场景式学习资料

作者:陈耀华陈琳姜蓉 时间:2023-03-22 点击数:

发展场景式学习促进教育改革研究

陈耀华 ,陈 ,姜

摘要:推行和发展场景式学习是《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》确定的我国学习变革的新方向。现代信息技术持续高速发展,可提供远程互动以及虚实融合的场景供人们学习,促进了场景式学习的诞生。场景式学习是基于“现场”或“景况”进行的学习,其场景更多是将真实的现场或景况通过技术摄取、通过网络“端送”到学习者的屏幕或银幕,以及是根据时代发展需要,利用虚拟现实和增强现实技术创设的虚拟或仿真的“现场”或“景况”。我国率先发展新型场景式学习,具有规模效益优势、技术优势、制度优势及基础优势。该文认为,40多年教育改革后的智慧时代的教育改革,核心在教育要素的时代变化,相应重点探讨了发展场景式学习促进教育者、受教育者、教育目标、教育内容、教育环境等教育要素改变的可能性和能够改变的方面。研究有助于场景式学习的科学发展,有助于发挥场景式学习在促进教育改革方面的巨大作用。

关键词:智慧时代;教育现代化;场景式学习;知行创合一;教育改革

  1. 问题的提出

    《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中要求发展场景式学习[1],这表明新时代我国对新型学习充满期待,也预示着场景式学习代表了学习发展的新方向。

    发展场景式学习是新的命题,国内外尚无严格对应的研究成果问世,只有场景在教与学中具体应用方面的研究,包括学习服务场景化的研究[2]、5G技术支持的场景创新与教育场景要素变革的研究[3][4]、移动时代场景化学习活动的研究[5]、职业教育虚实融合场景化学习活动设计研究[6]以及利用人工智能等技术构建新的应用场景的研究[7][8],但是缺少创设场景式学习促进教育改革的系统研究,为此,本文基于对时代、现代信息技术和教育发展的认识与把握,探讨借助于方兴未艾的场景式学习促进教育的改革问题。

    严格意义上的场景式学习,国内外都没有明确定义,我们认为,场景式学习是基于“现场”或“景况”进行的学习,其“现场”或“景况”既可以是学习者所在的真实现场或学习者亲眼所见、亲身经历的真实景况,但更多是将真实的现场或景况通过技术摄取、通过网络“端送”到学习者的屏幕或银幕,以及根据时代发展,利用虚拟现实和增强现实技术创设的虚拟或仿真的“现场”或“景况”。

  2. 发展场景式学习适逢其时

    (一)现代信息技术催生与支持场景式学习

    从人类历史发展长河看,学习形态是随着传播媒介技术的发展而创新发展的。

    在数万年前,随着语言的出现人类进入口传时代,口传媒介的语言使人类的学习成为可能,但是由于语言的流逝性和直接传播距离的有限性,决定了那时的学习只能是口耳相传式的;语言诞生数万年后,人类诞生了文字,相应地以竹片及随后的莎草纸、羊皮纸为文字载体支持的学习成为可能,慢慢出现了以修道院等为主要环境的集中式学习;又经过上千年的发展,人类进入印刷媒介时代,相应地以书本为基础的现代学校制度下的学习,成为学习的主流形式;第二次工业革命使人类进入电子媒介时代,书本+电子媒介的学校学习与借助广播电视的学习,成为学习的主要形式;第三次工业革命以及紧随着的第四次工业革命,现代信息技术持续高速发展使媒介普遍数智化,基于数智化环境及资源的学习显露出极大的优势及活力,可远程互动以及虚实融合的各式各样场景可供人们学习,促进了场景式学习的诞生。

    初降世间的场景式学习,能否满足人们的新期待、新要求呢?就这一问题我们与20多位博士、教授、工程技术人员和学生深入交流,以了解对场景式学习的期待与需求。从调研分析看,现代信息技术已能够较好支持场景式学习满足人们多样的新期待。

