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K-12 教育技術領導者趨勢與創新

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本華夏公益教科書名為 K-12 教育技術領導者趨勢與創新。技術變化如此之快,以至於任何關心教育的人都難以跟上重要的變化、趨勢和創新。本書重點關注對 K-12 教育技術領導者至關重要的趨勢和創新。在課程講師的指導下,博士生一直在將本華夏公益教科書作為最終課程專案之一進行開發。


  • I. 趨勢描述
  • II. 理由:為什麼您認為所選趨勢和/或創新對教育技術領導者至關重要?
  • III. 在 K-12 環境(案例或主要舉措、成功案例、經驗教訓……)或高等教育環境中的實施
  • IV. 問題:所識別的趨勢和/或創新周圍存在哪些關鍵問題?(現有的或潛在的缺點)
  • V. 相關研究:你找到了哪些關於你關注的趨勢和/或創新的研究證據?(關於該趨勢的研究的專案符號列表)
  • VI. 推薦資源(部落格、網頁、推特話題、資訊圖表)


初始章節主題

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電子作品集

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什麼是電子作品集?

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電子作品集是數字材料的集合,它確定了一個人的學習和理解[1]。電子作品集中最常出現的專案包括記錄學生學習進度的文件,如反思、想法、反饋、專案和論文[2]

為什麼電子作品集是當前的趨勢?

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隨著教育不斷改變以滿足多元化學習者的不斷增長的需求以及在職場中取得成功的需求,學校必須提高學生的技能,並找到將技術融入課程和教學法的方法。這種趨勢讓學習者能夠設定目標、計劃和記錄他們的成就。電子作品集能夠賦予學生收集規定的檔案,確認成就,並識別個人發展計劃的能力,貫穿學習者在學校、大學、工作和職業發展中的終身旅程[3]。電子作品集能夠幫助學生透過展示自己的作品並給他們反思的機會來提高他們的理解力。它還提供了整個教育過程中的工作儲存,包括成績記錄、成績單和評估。電子作品集可以用於多種用途,包括向未來的大學展示學生在早期學校中的成就,以及作為僱主驗證技能和能力的資源,例如溝通和團隊合作技能[4]

在 K-12 環境中實施電子作品集

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隨著教育向整合和實施技術發展,出現了新的願景,其中包括電子作品集。

  • 教育一直致力於產生更多以結果為導向的結果,提高學習效率,並承擔責任。
  • 透過電子作品集,學生將能夠管理自己的成就、工作和學習目標。
  • 實施電子作品集既簡單又免費。
  • 需要做的就是決定容器(網站、部落格、維基、谷歌網站?)。一旦做出決定,教師就可以決定如何組織它,或者可以將這個過程留給學生。最後,學生開始釋出內容。
  • 為了使電子作品集有效,需要
  1. 學習者能夠訪問計算機和網際網路
  2. 時間 - 教師和學生的投入時間
  3. 對教師和學生的技術支援
  4. 能夠持續儲存電子作品集系統
  • 教師和輔導員需要進行專業發展,以培養新的技能,來培訓、教育和強化實施和持續發展的需求。
  • 學校需要將電子作品集納入課程。
  • 當電子作品集做得好的時候,它可以成為學生真實的學習工具,讓他們能夠檢視和分享自己的成就。

電子作品集的關鍵問題

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在考慮電子作品集時,需要注意幾個問題。

  • 所有學生在校內外都能訪問計算機
  • 對教師和學生的技術支援
  • 教師的專業發展
  • 需要額外的時間來實施、開發和管理學生和教師
  • 學生可能不喜歡這種改變
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Sutherland, S. 和 Powell, A. (2007), CETIS SIG 郵件列表討論。www. Harel, I. 和 Papert, S. (1991)。軟體設計作為學習環境。在 I. Harel 和 S. Papert (Eds.) 建構主義中,41-84。新澤西州諾伍德:Albex。
Beetham, H. (2005)英國 16 歲後學習中的電子作品集:發展、問題和機遇。從以下網址檢索:http://www.jisc.ac.uk/media/documents/themes/elearning/eportfolioped
http://www.kiscinfonet.sc.uk/inforkits/e-portfolio
liscmail.ac.uk/archives/cetis-portfolio
Stefani, L.、Mason, R. 和 Pegler, C. (2007)。電子作品集的教育潛力。勞特里奇:倫敦。
Wenglinsky, H. (1998)。它能計算嗎?教育技術與學生數學成績之間的關係。教育考試服務政策資訊中心。
https://jscholarship.library.jhu.edu/bitstream/handle/1774.2/33329/ECAR-RBEportfolios.pdf http://www.jisc.ac.uk/media/documents/publications/effectivepracticeeportfolios.pdf http://theijep.com/

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http://blog.helenbarrett.org/
http://www.youtube.com/watch?v=6B3tujXlbdk&noredirect=1
http://www.zdnet.com/blog/bott/dropbox-skydrive-google-drive-which-one-is-right-for-you/4918
http://campustechnology.com/articles/2012/09/19/12-important-trends-in-the-eportfolio-industry.aspx
http://maclearning.org/articles/7/is-the-future-of-e-portfolio-development-in-your-pocket
http://www.bu.edu/eportfolio/files/2010/09/Yancey-ePortfolios.pdf
https://secure.aacu.org/PubExcerpts/VALEPORT.html
http://www.educause.edu/ero/article/digital-convergence-extending-portfolio-model
http://blog.gsmarena.com/cloud-storage-comparison-google-drive-vs-dropbox-vs-sugarsync-vs-skydrive-vs-box-net/
http://www.gottabemobile.com/2012/04/25/google-drive-vs-dropbox-cloud-syncing-showdown/
http://www.theverge.com/2012/4/24/2954960/google-drive-dropbox-skydrive-sugarsync-cloud-storage-competition
http://www.labnol.org/software/compare-google-drive-skydrive-dropbox/21214/
http://www.cbsnews.com/8301-505143_162-57420569/comparing-google-drive-skydrive-and-dropbox-storage/
http://www.guardian.co.uk/technology/blog/2012/apr/25/google-drive-cloud-storage-compared
http://lifehacker.com/5904731/desktop-file-syncing-faceoff-dropbox-vs-google-drive
http://gizmodo.com/5904739/google-drive-icloud-dropbox-and-more-compared-whats-the-best-cloud-option

翻轉課堂

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什麼是翻轉課堂?

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翻轉課堂的趨勢是教師用課外影片教學來替代課堂教學,並利用課堂時間進行作業和其他基於專案的學習活動。基礎學習透過影片演示進行,形成性評估發生在課堂之外。

為什麼翻轉課堂是當前的趨勢?

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翻轉課堂的設計目的是最大限度地利用面對面課堂時間進行師生互動。翻轉課堂採用專案式學習,整合技術,強化課堂時間進行討論和合作,從而加強學習過程。最初的課程學習透過影片在家完成。這使得學生有機會以自己的節奏學習。當學生走進教室時,教師可以透過內容、過程、評估和/或學習環境的差異化建立教學和學習機會。

翻轉課堂在 K-12 教育中的實施

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  • 翻轉課堂在教學中越來越受歡迎。
  • 埃裡克·馬祖爾教授在 1990 年代在哈佛大學測試了這種教學模式。
  • 薩爾曼·可汗製作了 2200 多個影片用於教育目的。
  • 可汗學院利用了這種趨勢。
  • 其理念是學生透過影片和其他技術在家學習課程。
  • 課堂教學時間用於做家庭作業和探究式專案。
  • 這種教學方式是一種混合式學習,將技術與面對面學習結合起來。
  • 教師可以跟蹤單個學生的學習進度和整個班級的學習進度。
  • 教師可以監控單個學生在特定主題上花費的時間。
  • 當教師發現特定學生在某個主題或問題上遇到困難時,他們可以一對一或小組進行小型研討會。
  • 在與這些有困難的學生一起工作的同時,其他學生可以繼續進行其他活動或專案式學習。
  • 這種教學模式可以讓教師更有效地利用時間與學生互動。
  • 這種理念消除了課堂上的被動性,教師不再是知識的傳播者,而是更像教練或導師。

翻轉課堂的主要問題

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無論何時使用技術,都需要考慮一些問題。

  • 所有學生在校外能否使用電腦
  • 教師的技術支援
  • 教師的專業發展
  • 教師製作課程需要花費大量時間
  • 學生可能不喜歡這種與傳統課堂不同的模式
  • 不要試圖一下子改變整個課堂,從一小部分開始,逐漸擴充套件
  • 確保你為課堂時間制定了活動計劃。這些活動需要是動手探究式專案
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研究表明翻轉課堂

  • 取決於面對面教學和線上學習體驗之間的協調(So 和 Brush,2008 年)。當這些部分協同工作時,翻轉課堂可以取得成功(Ginns 和 Ellis,2007 年)。
  • 互動式技術使教育工作者能夠從質上重新概念化教學和學習的動態關係(Strayer,第 3 頁,2012 年)。
  • 在翻轉課堂中,教師有機會建立穩定的學習環境(Garrison 和 Kanuka,2004 年)。

Garrison, R.D., & Kanuka, H. (2004). Blended learning: Uncovering its transformative potential in higher education. Internet and Higher Education 7(2), 95-105.
Sams, A. (2011) Learning, Innovation & Tech Bombs & Breakthroughs. The Flipped Class: Shedding light on the confusion, critique, and hype retrieved from http://www.thedailyriff.com/articles/the-flipped-class-shedding-light-on-the-confusion-critique-and-hype-801.php
So, H.J. & Brush, T.A. (2008). Students perceptions of collaborative learning, social presence and satisfaction in a blended learning environment: Relationships and critical factors. Computers and Education 51, 318-336.
Strayer, J. (2012). How learning in an inverted classroom influences cooperation, innovation and task orientation. Learning environments research.

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http://www.scoop.it/t/the-flipped-classroom
http://www.thedailyriff.com/articles/the-flipped-class-shedding-light-on-the-confusion-critique-and-hype-801.php
http://www.telegraph.co.uk/finance/businessclub/7996379/Daniel-Pinks-Think-Tank-Flip-thinking-the-new-buzz-word-sweeping-the-US.html
http://www.knewton.com/flipped-classroom/
http://search.mywebsearch.com/mywebsearch/redirect.jhtml?searchfor=khan+academy&cb=9N&n=77ee5eaa&qid=67f6b882e2cd49308f33d40aeb1b587b&ptb=F1346CF3-EAF5-4A14-BB02-EECB71899A14&si=CP7sm5ngt7MCFcRU4Aod_y4AhA&id=9Nxdm003YYus&pg=GGmain&action=pick&ptnrS=9Nxdm003YYus&pn=1&ss=sub&st=hp&pr=GG&tpr=sug&redirect=mPWsrdz9heamc8iHEhldEeTYxGHevgsadav6Zw8S6FTHMuBibyh50po2zGV9qnQA&ord=0&ct=AR&
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http://www.ted.com/talks/salman_khan_let_s_use_video_to_reinvent_education.html
Ginns, P. and Ellis, R. (2007). Quality in blended learning: Exploring the relationships between on-line and face-to-face teaching and learning. Internet and Higher Education, 10(1), 53-64.

