現代信息技術在教學中的應用

郭偉+李廣平+呂伊雯

摘 要：洪煌堯，美國哥倫比亞大學博士，加拿大多倫多大學博士后研究學者，臺灣政治大學教育系教授，在學習科技、教學設計、知識創新、科學與科技教育等領域有深入研究。為了解教育信息化的最新進展，以及臺灣地區教育信息化發展的具體情況，本刊對洪教授進行了專訪。在采訪中，洪教授介紹了全球教育信息化的最新發展情況，并對臺灣地區的教育信息化發展做出了評介；對知識創新、學習分析、云技術、在線學習、移動學習、游戲學習、3D打印技術在教育中的應用做了深刻分析，并提出應通過將傳統文化和現代科技相結合來推動教育信息化的發展。

關鍵詞：臺灣；教育信息化；知識創新；學習分析；云技術；在線學習；移動學習；游戲學習

一、教育信息化改變了教學方式

《世界教育信息》：尊敬的洪煌堯教授，很高興您能接受我們的采訪。首先，請您談談當前全球教育信息化方面的最新進展，以及臺灣地區在教育信息化推進方面的創新做法。

洪煌堯：當前，大部分國家和地區教育信息化的主要推動力量是大學。在北美，眾多大學都在發展新的教學技術。例如，很多學校在使用加州大學伯克利分校的WISE教育平臺，它具有程序性，引導教師進行教學活動、課程設計；麻省理工學院開發了學習編程平臺——Scratcch。

除此之外，網絡平臺方面也有一些新的發展，如code.org，這個網絡平臺鼓勵全世界的人們，特別是兒童，通過網絡學習編程。又如，可汗學院（Khan Academy）把很多學校的教學錄像制作成影片，教師通過影片進行教學。該學院的主講教師是薩爾曼·可汗（Salman Khan），他每次都講一個概念和一個小單元。課后，學生可以在網上做練習題。該系統后臺有很強的分析功能，可以看到學生在學校學完的課程、已掌握和未掌握的知識，而且會分別用不同顏色標識出來。隨著教育技術和平臺的發展，教育方式變得更加多元。在自然生態環境中，物種越多就越平衡、越健康。教育的發展正朝著這樣的方向前進。

東方國家比較重視考試，通過考試引導教學。因此學生常常進行填鴨式學習，也就是記憶、背誦，然后做練習。翻轉教學中的“翻轉”主要指教學方式從傳統的教師講述、回家做功課，轉變為學生在家觀看影片、在學校討論。在我看來，“翻轉”最重要的是教學理念的翻轉，即以教師為中心的學習轉變為以學生為中心的學習，讓學生以更自主、更活潑、更多元的方式學習。臺灣有一個PaGamO平臺，由臺灣大學電機系的教授設計。設計者希望知識能在玩游戲的過程中得到傳遞。學生加入該平臺，可以獲得一些虛擬的土地，然后通過搶奪他人的土地逐漸擴大自身的版圖。在“攻城略地”的時候，學生必須做題目，題目難度隨攻地難度的增加而增加。學生可以自己設定學習范圍，如第幾冊的語文、英語、數學、物理、化學等科目教材。為了防止攻下來的土地被別人搶走，學生可以通過網絡上的貨幣在該平臺上購買一些怪獸，以提升防御力。設計者把這種社交游戲互動的概念帶進該網絡平臺，使學習變得更加有趣味。

臺灣開展電子學習（E-learning）研究的機構非常多，很多大學都有各自的理念。我以前在多倫多大學開展過知識創新（Knowledge Building）方面的研究。在多倫多大學，人們認為學習不只是習得知識而已，學習的目的在于為社會作貢獻。當人們把目標定為創造、服務的時候，學習就自然而然變成貢獻社會的一部分。相反，如果一直強調學習，而不知道為何而學的時候，學習常常變得枯燥無味，且容易導致學習內容與社會脫節。學校通常被認為是一個小型社會，但事實上它是脫離社會的，因此，應逆向思考，將課堂與社會連接。

