浅析数字化学习带来的教育变革
田阳 高俊俊
摘 要：现代学习理论与信息技术的融合，使数字化学习显得尤为重要。文章归纳分析了国内外近年来主要的数字化学习研究成果；然后分别从教学与学习、学校管理、师生家长关系、认知方式、学习资源、学习评价几个方面探讨数字化学习如何给教育带来革新，并阐述了这些革新的具体内容。
关键词：数字化学习；教育信息化；教育变革
中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2014）05-0015-04
一、引言
今天课堂里使用的Pad、电子书、电子白板、物联网技术相伴的课堂设施、可穿戴技术教具等都是数字化学习的典范。有了这些数字化学习技术的应用，教育的管理、设计、开发、应用、评估等方方面面都将发生重大变革。通过科学研究和先进技术理念等手段提高教育质量，通过正式学习和非正式学习使学习者轻而易举地获得知识，使教学者得心应手地教学，使学习者、教学者、教学环境资源有机融合，最终实现真正的“以学为中心”的学习，教育质量得到切实提高。无论是现实环境要求，还是理论背景及技术支持，都强烈要求变革现有的教育，因此，数字化学习已经被提到了一个重要的高度，数字化学习将在教育变革中起到重要的作用。
二、数字化学习
教育技术专家何克抗教授通过充分论证和研究给出了数字化学习的定义：“数字化学习是指通过因特网或其他数字化内容进行学习与教学的活动，它充分利用现代信息技术所提供的、具有全新沟通机制与丰富资源的学习环境，实现一种全新的学习方式——这种学习方式将改变传统教学中教师的作用和师生之间的关系，从而根本改变教学结构和教育本质。”[1] （2002）数字化学习是指在信息技术环境下进行教与学的活动，本质就是要在先进的教育和学习理论的指导下，通过媒介融合等技术和理论手段，将教育的环境、内容、学习工具数字化，使信息技术成为教师的教学辅助工具与学生学习的认知工具，改变传统教学中教师、教材、教学媒体的作用以及教师、教材、教学媒体和学生之间的关系。[2]数字化学习不是一种全新的教学和学习模式，而是基于传统教育基础之上的教学和学习理念，它继承了传统教育的部分优秀模式，结合最新的教育理论和理念，通过现代的信息技术手段实现教学和学习，使教育的形式发生了实质的变化。在大幅度提高教育、教学效率和质量的同时，培养了学习者的批判思维能力、创新实践能力、高阶思维等。
三、数字化学习的相关研究
1.我国的数字化学习研究现状
我国数字化学习研究起步于上世纪90年代，相对国际上的研究起步较晚，但无论是理论研究还是实践应用都已经在国际上产生了较大的影响。目前，我国主要的研究学者有何克抗、李克东、丁新、黎加厚、王陆、李玉顺、柯清超、韩锡斌、贾积有、董玉琦、解月光等。从研究的内容上区分，数字化学习的研究分为理论、资源建设、应用、政策等方面的研究；从教学层次划分有婴幼儿、中小学、高等教育三个层次；从教学要素划分有教师、学生、教材三个方面；从学习形式来看分为正式学习和非正式学习两种形式；从数字化学习针对的用户群可划分为学校、企业、政府、社区等。数字化学习的目的和动机都是为了服务于教育，有利于教学和学习的高绩效进行。根据教育技术专家何克抗教授对数字化学习下的定义，数字化学习的核心思想就是教育理念和方法与信息技术以及成熟的科学技术成果有效整合。基于以上论述，这里把数字化学习研究类型区分为理论研究（教学理论、学习理论、教学方法）、实践应用（中小学课堂、高等教育、教师、学生、企业、社区）、资源建设（软硬件、学习内容、教育游戏）三个主要方面。（详见表1）
