前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的數字教育的理解主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關鍵詞:電子技術課程;實踐教學環節;能力培養
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)06-0187-02
電子技術是高職院校應用電子技術專業的一門重要的專業核心課程,本課程的任務是使學生掌握模擬、數字電子技術的基本理論和基本知識,并通過實踐訓練,使學生具備較強的電子設備和儀表操作、電子元器件檢測、電路分析和設計、電子電路裝配和檢修技能,具有很強的應用性和實踐性。我們在電子技術課程教學中發現,合理地設計和設置電子技術課程的實踐教學進程和實踐教學內容,不但易于學生掌握和理解深奧的理論知識,還有助于提升學生的技術應用能力和實踐水平。因此,我們針對以往電子技術課程所設置的實驗注重驗證性實驗、缺少設計性實驗;實訓環節設置相對獨立,缺少與其他專業課程的融合和練習;實訓項目單一、內容陳舊;實踐課程考核標準單一,沒有引入職業技能鑒定標準等問題進行了改革和實踐等問題,重新構建和設計了電子技術實踐教學環節。
一、構建電子技術課程層級遞進式實踐教學體系
高職院校培養的是應用型、技能型人才,而非研究型、理論型人才,因此在開發和設計課程實踐教學環節的時候,應以培養和訓練學生的職業能力和技術應用能力為出發點和立足點。
1.明確課程定位,確定能力培養目標。作為應用電子技術專業的專業核心課程,通過電子技術課程的學習,學生不但要具備儀器儀表和工具使用、元器件檢測和選用、電路識圖和分析等基本技能,還要具備電路裝配、制作、檢修等高層次的技術應用能力,為后續課程的學習準備必要的知識和技能。由此可見,本課程能力培養目標具有一定的層次性和遞進性。
2.構建層級遞進式實踐教學體系。根據電子技術課程能力培養目標,并結合高職學生學習特點、知識技能系統建構的過程,設計由基礎實驗、拓展實驗、技能實訓等3個環節構成的電子技術課程層級遞進式實踐教學環節,立足于學生基本職業能力訓練的同時強化技術應用能力培養。(見下圖)
在實驗環節,旨在加強學生的基本實驗技能訓練,增加設計性、綜合性的拓展實驗比例,從原來的以小單元局部電路為主轉移到多模塊、綜合系統應用的拓展實驗為主,訓練理論知識應用能力。在技能實訓環節,系統地將職業基礎技能、基本技能和實用技能結合在一起,讓學生在實踐操作中完成知識的總結、應用和技術應用能力的訓練和提升。
二、開發與專業技術發展相對接、與實際生產相對接的實踐項目
1.實驗項目注重新器件、新技術應用,與專業技術發展對接。基礎性實驗項目注意及時跟進專業先進技術發展,在原有的分立元件、單元電路為主轉向中、大規模集成電路與GAL、FPGA芯片使用并重,縮短教學內容,滯后市場實際應用的距離。例如,拓展性實驗通過設計小型電子控制系統,訓練學生綜合應用模電和數電知識以及對各功能電路、芯片之間的連接和匹配方法的綜合運用能力,同時適當地引入現代化的電子電路設計方法,將傳統的電路設計方法與EDA技術相結合,培養學生對新知識、新技術的掌握和運用能力。同時,在拓展性實驗中我們主要應用Protues軟件進行設計和結果仿真,這樣一方面避免了需準備大量硬件器件的過高要求,便于學生不同設計思路的實現、驗證和修改,獲得較好的實驗效果,另一方面也訓練學生掌握了先進的設計手段,為后續課程學習奠定了基礎。
2.實訓項目注重真實性與可操作性。技能訓練安排在課程學習結束后的集中時間段進行,項目選取不但要具有典型性和真實性,還要滿足教學低成本和可操作性要求。因此,基本技能訓練我們選擇了雙波段收音機和模擬烘手器兩個項目,重點進行單面電路板和雙面電路板、分立元件和貼片元件的電子產品裝配訓練,綜合訓練學生的七種電子基本技能,讓學生在實踐操作中進行技術應用能力的提升,幫助學生完成從電子技術基礎學習到工程實際開發的過渡。
三、實踐訓練和考核引入職業標準和企業標準,強化職業規范培養
實踐教學是對學生進行規范訓練和職業素質養成訓練的關鍵環節,在教學中引入職業標準、企業生產標準和工藝標準對培養學生的生產意識、質量意識,提升學生職業崗位適應能力的作用明顯。因此我們將本專業面向的就業崗位之一——電子設備裝接工職業標準和崗位技能要求進行整合、提煉,融入到雙波段收音機和模擬烘手器裝配中,在組裝過程中關鍵的工序環節均按照企業工藝規程進行操作。同時在制定實踐考核方案和產品驗收標準時均按照產品裝配工藝和檢驗工藝進行驗收。這樣的教學設計注重了課證融合,將學生職業技能、職業素養的培養融于日常教學中,有利于后期職業資格技能鑒定工作的進行。
四、實踐教學環節設計及教學實施中應注意的問題
1.實踐教學內容設計要具有職業性、針對性和實用性。高職教育的職業性、針對性和實用性要求必須依據職業崗位群的實際需要進行課程教學內容設計和選擇。因此,我們不但要加強實踐教學內容與職業標準和行業標準的相互溝通和銜接,并且當由于經濟和專業技術發展變化使職業崗位群的職業技能發生變化時,相關課程和教學內容也要隨之優化,不斷調整、充實新的教學內容和教學項目。
2.高素質的實踐指導教師有利于實踐教學效果提升。在實踐教學項目設計時,要求教師不但應具有較深的理論水平和綜合的專業知識,還必須具有一定的實際工作經驗,能夠科學合理地選擇教學項目、進行教學設計;在實踐教學中,要求教師不但要具備較高的實踐技能,還必須具備一定的教學設計和教學方法論知識;不僅能夠進行實踐操作和指導,還要對學生進行相關知識的傳授以及對教學過程中出現的各種問題進行現場解決。可以說,學生職業能力的培養在校期間主要取決于教師的實踐能力,因此高素質的指導教師將有助于確保實踐教學環節開發、設計和實施全過程的工作質量以及教學目標的實現。
參考文獻:
[1]辛艷凌.構建電子技能實訓課項目式教學模式的實踐與探索[J].新課程學習,2011,(3):104.
蘇彥豪 中正大學電訊傳播研究所
[內容摘要]本文擬以空間的角度,對于網路空間(Cyberspace)的公共性與私密性做理論性的探討,論述層次有三:(一)介面端(interface): 從新媒介革命的角度思考,電訊傳播科技讓人在客廳、臥室等私密處得以接觸公共訊息,并以互動方式進行公共參與,模糊了公共與私密空間的感知和界線。(二)網路空間的空間結構:網路被無數的討論區、站臺分割成成千上萬的區隔空間,而網路的機制又促進的同質性高的社群在各自的討論領域中進行私密的對話,而這些各自區隔的空間其實是極容易讓其他群體窺視和進入的,在這樣的「公私兼具或「公私交疊結構下,空間的公私之間如何區分?(三)區位生態緊張:網路空間以松散的方式區隔各個討論區,威脅了個別討論區的私密性,也讓網路公共與私密的空間因著不同的族群空間認知而呈現更緊張的狀態。因此,空間屬性不僅影響到網路使用者對網路和特定討論區的參與方式,也是網路管理人員用以維持規范、建立討論氛圍的機制。而網管人員與使用者的互動,正是形成網路文化的要素。
一、研究背景與問題意識
想像著我們使用電腦的情境...
通常,我們把電腦置放在電腦室、辦公室、家中書房或者宿舍中,使用時往往是一個人單獨的面對著螢幕,透過鍵盤或滑鼠從事工作或休閑,由于操作上的設計,電腦成為一種「個人化的使用工具,透過電腦從事何種活動,都具有相當的私密性。事實上,八年代由 IBM 提出的 Personal Computer(PC),雖然是作為一種商品的標示,但同時也說明了電腦作為一種個人化的「計算工具,在人與機器的互動上(Human-Computer Interaction),使用電腦基本上是一種個人私密的經驗。
再想像置身網路上的情境...