自帶裝置 (BYOD)

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什麼是 BYOD?

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在預算緊縮的時代,K-12 學校正在尋找替代舊技術的方案,例如筆記型電腦和臺式電腦。一個選擇是讓學生自帶筆記型電腦、平板電腦、電子閱讀器,甚至手機到學校,以取代學校裡的舊技術。

為什麼 BYOD 成為當前趨勢

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學生正在突破教室的牆壁,與彼此以及該領域的專家進行合作。在家裡,他們使用手機、筆記型電腦和平板電腦完成學業。協作不僅是 21 世紀學生的重要組成部分,而且他們可獲得的研究資料非常龐大,需要一個良好的系統或歸檔和組織方法來保持學生的個人工作井井有條。但在上學期間,所有這些資料和資料的組織都留在了家裡,而學生應該在白天比晚上學習更多東西。有了 BYOD,學生現在可以兩全其美。

BYOD 在 K-12 教育中的實施

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實施 BYOD 需要做出改變,不僅在網路準備、政策和教學方面,在道德、社會和文化方面也需要做出改變。Harris (2012) 在描述他認為實施 BYOD 重要的改變時,引用了尼爾·波斯曼的論文“關於技術變革的五件事”。

  • 學區需要能夠維持網路容量、教師培訓和管理學生被盜、丟失或損壞的財產的額外成本。
  • 學區需要確保滿足學生的需要,這將需要購買家長無力支付的科技產品。
  • 技術將改變課堂氛圍。學校可以將課堂設在休息室,而不是有桌子的教室。學校對此做好了準備嗎?
  • 標準化評估在 BYOD 環境下將過時。學生很容易用自己的裝置找到考試答案。
  • 智慧手機不會讓學生變得更聰明,除非它們被充分利用。智慧手機用來給其他學生髮送答案,並不能讓學生變得更聰明。

BYOD 的主要問題

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BYOD 的優勢Norris 和 Soloway (2011) 這樣描述 BYOD 的優勢:“……透過 BYOD,每個學生都可以直接訪問全世界的資訊、事件、地點、組織和人,尤其是其他學生。有了電腦,學生可以操作他們訪問的任何內容,並建立新的內容來貢獻給世界的資訊庫”(第 114 頁)。然而,他們在文章中強調,這些裝置僅僅是工具,而不是解決當今教育所有問題的答案。在一個熟練的教師手中,使用為 BYOD 開發的課程,學生將能夠學習和創造。BYOD 將允許一對一的情景,這樣每個孩子都能獨立地進行研究和創作,而不是僅僅跟隨老師,而是以自己的節奏探索資訊。

Puente (2012) 報告了 BYOD 的成功,因為管理部門發現學生的不良行為減少了,學生參與度增加了。但同樣,BYOD 成功的一個重要組成部分是教師培訓和以動態的方式使用這些裝置。目前網上有很多使用技術的課程計劃。在學生沒有自己的個人裝置的情況下,學生可以互相分享裝置。學校網路對所有學生開放,但網站仍然是安全的,以保護學生免受有害網站的侵害。

BYOD 的弊端如上所述,教師需要熟練使用技術,而教師培訓往往不包括技術。如果可以選擇,許多教師會希望繼續以他們被教導的方式教學,而這種方式並不使用技術。教師使用自己的裝置的另一個弊端是隱私和安全問題。教師可能會在 iPad 上下載學生的 IEP(個別教育計劃)或個人學生資訊,而 iPad 可能在仍然包含不應該分享的資訊的情況下被盜。此外,如果教師離開學區,IT 部門如何從教師的裝置中獲取安全資訊?

安全和網路能力是使用 BYOD 的學區 IT 部門的重大擔憂。Harris (2012) 指出審查學校政策和“可接受使用政策 (AUP)”的重要性。學校網路將需要為使用量的巨大增長做好準備。學校還必須詳細瞭解學生的財務責任,以及盜竊和損壞的保險。IT 部門需要明確說明當學生裝置無法正常工作時,他們將負責解決哪些問題。在所有裝置的功能都不一致之前,學區人員和學生需要耐心地合作,以解決共享問題。

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Abaffy, L. (2011). 是否有人對可管理的自帶裝置政策有想法?. ENR:工程新聞記錄,267(18),18。

Harris, C. (2012). 移動化。學校圖書館期刊, 58(1), 14.

Norris, C., & Soloway, E. (2011). BYOD 作為轉變課堂文化的催化劑。學區管理, 47(9), 114.

Norris, C., & Soloway, E. (2011). 從禁止到 BYOD。學區管理, 47(5), 94.

Puente, K. (2012). 高中生自帶裝置。學區管理, 48(2), 64.

Puenta, K. (2012). 移動學習的領導力。學區管理, 48(2), 64.

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BYOD 資源[5]

教育中 iPad 的應用[6]

關於 BYOD 的部落格、資源和文章[7]

BYOD 課程計劃整合[8]

BYOD/BYOT(自帶技術)[9]

83 個(並且不斷增加)用於課堂的 BYOD/BYOT 資源[10]

自由代理學習者

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誰是自由代理學習者?

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自由代理學習者

  • 將學習掌握在自己手中的學生
  • 使用各種技術工具、應用程式、學習資源、外部專家,甚至彼此來創造個性化學習體驗的學生
  • 在學習中自主的學生,包括在 Facebook 上分享和收集資訊,以及線上評估和測試,以衡量他們在特定主題知識上的自身狀況。
  • 使用手機/移動裝置來組織他們收集的資訊,並提高工作效率的學生。

為什麼自由代理學習者是當前趨勢

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自 2003 年以來,Project Tomorrow(美國領先的教育非營利組織,致力於為今天的學生做好準備,成為明天的領導者和積極的公民)對學生、教師、管理人員和家長進行了一項調查。“……2009 年的全國調查結果提供了令人信服的證據,表明我們國家的 K-12 學生正越來越多地承擔起自身學習的責任,透過替代來源定義自己的教育道路,並且不僅感到有權,而且有責任創造個性化的學習體驗。這種‘自由代理學習者’的學生概況不是針對那些超越當今學校範圍的學生的未來角色,而是‘自由代理學習者’的特徵準確地描述了當今許多學生學習的方式。”(“Speak up 2009”,2010,第 2 頁)。

K-12 環境中的自由代理學習者

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Project Tomorrow 將“數字原住民”一詞改為“自由代理學習者”,他們認為“自由代理學習者”一詞更準確地描述了一代人,他們透過網際網路相互連線,而不是與傳統的教育機構繫結在一起(Waters, J. K., 2011)。這些自由代理學生知道,學校、教師和教科書並非知識或教育過程的唯一壟斷者。相反,這些學生利用各種工具、應用程式、學習資源、外部專家,甚至彼此來創造個性化的學習體驗。

自由代理學生使用的基於技術的體驗由學生自己主導,包括在 Facebook 上分享和收集資訊,以及線上評估和測試,以衡量他們在特定主題知識上的自身狀況。學生使用手機來組織他們收集的資訊,並提高工作效率。自由代理學習者會參加線上課程來學習知識,但不一定是為了獲得分數。他們會訪問播客和影片來幫助他們在學習上遇到困難的課程,並且他們會與專家(以及其他學生)線上聯絡,以分享新想法和探索內容。利用新興技術,這些學生正在將自己的教育命運和未來掌握在自己手中,並將技術工具用於終身學習。(“Speak up 2009”,2010)

隨著技術和網際網路的使用,課堂正在發生轉變。教室不再是“我教”的心態,而是變成了“我們教”。教師不再是學習的障礙,因為教師並不總是知道答案,但學生和教師都可以訪問網際網路來解答他們的問題。學生可以觸手可及地獲得世界上的一切資訊。

自由代理學習者的關鍵問題

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允許學生在沒有任何安全措施的情況下上網可能會帶來潛在的困難或風險。如果學生將移動裝置帶入課堂,並使用學校網路,學生的線上搜尋將受到保護。但是,除非有家長過濾措施,否則學生可能會很快進入不安全的線上區域,並可能看到不適當的材料。此外,學生需要非常謹慎地驗證網站的有效性和所有權,以免記錄虛假和不準確的資訊。

在《護理繼續教育雜誌》上的一篇文章中,DeSilets 問道:“你準備好開始為有意願學習的學生設計豐富、支援的學習活動,以便他們可以發現成為成功醫療保健專業人員所需的知識嗎?”(DeSilets,2011,p. 340)。所有科目領域的中學教師是否能夠為他們的學生設計豐富、支援的學習活動,幫助他們發現成為成功學生和公民所需的知識?在一個傳統環境中,一間教室裡無法自己搜尋的自由學習者,結果會怎樣呢?

“在許多方面,自由學習者是每個教師的夢想。然而,這種學習者具有挑戰性,並且破壞了我們一直感到舒適的課堂權威秩序……越來越多的這類學習者……每年都會發現傳統課堂更加束縛,甚至與他們越來越不相關。”(Mardis, M. & Howe, K., 2010, p. 9)。

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DeSilets, L. D. (2011). 你準備好迎接網路一代還是自由學習者?. 《護理繼續教育雜誌》,42(8),340-342. doi:10.3928/00220124-20110722-02

Dualeh, A. (n.d.). 學生對數字學習的願景. 取自 http://www.mindyum.com/spotlight/a-student-vision-for-digital-learning/

自由學習者和職業技術教育. (n.d.). 取自 http://edmagineer.com/?p=186

Mardis, M., & Howe, K. (2010). 我們的學生的 STEM:內容到共謀?. 《知識探索》,39(2),8-11.

Nagel, D. (2009). 學生作為“自由學習者”. 《期刊》,取自 http://thejournal.com/articles/2009/04/24/students-as-free-agent-learners.aspx

2009 年發聲:創造我們的未來. (2010 年 3 月). 明天專案,26. 取自 http://www.tomorrow.org/speakup/pdfs/SU09NationalFindingsStudents&Parents.pdf

Waters, J. K. (2011). 真正的數字原住民請站起來?. 《校園科技雜誌》,25(2),26-31.

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2009 年發聲[11]

明天專案[12]

《知識探索》(擴大數字資源課堂整合能力,第 54 頁)[13]

自由學習者[14]

K-12 自由學習者資源[15]

定義社交學習工具的新興角色,以連線學生、家長和教育工作者[16]

移動學習:平板電腦的使用、一對一計劃和電子教科書

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什麼是移動學習?

