促进实践与政策创新的教育研究力量--美国2014 aera年会述评.pdf

journal of distance education journal of distance education *基金项目：本文系2011年度新世纪优秀人才计划“基于个人数字终端的信息化创新应用研究：资源、服务及应用实例”（项目编号：ncet-11- 0140）、国家社科基金“十二五”规划2012年度教育学一般课题“以语义图示实现可视化知识表征与建模的理论与实践研究”（课题编号： bca120024）的研究成果。 一、会议概述 2014年美国教育研究协会（american education research association，简称aera）年会于4月3日 至4月7日在美国费城召开， 来自全球的约一万四 千多名教育研究者参加了此次会议。 作为全球教育研究领域最具规模和影响力的学 术会议， 该会议不仅涵盖了教育研究领域的重点研 究主题， 而且包含了多种有利于教育研究者进行学 术成果交流、分享和探讨的方式。 就研究主题而言， 本届年会包含教育管理、组织和领导力、课程研究、 学习与教学、教育测量和研究方法、教育咨询和人力 发展、教育历史与编史、教育的社会情境研究、学校 研究、评估和测量研究、职业教育、高等教育、教学与 教师教育、 教育政策与政治学等12个主分会场（di鄄 vision），而且这些主分会场下共设有2400多场不同 研究侧重点的主题报告（session）。 就交流形式而言， 本届年会还设置了商务会谈、展示、非正式会谈、特 邀报告、会场外浏览、论文汇报、海报展示、圆桌论文 讨论、结构化海报展示、工作小组交流和研讨会等形 式。 本届年会的主题是 “促进实践与政策创新的教 育研究力量”（the power of education research for innovation in practice and policy）。 其目的是期望探 究如何运用不同类型的证据解决教育中的问题，以 及为其提出创新性的解决方法， 从而建立不同教育 研究主题之间的可能联系。 之所以有这种发展需求， 一方面是因为不断增长的定制性学习需求促使新的 学习技术不断得到发展， 其本身就扩展了教育研究 者理解学习的渠道和机会；另一方面，在学习技术不 断发展的背景下，通过获得不同的研究信息和证据， 教育研究者能扩展其研究视角和方法， 更加清晰而 全面地探究教育问题。 因此，在这一教育研究发展的 大趋势背景下， 我们面临的挑战不仅在于选择研究 什么教育问题和如何研究这些问题， 也在于批判性 地检验和评估教育研究领域发生了什么改变、 正在 进行何种改变以及将要如何改变。 所以，如何运用已 有的教育研究信息、数据和证据，建立不同教育研究 之间的联系， 探讨促进实践和政策中创新性的教育 研究力量显得尤为重要。 教育技术学作为教育专业中的一个重要研究领 促进实践与政策创新的教育研究力量 * 美国 2014 aera 年会述评 顾小清蔡慧英王华文 （华东师范大学 教育信息技术学系，上海200062） 摘 要 2014年美国教育研究协会（american education research association ，简称aera）年会在美国费城召开， “促进实践与政策创新的教育研究力量”是本届aera年会的主题。 研究本届年会上教育科学领域共同关注的两 个主题，可以全面了解本届aera年会上前沿的教育研究动态。 教育技术领域的研究者可以从教育技术的视角， 围绕“学习技术”这一核心要点，从学习过程和学习资源的设计、开发、运用与管理以及评价四个方面，对年会上 涉及的教育技术相关内容进行全面解读，为教育技术自身专业的发展及其与其他学科的交叉发展提供一定的借 鉴和指导方向。 关键词 2014aera年会；教育技术；教学技术；课堂研究；学习技术；评估 中图分类号 g434文献标识码 a文章编号 16720008（2014）0500031 special contribution 3 2014 年第 5 期 总第 224 期 域，其研究关注点均是在“学习技术”这一核心内容 的基础上， 发散出从不同视角关注教育问题的研究 内容。具体来说，学习技术本身不仅是该领域关注的 焦点；如何运用学习技术支持学习，解决教育教学中 的问题，从而为教育实践和政策提供相应的指导，也 是该领域重要的研究落脚点。 因此，基于本届aera 年会主题， 本文首先从教育技术专业的角度， 围绕 “学习技术”这一核心要点，从学习过程和学习资源 的设计、开发、运用与管理以及评价四个方面，对此 次年会上涉及的教育技术相关内容进行全面解读。 其次， 简述本届年会上教育科学领域中共同关注的 两个研究主题。 期望本研究在全面呈现本届aera 年会上前沿教育研究动态的同时， 也能为教育技术 自身专业的发展及其与其他学科的交叉发展提供一 定的借鉴和指导方向。 二、教育技术相关研究主题概述 本部分主要围绕“学习技术”这一核心要点，从 学习过程和学习资源的设计、开发、运用与管理以及 评价四个方面， 撷取介绍本届aera年会上与教育 技术研究相关的创新性专题和案例， 期望从研究范 式、 研究设计和研究方法上为我国教育技术发展提 供新的参考和指导。 （一）教学设计相关研究 在本次年会中，“教学技术” 这一特别兴趣研究 小组（special interest group，以下简称sig）下共设 有18个研究主题。 除此之外，其余专题的研究中也 会直接或间接对教学技术给予不同程度的关注。 之 所以如此，是因为教学技术，不仅是前沿教育理念的 直接体现， 也是指导学习技术整合于教学过程的实 践行动指南。 因此， 本小节将主要从基于问题的学 习、基于探究的学习和基于建模的学习三个角度，重 点介绍此次年会上教学技术研究领域中新的关注焦 点。 1.在基于问题的学习中关注知识习得 与 之 前 在 基 于 问 题 的 学 习 （problem-based learning，简称pbl）中关注问题解决能力、自主学习 技能等学习结果不同，在本次年会上，有专门的sig 对pbl中的知识习得进行了系统探讨。 虽然促使学 习者获得高级学习技能以应对真实学习环境中的各 种困难和挑战是pbl最终追求的学习目的， 但是， 基本的领域知识是促进问题解决过程发生， 从而习 得高级推理技能的组成基石和基础1。 因此，在pbl 中，研究者不能轻视知识习得的价值，而应在问题解 决的过程中关注技能习得的同时， 还应关注知识的 习得2。 基于这一认识，该sig从不同角度关注了 pbl中的知识习得问题。jerome和henk从心理学 角度探讨了pbl中知识习得与学习动机之间的关 系3。 该文研究发现：当学习者缺少解决问题的知识 时，学习者会提升学习的兴趣；当学习者在解决问题 的过程中学习到了足够的知识时， 学习者的学习兴 趣会下降。 这一研究结论说明，pbl中设计的问题是 促发学习者学习兴趣的一种方式， 它会让学习者意 识到他们知识体系中的不足， 也是学习者进行后续 学习的驱动力。 该研究能为后续理解pbl的心理学 机制提供指导。antonia等从课程设计的角度，介绍 了在pbl课程中促进知识习得的概念性设计框架， 即3c3r模型 （content, context, connect, researching, reasoning, and reflecting）4。 在这一模型中，“情境”设 计方面，要求设计者针对pbl中涉及的知识确定真 实有效的学习情境， 帮助学习者明白知识是如何在 真实的情境中得以应用的。“关系”设计方面，不仅要 求设计者考虑pbl课程中概念与事实性知识的概 念性关系， 还要运用不同教学设计策略和技术支持 学习者认识所学知识之间的联系， 从而促进学习者 巩固、加强和整合习得的知识。 指导pbl中关系要 素的设计思路包括：垂直关系、水平关系、先决条件 关系、重叠关系和多维度关系等。ching-huei和xun 5运用概念图的评估方法对 pbl环境中知识习得情 况进行了评估研究。 2.在基于探究的学习中关注协作的发生 在本次年会上，协作探究（collaborative inquiry） 成为大部分主题报告中关注的核心关键词。一方面， 国外对“科学、技术、工程和数学（science, technology, engineering and mathematics，以下简称stem）”教育 给予了极大地关注， 要求学习者在真实的探究过程 中学习科学知识；另一方面，学习技术的发展在支持 社会性学习活动方面表现出了极大的潜力，因此，以 协作的方式研究探究性学习， 成为教学技术研究领 域的又一新视角。 值得关注的是，多伦多大学jim slotta教授带领 的研究团队对协作式探究学习进行了系统研究。 为 了促使学习者在协作式探究活动中进行社会性知识 建构，tissenbaum和slotta提出了在智慧教室（smart classroom） 里 进 行 技 术 整 合 的sail smart space （s3）框架6。该概念性指导框架意图在智慧教室中整 促进实践与政策创新的教育研究力量荨荨本期特稿 4 journal of distance education journal of distance education 合实时交流、数据挖掘和智能软件代理等技术，用以 应对学习过程中出现的交互模式； 支持学生进行探 究； 促使复杂教学活动的推进并且为教师提供团体 进行实时知识建构的发展动态。 为了支持教师在教 学中组织协作式探究教学活动， 该研究团队基于 brown和campione7以及探究学习在社会性维度的 其他研究成果，提出了一个教学性模型，即知识团体 和探究 （knowledge community and inquiry）， 简称 kci8。 在具体的kci课程中，学习者置身于设有相 关学习支架的智慧教室中进行一系列的协作探究活 动。该团队定义的“智慧教室”是指具有手持式电脑、 大型挂式显示屏、多用界面显示等技术的学习环境。 在这一学习环境中， 小组学生首先通过完成一定的 学习活动建构一个知识库9，之后，将其作为后续探 究活动可参考的学习资源， 完成一系列的复杂学习 任务，并在此协作过程中产生观点和证据、反思学习 材料，并解决问题10。 除此之外，该研究团队还基于 上述理论研究， 系统设计了wallcology，physics和 evoroom三个研究项目， 在真实的课堂环境中实现 了基于kci模型的协作式探究学习项目的设计。 3.在基于建模的学习中关注科学知识和推理技 能习得 在建模的过程中培养学习者的专长， 是科学学 习中的重要教学理念。