關鍵詞:計算機游戲; 數字教育游戲;游戲設計
中圖分類號:G434 文獻標識碼:A 文章編號:1672-7800(2012)005-0188-02
0 引言
基于計算機的數字教育游戲已經成為學界的研究熱點之一。然而,“教育游戲”、“教育游戲軟件”、“輕游戲”、“游戲化學習軟件”和“數字(電子)教育游戲(教學游戲)軟件”等多個概念并行存在甚至不加區分混同使用。凡此種種,無疑會對教育游戲研究與產業發展帶來負面影響。究其深層原因,歸于對數字教育游戲概念理解不足所致。因此,準確界定數字教育游戲,擺脫概念使用的混亂狀況是促進其研究與實踐的一個核心問題。
“教育游戲”一詞在漢語中是“教育”與“游戲”結合而形成的復合式偏正型合成詞。其中“游戲”是主詞、“教育”對其進行修飾與限制。由此看來,對“數字教育游戲”概念的界定必須依賴對“游戲”概念的準確把握。
1 游戲的定義
1.1 先哲眼中的游戲
在電子/視頻/數字游戲出現之前哲學家、人類學家等對游戲的概念作出他們自己獨到的解釋。哲學家康德從“自由”看待游戲,認為游戲是內在目的并因而自由的生命活動。伽達默爾從自我表現論的角度出發,認為游戲是以自我表現為根本目的的活動。弗洛伊德認為,游戲是人借助想象來滿足自身愿望的虛擬活動。從以上可以看出,無論是自由的生命活動,還是以自我表現為根本目的的活動,先哲們都承認游戲是一種特殊的活動,并探索其本質及其對人類的價值。但并未提及游戲作為一種活動的運行機理。荷蘭著名人類學家胡伊青加則認為:“游戲是一種自愿的活動或消遣。這種活動或消遣是在某一時空范圍內進行的,其規則是游戲者自由接受的,但又有絕對的約束力。游戲以自身為目的而伴有一種緊張、愉快的情感以及它不同于日常生活的意識。”胡伊青加在對游戲本質與目的探討的同時,更是突出概括了其構成因素:自愿、時空、規則、自由、約束、緊張、愉快。
1.2 教育學界對游戲的詮釋
在教育史上把游戲與教育結合起來的締造者是福祿貝爾。在他的論著《人性教育》中認為游戲是一種喜悅、自由、平靜、能夠和外界平和,同時有第三者能和你起共鳴和同享的活動。在福祿貝爾看來,游戲是一種活動,幼兒時期的學習就是去參與游戲活動。他突出強調了游戲的教育價值,且認為幼兒教育的根本在于使幼兒從游戲中學習。
美國著名教學設計專家John V. Dempsey將計算機游戲理解為“由一個或多個玩家參與的一系列活動。活動含有目的、約束、和結局。游戲的某些方面是規則導向的與虛構的。最后,游戲在很多方面含有競爭,即便是與自己競爭。”Dempsey對游戲的闡釋突出強調了游戲是一種活動,也概括了游戲的機制與結構組成。但并未提及計算機游戲是否與現實環境中的游戲活動存在差異。
1.3 計算機游戲界對游戲的分析
美國著名電子游戲設計師Eric Zimmerman將游戲定義為:“為得到某種結果而進行的有規則的活動。”
1.4 總結
學者從自身專業角度出發對游戲的概念做了深入分析,闡述了游戲對于人類、對于兒童發展與學習的價值,分析了游戲的本質屬性;承認游戲是一種特殊的活動;并未提及現實環境的游戲和電子/數字環境的游戲存在的本質差異;部分學者從結構性因素出發對游戲加以解釋,這無疑為認清游戲的內部結構及其活動運行機制提供便利,但是對游戲結構性因素的分析不夠全面或沒有進行必要的分類歸納而出現片面景象。
2 計算機游戲的結構
從活動理論看,游戲是一種特殊的活動,是一種結構復雜的活動系統,除一般活動系統因素之外,存在著不同于其它活動系統的因素,即驅使主體參與游戲的因素:動機因素。若不存在動機因素,游戲便失去“靈魂”不成為游戲。活動系統因素是游戲的骨肉,動機因素是游戲的靈魂。
社會文化歷史學派維果茨基提出的活動理論強調活動的社會屬性,活動系統因素中存在“群體與分工”,活動系統6因素中只考慮:“玩家、目的/任務、規則、道具”是游戲活動系統的必要因素,不予考慮“群體與分工”二因素,原因在于游戲中有“單人游戲”,因此“群體與分工”因素不應該成為游戲活動的必要因素。
關于游戲的動機因素,學者康德、佛洛依德、胡伊青加、Malone等對其皆有論述。通過對數字環境下與現實環境下的“游戲活動”(老鷹抓小雞、仙劍奇俠和魔獸世界等)所涉及到的學者們所述的動機因素“自由、自愿、自我表現、滿足自身愿望、剩余精力的發泄、控制、約束、緊張/愉快/喜悅/平靜、挑戰/競爭/沖突/對抗、幻想/想象、好奇、神秘、和結局、交互、獨立反饋、表征或故事”進行較為全面的分析比較,從中初步得出4個對于計算機游戲的必要動機因素“想象、自由、競爭、獨立反饋”,其余均為充分因素。
3 基于計算機的數字游戲概念界定
游戲活動賴以開展的空間環境存在差異。目前有兩類空間環境,現實的物理環境與通過技術手段所創設的數字(視頻/電子)三維或二維的虛擬環境。而上述對游戲的解釋并未突出闡明游戲活動所依托的空間環境。因此,在概念界定中有必要對“現實環境和虛擬環境”做出體現,加以區分。
遵從游戲的活動性實質,從活動理論框架出發,在對游戲活動系統4因素“玩家、目的/任務、規則、道具”、動機4因素“想象、自由、競爭、獨立反饋”初步分析基礎上認為,計算機虛擬環境下的數字“游戲”是指:玩家借助想象在現實或虛擬環境中以道具為中介、以任務為驅動、以規則為導向自由參與競爭,并接受獨立反饋的交互性活動。
4 基于計算機的數字教育游戲的定義
4.1 國內學者關于數字教育游戲的解釋
國內學者對基于計算機的數字教育游戲的理解與解釋,大致可分為以下4類:①教育游戲是軟件、教育/學習軟件、游戲軟件、介于教育軟件與游戲軟件之間的軟件;②教育游戲是具有教育意義的游戲環境或具有娛樂意義的學習環境;③教育游戲是一種特殊的活動;④輕游戲。綜合來看,國內大多數教育技術學者將教育游戲理解為“軟件”,對教育游戲的解釋強調4個特點:突出其教育功能與意義,然而單純以此鑒別教育游戲是有失偏頗的;強調教育與游戲的有機結合而未體現出結合思路;認為游戲是實現教育目的的手段而未能深入探索其內在結構,強調其外在表現形式是軟件而未對其內容加以認識。另外存在與“教育游戲軟件”、“教育游戲”混同使用的現象,存在現實環境下的教育游戲與虛擬環境下的教育游戲混同使用的現象。
【關鍵詞】兒童;數學學習;個別差異;個性化教育
個性化數學教育在21世紀之初就顯示出了其蓬勃的發展勢頭。隨著我國課改的逐步深入,參照世界先進教育理念的發展方向。在兒童數學學習過程中,了解兒童個別差異,有針對性地對待不同的學生,在當今數學教育具有深遠意義。
一、兒童數學學習的個別差異
(一)學習水平差異
數學學習在兒童的學習生涯中占有至關重要的地位。由于學校教學條件,家庭環境氛圍以及自身智力差異等因素,兒童在數學學習中呈現出了較大的水平差異。主要表現在:對數字概念的理解;對數學符號的運用;運算能力的強弱等。經研究證明,某些3--4歲的兒童數字概念很強,有些可以超過一二年級的水平,而這種學習水平差異與年齡的增長呈正比。在對數學符號的理解方面,兒童也會表現出不同的水平,如對1+1=2的理解,可以從外部添加一樣東西組成兩樣東西來表明兒童對于“+”的理解。兒童性別也對其學習數學的水平有一定影響。女生在學習中比男生更容易與老師形成良好的關系,并在態度上更為積極,認真,但女生的數字理解能力,運算能力比男生略弱。
(二)學習風格差異
學習風格主要是指兒童在一定時期內的學習過程中,表現出來的相對穩定的外在認知、個。兒童在學習中很容易養成自身學習習慣和偏好。學習風格不同,偏好不同,兒童對于數字信息的處理能力、組織能力和記憶能力也不同。有些兒童在數學學習中較為耐心,細心,容易分辨數字符號等,能避免出現錯誤。相反,有些兒童在學習數學的過程中極易受到外部環境的影響,比如窗外的汽車聲、桌上擺放的小物件等,這就為兒童數學學習造成了一定阻礙。另外,有些兒童對數字不敏感,接受抽象思維的反應較慢,需要通過各種具體的形象的方式才能理解某些數學概念。自身個性特征也會影響兒童數學學習。個性外向的善于與他人討論研究結果,個性內向的往往偏向于獨立思考,不好意思向他人詢問。
(三)學習情感差異
兒童對數學本身的情感是兒童學習數學的重要條件。很多兒童在早期學習中受到了同學嘲笑或是老師的冷淡態度,對數學學習抱有很強的抵觸情緒,認為自己在智力上不如他人。這樣的學習情感很難使兒童樹立信心,加強和老師同學的互動交流。另外,由于數學學習難度的加深,兒童對數學學習的情感容易隨年級的增加而下降。
二、個性化數學教育的實施措施
個性化數學教育在我國開展的時間并不長,因此,還有很多需要在實踐中得以改正和發展的地方。本文重點提出三個個性化數學教育中的重要措施,使兒童能有良好的數學學習體驗,同時也有利于優秀教育理念在教學實踐中開展。
(一)完善教育、組織體制
個性化數學教育歸根結底要落實到各個學校,各個班級中,因此要不斷完善教育體制。個性化教育要求教師與學生的良性互動,需要保持一定的小班化教學,學生人數不宜過多。但這樣的要求在我國目前的教育大環境下,實施起來還有一定的困難。應該在發達地區先實施試點,逐步向欠發達地區推進實施。只有實施小班化,才能保證教師對兒童學習過程的監督和管理,抓住不同兒童的特點,實現真正的個性化。
(二)采用多元化教學方法
數學作為抽象性很強的學科,要求具有從具體到抽象轉化的思維。兒童對于數學學習具有很強的導向性。單一的,普通的教學方法很難使兒童長期集中注意力,并完成思考運算過程。因此采用多元化的教學方法很有必要。對于數字概念和運算,如果為兒童提供具體的實際的教學模具,再逐漸向圖像、符號等方面轉化。另外,可以借助多媒體設備,為兒童創造出全面的立體的數學學習環境,充分調動眼、手、耳等多個身體器官,使兒童掌握抽象概念,發現數學規律。多元化的教學方法有利于激發兒童對數學學習的興趣,提升兒童數字辨識能力。
(三)教師與兒童的全面互動
