基础教育信息化应重视“平台”建设_大数据论文

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进入21世纪,随着我国国家信息化体系的逐步完善,教育部提出了我国基础教育信息化的两个主要目标:一是开设信息技术必修课,加快信息技术教育与其它课程的整合;二是全面实施中小学“校校通”工程,努力实现基础教育的跨越式发展.基础教育信息化已经成为人们关注的焦点.国家信息化体系的六个要素为:信息资源,信息网络,信息技术应用,信息技术产业,信息化人才,信息化政策、法规和标准.基础教育信息化建设是国家信息化体系的组成部分,它必须以信息网络建设为基础,信息资源建设为核心,信息资源的利用与信息技术的应用为目的,信息化人才的培养,教育信息化政策、法规和标准为保障.

一 基础教育信息化的三大建设要素

在基础教育信息化进程中,存在三大建设要素,它们是:

1.校园网等基础设施建设(路).

2.网络化教学平台建设(车).

3.教学资源建设(货).

建设初期,许多学校投资迅速建起了校园网.但是由于对资源建设和平台建设缺乏认识,致使校园网无法使用,成为摆设.教育信息化是一个社会过程,它必将受到整个社会信息化的影响,受到社会网络资源建设的影响.一个健康的网络资源应用体系应该呈现如下图所示正立的三角形结构.

三角形的底部是广大的信息资源提供网站,它们具有实时更新的信息、知识等资源.中间层为各种网站之间的超级链接,信息资源靠它们互相建立起关系.最上层是搜索引擎,利用它可以快速准确地定位所需信息.曾几何时,社会上炒作“概念”,网络上大搞“电子商务”,“泡沫”横飞,资源却枯竭得很.经常是通过搜索引擎搜索到的相关信息只是一两个网页,而且已经是几个月甚至一两年前的了.网络资源应用体系呈现一个倒立的三角形结构.

随着人们对资源建设认识的提高,网络上的信息资源逐渐丰富起来.网络上的教育教学资源也随之得到了发展而变得充盈.笔者近日曾在网络上对教育教学网站及其内容进行检索和统计,深感人们对基础教育资源建设付出的巨大努力,基础教育网络资源建设正在飞速发展着.统计中发现,这些资源主要集中在以下几个方面:

1.素材型辅助教学课件.

2.各种电子教材.

3.与各种考试相关的咨询.

4.课程案例(授课录像).

5.课程相关资料.

6.题库.

仔细分析后可知,这些资源基本都是针对目前课堂教学而研制开发的,或者说是基于“教”的教学资源.即便如此,由于人们对教学资源建设重要性的认识不断加强,校园网建设和资源建设都得到了充分的发展.但是,在重视校园网建设和教学资源建设的同时,我们不应忽视教学平台的建设和发展.

二 网络化教学平台

在基础教育信息化的建设中,如果说校园网络是“路”,网络化教学资源是“货”,那么网络化教学平台则起着“车”的作用.一般地说,网络化教学平台应包括三大平台:

1.网络化教学环境支撑平台.目前,国内这种平台较为成熟的产品并不多见,比较典型的有如下这些:

①首都师范大学王陆教授等人开发的“虚拟学习社区”[1].这是一个基于“学”的教学模式的网络化教学支撑平台.

②北京师范大学黄荣怀教授开发的“WebCL”[2].这是一个基于Web的协作化网络学习平台.

③清华大学开发的“网络学堂”.这是一个基于“教”的辅助教学支撑平台.

2.智能教学和学习工具平台.这种工具是针对不同的学科或课程开发的相应成品.利用这些教学工具,教师可以用来生成教学课件;而学生则可以利用这些学习工具进行自主学习.如:

①针对中学数学教学,由张景中院士开发的“Z+Z智能教学系统”.这是一个能够实现机器证明、计算机推理的智能化教学平台.在基于网络的自主化、协作化学习环境中,它是教师的得力助手.同时,它也可以生成教师课堂教学的辅助数学教学课件.

②针对中学物理教学,由北京八大处中学萧雷开发的“物理教学图板”.这是一个为教师提供课件生成功能的平台.

③针对小学语文教学的“九五”国家重点科技攻关96-750项目产品“小学生学拼音”.这是一个学生自学的工具软件.

当然,这些例子不都是智能化的,但是它们都具备了工具平台的某些功能.

3.网络安全保障平台,即网络安全系统.这是网络化教学的安全保障,是不容忽视的一大要素.网络安全系统主要包括以下三种类型.

①用于抵抗来自较园网外部和内部“黑客”攻击的防火墙.对于运行在校园网环境下的网络教学支撑系统和服务器,往往不是受到外部“黑客”的攻击,而是受到内部一些计算机水平较高的学生的“攻击”.系统和服务器一旦瘫痪,将影响教学的正常进行.这是必须充分认识到的问题.