具体来说，建模是通过对复杂 系统中关键要素进行简化的抽象， 并根据潜在的解 释（即机制）来建立要素之间关系，从而促使学习者 对复杂系统进行科学推理的核心科学行为11。 另一 方面， 在k-12的科学课程中培养学习者的计算机 思维（computational thinking）也越来越成为美国科学 教师的教学共识。 所以，基于建模的教学，成为本届 aera年会在教学设计领域中的关注重点内容之 一。 很多研究表明，在科学学习过程中，对涉及的复 杂现象和知识进行真实性的表征并且附加相应的说 明， 是科学知识学习过程中的一种重要的方法12。 andrew和mary对比分析了实物建模、 虚拟建模与 没有建模支持的化学学习效果， 其中实物建模是指 人工对实物进行操作从而建立化学模型； 虚拟建模 则通过鼠标和键盘界面在计算机中进行虚拟化学建 模13。 通过对比发现，虽然在知识学习的准确率上， 三个研究小组的学习结果没有差别， 但是在学习持 续性的效果上， 整合了建模理念的教学比没有建模 理念的教学方式取得的效果好。这一结果也说明，基 于建模的教学能够为学习者的学习提供支架支持。 kristin等通过研究证明，与只是可视化呈现3d模型 的内部关系相比， 让学习者创建图像来表述3d模 型的内部结构，能更好地提升其对图像的理解14。 而 且， 对图像的准确建构与学习者对表征内容的理解 提升具有预测性的联系。 除了对基于建模学习的效果进行关注外， 本次 年会对如何支持基于建模学习的发生进行了系统讨 论。 例如，amanda在研究中将基于代理的建模 15 （agent-based modeling 16 17）作为表征系统的一种手 段， 对如何将其整合到小学物理和生物课程学习中 进行了探究。amy等基于对小学五年级学生学习运 动力学过程的关注， 探究了学生计算机思维和科学 建模的共同发展过程18。 具体来说，研究者将基于代 理的程序和建模作为可视化“语言”，探究学习者是 如何在精确化表征学习制品的过程中促进自己对某 一领域知识的深入理解。laura等探究了三年级学生 如何在建立水循环的模型中进行科学解释和推 理， 以及教师如何支持这一学习行为的发生进行 了研究19。 另外，jing对基于模型教学的教学法框架 中潜在技术的特征以及支架表现形式进行了系统探 究20。 通过对2000年-2010年基于模拟学习的实证 研究案例进行分析比较发现， 技术支持的基于建模 的教学是提升学生科学学习结果的有效手段，但是， 目前技术的交互性更多的运用在建模的过程中，而 在促进协作和为建模学习提供支架上， 则发挥的作 用较小。这一研究结论，为技术支持基于建模的学习 提供了后续发展思路。 （二）新兴学习技术的设计研究 通过将本届年会中“学习环境”、“技术支持的学 习环境”等研究专题以及“设计与技术”、“支持学习 的新兴技术”等sig的研究成果进行梳理后发现，目 前教育研究者对可视化学习技术、 基于模拟的学习 系统、 具化学习技术以及增强现实技术与浸入式学 习环境这四类新兴学习技术给予了充分关注。 1.可视化学习技术的研究 在本届aera年会中， 大部分研究者除了关注 图像（picture）、图形（diagram）和表格（table）等传统 可视化技术的教学性支持外， 还从学习知识的可视 化和学习活动的可视化两方面设计了基于网络的新 兴可视化学习技术。 在学习知识可视化技术方面，camillia介绍了一 款基于网络的可整合到课程学习中的工具图像 special contribution 5 2014 年第 5 期 总第 224 期 标注工具（image annotator）21。 运用这一工具，学习 者可以在与学习内容相关的图像上创建标签， 并标 注自己的理解、看法和观点。 因此，借用动态形成的 学习标签记录， 学习者可以在学习过程中清晰地定 位和区分标注信息的的不同之处。基于此，学习者还 能整合信息要点，进行有条理的解释和讨论。 最后， 当这一工具嵌入到网络学习环境中时， 学习者基于 图像创建标签的内容、 位置和时间标记均会被网络 后台的数据库记录下来，因此，这一工具可以成为存 储学习者学习过程数据的来源。 另外，jasmine设计 了一个关注问题解决过程和策略， 并且可以综合连 接课外学习经历和课内学习结果的表征性几何学习 环境walking scale geometry22。借用这一可视化 学习环境， 研究者可以探究学习资源的两种表征对 象（即静态图像和学习者产生的教学视频）是如何促 进学习者可视化思维发展和学习经历的。 在学习活动的可视化技术方面，zhang等介绍 了一款基于时间轴的集体知识概念图工具idea thread mapper23。 这一工具主要通过可视化呈现网 络对话的进展情况促进知识建构中的协作反思。 在 探究学习活动中，运用itm工具，学习者可以在知识 建构性的对话中，观察团体学习的进程，从而进行元 认知层次上的交流。 经过对学习者对话和反思性的 学习数据进行实证分析发现：itm工具能提升学习 者对学习内容的高级认识， 并形成有利于后续探究 的深层次学习目标和问题。chris介绍了一款基于移 动设备的学习支持系统zydeco24。