本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
技术已经抽象化了教育领域,就像它抽象化了我们生活的方方面面一样。铅笔和纸张已经让位于更加模糊的云计算,孩子们更多地使用Prezi而不是海报板进行展示,作业可以在线提交而不是手交。
像任何技术“进步”或创新一样,在教育和生活中,有些人全心全意地拥抱了这种向虚拟化的转变,有些人允许它渗透到他们的生活中,还有一些人尽可能长时间地抵制它。然而,人类是否有可能渴望一定程度的触觉学习呢?
我们从这种不可阻挡的向技术发展的趋势中看到的是,一场重新扎根学生学习并让手、身体和思想都参与进来的反向运动。当教育实践的钟摆已经摆向虚拟化的一侧时,也正在努力将钟摆拉向另一个方向。
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虚拟与物理的结合
进入创客运动:学生们正在制作东西,设计东西——真正的东西。创客运动是一种设计方法,它借助技术将物品的生产从企业制造转移到更小、更个人的规模。这场运动——与 STEM(科学、技术、工程和数学)STEAM(科学、技术、工程、艺术/建筑和数学)运动相结合——在一定程度上得益于联邦政府的大力推动,以促进全国学校和课堂的科学教育。
人们一直在大力推动在学校中更加强调和整合 STE(A)M 学科。根据美国商务部的一份报告,预计未来几年 STEM 相关工作将增加 17%,而对 STEM 领域的推动也使创客运动流行起来。人们一直都在制作、设计和美化,但由于技术的使用,学生现在能够制作的东西可以超越预期。在为 ACSD(前身为课程开发与监督协会)撰写的文章中,Sarah McKibben 转述了创客运动的倡导者 Gary Stager 的话
“[制作东西] 因能够使用计算机制作实际物体,而不仅仅是模型而重新焕发活力;能够为日常物体添加智能和互动性;以及通过计算机编程提高对技术复杂性的掌控能力。”
正是技术与物理的结合在创客运动中发挥作用。在物理和虚拟世界中都起源的事物的创造可以是非凡的。制作实物并使用虚拟世界进行增强,并将其作为创造的载体,是我们自身物理现实的反映。尽管我们生活的大部分发生在数字世界中,但作为人类,我们在生理上与尘世、我们的冲动以及我们周围的事物紧密相连。
作为独立学校的教育工作者,我们寻求实施前沿教学法的方法。去年,我们的学生使用了项目式学习——一种侧重于通过扩展探究和开放式学生驱动项目进行发现的教学方法——来学习内战技术。他们深入探索了 STEAM 和创客领域。我们的许多学生选择制作一些实物来展示他们的理解,而不是进行虚拟演示。这些是学生可以实际联系、触摸和摆弄以展示理解的东西。一个团队在 3D 打印机上设计了 U.S.S. Monitor 的模型。另一个团队创建了一辆火车和铁路,以展示南方和北方铁轨之间的差异。另一个团队创建了一个可工作的电报。今年学生们选择建造和创造的东西比过去更多。学生们想制作一些东西。
用虚拟增强物理
几年前,学生设计使用 QR 码 的项目被认为是“前沿”的。技术娴熟的教师指导学生创建 QR 码,以便提供更多关于物理对象的网络信息变得很常见。例如,人们可能会在展出的艺术项目旁边找到一个 QR 码。当用智能手机扫描时,该代码将触发一个链接,链接到学生解释其作品的 YouTube 视频或包含有关所用艺术方法的更多信息的网站。
由于像 Aurasma 这样的新应用程序,学生现在可以使用物理对象作为触发器,而不是抽象的黑白 QR 码。
像 3D 打印机一样,一些应用程序(如 Aurasma)充当物理世界和虚拟世界之间的联络,将技术运动扎根于“事物”的物理现实中。Aurasma 是一款适用于智能手机或平板电脑的增强现实应用程序,它本质上执行与 QR 码相同的功能,但使用物理且有形的触发器。例如,虽然使用 QR 码的项目可能有一个条形码链接到关于纪念碑的更多信息,但使用 Aurasma 的学生可以将模型本身作为超链接,以获取更多信息。这是一个重大且重要的区别,因为物理是增强的催化剂。
将学习的物理元素带回课堂:以一种新的方式
许多教育工作者正在寻求让他们的学生以新的方式与课堂的物理世界建立联系。如果学生们不再起身到老师的办公桌上交作业,那么他们还可以通过哪些其他方式与课堂环境互动?如果他们不能像过去那样与房间互动,我们如何才能使实际的教室房间再次成为他们体验的一部分?智能墙漆、黑板漆以及其他允许学生在大范围内书写、互动和创造他们学习成果的物理表现形式的方法在课堂上变得越来越普遍。这些墙壁允许学生们超越虚拟,起身、一起书写、一起绘画和一起展示他们的想法和想象。
这些运动反映了我们人类在学习时与环境进行物理连接的渴望。它们提醒我们,并非所有事物都可以被抽象化,并且当孩子们可以与他们的环境进行物理互动时,他们将能够更好地建立联系。回到 皮亚杰,儿童心理学家已经注意到儿童在抽象方面存在困难,并且他们对世界的理解与具体事物有关。虽然技术可以使教育中如此多的东西变得可用和可访问,但我们学生的大脑和身体仍然需要连接和体验才能理解。通过教育中虚拟与物理的结合,钟摆现在又回到了平衡状态:尽管纸和笔正在消失,但与学习的物理联系并没有消失。