簡而言之，越來越多的不同領域的人在為教育“把脈”，尋找一些新的、可能的教學模式。在這個過程中，現在很多人會使用“學習科學”（Learning Sciences）這個詞，即把學習當作科學來看，提升了其地位。以前，教育被當作社會科學里的一個分支。現在，它被認為是一個領域，像一顆樹一樣生根、茁長。網絡、科技的快速發展，使得教育獲得蓬勃發展，且更多元、更靈活。

二、知識創新在教學中的應用

《世界教育信息》：知識創新是您的主要研究領域之一，請您談談知識創新教學在教育實踐中的應用。

洪煌堯：知識創新，也被稱為知識創造（Knowledge Creation）。傳統教育過分注重知識的獲得，我們需要在獲得知識和創造知識中找到一個平衡點，因為學生在解決問題的過程中，需要創新思考和產生新的想法。課堂教學也存在知識創造。在幼兒園，兒童很多時候在創造，特別是在藝術課堂活動中，如堆積木、畫圖、編舞等。在中小學階段之后，學生需參加標準化升學考試，教師常常把教學簡化為呆板的、單調的課本知識教學，忽視學生的創造力培養。

當前，科技的發展給教育帶來了很多的可能性。教師應善于用科技翻轉教育，在課堂教學中增加一些注重培養學生知識創造的內容，而不是單純地教授知識。很多先進國家都在做此嘗試。例如，芬蘭在赫爾辛基大學開展的主題式（Topic-based）教學試驗，教學主題可能是“如何把國家變成低碳國家”“什么是節能”等。我在多倫多大學的時候，觀摩過一堂課，其教學主題是“什么是系統？”。這種主題式教學是跨領域的，因為“系統”涵蓋范圍較廣，如電力系統，身體的消化、循環系統，政府的組織部門也有系統等。為了解決問題，學生需搜集資料、整合資源。在這個過程中，學生將參加較多高階認知活動，提升學習能力，從而使單純的知識學習成為一種附屬的學習活動。在這樣的平衡中，學生的學習經驗會與社會發展保持一致。

三、學習分析在教學中的應用

《世界教育信息》：學習分析（Learning Analytics）是對學習者本身和他們的學習歷程加以評量、收集、分析和報告，目的是了解學習者及其學習環境并加以改進。請您談一下對學習分析的看法。

洪煌堯：學習分析也是教育信息化發展的趨勢之一。現在，很多學習活動都在網絡上進行。很多人會利用網絡瀏覽數據對網絡上的搜索行為、學習行為進行分析，因為人們在網絡上搜索的內容通常是其感興趣的東西。例如，學習者常常搜索谷歌學術（Google Scholar）里的文章。對這些文章進行學習分析之后，分析者可以為其建議更有效的學習方式。

我們做知識創新研究的時候，更希望學習結果有助于學生創造性高階思維的發展。在我的課堂上，我會把權利交給學生，讓學生自己提問題。因為當學生擁有更多的自主權時，他們就會對課堂更加感興趣。在這個過程中，首先，我通常會劃定一個大范圍，以擴大學生的選擇空間；其次，學生在我劃定的范圍內尋找自己感興趣的問題，并針對這個問題提出想法。這是一種想法中心式的教學。此外，我們還給學生提供了討論的平臺。學生在該平臺上提出想法之后，能夠看到所有人在上面提出的想法并給出建議。這加強了學生之間的互動，使其產生想法碰撞，學生的想法也會慢慢變化、發展。學生在發現問題、解決問題的過程中，常常為了尋找更好的想法，或者為了某個想法而辯護，會去尋找更多資源，閱讀更多材料。因此，學生自然而然就會習得知識。

我們不太關心學生獲得多少知識，因為這其實是副產品。我們更關心知識創新活動分析（knowledge building analytics），即學生如何源源不斷地創新自己的想法。

