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VR、AR和AI如何變革教育方式(第1部分):當前教育存在的問題

SnailShellVR 11月17日訊(微信號:SnailShellVR)

教育始終是一個長盛不衰的永恆話題, 小到國民、大到國家政府, 無一不關心教育的發展。 可以說, 教育水準的高低直接影響著國民的素質、國家的興衰、社會的穩定以及世界的和平。

在過去的兩個世紀中, 全世界可謂經歷了一場學習擴張:全球掃盲率從12%上升到88%, 小學、中學和高等教育都出現大幅增長, 無論是學校數量還是學生數量, 幾乎每年都在打破記錄。

我們的教育課程在不斷進化, 對世界的認知也在不斷提升。 而近年來互聯網的熱潮又以新興的方式將自我教育帶入了大眾視野, 像可汗學院、TED、維琪百科和YouTube等都成為了世界上最大的自我教育資源中心。

然而, 我們的教學方式卻一成不變。

不得不說, 當代的學習方式仍然非常老舊。 按照學生年齡隨機分班, 並讓他們每週五天在教室聽老師講課約6個小時, 僅僅只是希望所有學生都能夠接收到同樣的知識並順利通過教育課程考試,

這種靜態的教育方式也被我們稱之為“應試教育”。

雖然它在某種程度上確實起到了一定的積極作用, 但實際上這種教學方式多數人都不會喜歡。 一方面, 教師的教學任務十分繁重。 從備課、實際教學到批改作業以及安排考試, 還要確保學生專心聽課;另一方面, 學生被迫堅持嚴格的時間表, 生活在恐懼的統治下, 好奇心日益衰退, 不斷害怕失敗……因為他們在每個學期結束時都會被評定優良中差。

現今的教育制度是靜態的、普遍化的, 而不是將個人的自我發展放在重點。 更糟糕的是, 學生們往往不明白, 他們為什麼要學習正在學習的東西, 這也難怪在談論個人志向問題時(同時會對神經系統產生某些影響, 我們將在後面討論), 有些人會感到迷茫失措、漫無目的了。

話雖如此, 那麼可以做些什麼來解決這些問題, 把教育提高到一個新的水準呢?如何使教育變得更加精彩、有趣和實用?我們把它歸結為三個簡單的方式:個性化學習、掌握型學習和體驗式學習。

在本文中, 我們將深度探討這些方法, 結合可以徹底改變當前教育方式的人工智慧、沉浸式技術等幾種新興技術, 用智慧的手段來充分探索未來教育的可能途徑。

個性化學習

所謂“個性化學習”是指以反映學生個性差異為基礎,

以促進學生個性發展為目標的學習範式。 通俗來講就是“因材施教”, 中國古代聖人——孔子曾經在兩千多年前就已經提出“因材施教, 有教無類”的教育思想, 這大概最早關於個性化教育的理念和思想了。

個性化學習通過對特定孩子的全方位評價, 發現和解決孩子所存在的學習問題, 為孩子量身定制不同於別人的學習策略和教學方法。 因為每個人都是與眾不同的個體, 他們有著不同的學習偏好、興趣、志向、優劣勢和文化背景。

在基於互聯網的教育環境下, 個性化學習可以最大限度地發揮學習者的主動性、積極性, 讓孩子更有效的學習。 這種教學模式不僅能為學習者提供圖文音像並茂的、豐富多彩的互動式人機界面, 還能為學習者提供符合人類聯想思維與聯想記憶特點的、按超文字結構組織的大規模知識庫與資訊庫,從而很容易激發學習者的學習興趣,並為學習者實現探索式、發現式學習創造條件。因此個性化學習有可能真正達到讓學習者主動建構知識的意義,實現自己獲取知識自我更新甚至創造新知識的理想目標。

個性化學習能夠獲取更直觀的感受,並且每年都不斷有新增的科學論據來支撐這一觀點。比爾及梅林達·蓋茨基金會(Bill & Melinda Gates Foundation)的一份最新研究報告顯示,使用個性化學習策略的在校學生能夠取得更大的學業進步。此外,無數的神經科學研究已經表明,個性化教育體驗對大腦的資訊接收發揮著積極的作用。

神經學家和教育家Judy Will博士說:“學生必須要思考最新接收的資訊,才能將它們轉變為長期記憶存儲。而通過個性化方法所形成的記憶最有可能成為強關聯的長期記憶,以供日後檢索。”

這是一個非常偉大的概念,因為它表明,要真正獲取知識,學生們需要信服他們所學內容的重要性。教學要有成效,第一步首先是激勵學生。個性化學習就是讓學生相信眼前的資訊值得吸收——而這往往是極其困難的。不同的學生對教學方法有著不同的反應,所以最受歡迎的老師往往懂得如何激發學生:他們並非簡單地把資訊扔給學生,讓他們自己消化,而是激勵和啟發整個班級的興趣和好奇心。當學生覺得一個學科很酷時,一切都會改變。

