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    基于創客空間的深度學習設計
    發表時間:2015-03-05 來源:教育技術資訊 9275閱讀


    注:本文轉載自微信公眾平臺“教育技術資訊”,微信號etnewsletter。


    摘要:創客空間是具身實踐與創新理念的結合體,追求開源、共享、創新的文化范式;教育信息化時期的深度學習更加注重學生創新能力與終身學習理念的培養。兩者之間存在著實踐主體、場域、資源與理念四個維度上的關聯。通過與傳統深度學習進行比較,闡明創客空間支持的深度學習得以實現質變超越的可能性及優越性。基于學習環節與流程,提出三條最優化深度學習效果的創新設計建議。以期為新時期提升教育適切性、建設智慧教室、開展個性化教學提供參考。


    引言


    “創新是信息時代到來的本質特征,創新型人才是信息社會的內在訴求”[1]。深度學習是發展創新能力的基礎、前提和保障,相較于淺層學習包含著更為復雜的學習過程,是一種高級的學習階段。伴隨著第三次工業革命而來的“創客運動”,提供給有創意的人實現自己“奇思妙想”的機會。作為“創客運動”的實踐場域—創客空間,其實踐理念本身就具有濃厚的教育意蘊,當其與學校教育相結合時,更與深度學習的屬性產生了共鳴。我國正處在教育信息化的發展期,在已有學習條件之下如何促使學生深層學習已經成為亟待解決的教育命題。


    一 、創客空間與深度學習


    1、創客空間


    “創客運動”一詞最早是由安德森[2]在其著作《創客:新工業革命》中提出,2013年首屆中國創客圓桌論壇在京的成功舉辦意味著創客運動在我國展開。創客運動并非生而為教育服務,它的最初生命形態是一種全新的商業運作模式與生產方式。心懷創意者聚集在一起,利用先進的科學設備單獨工作或合作將創意實物化,并實現經濟效益,是將興趣與事業結合的完美典范。


    創客是創客運動的實踐主體,創客空間是創客運動的載體和存在基礎。最初安德森對創客和創客空間的描述是,“創客是指利用互聯網、3D打印機和各種桌面設備與工具將自身各種創意轉變為實際產品的人,而創客空間是指配備創客所需設備和資源的開放的工作場所,創客在創客空間里完成其產品。”隨著該新興事物的快速發展,根據創客空間的運行模式及固有屬性可得出其具有以下特性:


    (1)尊重創客及其創意


    創意是創客學習實踐的思維結晶,是其思維方式、價值觀念、知識結構的外顯存在。每一位創客因深知這背后所蘊含的工作量及意義,因此不會以主觀標準衡量他人的成果,對每一位創客持理解態度,充分尊重每一個創意及其包含的所有可能性,并期待其價值實現。


    (2)工具的不受限性


    本著支持創新與實踐的理念,創客空間以盡可能滿足創客設備需求的方式來提供支持,全面覆蓋的高速無線網絡、3D打印機、雕刻機、桌面設備、移動終端以及不同產品制造的原材料等構成了創客空間的重要物理組成部分。


    (3)自我深度開放的理念


    所有創客在同一空間內,以個人或合作的形式,利用一切可獲得的資源將自己的想法實物化,他們不僅是制造者同時也是觀察者,寓學于做,同時被觀察者的發明創意將受到應有的保護[3]。由于創客并非來自同一領域,因此知識與創意的交流、分享會催生跨領域的思維,產生全新的智慧。所有實踐主體的參與,為創客空間創造“開源、共享、合作的文化范式”。


    (4)具身學習


    在創客空間內,所有的活動都以創客參與的方式展開,參與討論、參與制作。具身認知理論提出,認知是身體與環境相互作用的結果,參與式學習需要實踐主體在空間內物理身體的參與,這是認知結構發生改變的前提條件,也是創新的基礎。創新絕非是簡單的復制或重現,創意產品化、實物化的過程蘊含著人們創新能力、實踐能力的提升。


    (5)不追求、不回避利益


    創意實物化不僅是創客興趣的實現,其內含的使用價值極有可能為創客帶來實際經濟效益,他們既可以為自己的創意申請專利,也可以自行批量生產銷售,進而發展為一項事業,規模化的生產甚至可為部分人解決就業問題,是創客個人價值與社會價值的雙重體現。


    創客空間代表的并非資源和空間本身,而是一種協作、分享、創造的人生理念,是知識與實踐體驗的結合體及其衍生物,“它的最大的貢獻在于真正回應了人們參與式學習和創造的需要,體現了更多的民主。”在日常生活中,人們往往對未知的東西充滿了恐懼與迷茫,對超越現實生活的想法模棱兩可,因而不敢輕易嘗試和改變,也不知如何改變。創客的理念正是鼓勵人們打破對未知的恐懼,跳出原有的體制和格局,讓改變發生,讓創造成為生活的一部分。