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隨著技術的不斷發展,正式和非正式環境中的移動學習不斷增長。 “正如 2010 年的大學生不記得他們生活中沒有網際網路的日子一樣,今天的兒童也不記得沒有平板電腦和智慧手機的日子”(Geist,2011)[17]。因此,三種趨勢正在共同出現,作為提高學生生產力和參與度,同時降低學校領導層教育成本的手段。平板電腦、一對一計劃和電子教科書,當一起使用時,可以透過為每個學生提供他們擅長的學習格式,將移動學習的基本要素融入到每個學生中,從而幫助教師和學生。學習不再侷限於傳統的課堂結構,允許各種經驗在學術上得到飽和。

在過去的 50 年中,許多趨勢聲稱是一個將改變教學和學習過程的想法。然而,很少有趨勢提供平板電腦的功能。平板電腦是傳統的無線筆記型電腦,能夠透過手寫筆書寫或使用觸控式螢幕來產生數字墨水。平板電腦重量輕,啟動速度快,並且可能包含可拆卸鍵盤或旋轉螢幕。憑藉傳統計算機的許多功能,平板電腦有效地限制了學生上課所需的物品,因為它們提供了從任何位置訪問文件和電子教科書、記筆記和參與互動式應用程式的機會。一臺普通平板電腦的成本在 200 美元到 500 美元之間,包括入門級的 iPad,但基本平板電腦的成本可能不到 200 美元。這種裝置的成本使許多學校可以實施平板電腦計劃。

在教育領域,許多領導者已經考慮實施一對一計劃,為每個學生提供一臺計算機來支援學習。該計劃的具體細節通常由當地層面的專案經理定義,他們決定學生是否將裝置帶回家、可能的網際網路限制、記憶體使用情況和其他外部因素。任何一對一計劃的主要組成部分是將技術放在學生手中,讓他們每天將其用作工具。Penuel(2006)進行的一項研究[18]表明,“為了使技術在學生學習中發揮強大的作用,學生必須能夠每週在學校的實驗室使用計算機不止一兩次”(引自 Kozma,1991)。許多教育讀者瞭解這種趨勢的益處,但在實施之前面臨著障礙。該計劃最大的障礙之一仍然是成本。然而,隨著技術的快速發展和平板電腦運動的興起,成本正在降低,不再成為障礙。許多研究人員認為,實施一對一計劃支援為來自不同社會經濟階層的學生提供平等的學習機會(Penuel,2006)。

雖然電子教科書十年前還是一種新趨勢,但由於電子閱讀器和平板電腦的普及,以及出版商為提高使用者友好性所做的改變,這種趨勢目前正在上升。“根據美國出版商協會最近釋出的銷售報告,2012 年 1 月成人電子書銷量增長了 49.4%,是大眾市場平裝書銷量增長的三倍多(Miller 等人,2012)[19]。隨著更多的人習慣於以數字形式而非紙質形式閱讀教科書(McCarthy,2011)[20],電子教科書的銷量預計也會增長。優勢包括“廣泛的可訪問性、互動性、增強的視覺效果和與補充材料的動態連結”(Murray & Perez,2011)[21]。這些變化可以幫助學生積極參與所有內容領域的閱讀。

為什麼移動學習是當前趨勢

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教育技術領導者應將平板電腦、一對一計劃和電子教科書的應用視為重要趨勢,原因有很多。許多學校在追求技術進步時面臨預算障礙。然而,這三種舉措共同產生的影響可能被證明對學區更實惠,對學生更有益。平板電腦技術正在迅速成為一種可訪問且經濟實惠的方法,用於在學校和企業中使用多種程式。隨著裝置成本的降低,一對一計劃越來越受歡迎。此外,一對一計劃為每個學生提供利用技術的能力,而不受限於一個教室或老師。學生可以在整個學校的一天中使用類似的技術,從而提高熟悉度和使用者理解度。最後,電子教科書也具有吸引力,因為更換實體書的成本很高。在一個已經採用一對一計劃的學校或學區,使用電子教科書將是一個合乎邏輯的解決方案,因為每個學生都已經擁有一個裝置。

除了經濟效益外,平板電腦在 一對一計劃中的使用也可能被證明有利於學生參與度和學習動機。“舊的教學模式——以教師為中心、單向、一刀切——對在數字世界中長大的年輕人毫無意義”(Tapscott,2008)[22]。學生們很可能喜歡使用平板電腦,這將允許他們根據自己的學習偏好進一步研究與課程相關的主題。平板電腦具有多種功能,有利於學生使用輔助技術工具,但有時這會將有學習障礙的學生與其他學生區分開來。實施這一趨勢將幫助一部分學生,因為他們將不再被視為課堂中唯一能夠使用平板電腦的學生,因為他們需要輔助工具。透過整合電子教科書,學習者的互動性得到提高。

K-12 環境中的移動學習實施

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  • 北卡羅來納州莫里斯維爾的計劃
http://thejournal.com/articles/2012/09/12/the-winning-1-to-1-strategy.aspx
  • 艾奧瓦州埃爾登紅衣主教社群學區
http://www.heartlandconnection.com/news/story.aspx?list=194787&id=228088#.ULUNS5Ao74g
  • 緬因州學習技術倡議
http://maine.gov/mlti/index.shtml
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  • 南達科他州紐厄爾紐厄爾高中平板電腦計劃
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http://www.newell.k12.sd.us/NHSTabletProcedures.htm

移動學習的關鍵問題

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雖然實施這些趨勢有很多好處,但在實施之前和實施過程中必須考慮幾個概念。

  • 基礎設施和電力更新以支援設施需求
  • 教師的專業發展和支援
  • 關於真實學習的適當教學的最佳實踐策略
  • 技術支援必須到位,並且在裝置部署之前必須建立一個解決學生機器問題的協議
  • 使用者協議政策已草擬並向所有學生解釋
  • 隨著平衡被動螢幕時間和教育螢幕時間的需求出現,人們越來越擔心兒童過度使用螢幕時間[23]
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自適應學習

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什麼是自適應學習

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自適應學習是一種教育方法,它使用計算機作為互動式教學裝置。計算機根據學生的學習需求調整教育材料的呈現方式,這些需求由他們對問題和任務的反應所表明。其目的是讓電子教育能夠融合實際人類教師或導師為學生提供的互動價值。隨著個性化學習的承諾,針對學生特定需求和技能的教學和測驗,自適應學習有望在 K-12 和高等教育領域廣泛採用。

為什麼自適應學習是當前趨勢

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預算縮減加上更高期望和更嚴格的標準,給學校和教師帶來了越來越大的壓力,要求他們在資源更少的情況下做更多的事情。自適應學習技術透過為學生提供個性化的學習環境來增強課堂上的優秀教學,這種環境既有吸引力,又能滿足他們的自身需求。

它也是教育技術中的一種重要趨勢,因為隨著學習者和講師轉向線上學習,自適應學習是建立有意義的線上關係的更復雜解決方案。如果開發和使用得當,智慧電子學習系統將對目前全球教育和培訓所面臨的可訪問性、可負擔性和質量挑戰產生積極的影響。自適應學習也很重要,因為它將使學習者能夠選擇他們自己的學習元件來定製他們的個性化學習環境。其次,它使他們能夠提供更多樣化的解決方案,這些解決方案可以調整內容以適應他們自己的個人教育目標。

最後,它也是教育技術中的一種重要趨勢,因為它具有自適應學習的四個方面:內容管理、教師訪問許可權、系統安全和跟蹤學生活動。想要實施這一趨勢的領導者必須制定一項策略,在教育機構或組織成功實施自適應學習解決方案之前解決所有四個問題。

K-12 環境中的自適應學習

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目前,K-12 和高等教育中有三大主要的自適應學習專案:LearnSmart、Power of U 和 ALEKS。

  • LearnSmart 是一款針對高等教育的學習工具,它能夠自適應地評估學生的技能和知識水平,以追蹤學生已經掌握的主題以及需要進一步指導和練習的主題。
  • Power of U 是一款數字化豐富的個性化初中數學試點專案,它利用即時評估資料,以適合學生學習速度、風格和最有效的方式(例如教師主導或小組教學或虛擬輔導)對學生進行分組。
  • ALEKS 是由 ALEKS 公司建立的一個基於網路的評估和學習系統,目前在學院和大學中使用,其透過率為 76%,而使用 ALEKS 的同一代數課程的不同部分的學生的透過率為 51%。

自適應學習的關鍵問題

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瞭解這些自適應學習技術也很重要,因為它們可能很快就會開始改變我們所知道的教育的面貌。這些技術帶來的量身定製的課程為學生提供了四點好處:

  • 即時反饋
  • 個性化學習
  • 支援不同的學習風格
  • 反思和自我意識

對自適應學習的擔憂

  • 該技術是否只提供少量路徑,由學生自主控制進度,還是提供多種學習路徑?
  • 該技術是否只關注練習,還是提供一個豐富的環境來培養概念理解和解決問題的能力?
  • 該技術是否只吸引一小部分學生,還是讓所有學生都能自主選擇並獲得個性化的挑戰,幫助他們掌控自己的學習體驗?
  • 實施該技術的成本是多少,最終是否會減少職位?
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Learnsmart[24]

The Power of U[25]

ALEKS[26]

Dreambox Learning[27]

專案式學習的自適應知識管理

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什麼是專案式學習的自適應知識管理?

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專案式學習(PBL)的自適應知識管理(AKM)是一個兩階段過程,第一階段旨在“透過引導、誘導和促進學生髮展知識、責任技能和協作技能來加強學科學習”(Tilchin & Kittany,2016,第 139 頁),而第二階段則側重於發展所獲得的知識。雖然 PBL 包括批判性思維、協作、知識和溝通,但根據 Buck Institute(2010)的說法,PBL 環境中的 AKM 需要反饋來引導改進,從而達到每個學生都能夠達到的更高水平。PBL 與創造性產出和長期記憶相關聯(Scoppio & Covell,2016)。 在專案中的任何階段,都需要進行形成性評估,以便縮小差距或根據學生的學習能力擴充套件專案。作為 Tilchin 和 Kittany(2016)開創性工作的組成部分,他們指出,“這一階段的目的是促進高階知識的發展”(第 138 頁)。

為什麼專案式學習的自適應知識管理成為當前趨勢?