    发展场景式学习所需要满足的期待之一,是能使远在异国他乡的物体、事件、变化,让学生学习需要时犹如近在现场观看之“真实”“逼真”。现在已用数智化技术武装起来的摄相机、摄像头、投影机、电视机、PC机、笔记本电脑、“平板”、手机,可普遍化地产生或呈现高清、4K、大色域、至少24位的高色彩位数、100Hz以上的高刷新频率影像,这些影像通过有线宽带网以及渐趋普及的5G移动网的极短时延传输,能够支持学习者无论何时何处都可以根据学习内容对应的“场”与“景”进行有效学习。乍一看有了这一要求的满足就够了,事实不然。因为这只是提供了场景高质量“观察”之可能,相当于用信息化的方法替代解决了通常学习无法看“现场”学习的问题,或由于太危险、太遥远、太微观、太珍贵、太突然以及空间有限,无法让很多的人到“现场”学习的问题。

    发展场景式学习所需要满足的期待之二,是能让学习者非在场学习时具有不亚于在场学习的沉浸感,由通常在场的“观察者”转化为非在场的“参与者”。这里的“沉浸”,既可以是心无旁骛的沉浸,又可能是“参与实践”有深刻体验的沉浸。将不断发展完善的增强现实技术、虚拟现实技术、虚拟仿真技术、全息技术综合运用,已能够让学习者不在场产生胜似在场的学习沉浸,让学习者在非实态的仿真的“实际操练”中提升,使学习由过去更多利用抽象经验、观察经验的学习,而转化为积累“类做”的经验,使教学走出“纸上谈兵”的桎梏,有效解决高分低能的问题,实现由知识人到知行合一人的转化。当然,这里借助于虚拟系统的“做”的经验,与基于实物、实景而操作取得的做的经验,还不能完全意义上划等号。

    发展场景式学习所需要满足的期待之三,是能促进学习者走向深度学习。信息技术在促进学习者深度学习方面具有多重优势:(1)信息技术所造就的巨量存储与及时调取与唤醒功能,能分担学习者相当部分的精准记忆。学习者对许多学习内容的学习,可由过去要求精确记忆的强记硬背,而转化为在深刻理解的基础上,分析并记忆知识的所有、所长、所为,真正需要精确记忆的只是基础的核心内容,即将更多的内容的记忆交给信息技术体系,在需要用时搜索和调取即可,这样就可以使学习者腾出大量时间更深入地学习探讨更需要深层次探讨的内容。这里的深层次探讨的内容,既包括更深入地进行知识的应用、评价、分析、综合、创造,又包括将知识应用于现代化实践的深入观察、分析、训练,还包括进行创新创造探索。(2)信息技术派生出来的多媒体、虚拟仿真、增强现实、全息等技术,使人们学习知识变得更加容易,而且随着网络和云技术的发展,人们在线利用优质资源进行学习、向名师学习,会有更高的学习效率和更好的学习效果。如此学习效率和效果的提升,同样使学习者可拿出更多的时间专注于深度学习。(3)信息技术可改变通常教材的线性的知识表达,而支持开发分层剖析、环环紧扣的有助于学习者由浅入深、不断冲高的学习探讨,使内容的学习由线性发展为网状的“面性”以及立体化的“体性”,而且信息技术造就的大规模在线教育,将更多教师从课堂重复教学中解脱,教师可有更多的时间指导学习者的场景式学习,学习者在场景学习中还可通过网络寻求更多的学习者合作,甚至于寻求不同学科学习者在更大范围内协同。如此多管齐下,使学习者进行深层次学习的探讨成为可能。

    发展场景式学习所需要满足的期待之四,是满足创新创造探索的需要。当今世界,越来越多的创新创造是基于信息技术的创新创造,而在三种世界形态中,虚拟世界的所有创新创造是信息技术的领地,虚实融合世界创新创造的核心作用因素是信息技术,方兴未艾的智能交通、智慧能源、智能制造、智慧农业、智慧水利、智慧医疗、智慧社区、智慧家居、智慧服务无不如此,而且实体世界的创新创造也或多或少需要信息技术的支持。当前的信息技术发展水平,已经能够支持绝大多数学习者所需要的创新创造探索,而且利用信息技术可建构让学习者进行探索的未来性场景,让学习者据此探索是创新创造的探索。