这一工具的可 视化特性主要体现在过程管理 （即引导学生经历科 学的探究过程）与促进反思和表达（指导学生如何进 行思考和写作）两个方面。 运用这一工具，教师和学 生可以通过定义目标和问题、给注释添加标签、组织 和反思多来源的数据（例如，照片、视频、音频和文本 等）等活动进行科学的探究。当学习者将收集到的数 据上传到学习云之后， 便可以随时访问添加了注释 的科学信息；并且运用zydeco，学习者可以与学习者 同伴对标注了的信息进行共享、协商和讨论，从而促 使学习者对学习问题形成科学的解释和认识。 2.基于模拟的学习系统设计研究 在基于计算机模拟的学习环境中， 学习者可以 在解决真实问题的过程中进行开放式的探究。因此， 这一技术性的学习环境， 为学习者掌握科学知识和 技能，激发科学学习动机提供了巨大发展潜力。如同 往届aera年会一样， 基于模拟的学习系统设计成 为了本届年会关注的又一热点内容。在此，主要对比 介绍三种具有代表性的基于模拟的学习系统。 galapagos意图对“技术如何给予学习者适量支 持”的问题进行系统探究。 具体来说，这一模拟环境 中设计的学习活动均融合了技术支持的两个变量 （干预的频率和支持的水平）和四种体现形式（错误 标志、错误的文本性反馈、线索提示和预先提示）。因 此， 通过对比分析不同学习者在学习活动中获得的 技术支持和学习效果， 可以了解和探究针对不同学 习者而言的技术支持适度性的问题。所以，这项研究 的主要意义在于可以根据学习者的先验知识水平提 供适当的学习支持， 为后续模拟学习环境的迭代设 计提供相应指导。 simscientists是整合基于模拟的学习和以证据 为中心（evidence-centered design25）设计理念的学习 系统26。 其中，模拟主要针对的内容是中学科学课程 中涉及的内容组件和交互过程等模型。具体包含有： 生命科学中的生态系统和人类身体系统； 物理科学 中力、运动和分子原子等系统概念；地球科学中的气 候、水和板块构造等运动模型。以证据为中心的设计 主要体现在这一模拟学习环境中关注学生模型 （学 生的学习知识和技能习得情况）；学习证据模型（能 反映学生学习效果的证据如何评估和形成报告）；任 务设计模型 （活动的设计如何能够产生出学生学习 效果的证据）。因此，依托相应的学习内容，以及整合 以证据为中心的设计理念， 这一基于模拟的科学学 习环境在设计和开发实现上具有以下特点：（1）模拟 科学系统内容的学习环境；（2）为学习者提供问题驱 动的探究的学习体验；（3）通过智能评分系统对学习 者进行形成性评估， 从而为学习者提供及时的反馈 和训练；（4）促进知识迁移、协作和交流的自我评估 和反思活动；（5）以单元学习为单位进行的评估等。 这 一系统的设计，改变了传统以静态文本呈现科学知识 的模拟学习系统设计理念，实现了动态地呈现教学干 预，促进深度科学知识学习的基于模拟学习环境的设 计。经过对这一系统的教学应用进行实证研究，发现： 教师和学生均对这一学习系统给予了积极的反馈。而 且， 该系统的设计在提升基于模拟学习系统的质量、 可行性和教学效果上可以提供可参考的指导。 chemvlab+是基于化学教育、认知和学习科学， 以及活动设计等理论而设计的支持化学学习的模拟 学习环境， 其设计的目的在于提升学习者对化学相 关概念的理解，以及培养学习者的科学探究技能27。 促进实践与政策创新的教育研究力量荨荨本期特稿 6 journal of distance education journal of distance education 运用这一平台，学习者可以：（1）通过设计和实施化 学实验， 在模拟的真实性学习情景中理解化学学习 过程中的程序性知识。（2）通过操作运用不同表征方 式（公式、图解、图片和图表）呈现的学习活动，使学 习者真实地参与到互动式的学习过程中。（3）运用基 于提示的智能导师系统和生成的学习报告， 对学习 结果进行多层级的形成性评价，指导后续学习。经过 实证性的应用研究表明， 基于这一平台的化学学习 活动可以提升学习者的学习效果。chemvlab+项目 还可以为后续提升基于模拟的学习环境的设计和开 发提供研究指导。 通过对比分析，我们可以发现，目前基于模拟的 学习环境，不仅依托某一系统性的知识进行设计，而 且还融合不同技术支持手段对学习者的学习过程给 予实时的支持。除此之外，基于模拟学习环境的系统 设计背后， 均会从不同视角关注如何运用技术支持 学习发生这一核心研究问题。 3.具化学习（embodied learning）的技术研究 随着人机交互研究的不断深入， 研究者们逐渐 认识到， 当学习者与计算机创建的虚拟学习世界进 行沟通时， 难以较好地产生如同学习者之间面对面 互动时产生的意义建构。而且，新兴学习技术的发展 鼓励为学习者创建多元的交流渠道和方式。因此，人 机交互的研究已从先前关注认知信息处理的视角逐 步延伸到关注情绪、情感和具体化的（embodied ）交 互的视角28。 即，除了关注人与纯虚拟学习环境的交 互之外，还应在人与计算机互动的过程中，加入关注 身体感知和移动而产生的新的学习路径。所以，支持 具化学习（embodied learning）的学习技术也成为了 本届年会关注的亮点之一。 在人机交互的设计里，具化（embodiment）不仅 仅指表征学习内容， 还具有基于身体的运动情况给 予学习者学习反馈的含义29。 