②用于防止教学系统、服务器、学生机感染计算机病毒的防病毒和杀病毒系统.

③用于防止国际互联网上不健康内容被下载到校园网中的过滤器.学生在自主学习的网络教学环境下,会经常到国际互联网上寻找信息资源.而据统计,目前国际互联网上具有黄色内容和暴力内容的网站大约占70%,所以过滤器对于校园网来说是必需的.

上面介绍的网络化教学三大平台,是人们在对基础教育信息化工作不断探索中得到的认识,是在多次失败后积累出的经验.在基础教育信息化进程中,这辆“车”的作用是举足轻重的.

三 教学平台的特点

在学习理论和实践方面,个性化学习是我们越来越关注的焦点.这是因为认知学习理论起主导作用的今天,人们更加注重学生认知能力的培养.但是,国外一些学者(如Cronbach和Snow)在研究中发现,优秀的教学设计策略能够减小或者完全消除认知能力对学习的影响.[3]他们在“学习取向”理论研究中揭示了指导认知过程的情感和意向的支配作用,得出的结论是应该设计出适合具有特定能力模式的学习者群组的教学方法;而不是泛泛的适合大多数学习者的教学模式.即最好的教学方法是为每一位学习者分别做一个适合他本人的教学设计或教学方案.这在传统的教学模式下几乎是不可能实现的,但是在网络化的学习环境下,利用智能化的教学平台则可以完成个性化学习的要求.

例如,前面提到的“虚拟学习社区”网络化教学环境支撑平台,就利用许多先进的软件工程技术实现了智能化教学功能.“虚拟学习社区”运用数据库技术自动记录、跟踪学生的学习过程;并且用“自动教学推理机”技术根据不同学生的不同特点来对其产生最佳教学策略;同时,还利用数据挖掘技术针对不同学生的不同学习内容而实现“自动课件生成”;另外,“虚拟学习社区”中也使用了智能代理技术,用于自动生成个体学生的行程性教学评价.这些都是为达到个性化学习的目的而提出的.

协作式学习是我们在个性化学习环境下提出的一种教学模式.个性化学习虽然强调学习的自主性、独立性,但学习者并非孤立的,他们同时又是在一种协作的环境里学习.协作式学习又包括“竞争”、“协同”、“伙伴”和“角色扮演”等四种模式.“虚拟学习社区”就可以较好地体现这种个性化的协作式学习模式.

“竞争”是指两个或多个学习者针对同一学习内容或学习情景,通过竞争性学习,看谁能够首先达到教学目标的要求.由于学习者的竞争关系,学习者在学习过程中,会很自然地产生人类与生俱来的求胜本能,所以学习者在学习过程中会全神贯注,使学习效果比较显著.“虚拟学习社区”的作业讲评系统可将优秀作业随时公布出来.学生在学习过程中会自然而然地去“竞争”,从而获得优秀作业的殊荣。

“协同”是指多个学习者共同完成某个学习任务,在共同完成任务的过程中,学习者发挥各自的认知特点,相互争论、相互帮助、相互提示或者进行分工合作.学习者对学习内容的深刻理解和领悟就在这种和同伴紧密沟通与协调合作的过程中逐渐形成.“虚拟学习社区”的“协作学习”模块向学生提供了在网络环境下这种分工合作、互助学习的机会.

“伙伴”是指在现实生活中,学生们常常与自己熟识的同学一起做作业;没有问题时,大家各做各的,当遇到问题时,便相互讨论,从别人的思考中得到启发和帮助.这可以使学生在学习过程中感觉到他并不是孤独的,而是有一位伴可以互相支持、互相帮助.当一方有问题时,他可以随时与另一方讨论.由于个人的思考范围有限,若在学习过程中,能和伙伴相互交流、相互鼓励将可达到事半功倍的效果.“虚拟学习社区”的“一吐为快”(聊天室)使学生在不同的学习阶段,以不同的单元问题为中心而结成了互助伙伴.

“角色扮演”是指我们每个人都有过的这种经验:对某个问题给别人作了详细讲解之后,自己对该问题往往会有新的体会与理解.也就是说,在帮助别人学习的过程中,也能帮助自己学习.角色扮演协作学习就是让不同的学生分别扮演学习者和指导者的角色,学习者负责解答问题,而指导者则检查学习者在解题过程中是否有错误.当学习者在解题过程中遇到困难时,指导者帮助学习者解决疑难.在学习过程中,他们所扮演的角色可以互换.在“虚拟学习社区”中,设立了“斑竹”(版主)职位.他的作用是在一定时间之内扮演着教师的角色.此时,他可以就单元问题在线帮助其他学习者.在实际学习过程中,“斑竹”职位因研究问题的深入而经常更换.