    2、 深度學習


    早在1976年西方就有學者基于大學生文本閱讀學習結果的研究提出“深度學習”的概念,并將其與“淺層學習”進行比較研究。深度學習是對淺層學習結果的質疑與批判,折射著新的知識觀、學習觀與教育觀。國內外對深度學習的概念界定層出不窮,具有代表性的為以下三種。


    黎加厚等人認為“深度學習是指在理解學習的基礎上,學習者能夠批判性地學習新的思想和事實,并將它們融入原有的認知結構中,能夠在眾多思想間進行聯系,并能夠將已有的知識遷移到新的情境中,作出決策和解決問題的學習”。張治勇[8]提出“深度學習是一種提高學習能力、實踐能力和創新能力為宗旨的學習方式,學習者在理解知識的基礎上,建立新、舊知識的有機聯系,并能夠靈活運用所學知識創造性解決實際問題的學習”。西方部分學者堅持,“深度學習體現為學習者親身致力于運用多樣化的學習策略,如廣泛閱讀、整合資源、交流思想、把單個的信息與整體的結構相聯系、把知識應用于真實世界等,以達到對學習材料的理解”。


    綜合以上對深度學習的概念界定,可見深度學習具備以下基本特征:


    (1)思辨催生高階思維


    高階思維在深度學習中的發展首先體現在如何對待已有學習資源,“知識觀決定著學習者如何思維和行動。”在深度學習者看來,知識是動態建構的,知識在傳播的過程中,被擁有不同經驗的學習者所體驗,進而產生對同一內容的不同解讀,因此學習者需要以批判性的眼光審視學習資源的“科學性”與“合理性”。在知識的具體學習中絕非淺嘗輒止、滿足于對知識的字面理解及機械記憶,他們力圖深度理解知識的概念,掌握其內在的本質含義,建立新舊知識之間的聯結,不斷豐富自身知識體系、完善自身認知結構。在這個過程中,學習者的思維常處于思辨狀態。


    (2)主動采用多種學習策略 

       

    深度學習者試圖深刻地理解學習內容的意義,為了達到這個目的自覺采取自主學習、小組協作學習、線上線下混合學習等學習方式,全面而充分地搜集、利用現有的優質學習資源,通過小組分工合作、交流尋求跨領域視角催生新智慧,并在實際生活中積極尋求、創造運用知識的機會。


    (3)發展問題解決能力


    深度學習在注重培養學生高階思維的同時,也強調培養學生的創新能力。在對知識本身獲得深度理解的基礎上,嘗試將它們遷移到不同的情境中用以解決現實問題,在知識與實踐相互作用的身體力行之中對已有知識進行檢驗,完善知識結構,挖掘新的可能性。


    3、 創客空間與深度學習的天然契合


    創客空間對創新能力培養的獨特作用受到教育領域的關注,在教育領域的應用首先讓高校圖書館新模式的探索與規劃蔚然成風。西方高校開始在圖書館內設置創客空間,為部分專業的學生提供實踐、實驗的場所。


    新時期,教育信息化帶來了教育教學基本設施升級、知識傳播結構改變的外部信息化,也引發了學習者學習習慣、認知方式改變的內部信息化[11],深度學習也必然產生新的訴求。基于對創客空間內在屬性、傳統深度學習特征以及教育信息化背景下新型深度學習新訴求的分析,認為創客空間能夠滿足深度學習的新訴求,二者有著天然的、本質的契合。


    (1)具身學習孕育創新能力


    創新是任何學習發展到高級階段的成果,脫離身體實踐的純思維的思辨總是無法觸及知識的本質,創新更是無從談起。創客是一類將創意作為自己核心能力的人,“創新”是創客空間的靈魂所在,“創新能力是一種高度復合型的能力。”創意靈感的捕捉與實物化需要人們的具身參與,具身學習同時關照學習者的創新意識、動手實踐能力、合作意識以及成果意識。因此,創客空間的實踐形式與終極關懷正是深度學習得以開展的前提條件與最終訴求。


    (2)興趣導向的學習主體


    創客是一群擁有“隱性財富”的實踐者,“隱性財富”包含兩種缺一不可的成分,即豐富的專業知識和創新意識。豐富的專業知識是創意的基本條件,使任何產品的實現都有源可尋;創新意識協助創客在日常生活中知覺到新事物的存在、價值及其可能性。產研的結合往往需要不同領域的人才,合作意識與合作能力將使創客受益頗多。為了進行深度學習,學習者一方面需要擁有豐富扎實的專業知識,另一方面需要科學的學習態度與方法。強烈的求知欲與好奇心是深度學習的重要保障。跨領域的視角是教育信息化時期進行知識創新的重要條件。擁有不同類型知識的學習者進行知識共享拓寬了每個成員的視角。對創客及深度學習者特征的初步分析可得,他們擁有極為相近的屬性:樂于求知、敢于求知。