教師應當與時俱進,深入領會課改要求,充分了解并認識個性化數學教育的重要性,努力提高自身教學能力和水平。因材施教最重要的一點就是要充分了解學生。兒童正處在性格形成的過程中,思維及行為模式都不會完全相同。因此,教師應當在教學過程中,與兒童全面互動,讓他們認識到自己受到老師重視,樹立學習數學的信心,使他們不是被動地接受知識。僅靠老師一人互動還不全面,還應在兒童數學學習中貫穿多種學習形式。另外,由于每個兒童數學學習水平的不同,教師應該充分了解學習方面較困難的兒童,分析兒童在數學學習中的問題所在。如:有些兒童手指比出的數字與口頭說出的數字不一致,出現了口頭念慢的情況,教師應當放慢數數速度,引導兒童把一個數字數清楚比清楚后再進行下一個。
三、總結
在充分研究兒童數學學習個別差異和對個性化數學教育深入理解的基礎上,認識到兒童的差異,找到針對不同學習水平,不同學習風格,不同學習情感的兒童的學習方法,做到體制上個性化、教學方法個性化、教學主體個性化,從根本上踐行我國課改方案要求和世界先進的教育發展理念。與此同時,使兒童的數學學習得到有效提高,綜合素質得到全面的發展。
當今的教育強調以人為本,即教學以學生的先導知識水平、興趣愛好和認知特點作為切入點而展開。以接受了幾年甚至幾十年傳統音樂教育的學生作為教學對象時,不能只從藝術或技術的角度去傳輸計算機音樂的知識,而需兼顧學生的藝術特點和計算機的技術特點,以數字化的理念指導教學,以媒體的視角檢驗教學。
本文借助數字媒體藝術的設計理念,提出一種新型的計算機繪譜軟件的教學方法,以充分挖掘學生的藝術底蘊,合理運用計算機的智能化,使學生在掌握軟件操作方法的同時,能遵循藝術規律,靈活創作藝術作品。
一、計算機繪譜軟件教學現狀分析
計算機音樂是伴隨著計算機軟、硬件的更新換代而不斷發展的。隨著數字化技術的提出與普及,軟件化成為一種發展趨勢,計算機音樂亦是如此,合成器、采樣器、音源等諸多重要硬件因素的軟件化使得計算機音樂逐步走向通用和自由。
軟件教學是計算機音樂教育的主要內容,而計算機繪譜軟件能夠將樂譜由紙媒介輸入到計算機中,以數字化的形式存儲到磁媒介上,繼而可以對樂譜進行編輯修改、MIDI回放、輸出打印、聯機等處理,有效地實現資源共享和重復利用,因此,計算機繪譜軟件常被作為計算機音樂的入門級軟件,以及作曲、配器等課程的先導課程。許多藝術專業教師對計算機繪譜軟件的教學法進行了相應研究,也有許多軟件工程師對軟件技巧進行了探索與總結。然而,專業教師在教學中側重的是音樂織體、曲式特征等專業因素的考量,忽略了軟件本身的智能化;而軟件工程師則注重軟件技巧的運用,忽略了音樂的視聽規律。這樣的教學往往會導致兩個結果,一是學生對于軟件的學習止步于打譜、改編、輸出、回放等與音樂相關的片面功能;二是學生對于軟件技巧的關注過度,而不能從音樂的角度激發靈感、創作作品。這些都不是計算機繪譜軟件教學所追求的效果,因為繪譜軟件是音樂藝術與計算機數字化結合使用的工具,故而無論從哪個角度去單方面傳輸知識都是不科學的。
如果從數字媒體藝術的設計理念出發,在教學目標、教學手段、教學方法等各個教學環節都做到藝術數字化,便能夠使學生真正理解繪譜軟件,并合理利用軟件進行藝術創作。
二、數字媒體藝術的教育指導理念
數字媒體藝術是指以數字科技和現代傳媒技術為基礎,將人的理性思維和藝術的感性思維融為一體的新藝術形式,是以數字科技作為必要的創作手段、以數字媒體作為傳播途徑、以數字媒體用戶作為傳播對象的藝術,具有綜合性、交叉性、藝術性、多樣性以及大眾化等特征。數字媒體藝術創作與設計的核心是藝術創作和設計與計算機科學和技術的交叉,其研究的重點是如何運用數字藝術創作工具(如數字圖形、圖像、音頻等采樣、創作工具和軟件等),根據人們的使用需要、審美需要以及藝術創作和設計規律,來創造具有藝術美感的作品。
數字媒體藝術可以說是在藝術構思與創新思維的基礎上融入了當代數字技術的最新成果,其結果是促成了集視、聽、觸等多種感官效應于一體的數字媒體藝術作品的出現,引導了藝術觀念以及藝術創新思維模式的改變。李四達先生曾撰文論述數字媒體藝術的符號學解讀,即借助現代邏輯符號學,將數字媒體藝術的設計過程進行分解,定義為由元數據經過模塊化、數字化、語法表現到交互藝術的過程,進而闡釋了在符號學分解的情況之下對元素經過剪切、拼貼、扭曲、重組、合成而得到新型藝術形式和藝術作品的可能性與具體構想,這為數字媒體藝術設計與創作的教學提供了重要參考。
計算機音樂是影音藝術與數字化科技相互交叉融合的數字媒體藝術,同樣具有數字媒體藝術的全部內涵和外延,因此,將數字媒體藝術的創作和設計理念應用于計算機音樂軟件教學是科學合理的。特別是計算機繪譜軟件作為基礎軟件,如果其教學理念滲透了數字媒體藝術的設計思想,便能夠將這一理念延續下去,體現于后續其他軟件的教學當中,有效地指導教師的教學和學生的創作。
三、基于數字媒體藝術理論的計算機繪譜軟件教學法
本文討論的是音樂院校(或專業)計算機公共課中計算機繪譜軟件的教學。作為計算機音樂課的先導課程,計算機基礎課擔負著多重任務,并具有其明顯的特殊性,即必須使學生能夠熟練掌握軟件的使用,而又不拘泥于軟件的操作技巧,其教學重心應定義為在藝術的層面講授技術層面的內容,這正是數字媒體藝術理論教育理念的宗旨,具體表現于教學的各個環節。
1.教學目標的定位
數字媒體藝術是基于數字科技的藝術表現形式,是藝術的一種非線性表達,具有即時性、時空性、交互性、多樣性、數字化和虛擬化等特點,由此分析,計算機繪譜軟件的教學目標勢必要順應其自身的特點及內涵,第一,使學生在學習軟件之初理解軟件在處理樂譜中的數字化與非線性表現;第二,使學生在簡單使用軟件時理解軟件在設計編排樂譜中的即時性與多樣性表現;第三,使學生在深入掌握軟件時理解軟件在作曲、配器中的時空性與交互性表現。
如此定位教學目標,既可以使學生在循序漸進的學習中理解和掌握軟件的功能與數字化技術,又抓住了學生對計算機音樂的研究和學習興趣,從而為后續內容的學習積累必要的技術能力和音樂情感。
2.教學方法的選擇
李四達先生在數字媒體藝術方面做了大量的教學實踐和研究,他論述的數字媒體藝術的符號學解讀是對數字媒體藝術的一種精髓式的分析,也是對數字媒體藝術設計與教學方法的全新解釋。計算機繪譜軟件作為借助計算機處理樂譜的工具,具有很強的符號學特點,因此,在教學中應根據不同階段的特點選擇不同的教學方法。
首先,教學之初的內容可以類比“語法、表現形式”的認識,采用發現法與討論法,使學生在掌握樂譜導入導出、MIDI回放等基本功能的同時通過討論加深對繪譜軟件操作手段的認識,同時發現繪譜軟件的強大功能,并培養起對計算機音樂的濃厚興趣和學習意向。
其次,樂譜深度處理的內容可以類比“元數據、模塊化”的理解,采用演示法與實驗法,使學生在觀看演示的同時掌握軟件的相關功能和操作方法,隨后在主題實驗中練習軟件的操作,并運用專業知識合理改造編排樂譜,加深學生對計算機音樂及計算機輔助處理功能的理解。
最后,樂譜創作及配器作曲的內容可以類比“數字媒體與交互藝術”的定義,采用互動法和開放式教學方法,使學生充分運用專業知識,激發音樂創作靈感,借助繪譜軟件,在設定的主題和曲式范圍內進行音樂創作。
3.教學評估的設計
數字媒體藝術是現代科技手段與藝術思維相互結合的體現與產物,新技術、新媒體帶來新思維,這就意味著數字媒體藝術的教學評估不能只從某個或某幾個方面去片面地進行,而應集中考察教學在技術層面、藝術層面和交互層面的效果,因此基于數字媒體藝術理論的計算機繪譜軟件的教學也應從這三個方面在不同階段進行評估。在教學初期,教學評估應考察學生對繪譜軟件功能的熟悉程度和對計算機音樂的認知水平;在教學中期,教學評估應考察學生對繪譜軟件操作的熟練程度和對樂譜處理的感知水平;在教學末期,教學評估應考察學生對繪譜軟件的綜合運用能力和作曲配器的藝術設計與創作水平。
結語
計算機音樂的產生與發展為音樂領域提供了新的表現形式和研究方向,計算機公共課也肩負著普及音樂軟件的重要使命,如何向非計算機音樂專業的學生恰當地介紹音樂軟件成為一項急迫的研究課題。本文以繪譜軟件的教學為研究對象,從分析當前繪譜軟件的教學現狀入手,討論了數字媒體藝術理論對計算機音樂教學的指導意義,并提出了相應的教學法,對基于數字媒體藝術理論的教學目標、教學方法、教學評估進行了研究。本文提出的教學法兼顧了繪譜軟件教學的藝術與技術兩個屬性,能夠科學合理地指導教學,幫助學生掌握完備的繪譜軟件操作方法,培養基本的計算機音樂素養,適用于音樂院校(或專業)的計算機公共課教學。
(注:本文為沈陽音樂學院院級科研項目研究成果,項目編號:2010kyb083)
參考文獻:
[1]林貴雄,呂軍輝.計算機音樂與作曲基礎[M].北京:清華大學出版社,2009,2.
[2]唐霽虹.大學計算機基礎[M].北京:清華大學出版社,2007,9
[3]黃志鵬.我國電子音樂相關學科與專業發展回顧及展望(上)[J].音樂研究,2008(2).
[4]黃志鵬.我國電子音樂相關學科與專業發展回顧及展望(下)[J].音樂研究,2008(3).
[5]孟繁,張曉峰.淺談現代計算機技術與音樂的結合[J].黑龍江科技信息,2007(7).
[6]侯蕾.淺談我國計算機音樂課程的發展策略[J].中國科技創新導刊,2008(12).
[7]徐德雷,高金香.從琴房到機房――談計算機音樂對音樂教育的意義[J].藝術教育,2009(1).
[8]趙欣.電腦音樂與電腦音樂教學[J].中國教育信息化,2008(3).
[9]翟沁.計算機音樂教學法研究[J].發展,2008(2).
[10]馮杰.高師計算機音樂教學模式之探究[J].歌海,2009(2).
[11]徐恩平.計算機軟件輔助音樂教學[J].科技信息,2009(2).
[12]林貴雄,呂軍輝.計算機繪譜[M].北京:清華大學出版社,2007,2.
[13]謝鍵銓.Finale 2004繪譜軟件快速攻略(一)―(八)[J].樂器,2005,(4―11).
[14]電聲研究所.Sibelius 5來了[J].樂器,2008(10).
[15]李四達.數字媒體藝術概論[M].北京:清華大學出版社,2006,11.
[16]李四達.數字媒體藝術學科體系的探索[J].裝飾,2011(4).
[17]李四達.數字媒體藝術的符號學解讀[J].北京郵電大學學報(社會科學版),2009(11).