随着可触摸平板、手 机、 电脑、 视频游戏等可触交互界面技术的发展普 及， 年轻学习者已习惯通过复杂的手势语言与数字 化设备而进行的双向交互。因此，基于触点的技术已 在数字化产品的交互中占有重要的角色30。 而且，随 着技术的不断更新， 触觉交互界面技术目前已超越 手的触觉，转向朝身体运动方向发展。 另外，基于运 动捕捉的技术（motion capture technology）也为具化 学习提供了实现的手段。例如，具化游戏学习实验室 （embodied games for learning lab）关注运动投入的 程度、手势的一致性（即如何通过产生的手势勾画出 学习的内容） 和浸入性感知三个要素的理论性认 识31，基于此，开发出了以向心力（centripetal force） 为核心概念的教育游戏内容单元。之后，研究者设计 了32的实证研究， 分别将这一教学单元整合到 smallab（situated multimedia arts learning lab），具 化学习环境、 交互性电子白板和基于计算机学习这 三种不同的学习环境中。之后，对比分析了具有高具 化程度和低具化程度干预时，学习者的学习效果。通 过对比分析延迟后测、立即后测和前测成绩发现，高 具化学习环境下的学习对保持知识的习得效果优于 低具化学习干预下的学习效果。 最后，3d虚拟技术 也能支持具化学习的实现。 一方面，3d虚拟世界是 基于信息可视化和可视化暗喻等理论进行建构和概 念化的。 因此，基于3d虚拟世界学习环境的具化主 要体现在：通过可视化物体（例如，形象化符号、物 体、学习环境）或通过行动（例如，动态的物体和虚拟 人物的手势）来表现文本和可视化信息。 另一方面， 高逼真的3d可视化图像技术具有高级的浸入性能 力，能创建高强度的学习交互。 因此，课程设计中的 具化性还间接地体现在虚拟人物与物体 （即艺术展 品等）、与其他虚拟人物以及与虚拟学习场景之间的 交互。 这些虚拟的表征手段，即是具化的体现。 它可 以引导用户的注意力，创建浸入式的学习环境，提升 虚拟学习经历的现实范围。 在基于3d技术的具化 学习环境中，mary对当代艺术和数字化可视文化 等课程的学习效果影响进行了研究32。 通过实证研 究表明：3d虚拟学习世界可以作为艺术教育中的具 化学习环境；可以展示不同的艺术展品，促进协作和 网络交互；可以允许不同背景的学习者进行交互；可 以表征不同的艺术学习资源； 能够为学习者提供个 性化的学习体验。 4.浸入式学习环境与增强现实技术 浸入（immersion）是指以有意义的方式进行的综 合的、有效的、多感知的、真实的体验。不管学习者是 在虚拟世界里进行探索性研究， 还是在增强现实的 物理世界里处理嵌入性的数据， 其中都会涉及浸入 性学习（immersive learning）。 目前，移动技术、可穿戴技术和基于追踪的技术 均为学习者浸入到正式或非正式的学习环境提供了 技术支持。学习者配备可携带的和可移动的设备，不 仅可以让学习者连接并投入到不同情境的学习活动 中，形成浸入性的学习情境；而且这些设备记录的学 习者运动数据，可作为学习者检查、讨论和反思学习 special contribution 7 2014 年第 5 期 总第 224 期 内容的证据。例如，运用手机中的相机设备和感知探 测器可以收集学校、家里或者社区的相关数据，之后 通过标注这些数据，可以让学习者探究环境科学33， 以及数学与测量之间的关系。 另外， 基于追踪技术 （tracking technology）（例如，24小时fitbittm物理活 动检测器）记录足够多的身体运动数据，可以让学习 者在浸入性学习体验中收集大量数据， 并从看似杂 乱无章的数据之间寻找相关模式和关系， 从而形成 对外界的认识34。 与一般性的让学习者配备手持设 备（handlelds）、眼镜（goggles）或者数据背包（back鄄 packs）不同，支持解释性学习和体验式学习的增强 现实研 究项目 （augmented reality for interpretive and experiential learning，简称ariel）意图在固定 的展品装置中加入增强现实的元素。 建立一个开源 的展示平台，运用数字化科技可视化技术，通过体验 式和解释性等手段， 改变学习者与传统手动装置的 交互35。 （三）学习技术在教与学中的应用研究 学习技术在教学过程中的应用研究， 是教育技 术研究专业的核心内容。在本届aera年会上，教育 研究者们在学习技术教学应用研究上关注的侧重点 主要集中在：学习技术的课堂整合研究、教师技术使 用情况、 教学技能研究和学习技术的网络教学应用 研究等方面。 1.学习技术在课堂教学的整合研究 无论是传统学习技术，还是新兴的学习技术，最 终落脚点均会关注技术与教学内容的整合研究。 在 本届aera年会中， 将不同的技术整合于教学应用 的研究，仍是目前关注的重要课题。例如，vicky探究 了阅读策略，以及ipad的技术特征在以阅读为中心 的学习活动中发挥的作用36。scott等运用案例研究 的方法， 从教师的视角研究了如何将游戏和增强现 实技术作为建立劣构性问题的手段整合到中学学习 课程中37。