信息可以歸屬于信息概念。最后,吳國林教授通過一系列的推導得出結論:量子信息是量子狀態的顯示(量子信息Ⅱ)。
來自加拿大多倫多大學的羅伯特? K?洛根(Robert K. Logan)教授立足于系統生物學的觀點對信息進行了定義。他在《什么是信息?為什么它是相對的?它和物質、意義以及組織之間的關系是什么?》一文中首先分析了申農信息理論的局限性,認為依據申農的信息定義,一組結構化的數據比一組隨機數據包含的信息要少,并以此推出,隨機有機化學物質原湯比結構化生物組織包含更多的信息;活體隨著越來越結構化和組織化,所包含的申農信息也就越少;但是,這是違反生物學家直覺的。因此,羅伯特?K?洛根教授認為用申農信息理論來描述生物系統是失效的。他認為,從生物信息的角度來看,機體中的信息等同于約束性組織,它有助于機體從環境中獲得能量來促進自身的增長和復制。生物體進行約束性組織的增殖,就是在進行信息構建。約束就是信息,信息就是約束,而這種約束就是生物組織,所以生物組織也是信息,反之亦然。生物信息不是象征性的,不像抽象性的符號信息,它不能和實在之物相分離,是實體化的,內嵌于生物體,作用于生物體。并認為,人類主要處理三種信息:遺傳信息、認知信息和概念信息(符號)。
三、信息理論的發展
中國人民大學苗東升教授在《信息研究的中國路徑在開拓中》一文中對信息相關理論進行了梳理。首先,他對申農、維納、惠勒以及鄔j的信息理論進行了評價,認為申農的信息理論回避了語義信息,為通信技術提供了有力的工具,但是申農信息論的優點也造就了他理論的局限性,認為申農信息論有待突破。苗教授認為維納信息理論突破了申農信息論的框架,并指出了突破方向:拋棄機械唯物論,承認宇宙存在既非物質、亦非精神的信息,建立信息時代的唯物論。認為惠勒的信息觀也有助于突破機械主義論,但是惠勒信息論是唯信息主義,是唯心論在信息時代的反映。苗教授對鄔j教授的信息理論給予了高度評價,認為鄔j教授既堅持唯物主義立場,又對傳統存在領域發出挑戰,將存在領域重新劃分為物質和信息,并認為鄔j教授以這種本體論為核心建構了自己的哲學體系,是對信息時代的哲學回應。此外,苗教授還在文章中以信息概念為核心對辯證法的發展歷史進行了梳理,提出了構建信息時代唯物辯證法的重大課題。文章最后,苗教授對信息研究的中國路徑也進行了梳理,指出中國的信息研究起步于1960年代,在1980年代出現研究,并認為此次研究得益于錢學森的推動,即“三論熱”中的信息論熱。苗教授還認為,鐘義信教授、鄔j教授、閆學杉教授三人的工作大體代表了當前中國信息研究的學術水平,并認為,在中國只有鄔j教授形成了一支信息研究隊伍。苗教授也肯定了中國其他一些信息理論研究學者的貢獻,認為信息研究的中國路徑正在開拓中。
還有一些學者從信息這一詞的構詞以及詞義的流變來研究信息,來自于德國國際信息倫理學中心的拉斐爾?卡普羅(Rafael Capurro)教授從亞里士多德作品中的希臘語νóησιζ到阿拉伯語tas?awwur,再到希伯來語z?iyyur,再到拉丁語(in)formatio,討論了一系列信息構詞以及詞義的復雜歷史流變過程。卡普羅教授還認為,拉丁語的信息概念已經接近我們現代意義的信息概念,Informatio和 informo在整個中世紀被普遍用于認識論、本體論和教育學等相關文獻之中,其中信息概念在托馬斯?阿奎那(12251274)的作品中得到了最充分的展現。卡普羅教授還認為,在拉丁語中(in)formatio第一個含義代表著“不可分之物”,第二個含義被用來對名字或符號構成的正確與否進行判斷。現代英語所用的information更多地保留了信息這一詞的認識論上的含義,信息主要用來表示“告知”、“溝通”、“思想的形成”,20世紀隨著信息理論的發展,信息概念開始緊密地和知識、科技等聯系在一起。