    发展场景式学习所需要满足的期待之五,是能有效支持解决学习内容的时代化、典型化的问题。信息技术派生出的网络,可让知识全球共享,一旦有先进的学习内容通过网络发布,就可迅即传遍全球,让人们可随时学习新的内容,随时选择新的内容中合适、先进的进行学习,能够始终支持人们时代化的学习。根据“场景”这社会新发展缩影的学习,能够支持人们更好地学典型,并在此基础上不断发展而涌现更新更好的典型。

    (二)我国具有率先发展新型场景式学习的多重优势

    场景式学习是新生事物,已经以国家文件加以部署,将会很快掀起建设与运用高潮,而且我国开展场景式学习,至少具有其他国家不具备的如下四大优势:

  3. 规模效益优势

    场景式学习以选择场景、传送场景,甚至于设计开发场景等支撑服务为前提和保障。场景的设计开发需要相当多的人力和经费投入,让学生深度学习、深度交互以及探讨未来发展的场景设计开发的投入更大,且对开发队伍的要求相当高,因此在这方面必须遵行协调、开放、共享的理念,在全国层面上实施“公创众享”,全国统一建设汇集高质量设计开发场景的学习平台,让设计开发的场景在全国广泛共享。我国已经建立起世界上最大规模的教育,每年招收的大、中、小学的学生数全球第一,这意味着在我国所建构的学习场景能够被更多的学习者所用,具有受益面最广、应用效益最高的优势。不仅如此,我国正在加速建设人人皆学、时时可学、处处能学的学习型社会,这样为学历教育所建构的学习场景,同样能够被社会各界人士学习所用,因此作为世界上人口最多且单一语言的国家,其学习场景的规模效益无任何国家可比。

  4. 技术优势

    发展场景式学习,需要建设数字场景,运用数字场景,这其中需要高清视频技术、5G技术、云存储技术、立体呈现技术、智能终端技术、AR/VR技术、AI技术、全息技术等不断发展的先进技术的支持,而这其中的许多技术,我国已处于世界先进行列,因而能够从技术方面保障所建设场景的先进性,以及以先进的手段运用场景。

  5. 制度优势

    以人民为中心不断增进人民福祉,全国一盘棋集中力量办大事,改革创新与时俱进等,是我国制度优势的重要内容,满足人们不断增长着的学习新需求是人民至上国家所追求,全国一盘棋地统筹规划与协同建设数量庞大的各种学习场景,可将我国集中力量办大事的优势得到充分彰显,通过顶层设计、统一规划、组织推进的建设,通过教育资源大平台的展现,可保障学习场景建设质量和服务场景学习的质量。

    如前所述,开发建设支持新型学习的数字化场景,需要大量的投入,特别是在场景建设“一穷二白”的起步时期,更是需要巨大的建设经费。我国是全世界经济发展增速较快的国家,是财政收入增量最多的国家,不断增长的财力与国家率先实现教育现代化以及以教育信息化支撑、引领教育现代化的要求相结合,能够支持实现这必须依靠一定的经费增量支持才能有效实施的教育教学创新与改革。

    深化综合改革,是我国新时代教育的发展特色,而今国家层面自上而下地推动场景式学习,具有国家意识、协同意识、大局意识的教育界将会积极响应,会将我国政府权威的号召力、高超的组织力转化为全力以赴的改革优势。

  6. 基础优势

    我国教育信息化队伍专业程度高、教育信息化环境建设层次高、师生信息素养快速提升、信息技术支持的社会新业态发展快,建设、利用场景式学习有较好的基础条件。我国有世界上最完善的教育技术学专业人才培养体系,若干年来所培养的教育技术学专业人才,可随时听从召唤而较容易地转战数字场景建设。我国持续近10年的“三通两平台”建设,特别是“宽带网络校校通”建设以及数字校园、智慧校园的建设,使场景式学习的开展有了基础的保障,新冠肺炎大暴发期间,我国率先实施“停课不停学”,广大师生从教室教学顺畅地整体转化为在线教学,为场景式学习做了最好的练兵式预演。我国自2000年开始的全国中小学信息技术普及教育,使所有的学生都具有了较高的信息素养和信息化学习能力,在线数字化学习已成为广大学习者的自觉与习惯,他们对场景式学习将具有“天然”的适应性。作为最大制造大国,场景学习的建设与利用设备方面不必求人,设备设施将有合适的可承受的性价比,而且具有全世界较为齐全的社会业态,可为人们的学习提供多样的学习场景。