emily和robb一文则聚焦探究了基于身 体与计算机模拟的互动技术在支持和促进学生元认 知发展 （即支持学习者反思和促进学习者清晰表达 观点）方面的效果38。 与往年aera年会不同的是，本年aera年会 更加关注技术整合于课堂教学（classroom）的研究， 即： 如何使学习技术的技术性支持作用与课堂教学 过程中特有的文化环境进行切合， 从而支持学习者 的学习过程。 下面将重点介绍三个学习技术与课堂 教学整合的研究案例。 vanessa的研究关注“教师如何设计浸入式的学 习体验或将浸入式呈现技术整合到教学过程中”39。 具体来说，研究者进行了对比性实证研究。第一组教 师先参看了整合浸入式呈现技术的教学设计案例， 之后再根据研究者的要求设计、新的教学单元；第二 组教师则先设计、 整合了浸入式呈现技术的教学单 元，之后再体验已设计好的教学案例。通过对比分析 后发现， 第一组教师在项目结束后能理解技术的教 学性支架的作用， 并意识到需要以科学家思考的方 式在教学实践中整合这些工具。 第二组教师在访问 教学设计案例之前， 会质疑浸入式呈现技术的可行 性和有用性；但在参看已设计好的教学案例之后，教 师才会对如何使用这些工具提出探索性使用方法。 这一研究也表明：在学习技术整合的课堂教学中，让 教师理解技术的教学支持性作用的重要性。 另一方 面， 也要求技术设计者从技术设计的假设者转变为 技术应用的实践者， 才可以促使技术有效地整合于 课堂教学。 cresencia等关注 “如何将交互式电子白板（in鄄 teractive whiteboard）、 共 享 性 的 多 屏 显 示 （shared displays）和可触摸平板（tablets）整合到课堂中以天 文学为主题的学习单元中， 从而支持小学生进行团 体的科学探究”40。 为了促使这些技术工具与学习内 容得以整合， 研究者意图从教学性支架的角度和技 术支持的角度， 对学习者知识建构过程中的混合对 话和团体探究活动进行教学设计。具体来说，学习者 运用可触摸平板共享个人学习的观点， 为建构团体 知识库作出贡献， 而这一学习结果会通过交互式电 子白板可视化呈现。 共享的多屏显示则用于可视化 团体观点， 让学习者通过社会性协商对他们的观点 进行分类，从而促进知识的建构。 最后，该文主要从 教学设计、 课程和技术设计的角度对本研究中的案 例设计进行了质性的分析， 讨论了将教学设计运用 到实践中的成功和不足之处。 elizabeth等的研究则关注 “如何设计整合交互 式电子白板的课堂教学活动， 支持学习者进行协作 学习，并依据整合结果，探究促进或限制协作和学习 发生的设计元素”41。 从技术的角度来讲，交互式电 子白板允许多用户集体使用， 并且支持学习者参与 到共同的学习活动中， 它具备了通过共同的问题空 间支持学习者协作学习的潜力42。 但是，在将交互式 电子白板整合到课堂教学的研究过程中， 研究者发 现，交互式电子白板不能简单地“添加”到课堂教学 促进实践与政策创新的教育研究力量荨荨本期特稿 8 journal of distance education journal of distance education 中，除了要以新的方式思考教与学之外，还需要关注 学习活动流的设计43。 最后，得出的研究结论是：为 了能促使技术有效地整合到课堂教学中， 形成流畅 的教学活动流，需要：（1）充分利用课堂这一物理空 间；（2）考虑交互式白板在教学活动中发挥的独特作 用，设计特定的计算机支持的教学活动。只有做这两 者的综合考虑， 才可能在课堂环境中运用交互式白 板维持学生团体水平和班级水平上的协作。 通过上述三个案例，我们可以发现：在学习技术 整合于课堂教学这一研究方向上， 与之前关注学习 技术整合对学习效果影响的研究不同， 本届年会更 加关注如何促使技术在课堂教学过程中充分发挥其 支持作用这一问题。 这一新的研究趋势，一方面，可 以促使“实验室”研究环境下产生的新兴学习技术渗 入到课堂环境中，为教师的教学过程提供支持；另一 方面， 也能为学习技术的迭代设计和教学活动的组 织提供实践性的指导策略。 2.教师技术使用情况和教学技能研究 技术应用与教师专业发展问题的交叉研究，仍 是年会中的重要关注内容。在本届年会中，这一专题 类研究除了关注教师的教育技术能力和使用情况， 以及技术作为教师发展的工具与途径的研究44外， 还尤其关注影响教师技术使用情况的因素研究。 研究者们从宏观外界环境支持、 中观教学设计 的实践性指导， 以及微观教师自身技术感知和接受 等角度分析了这一问题。 例如，wang和hsu通过对 中学11位科学教师长达一年的追踪，了解到信息与 通信技术作为认知工具， 在教学设计以及基于探究 教学活动中的应用情况45。 最后，研究发现，教师运 用认知工具支持教学的具体实践行为、 教育管理者 对教师这一教学的支持以及教师运用技术的技能是 影响教师进行技术整合于教学的重要因素。 另外， justin和sandra通过对在课堂写作课中教师整合技 术的多案例进行研究发现，当教师、教育研究者和技 术开发人员紧密合作研究时，会对课程、教学和技术 形成新的综合性理解， 从而有助于教师在教学过程 中有效地整合技术46。