中國青年政治學院肖峰教授在《許多信息“主義”》一文中梳理了眾多的信息“主義”。肖峰教授認為,信息主義主要是通過“information+ism”的形式來形成的,包括四種:informationalism,informatism,informationism,informatilism。肖教授認為,informationalism最早可以追溯到加拿大學者大衛?萊昂的著作之中,被用來描述由于信息技術的廣泛應用而帶來的新的社會結構的出現,后來被美國學者曼紐爾?卡斯特爾泛化了,在他的著作中直接用“information”代替“information technology”(信息技術),認為信息技術從根本上改變了我們這個時代,此時“informationizationism”等同于信息時代,周理乾和索倫在文章中用“Paninformationalism”(泛信息主義)來表示一種哲學命題。肖峰教授還認為,“informatism”比“informationalism”一詞出現得更早,被用于文藝領域,包括信息藝術、數據藝術、電子藝術等,主要用來描述那些借由電腦、新媒體、網絡、數據處理等信息技術手段來實現的藝術形式,“informatism”也應用于哲學,拉斐爾?卡普羅用“dialectical informatism”(辯證信息主義)來評價沃爾夫岡的信息進化論方法,用以區別“dialectical materialism”(辯證唯物主義)。Informationism被理查德?普萊斯用于表述一種新的哲學趨勢。中國學者沈新曦單獨把“informatilism”當作一種哲學范疇來使用。
四、信息科學探索
北京郵電大學鐘義信教授在《信息轉換與智能創生的定律》一文中深入分析了阻礙信息科學發展的原因,鐘教授認為主要有三點:一是信息科學研究者學術背景的差異,這些背景包括了圖書館科學界、計算機科學界、通信科學界、信息哲學界、社會信息學界、生物信息學界、藝術學界等,這些不同的學術背景使得相關研究人員對信息科學的理解不甚相同;二是信息科學研究者視角的差異,不同的視角使得研究者對于相同的信息產生了不同看法;三是信息科學研究者的方法論的差異。鐘教授認為,方法論上的差異是這些原因中最重要的,傳統的“分而治之”的方法論已經不適應于信息科學的研究,而應當將“轉而創之”的方法應用于信息科學的研究。鐘教授認為,“轉而創之”就是“信息轉換與智能創生”,具體而言就是通過信息手段來實現智能創生。文章通過一系列的模型和公式推導,研究了“信息轉換與智能創生定律”,并認為這一定律是信息科學的核心定律,幾乎適用于所有領域,包括人、生物、非生物和人造機器等。
中國科學院大學顏基義教授深入挖掘了申農信息理論中的關鍵理念,使得申農信息理論的價值重新得到了突顯。顏教授認為,從信息去意義化方面來看,正是由于申農信息理論沒有考慮信息的意義才使得他的理論和“communication”緊密相聯,由此也發揮了很大的作用;從不確定性方面來看,由于“不確定性”現象的普遍存在,而“不確定性”又是申農信息的基本屬性,這就使得信息能夠和自然界、人類社會中的各種紛繁現象建立起聯系;從冗余度方面看,申農的冗余度概念有利于當今的通信實踐和“大數據”工作的發展;從點對點的關系方面來看,申農通信理論中的點對點關系抽象為當今的通信應用留下了十分廣闊的空間;從逆向推斷過程方面來看,申農信息論中的解碼過程本質上就是一個逆向推斷過程,對于許多技術都有所啟發,比如機器翻譯;從communication方面來看,盡管申農的信息論去意義化了,但是畢竟是一種通信理論,人類社會離不開communication,所以申農信息論從一開始就同時踏入了科技和社會領域。此外,顏教授還認為莫比烏斯帶應當是我們的時代圖標,在信息時代,人們自由地在真實世界與虛擬世界之間轉換著,他還發現此次國際信息科學峰會的圖標正是莫比烏斯帶。
北京大學閆學杉副教授在《統一信息科學的三種實現方法與三種可能的前景》一文中認為,人們可以通過直接統一法、級進統一法和特別統一法等方法來建立統一信息科學,并認為無論采取哪種方法,統一信息科學的前景都不超過三種:大信息科學、小信息科學、類信息科學。緊接著,閆學杉副教授詳細介紹了這三種方法和可能的三種前景:直接統一法就是將各種信息學科的共同信息特性和問題進行直接統一;級進統一法就是首先將性質相近的信息學科進行統一,然后在此基礎之上再進一步統一,一步步最終達到統一的目的;特別統一法就是采取一套特別的方法對信息學科進行一步到位的統一;大信息科學是指有常規科學性質的科學,包含許多子學科;小信息科學是指有交叉科學和跨科學特點的科學;類信息科學是指包含有若干類的信息學科群。
五、信息哲學和信息科學的互動融合