那麼問題來了,既然個性化教育如此重要,為什麼在學校裡幾乎看不到它的身影呢?要知道,在當前的教育系統中,給予學生真正的個性化教育恐怕將需要配備數十名、甚至上百名專業教師。退一萬步說,即便擁有了足夠多的師資力量,教學機構仍然缺乏適當的方法來收集和處理大規模的個人學生資料,以創建有目共睹的教學成果。儘管存在諸多挑戰,某些學校也在努力嘗試探索這一概念,但個性化教育的潛力依舊沒有得到真正顯現。

完整的個性化學習還需要一個流暢、靈活和非線性的教學課程,如此才能達到完全理想化,這是接受學生差異並為每個人創造獨特的學習方法的唯一途徑。然而遺憾的是,它恰好與當前的教育方式背道而馳。

不過幸好,設計與科技領域的新進展為個性化學習開闢了一種前所未有的新途徑,但在此之前,我們先來談談另一種教育方式:掌握型學習。

掌握型學習

掌握型學習是基於一個非常簡單的想法:對於逐步積累知識的科目(如數學),學生只有在掌握了之前的所有概念以後才能繼續後期的學習。

你可能會認為當今的教育系統就是這樣運作的,但事實並非如此。學生通過課程考試只需要達到及格水準,所以如果瞭解課程的70%就可以進行後面的學習。注意,這裡說的是大概瞭解,而不是熟練掌握。

看起來這似乎也沒什麼不妥,但它卻很敷衍,考試分數顯然已經不是檢驗知識的可靠指標了。真正掌握知識和只為通過一系列考試的學習之間有著明顯的區別,畢竟通過死記硬背公式或者抄襲別人的答卷也能取得不錯的分數。正是由於這種不可靠性,成績才說明不了一切,而學生的真正需求也無法得到體現和關注。

知識是一棵樹,所有科目都是相互聯繫的

一旦你認識到掌握知識對教育的必要性,那麼形勢將變得更加嚴峻:如果學生在一開始就沒有完全掌握基本概念,那麼隨著時間的推移會形成一道知識空白,往後的學科也就更加難以理解。一些需要逐步累積的科目是建立在以往所學知識之上的,所以如果不能完全理解分數,那麼就沒有辦法正確地學習幾何;如果不理解代數,就不可能學會微積分。這些相關性也延伸到了其它學科,比如物理學需要對數學分支的充分掌握,而高中生物學則是基於對化學的基本理解。

當然你也可以說,所有知識在宏觀看來都是相互關聯和累積的,這使得上述知識空白的後果變得更加不可預測。這些空白隱藏在許多學科中,而學生自己卻全然不知,從而迷失方向、缺乏自信,誤認為自己無法掌握某個學科是因為天生能力不足。

這就是為什麼很多人聲稱自己“數學不好”的原因,不是他們缺乏數學基因,而是因為他們在沒有充分理解和掌握數學概念的情況下就開始了下一階段的學習。所以,難怪一些學科慢慢變得難懂起來。缺乏理解導致缺乏直覺,而缺乏直覺則導致所學科目看起來不可理解。學生唯一能做的就是死記硬背或者按老師的要求去做,而不是去學習它的真正含義。因此很多人雖然知道π約等於3.14,但卻不知道π實際上代表什麼。

掌握型學習可以解決以上這些問題,通過深度的個性化方式(與前文談論的個性化學習相關),學生可以快速地掌握他們所擅長的科目,並將更多精力投入到其它難以攻克的概念。最終,只有當真正掌握一門學科時,學生才能進入下一個學習階段,無需因花費時間而感到羞恥。這種方法的結果是,學生實際掌握的知識可以通過創造性和心智等多種意想不到的方式與其他學科聯繫起來,這遠遠比成績單上的分數重要。

這種教育方式目前沒有得到推廣的原因與個性化教育相似——需要大量資金與人力支援。而且學校和教育者已經習慣了傳統的教學方法,即便這是有缺陷的,他們難以想像沒有了分數和考試該如何衡量教學成果。

然而,新興技術可以使這種方法成為可能——不過今天先吊吊胃口,我們先談談下一個教育方法:體驗式學習。

體驗式學習

你可能聽過“實踐出真知”的說法,的確,從實踐中學習與被動聽課有著很大的不同,因為人的大腦顯然更傾向於前者。

這種方式被稱為體驗式學習,它是通過實踐經驗和事後反思來學習的過程。在科學研究和課堂實踐中,它已經被證明是保留資訊、掌握知識的最有效形式之一。體驗式學習把學生的大部分感官融入到學習過程中,培養他們的社會情感技能,創造記憶背景,擴展批判性思維,並且把實際應用與所學知識聯繫起來。