通过长达5年之久的使用和优化,大量统计数据表明“虚拟学习社区”是一个较为优秀的网络化学习支撑平台.它的明显作用主要表现在以下几方面:

①学生表现出明显的主动学习倾向.

②学生之间出现明显的协作与互动现象.

③学生的角色开始发生根本性变化,从被动变为主动.

④教师的角色也开始发生根本性变化,从台前转到台后.

⑤学生在学习知识的同时,也学会并掌握了基于网络学习的方法、途径、技术和技巧.

⑥学生对自主学习方式持积极肯定的态度.

⑦降低学生对新教学环境的不适应感.

四 教学平台建设解决的是教学模式问题

教育家乌美娜老师对教学资源的概念进行过论述,她认为教学资源应包括设计出来的学习资源和可利用的学习资源,从性质上可分为人、材料、工具、设施、活动等五大类.表1是乌美娜老师按照她的分类,开列出的一些例子.

参照乌美娜老师的表格,可以列出网络化教学的学习资源(见表2).显然,这里的学习资源既包括了“路”(设施和工具),又包括了“货”(材料),同时还考虑到了“司机”(人).而对于“车”,也就是我们说的网络化教学平台,应主要体现在“活动”部分,它也被开列在表格中.

分析表2可知,我们通常说的网络化教学资源建设,应该是对应表2中的“材料”一栏;通常说的校园网建设,应该对应表2中“工具”和“设施”栏;而通常说的网络化教学平台建设,就应该对应表2中的“活动”一栏了.显然,“材料”一栏描述了教学内容,“活动”一栏描述了教学模式.所以,如果说网络化教学资源建设解决的是教学内容问题,则网络化教学平台建设解决的就是教学模式问题.有人将网络化教学平台建设列入网络化教学资源建设的范畴,我们认为这样不妥.

五 信息技术与课程整合,平台建设是关键

教育家南国农先生对信息技术的概念做过这样的解释:“信息技术包括三种技术:视听技术、计算机技术、整合技术.”[4]南先生的所谓“整合技术”,我想一定是指信息技术与课程整合中的关键性技术.而网络化教学平台技术,就是这关键性的技术.网络化教学环境支撑平台和智能教学工具平台有机地结合,是信息技术与课程整合的切入点,它为信息技术与课程整合建立了一个良好的物质基础和技术基础.

信息技术与课程整合的目的主要是改革传统的教学模式.北师大何克抗教授认为,目前在各级各类学校中采用的教学模式主要有两大类:一是以“教师”为中心的教学模式,奥苏贝尔的“学与教”理论是其理论基础;二是以“学生”为中心的教学模式,建构主义的“学与教”理论是其理论基础.网络化教学模式则非常好地体现了两种“学与教”理论的结合.[5]

从前文中对网络化教学资源的分析可见,仅以资源建设是不能解决教学模式的改革的.而网络化教学平台的建设构筑了新型的教学环境,将教师和学生在教学中的地位放到了一个较为合理的位置上.学生从学习的被动地位上升到主动地位,教师则成为教学的设计者、组织者、引导者.广东省南海市石门中学的禹飚老师进行了长期的信息技术与高中语文课程整合的试验研究,他总结了整合的教学模式:[6]

1.教学内容问题化.教师和学生将教学内容转化为各种形式的有价值的问题.

2.教学过程探究化.学生主动地获取网络资料,围绕着相关的问题进行自我探究或集体讨论,教师则以平等的姿态参与和引导学生的讨论.

3.教学活动网络化.学生从网络资源中获取素材,自我改造、重组、创造教学内容.

4.教学结果创新化.学生的主体地位得以真正的确立,学习的自主性、能动性、合作性得到发挥,有利于培养学生的创新意识、创新思维和创新人格.

网络化教学支撑平台正是以这种模式为目标而设计出的教学环境.在禹飚老师的教学试验过程中可能并没有使用这样一个平台软件.但是智能的网络化教学平台除了可以自动地帮助教师完成上述整合试验中所涉及到的工作外,还可以自动记录、跟踪学生的学习过程,利用“自动教学推理机”技术产生最佳教学策略,利用数据挖掘技术实现“自动课件生成”,利用智能代理技术自动完成教学评价等等.从而真正达到个性化学习的目的.

所以我们说在信息技术与课程整合的过程中,网络化教学平台的建设是关键性技术.而基础教育信息化,应该注重网络化教学平台的建设才对.

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