    (3)隱性知識生成的知識場


    創客空間不僅是物理意義上的空間,代表的也遠非資源和空間本身,其實質是促進知識高效傳播、轉移、生成的“知識場”。知識包含兩種類型:一是便于傳播易于獲得的顯性知識,如創意相關的基本專業知識、不同生產設備的操作技能等;二是難以言明卻影響深遠的隱性知識,如強烈的探知欲以及共享、合作、開源、創新的文化范式。值得強調的是,教育或學習永恒的生命力就在于它對學習者信念的影響。毫無例外,深度學習追求學習者的高階思維能力,但其終極使命確是幫助學習者樹立終身學習的理念。以創客空間作為學習場域、循其實踐形式而開展深度學習,學習者不僅可以發展自身問題解決能力與創新意識,更為重要的是學習者將同時習得學習共同體中優秀的思維模式、學習方式,科學的知識觀、成果意識,良好的人際交往、協作能力以及對終身學習理念的堅守。


    (4)不受限的學習資源


    傳統學校教育中,學生學習結果的檢驗、問題解決能力的培養往往集中于畢業前的實習活動,如此知識檢驗周期過長,部分專業學生實習成本過高,如橋梁設計專業等,即學校學習與社會實踐嚴重脫節。“科學主義強調教育的目的在于為生活做準備”。深度學習強調學習者的問題解決能力,創客空間內先進的數字化設備可以大幅縮減學習者的知識檢驗周期,真正實現“現學現用”,解決部分專業實習成本過高的問題。


    上述由內而外對兩者關聯的分析可得,創客空間是開展新思維教育、培養學生實踐能力的最佳載體,是學校拓展教育、促進師生研發創新的最佳平臺,也即支持深度學習的最佳場域。


    二 、基于創客空間的深度學習


    深度學習自其提出以來,部分學者對其過程進行探討并針對每個過程設計相應的教學策略,部分學者致力于設計研究深度學習的不同模型。如慕彥瑾等人依據認知心理學理論設計深度學習的模型;何玲等人將深度學習與淺層學習進行比較,并提出促進深度學習的幾種教學策略,如:基于問題的學習、任務驅動式學習以及過程性評價等;段金菊等人提出了e-Learning環境下深度學習的模型及促進策略。顯然,已有的研究都是將深度學習作為教師的教學策略,針對深度學習過程中某一要素而進行,未曾將其作為一個整體來考慮,因此現有研究成果的應用成效不容樂觀。


    以創客空間為載體的深度學習,旨在走出傳統深度學習沒有促進學習結果發生質變的困境。創客空間支持的深度學習,將其作為一個獨立的整體來看待,表面看來只是學習物理環境的革新,然而學習要素環環相扣,物理環境的改變意味著文化氛圍的重塑,因此學習的各個環節必然會做出相應的調整。所以以創客空間為載體的深度學習不僅是對淺層學習的徹底顛覆,更是一種全新的學習理念與學習方式的體現。


    1、 教師傳統角色淡化


    根據現有的研究,傳統深度學習常發生于教師課堂教學中,教師是深度學習過程的設計者與操縱者,學生只是在過程中的個別階段發揮主觀能動性;而創客支持的深度學習,教師不再是具體學習內容的提供者,其角色轉變為學習主題的設計者或學習者自選主題的“把關人”,是學習過程的指導者與陪伴者,其主要任務是培養學生具備終身學習所需要的意識、習慣和能力。


    2、 學習動機基于自身興趣


    雖然學習者在傳統深度學習過程中積極主動,但其進行學習的最初動機并非基于自身興趣,某種意義上是課堂學習任務的高效完成;創客空間支持的深度學習,是基于學生自身的興趣,或是在搜集主題相關資料過程中發現的問題。我國著名教育學家顧明遠曾提出,沒有興趣就沒有學習,因此創客空間支持的深度學習是真正意義上的學習,是具有旺盛的生命力與持久發展力的學習。


    3 、知識來源“由師向生”轉變


    由于在傳統深度學習中,教師仍然是學習過程中的設計者與操縱者,所以教師為學生選擇、設計具體的學習內容,學生并不參與資源的搜集;創客空間的學習方式主要是項目或主題參與,教師只是“把關人”和“陪伴者”,便捷而高速的網絡使得海量的學習資源唾手可得,學習者拋棄以往被動接受的習慣,積極主動地在浩如煙海的人類知識中尋找能為己所用的部分。