關鍵詞:數感;涵義;教育價值
我國2001年頒發的《全日制義務教育數學課程標準(實驗稿)》(以下簡稱《數學課程標準》)在關于學習內容中安排了四個學習領域,指出“課程內容的學習,強調學生的數學活動,發展學生的數感、符號感、空間觀念、統計觀念,以及應用意識與推理能力”,同時描述了數感的主要表現。在總體目標的具體闡述中,將“建立初步的數感”列入數學思考目標的首項要求,可見,數感已成為我國義務教育階段數學課程中一個全新的重要內容。
什么是數感?數學課程中安排數感有什么教育價值?自然就成為數學教育工作者十分關注的問題。
一、數感的涵義
“數感”的英文是“Number Sense”,也可以翻譯成數覺或數意識。這個在西方數學教育中的常見詞語,首次作為我國數學課程的一項培養目標,為我國當前的數學教育傳達了一種全新的信息。什么是數感?可以從其歷史發展過程中,國內外學者的有關論述中加以考察。
(一)數感是關于數字(量)的直覺
1976年,Carpenter與他的同事分析NAEP數據在估算上的作用之后,得出結論:在學生能很好地進行估算之前,他們一定發展了一種數量的直覺,一種用數字表現量的感覺。[1](34)后來這種關于數量的直覺被稱為數感。
1989年在美國的NCTM中,對數感進行了如下的闡述:“數感是一種關于數字的直覺,它從數字的所有不同的意義的表述得以表現。”[1](34)
(二)數感是關于數概念的網絡結構
1988年,Judith Sowder將數感定義為:“一個具有良好組織的概念網格結構,它能夠使一個數字和它相關的操作特性相關聯,并且以靈活而有創造性的方式解決數字問題。”[1](34)這就是說,數感是關于數概念的網絡結構,這個網絡結構是隨著數概念的不斷擴大(自然數小數有理數實數復數)在人腦中逐步形成的,它幫助人腦接納數學中的其他知識,使人開始以數為基礎逐步建構數學知識系統,并且能夠自覺選擇靈活而有創造性的方式解決數字(量)問題。
(三)數感是與數字相關的教育目的的非精確形式
1989年,Resnick用非決定論的、開放式的思考對數感進行了闡述:數感抵抗我們已經在學校教育中所設定的以聯系被指定目的的精確形式。[1](34)即是說,作為一項教育目的,對于設定的與數字相關內容的精確形式而言,數感是相應的非精確形式。然而,當它發生的時候,列出數感的主要特征是相對容易的。(1)數感是非算法。那是因為行動的路徑不被預先完全敘述。(2)數感是合成物。總路徑不是“看得見”(心理上)地來自任何單一觀點。(3)數感包括細微的判斷力和解釋。(4)數感包括多標準的運用,有時各標準之間會彼此沖突。(5)數感時常不確定。不是與任務有關的每件在手邊的事物都是已知的。(6)數感包括思考程序的自我規則。(7)數感思考是需要努力的。
(四)數感是對于數和運算的一般理解
1999年,Robert Rey、Barbara Rey等六位學者在對澳大利亞、瑞典、美國以及我國臺灣的8~14歲學生數感的評定研究中提出,數感是指“對于數和運算的一般理解,連同這種能力和傾向一起的是使用這種理解去靈活地作出數學判斷,并且發展有用、有效率的策略去處理具體的數學情境。它導致一種關于使數字變成一種有意義的實體的數字觀點,以及關于數學的操作和成果可以產生感覺的期望。”[1](34)
2001年,《數學課程標準》在關于學習內容的說明中,描述了數感的主要表現:“理解數的意義;能用多種方法來表示數;能在具體的情境中把握數的相對大小關系;能用數來表達和交流信息;能為解決問題而選擇適當的算法;能估算運算的結果,并對結果的合理性作出解釋。”這些表現說明,我國數學課程中的數感主要是指對數和運算的一般理解。
2002年,我國學者馬云鵬、史炳星認為:數感是人對數與運算的一般性理解。這種理解可以幫助人們用靈活的方法作出數學判斷和為解決復雜的數學問題作出有用的策略。在中小學數學教學中,發展學生的數感主要是指:使學生具有應用數字表示具體的數據和數量關系的能力;能夠判定不同的算術運算,有能力進行計算,并具有選擇適當的方法(如心算、筆算、使用計算器)實施計算的經驗;能依據數字進行推論,并對數據和推論的精確性和可靠性進行檢驗。建立數感可以理解為會“數學地”思考,這是十分重要的。[2]
2002年,我國臺灣學者Der Ching Yang關于數感的表述是:“一個人對于數字和運算的一般理解,以及處理日常生活中包括數字情境的一般能力,例如:形成有用的、靈活的和有效的策略(包括心算或估算)去處理數字問題。”[1](34)
(五)數感是對于數字(量)的敏感及鑒別能力
2002年,我國學者鄭毓信認為:為了說明數感,可以先看一些類似詞語的用法,如“語感”“方向感”“美感”“質感”等。顯然,這些詞語都代表了一種相關的能力,但與能力相比,又都含有一種“直感”的涵義,特別是指對于某些特定的事物或現象或屬性或方面的敏感性,及相關的鑒別(鑒賞)能力。而后者通常又并非是一種自覺的過程,仿佛已經成了主體的一種本能,一種直接的“感知”,從而在很多情況下是說不清、道不明的。[3]根據以上描述,數感可以理解為對于數字(量)的敏感及鑒別能力。
(六)數感是數概念擴展中產生的一種對數學的敏感與理解
通過以上對數感的歷史發展中各種定義的考察,筆者認為,數感是人們在數概念的擴展中而產生的對數學的一種敏感與一般理解。
(1)這種敏感與理解是對數字(量)的直覺,它幫助人們對數字(量)的直感迅速地反應為數學問題,使數學問題從感知層面敏捷地鏈接到數學思維。
(2)這種敏感與理解是關于數概念的網絡結構。這個網絡結構幫助人們以數為基礎掌握更多的數學知識,以選擇靈活而有創新的方式解決數量問題。
(3)這種敏感與理解具有非算法、非單一、非確定、非邏輯等特點,其反應時間短,穩定性差,是所需解決的問題與數學思維之間的按鈕,其靈敏度與數概念網絡結構的個性化有關。
轉貼于 二、數感的教育價值
數感的涵義及其特征,決定了數感的教育價值。正是對數感教育價值的認識,美國2000年的NCTM第32頁中強調指出:“這個標準的核心就是發展數感。”《數學課程標準》也首次將數感安排為學習內容,并列為“數學思考”中的重要目標。數學課程中安排數感的教育價值,可以從如下四個方面理解。
(一)建立數感有助于提高學生的數學素養
作為公民素養之一的數學素養,不只是用計算能力的強弱和解決書本問題能力的大小來衡量。學生學會數學地思考問題,具有理解和解釋實際問題的數學敏感,是數學素養的重要標志。即是說,數感的建立是提高學生數學素養的重要標志。
例如,一個小學一年級學生學習了自然數的意義之后,懂得了自然數可以表示物體的個數,當他看見盤子里的蘋果時,不再是注意蘋果的顏色,而是關注蘋果的個數,并且懂得比較兩個盤子中蘋果的多少。于是可以認為這個小學生具有了自然數感,這是他數學素養提高的標志。又如,一個初中畢業生,學了不少數學知識,但不會估計學校運動場的大小,不會用恰當的方式向別人說明自己所在的位置,不能在需要的時候用數學方式解釋某些現象,這樣的學生不能說是具有較高的數學素養。
學生數學素養形成的關鍵是在具體的問題情境中去探索、去發現,學會從現實情境中提出問題,找出數學模型。從一個復雜的情境中發現問題,就需要具備一定的數感。培養學生的數感,讓學生學會數學地思考,有助于提高學生的數學素養,克服數學教育中過分地強調知識與技能訓練、忽視數學與現實的聯系、忽視數學的實際運用等傾向。
(二)建立數感有助于學生對數學知識的自我構建
我們知道,數感是關于數概念的網絡結構,數概念網絡是接受數學知識的一個平臺。數概念網絡結構的形成和穩定是數感建立的關鍵,數感的建立有助于學生對數學知識的自我構建。
例如,學生學習了負數的概念,當他購物支出5元錢時,就會與負數建立聯系──用“-5”來表示這一問題。又如,怎樣為參加學校運動會的全體運動員編號?要求從號碼上就可以分辨出年級和班級,區分出男生和女生,表示出參加的項目類別。這是一個實際問題,它沒有固定的編排方式,而且不同的編排方式在實用性上是不同的。學生對于這一問題有效地解決,也要依托于數感的建立。
(三)建立數感有助于發展學生的創新精神和實踐能力
學生在數感建立的過程中,有很多機會接觸和體驗現實問題,交流自己對有關數的問題的個性化看法,用不同的方式思考和解決同一問題,對原有的數學知識結構進行改造。這無疑有助于發展學生的創新精神和實踐能力。
例如,德國數學家高斯小時候對于“1+2+3+…+100=?”問題的解決,就是一個由數感促進創新的典型案例。又如,池塘水面上生長著浮萍,浮萍所占水面面積每天增加1倍。經過100天,整個池塘長滿了浮萍。問經過多少天,浮萍所占面積是池塘水面面積的一半?從表面上來看,這是一個指數方程的問題。如果學生具有良好的數感,對“浮萍所占水面面積每天增加1倍。經過100天,整個池塘長滿了浮萍”就會產生一種敏感與理解,從而從隱秘形式中發現問題的實質:長滿浮萍的前一天,即經過99天,浮萍所占面積正好是池塘水面面積的一半。
數感是一種對數字(量)的直覺:“拿創造來說,關鍵是直覺……直覺像是思維的‘感覺’;人們通過感官的感覺,只能認識事物的現象,可是用直覺就能夠認識事物的本質和規律性,所以直覺也可以說是思維的洞察力。”[4]具有良好數感的人,就會憑借對數字(量)的本質認識建構自身的數概念網絡,有效地接納數學知識,形成良好的數學意識。在遇到實際問題時,就會靈敏地鏈接數學思維,從而進行數學地思考,創造性地解決實際問題。
(四)建立數感有助于提高學生的文化修養
從數學文化學的觀點來看,數學是一種具有獨特價值的人類文化。數學文化的獨特價值,一是體現在它的兼容性上,即它支撐著科學技術的各個領域,包容著人文精神的方方面面。正如數學家克萊因所說:“音樂激發或撫慰情懷,繪畫使人賞心悅目,詩歌能動人心弦,哲學使人獲得智慧,科技可以改善生活,但數學卻能提供以上的一切。”數學家在贊美數學時,即使是不同的流派,在這一點上也是異口同聲的。二是體現在它的先進性上。這是由功利和非功利兩個方面的先進性所決定的。當數學與科學技術相結合時,就能轉化為強大的物質力量,創造出新的、先進的社會生產力,這是數學文化價值的功利方面;抽象而具有神秘魅力的數學,同時還蘊涵了高深莫測的哲學、美學、語言學等人文精神,抽象數學中許多沒有直接“用處”的成果,可以提高人的文化修養和文化品格,是人類文化中的無價瑰寶,這是數學文化價值的非功利方面。[5]
數感是數學文化的一個重要成分。建立數感有助于提高學生的文化修養,主要表現為三個方面:第一,數感是人們對數學的一種敏感與理解,是數學(理性)精神形成的基礎;第二,數感是數學思考的催化劑,是思維發展的階段性(精神)成果;第三,數感是一種認知的直覺,是創新精神培養的關鍵。具有良好數感的人,在遇到實際問題時,就會憑借對問題的直覺,觸發創新思維的按鈕,探究問題解決的創造性策略。
參考文獻
[1]葉蓓蓓.對數感的再認識與思考[J].數學教育學報,2004,13(2):34—36.
[2]馬云鵬,史炳星.認識數感與發展數感[J].數學教育學報,2002,11(2):46—49.
[3]鄭毓信.“數感”“符號感”與其他──《課程標準》大家談[J].數學教育學報,2002,11(3):30—32.