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這個話題對教育技術領導者來說很重要,因為個性化學習具有普遍的好處。PBL 轉化為以學生為中心的作業和獨立思考;然而,在 PBL 中新增形成性評估以使該過程能夠超越最初的限制,並促進知識發展(Tilchin & Kittany,2016)。HarvardX 在其“能夠根據學生表現定製課程資料的大規模開放式線上課程(MOOC)中採用了自適應學習”(Milano,2017,第 1 段)。PBL 中透過 AKM 進行個性化反饋的趨勢在很大程度上基於建構主義,這意味著學生透過實踐學習(Savery & Duffy,1995)。

在 K-12 環境中實施專案式學習的自適應知識管理

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“一個全面的 PBL 環境的特點是學生為中心、知識和技能為中心、社群為中心、評估為中心、責任為中心以及計算機支援為中心”(Tilchin & Kittany,2016,第 139 頁)。為了新增 AKM,建議在任何階段進行形成性評估,以推動學生的成長進入下一個階段。Tilchin 和 Kittany(2016)指出以下是在 PBL 環境中進行 AKM 的方法:

·        將學科學習組織為兩階段 PBL

·        確定 AKM 的概念框架

·        找到個性化學習和協作學習之間的平衡

·        誘導、引導和促進知識獲取

·        包括“知其然”(認知知識),“知其所以然”(解決問題),“知其所以然”(因果關係)以及“關心其所以然”(自我驅動的創造力)(第 139 頁)。

很明顯,如果 K-12 的 AKM 包括建立基於學生能力的個性化專案,並且修改後的反饋推動改進,那麼 PBL 可以從 K-12 開始。

專案式學習的自適應知識管理的關鍵問題

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Tilchin 和 Kittany(2016)的工作確定了三個關鍵問題:透過知識庫進行評估的複雜性、協作技能和責任技能。學生必須透過建立教師演示的樣本專案來識別知識,這將為他們為總結性評估奠定基礎做好準備。但是,教師必須在第二階段調整評估。“其複雜性在於教師責任階段的總和”(Jamal & Tilchin,2016,第 422 頁)。下一個問題是在評估學生在小組合作中的協作技能,第三個問題是在完成個人或團隊目標時的責任。

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自然使用者介面

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什麼是自然使用者介面

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自然使用者介面 (NUI) 是一個人機互動系統,使用者透過與自然、日常人類行為相關的直觀動作來操作。自然使用者介面可以透過多種不同的方式操作,具體取決於目的和使用者需求。一些自然使用者介面的例子包括運動感應裝置,如微軟 Kinect,平板電腦和手機的觸控式螢幕,以及語音啟用技術。

為什麼自然使用者介面是當前的趨勢

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自然使用者介面的概念可以被認為是教育技術中的一個趨勢,因為使用這些新興技術需要大量的空間,以及需要隨之改變的硬體和軟體,以便在課堂環境中使用這種技術。教師可以將該技術融入數學、閱讀、社會研究、科學、音樂和體育等課程。例如,當學生模擬玩飛鏢時,他們可以計算他們的投擲次數和命中次數,然後計算分數、百分比和小數。在體育課上,學生在模仿數字舞者時幾乎意識不到自己在鍛鍊。對於特殊教育學生來說,透過將自己用作遙控器或介面來玩虛擬遊戲,可以幫助他們提高精細運動技能。

K-12 環境中的自然使用者介面

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NUI 如何融入 K-12 環境的一個例子是勞登縣學區,該學區自去年以來一直在嘗試使用 Kinect。學生基本上充當他們自己的遙控器來控制裝置,該裝置具有強大的感測器,可以捕捉使用者的動作。遊戲在電視或投影螢幕上顯示,教師將該技術融入數學、閱讀、社會研究、科學、音樂和體育等課程。例如,當學生模擬玩飛鏢時,他們可以計算他們的投擲次數和命中次數,然後計算分數、百分比和小數。在體育課上,學生在模仿數字舞者時幾乎意識不到自己在鍛鍊(Mellon,2012)。勞登縣在使用遊戲系統方面取得了特別的成功,尤其是在自閉症譜系障礙的學生中,這些學生在社交技能方面存在困難。學生建立頭像,然後講述他們社交挑戰之一的故事,以及他們將來應對這些挑戰的計劃(Mellon,2012)。當學生說話時,頭像也會說話,投影在幾英尺外的螢幕上。老師和家長都說孩子們很樂意接受這項任務,因為他們把它看作是一場遊戲,而且由於他們是透過頭像說話,所以他們不那麼害怕。被要求與同學一起在虛擬河流上駕駛虛擬木筏的自閉症學生,練習著合作、社交技能和克服障礙(Mellon,2012)。

自然使用者介面的關鍵問題

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NUI 是教育和培訓中極具吸引力的工具,因為它們有可能創造(Rees,2010)

  • 一種在學習環境中的即時感和沉浸感
  • 一種個性化的參與感
  • 一個自適應的學習環境,可以根據學習者與它的互動做出響應
  • 協作環境,可以快速響應使用者的意圖(例如,透過手勢)
  • 虛擬實驗室體驗(例如,允許使用者與虛擬模型和其他物件進行互動)
  • 針對學習方式不同的學習者的教育工具(例如,自閉症學習者)
  • 針對有身體挑戰的學習者的教育工具(例如,有行動不便的學習者可以使用文字命令來驅動計算機互動)

人們也對 NUI 存在一些擔憂

  • 成本效益比(非常特定於裝置/應用)
  • 特定平臺/裝置的移動性(對於 Kinect 和 Wii 等專案)
  • 最佳化工具使用所需的學習曲線(專業發展)
  • 將裝置融入自然學習(和工作)流程的能力
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Vimeo 上的 NUI 影片 [28]

微軟研究院:新的自然介面 [29]

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http://www.drdobbs.com/windows/natural-user-interface-research/227700426

http://www.adapx.com/resources/videos/microsoft-research-video-natural-user-interface-overview

地理資訊系統 (GIS)

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什麼是地理資訊系統?

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GIS 是一種桌面視覺化工具,它將地理特徵與表格資料結合起來,以便對現實世界的問題進行對映、分析和評估。這些資料與地球上的位置相關聯,並與屬性資料(有關每個空間特徵的附加資訊)相結合,然後在電子地圖上表示出來,使用者可以與之互動以理解和解決現實世界的問題。[30] [31]

為什麼 GIS 是當前趨勢

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直到最近,GIS 系統既昂貴又複雜,只能用於政府、企業和大學。隨著資訊科技的進步和價格下降,GIS 開始在 K-12 學校流行起來。GIS 系統正越來越多地用於幫助學生更多地瞭解他們周圍的世界。[31] 造成這種情況的原因包括:

  • 人們越來越接受計算機圖形作為展示學生學習成果的有效手段。
  • 教師能夠更好地利用地圖的圖形能力與學生交流。
  • 靈活性:GIS 可用於教授地理、歷史、數學、科學和跨學科研究等眾多科目。
  • 學生培養了商業、市場營銷、廣告、醫療保健、公共安全等領域的現實世界工作技能,任何依賴資料來提高效率和有效性的領域。
  • 學生使用真實資訊,並解決涉及他們學校、社群和課堂之外更廣闊世界的關鍵問題。

K-12 環境中 GIS 的實施

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由於掌握 GIS 系統需要大量時間,因此其在 K-12 環境中的應用有限。然而,包括弗吉尼亞州的詹姆斯麥迪遜大學和密歇根州底特律的韋恩州立大學在內的一些大學正在提供雙重註冊課程,以幫助培訓學生和教師如何開發資料集並掌握這項技術。[30] [32] 其他各種渠道也提供了額外的培訓,許多 GIS 系統的使用者介面變得更加直觀和使用者友好。

結果是,GIS 的使用正在所有年級水平上擴充套件。底特律卡斯高中的一名學生與福特汽車公司合作,分析印度和中國的使用者資料。[32] 猶他州錫拉丘茲的六年級學生正在使用 GIS 向州政府提出建議,以最佳方式利用大鹽湖中的一個島嶼。[31] 此外,北卡羅來納州的初小學生正在使用 GIS 來幫助學生髮展基本的製圖技能。[30]

GIS 正在越來越多的學校中使用,涉及各種學科和所有年級水平。許多學生和教師可能不知道他們在課堂上使用過 GIS,但谷歌地球是一款強大的 GIS 工具,它具有許多其他 GIS 工具的功能和特性。[33] 有了這些知識,他們可能更容易開始探索一些可供購買或在網路上免費獲取的其他工具。

GIS 的關鍵問題

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最大的障礙之一是教育工作者和學生對使用 GIS 的價值缺乏認識。[30] 許多教師要麼不知道如何使用 GIS 系統,要麼不熟悉如何使用它們,因此不願在課堂上嘗試。[33]

與任何技術工具一樣,教師的充分專業發展和學生的易用性是成功的必要條件。Aladag(2014)報告說,教師在沒有機構支援或其他激勵措施的情況下不願意使用新技術,並警告說,如果沒有適當的準備,在課堂上使用 GIS 可能會對學生的學習產生負面影響。[34]

為了克服諸如此類的障礙,加州紅lands的ArcView 公司(美國最大的 GIS 軟體製造商之一)向學區出售其產品的特殊“教育”捆綁包,這些捆綁包具有多個性能級別,基於學生的技能水平,並與一個非營利組織合作,為教師提供專業發展。[33]

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  • ArcGIS Online 教學活動——針對 K-12 教師的免費線上 GIS 活動 [1]
  • 地球系統教育數字圖書館——由美國國家科學基金會提供 [2]
  • 地理資訊系統——來自北卡羅來納州立大學,提供大量連結 [3]
  • 地理資訊系統:缺失的教育技術——來自國家地理教育部落格 [4]
  • GIS Lounge——大量關於 GIS 和 GIS 職業的免費資訊 [5]
  • 美國地質調查局 GIS 實驗室——來自美國地質調查局的課堂活動 [6]
  • 網路上免費 GIS 網站列表
  • Quantum GIS--一個流行的、免費的線上GIS [7]
  • UDIG--一個使用者友好的桌面網際網路GIS [8]
  • Open JUMP GIS--一個基於Java的開源GIS [9]
  • GRASS GIS--另一個開源GIS [10]
  • OS GEO Live--一個具有多種選項的可啟動GIS應用程式 [11]

學習管理系統 (LMS)

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什麼是學習管理系統?

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LMS,或學習管理系統,被定義為組織和控制教學內容、跟蹤學生進度以及收集和呈現資料以監督整個組織學習過程的基礎設施。[35] 在 K-12 環境中,學習管理系統通常為家長提供資料訪問許可權,並促進家長與教師之間的交流。簡而言之,學習管理系統是處理教育機構所有學習過程方面的基礎設施。

為什麼 LMS 是當前趨勢

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幾乎所有學校和大學都使用資訊系統來執行管理功能,大多數學校使用課程管理軟體來提供和支援線上和混合學習。學習管理系統執行上述所有操作並整合這些各種功能,但很少有大學甚至更少的 K-12 學校成功地將這兩個系統合併成一個完全整合的學習管理系統。[35] 成功整合可以為教育機構帶來豐厚的回報。正如 Herold (2014) 所解釋的那樣,“目標是構建一個一站式商店,讓教師可以檢視考勤、分發作業和測試、批改學生作業、檢視學生進度的詳細報告以及從各種來源查詢定製的教學資源——所有這些都可以在一個平臺上完成。這種互操作性可以帶來巨大的回報,隨著大量資料可供他們使用,它已成為學區的重中之重。[36]

K-12 環境中 LMS 的實施

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儘管自 20 世紀 90 年代以來,課程管理系統得到了廣泛使用,但完全整合的學習管理系統並不常見。Moodle 和 Blackboard 在 K-12 教育中都很受歡迎。Moodle 是一個開源 CMS,在 120 多個國家/地區免費分發。Blackboard 是美國和歐洲使用的領先商業 CMS,但如上所述,它們都不是 LMS。[37] 許多商業、開源和線上學習管理系統可供使用,資源部分列出了其中許多系統。

LMS 的關鍵問題

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完全整合的學習管理系統存在幾個障礙。首先,對於 LMS 的各個元件如何相互通訊,沒有達成一致的標準。因此,課程管理軟體可能與評分程式或與與家長通訊的軟體不相容。這使得使用各種產品實現一個完全整合的學習管理系統的目標變得不切實際。[38] 另一個問題是,商業供應商通常不願將他們的產品與其他供應商的產品整合,也不允許 IT 專業人員“調整”他們的產品以滿足學校的需求。此外,還必須考慮商業產品的成本,包括初始成本和持續支援成本。對於可能選擇開源或基於雲的 LMS 的機構,應考慮廣告的曝光率。特別是在 K-12 環境中,教育工作者可能會認為在教育環境中接觸廣告是不可接受的。最後,過渡到新系統併為教職工提供培訓對於成功實施學習管理系統至關重要。根據 Beatty 的說法,必須制定並執行過渡計劃,並且專業發展應完全充分。[39]

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Carvalho, A., Areal, N., & Silva, J. (2011)。學生對葡萄牙大學 Blackboard 和 Moodle 的看法。英國教育技術雜誌,42(5),824-841。doi:10.1111/j.1467-8535.2010.01097.x

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商業學習管理系統提供商

開源 LMS 資源

網路廣播

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什麼是網路廣播?