此外,體驗式學習也鼓勵學生進行實驗,以激發其好奇心。這其中最重要的一點就是將實驗中的錯誤轉化為學習過程的一部分,而不是懲罰學生的理由。毫無疑問,這是一種強大的教育方式,也是人類從原始時代以來一直在踐行的部分。

從某種程度上說,當前的教育系統是肯定這一方式的,因為體驗式學習並沒有完全脫離於學校,像藝術和科學這類的課程就涉及許多實際操作的內容。當然,還有老師們非常喜歡的一種實踐任務,那就是作業,儘管學生們都很討厭。

老師之所以佈置作業,是因為學生在做作業的同時能夠實際動手操作。為了完成作業,學生必須思考他們在做的是什麼,解決手頭的任務並反思這整個過程。但是從用戶體驗的角度來看,作業往往是非常無趣的。它不會與人類大多數感官結合起來,而且形式也是固定不變的,由於多數任務需要獨立完成,因此並不能讓他們真正感到興奮。那為什麼我們不去嘗試其它方法呢?

簡單地說:這很難。以概念化的新方式來教授像數學、生物和歷史這類課程是一個巨大的挑戰,更何況還要花費大量資金。而且,自古以來這些學科就是通過書本和黑板授課的,那麼我們將如何去吸引學生感官,使學習變得積極、活躍,同時保持低廉的教育成本來實現所有學習目標呢?

現在我們已經深度剖析了當前教育體制所存在的問題,在下期文章中,我們將討論新興科技如何徹底顛覆傳統教育模式,敬請期待吧。

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還能為學習者提供符合人類聯想思維與聯想記憶特點的、按超文字結構組織的大規模知識庫與資訊庫,從而很容易激發學習者的學習興趣,並為學習者實現探索式、發現式學習創造條件。因此個性化學習有可能真正達到讓學習者主動建構知識的意義,實現自己獲取知識自我更新甚至創造新知識的理想目標。

個性化學習能夠獲取更直觀的感受,並且每年都不斷有新增的科學論據來支撐這一觀點。比爾及梅林達·蓋茨基金會(Bill & Melinda Gates Foundation)的一份最新研究報告顯示,使用個性化學習策略的在校學生能夠取得更大的學業進步。此外,無數的神經科學研究已經表明,個性化教育體驗對大腦的資訊接收發揮著積極的作用。

神經學家和教育家Judy Will博士說:“學生必須要思考最新接收的資訊,才能將它們轉變為長期記憶存儲。而通過個性化方法所形成的記憶最有可能成為強關聯的長期記憶,以供日後檢索。”

這是一個非常偉大的概念,因為它表明,要真正獲取知識,學生們需要信服他們所學內容的重要性。教學要有成效,第一步首先是激勵學生。個性化學習就是讓學生相信眼前的資訊值得吸收——而這往往是極其困難的。不同的學生對教學方法有著不同的反應,所以最受歡迎的老師往往懂得如何激發學生:他們並非簡單地把資訊扔給學生,讓他們自己消化,而是激勵和啟發整個班級的興趣和好奇心。當學生覺得一個學科很酷時,一切都會改變。

那麼問題來了,既然個性化教育如此重要,為什麼在學校裡幾乎看不到它的身影呢?要知道,在當前的教育系統中,給予學生真正的個性化教育恐怕將需要配備數十名、甚至上百名專業教師。退一萬步說,即便擁有了足夠多的師資力量,教學機構仍然缺乏適當的方法來收集和處理大規模的個人學生資料,以創建有目共睹的教學成果。儘管存在諸多挑戰,某些學校也在努力嘗試探索這一概念,但個性化教育的潛力依舊沒有得到真正顯現。

完整的個性化學習還需要一個流暢、靈活和非線性的教學課程,如此才能達到完全理想化,這是接受學生差異並為每個人創造獨特的學習方法的唯一途徑。然而遺憾的是,它恰好與當前的教育方式背道而馳。

不過幸好,設計與科技領域的新進展為個性化學習開闢了一種前所未有的新途徑,但在此之前,我們先來談談另一種教育方式:掌握型學習。

掌握型學習

掌握型學習是基於一個非常簡單的想法:對於逐步積累知識的科目(如數學),學生只有在掌握了之前的所有概念以後才能繼續後期的學習。

你可能會認為當今的教育系統就是這樣運作的,但事實並非如此。學生通過課程考試只需要達到及格水準,所以如果瞭解課程的70%就可以進行後面的學習。注意,這裡說的是大概瞭解,而不是熟練掌握。