關鍵詞:幼兒教育;課程游戲化;有機結合
幼兒好動,注意力不集中,自控能力弱,情緒化嚴重,如果不用正確的方法加以教育引導往往事倍功半。幼兒園課程游戲化是指把幼兒教育的目標、內容、要求融于各種游戲之中,這是教學與游戲有機結合的理想模式,能激發幼兒在活動中的主體意識,讓他們積極主動地參與游戲,同時是主動學習的過程,讓幼兒成為學習的主體和發展的主體,一方面保證幼兒得到游戲中的愉悅體驗,另一方面達到教育的目的。
一、精心設計游戲,促進幼兒全方面發展
課程游戲化不僅僅是帶領幼兒做游戲那么簡單,教師需要考慮教育目標、幼兒的能力、客觀條件的限制及安全等各方面的問題。首先,要保證游戲的連續性和完整性,幼兒的需求和愿望并不是一成不變的,這就需要游戲活動本身保持動態的發展,保證幼兒在游戲過程中有足夠的時間與周圍的世界進行互動,在不斷的感知與理解中形成對于事物的認識。如在學習數字比大小的時候,可以進行吃數字的游戲,每個學生身上貼一個數字,在老師大數字的口令的時候,數字大的學生可以通過揭下同學身上比自己小的數字獲得游戲的勝利,在老師小數字的口令的時候,數字小的學生可以揭下比自己大的數字,在游戲中加強幼兒對于數字大小的掌握,這個游戲還可以在今后更深入的學習中得到進一步的升級。在學習數字加減的時候,老師大數字的口令,學生可以通過揭下別人身上的數字與自己相加獲得更大的數字,而老師小數字的口令,學生可以通過揭下別人身上的數字與自己相減獲得更小的數字,這樣在獲得動態體驗的游戲中豐富孩子的知識,讓他們感受到游戲的快樂。其次,要控制好游戲的難度,游戲難度較低,會使幼兒喪失游戲積極性,無法全身心地投入游戲,而游戲難度太高,則會挫傷幼兒的積極性,讓他們因為無法順暢地進行游戲而終止游戲,所以游戲挑戰的難度要有利于幼兒在游戲中一直處于一種積極的狀態,在不斷的嘗試和挑戰中完成游戲并且獲得自我滿足感與成就感。在一些主題游戲中,教師可以將游戲的難度,調動幼兒繼續游戲的積極性,促進他們的全面發展。在設計游戲時,要注意把控客觀條件,讓幼兒更好地接受游戲化教學,幼兒在游戲中獲得的體驗具有綜合性、整體性的特點,這就要求游戲活動必須有充分的外在條件的保障,包括游戲時間、游戲場地及游戲材料。在游戲時間上需要保證充足連續,否則會使幼兒在被打斷時興趣索然,再繼續的話也難有很好的效果,可以將一日活動中較零散的時間整合到游戲時間中,通過調整生活時間將游戲時間與生活規律同時最優化。
二、及時進行反思,促進教育模式優化
幼兒園課程教學游戲化強調幼兒活動的開放性和創造性,在這一過程中,教師要及時進行教學反思,包括對于幼兒活動情況的分析和反思,以及教師自身對于幼兒活動的支持與反饋,總結教學經驗和教訓。另外,課程游戲化要集合教師的集體智慧,不同教學風格、經驗背景的教師所思考的游戲化方式不同。因此,幼兒教師需要建立學習共同體共同進步,互相交流借鑒,針對游戲中遇到的問題進行討論探究,在解決難題的同時,幫助經驗較淺的教師適應游戲化教學這一模式,減輕他們的精神壓力,結合自身的實際情況,不斷地調整教育模式。教師要掌握一定的教學研究方法以支持自己的教育活動,而這些方法不是憑空得來,也不是憑靠書上的那一些總結,而是需要教師在豐富的教學實踐中記錄、反思、總結出來,書本上的教學方法只是一些借鑒,而真正能夠用于實際當中的方式,還是得通過教師在不斷的嘗試中選擇、淘汰、優化,以形成更優的教學模式,脫離空洞的理論式說教,用事實說話,隨著教育政策的改革,教育模式不斷改革,稍有心得的教師不能止步不前,一成不變,依然要不斷地探索,更好地實行課程游戲化這一教育方針。
三、多與家長溝通,了解游戲的重要性
當下還有一些家長對于游戲化教學并不認同,他們認為游戲就是喪志,不能讓自己的孩子更好地學習知識,這種錯誤的認識往往會給課程游戲化帶來一定的困擾,從而影響園中師生關系的和諧。為了避免這一情況的發生,在孩子入園時,就要向家長們說明游戲教學的教育理念,用實際的案例做說明,讓家長了解游戲的重要性。在教學過程中也要與家長保持聯系,時時與他們溝通,一方面加深家長對于課程游戲化的理解,讓他們在日常生活中科學地指導自己的孩子進行游戲,做到娛樂發展兩不誤,更正他們的教育觀念,引導他們對孩子造成正確的影響,另一方面使家長理解教師的做法,更配合教師的教學活動。總而言之,將教學與游戲有機結合的課程游戲化教學是幼兒教學必不可少的手段,游戲是無時不在、無處不在的,無微不至地向幼兒們表現著大千世界,滲透到幼兒園中的每個角落。社會、生活是孩子學習的大課堂、資源庫,幼兒學習的動機、興趣皆是來自于游戲生活,幼兒園教育的最終目的指向于幼兒課程游戲化,從而培養幼兒快樂學習、愛學習的天性。在實踐這一模式時要注意在設計游戲時綜合考慮多方面的因素,及時記錄幼兒的游戲情況并進行反思總結,多與家長溝通,減小因家長的不理解而帶來的阻力。
參考文獻:
[1]鄢超云,魏婷.“游戲”離“游戲”有多遠———從理想的游戲到兒童經驗的游戲[J].學前教育研究,2008(09).
蒙特梭利的數學教育是獨特而自稱體系的,雖然距今已有百年歷史,但她在數學教育領域的思想及方法是與皮亞杰研究的兒童認知發展理論不謀而合的,有著驚人的相通之處。下面就我們自己的做法談幾點切身感受。
一、3―7歲幼兒的思維發展是先具體后抽象,先直覺后行動的特點。三歲的幼兒在入園前,已經懂得數數,能數到2和3 ,所以幼兒很容易學會計數。蒙特梭利設計的由簡到復雜的三階段教學法能幫助幼兒較快建構數學概念。
所謂三階段教學法,即第一階段:名稱與實物一致,如“這是1”。
第二階段:請幼兒找出與名稱相對應的實物,即找出配合名稱的量物。如“哪個是1”。
第三階段:記憶名稱與實物,即記憶名稱與量物。如“這是多少?”
例如:在蒙特梭利數學教具中的數棒,這是用來進行長度教學的10根棒子。其中最短的棍子為10厘米,最長的為1米,每根棍分為10厘米一段,段與段相間交錯漆成紅色和藍色,可以讓幼兒透過視覺來把握。把這些棍按長度順序擺好后。(見下圖)要想知道棍的數目,就可以從最左邊開始數,這就相當于三角形的三條邊。由于這一練習十分一有趣,幼兒樂意反復進行。當幼兒能夠目測出數棒的長度時,我們就取出數字符號與之對應,這就是第一階段:教師說出數字或出示數字符號,如“2”幼兒應找出數棒來與之匹配,這就是第二階段:第三階段就是教師指著數字“2”或數棒問幼兒,請幼兒說出他們的名稱。三階段教學法是一個由簡單到復雜,由具體到抽象的循序漸進的過程。她的設計教學方法的思路與皮亞杰的認知發展理論相吻合,正好反映出皮亞杰對兒童認知發展的研究理論。
蒙特梭利數學教具的直觀性特點,也幫助幼兒理解數概念。如數字“5”是很抽象的數字符號,而我們用具體的數棒“5”呈現在幼兒的面前,在直觀的感受數棒5之后,來認識數字5.數棒5是“5”,數字5也是“5”,它們都是“5”,幼兒就很容易理解“5”的含義。抽象事物的具體化,數量概念賦予也是蒙特梭利數學教育的特色,尤其對年齡較小的幼兒來說,用數棒來幫助自己認識1-10的數概念是比較好的工具。
二、幼兒與教具的相互作用促進幼兒數學心智的發展。
皮亞杰認為“認識是來自于主客體的相互作用”――這就是知識的建構的過程。皮亞杰還認為“兒童的數概念是來自于他和客觀事物的互動及和客觀事物的協調。”兒童所處的認知結構也是由最初的動作思維導動作的內化。例如:小班的幼兒就已經有了一一對應的概念,但是是在具體動作水平上的一一對應;如小貓對魚,小狗對肉骨頭等,也就說明幼兒數概念的建構是需要具體動作來支持的。
蒙臺梭利數學教具最明顯的特點,就是操作性很強。幼兒通過具體的點數,匹配,歸類和比較,幼兒開始產生對數的認識,這一認識是理解小學數學加減運算守恒為標志的。
如紡錘棒箱共有0-9個格子,45根圓棒,幼兒可以通過每一個分開來的量把它束起來以了解數量,同時學習認識“零”。幼兒在一根一根取圓棒和放圓棒的過程中,反復一一點數1-9,從而強化了幼兒一一點數及對應能力。當然也可以把45根圓棒換成45根牛皮筋,45把湯勺或是45顆珠子等等,目的就是提高幼兒點數的趣味性,提高幼兒操作練習的次數。
蒙臺梭利的數學教具從認識數字“1”和數量“1”一直到人數數字“999”和數量“999”都是有教具可以操作的。幼兒在重復操作數學教具的過程中,獲得豐富的數學經驗。幼兒操作教具的過程就是他建構數學知識的過程。蒙臺梭利設計的數學教具直觀、顏色單一(避免無關刺激,提高幼兒的注意力),充分激發了幼兒與教具之間的互動,體現了幼兒與教具之間的互動性,促進幼兒主動學習。
三、獨特的錯誤控制設計促進幼兒思維結構和發展。
皮亞杰認為任何事物都有自我調節的功能。幼兒在與環境的相互作用時,不斷“從自身的動作中得到蘊藏著對這些動作的自動調節的信息。”使思維朝著“必經途徑”發展。
蒙臺梭利的每一種數學教具都精心設計了錯誤控制――所謂錯誤控制,即幼兒在操作教具的過程中或操作結束后,自己會發現操作過程中的錯誤,從而進行自我訂正。如:紡錘棒箱,共有45根圓棒,幼兒一一點數把圓棒放入相應的紡錘棒箱的格子內;標有數字一的格子內放入一根圓棒,標有2 的格子內放入兩根圓棒……以此類推。如果幼兒在1-8的格子內放多了一根或少放了一根圓棒,那么在第九個格子內就會少一根或者多一根圓棒,這時幼兒就會停止工作,開始思考,究竟哪個格子內出現了錯誤?他也許會重新點數一遍,直到正確。這種錯誤控制是不需要成人提醒的,是幼兒在操作過程中自覺發現并能自己糾正的。
錯誤控制是幫助幼兒學習數學,幼兒通過錯誤控制實現自我調節,自我調節的過程就是幼兒從平衡――不平衡――平衡……,不斷增加幼兒的適應能力,也是幼兒思維結構和發展的過程,并且,這將貫穿在幼兒的整個數學活動過程中。
四、蒙臺梭利的數學教具的系統性促進幼兒思維連續性發展。
[關鍵詞]數字校園;智慧校園;智慧學習環境;系統理論;系統思維;系統復雜性;復雜性理論