  7. 发展场景式学习促进教育要素改变

    我国的教育改革伴随我国改革开放的全程,已历时40多年,然而,在新的智能时代走向更深层次的改革是必然的。那么,场景式学习能对教育改革有哪些支撑与促进呢?研究告诉我们,教育要素改革是新时代教育改革的牛鼻子,发展场景式学习可有效促进教育诸要素的深刻改变,甚至于发生数百年从未有过的巨大变化。

    教育有哪些要素,学界未有定论,三要素说、四要素说、五要素说、六要素说并存,本研究采纳较为广义的教育要素说,围绕发展场景式学习促进教育者、受教育者、教育目标、教育内容、教育环境的改变进行探讨,以在更大范围内探讨发展场景式学习对教育的影响,力求使场景式学习对教育改革的作用最大化。

    (一)发展场景式学习可支持和促进教育者改变

    教师既是立教之本,又是兴教之源,发展场景式学习能够倒逼教育最核心要素的教师,发生如下时代性的改变。

  8. 由知识之师向知、行、创合一培养之师转化党的十九大报告提出“建设知识型、技能型、创新型劳动者大军”,这表明在智能时代,特别是在向第二个百年目标奋进的我国,特别需要知识、技能、创新全能的知行创合一的人[9],而基于场景式学习可促进人的知行创合一式发展。因为随着场景式学习的兴起,学习者在保障如过去一样学好显性知识的同时,又可以借助于“场景”进行更为深入的观察、模仿、分析、体会,学习好过去教学中难以用语言表述的隐性知识,而隐性知识对于实践力和技能的提升至关重要。在与现代社会紧密关联的实践力和技能的提升中,在以特殊的方式“参与”建设中,更容易洞察社会新需求,有助于更多地产生创新创造的灵感、欲望,进而更好地向创新创造进发。显而易见,发展场景式学习,要求且有助于教师向知、行、创合一培养之师方面转化,从而一改过去主要为甚至仅仅为知识之师的素质与能力结构。

  9. 由学科教师向跨学科指导之师转化

    场景是真实社会的缩影,而真实社会是丰富丰满多彩多姿的,真实社会是不会按照人为的学科划分而按学科割裂的,相应地供学习的场景,仅仅涉及单一学科内容的是微乎其微的,因此发展场景式学习就自然而然地要教师进行跨学科学习和跨学科协同。单纯知识的传授更多交给在线学习平台,而有时间、有动力学习的教师顺应此要求进行适应性学习,则久而久之就能具有对场景式学习进行不局限于单一学科指导的本领。

  10. 由以书本为师向以社会为师转化

    教师按文字教材教学,天经地义数百年,因为其可保证教学体系的严谨性,教学内容的内在逻辑性,有助于人才的体系化培养,但是存在着教材编写、审核、出版、发行的周期较长,出版后再版间隔时间长达数年的不足。在知识总量翻番周期长、科学技术发展缓慢的年代,这一不足并不突出,然而在科学技术层出不穷、知识总量翻番周期缩短为二三年、知识的半衰期只为有限几年的当今,使得按文字教材的教学,越来越与高速发展的时代发展不合拍,与造就引领时代的创新创造人才不相适应,正因为此,学习者对以一味教文字教材的教师教学满意度呈走低之势。场景式学习的发展,将倒逼教师走出书斋,融入社会,追踪前沿,进而逐渐形成以建设者造就建设者、以创新创造者造就创新创造者、以引领者造就引领者的教育新常态。当然,这一愿景的实现,以大规模的在线教育走向优质化,绝大多数教师从重复性的课堂讲授中解脱为前提,相应地有更多时间观察、分析、融入社会,有更多时间学习和研究,有更多时间分析场景、探讨建设场景、对场景式学习进行更精准的指导、更科学的评价和复杂多变的评价。