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網路廣播是使用音訊和影片工具來廣播簡報、演講,甚至以同步或非同步方式進行對話。隨著遠端學習課程的出現,網路廣播的普及程度不斷提高,並且經常用於專業發展目的,例如會議和培訓。

為什麼網路廣播是當前趨勢?

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網路廣播允許教育內容在長距離內廣播,並以“即時”和“按需”方式提供。網路廣播可以採用多種格式,從即時“螢幕錄製”和教學演示到在網站上託管的預先錄製的影片。隨著學習形式越來越個性化,網路廣播旨在為學生提供適合其需求的節奏和頻率的材料,從而允許更真實的教育形式和“即時”學習機會。此外,網路廣播是一種建構主義學習模式,因為學生可以積極建立自己的播客或影片內容與班級共享,甚至與更廣泛的社群和整個社會共享。透過這種方式,教育對話不僅限於教師和學生之間,還擴充套件到更廣泛社群的成員以及整個社會。

K-12 環境中網路廣播的實施

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  • 該領域的專業人士和學者可以遠端與課堂上的學生聯網,提供客座講座和其他型別的協作學習機會。
  • 多個教室的學生可以透過網路廣播技術相互交流,允許進行以協作為主的引人入勝的教學計劃。
  • 可能在翻轉課堂方面發揮關鍵作用,教師將預先錄製的網路廣播上傳到線上伺服器,供學生在家訪問。
  • 網路廣播非常適合輔導課程,幫助學生學習新的軟體或應用程式。
  • 對有特殊需要的學生來說可能很有價值,這些學生可能會從暫停、重播或放慢課程進度中受益。

網路廣播的關鍵問題

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在考慮使用技術時,有一些因素需要牢記。

  • 機構的頻寬上限可能會阻礙或阻止使用影片傳輸。在這些情況下,可以使用純音訊網路廣播(播客)。
  • 由於網際網路或技術故障造成的連線問題。
  • 學生可能在家中沒有網際網路訪問許可權來訪問線上預先錄製的網路廣播。
  • 如果資訊在網路廣播中重複,學生的課堂興趣和注意力可能會下降。
  • 由於需要裝置和螢幕,可能會很昂貴,由於不熟悉,可能會出現技術問題。
  • 機構的預算狀況以及該領域傳統人士的抵制。
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  • Baecker, R., Moore, G., & Boudreau, A. Z. (2003). Reinventing the lecture: Web casting made interactive. Faculty Scholarship (COE), Retrieved from http://commons.pacificu.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1019&context=edufac
  • Giannakos, M. N., & Vlamos, P. (2013). Using webcasts in education: Evaluation of its effectiveness. British Journal of Educational Technology, 44(3), 432-441. doi: 10.1111/j.1467-8535.2012.01309.x
  • Kear, K., Chetwynd, F., Williams, J., & Donelan, H. (2012). Web conferencing for synchronous online tutorials: Perspectives of tutors using a new medium. Computers & Education, 58(3), 953-963. doi: 10.1016/j.compedu.2011.10.015
  • Riedel, T., & Betty, P. (2013). Real time with the librarian: Using web conferencing software to connect to distance students. Journal of Library & Information Services In Distance Learning, 7(2), 98-110. doi: 10.1080/1533290X.2012.705616
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  • Yunus, A. S., Kasa, Z., Asmuni, A., Samah, B. A., Napis, S., Yusoff, M. Z., Khanafie, M. R., & Wahab, H. A. (2006). Use of webcasting technology in teaching higher education. International Education Journal, 7(7), 916-923. Retrieved from http://files.eric.ed.gov/fulltext/EJ854349.pdf
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什麼是模擬?

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模擬指的是學生可以使用的一系列視覺和探索工具,用於建模、視覺化和呈現他們的學習。使用模擬的一些潛在好處包括:學習如何操作模型以定性和定量地表示資訊,能夠視覺化不同變數之間的關係,以及學習如何利用模型來預測結果。模擬還提供了一個寶貴的資源,可以鼓勵課堂上更大的合作,因為教學計劃可以圍繞模擬進行定製,尤其是在與基於問題的學習等學習方法結合使用時。模擬可以從複雜現象的簡單視覺化,一直到更復雜的“沙箱”環境,學生可以在其中積極地操作物體和領域以觀察效果。

為什麼模擬是目前的趨勢?

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模擬允許學生透過以有意義的方式參與材料來探索真實的學習形式。模擬通常可以分為兩種型別:物理和過程模擬,重點幫助學生提高他們對特定主題的理解;程式/情境模擬,重點解釋逐步過程。因此,模擬是幫助解釋“如何”完成某些任務的有效工具。“虛擬實驗室”的出現也是模擬領域的一項重大創新。這允許個人在課堂的限制之外探索創造人工環境,並使用課堂中的知識進行實驗。

模擬在 K-12 環境中的實施

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  • 使用科學或數學原理的圖形和視覺模擬,並使用它來補充課堂學習。
  • 學生可以使用遊戲環境來複制現實生活中的現象。
  • 學生可以在家使用的活動,與他們在課堂上完成的任務相聯絡。
  • 學生以小組形式共同完成的協作專案式活動。
  • 學生需要透過“即時”學習積極主動地尋找資訊,完成的活動。

模擬的關鍵問題

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  • 設計至關重要:很多時候,許多模擬都包含太多文字,本質上將基於文字的體驗轉化為虛擬領域。這無效,因為模擬的主要優勢在於允許學生探索、犯錯並根據需要重新定義策略。
  • 模擬必須易於使用才能有效。學生(和其他使用者)必須能夠輕鬆地訪問幫助資源和教程,並且能夠輕鬆地瀏覽各種選項,而不會遇到太多困難。
  • 重點應該是傳達模型並堅持“事實”,而不是在模擬中放入太多分析和解釋性材料供學生閱讀。模擬的目標不是像教科書一樣解釋概念,而是為學生提供一個“遊樂場”來進行解釋。
  • 學生可能傾向於在學習或理解理論基礎之前使用模擬平臺。教師務必確保學生在使用模擬之前對材料有一定的瞭解。
  • 教師可能無法有效地將模擬融入課程。模擬的價值在於它與其他教學方面的聯絡程度,而不是作為一種獨立的工具。
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專案式學習

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什麼是專案式學習 (PBL)?

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專案式學習 (PBL) 是一種教學方法,學生透過解決問題或進行活動來學習內容,而不是嚴格地透過講座和其他傳統形式的教學來學習。 PBL 是一種以學習者為中心的教學方法,它使學生能夠將學習理論融入實踐,並將學到的知識應用於現實世界中的專案[40]

為什麼專案式學習 (PBL) 是當前的趨勢?

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PBL 已在教育領域中使用多年,起源於 1960 年代的醫學院。 從那時起,PBL 技術已被納入傳統的大學和大學環境以及 K-12 教育機構[41]。 在問題解決學習領域出版的越來越多的文獻和書籍表明,這種趨勢將在 K-12 環境中繼續。 技術的進步使 PBL 技術的當代應用能夠以創新的方式發展。 PBL 透過培養工作場所所需的協作和解決問題的能力來為學生做好準備。 PBL 是 STEM(科學、技術、工程、數學)或 STEAM(科學、技術、工程、藝術、數學)教育的關鍵組成部分,這些教育在 K-12 教育機構中越來越受歡迎。 此外,STEM 教育已獲得奧巴馬政府的大力支援。 美國教育部[42]估計與 STEM 領域相關的職位穩步增加,從而使專案式學習的趨勢持續下去。

在 K-12 環境中實施專案式學習 (PBL)

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在 PBL 課堂中,教師擔任教練或引導者的角色,並允許學生擁有問題並制定解決方案。 透過讓學生掌握他們的學習,培養了基本技能和 21 世紀技能。 學生使用閱讀、寫作和數學等基本技能,並在此基礎上發展解決現實世界問題所需的新的技能。 在學生創造性地解決可能有多個正確答案的複雜問題時,培養了批判性思維、人際交往、決策、協作等技能[43]

專案式學習 (PBL) 的關鍵問題

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優勢

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  • 培養解決問題的能力
  • 促進同伴之間的協作和交流
  • 提高研究和分析能力
  • 吸引學生
  • 為學生做好準備,迎接現實世界的經歷
  • 促進終身學習
  • 建立信心[44]

弱點

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  • 需要教師和學生的角色轉變
  • 難以評估學習成果
  • 耗時
  • 需要訪問技術/技術技能
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Bowden, W. R. (2015). 協作、教學法和媒體:短期暑期專案強調專案式學習和社會情感學習。 Journal Of Media Literacy Education7(1), 72-76。

Edutopia. (2007 年 10 月 17 日). 為什麼專案式學習很重要?http://www.edutopia.org/project-based-learning-guide-importance 檢索。

Gallagher, S. A. (1997). 以問題為基礎的學習。 Journal for the Education of the Gifted, 20(4), 332-362。

Hung, W.,Jonassen, D. H. 和 Liu, R. (2008). 以問題為基礎的學習。 Handbook of research on educational communications and technology, 3, 485-506。

Sahin, A. 和 Top, N. (2015). STEM 學生在舞臺上 (SOS):透過跨學科、標準化、專案式學習方法促進學生的聲音和選擇。 Journal Of STEM Education: Innovations & Research16(3), 24-33。

Savery, J. R. (2006). 以問題為基礎的學習概述:定義和區別。 Interdisciplinary Journal of Problem-Based Learning, 1(1), 9-20。

斯坦福大學。 (2001). 以問題為基礎的學習。 Speaking of Teaching, 11, 1-7。

美國教育部(未註明日期)。 科學、技術、工程和數學:全球領導力的教育。http://www.ed.gov/stem 檢索。

Wood, D. F. (2003). 以問題為基礎的學習。 British medical journal, 326(7384), 328。

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巴克教育研究所 (BIE) http://www.bie.org/pbl/trai.html

特拉華大學 http://www1.udel.edu/inst/

http://www.ed.gov/stem

http://www.edutopia.org/project-based-learning-guide-importance

https://www.youtube.com/watch?v=sNhismExIwU

https://www.youtube.com/watch?v=-5omNEmWicU

筆記

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高等教育中的專案式學習

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什麼是專案式學習?