[中圖分類號]G420 [文獻標識碼]A [文章編號]1672-0008(2013)02-0021-08
一、引言
《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》明確提出“推進數字化校園建設”;《教育信息化十年發展規劃(2011-2020年)》也明確提出“大力推進職業院校數字校園建設”、“加強高校數字校園建設與應用”、“制訂中小學校和中等職業學校數字校園建設基本標準”等,在國家政策的引導下,學校教育信息化深度發展的需求下,很多高校和中小學紛紛加快了數字校園建設。
很多專家學者,如蔣東興、程建鋼、宓等認為,數字校園實踐的最大困難不是來自于技術。在數字校園建設實踐中,關鍵問題不是技術問題,而是“協調與合作”,各組織各部門的“協調與合作”嚴重制約著數字校園的建設與功能效益的發揮。數字校園建設是一項復雜的系統工程,需要從多學科、多視角進行研究。然而總體看來,從技術角度對數字校園進行的研究較多,以有關數字校園的碩士學位論文為例,67.6%以上是從技術角度對數字校園展開的研究,從管理學、教育學、教育技術學、系統科學等視角對數字校園展開的研究很少。
從不同的學科視角對數字校園進行研究,有助于對數字校園研究的深化,更好地解決數字校園建設中的實踐問題。如:從管理學視角看,數字校園協同效應的實現依賴于數字校園領導機制、保障機制、激勵機制、安全機制、管理機制、資源共享機制、評估機制和服務機制8種作用機制的相互影響和相互作用:從協同理論的視角看,在數字校園推進過程中,需要最大限度地減少數字校園建設中的內外部阻力,保證數字校園發展影響因素的合力方向一致且正向向前,以實現數字校園的協同進化與協同發展:將物聯網技術應用于數字校園建設之中,推動“數字校園”向“智慧校園”方向的升級發展。
系統科學(老三論:系統論、信息論、控制論;新三論:耗散結構論、協同論、突變論)作為以系統為研究對象的基礎理論和應用開發的學科組成的學科群,為認識客觀世界提供了全新的視角。教育領域是一個復雜的領域,是一項系統工程,涉及的要素非常多,系統科學在教育領域具有廣泛的應用前景,然而,就目前教育理論研究情況看,系統科學思想方法的教育應用仍多停留在一般系統論的初級階段,對系統科學的新近研究成果顯得不夠重視。系統科學在教育領域中的深入應用,將會對教育研究產生較大的影響,如:將自組織理論引入教育教學研究領域后,產生了協同學習、教育技術研究方法的創新、教學設計理論基礎的創新發展、人腦內部信息的自組織等。
系統思維fSvstematic Thinkingl就是把認識對象作為系統,從系統和要素、要素和要素、系統和環境的相互聯系、相互作用中綜合地考察認識對象的一種思維方法,系統思維被稱為解決問題的一種方法,系統思維是一種對復雜的情況和問題獲得系統見解的思考技術。邱昭良認為:“系統思維就是從整體上對影響系統行為的各種力量與相互關系進行思考,以培養人們對復雜性、相互依存關系、變化及影響力的理解與決策能力”。系統思維是處理復雜性問題的一種重要工具與方法,它集成了東方古老的哲學智慧,又是由現代系統動力學所生成的創新思維工具。東方的思維方式強調整體性思維、辯證思維等,系統思維是古老智慧的集中體現。系統思維強調用全局、動態的觀點分析事物,透過事物的構成要素及相互關系看本質。
系統思維的工具主要有行為模式圖(Behavior PattemsGraDh)、實體關系圖、輸入輸出圖(I/0圖)、多重原因圖、魚刺圖(又稱“魚骨圖”或“石川圖”)、系統循環圖(又稱因果回路圖)、存量流量圖(又稱水管圖)等。行為模式圖用來表述問題或變量隨時間發展的變化,或結構引起的行為變化。實體圖反映系統中所有的利益相關者和主體之間的反饋關系。輸入輸出圖包含輸入、過程、輸出三個部分,其中“過程”通常被描述為黑箱(黑匣子)。多重原因圖通常用來探討因果關系之間的關系,它不能顯示出影響因素的影響力相對強弱關系。魚刺圖常被視為特殊的“多重原因圖”,它更方便表述關鍵的制約因素或障礙。系統循環圖更便于深刻表示出系統結構。存量流量圖更便于精細地表述系統內在結構及動態特性。
數字校園是一種典型的人造系統,其建設是一項極其復雜的系統工程,非常有必要運用系統理論探討數字校園建設中的問題。在數字校園建設實踐中,往往由于忽視了數字校園建設的整體性,缺乏運用系統思維分析數字校園建設中的問題,未能從整體上挖掘數字校園建設實踐中的本質問題,從而有效指導數字校園建設實踐。運用系統思維對數字校園建設進行系統分析,有利于全面認識數字校園建設中的問題,進一步了解數字校園的結構與功能。運用系統思維分析數字校園建設中的制約因素,更有利于促進數字校園的協同發展。
二、數字校園建設中系統思維的缺失
對數字校園建設進行系統思考,有利于看清楚數字校園背后的結構及構成要素之間的關系,有利于剖析清楚制約數字校園建設與發展中的復雜因素。尤其是數字校園的規劃與設計屬于復雜的高難度決策,極其需要運用系統思維。在數字校園建設實踐中,往往缺乏運用系統思維,不能很好地處理數字校園建設中的各種問題。數字校園建設中系統思維的缺失主要表現在以下方面。
(一)數字校園內涵理解的因人而異
不同工作背景、學科背景的人對數字校園內涵的理解因人而異,存在很大差異,有時會片面地理解數字校園。不同的專家學者從不同的側面給出了數字校園的定義,強調了數字校園某些方面的特點。在調研中,我們也發現中小學教師、教育管理人員、高校教師、教育信息化專家等不同工作背景和學科背景的人對數字校園內涵的理解有很大區別。
存在很大區別的原因,主要是由于不同人的知識結構存在很大差異,對數字校園認識的深度不同,此外還與大部分人重點關注了數字校園的局部特征,難以從整體的角度認識數字校園有較大關系。于是有了這樣一個經典比喻“認識教育信息化(數字校園)像盲人摸象,摸到大象耳朵的人說像蒲扇,摸到大象軀干的人說像一面墻,摸到大象腿的人說像柱子”。只有把大象全摸一遍,從整體上認識大象,才能認識大象的本質。數字校園是一個復雜的新生事物,在認識數字校園時,往往會陷入“只見樹木,不見森林”的境地。隨著對數字校園認識的深入,人們會逐漸對數字校園達成一個基本的共識。
(二)數字校園的功能結構偏離核心業務
教育是一種服務,學生和教師是享受這種服務的主體,學校的一切活動都應該圍繞學生的成長與發展、促進教師提高教學質量這一核心。數字校園是學校教育的有益補充,與學校教育相互優化,共同促進提高教育質量與教育水平。中小學數字校園的核心業務是促進學生的學習,為學生的未來發展奠定知識與能力基礎。高校數字校園的核心業務與中小學數字校園不同,它兼有培養創新型人才、創新知識、服務社會發展三方面的核心業務。
現有的數字校園在功能結構方面主要有以下四類典型表現:第一,數字校園建設中所采用的技術與使用的媒體很“眩”,其在支持教與學、提升教育管理質量與水平等方面的功能較弱:第二,數字校園對提高教育管理質量和水平的效果較為明顯,對支持教與學方面的效果較不明顯:第三,數字校園的藝術性較強,能很好地體現學校的文化特色,但在支持教與學、提升管理質量和水平方面稍弱;第四,數字校園建設對學與教的支持力度很大,真正體現了學生和教師的主體地位,能較好地提升教育管理質量與水平,很好地滿足了學生、教師、教育管理者等用戶的需求,建設中采用合適的技術、使用恰當的媒體,并能較好地適應數字校園未來發展的需求。
上述四類數字校園,第四類數字校園是最佳數字校園,兼顧了數字校園的教育屬性、藝術屬性、文化屬性和技術屬性。其它三類數字校園要么重點關注了數字校園的技術屬性,要么重點關注了數字校園的藝術屬性或文化屬性。
數字校園的功能結構與參與數字校園建設的主體有較大關系,不同背景的人主導數字校園建設,其功能結構存在差異。此外還與學校類型、學校文化等因素有關系。技術人員、管理人員、教師等不同群體主導數字校園,其功能結構存在差異。技術人員主導的數字校園建設,經常比較注重新媒體與新技術在數字校園中的應用:管理人員主導的數字校園建設,經常比較注重數字校園對教育管理的支持功能:教研人員主導的數字校園建設,經常比較注重數字校園對學與教的支持。此外,如果學校公開招標企業參與數字校園建設,如果企業參與建設人員對學校教育的業務流程不熟悉,而需求調研做得又不充分,也容易使數字校園偏離核心業務。這主要是由于人們習慣從自身的角度思考問題,具有本位主義思想,容易將自己單方面的意愿放大并移植于數字校園建設之中,從而使數字校園更多具有了某一方面的屬性。
(三)數字校園規劃與設計中的顧此失彼
數字校園的規劃與設計在數字校園建設的整個過程中占有很重的份量,往往需要數字校園建設團隊至少投入三分之一的時間和精力。由于系統思維的缺失,在制定數字校園發展規劃與建設實施方案時容易出現顧此失彼的現象,未能從整體上對數字校園建設進行把握。
在分析2009年9月北京市38所中小學數字校園建設方案和2009年11月北京市13所市屬高校(8所普通本科高校、5所高職院校)數字校園示范校建設申請書時,發現主要存在以下典型問題:(1)數字校園的發展目標不明確,未能與學校的辦學目標、學校特色,以及與學生、教師和教育管理者的需求緊密結合。只關注數字校園的當前發展,未考慮數字校園的長期可持續發展。僅從本校的角度考慮數字校園建設,未考慮國家有關數字校園建設和教育未來發展的政策導向,也未考慮如何充分利用社會資源。(2)對學校教育信息化發展的現狀與存在的問題分析不透徹,未能準確調研出學生、教師、教育管理者和社會公眾等數字校園的實際需求,以致于數字校園重點建設內容定位不準確。(3)數字校園建設的應用系統,要么大而全,模仿其它學校的應用系統的建設方式,要么直接采用公司開發設計的應用系統,未結合學校的實際情況做本地化處理。(4)信息化領導力薄弱,建設隊伍組建不合理,未能充分調動各個部門的人員積極參與數字校園建設。(5)建設經費分配不合理,存在硬件和軟件經費投入較多,資源建設經費投入較少,有的甚至沒有考慮運營維護費用。(6)絕大部分學校的數字校園建設方案未考慮建立激勵機制,沒有相應的激勵措施,很難推動數字校園的實際應用:(7)數字校園建設方案整體上存在以下三種傾向:第一,強調技術與媒體在數字校園建設中的應用,對應用系統、資源建設關注較少。例如,有的中小學提出建設云服務平臺,有的高校提出建設萬兆校園網:第二,強調數字校園輔助教育管理的功能,對數字校園支持教與學的功能關注較少。例如,有的學校提出建立信息化的學校管理平臺――“管理駕駛艙”,以實現數據支持的學校決策與系統分析:第三,強調數字校園對學與教的支持,兼顧利用數字校園提高教育管理質量和水平,同時注重在數字校園建設中使用合適的媒體與技術。如果能夠運用系統思維,整體上考慮數字校園的規劃與設計,則能設計出更適合學校實際情況的數字校園建設方案。
