信息技術的作用發生了嗎——用學習分析技術刻畫學習行為印記

2017-01-12 人評論 次瀏覽 類別:教研工作 [ 字號 ]

  摘 要:信息技術不斷融入教育的進程中,關于“技術是否促進學習”的爭論始終困擾著人們。研究者試圖刻畫學習者的學習畫像,給予學習者一個客觀的評價。然而早期受限于技術條件,只能從最終的節點處窺探學習者學習的結果,并不能完整地呈現學習的全貌。而學習是一個不斷獲取認知的過程,認知的轉變涉及的要素遠遠不是一個固化的分數所能解釋的。因而人們開始尋求更為全面的證據來解釋學習者的學習。學習行為印記是能夠反映學習者學習過程、具備內在關聯和邏輯的數據集。相較于零碎的節點數據,利用信息技術捕獲相應的學習行為印記,可以更全面地評估學習,更客觀而長遠地回答“信息技術的作用發生了嗎”這樣的詰問。“微視頻”的兩個教學試驗也證明,學習分析技術可以多維度地捕獲與量化學習過程數據,刻畫學習者的學習行為印記,促進學習者概念轉變以及學業成就提升。同時,探究學習行為印記與學業表現之間的邏輯關聯,有助于客觀地評估信息技術作用于教學的效果。

  關鍵詞:信息技術;學習分析;行為印記;學業成就;微視頻;案例研究

  一、背景:“技術變革教育”是理想國還是烏托邦?

  技術正悄無聲息地融入到教與學的各個方面,利用信息技術促進教育變革的觀點已得到普遍認同,近年來各國的教育教學改革實踐都日益昭示信息化的重要性(祝智庭等,2014)。然而,人們寄予厚望的“技術變革教育”究竟是教育發展的“理想國”還是技術充斥的“烏托邦”?伴隨著信息技術的發展,這樣的詰責始終困擾著人們。Schramm(1977)指出,學習更多地是受內容與教學策略影響,而非媒體。Clark(1983)也認為,就像卡車運送貨物一樣,卡車并不會導致人們營養的變化,媒體對于學習來講也只是一種信息搬運工具,并不會對學習產生影響。Kim等人(2007)也通過實驗證實視頻學習能夠提升學生的學習興趣、學習動力、學習滿意度,但并不能提升學生的成績。2015 年,經濟合作與發展組織(Organization for EconomicCo-Operation and Development,簡稱OECD)出臺了一份名為《創造技術與學習之間的連接》(Students,Computers and Learning: Making the Connection)(OECD,2015)的報告。報告首次對信息技術教學應用成效進行了國際間的比較,發現計算機使用頻率中等者,其學習表現好于很少使用者;而使用頻率高的學生則明顯表現更差。報告最終指出:信息技術在學習中的優勢并未如人們預期的那樣體現出來,實際上,信息技術給學習帶來的優勢還遠遠未能實現!這一研究發現悖逆了目前的“繁華”景象,在世界范圍內引起了強烈的關注。

  本研究試圖轉換視角,為研究者提供一個回應“技術并未促進學習”詰問的視角與方法:通過完整真實地重現學習過程,找尋影響“技術促進學習”的根源,并嘗試在實踐中去驗證這一視角與方法的可行性。

  二、如何刻畫學習:從零散的數據節點到完整的行為印記

  不論使用何種信息技術,研究者試圖達到的目的大致都是一樣的,即刻畫學習者的學習畫像,給予學習者一個客觀的評價。早期技術在教與學中的運用帶有一定強制介入性質,對于學習的考量仍然根據傳統方式下的終結性考核“蓋棺定論”。盡管也有數據的支撐,但是這些數據幾乎都關注于學生的最終測試,且都是零散的,研究者只能從最終的節點處窺探學生學習的結果。對于過程,研究者只能有一個相對主觀的推斷,并不能完整地呈現學習的全貌。而學習是一個不斷獲取認知的過程,認知的轉變涉及的要素遠遠不是一個固化的分數所能解釋的。因而人們開始尋求更為全面的證據來解釋學生的學習。

  2012年,大數據強勢來襲,“數據思維”迅速發展,成為信息化時代的一個基本要素,數據充斥整個教與學的流程之中。教育領域面臨著深化教育綜合改革的考驗,不得不轉變既往思維,將數據作為為教學提供服務的依據和憑證。而信息技術的不斷成熟,使得數據的獲取變得相對容易并且多元化。這些數據出現了關聯和邏輯,利用相應的技術手段我們可以抽取并刻畫出學生的學習過程。信息技術作用于教學的最大價值體現就是能夠多大程度上優化學習的過程與教學的結果。這些能夠反映學習者學習過程的、具備內在關聯和邏輯的數據集就是我們認為的學習行為印記。若能夠獲取這些行為印記,我們就能夠正面回應“信息技術是否促進學習”的詰問。

  三、何以評估學習:獲取學習行為印記

  “過程性評價”的呼吁延續多年,對于學習的評測仍舊屢遭詬病。究其原因,很多人簡單地將學生的測驗、作業等散亂的信息作為過程性評測的主要來源。固然這些數據在一定程度上反映了學生的學習與結果,但是卻未必能準確描繪學生的學習過程。正如Bingimlas(2009)所說,目前很多學校都還處于ICT應用的早期階段,對于學習效果的提升、教學的改進還未能提供充足的證據加以說明。因此,想要客觀地評估ICT的效果,必須尋求更為充分的證據來對其進行驗證。相較于零碎的節點數據,學習行為印記更能夠說明學習者在學習過程中的投入與結果。