四、云技術在教學中的應用

《世界教育信息》：隨著信息技術的發展，云技術如火如荼地發展起來。云技術可以組成資源池，按需所用，靈活便利。請您談一下云技術在教育中的應用。

洪煌堯：現在，很多信息、資料等基本上都儲存在云端。在此情況下，安全性是一個問題。如果安全性做得夠好，隱私就可以獲得保障。

在我看來，在信息化時代，人們更應該思考大量的信息可以為我們的生活提供怎樣的幫助。目前，將納米科技運用于計算機領域，把傳感器、電動機和各種處理器裝置在一個芯片上而構成一個系統，若將這個芯片安裝在椅子上，椅子就可以自動調整到合適的高度。同理，如果冰箱里面缺少什么東西，里面的無線射頻辨識（Radio Frequency IDentification，RFID）掃瞄一下，芯片就能自動給你發送缺少的物品清單。當這些大量的信息上傳至云端，人們就可以做后臺分析，并提供更實用的回饋和建議，以改善生活和環境。

在我們的生活中，學習時時刻刻都在發生。云端可以針對學習者在學習方面的優點和缺點進行分析，然后為其提供更好的學習方式。因此，能否善用這個平臺，取決于使用者的目的。因此，它的利弊有待討論。

五、在線學習在教學中的應用

《世界教育信息》：在線學習是通過計算機和互聯網，在一個網絡虛擬教室進行網絡授課、學習，您如何看待在線學習？

洪煌堯：廣義上，網絡就是一個很大的學習環境。例如，搜索相關信息，瀏覽相關網頁的過程就是學習的過程，這基本上就屬于在線學習。通常，我們所講的在線學習是狹義的，如慕課。慕課一門課程的學習時間一般為6～10周，在這個學習過程中，學生需要完成課程學習、提交課后作業、互評同學作業等。這種課程和一般正式課程的不同之處就在于學生不在教室學習，不用去學校與教師碰面。這節省了時間，且比較方便，但同時也減少了學生與同學面對面交流的機會。

現在，很多大學在做慕課，幾乎所有大學都試圖在這個市場中搶占先機，如斯坦福大學、麻省理工學院、加州大學伯克利分校等。他們甚至與企業合作，如與Coursera平臺合作，提供在線課程。他們開設的課程基本上不是學校正式課程，Coursera或者其他慕課平臺提供的課程主要在于豐富學生知識，而學生無法拿到學位。學生如果需要認證這些課程的話，就需要花錢購買。隨著時間的推移，認證所付出的費用可能會逐漸提高。高中生預修這些認證課程，可以將其當作申請學校的有利條件。例如，學生預修過斯坦福大學的課程，可以提升其在申請該校時的競爭力。

在線學習的實施是一種商業模式，涉及教育以外的一些知識，因此，引起了商業領域一些人的興趣。例如，我在臺灣開課，商學院對教育感興趣的學生也會來修讀，有些則是學教育科技的。其中，一位芬蘭學生想開一個游戲公司，幫助教師做教案設計，再把這些軟件賣給學校。

不是所有的課程都可以在線上進行，部分課程必須通過師生互動而進行。人與人之間的學習也需要通過面對面互動獲得。網絡上的“互動”僅僅是文字、影像的互動。這種虛擬環境通常使得學生對很多信息的判斷不準確。

六、移動學習在教學中的應用

《世界教育信息》：移動學習是一種在移動設備幫助下的能夠在任何時間、任何地點發生的學習，請您談談對移動學習的理解和看法。

洪煌堯：移動學習也是教育信息化發展的主要趨勢之一。一方面，移動學習使得學習變得很方便；另一方面，移動學習使得人們對信息通信技術越來越依賴，同時也給教學活動帶來了一些挑戰。例如，很多信息或教學資料可以通過網絡搜索獲得，學生可能會因此而在課堂上分心。因此，課堂需要翻轉，教育工作者必須調整心態，轉變教學方式。很多教師逐漸開始做一些新的嘗試，如鼓勵學生自帶設備（Bring Your Own Device，BYOD）來學校。為了防止學生在課堂上玩手機，有的教師禁止學生把電子設備帶到課堂。對此，我認為，教師應更好地去疏導學生，而不是采用“堵”的方法。在我的課堂上，學生可以攜帶自己的設備，并在我的課程平臺上討論。我希望，學生在聽其他同學作報告的時候，可以及時在平臺上反饋。在平臺上的反饋與口頭反饋的差別在于，平臺上的反饋信息可以回看。例如，我今天作了一個報告，別人給我做了很多反饋，我回家之后可以慢慢看，且可以再延伸話題。