robert通过对课堂混合学习 的研究， 发现要使技术成功有效地应用到课堂环境 中，需要基于有效的教学设计模型的指导，以及从教 学性和可操作性两方面支持技术整合的实施活动 47。 shen和thomas48对k-12职前教师技术使用技 能、信念，以及使用技术过程中的困难感知进行了调 查，研究发现，教师技术使用技能和信念会随着时间 的变化发生改变。 教师在技术使用过程中感知到的 困难包括：缺乏了解技术的知识、缺乏技术整合到课 程中的方法性知识， 以及缺少足够的电脑等设备支 持。 3.学习技术的网络教学应用研究 无论是在国际上还是在国内， 目前大规模网络 开放课程（简称moocs）成为教育技术领域的重点 研究内容。在本次aera年会上，这一研究焦点也获 得 了 不 同 研 究 者 的 关 注 。fiona和devayani从 moocs宏观发展的角度，关注了高等院校开发和推 动moocs进程的背后意图与教师教授moocs的 教育目的这两者之间的切合程度49。 研究者运用文 献调查和专家访谈，从参与者、教育结果、需求的资 源，以及推动moocs发展的要素等方面了解了这两 类主要群体对moocs的了解情况。 最后，通过对比 分析发现，高等院校推动moocs发展的目标与教授 moocs课程的教师眼中的教育目标正在进行着磨 合， 基于分析结果， 研究者还提出了有利于后续 moocs发展的修正策略。 另外，有研究则从中观层 次上关注moocs课程应用问题。例如，brain对学习 者在数学导论这一门moocs课程中的正式和非 正式语言进行了初步探究， 发现学习者的语言和行 为表现与课程的评估结果具有很高的相关性50。 这 也表明， 学习者的语言表现可以作为衡量学习者课 程学习掌握情况的 一个依据。rachel等 则关注 moocs课程中的坚守模式 （persistence patterns）问 题51。 研究者对couesera中涵盖不同学科的9门课 程进行了描述性分析， 主要关注了课堂学习中学习 者的参与模式。 之后通过学习者的ip地址信息了解 其上课的地点信息， 以及整合gis数据了解学习地 点的人口统计学特点。通过研究发现，不同学科之间 学习者的课程流失模式是一致的。最后，还有研究从 微观角度关注moocs的课程设计质量问题。 例如， scott等设计了能描绘mooc中教学法应用情况的 量表，并且应用这一量表对mooc课程中的教学方 法进行区分，从而探究和确定有利于推动mooc教 学效果的不同方法52。 （四）学习技术与评估 与往年年会不同的是，本次aera年会上，基于 学习技术和学习环境的评估成为了本次会议关注的 重要内容之一。 通过对学习技术与评估相关文献的 梳理，我们发现，不同的研究团队具有不同的关注点 和研究方法。例如：有的研究团队关注技术支持的学 special contribution 9 2014 年第 5 期 总第 224 期 习能力或行为的评估； 有的研究团队关注技术支持 的学习情感的评估； 有的研究团队则关注技术支持 的对学习过程的分析， 即目前国内外教育技术研究 者重点关注的学习分析技术5354。 1.技术支持的学习能力或行为的评估 在技术支持的学习能力或行为评估方面， 有的 关注问题解决能力的评估； 有的关注阅读能力的评 估；有的则关注学习过程中认知发展的评估。 成人能力的国际评估项目 （the program for the international assessment of adult competencies， 简 称piaac） 是在基于技术的环境中以认知评估任务 和技术使用自我报告的形式， 评估成年人问题解决 能力的大规模国际研究项目。 为了了解成年人的问 题解决能力， 该项目组织oecd国际专家组设计了 基于丰富技术环境的问题解决能力评估的概念框 架。这一框架中主要关注问题解决能力的三个维度， 即问题解决任务的内在特征、 环境特点和人的认知 过程。另外，还考虑信息技术影响问题解决的不同方 式，例如：问题结构的调整、解决问题的方法和提出 新问题等等。基于这一框架，通过对项目评估数据中 互动日志的分析， 初步发现了评估项目中涉及的概 念性和技术性问题。通过这一项目，我们可以了解成 年人运用电脑解决问题的相关信息， 能为后续评估 信息技术和技术的应用提供指导55。 “在阅读中促进理解”项目（reading for under鄄 standing）是用来探究概念化、教授和评估阅读能力 的新方法的一个研究项目。 基于阅读过程和阅读教 学方法的文献综述， 以及综合考虑认知模型和理解 理论的一般性特征，该项目确定了评估框架。评估框 架分为两个部分，一是基于情境的一般性评估，主要 用于评估高水平理解相关的综合技能。 在研究过程 中，给予学习者一些需要其进行整理、综合和评价的 阅读材料，配套的是一系列的任务和活动，引导学习 者进行复杂性思维。另一部分是模拟同伴互动，用于 了解阅读中的社会性特点。最后，还会收集学习者行 为协调因素相关的数据，其中包括背景知识、学生动 机、自我管理/元认知、规范阅读、学习和阅读策略 等。基于该框架，在对实施评估和进行了数据分析之 后发现： 该项目的评估能揭示阅读过程中相关要素 和理解之间的重要关系、测量的维度、背景知识和动 机在测试中的关系、 在阅读测试中学习新知识的能 力、构建性反应项目的附加价值，以及个体和全体理 解过程之间的关系。 