  伴隨著學習分析技術的發展,對于學習行為數據的需求不斷得到重視。利用學習分析技術可以對學生的學習行為進行關照和審視,以倒溯方式考察影響行為產生的需要、動機等因素,以及行為所攜帶的目的、個性、環境等元素,從而加以利用以優化學習過程及其發生的環境(郁曉華等,2013)。足見學習分析對于學習評估的重要性。依托學習分析的技術與方法,我們可以較為完整地重現學習的過程,因而這樣的學習刻畫對于評測學生的學習表現與學業成就更加具備說服力。隨著信息技術的不斷發展,學習管理系統已經獲取并存儲了大量的有關學生復雜學習行為的數據,從這些數據中挖掘出改進教學系統、提升學習效果的信息,在教育信息化領域一直有著巨大的吸引力(顧小清等,2012)。

  四、學業成就指標:從ICT 影響力指標到學習分析框架

  正如倫敦大學學院的Machin 教授(2006)所說,衡量信息技術與教育產出的因果關系是一件非常困難的事情。所以,在努力推進信息技術與教育深度融合發展的進程中,對于ICT教育應用效果的評測始終都備受矚目。為了測量ICT教育應用有效性和影響力,歐盟終身學習研究中心(Center forResearch on Lifelong Learning,簡稱CRLL)從領域(Domains)、指標(Indicators)和階段(Stages)三方面制定了評測的總體框架(Kikis et al.,2009)。基于領域內的不同維度,依據相應的指標來確定項目所處的階段(出現、應用、整合與轉變),最終為國家政策制定提供依據。但該框架中的評測要素是比較泛化的,很難找出可操作的具化指標來分析ICT對于學生學習的影響。為了應對ICT教育應用的評測指標缺乏可操作性和明確性的弊端,泛美開發銀行(Inter-American Development Bank, 簡稱IDB)將ICT對學習者的學習效果分為實踐改變、學生卷入、學生技能和學生成績四個維度,并且將實踐改變與學生卷入視為中介因素,通過調節學生的學習過程與中介投入進而影響學生的成績提升與技能習得(Cabrol et al.,2009)。考慮到當前數字化資源建設與最終的實效驗證之間出現了失衡,經合組織教育研究和創新中心(The OECD Centre for Educational Researchand Innovation,簡稱CERI)從環境、投入與結果三個維度構建了具體的評估體系(Osorio et al.,2009)。其中環境維度上各要素間接影響應用結果,而投入維度的要素則是通過調節ICT的使用,最終對學生的學習產生影響。相比而言,CERI的框架對于評測信息技術在學生學業成績與教學過程的感知或態度上的影響更具針對性。

  不難發現,各國及相應的組織機構已經清醒地意識到,學習過程中產生的數據比最終的分數更具備說服力,而國際上一些ICT應用項目的開展與評估也足以驗證這一點。如北歐“數字化學習研究項目”(E-Learning Nordic)的調查重點包括學生成績、教學與學習過程、知識共享與溝通等方面(Grünbaum etal.,2004)。歐盟“技術在小學的影響研究”(Study ofthe Impact of Technology in Primary Schools,STEPS)項目也更關注學生學習動機、信心投入、知識獲取(Balanskat,2007)。歐洲典型的“1∶1項目”(1∶1 Learning in Europe)更是要培養學生的21世紀技能(Balanskat et al.,2013)。丹麥的“海勒魯普學校” 計劃(Hellerup School) 注重對學生創新思維、批判性思維、合作能力、問題解決能力的培養(Mikkelsen,2003)。此外,香港的“電子學習實驗計劃”(e-Learning Pilot Scheme)、日本的“CoREF項目”(Knowledge Construction with Technology inJapanese Classrooms)、新加坡的“教育ICT的第三次整體規劃”(MP3)、韓國的“電子課本項目”(Digital Textbook Project) 等也對此有所傾向(Kampylis et al.,2013)。

  ICT對于教學的價值愈發體現在對學習過程的支持上。但上述的幾個指標體系均是從整個信息化的過程探尋其影響力,運用這樣的指標體系對信息技術的影響力展開評估往往是一件非常龐大而復雜的工程。對于普通的教師而言,ICT的指標并不能真正契合實際的評估需求,他們更關心的是信息技術對于學生的學習究竟起到了什么樣的作用,而驗證這一問題的實踐相對來說是小規模的。探尋信息技術的影響應當包含小規模研究,并提供充足的定性與定量相結合的證據(Balanskat et al.,2006)。為此,本研究構建了如圖1所示的學習行為分析框架。

  ICT的使用對于學習來講,并非直接作用于學生的學習結果,更多時候是體現在強化學生的學習過程,進而間接影響學生的學習結果。而在此流程之中,學生的學習投入會伴隨著ICT的使用而有所變化,這種投入是學生多方面的體現,包括學生的情感、認知與行為(Fredricks,2015)。因此,筆者構建的分析框架試圖從學習的全過程來獲取學生的相關數據,判斷信息技術到底對于學生學習的哪些指標產生了影響,影響的程度究竟有多高。當然,為了更加全面地了解學生的學習表現和結果,更為詳盡地刻畫學習者的行為印記,我們綜合考量了不同環境下的學生數據的捕獲。只有整合線上線下的數據,綜合評定學生的學習過程、學習投入以及學習結果,才能更好地收集證據以應對“信息技術并未促進學習”這一爭論,解釋ICT的使用在多大程度上影響了學生的學習。

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  運用這個框架需要注意:首先,明確ICT的環境與內容。信息技術的類別非常多,要聚焦到具體的類別上加以評測。其次要注重對學習全過程數據的收集,不僅應包括學生的成績,還應該包括學生的分析與認知轉移、情感投入、行為變化等多重數據。最后要通過學習分析技術對數據加以詮釋。

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