“你告訴我,我會忘記;你給我看,我會記住;你讓我參與,我就會理解”(Railsback,2002)。 這句古老的中國諺語提供了對教育中一種稱為專案式學習 (PBL) 的當前趨勢的見解。 專案式學習提供了一個以學習者為中心的學習環境,重點關注每個學生對概念、工具、經驗、技術等的運用,以幫助他們回答問題和解決問題(Lee、Blackwell、Drake 和 Moran,2014)。 此外,“PBL 是一種以學習者為中心的教學(和課程)方法,使學習者能夠進行研究,將理論和實踐相結合,並運用知識和技能來制定針對特定問題的可行解決方案。” (ed, Walker, 2015, p. 7)。

根據 Edutopia(2007b),專案式學習可以概括為以下要素

  1. 教育者提出的引導問題指導學生進行合作,體驗特定學科的主要原則;
  2. 學生有多種方法來展示他們的知識,因為通常沒有一個正確的解決方案/答案;
  3. 鼓勵學生探索、做出獨立判斷、分享他們的解讀以及以有意義的方式綜合資訊。這反映了課堂以外的學習,有助於培養學生的批判性思維技能。

為什麼專案式學習是高等教育的當前趨勢

根據 Railsback(2002 年)的說法,專案式學習是教育的當前趨勢,因為教育工作者認識到它提供的許多好處,包括提高參與度和知識保留率。此外,PBL 透過將學校的學習與現實聯絡起來,幫助學生為職場做好準備。學生的解決問題能力、社交能力和溝通能力都在 PBL 過程中得到加強。

此外,PBL 與翻轉課堂相關,翻轉課堂是教育的另一個當前趨勢。互動式技術使教育工作者能夠定性地重新思考教學和學習的動態(Strayer,第 3 頁,2012 年)。並且,線上專案式學習允許跨地理區域和年級水平進行協作。如果不同年齡組的學生一起工作,也提供了導師關係的機會(deCarvalho,2014 年)。

在高等教育中實施專案式學習

關於專案式學習的大量研究集中在小學和中學教育環境。但是,這種讓學生驅動他們的學習過程以增強批判性思維能力的概念,實際上是高等教育試圖為學生提供的。專案式學習包含了高等教育旨在加強學生許多特徵,基於以下內容

  • 學生對自己的學習負責
  • 問題缺乏結構允許自由探究(這反映了現實世界)
  • 協作至關重要
  • 學習應來自各個學科的整合,以鼓勵透過更好地理解問題來開發解決方案(Walker,2015 年)。

此外,PBL 被證明可以支援學生的自我調節學習;這對於幫助學生承擔設定目標、監控他們的進度、反思他們的學習以及在整個專案中保持動力的責任很重要(English & Kitsantas,2013 年)。根據 Boss 和 Krauss(2014 年)的說法,將專案式學習納入高等教育的另一個好處來自教師必須在課堂環境中規劃他們的學習旅程時重新學習材料。他們正在重新思考如何教學、如何評估、如何與其他教育工作者合作以及如何激勵課堂上的學生。所有這些都幫助教育工作者看到學習者的視角,這是一件好事。

研究表明,實行 PBL 的學校出勤率更高,合作學習技能增強,學生總體成績有所提高(Edutopia,2007c)。這些結果對高等教育的影響可能導致額外的政府資金、贈款和基於在行業中建立積極聲譽而增加入學人數。

在高等教育中使用專案式學習的注意事項

儘管將專案式學習納入高等教育環境有很多好處,但也有一些挑戰需要考慮。例如,不習慣參與課堂討論和活動的​​學生可能會發現這種模式令人沮喪或不安。如果大學中只有少數教師採用這種教學方法,學生很難在被動學習(即講座)和 PBL 模式中的主動學習之間切換。在大學層面使用 PBL 的另一個考慮因素是在同一學期要求學生同時為不同的課程完成多個專案;這可能會給學生帶來沉重的學習負擔,這可能會導致學習過程的其他弊端。

Vega(2015 年)在確定專案式學習是否適合您的高等教育機構時,建議考慮以下事項

  • 教師和學生的承諾水平
  • 學校管理部門的認可對於成功至關重要
  • 專案完成的規劃應包括 20% 的超支,以適應學習差異、錯誤以及應用問題。
  • 小組工作通常會變得分散甚至個人化。PBL 過程需要小組成員之間真正的合作和積極傾聽。
  • 為學生提供代表不同觀點的大量資源至關重要;同樣重要的是,給學生充足的時間在檢視所有資源後調查、應用、討論和修改他們的結論。

喬治·盧卡斯教育基金會已確定了幾個建議,以便專案式學習在高等教育中取得成功(Edutopia,2007a)

-建立時間表

  • 每個專案分配多少時間?
  • 整個專案將用多少天來完成?
  • 這個專案將在整個上學時間進行,還是在專門的時間段進行?

-納入這些策略以有效地指導學生

  • 幫助可能無法感知時間限制的學生
  • 設定基準
  • 給學生管理時間的指導
  • 教他們如何安排任務
  • 提醒他們時間表
  • 幫助他們設定截止日期
  • 保持基本問題簡單明瞭,適合年齡
  • 啟動讓所有學生都能取得成功的專案

-為自我監控和自我反思提供充足的時間

  • 鼓勵學生在整個專案中進行自我評估
  • 在專案結束時留出時間進行反思
  • 鼓勵學生分享他們對哪些有效以及哪些應該改變以適應類似未來專案的觀察。分享可能導致新問題和新專案的理念。

資源

Boss, S., & Krauss, J. (2014). Reinventing Project-Based Learning: Your Field Guide to Real-World Projects in the Digital Age (2nd ed.). Eugene, OR: International Society for Technology in Education. Retrieved from https://books.google.com/books?hl=en&lr=&id=raapCgAAQBAJ&oi=fnd&pg=PR13&dq=project+based+instruction&ots=5oxehSpPPE&sig=wuEiDrxthyIgJxVuTDPBEfXrwMY#v=onepage&q=project%20based%20instruction&f=false

deCarvalho, C. V. (2014). eCity – Virtual city environment for engineering problem based learning. Retrieved from http://ecity-project.eu/site/docs/ecity-progress-report.pdf

English, M. C., & Kitsantas, A. (2013). Supporting Student Self-Regulated Learning in Problem- and Project-Based Learning. Interdisciplinary Journal of Problem-Based Learning, 7(2). doi:10.7771/1541-5015.1339

Lee, J. S., Blackwell, S., Drake, J., & Moran, K. A. (2014). Taking a Leap of Faith: Redefining Teaching and Learning in Higher Education Through Project-Based Learning. Interdisciplinary Journal of Problem-Based Learning, 8(2). doi:10.7771/1541-5015.1426

Railsback, J. (2002). Project-based instruction: Creating excitement for learning. Northwest Regional Educational Lab Series. ERIC: ED471708

Strayer, J. F. (July 2012). How learning in an inverted classroom influences cooperation, innovation and task orientation. Learning Environments Research, 15(2), 171-193. ERIC Number: EJ977852

The George Lucas Educational Foundation. (2007, October 19a). How does project-based learning work? Edutopia. Retrieved from https://www.edutopia.org/project-based-learning-guide-implementation

The George Lucas Educational Foundation. (2007, October 19b). What is project-based learning about? Edutopia. Retrieved from https://www.edutopia.org/project-based-learning-guide-description

The George Lucas Educational Foundation. (2007, October 19c). Why is project-based learning important? Edutopia. Retrieved from https://www.edutopia.org/project-based-learning-guide-importance

Vega, V. (2015, December 1). Project-based learning research review: Avoiding pitfalls. Edutopia. Retrieved from at https://www.edutopia.org/pbl-research-avoiding-pitfalls

Walker, A., Leary, H., Hmelo-Silver, C., & Ertmer, P. (editors). Essential Readings in Problem-Based Learning. West Lafayette, IN: Purdue University Press. Retrieved from https://books.google.com/books?hl=en&lr=&id=KhF-BgAAQBAJ&oi=fnd&pg=PA5&dq=project+based+instruction&ots=avp9oUjt-p&sig=vmUzHRE7BM2UfMf3vX2Cin2n_0E#v=onepage&q=project%20based%20instruction&f=false


電子書和電子閱讀器

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什麼是電子書?

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電子書是“用數字形式呈現的書籍,包括文字、圖形、影片、動畫和/或聲音[45]”,它使用電子墨水技術[46]在移動裝置的螢幕上呈現內容,該技術沒有計算機顯示器的典型背光眩光,使持續閱讀更類似於紙張。 手持裝置儲存和顯示電子書稱為電子閱讀器。電子閱讀器包括亞馬遜 Kindle、巴諾書店 Nook 和索尼 Reader。電子書也可以透過設計用於檢索和顯示電子書的應用程式在筆記型電腦和智慧手機等裝置上檢視。

為什麼電子書是當前趨勢?

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早在 2011 年,亞馬遜就報告稱電子書的銷量超過了印刷書籍 [46]。2015 年,皮尤研究中心報告稱,34% 的年輕人(18-29 歲)在過去一年中至少讀過一本電子書 [47],DigitalBookWorld 補充說,大約 54% 的美國兒童(2-13 歲)報告說他們閱讀電子書 [48]

由於電子書的成本低、環保、儲存容量大,並且能夠與多個移動電子裝置同步,學校開始嘗試用電子書替代教科書[49]。也許這種轉變是有意義的,因為數字原住民已經習慣了在螢幕上閱讀;電子書是這種閱讀方式的自然延伸。事實上,Hsiao 和 Chen(2015)的一項研究發現,小學生對使用電子書進行移動學習的自我效能感很強,並且打算在未來繼續使用這種形式 [45]

輕鬆獲取書籍 [50] 以及在文字中提供學習支援的可能性 [51] 也許是 K-12 教室中使用電子書最吸引人的特點。

K-12 環境中電子書的實施

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考慮在 K-12 教室中使用電子書的教育領導者在實施之前應考慮以下課程、技術和實際事項