理论研究方面，何克抗教授首先界定了数字化学习的概念并提出要以建构主义理论为指导，围绕创建“新型教学结构”这一核心，注重“学教并重”的教学设计理论，整合教学设计，突出数字化学习的学科整合重要性。[1]（2002）黎加厚教授提出要把数字化教育提升到国家战略层面。[3]（2003）李克东教授分别从数字化学习的要素（环境、资源、学习方式）和与学习者的关系，以及从课程整合的程度和数字化学习的模式对数字化学习进行了研究。[4][5]（2001）丁新教授通过数字化学习港项目论述了数字化学习的研究方法，指出在案例研究和行动学习的研究中采用质性分析和量化分析相结合的方式。[6]（2009）我国学者在理论研究方面已经硕果累累，他们的研究分别从数字化学习的概念界定到数字化学习的政策引导，再到数字化学习的具体要素和数字化学习的研究方法。不过目前针对数字化学习的研究大多从质性分析角度进行，缺乏大量的实验研究，很多理论也都是借鉴国外学者的研究成果，这些理论能否适合我国的环境还有待验证。
实践应用方面，王陆教授对教师在线实践社区进行了研究，她通过实证的方法得到了大量详实的数据，根据数据分析后得出的结果来帮助教师网络在线实践学习、备课等。[7]（2011）贺平和余胜泉通过实证方法探析1：1数字化学习对中小学生阅读理解水平的影响，研究证实了学生的阅读加工水平、识别校对水平都与阅读迁移水平之间存在交互作用，呈现正相关，数字化学习对学生的阅读理解水平有提高作用。[8]（2013）还有学者从高新技术角度对数字化学习平台建设做了研究。周文辉等提出物联网的数字化学习平台的设计和实现，[9]（2012）龙世荣等提出基于云计算的数字化学习系统构建方法。[10]（2012）也有学者在中小学展开了数字化学习实验研究，贾积有等通过构建数字化学习网络平台，选取全国东、中、西部几所中小学进行实验研究，得到了很好的效果。[11]（2012）上海嘉定实验小学IPad课堂等数字化学习实验，也说明数字化学习正由过去理论探讨和顶层设计阶段进入实质的实验应用阶段。
资源建设方面，学者更多地关注服务平台搭建、数字化学习终端、资源库建设、数字化学习资源质量评价。杨芹芹等探讨了基于Google云服务的数字化学习环境，对云服务平台应用到数字化学习的可行性进行了分析。[12]（2012）杜林等对数字化学习资源库建设进行了研究，认为当前应该加速资源库建设并注重资源库的开放。[13]（2013）万力勇研究了数字化学习资源的质量评价，指出当前数字化学习评价体系不够完善，没有统一标准，建议建立统一的评价指标体系、用户和专家评价结合、定性和定量结合、引入第三方评价。[14]（2013）
2.国际上的数字化学习研究
目前世界各国都有数字化学习的研究和应用。尤其美国已经把数字化学习提升为国家战略层次上进行研究和应用，并且得到了美国国会的重视；日本、韩国、英国、意大利等国也先后通过了类似的法案和研究计划。来自希腊的Demetrios G Sampson（德米特里·G·桑普森）教授从网络教育系统和软件层面阐述了技术是如何支持学习的，学习者如何通过网络教育系统学习并提高成绩；[15]Demetrios G Sampson通过介绍COSMOS ASK 学习工具系统案例展示了技术支持的学习系统能有效帮助学习者更好地学习。Mike Spector（迈克·斯佩克特）等学者从学习科学理论、认识理论、脑科学理论、学习理论、建构主义理论、分布式认知理论、联结主义、情境认知理论等阐述基于技术的教学设计，他们认为传统的学习理论需要适当的调整才能适应今天的数字化学习，而且已经尝试了新的实验研究。研究验证了把利于教学的信息技术添加到教学设计中，将使学习变得更加容易和轻松，能提高学习效率和效果，相信今后更多的技术应用（可穿戴技术、空间感知技术、虚拟现实技术、ICT技术等）到教学设计中，将会对未来教育产生革命性的影响。Miguel Nussbaum（米格尔·努斯鲍姆）阐述了教育游戏在教学中的应用，尤其在研究性学习、创造力培养等方面教育游戏有着不可比拟的效果和作用，教育游戏将在未来的教育中扮演重要的角色。Miguel Nussbaum 基于Engestrom（斯道姆）的扩展活动理论模型（见图1）[16]阐述了教育游戏在教学中起到的积极作用，并运用了多个案例证明了他的说法。国际上的研究普遍采用了实验研究法，他们通过数字化学习的设备、内容、环境完成这样的实验研究，得到了详实的数据和成果。