(四)對數字校園認識的簡單化
數字校園是一個復雜的事物,需要用系統思維分析數字校園的本質。人們在認識數字校園時,容易復雜問題簡單化,只看其表面現象,未能洞悉其本質,進而探析現象背后的驅動因素。在分析數字校園建設中的問題時,容易簡單化歸一,過分強調某種因素的作用:在處理數字校園建設中的問題時,容易“頭痛醫頭、腳痛醫腳”,試圖用某種方法解決數字校園發展中遇到的復雜問題,簡單化處理數字校園建設中遇到的復雜問題,很難得到較好的預期效果。
此外,還有人期望數字校園建設能夠一勞永逸,認為建好基礎設施、各種應用系統和數字化資源,就只等數字校園發展功能和效益了。數字校園建設是一個長期過程,需要進行持續性建設。網絡通訊技術、數據存儲技術、信息檢索技術等不斷發展,各種教學用媒體種類越來越多、功能越來越齊全,使教育信息的傳播手段日益多樣化、教育信息傳播的效果逐步改善,這為數字校園的持續性發展提供了技術與媒體基礎。而且數字校園用戶的需求成動態性變化,且不斷膨脹,例如:不同年級、不同專業、不同年齡段的學生對數字校園功能的需求不同。數字校園需要持續性建設,以不斷滿足數字校園用戶的新需求。
三、系統思維在數字校園建設應用方面的深度分析
系統思維是認識復雜系統的重要方法和工具,數字校園是一個復雜的開放系統,有必要運用系統思維進行深入分析。以下對數字校園建設中的群體利益博弈,數字校園系統的輸入與輸出,數字校園推進困難的多重原因,數字校園系統的實體關系,數字校園建設中的系統循環進行了系統分析。
(一)數字校園建設中的群體利益博弈
數字校園建設中涉及到的利益,既有經濟方面的利益關系,也有無形的地位、權力、名譽等方面的利益關系。數字校園建設的過程是數字校園利益相關者的利益重組的過程,會觸及到一些利益相關者的根本利益,對數字校園建設中的群體利益進行分析,有助于了解數字校園建設中的基本矛盾,從而更好地指導數字校園建設。
數字校園的利益相關者有上級教育主管部門f高校的上級教育主管部門為教育部、教育廳、市教委等;中小學的上級教育主管部門為市、區縣教委,以及省、市、區縣教育信息中心等)、數字校園建設參與主體、數字校園價值享受主體、數字校園專家、網絡運營商、數字化教育資源供應商(提供期刊數據庫、電子教材、素材、視頻講座等數字化教育資源)、產品供應商等組成,它們之間的利益關系如圖1。
數字校園的建設經費來源主要有上級教育主管部門的經費支持、企業或個人的捐款、學校自籌數字校園建設專項經費等。數字校園建設需要與家庭、社會相結合,家庭和社會也會為數字校園提供豐富的數字化教育資源。
上級教育主管部門主要為學校的數字校園建設進行政策引導,對數字校園的建設質量和建設水平進行評估,并在數字校園建設經費方面給予一定的支持。上級教育主管部門與學校數字校園建設的利益關系主要是“引領與扶持”的關系,上級教育主管部門期望通過重點支持的學校進行數字校園建設,能夠改善學校的數字化學習環境,切實提高學校的教育質量和教育水平,提升學校的教育管理質量和管理水平,能夠引領其它學校進行數字校園建設,增強學校的社會服務能力,促進構建學習型社會,從而帶動整個教育領域逐步實現教育現代化的國家中長期教育發展目標。此外,通過建設數字校園,有利于上級教育主管部門及時準確地了解各級各類學校的教育發展基本數據,以便更好地制定和完善教育發展政策。
數字校園專家在參與數字校園建設的過程中主要起到兩個作用:第一,為教育主管部門制定數字校園發展規劃、數字校園評估標準,把握數字校園的未來發展趨勢提供決策支持;第二,為學校制定數字校園發展規劃、數字校園建設方案等提供決策支持,幫助學校診斷并解決數字校園建設中存在的種種困惑,并對學校領導、教師等人員的信息素養進行培訓,幫助學校提升信息化領導力。數字校園專家在推動數字校園建設的過程中起著重要的作用,所獲得的收益主要表現在以下方面:通過參與數字校園建設,將數字校園理論應用于實踐,從實踐中發現問題再進行理論研究,從而實現“理論與實踐的循環實證”:通過參與數字校園建設,將理論研究轉化為效益,實現了自身價值的提升:通過參與數字校園建設,強化了自身對數字校園的研究,提高了學術研究能力與學術水平,提高了學術知名度。
數字校園建設中的經濟利益相當明顯,一個數字校園建設投入的資金從幾百萬元到數千萬元不等(按3年建設周期估算),數字校園建設的參與主體共同構成了利益共同體。數字校園建設中的經濟利益,主要體現在參與數字校園建設的企業、產品供應商、網絡運營商與學校之間的利益博弈。企業想通過為學校開發數字校園,為學校提供技術或服務支持,從中獲取經濟效益。產品供應商想通過為學校提供數字化產品獲得經濟利益。網絡運營商為學校提供移動無線網絡和互聯網接入服務,從中獲取網絡通訊費用。學校想花費較少的經費,獲得適合學校特色的最優化數字校園解決方案,購置質優價廉的數字化產品,建設滿足不同用戶的多樣化需求的數字校園。數字校園研發企業、產品供應商、網絡運營商等與學校共建數字校園的過程是經濟利益博弈的過程,相互博弈的最佳結果是雙方受益。企業或產品供應商一方面可以在學校推廣技術或產品,以獲取更多用戶的支持,同時賺取經濟利益。
在學校內部,一般以網絡信息中心(教育技術中心)機構為中心,教務處,院系、研究所、年級組,辦公室,校醫院、醫務室,后勤等不同科室與部門的人員,在以校領導(校長、副校長)為核心組成的數字校園建設領導小組的指導下,共同參與數字校園建設,構成數字校園建設參與主體。教務處、各院系、辦公室等提出各自的業務需求,數字校園建設領導小組共同協商制定數字校園發展規劃和建設實施方案,招標確定合適的合作企業(有研發實力的學校,也可自主建設數字校園)。網絡信息中心的重點工作內容是建設與維護數字校園,在建設數字校園過程中起著組織與協調的作用。
數字校園價值享受的主體有學生、教師、教育管理人員、后勤服務人員、社會公眾等。數字校園價值享受主體,同時也是數字校園建設參與主體,他們是數字校園建設的參與者,也是數字校園建設的受益者。在數字校園建設之初,由于用戶對數字校園各應用系統的操作不熟練、對數字校園的功能與作用不熟悉等原因,數字校園的應用效果難以很快發揮出來,往往是增加了用戶的負擔。但隨著用戶數字化行為與習慣的逐漸養成,會逐漸降低用戶的負擔。此外,在數字校園構成的數字化教育環境中,使教育信息傳遞手段多樣化,學生在網絡上獲取的教育資源遠遠比從教師那里獲得的多,教師的權威性受到嚴重挑戰。
數字校園改變了傳統的業務流程,并給教育管理方式帶來了變革。以高校報考研究生為例,以往需要郵寄報名材料和報名費,如今只需在網上提交報名材料,通過電子銀行轉賬即可完成研究生的報考工作,同時也方便了招生單位對報考信息的查詢與管理。數字校園給教育管理方式帶來了變革,改變了傳統的金字塔式管理方式,使管理方式扁平化。以往領導了解基層情況,需要層層匯報或親自去基層調研,如今借助信息化手段可以便捷、動態地了解基層的很多信息。由于有了大量數據的支持,也使得教育決策更加科學化、合理化,數據支持的科學決策正在成為數字校園中的重要應用之一。
(二)數字校園系統的輸入輸出
數字校園建設的過程,可以被描述成各種特定輸入,經過數字校園系統內部諸要素的相互協調與合作,轉化成特定輸出的一系列活動的組合,如圖2。數字校園系統的輸入,經過數字系統內部諸要素的相互協調與合作,會產生系列輸出。數字校園系統的輸入輸出圖,忽略了數字校園建設中的具體細節,便于識別數字校園建設過程中的主要過程和相互關系。數字校園建設需要重點關注輸入、過程和輸出三部分內容。數字校園的輸入是數字校園建設的具體內容,數字校園的輸出是數字校園功能效益的具體體現,能否得到預期的功能效益,取決于數字校園系統的輸入,以及數字校園內部諸要素的相互協調與合作的程度。
如圖2所示,數字校園系統的輸入有:數字校園規劃與設計;用戶需求調研;用戶需求的變更;軟硬件基礎設施建設;各種應用系統建設;數字化資源建設;信息化領導力建設、規章制度、激勵措施建設;數字校園評估等。數字校園的輸出有:確定數字校園發展目標;完善數字校園建設內容;集成硬件環境:整合應用系統,建立系統門戶:提供豐富的數字化資源;增強信息化領導力;規范建設行為,促進應用;改變用戶數字化行為與習慣:有效支持教與學:提高教育管理質量與水平;促進知識創新,提高科研水平;提升學校內涵,豐富校園文化;提高學校社會服務能力;評估數字校園發展水平,診斷數字校園建設與發展中存在的問題,給出具有可操作性的指導建議。數字校園系統內部諸要素的相互協調與合作是一個復雜的過程,可以看作是一個黑箱。前端的一個輸入項可以對應后端的一個輸出項,也可以對應多個輸出項。例如:用戶需求的變更,則會引起需要進一步修改數字校園建設方案,完善數字校園建設內容:有效支持教與學不是某個輸入項對應的輸出結果,而是多個輸入項協同作用的結果。
(三)數字校園推進困難的多重原因