因此，移動學習事實上也帶來了很多可能性。很多軟件、應用不斷推陳出新，且對學習有所幫助。不過，我們應意識到，很多時候學生學到的東西并不是真正對他有幫助的。很多學生帶著移動設備，但沒有真正起到正向作用，而是沉迷在游戲世界中。在虛擬和現實世界中，學生常常更喜歡虛擬世界，因為在那里可以得到更多成就感，導致其常常忘記自己是一個活生生的個體，應該花更多時間關注這個社會中的真實層面。科技是一把雙刃劍，可以延伸你的意志和愿望，無論是好的還是壞的。

七、游戲學習在教學中的應用

《世界教育信息》：您剛才談到了游戲，請您談談游戲學習。

洪煌堯：學習活動都需經過設計，在設計上存在所謂的“兩難”，即學習本身具有嚴肅性，也需要一定的趣味性。一般來說，在學校的學習具備較強的嚴肅性，而在網絡上的學習比較有趣，且浮于表面。例如，臉譜網（facebook）上面那些有趣的社會互動和學習可以幫助學習者獲得很多知識，但很多知識沒有得到進一步驗證，且學習者大多也只是對其進行粗略地瀏覽。然而，在課堂上，對一件事情的討論很可能持續幾個小時。在這樣的情況下，學生可能會對討論的信息有更深刻的反思。

因此，在設計教學活動的時候，教師應在嚴肅性和趣味性中找到一個平衡點。例如，我前面提到的的PaGamO網站，就是加入一些游戲元素使題目變得更有趣。此外，還需考慮學生在玩游戲的過程中是否能夠改變性格和行為方式。例如，長期玩暴力游戲會使人變得比較易怒。這是游戲學習可能會產生的負面影響。

對于游戲學習，我們需要開展更多研究。事實上，很多學生正在參與游戲學習，這已經是趨勢之一。但是，我們希望，教師在游戲教學中能夠更多考慮教育的價值。

八、3D打印技術在教學中的應用

《世界教育信息》：據說3D打印技術在教育信息化當中也有所應用，請您具體談談相關的情況。

洪煌堯：在臺灣，我們叫3D電印，我也有同事開設這門課。從古至今，我們生活中的所有東西都是經過人腦和雙手制造出來的。3D電印就是讓我們可以動手去制作一些便于我們生活的科技產品。甚至，3D電印機做出來的所有零件，可以再組裝成一臺3D電印機。

3D電印有很多可能性。在制作、創造的過程中，人們可以用圖像思考。例如，在歷史課上，教師可以電印一些古遺跡。3D電印也可用于研究一些建筑、地形。有本書叫《在圖中思考》（Thinking in Picture），該書指出圖像其實對學生圖像思考能力的發展有幫助，因為有些人擅長圖像思維。

九、現代教育技術應用與傳統文化相結合

《世界教育信息》：西方國家在教育信息化方面做的很好，中國應該以怎樣的姿態與這些國家合作？

洪煌堯：從清朝末年至今，基本上都是中國人到歐美國家留學，學習西方的典范。其實，中國擁有五千年的文明，有很多傳統文化值得推崇和鼓勵。因為我們花了太多時間去學習西方的東西，所以我們反思自己文化的時間就少了。因此，我們應該花更多時間反思一下自己擁有什么。我們可能會發現，很多自己固有的東西可能都是有幫助的，特別在教育領域。我認為，我們應該把新科技與傳統文化做一些聯結和對話，會有一些有趣的想法和思維值得研究。

編輯 吳婷 校對 朱婷婷