四、数字化学习带来的教育变革
1.为何引发变革
教育的变革为何会发生？在这个要求高效高速的信息化社会，要求学生不仅具备德智体美，还要具备创新、信息素养等能力，以及社会经济发展对人才的需要，都要求教育能培养出更多的优秀人才，这就要求现有教育比传统教育具有更高的承载性，所以教育的变革必然要发生。
数字化学习又在教育的变革中起到什么作用？数字化学习作为教育信息化的排头兵，一直扮演着先锋的作用，尤其近年来国家越来越重视教育信息化，《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》也重点强调了教育信息化的重要性和紧迫性。当然，学习者对高质量的教育要求越来越强烈，这也逼迫教育要采用先进的教育理念和理论，使用现代信息技术辅助教学和学习。因此，数字化学习将在教育变革中起到不可替代的作用。所以，我们有必要充分了解数字化学习，并研究其究竟怎样帮助教育发生变革。
2.教育变革
教育当中的教与学，学校管理，师生关系、教师与家长的关系，认知方式，学习环境，学习资源和评价体系都会受到数字化学习的影响并发生变革。
（1）教与学
数字化学习与传统教学和学习有着很大的区别。首先，传统教学主要集中在教师教学和课堂内的知识学习，学习资源不足、受众群体有限都是传统教学的弊端。而数字化学习环境允许各种学习资源的存在，可以满足众多群体接受教育。例如沉浸式学习环境可以使事物呈现方式多样化和情境复现。学习环境可以实现示范、操练、即时反馈一体化，学习环境与工作环境一体化，便于知识与技能的迁移。其次，传统教学内容不会表现得生动自然，在建构主义理论下显得有些力不从心。数字化学习可以通过数字媒体、虚拟现实、模拟仿真等技术搭建支架，并结合现代学习科学理论使教学与学习变得更加轻松和愉悦，学习者更容易接受教学知识。再次，教学模式和环节都将发生重组，学习者不都局限于课堂学习，例如行动学习就要求学习者带着数字终端走到户外参与学习。数字化学习提供了大量的实例和可视化内容，教学的支架搭建也就变得容易许多，不必要的环节将被取代，大大节约了教学时间和教学冗余。最后，数字化学习把学习者带进了即时的学习环境，只要学习者愿意学习，那么他可以通过数字终端链接到数字化学习资源库进行学习。
（2）学校管理的变革
数字化学习使权力结构“去中心化、水平化、社会化”。传统学校管理是层级关系形式，上传下达模式，通过数字化学习改革，学校建立了信息管理平台，学生所有学籍信息和学习成绩都将在这样的平台上呈现。更重要的是教师备课也都呈现在这样的管理系统中，学校的信息传达也会更加透明公开，各方面组织结构都将明显地呈现出来。现代学校管理系统也允许教师、学生、家长、社会人士都有机会参与到这样的管理平台中，他们可以提出建议或意见、交流沟通、开展社区学习等。
（3）师生关系和教师与家长的关系
学生作为中心体直接与数字化学习情境交互对接，教师作为另一个中心体负责与数字化学习环境交互对接，并组织学习材料和学习活动，使数字化学习环境与学习材料和学习活动共同生成数字化学习情境。当然，教师和学生也直接交互，但是教师不仅起到知识传播者的作用，还是一个辅助者或者一个小管家。数字化学习为家校互动创造了良好的条件，教师平台系统对家长公开，家长登录系统不仅了解自己孩子的学习情况，也了解其他孩子的学习情况，而且教师和家长的沟通机会大大增加，也极大地促进了教师、学生、家长三者有机互动。
（4）认知方式改变
数字化学习具备知识的呈现、反思、再现、经验四个环节。知识源和学习者中间存在知识学习的三个阶段（外部知识传播阶段，内部认知阶段，学习效果的反馈、认可与反思阶段）都可以反复进行，直到学习者学会为止。[17]外部知识传播阶段可以通过视频记录或者其他技术手段进行重复，内部认知阶段可以通过思维导图可视化进行，学习效果的反馈、认可和反思阶段可以通过随机题库和思维导图工具等辅助实现。总之，知识学习的每一个环节都可以通过数字化学习手段辅助进行，给学习者带来了极大的便利。