  • 電子書的導航以及對突出顯示、筆記和書籤等附加功能的操作是需要教授和學習的特定技能,以便在課堂上有效地使用電子書 [52][53]
  • 電子書通常很容易適應學習者的需求,包括更改字型大小和疊加有聲讀物應用程式,以便讀者可以在朗讀文字時跟隨文字 [52]。電子書和電子閱讀器中的許多功能符合通用設計學習框架 [51]
  • 電子書是一項不斷發展的技術,因此尚未標準化;返回故事開頭、頁面翻頁的外觀和方法、聲音功能、插圖中的動畫、嵌入式外部連結和互動遊戲等功能會因電子書而異,並且可能基於電子閱讀器裝置的功能[49][52]。教師必須具備幫助讀者將熟悉閱讀環境所需的技能和策略轉移到新情況的能力 [52]
  • 內建詞典收到了教師的褒貶不一的評價。一些教師認為該工具很有幫助,並且可以作為補充詞彙教學;另一些教師指出,詞彙最好透過語境和解釋來教授,而詞典做不到這一點 [50]
  • 耐用性可能是一個問題。例如,如果一本印刷書籍掉下來,不會造成任何損壞。如果電子閱讀器掉下來,可能會導致大量資料丟失(包括多個文字、筆記和補充文件)。

電子書的關鍵問題

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儘管電子書在學校環境中越來越受歡迎,但教育領導者必須意識到並準備應對以下基於研究的電子書及其在課堂和學校中的應用問題

  • 研究表明,閱讀電子書需要與閱讀印刷書籍不同的身體和大腦技能 [53]
  • 螢幕閱讀比閱讀紙質書籍對身體和精神的負擔更大 [45][54]
  • 印刷書籍的觸覺體驗可能有助於理解和回憶 [54]
  • 2011 年的一項研究表明,人們在螢幕閱讀過程中對元認知學習調節的參與度較低 [54]
  • 電子書的動態特性(包括動畫插圖、嵌入式外部連結和互動遊戲)可能分散注意力 [51]
  • 在 K-12 學校中廣泛採用和實施電子書和電子閱讀器,訪問仍然是一個考慮因素。雖然裝置和個人文字的成本都大幅下降,但兩者都不是免費的 [50]
  • 公共領域的文字的電子書通常可以免費或以極低的成本下載;但是,根據 Zauha 和 Ragains(2011)的說法,網路上一些免費提供的文字是錯誤的 [49]
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Barron, P. (2011). 課堂上的電子閱讀器。轉型,22(1), 133-138,143。檢索自 http://search.proquest.com/docview/1001215126

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在課堂上實施電子閱讀器的 3 個技巧http://blog.whooosreading.org/3-tips-for-implementing-e-readers-in-the-classroom/

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建議在課堂上使用電子閱讀器http://www.scholastic.com/teachers/classroom_solutions/2011/09/three-questions-to-explore-when-proposing-the-use-of-ereaders-in-the-classroom

走向數字化:使用電子書閱讀器來增強閱讀體驗(教學計劃)http://www.readwritethink.org/classroom-resources/lesson-plans/going-digital-using-book-30623.html

K-6 年級互動式繪本教學http://www.readingrockets.org/article/teaching-interactive-picture-e-books-grades-k-6

亞馬遜教育(關於 Kindle、Fire、Whispercast 和直接出版的資訊)

英語教師如何在課堂上使用電子書https://www.britishcouncil.org/voices-magazine/how-english-teachers-use-ebooks-in-classroom

K-5 課堂上的電子書和電子閱讀器(Pinterest 板)https://www.pinterest.com/weareteachers/e-books-and-e-readers-in-the-k-5-classroom/

雲計算

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什麼是雲計算?

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美國國家標準與技術研究院 (NIST) 將雲計算定義為一種模型,它支援對共享的、可配置的計算資源池進行普遍的、便捷的、按需的網路訪問,這些資源可以快速配置和釋放,並且管理工作量或服務提供商互動量最少。[55] 雲計算允許個人訪問駐留在其計算機或其他連線網際網路的裝置以外位置的應用程式。[56]

為什麼雲計算是技術領域的一個創新趨勢?

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隨時隨地計算[57] 任何型別的裝置都可以在任何時間、任何地點訪問資訊。

專業學習社群

  • 培訓 - 專業發展的機會和經驗可以在任何時間、任何地點獲得。
  • 資源共享[58] - 教師可以共享資源,尤其是在實施共同核心課程的情況下。
  • 管理存在 - 知識和資訊的共享可以隨時獲取和傳遞,無需延遲或會議理由。

對學區的益處[59][60]

  • 低成本 - 學區已經注意到節省的資金可以用於改善其他技術領域。
  • 靈活性 - 許多使用者可以同時使用技術裝置。
  • 可訪問性 - 資源可以隨時輕鬆獲取。
  • 簡單 - 雲培訓簡短且易於實施。
  • 快速便捷
  • 可持續性 - 計算能力無處不在。

雲計算的實施

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雲計算型別[61]

  • 公有云 - 資料不安全,伺服器位於異地。
  • 私有云 - 可以由組織管理;資料更安全。
  • 混合雲 - 公有云和私有云的結合;兩種雲可以用於不同的目的。

雲計算的關鍵問題[62]

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  • 資料安全 - 首要問題;易受攻擊。
  • 冗餘 - 一臺伺服器負責多個組織 - 如果發生崩潰,將影響所有組織。
  • 遭受攻擊時的成本 - 分散式拒絕服務 (DDoS) 保護。
  • 效能差異 - 使用限制雖然不常見,但也可能存在。
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Bhatt, D. (2012). 資訊科技革命 - 雲計算. Walailak 科學與技術雜誌, 9(2), 107-113.

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什麼是雲計算? http://www.pcmag.com/article2/0,2817,2372163,00.asp

什麼是雲計算? YouTube https://www.youtube.com/watch?v=ae_DKNwK_ms

雲計算安全五項建議. http://www.onlinetech.com/resources/references/top-5-tips-for-cloud-computing-security

在雲端保護資料的五項建議. http://www.cio.com/article/2380182/cloud-security/5-tips-to-keep-your-data-secure-on-the-cloud.html

雲計算改變教育的五種意外方式. http://cloudtweaks.com/2014/12/cloud-computing-education-growth/

雲計算入門. http://www.guru99.com/cloud-computing-for-beginners.html

雲計算. 什麼是雲計算? https://www.youtube.com/watch?v=uYGQcmZUTaw

思維導圖

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什麼是思維導圖?

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思維導圖是一種以有機、視覺和創造性的方式組織個人想法的技術。想法從中心概念分支到類別和子類別。現代術語“思維導圖”是由英國作家託尼·布贊創造的,儘管以網狀方式組織想法的概念已經存在了幾個世紀。所有思維導圖都具有五個基本特徵[63]

  1. 主要想法位於中心。
  2. 主要主題從中心輻射或分支出來。
  3. 每個分支在其線上都有一個關鍵詞或影像。
  4. 其他主題從主要主題進一步分支出來,形成“小枝”或更小的分支。
  5. 整個結構透過想法的莢連線起來。

為什麼思維導圖是當前趨勢?

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思維導圖正在成為教育領域越來越流行的趨勢。請考慮以下幾點:

  • Mindmapping.com 承認思維導圖是多年來一直用於教育的趨勢[64]
  • Securedgenetwork.com 將思維導圖列為七種“必須瞭解的正在改變教育的課堂技術趨勢”之一[65]
  • 許多新的應用程式和網站提供思維導圖程式和軟體,例如 Bubbl.us、Coggle、iMindMap、Mapul、Mind42、Mindet、Mindmap、MindMeister、MindNode、Mindomo、Popplet、Scapple、SimpleMind、Stormboard 和 XMind。[66]
  • 最近發表的幾篇文章研究了思維導圖在課堂上的有效性以及教育者對這一過程的看法[67] [68] [69] [70] [71] [72]

思維導圖在 K-12 環境中的實施

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  • 實施將因科目和年級而異,但基本的思維導圖技術將保持一致。
  • 學校需要技術和軟體。
  • 學生可以使用思維導圖來集思廣益,為寫作作業或專案做準備。
  • 學生可以使用思維導圖來指導探究式研究。
  • 學生可以合作或獨立進行思維導圖;教師可以幫助學生完成全班思維導圖。
  • 學生的小組可以分別繪製更大思維導圖的分支,並在完成後將資訊合併在一起。

思維導圖的關鍵問題

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"""思維導圖的益處"""

  • 在建立思維導圖時使用圖片、顏色和技術使它成為一種引人入勝的學習工具[73]
  • 創意的思想流有助於學生產生富有成效的聯絡。
  • 思維導圖概述了大型主題,同時顯示了該主題的大量資訊[74]
  • 透過分支和標籤,學生可以保持他們的想法井然有序。
  • 文字和圖片的結合使記住資訊的效率提高了六倍,而不是僅僅依靠文字[75]
  • 思維導圖有助於學生之間進行協作,產生更多想法。

思維導圖的潛在障礙

  • 學校必須能夠使用技術。
  • 如果學生需要在校外完成思維導圖,則每個學生必須在家中能夠使用技術。
  • 雖然有些思維導圖軟體是免費的,但大多數高質量版本都是付費的。
  • 教師應該接受使用思維導圖軟體的培訓。
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遊戲化

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什麼是遊戲化?

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遊戲化是指將遊戲設計思維應用於不同的課堂任務,使其更有趣和引人入勝。其理念是使用典型的遊戲系統,提供挑戰、獎勵獲勝者,然後提供更難的挑戰,以及更大的獎勵。

當你在遊戲中獲勝時,你的大腦會釋放多巴胺,這是一種大腦中的化學物質,可以觸發動力和愉悅感。這使得學習成為一種積極的體驗,你無需強迫學生去享受。因此,主要的概念是挑戰學生,讓他們對克服挑戰感到高興,然後更多地挑戰他們。 [76]

為什麼遊戲化是當前趨勢?

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遊戲化使教師能夠在課堂上帶來更多積極的強化,無論是否與學科相關。 [77]。當獲勝的想法像胡蘿蔔一樣懸在學生面前時,他們會更加投入。角色扮演遊戲 (RPG) 可以幫助學生完善他們的軟技能,這也是一種可以在任何學科中教授的遷移技能。

遊戲機制是博弈論的一部分。大多數嘗試在教育中進行遊戲化的嘗試都失敗了,因為教育者認為,如果你發放徽章或在遊戲中加入積分,你就實現了遊戲化。 [78]

遊戲化在 K-12 環境中的實施

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隨著教育朝著整合和實施技術的方向發展,新的願景出現,其中包括遊戲化。

Minecraft 非常適合共同核心標準,因為它有各種專門的資源網站可供教師使用,將影片遊戲應用於課程。 [79]。遊戲是大多數學生進入計算機程式設計的門戶,可以透過遊戲促進女孩參與 STEM 專案。Portal 2 也被用於教授物理和微積分。 [80]

遊戲化的關鍵問題

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在考慮遊戲化時,需要注意幾個問題。

  • 所有學生在校內和校外都能使用計算機以及 Flash 等外掛。
  • 教師和學生的技術支援。
  • 教師的專業發展和培訓。
  • 需要額外的時間來實施、開發和管理學生和教師
  • 教師可能抵制在課堂上使用遊戲。
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課堂中的 3D 列印

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什麼是 3D 列印?