看起來這似乎也沒什麼不妥,但它卻很敷衍,考試分數顯然已經不是檢驗知識的可靠指標了。真正掌握知識和只為通過一系列考試的學習之間有著明顯的區別,畢竟通過死記硬背公式或者抄襲別人的答卷也能取得不錯的分數。正是由於這種不可靠性,成績才說明不了一切,而學生的真正需求也無法得到體現和關注。

知識是一棵樹,所有科目都是相互聯繫的

一旦你認識到掌握知識對教育的必要性,那麼形勢將變得更加嚴峻:如果學生在一開始就沒有完全掌握基本概念,那麼隨著時間的推移會形成一道知識空白,往後的學科也就更加難以理解。一些需要逐步累積的科目是建立在以往所學知識之上的,所以如果不能完全理解分數,那麼就沒有辦法正確地學習幾何;如果不理解代數,就不可能學會微積分。這些相關性也延伸到了其它學科,比如物理學需要對數學分支的充分掌握,而高中生物學則是基於對化學的基本理解。

當然你也可以說,所有知識在宏觀看來都是相互關聯和累積的,這使得上述知識空白的後果變得更加不可預測。這些空白隱藏在許多學科中,而學生自己卻全然不知,從而迷失方向、缺乏自信,誤認為自己無法掌握某個學科是因為天生能力不足。

這就是為什麼很多人聲稱自己“數學不好”的原因,不是他們缺乏數學基因,而是因為他們在沒有充分理解和掌握數學概念的情況下就開始了下一階段的學習。所以,難怪一些學科慢慢變得難懂起來。缺乏理解導致缺乏直覺,而缺乏直覺則導致所學科目看起來不可理解。學生唯一能做的就是死記硬背或者按老師的要求去做,而不是去學習它的真正含義。因此很多人雖然知道π約等於3.14,但卻不知道π實際上代表什麼。

掌握型學習可以解決以上這些問題,通過深度的個性化方式(與前文談論的個性化學習相關),學生可以快速地掌握他們所擅長的科目,並將更多精力投入到其它難以攻克的概念。最終,只有當真正掌握一門學科時,學生才能進入下一個學習階段,無需因花費時間而感到羞恥。這種方法的結果是,學生實際掌握的知識可以通過創造性和心智等多種意想不到的方式與其他學科聯繫起來,這遠遠比成績單上的分數重要。

這種教育方式目前沒有得到推廣的原因與個性化教育相似——需要大量資金與人力支援。而且學校和教育者已經習慣了傳統的教學方法,即便這是有缺陷的,他們難以想像沒有了分數和考試該如何衡量教學成果。

然而,新興技術可以使這種方法成為可能——不過今天先吊吊胃口,我們先談談下一個教育方法:體驗式學習。

體驗式學習

你可能聽過“實踐出真知”的說法,的確,從實踐中學習與被動聽課有著很大的不同,因為人的大腦顯然更傾向於前者。

這種方式被稱為體驗式學習,它是通過實踐經驗和事後反思來學習的過程。在科學研究和課堂實踐中,它已經被證明是保留資訊、掌握知識的最有效形式之一。體驗式學習把學生的大部分感官融入到學習過程中,培養他們的社會情感技能,創造記憶背景,擴展批判性思維,並且把實際應用與所學知識聯繫起來。

此外,體驗式學習也鼓勵學生進行實驗,以激發其好奇心。這其中最重要的一點就是將實驗中的錯誤轉化為學習過程的一部分,而不是懲罰學生的理由。毫無疑問,這是一種強大的教育方式,也是人類從原始時代以來一直在踐行的部分。

從某種程度上說,當前的教育系統是肯定這一方式的,因為體驗式學習並沒有完全脫離於學校,像藝術和科學這類的課程就涉及許多實際操作的內容。當然,還有老師們非常喜歡的一種實踐任務,那就是作業,儘管學生們都很討厭。

老師之所以佈置作業,是因為學生在做作業的同時能夠實際動手操作。為了完成作業,學生必須思考他們在做的是什麼,解決手頭的任務並反思這整個過程。但是從用戶體驗的角度來看,作業往往是非常無趣的。它不會與人類大多數感官結合起來,而且形式也是固定不變的,由於多數任務需要獨立完成,因此並不能讓他們真正感到興奮。那為什麼我們不去嘗試其它方法呢?

簡單地說:這很難。以概念化的新方式來教授像數學、生物和歷史這類課程是一個巨大的挑戰,更何況還要花費大量資金。而且,自古以來這些學科就是通過書本和黑板授課的,那麼我們將如何去吸引學生感官,使學習變得積極、活躍,同時保持低廉的教育成本來實現所有學習目標呢?

現在我們已經深度剖析了當前教育體制所存在的問題,在下期文章中,我們將討論新興科技如何徹底顛覆傳統教育模式,敬請期待吧。

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