    (二)发展场景式学习可支持和促进教育目标改变

  11. 发展场景式学习能够促进学习者更好创新创造,进而使创新创造纳入教育目标有实现的可能

    供人们学习的“场景”可分为过去、现在和将来三种时态,无论是借助于哪种时态的场景学习,都有支持人们创新创造的可能。

    “将来”时态的场景,是根据时代发展趋势而设计的让学生参与探讨的未来可实现的状态、形态或方式方法,很显然,其探讨的过程与结果都是指向创新创造的。

    “现在”时态的场景,是当今发展的典型展示,学习者通过该类场景既能学到建设与运用本领,还可能发现可进一步优化、改造、创新创造的空间,从而可围绕此进行个性化的富有成效的创新创造。

    “过去”时态的场景,是历史的再现,学习者通过反复观看、体会、分析、探索,将现代观念与历史智慧相碰撞,用现代技术观照历史场景,可引发新思考、探讨新改变,进而可以历史上的发明创造为基础,进一步创新创造性地发展。

    创新创造既可能利用信息技术,也可能利用除了信息技术之外的其他技术。相比较而言,信息技术大大降低了创新创造的门槛,掌握了信息技术就犹如掌握了创新创造的金钥匙。从前面有关三类世界的创新创造都离不开信息技术的分析可见,信息技术在当代的创新创造中,具有举足轻重的作用。我国2000年开始启动普及信息技术教育的进程,通过20多年的持续努力,使我国中青年人都具有了较好的信息技术素养,具有了较高的信息技术能力,中学生、大学生以及社会学习者相应具有了利用计算机+软件为基础工具进行创新创造的可能,也就使得当今的教育具有了普遍培养和造就创新创造之人的可能。现在已到了将创新创造纳入教育目标要素的时候了,教育到了使学习者普遍培养成为人类美好生活、美好世界的创新创造者的时候了。

  12. 发展场景式学习能够促进学习者具有引领发展的可能,进而使引领发展纳入教育目标有实现的可能

    场景式学习的一个重要特点,是让学习者更多的以当今最先进的“场景”展现的工程、事件、发展进行学习,而我国越来越多的行业开始步入世界先进行列,头部企业的一些方面已处于全世界的领先地位,相应地借助于我国能提供的先进的场景学习,可将学习者带到事业的前沿,具有了将其造就为引领之人的可能性。相应地将引领发展纳入教育目标,就能够将引领发展之人的可能性,通过教育的培养合力助其转化为现实性。新增引领发展的教育目标,对于我国特别具有现实意义,因为我国第二个百年目标的实现,必然要求日益走近世界舞台中央“可平视世界”的国人,改变过去一味跟跑的状态,使并跑与领跑成为发展常态。

    3.发展场景式学习能够促进学习者全体发展,进而使全体发展纳入教育目标有实现的可能

    这里的全体发展是指面向全体人民提供优质教育服务。两千多年前的孔子教育思想中就蕴含了终身教育,然而从那时起的相当长时间,社会发展缓慢,终身学习的需求并不迫切,而且由于生产力低下,即使受教育的人所受教育的时间也极为短暂。而今高速发展的时代,不学习就有可能与落伍为伴,不学习就有可能远离现代社会。

    科学地设计场景式学习,可使学习的内容更好地与火热的社会相衔接。以全国的大在线教育平台开放性地展现优质教育资源,让人们想学皆能学,同时在该大平台上展现各式各样的学习场景,而这些场景与人们的工作、生活、学习、研究紧密相连,能吸引人们乐此不疲地学习并学有所获。当今的现代信息技术,已完全能够支持通过教育促进全体人民发展,将全体发展纳入教育目标已是顺理成章。不仅如此,发展场景式学习以及利用信息技术进行科学设计,还可以做到“优服全学”[10]。

    (三)发展场景式学习可支持和促进教育内容改变

    发展场景式学习,可使教育内容更加时代化和更好融合化。

    通常的学习是知识的学习,知识更主要的是过去实践的总结与升华,而场景式学习更多是立足当前或者着眼发展的以创新创造为主的学习,与时代紧密结合是其重要特点。我国正在大力建造新技术支持的各种各样的新型场景,正加速改变生产、科研、管理的方式方法,能够更好支持场景式学习促进教育内容时代化。分析我国“5G+工业互联网”中的协同研发设计、远程设备操控、设备协同作业、柔性生产制造、机器视觉质检、厂区智能物流、无人智能巡检等典型应用场景发现,新技术支持的应用新场景是对一个个具体现实存在的颠覆,都可以转化为新颖的学习内容。很显然,发展场景式学习,将类似的各行各业的一个个新型应用场景作为学习内容,让学习者探索研究,能够使学习与社会、与时代更好对接,能够保持学习内容的鲜活与时代性,这对于培养造就创新创造与适应和引领新时代发展的人,是非常有意义的。

