在线心智：基于技术开展有效教学[图书]

　　1978年，绝大多数孩子从未近距离见过，更不用说触摸过电脑。但是我所上的小学的一间后屋里却存放着一台装有柏拉图（自动教学操作逻辑，缩写PLATO）系统的终端，这是一台设计用于展示数学、打字、外语等课程的互动教学设备。学生每人每周都有一个小时的“柏拉图时间”，用来弄清楚怎样去上那些课，这基本靠我们自己独立完成。对那时候的我（一个被五年级数学困扰的十岁小学生）来说，这是一段新奇的、十分吸引人的经历。我确信，正是这段经历引导我走上了一条终身对心智（minds）、机器（machines）和学习（learning）满怀好奇心的道路。
　　柏拉图终端的16×16英寸的触屏网格能够让使用者和它直接且直观地交流。它能展示的不仅有文本，还有块状的、单色的图形。在我每次一小时的“柏拉图时间”，都会重复出现宠物店场景的游戏，这个游戏的目的是教会学生“分数”（fractions）。当我未准确地将库存中1/3的金鱼拖进顾客的订单时，柏拉图甚至能及时发出提醒我的声音：“谢莉，你手上还有鱼！”
　　感谢我的好运气和资金极其充裕的学区，使我成为我们这代人中少数以学生视角体验过尖端教育技术（instructional technology）的人。如今，40年过去了，你很难找到一所在形式上不使用任何教育技术的教育机构。在高等教育中，技术的影响尤为显著。如《高等教育纪事报》（The Chronicle of Higher Education）或《改变：高等教育杂志》（Change: The Magazine of Higher Learning），几乎每一期都包含关于利用技术开展教学的新文章。还有很多学术期刊及国际组织专注于这个主题，例如EDUCAUSE协会、斯隆联盟（Sloan Consortium），以及《在线学习与教学杂志》（Journal of Online Learning and Teaching）。
　　支持在线学习的网络中心，以及专业的学习管理系统如Moodle、Canvas和Blackboard，都已经成为大学基础设施中越来越常见的组成部分。虽然传统纸质教科书仍占据着主要学习资料（材料）需求的榜首，但是基于计算机的辅助设备已经在各个学科领域成倍增长，提供的东西包括从适应个体学习者需求的自我测验系统到斯金纳箱中的动画模拟老鼠实验。
　　关注在线学习活动和学习环境设计，这一呼吁与认知心理学的兴起正好吻合。认知心理学是一门专注于记忆、语言和推理等心理过程的分支学科，自20世纪50年代以来就一直存在，后来进入了更广泛的学术范畴和大众视野。
　　一方面，对认知心理学的关注可能会为设计新的教学技术提供强有力的理论框架和新的视角；另一方面，它也带来了一系列新的陷阱，这是由于在认知和大脑科学领域，解释和应用研究相对困难（特别是对非专业人士来说）。这些缺陷并不源于个人意愿或认知水平，它们是研究人员开展研究和传播研究成果时产生的具有负面作用的副产品。认知科学和脑科学已经经历了一个快速发展的阶段，即使对身处本领域的我们而言，要想始终保持在前沿也是非常困难的。
　　记忆研究就是这样一个例子。我们对人们如何记住信息的理解已经远远超越了“三箱理论”（three box theory，即专注于不同的感官、短期记忆和长期记忆组件）。然而，在当前一些关于教学的文章中，你仍然会发现人们会引用这个概念。过去的20年中，涌现了大量关于记忆的新理论和实证研究，使我们难以识别和有效地应用最重要的概念。同样，神经科学在认知领域的作用经历了一个显著的变化时期。例如，功能性核磁共振成像技术在20世纪80年代末还是一项新技术，现已在心理学研究中获得了广泛应用。随着此类研究越来越多地开展，关于功能性成像研究的解释和意义的激烈争论仍在继续，这使得研究结果更难应用到教学当中。
　　除了科学的快速发展带来成长的痛苦之外，术语和非直观的研究设计也阻碍了研究结果的应用。所有的学科都在某种程度上受到晦涩难懂的专业术语的影响，在认知心理学中，这个问题尤为突出。例如，“短期记忆”似乎是一个简单明了的术语，大多数人用它来指代在过去的几个小时或几天里所记得的东西。但研究者通常用它来表示非常近的信息，通常就几秒钟。认知的研究也依赖于一系列的教学技术，包括记录细微的时间差异（例如1/1000秒），这与现实世界的情况没有什么相似之处，或者坦白地说，这种研究是精心设计的。这种方法在科学上是站得住脚的，因为它需要精确控制教学条件，只不过很难与实际应用联系起来。
　　大众媒体或主流媒体并不怎么有助于解密这一领域的重大进展，因为人们倾向于放大最具争议性的发现—“男性只用一半的大脑来听”“政治倾向是与生俱来的”“iPad正在干预儿童的大脑”—然而，我们更需要关注人类认知领域更广阔、更重要的发展。
　　有意义、有价值的认知研究成果的应用面临巨大挑战，但机会也是巨大的，尤其是考虑到将技术应用于教学这个领域。对基于认知的教学方法的兴趣日益增长，对认知的科学理解的快速发展，以及教学技术的快速传播促使我写作本书。
　　本书解释了人类认知影响大学教学技术有效应用的原理。除此之外，我还希望能传达一些令人兴奋的关于当代教学技术的内容：它给我们提供了前所未有的机会，使我们的教学与思维运作方式相一致。以下是用技术帮助我们优化教学方法的一些途径：
　　技术支持频繁的低利害测验（low-stakes testing），这一活动能有力地促进对资料的记忆。
　　技术鼓励在课程整个学习过程中更好地安排学习间隔（spacing），可以防止填鸭式教学。
　　技术通过利用学习者现有知识（existing knowledge）的优势，改进资料的呈现方式。
　　技术通过多种感知模式（multiple sensory modalities）促进资料的呈现，如果操作正确，能够帮助理解和记忆。
　　技术为捕获和吸引学生的注意力（attention）（这是记忆的先决条件）提供新方法。
　　技术支持频繁的、多样化的练习/实践（practice）（这是发展专业技能的必要先决条件）。
　　技术为学生的社交（socially）活动提供新途径，并在情感（emotionally）上激发他们的热情。
　　技术可以基于游戏化（gaming）工具促进实践和参与、提升动机。
　　我相信，比起传统面对面的课堂教学，教学技术给我们带来了很多优势。但需要澄清，我不相信教学技术仅仅靠它自己就能够改进学习。它也没有让我们逃避关于我们如何学习的一些明显不可改变的事实，尤其是学习需要集中注意力、努力练习和具备充分动机的事实。更确切地说，技术允许我们为教师提供广泛的工具，用来吸引注意力、勉励勤奋和鼓励参与，这些是学习的基础。