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学习科学研究促教育变革
2017年03月18日 11:18 来源:中国教育报 作者:尚俊杰 吴善超 字号

内容摘要:现代信息技术正深刻地改变着教育,慕课(MOOC)、微课和翻转课堂让人们看到了实现个性化学习的曙光,云计算、虚拟现实、大数据、人工智能等新技术蓬勃兴起,推动了教育教学的变革与创新。

关键词:学习;科学研究;教育;变革;学习科学

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  现代信息技术正深刻地改变着教育,慕课(MOOC)、微课和翻转课堂让人们看到了实现个性化学习的曙光,云计算、虚拟现实、大数据、人工智能等新技术蓬勃兴起,推动了教育教学的变革与创新。在新技术和学科研究发展的推动下,“学习”被社会各界高度重视。学习型组织、学习型社会、学习共同体、学习型家庭、服务性学习等概念走进各个领域,“学习”成为一个广具包容性的关键词。

  目前,我国的教育发展正经历着历史上最为广泛而深刻的变革,教育改革开始进入“深水区”,缺乏基础性、前瞻性、系统性的科学研究成为重要瓶颈之一。在这样的背景下,“学习科学(Learning Sciences)”——这一涉及教育学、脑科学、心理学、信息科学等多学科的跨学科研究领域近年来得到迅速发展,其探索创新及成果应用,将为推进教育改革和实现教育现代化提供科学依据和基础支撑。

  作为一个跨学科的研究领域,学习科学研究各种情境下的学习

  学习科学(Learning Sciences)是国际上近三十年发展起来的关于教和学的跨学科研究领域。华盛顿大学教育学副教授索耶(Sawyer)在《剑桥学习科学手册》一书中指出,“学习科学是一个研究教和学的跨学科领域。它研究各种情境下的学习——不仅包括学校课堂里的正式学习,也包括发生在家里、工作期间以及同伴之间的非正式学习。学习科学研究的目标,首先是为了更好地理解认知过程和社会化过程以产生最有效的学习;其次便是为了用学习科学的知识来重新设计我们的课堂和其他学习环境,从而使学习者能够更有效和深入地进行学习。”简而言之,学习科学主要就是研究“人究竟是怎么学习的,怎样才能促进有效地学习?”

  学习科学的核心内容是什么?广西师范学院的李海峰和莫永华在对《学习科学杂志》(JLS)近十年发表的文献进行内容分析的基础上,归纳出学习科学的主要研究内容:知识与认知、学习环境(如研究性学习环境和虚拟学习环境等)、研究工具与方法论(包括视频分析方法、设计方法等)、设计、合作学习与共同体。

  香港大学教育学院首席教授程介明等人指出,不同领域的学习科学研究针对发生于不同位相的学习,神经科学关注脑,心理学关注个体行为,组织学关注机构,社会学和文化研究关注小组和共同体,教育变革关注教育系统,人类学关注社会。各学科的学者从不同领域促进了对“学习”的研究,为教育学科的发展提供了更坚实的理论基础。

  脑科学、人工智能、大数据等技术的发展促进了教育的深层变革

  近年来,随着教育信息化重视程度的不断提升,信息化在高等教育、基础教育等各领域取得丰硕成果,互联网教育更是如火如荼。但随着教育信息化的推进,碰到的瓶颈问题越来越多。比如,教育界希望利用信息技术促进学习方式变革、推动信息技术与教育教学深度融合,但社会各界的质疑依然此起彼伏:技术到底能否改变教育?

  要想回答这个问题,就会归结到“人究竟是怎么学习的”这一根本性问题。因为教育的对象是人而不是物,具体来说,主要是人的大脑。人类虽然研究教育已有几千年,但对大脑的认知还很少,“知识如何存储?人究竟怎么学习?”等根本问题研究不透,通过采用技术提升学习效果的难度可想而知。

  要想解决该问题,就需要针对学习科学开展大量的基础性、前瞻性、长期性的研究。现在,功能磁共振成像技术、人工智能和大数据等先进技术的发展,使学习科学产生了突破性的发展,脑、心智和(真实情境中的)教育之间建立紧密联系成为可能。此外,近来大数据的发展极其迅猛,学习科学领域的研究者已经开始逐渐将基于大数据的学习分析融入学习实践中,使我们对学生学习过程的认识更加清楚,以便更好地因材施教。

  随着脑科学、人工智能、大数据等技术的快速发展,人们对学习的理解将会越来越深入,或许能从更深的层次上促进教育的变革。

  体系建设与成果传播“双管齐下”,打造教育现代化的“重要引擎”

  在国内,北京师范大学、东南大学、华东师范大学等高校已建立了学习科学研究中心或相关学术机构,越来越多的研究机构对此产生兴趣。不过,相对于欧美国家来说,我国的学习科学研究在学科建设、研究资助等方面还有很大差距。为了更好地发展学习科学,促进教育的基础研究,笔者有如下建议:

  首先,注重学习科学学科体系建设。在现有体制下,加强学习科学学科建设,明确并鼓励建立该专业,培养硕士、博士研究生,并从体制上鼓励该专业吸引相关学科的优秀人才,开展跨学科的教学和研究。

  其次,加强对学习科学研究的资助。我国国家自然科学基金会、国家社科基金会等科学资助机构对学习科学也有一定的支持,但是相对于美国而言,目前存在资助力度不够、尚未形成完整的资助体系、未能很好地促进脑和心智与课堂教学的有机结合等问题。基于这些问题,可以在相关基金下设立相对独立的部门或项目,专门支持学习科学的前沿研究和人才培养,培育创新成果,打造高水平教学科研团队。

  再其次,促进学习科学成果传播。设立专门的学习科学学术期刊,加快学习科学成果传播。对于产品原型设计类成果,尤其是那些经过多轮研究实验被证明有效的学习产品或环境设计,应该更进一步做好成果的市场转化和推广,使研究可以无缝接轨教育实践。

 

    (作者:尚俊杰、吴善超;单位:北京大学教育学院 国家自然科学基金委员会政策局 该文基于国家自然科学基金课题“学习科学发展态势、需求与科学基金支持机制研究”研究成果)

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