西安交通大學鄔j教授認為,信息哲學和信息科學是互動融合的。首先,人類的普遍理性認識方式是哲學和科學內在融合的根據。哲學是追求普遍理性的活動,但是科學并不是單純的感性活動,也應當包含普遍理性,哲學和科學在普遍理性的認識方式基礎上可以融合。其次,普遍理性的層次性導致了哲學和科學劃界的相對性和相互規定性。普遍理性是有層次的,不同學科之間只有普遍理性層次差異,而無有無的區別,并且高層次普遍理性和低層次普遍理性之間存在著雙向作用,是彼此規范、融合的,所以哲學離不開科學,哲學也應是一種科學,科學也離不開哲學,科學也應是某種意義上的哲學。此外,哲學和科學之間不僅能夠融合,還能實現科學對哲學的改造,哲學對科學的批判,哲學的自我批判。鄔j教授將科學對哲學的改造看成是普遍理性的層次躍遷,將哲學對科學的批判看成是低層普遍理性局限性的剔除,哲學的自我批判看成是高層普遍理性結構的改變。鄔j教授通過信息維度的引入,改變了傳統哲學和科學的范式,并提出了“科學的信息科學化”的看法。
來自法國國際跨學科研究中心的布倫納(Joseph E. Brenner)教授在《信息哲學與信息科學的融合》一文中,首先對鄔j教授的信息哲學理論以及鄔j教授所做的努力進行了簡要的介紹,并認為鄔j教授的信息哲學思想對科學和哲學都形成了強有力的沖擊。同時,他也提出了自己對于信息哲學與信息科學相互融合的相關看法,認為信息對科學的影響不應當只被認為是影響到了單一的“科學”學科,而應當有更廣范圍的影響。他認為科學應當包括兩個方面:第一,在“硬件”和“軟件”的方向上,大約可以分為實驗性的科學和概念性的科學;第二,兩種不同科學學科的相對獨立性。信息科學和信息哲學內在的結合是依據于它們的信息特性。由于信息的多種二重性(物理性和非物理性,動態性和系統性),使得信息無論是在科學上還是哲學上都難以定義,但是信息的特性是科學和哲學都共有的。信息的認識論性質體現了它的科學性,信息作為一種意義的載體體現了它的哲學性。布倫納教授還指出,跨學科是一種新的理論,這一理論將不同的學科思想融合在一起,不同的學科之間的“交織”有利于更進一步地理解信息和鞏固信息科學的基礎。并認為,信息哲學作為科學和哲學融合的成果也應當加入到跨學科的進程當中。
來自日本國際教養大學的麻生(Marcin J. Schroeder)教授采用新的范疇來定義信息,將信息看作是哲學和科學的融合點。麻生教授首先分析了亞里士多德、弗朗西斯?培根等人關于科學和哲學的劃分依據,認為隨著科技的發展,亞里士多德和弗朗西斯?培根的學科劃分方法無法解決現代科學中的相關問題。并認為,信息既不能用具體的科學理論,也不能用具體的哲學體系對它進行定義,它是超越科學與哲學的。麻生教授指出,信息的概念涉及到東方哲學中的“一”和“多”這一對范疇,這對范疇超越了一般的科學和哲學的劃分原則,通過“一”和“多”來定義信息才能彰顯出信息的獨特地位:信息是哲學和科學的融合點。麻生教授認為,“多”中選“一”就是信息的選擇表現,生成許多的“一”就是給“多”一個限定結構,是信息的結構表現。選擇的程度能用作信息的數量特征,結構的程度能被用來描述信息的集成水平,這兩種表現可以共存,是信息不同的載體。
六、信息社會
奧地利貝塔朗菲系統科學研究中心的沃爾夫岡(Wolfgang Hofkirchner)教授在《全球可持續信息社會的信息――大分岔勢在必行》一文中提出,信息科學將關乎人類的生存與興旺,并用自己創立的信息理論分析了我們正在經歷的全球性挑戰中所形成的危機,且提出了相關對策。他首先探討了進化的路徑模型,然后指明了全球可持續信息社會(GSIS)的進化方向,接著分析了全球性、可持續性、信息化等概念及其對于實現全球可持續信息社會的作用,并指出信息是影響全球可持續信息社會實現的重點。沃爾夫岡教授接著借助于自組織系統給出了信息的3C模型,即:認知(cognition)、溝通(communication)、合作(cooperation),并將這一模型用于分析全球可持續信息社會的社會特征,同時指明了人類最終會實現世界主義大同社會。
The Summary of the First International Summit of Information Science
and the Second International Conference of Philosophy of Information
WANG Liang
(School of Humanities and Social Sciences, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China)