    4、 學習資源集成化


    資源獲取工具,產品制作工具,協作學習、成果展示所需的移動桌椅、微型投影機等學習資源集成于創客空間,是對以往學習環境功能單一的徹底顛覆。


    5、 學習結果多元化


    傳統深度學習主要是對學生高階思維能力的培養,是理論層面的問題解決,實踐能力仍是短板。創客空間高效地解決了這一問題,豐富的設備為學生提供低成本的實踐機會,充分發展學生的技能型高級知識。創客空間支持的深度學習不僅培養學生的批判思維、知識建構、人際交往與合作能力,更是從根本上發展了學生的實踐能力與創新能力,這一學習成果具有更為深遠的意義。設計的產品可以參加專業領域的比賽或投入市場,它是提高教育適切性的有效手段。


    6、 學習方式具身化


    傳統深度學習注重學習者的高階思維能力的培養,在學習過程中主要以思辨形式進行,強調對學習內容的批判性利用、對知識本質的深度理解等,即便是問題解決能力的訓練也并非與實際情境接觸,只是知識層面的運用與遷移;基于項目或主題的具身學習,創客空間作為學校與社會的中介橋梁,實現了兩者之間的良性銜接,利用先進的設備進行實踐制作引導學習者物理身體的“沉浸式”參與,力求運用行為本身所產生的自然后果使學生從經驗、實踐結果中體驗到行為與后果之間的關系以及完成對知識的檢驗,既把學習推離限于知識層面的瓶頸,又提高了實踐的效率,真正實現學校教育與社會的對接[15]。


    三、 基于創客空間的深度學習設計


    創客空間支持的深度學習包含五個主要環節,即確定主題、自主學習、小組協作、成果總結、成果展示。具體流程如下:學生通過前期的理論學習,結合自身興趣確定學習主題,學習前期每位學習者需進行自主學習,為小組協作交流做準備,在協作學習之后總結小組成果,根據指定的方案進行小組分工,完成產品的制作,最后進行成果展示,如圖1。


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    圖1 創客空間支持的深度學習流程圖


    目前,高校教室因配置了數字化教學設備,所以不常開放為學生使用,這使得它們形同虛設,既滿足不了廣大師生對于學習場地的需求,又造成嚴重的資源浪費。如果將部分教室在其現有的條件下合理利用—打造成創客空間,必將創造相應的教育價值。在設計過程中有必要將以下幾點納入考慮。


    1、 聯通設計


    聯通學習發生在學習的初始階段,即學習資源的來源。深度學習的發生需要有明確的學習目標以及豐富可供選擇的學習資源,因此必須保證信息渠道的暢通。聯通還體現在信息與高度組織的內容之間的通約。碎片化、指向性模糊的信息通常不能被直接利用,散亂的理論、主題不明的圖表等,需要經過細加工以結構化的方式呈現如思維圖[16]。


    2、交互設計


    交互在學習中時時、處處存在,人與資源的交互、人與人的交互以及人與環境的交互。人與人之間的交互包含兩個方面:學習者與教師、學習者與學習者。學習者與教師之間是陪伴與引導的關系,主要的交互雙方仍然是不同的學習者,他們的交互可能針對某一主題展開討論或是合作開發作品,為了便于自由組合,需要可移動、可拆拼桌椅,微投技術或電子白板為自由討論創造良好的、舒適的情境。與資源的交互分為不同的階段,用于個人學習分析、小組協作的資源需要被不同程度的組織設計,以便清晰、準確地傳播。與環境的交互涉及兩方面:學習者與物理環境的交互、學習者與隱性知識的交互。學習者與物理環境的交互主要是設備的操作使用。沉浸于創客空間進行深度學習的學習者,既是隱性知識的生產者又是消費者,每位成員的言行都對隱性知識的具體內容產生影響。


    3、 安全性設計


    安全性設計主要涉及三個方面,一是可獲得信息來源,二是設備的檢查、維護和更新,三是學習者權益。對無關、有害信息的過濾是確保信息安全的首要措施;設備的維護與更新是保證實踐順利進行、提高效率的重要保障;最后,是對學習者學習成果權益的保護。因此必須要制定明確的規章制度來提高成員的權益意識、規范成員的行為,切實保障每個人的利益。


    四 、結束語


    創客空間支持的深度學習是具有旺盛生命力的學習,在發展學生高階思維能力、高級技能型知識的基礎上,同時關照學生的學習理念、人際交往能力等,體現的是教育對人生存發展的全局性影響。這也是當前優質教育資源匱乏的情況下,個性化、小規模教學的微踐行。以市場為導向的課程設置總是滯后的,瞬息萬變的市場總是快教育一步,因此只有培養學生的學習、創新與實踐能力才能有效緩解就業壓力,這無疑將是短期內提高教育適切性的有效手段。同時,當前智慧教育的呼聲正響,智慧教室的建設正邁開步伐,創客空間可以為智慧教室的建設提供建設性參考。

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