而且，通过该项研究也发现，一 个能测量阅读理解的包容性的方法， 能够给教育者 提供可靠的信息和指导，例如，对学习者的理解能 力有更加全面的了解；理解学习者通过评估、整合 和综合梳理来自多方的信息来解决问题或者作决 定的过程等56。 除了能力评估外， 也有针对特定学科和特定教 学内容设计评估方法的研究。 如zhang等设计并评 估了解决不同乘法问题时， 低水平和高水平学生之 间使用不同策略的情况57。 研究发现：低水平学生不 能熟练使用策略，对乘法概念的理解不够；高水平学 生在解决问题时更加灵活， 能更加准确地检索或使 用数学算法策略。krawec则通过设计并评估学生使 用数轴解决数学问题的过程发现， 使用数轴进行可 视化教学可以提高学生问题解决能力58。 2.学习情感分析技术 在基于计算机的学习环境中，情感（emotion ）是 影响学习和问题解决过程的重要因素之一。因此，为 了让“教育处方”能可靠并合法提升学生的情感体验 和学习效果， 研究者们需要系统研究情感计算中的 概念性、 理论性、 方法性和评估性问题。 在本届 aera年会上， 有的研究团队从宏观架构方面提出 了情感计算在教育中的研究图景； 有的研究团队则 从实践探究的角度初步介绍了其在学习情感探测系 统的设计与应用分析等方面的研究成果。 为了根据不同的学习情感状态为学习者提供适 宜的学习体验， 促使有效学习状态的发生，its致力 于设计能探测学生情感状态、 建模学习者情感波动 情况， 并根据波动情况为学习者作出不同学习反馈 的系统。 因此，jason等的研究思路是：（1）探测和追 踪学习者的实时学习情感；（2）产生基于一些理论的 规则， 用于分类和确定学习者学习情感状态中的浮 动情况；（3）根据探测到的情感状态，识别其对学习 的潜在影响， 并为促使学习者具有良好的学习效果 进行设计59。 从设计学习情感探测技术的角度，sidney和 arthur分别介绍了用于实验室研究的精确学习情感 探测系统和应用于学校环境的简略学习情感探测系 统。虽然两者在技术精确度方面存在差别，但两者的 设计均建立在共同的理论研究基础上60。 即，将学习 情感定位在表情、身体活动、认知评估的结果、社会 性建构和神经回路上。基于这一理论认识，在设计学 习情感探测系统时， 主要关注内化事件和外化事件 的评估如何激发学习情感； 学习情感在主观上是如 促进实践与政策创新的教育研究力量荨荨本期特稿 10 journal of distance education journal of distance education 何改变的；学习情感的变化是如何体现在心理上、身 体上和行为上的等研究问题。 针对实验室情况下的 研究，在数据收集方面，该研究团队不仅运用支持交 谈的智能辅导系统autotutor收集学习者在完成某 一学习单元中的情感数据； 录制学生面部表情的视 频、 存储电脑屏幕的变化和捕捉多种感知器获取的 数据。 在数据分析方面，首先人工地对大约6500个 包括了厌烦、投入、困惑、高兴和中立等情绪的视频 片段进行分类和标注。之后，运用机器学习技术从感 知器数据中推论出明确的感情标签模式， 这样就形 成了初步的情感探测器。最后，通过对比机器学习技 术进行的情感预测和人工标注的情感标签之间的匹 配程度，提升情感检测器预期情感的精确性。针对学 校使用的环境， 该研究团队主要运用软性感知器开 发情感探测系统： 运用整合在电脑中的简单网络摄 像机追踪学习者的面部表情、 身体运动情况和离屏 幕的距离等情况； 运用情境模型推理学习过程中交 互动态过程 （击键次数、 鼠标移动、 记时和系统反 馈）。 研究表明，综合运用自底向下的感知器数据和 自顶向下的情境信息能很好地探测学校情境中学习 者在学习过程中的情感数据。 从情感评估技术的应用角度，ryan等研究了在 计算机学习环境中表现出不同交互行为的学习者所 具有的学习情感体验这一问题61。 首先，从理论的角 度，研究者基于在线学习的情感状态理论框架，确定 了该研究主要关注的能评估学习者学习投入情况 的四个情感要素指标，即厌烦、疑惑、困惑和专注。 另一方面，研究者还基于已有研究，提取了该研究 中关注学生互动行为要素， 即学生行为状态指标； 学生惯有的元认知行为的探测指标；学生历史行为 的标准要素等。 之后，运用包括cognitive tutor al鄄 gebra和assistments等基于计算机的学习系统收 集学习者交互行为的记录文件数据； 与之相配套， 研究者运用手持式安卓系统电脑收集学习者运用 不同cble学习情况的田野观察数据。最后，运用不 同的数据挖掘算法，探究学生行为与四种学习情感 要素之间的相关性。 通过研究、论证发现，基于这项 研究 不仅可以寻找不同数据要素的整合模式，评估 每个在线学习环境中学生的学习情感状态，还可以 用来预测在标准化测试和大学入学测试中学生的学 习表现。 3.学习分析研究 在本届aera年会上， 会议主办方专门组织了 一组特邀报告会， 针对学习分析研究领域未来在促 进终身学习方面的发展作了专业性的讨论。 在讨论 会中，来自不同方向的专家共同得出结论，认为：要 实现个性化的终身学习， 教育研究者需要深入分析 和阐释在数字化工具和环境中存储学生学习数据以