摘 要：现代学习理论与信息技术的融合，使数字化学习显得尤为重要。文章归纳分析了国内外近年来主要的数字化学习研究成果；然后分别从教学与学习、学校管理、师生家长关系、认知方式、学习资源、学习评价几个方面探讨数字化学习如何给教育带来革新，并阐述了这些革新的具体内容。
关键词：数字化学习；教育信息化；教育变革
中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2014）05-0015-04
一、引言
今天课堂里使用的Pad、电子书、电子白板、物联网技术相伴的课堂设施、可穿戴技术教具等都是数字化学习的典范。有了这些数字化学习技术的应用，教育的管理、设计、开发、应用、评估等方方面面都将发生重大变革。通过科学研究和先进技术理念等手段提高教育质量，通过正式学习和非正式学习使学习者轻而易举地获得知识，使教学者得心应手地教学，使学习者、教学者、教学环境资源有机融合，最终实现真正的“以学为中心”的学习，教育质量得到切实提高。无论是现实环境要求，还是理论背景及技术支持，都强烈要求变革现有的教育，因此，数字化学习已经被提到了一个重要的高度，数字化学习将在教育变革中起到重要的作用。
二、数字化学习
教育技术专家何克抗教授通过充分论证和研究给出了数字化学习的定义：“数字化学习是指通过因特网或其他数字化内容进行学习与教学的活动，它充分利用现代信息技术所提供的、具有全新沟通机制与丰富资源的学习环境，实现一种全新的学习方式——这种学习方式将改变传统教学中教师的作用和师生之间的关系，从而根本改变教学结构和教育本质。”[1] （2002）数字化学习是指在信息技术环境下进行教与学的活动，本质就是要在先进的教育和学习理论的指导下，通过媒介融合等技术和理论手段，将教育的环境、内容、学习工具数字化，使信息技术成为教师的教学辅助工具与学生学习的认知工具，改变传统教学中教师、教材、教学媒体的作用以及教师、教材、教学媒体和学生之间的关系。[2]数字化学习不是一种全新的教学和学习模式，而是基于传统教育基础之上的教学和学习理念，它继承了传统教育的部分优秀模式，结合最新的教育理论和理念，通过现代的信息技术手段实现教学和学习，使教育的形式发生了实质的变化。在大幅度提高教育、教学效率和质量的同时，培养了学习者的批判思维能力、创新实践能力、高阶思维等。
三、数字化学习的相关研究
1.我国的数字化学习研究现状
我国数字化学习研究起步于上世纪90年代，相对国际上的研究起步较晚，但无论是理论研究还是实践应用都已经在国际上产生了较大的影响。目前，我国主要的研究学者有何克抗、李克东、丁新、黎加厚、王陆、李玉顺、柯清超、韩锡斌、贾积有、董玉琦、解月光等。从研究的内容上区分，数字化学习的研究分为理论、资源建设、应用、政策等方面的研究；从教学层次划分有婴幼儿、中小学、高等教育三个层次；从教学要素划分有教师、学生、教材三个方面；从学习形式来看分为正式学习和非正式学习两种形式；从数字化学习针对的用户群可划分为学校、企业、政府、社区等。数字化学习的目的和动机都是为了服务于教育，有利于教学和学习的高绩效进行。根据教育技术专家何克抗教授对数字化学习下的定义，数字化学习的核心思想就是教育理念和方法与信息技术以及成熟的科学技术成果有效整合。基于以上论述，这里把数字化学习研究类型区分为理论研究（教学理论、学习理论、教学方法）、实践应用（中小学课堂、高等教育、教师、学生、企业、社区）、资源建设（软硬件、学习内容、教育游戏）三个主要方面。（详见表1）