在數字校園建設實踐中,很多學校反映數字校園建設推進相當困難,數字校園的基礎設施建設和應用系統建設推進比較容易,但是在資源建設和深化應用方面推進很困難。比較典型的表現是建設了很多應用系統和網絡課程,但是應用系統的使用率相當低,網絡課程的點擊率很低,數字化教育資源的利用率很低。目前數字校園中應用比較好的是教育管理類應用系統、后期服務類應用系統、安全監控類應用系統,學生成長類應用系統、教師專業發展類應用系統、科學研究類應用系統等涉及學與教的業務的應用系統應用效果多數不理想。
數字化教育資源的利用率不高,成了當今數字化教育資源的典型特征之一,也是數字校園推進過程中遇到的典型困難。例如:某市屬高等職業學院的網絡教學平臺中,網絡課程總數近3500門,但是單門課程被訪問總數最高僅為1200余次,99%以上的網絡課程的訪問總數在500次以下:①某中學建成的教學應用系統,建成以后一個月內僅有一名教師使用:現有建成的很多中小學數字化教育資源的利用率相當低,很多中小學教師反映資源的可用性差。又如我國建設的學科信息資源建設方面的重點工程“CALIS重點學科網絡資源導航庫”,建立了覆蓋79個一級學科的12萬條目的網絡資源學科導航數據庫,該導航數據庫的資源利用率也很低,以教育學一級學科下的教育技術學為例,共有27頁的導航,收錄了270條信息,然而截至2011年1月2日23時總訪問量只有123次,其中從第2至第27頁的260條信息,訪問量僅只有14次,即平均每條信息的訪問量只有0.054次。
數字校園推進困難的原因來自多方面,主要表現為建設和應用方面的推進困難,建設和應用方面的困難又分別來自若干的原因,數字校園推進困難的多重原因分析如圖3。
數字校園建設方面推進困難的主要原因有缺乏建設經費、信息化領導力薄弱、數字化規劃與設計不合理等。缺乏建設經費的主要原因有缺乏信息化建設專項經費,經費來源比較單一,硬件、軟件、資源建設、人員培訓等經費分配不合理。信息化領導力薄弱的主要原因有領導的統籌協調能力不強、對數字校園功能與作用認識不清、對數字校園建設的重視程度不夠、信息化隊伍薄弱等,其中信息化隊伍薄弱的表現有信息化隊伍組建不合理、專職人員數量太少、維護管理能力和研發能力較弱等,數字校園規劃與設計不合理的主要原因有用戶需求定位不準確、數字校園發展目標不明確、重點建設內容偏離學校主流業務等。用戶需求定位不準確的原因有用戶需求調研不充分、用戶需求不斷變更、未進行用戶需求調研等。數字校園發展目標不明確主要表現為未結合學校辦學目標、未體現學校的辦學特色等。
數字校園應用方面推進困難的主要原因有應用系統不實用、數字化資源不符合用戶需求、用戶未養成數字化行為與習慣、缺乏激勵措施等。只有認識清楚數字校園推進困難的根本原因,才有利于有針對性地制定措施,促進數字校園的建設與應用。應用系統不實用主要表現為增加了用戶的負擔、應用系統操作復雜、應用系統業務流程與實際業務流程不符等,數字化教育資源不符合用戶需求主要表現為數字化資源數量不足、數字化資源質量較差、數字化資源非用戶所需等。用戶未養成數字化行為與習慣主要由于用戶信息素養低、對新媒體與新技術的內心恐懼、缺乏應用培訓等。缺乏應用培訓表現為應用培訓效果不佳、應用培訓不具有針對性。缺乏激勵措施主要是由于未意識到激勵措施的作用、激勵措施不起作用,激勵措施不起作用主要是由于激勵措施執行不利或設置不合理。
(四)數字校園系統的實體關系
學校教育是一個復雜的系統,學校教育系統中的實體涉及上級教育主管部門、社會家庭、現實校園、數字校園和學校教育相關人群等,數字校園系統實體關系如圖4。現實校園的實體可進一步分為教室、圖書館、實驗室、辦公室、校醫院或醫務室等。數字校園的實體可進一步分為多媒體教室、數字實驗室、數字圖書館、校園卡、數字化校醫院或醫務室、數字化辦公室、校園廣播臺、校園電視臺、校園門戶網站、各種應用系統、筆記本、觸摸屏、移動終端、服務器、交換機等。學校教育相關人群的實體可進一步分為學生、教師、教育管理人員、后勤服務人員、社會公眾(學生家長)等。
數字校園也可以理解為現實校園的數字化副本,現實校園數字化形成的數字化教育環境與現實校園構成的現實教育環境相互耦合。現實校園的數字化則成為數字校園,數字校園增加了現實校園中不存在的很多實體或者使現實校園中的實體數字化,數字校園中的實體與現實校園的實體相互依賴、相互影響。數字校園中的實體與現實校園中的實體耦合程度越高,則預示著現實校園的數字化程度越高,越容易發揮數字校園的功能與效益。
(五)數字校園建設中的系統循環
在數字校園建設中,存在很多系統循環,數字校園系統的各組成要素之間存在著緊密的聯系,每一個要素的變化會引起另外一個要素的變化,從而引起系統結構的變化。分析數字校園建設中的系統循環,更有利于把握數字校園建設中的種種困惑,從而有利于尋求解決問題的策略。
實現數字校園建設目標的系統循環,如圖5。圖中的“+”表示兩個變量之間的增強關系,圖中的“一”表示兩個變量之間的減弱關系。例如:用戶的需求調研準確度越高,越有利于數字校園規劃與設計,則用“+”表示:內外部阻力越大,越不利于實施數字校園建設方案,則用“一”表示。在建設數字校園時,首先需要確定數字校園的發展目標,分析數字校園建設目標與現狀之間的差距,進而進行數字校園的規劃與設計,實施數字校園建設方案,使數字校園建設達到預期目的。用戶需求調研準確程度越高、數字校園系統諸要素的相互協調與合作越好、內外部阻力越小,越有利于數字校園的規劃與設計。數字校園系統內諸要素的相互協調與合作越好、內外部阻力越小,越有利于實施數字校園建設。實現數字校園建設目標的過程是一個長期的過程,采取相關系列措施并不見得立即見效,而是有一定的時間延滯現象存在。
在數字校園建設過程中,數字校園的馬太效應(MatthewEffect)現象不容忽視。充分利用數字校園建設中的馬太效應,可以使數字校園建設達到事半功倍的效果,在數字校園建設中存在良性循環和惡性循環的兩種調節回路,步入良性循環的數字校園建設會越來越好,步入惡性循環的數字校園建設會越來越差,直至采取有效的相關措施才會使惡性循環停滯,才有可能使數字校園脫離惡性循環進入良性循環。
數字校園馬太效應的系統循環如圖6。在通常情況下,數字校園的規劃與設計存在好與差這兩種傾向。較好的數字校園規劃與設計,會緊密結合學校的實際需求,用戶會對建成的數字校園比較滿意,數字校園也能較好地發揮功能與效益,也有利于數字校園未來的規劃與設計。在這種情況下,領導往往會對數字校園建設比較滿意,進而追加數字校園建設經費,從而使數字校園步入良性發展循環。較差的數字校園規劃與設計,不能緊密結合學校的實際需求,用戶對建成的數字校園不滿意,在應用中會存在很多問題,不能使數字校園發揮功能與效益,也不利于數字校園未來的規劃與設計。在這種情況下,領導往往對數字校園建設很不滿意,進而減少數字校園建設經費,使數字校園步入惡性發展循環:當然,也有可能領導反而會增加建設經費,采取系列相關補救措施,可能會使數字校園步入良性發展循環。
對于一個學校的數字校園建設來說會存在馬太效應現象,對于整個市或區縣的所有數字校園建設來說,也會存在馬太效應現象。在數字校園建設實踐中,會發現有的區縣的整體數字校園建設較好,而有的區縣的整體數字校園建設較差。在這種情況下,經費支持、專家支持、政策支持等往往又會傾向數字校園建設較好的區縣,以尋求產生數字校園建設的示范效應,從而帶動其它區縣的數字校園發展。追求數字校園的示范效應固然重要,但與此同時不容忽視數字校園的均衡發展問題,更應對數字校園建設水平較差或步入惡性循環的學校給予更多的支持與幫助。
四、數字校園的未來發展形態――智慧校園
數字校園是教育信息化發展到一定階段的必然產物,它在教育現代化進程中發揮著不可替代的重要作用,成了突破“信息孤島”的利器,被賦予了“整合優質教育資源、打破部門之間信息壁壘、為教育教學提供優質服務”的重任。隨著物聯網、云計算等新一代信息技術的迅速發展,以用戶為中心、協同創新、開放創新為主要特點的用戶參與的知識社會創新2.0環境正在悄然形成。“智慧地球”、“智慧國家”、“智慧島”、“智慧城市”、“智慧校園”、“智慧教室”、“智慧學習環境”等逐漸進入了人們的視野,給人們帶來一種智能化程度極高的用戶體驗,使人們最大限度地享用技術發展的成果。
技術對教育變革的影響極其漫長,但這次對教育的影響極其迅速,教育領域很快接納了“智慧”這個詞匯。在教育領域能否實現“智慧”還在爭論的時候,意識超前的專家學者對“智慧校園”、“智慧教室”、“智慧學習環境”進行了探索,教育中的“智慧”應用正在開展。如:黃榮懷教授等發表了系列論文對智慧學習環境的概念與內涵、構成要素和技術特征,支持智慧校園建設的五種關鍵技術、智慧學習環境中的學習情景識別,智慧教室的“SMART”(Showing,Manageable,Ac-cessible,Real-time Interactive,Testing)模型概念等進行了探討。陳衛東博士等對未來課堂的特性、智慧性體現、智慧學習環境的實現技術等進行了探討。
江南大學、廈門大學等已經將智慧校園建設付諸實踐,典型智慧應用正在逐步開展,如手機開門、借書、考勤、消費,電子圍籬,車牌自動識別,水電自動監控,移動智能卡,學習過程自動分析,學習情景自動識別等,隨著人們信息化水平的提升,人們對技術發展的依賴性正逐漸增強。盡管智慧學習環境的研究和實踐探索剛開始,數字校園作為學習環境的重要組成部分,其發展必將趨向于智慧化,智慧校園將會成為數字校園未來發展的形態。
智慧學習環境、智慧校園、數字校園、現實校園之間的關系如圖7。現實校園數字化為數字校園,數字校園智慧化為智慧校園,智慧校園是智慧學習環境的組成部分。現實校園、數字校園、智慧校園之間是“耦合”的關系,耦合程度越高,越有利于數字校園的建設與發展,數字校園和智慧校園是現實校園的補充,不是取代現實校園,智慧校園是數字校園智慧化到一定程度的產物。
智慧校園的“智慧”主要表現在智慧環境、智慧管理、智慧教學、智慧學習、智慧科研、智慧生活等方面,具體表現如表1。
五、總結與展望