    时代发展越来越迫切需要教学内容打破学科壁垒,而发展场景式学习,可倒逼教与学向学科间相互渗透、跨业界支持方面发展,相应地可促进教育内容更好地实现多学科融合,实现学习的跨界协同,以及实现知行创的融合,实现教育或学习的人机协同,即实现多方面的融合融通。比如,借助“5G+工业互联网”中的“远程设备操控”场景进行学习,要综合利用5G、自动控制、边缘计算等技术,建设或升级设备操控系统,通过在工业设备、摄像头、传感器等数据采集终端上内置5G模组或部署5G网关等设备,实现工业设备与各类数据采集终端的网络化,设备操控员可以通过5G网络远程实时获得生产现场全景高清视频画面及各类终端数据,并通过设备操控系统实现对现场工业设备的实时精准操控,有效保证控制指令快速、准确、可靠执行。很显然,借助该开发性场景进行学习,需要多学科的知识、多学科的技术以及对多行业的了解,相应地能够促使学习进行多方面的融合。

    促进教学内容的时代化和融合化,是场景式学习的巨大优势,要采取多样的措施而使其更好彰显和最大化发挥。

    (四)发展场景式学习可支持和促进受教育者改变

    场景式学习的场景是社会的缩影,能很好对接现代工作、生产、生活,能更好地促进学习与工作的交织,能使学习与工作成为互为一体的不断上升的螺旋体,因而受教育者将会由通常的青少年学习者,向全生命周期的学习者扩展。将人的一生分为学习期、职业期、退休期的划分,已不合时宜。

    发展场景式学习可促进学习者状态的改变,由被动地学、机械地学转化为积极主动地学,以及灵活地创造性地学,更多地进行探索式学习、协同式学习,追求学创贯通。

    (五)发展场景式学习可支持和促进教育环境改变

    发展场景式学习,能促进教育环境向增加拟真教育环境以及建构教育大平台方面发展。

    原有的学习利用的是实体教育环境和网络的虚拟化条件,场景式学习更多是利用物联网、虚拟现实、虚拟仿真、增强现实、全息等技术建构的远程和仿真环境,即发展场景式学习将促进建构虚实融合的新环境。

    场景式学习最好借助于以先进理念、技术、方法设计构造的新型场景,这是造就创新创造之人、造就引领之人的需要,而优质场景的选择、设计、优化,对开发、建设的教育工作者的素质要求较高,借助优质场景式学习的指导、服务、协同、评价,对直接面对学习者的教师要求很高,因此为了使人们能够借助优质场景得到高水平学习指导服务的学习,相应地建构全国性的集聚优质场景并能够提供优质学习服务的大平台显得特别必要。该平台宜纳入全国“新基建”将建的教育大平台体系,以建筑起依靠平台学习的新教育环境,进而将大数据、云计算、人工智能、区块链技术等在教育中综合发挥更大作用,形成一键式学习的优质平台服务,形成基于平台大数据的过程性、全息性、发展性的学习评价,形成以一流师资在线优质服务场景式学习的新业态。

    由以上探讨可见,发展场景式学习可促进教育者、受教育者、教育目标、教育内容、教育环境等教育要素的深刻改变与转化,深层次教育改变理应围绕以上诸方面的改变与转化而开展,而且一旦实现了以上诸方面的改变与转化,则教育面貌会焕然一新,教育就能够与时代更好地匹配了,因此场景式学习有可能会成为引发教育深层次改变的“黑天鹅”。

  13. 结语

    场景式学习是学习新形态,能让学生以积极主动的、探究的、学以致用的方式通过学习解决真实问题,从而使能力得到持续提升,进而促进更好发展。但是,场景式学习绝非是学习的唯一或全部形态,发展场景式学习与利用和不断发展原有的学习不是对立的,切忌犯唯场景式学习论、场景式学习决定论的错误,不要希望毕场景式学习其功于一役,要注意多种学习形态的优势互补。

     

 

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