理论研究方面，何克抗教授首先界定了数字化学习的概念并提出要以建构主义理论为指导，围绕创建“新型教学结构”这一核心，注重“学教并重”的教学设计理论，整合教学设计，突出数字化学习的学科整合重要性。[1]（2002）黎加厚教授提出要把数字化教育提升到国家战略层面。[3]（2003）李克东教授分别从数字化学习的要素（环境、资源、学习方式）和与学习者的关系，以及从课程整合的程度和数字化学习的模式对数字化学习进行了研究。[4][5]（2001）丁新教授通过数字化学习港项目论述了数字化学习的研究方法，指出在案例研究和行动学习的研究中采用质性分析和量化分析相结合的方式。[6]（2009）我国学者在理论研究方面已经硕果累累，他们的研究分别从数字化学习的概念界定到数字化学习的政策引导，再到数字化学习的具体要素和数字化学习的研究方法。不过目前针对数字化学习的研究大多从质性分析角度进行，缺乏大量的实验研究，很多理论也都是借鉴国外学者的研究成果，这些理论能否适合我国的环境还有待验证。
实践应用方面，王陆教授对教师在线实践社区进行了研究，她通过实证的方法得到了大量详实的数据，根据数据分析后得出的结果来帮助教师网络在线实践学习、备课等。[7]（2011）贺平和余胜泉通过实证方法探析1：1数字化学习对中小学生阅读理解水平的影响，研究证实了学生的阅读加工水平、识别校对水平都与阅读迁移水平之间存在交互作用，呈现正相关，数字化学习对学生的阅读理解水平有提高作用。[8]（2013）还有学者从高新技术角度对数字化学习平台建设做了研究。周文辉等提出物联网的数字化学习平台的设计和实现，[9]（2012）龙世荣等提出基于云计算的数字化学习系统构建方法。[10]（2012）也有学者在中小学展开了数字化学习实验研究，贾积有等通过构建数字化学习网络平台，选取全国东、中、西部几所中小学进行实验研究，得到了很好的效果。[11]（2012）上海嘉定实验小学IPad课堂等数字化学习实验，也说明数字化学习正由过去理论探讨和顶层设计阶段进入实质的实验应用阶段。
资源建设方面，学者更多地关注服务平台搭建、数字化学习终端、资源库建设、数字化学习资源质量评价。杨芹芹等探讨了基于Google云服务的数字化学习环境，对云服务平台应用到数字化学习的可行性进行了分析。[12]（2012）杜林等对数字化学习资源库建设进行了研究，认为当前应该加速资源库建设并注重资源库的开放。[13]（2013）万力勇研究了数字化学习资源的质量评价，指出当前数字化学习评价体系不够完善，没有统一标准，建议建立统一的评价指标体系、用户和专家评价结合、定性和定量结合、引入第三方评价。[14]（2013）
2.国际上的数字化学习研究
目前世界各国都有数字化学习的研究和应用。尤其美国已经把数字化学习提升为国家战略层次上进行研究和应用，并且得到了美国国会的重视；日本、韩国、英国、意大利等国也先后通过了类似的法案和研究计划。来自希腊的Demetrios G Sampson（德米特里·G·桑普森）教授从网络教育系统和软件层面阐述了技术是如何支持学习的，学习者如何通过网络教育系统学习并提高成绩；[15]Demetrios G Sampson通过介绍COSMOS ASK 学习工具系统案例展示了技术支持的学习系统能有效帮助学习者更好地学习。Mike Spector（迈克·斯佩克特）等学者从学习科学理论、认识理论、脑科学理论、学习理论、建构主义理论、分布式认知理论、联结主义、情境认知理论等阐述基于技术的教学设计，他们认为传统的学习理论需要适当的调整才能适应今天的数字化学习，而且已经尝试了新的实验研究。研究验证了把利于教学的信息技术添加到教学设计中，将使学习变得更加容易和轻松，能提高学习效率和效果，相信今后更多的技术应用（可穿戴技术、空间感知技术、虚拟现实技术、ICT技术等）到教学设计中，将会对未来教育产生革命性的影响。Miguel Nussbaum（米格尔·努斯鲍姆）阐述了教育游戏在教学中的应用，尤其在研究性学习、创造力培养等方面教育游戏有着不可比拟的效果和作用，教育游戏将在未来的教育中扮演重要的角色。Miguel Nussbaum 基于Engestrom（斯道姆）的扩展活动理论模型（见图1）[16]阐述了教育游戏在教学中起到的积极作用，并运用了多个案例证明了他的说法。国际上的研究普遍采用了实验研究法，他们通过数字化学习的设备、内容、环境完成这样的实验研究，得到了详实的数据和成果。
四、数字化学习带来的教育变革
1.为何引发变革
教育的变革为何会发生？在这个要求高效高速的信息化社会，要求学生不仅具备德智体美，还要具备创新、信息素养等能力，以及社会经济发展对人才的需要，都要求教育能培养出更多的优秀人才，这就要求现有教育比传统教育具有更高的承载性，所以教育的变革必然要发生。
数字化学习又在教育的变革中起到什么作用？数字化学习作为教育信息化的排头兵，一直扮演着先锋的作用，尤其近年来国家越来越重视教育信息化，《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》也重点强调了教育信息化的重要性和紧迫性。当然，学习者对高质量的教育要求越来越强烈，这也逼迫教育要采用先进的教育理念和理论，使用现代信息技术辅助教学和学习。因此，数字化学习将在教育变革中起到不可替代的作用。所以，我们有必要充分了解数字化学习，并研究其究竟怎样帮助教育发生变革。
2.教育变革
教育当中的教与学，学校管理，师生关系、教师与家长的关系，认知方式，学习环境，学习资源和评价体系都会受到数字化学习的影响并发生变革。
（1）教与学
数字化学习与传统教学和学习有着很大的区别。首先，传统教学主要集中在教师教学和课堂内的知识学习，学习资源不足、受众群体有限都是传统教学的弊端。而数字化学习环境允许各种学习资源的存在，可以满足众多群体接受教育。例如沉浸式学习环境可以使事物呈现方式多样化和情境复现。学习环境可以实现示范、操练、即时反馈一体化，学习环境与工作环境一体化，便于知识与技能的迁移。其次，传统教学内容不会表现得生动自然，在建构主义理论下显得有些力不从心。数字化学习可以通过数字媒体、虚拟现实、模拟仿真等技术搭建支架，并结合现代学习科学理论使教学与学习变得更加轻松和愉悦，学习者更容易接受教学知识。再次，教学模式和环节都将发生重组，学习者不都局限于课堂学习，例如行动学习就要求学习者带着数字终端走到户外参与学习。数字化学习提供了大量的实例和可视化内容，教学的支架搭建也就变得容易许多，不必要的环节将被取代，大大节约了教学时间和教学冗余。最后，数字化学习把学习者带进了即时的学习环境，只要学习者愿意学习，那么他可以通过数字终端链接到数字化学习资源库进行学习。
（2）学校管理的变革
数字化学习使权力结构“去中心化、水平化、社会化”。传统学校管理是层级关系形式，上传下达模式，通过数字化学习改革，学校建立了信息管理平台，学生所有学籍信息和学习成绩都将在这样的平台上呈现。更重要的是教师备课也都呈现在这样的管理系统中，学校的信息传达也会更加透明公开，各方面组织结构都将明显地呈现出来。现代学校管理系统也允许教师、学生、家长、社会人士都有机会参与到这样的管理平台中，他们可以提出建议或意见、交流沟通、开展社区学习等。
（3）师生关系和教师与家长的关系
学生作为中心体直接与数字化学习情境交互对接，教师作为另一个中心体负责与数字化学习环境交互对接，并组织学习材料和学习活动，使数字化学习环境与学习材料和学习活动共同生成数字化学习情境。当然，教师和学生也直接交互，但是教师不仅起到知识传播者的作用，还是一个辅助者或者一个小管家。数字化学习为家校互动创造了良好的条件，教师平台系统对家长公开，家长登录系统不仅了解自己孩子的学习情况，也了解其他孩子的学习情况，而且教师和家长的沟通机会大大增加，也极大地促进了教师、学生、家长三者有机互动。
（4）认知方式改变
数字化学习具备知识的呈现、反思、再现、经验四个环节。知识源和学习者中间存在知识学习的三个阶段（外部知识传播阶段，内部认知阶段，学习效果的反馈、认可与反思阶段）都可以反复进行，直到学习者学会为止。[17]外部知识传播阶段可以通过视频记录或者其他技术手段进行重复，内部认知阶段可以通过思维导图可视化进行，学习效果的反馈、认可和反思阶段可以通过随机题库和思维导图工具等辅助实现。总之，知识学习的每一个环节都可以通过数字化学习手段辅助进行，给学习者带来了极大的便利。