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3D 列印,也稱為增材製造,是利用數字檔案製造三維實體物體的一種過程。透過新增過程建立三維物體,其中逐層疊加直至創建出物體。 [81]

3D 列印允許相當大的定製,並且列印的所有內容都受版權保護。教室中的 3D 列印讓學生從學習中的被動角色轉變為更積極的角色。老師可以使用 3D 列印的產品作為視覺輔助工具,吸引學生的興趣。使用 3D 列印的學生將參與動手學習,並有機會透過互動式課堂活動變得更有創意。 [82]

為什麼教室中的 3D 列印是當前趨勢?

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雖然 3D 打印出現於 25 年前,但近年來人們對它的興趣越來越濃厚。3D 列印可以給教育領域帶來許多好處。學生接觸到新的學習可能性,並且能夠以不同的方式獲取學習。學生對使用 3D 列印感到興奮,並積極參與工作。創造力和創新得以利用,還有批判性思維和解決問題的能力。由於學生能夠建立視覺聯絡,因此他們能夠記住更多他們正在學習的內容。此外,3D 印表機比以往任何時候都更加實惠。 [83]

3D 列印得到支援。一個由修補匠、程式設計師和學生組成的社群正在全國各地促進創客空間的建設,創客空間是擁有 3D 印表機和製造工具的當地實驗室。 [84]

在 K-12 環境中實施 3D 列印

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教育領域,尤其是在 K-12 環境中,一直都在實施新技術。在課程中使用技術可以使學生保持學習的動力和參與度。3D 列印是一個一定會引起他們注意的概念。它鼓勵創造力和創新,並促進批判性思維和解決問題的能力。

將 STEM(科學、技術、工程和數學)融入課堂變得越來越重要。在學校使用 3D 列印讓學生能夠看到他們建立的物體如何在現實世界中使用。 [85]

為了在課堂上實施 3D 印表機,老師需要研究哪種印表機適合他們的需求,考慮印表機的成本,確定哪些軟體和工具將與印表機一起使用,並制定有關如何在課堂上使用印表機的例行程式和步驟。

創客運動勢頭強勁,3D 印表機的價格一直在下降,這使教育工作者產生了好奇。這些 3D 印表機將創造任何事物的力量,甚至包括現實世界的設計,交到任何人的手中,包括年輕的學生。 [86]

讓學生有機會嘗試 3D 列印,使他們能夠分享和擴充套件他們令人難以置信的想法。學生在建立產品時會看到與其他科目(如數學)的聯絡。由於學生可以從自己的設計中建立東西,因此他們有機會進行更多合作。 [87]

教室環境中 3D 列印的關鍵問題

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與任何技術一樣,3D 列印也有優點和缺點。3D 列印的優點是無止境的;學生有機會使用實踐經驗以不同的方式學習。學生在學習時會很投入,而且幾乎任何年齡段的人都可以參與。

在考慮在課堂上使用 3D 印表機時,需要注意的一些問題

成本:成本正在下降,但這對於許多教室來說可能仍然不是一個負擔得起的選擇。除了印表機的初始成本外,還有與軟體、工具和材料相關的持續成本。
可訪問性:印表機可能放在學生無法輕鬆或頻繁使用的地方。
理解:老師需要學習如何使用這項技術並在課堂上成功實施。如果他們自己不熟悉 3D 列印,他們就無法教學生。
特殊情況:不同的障礙可能會阻礙 3D 列印的成功,例如有殘疾的特殊教育學生無法使用印表機。

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國際研究合作

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國際研究合作是什麼?

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來自不同國家的科研人員正在研究的各個層級進行合作:博士後奈米技術(Bai,[88])、本科工程課程(Randall,[89])、小學音樂課堂(Young,[90])。諾貝爾獎通常頒發給國際學者之間的合作(Nobelprize,[91])。網路會議、維基、文件共享工具和其他電子平臺為身處不同地點的同事之間的國際研究合作創造了機會。

為什麼國際研究合作成為趨勢?

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隨著全球化的加劇以及透過電子工具更復雜、更準確地共享資訊的的能力不斷提高,國際研究合作越來越普遍,也越來越重要。與來自其他國家的研究人員合作有很多好處。

  • 多種多樣觀點的協同作用會帶來更多科學發現(委員會,[92])。
  • 研究人員發現,向不同文化背景的合作者傳達他們的想法並解釋過程,迫使他們識別自己的假設,而不是將其視為理所當然,在此過程中,他們不僅為合作者澄清了他們的想法,也為自己澄清了想法(委員會,[93])。
  • 國際研究合作對發展中國家特別有幫助(奧爾德姆,[94])。
  • 發展中國家希望保持國際合作關係(庫扎貝科娃,[95])。
  • 國際同事之間的合作能促進國際間相互理解,為世界帶來更多和平。(美國國務院,[96])。
  • 各國認識到,其他國家也面臨著與自身類似的問題,與這些國家的科研人員合作將帶來成果。(奧爾德姆,[97])。

國際合作與高等教育

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  • 關於國際高等教育的研究持續增加。越來越多的已發表文章是由來自至少兩個不同國家的合作者完成的(庫扎貝科娃,[98])。
  • 國際高等教育合作會產生協同效應,帶來洞察、生產力和創造力。(費爾,)。
  • 超過30%的非歐洲學者和超過55%的歐洲學者在研究工作中與國際同事合作。(羅斯坦,[99])。
  • 對國際合作的興趣和發展催生了整合型、跨學科、分散式研究生課程(IDCG),這些課程為學生提供了與來自不同國家的同學合作的機會,共同完成可供發表的專案。(瓦格納,[100])。

國際合作的關鍵問題

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  • 跨文化理解一直很困難(羅斯坦,[101]; 布魯,[102])。
  • 即使是研究的基本假設也需要解釋,因為它們可能不被其他文化所假設,即使被假設了,也可能不被認可(羅斯坦,[103]; 布魯,[104])。
  • 研究人員身處不同地點,因此受到不同限制,他們的工作不僅受其機構限制,還受其政府限制(布魯,[105])。
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http://www.open.ac.uk/

https://www.nsf.gov/funding/pgm_summ.jsp?pims_id=12759

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1:1 計算

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什麼是 1:1 計算?

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一對一 (1:1) 計算是一項技術倡議,其中對電腦、筆記型電腦、iPad 等的訪問不是共享的,而是老師和學生各自擁有自己的個人裝置。 [53]

為什麼 1:1 計算是當前趨勢?

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雖然一對一計算的想法並不新鮮,但其影響仍在不斷擴大。請考慮以下情況:

  • 2003-2004 年,美國約 4% 的學校實施了 1:1 計算。 [45]
  • 到 2006 年,這一數字增長到近 25%。 [45]
  • Futuresource Consulting Ltd. 顯示,到 2016 年,約 54% 的美國公立學校將實施一對一計算。 [46]

一對一計算為何是當前趨勢的另一個考慮因素是其對考試成績和學生成績的影響。

  • 一對一計算已被證明對學生標準化考試成績有積極影響。 [46]

一對一計算顯示 [46] 增加了以下內容:

  • 學生科技使用率。
  • 寫作中使用的型別。
  • 以學生為中心和基於專案的學習。
  • 家長參與孩子學校作業。
  • 學生學習的動機和毅力。
  • 科技問題解決技能。

在 K-12 環境中實施 1:1 計算

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一對一計算在過去十年中催生了一種信念,即其實施將改善教學和學習、提高效率以及學生技能的發展。 [53] 實施一對一計劃的關鍵部分在於,將裝置放在每個學生手中只有在技術被用來增強學習時才有效,而不僅僅是用於被動消費或記憶。 [54] 也就是說,專業發展成為 K-12 環境中實施的關鍵組成部分。 [54]

為了有效地實施一對一計劃,學校必須確定他們是否擁有

  • 擁抱技術變革和技術在課堂中發揮作用的管理人員和教師。 [54]
  • 反對一對一或以學生為中心的學習的教師。 [54]
  • 技術熟練的教師和員工。 [54]
  • 能夠讓教師在實施一對一計劃中取得成功的專業發展。 [54]
  • 到位的基礎設施,例如能夠滿足網際網路需求的足夠頻寬。 [106]
  • 一對一計劃的資金計劃。 [106]

至於 K-12 環境中一對一技術的好處和壞處,兩方面都有很多論點。

首先從積極方面來說,一對一計劃將統一的技術帶入課堂,讓教師和學生能夠使用相同的軟體。 [106] 與自帶裝置 (BYOD) 方式相比,一對一方法的另一個優點是,它避免了 BYOD 中出現的“數字鴻溝”。 [106] “數字鴻溝”指的是學生在課堂上擁有不同型別的裝置,比如一個孩子用筆記型電腦,另一個孩子用智慧手機,可能還有其他孩子沒有裝置。 [106] 裝置型別不一致會導致那些擁有更先進技術的學生明顯更具優勢,而實施一對一計劃則可以避免這個問題。 [106]

另一方面,K-12 層級一對一計劃的唯一缺點是成本。雖然前期成本很高,但學區還必須考慮到長期問題,因為隨著技術的變化,裝置每隔幾年都需要更換。 [106]

一對一計算的關鍵問題

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  • 一對一計算的影響研究仍然有限。
  • 一對一計算對於學校來說是一個昂貴的選項。
  • 學校會過分關注工具,成為學習的重點,而不是學生如何使用該工具。 [107]
  • 僅僅在課堂上新增一對一計算裝置,而沒有對文化和教學進行根本性的改變,可能不會帶來更多積極的學術成果。 [107]
  • 領導力是實施的關鍵組成部分。領導者必須瞭解如何管理向一對一學習環境的過渡。 [107]
  • 年輕人對技術的掌握與一些教師缺乏經驗之間存在差距。 [108]
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線上評估

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什麼是線上評估?

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線上評估是教師可以在課堂上使用的工具,以幫助評估學生,但利用了技術的動力。 線上評估可用於形成性評估和總結性評估。  隨著我們繼續成為一個使用和依賴技術的社會,線上評估可以幫助改變我們評估學生的方式(Davis,2015)。  教師根據學生的知識調整他們的課程和教學,透過使用線上評估,可以更快更容易地確定學生掌握了哪些技能以及哪些技能仍然難以掌握。  許多線上評估工具可以為教師提供有關學生回答的即時反饋,許多工具使用者友好、靈活,可以在 iPad、平板電腦、手機、電腦上使用,並且為評估學生的方式增添了很大的多樣性。

為什麼線上評估是當前的趨勢?

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·        新穎的創新產品 - 超越傳統紙筆評估的能力

·        可以透過線上評估輕鬆進行形成性評估。  這種評估方法為教師提供了快速反饋,讓他們能夠確定將要教什麼以及如何教 [109]。  線上評估提供了一種快速判斷學生學習成果的方法,進而有助於塑造課程 [109]

·        提供以學習為中心的模式,例如電子作品集 [109]

線上評估在 K-12 環境中的實施 [110]

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·       為每所學校提供網際網路連線

·       開發一個系統來追蹤每個學生

·       積極的溝通渠道——教職工之間舉行專業發展會議

·       為教職工提供培訓,以計劃和實施最佳評估實踐

線上評估的關鍵問題

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·       學校需要確定如何儲存、管理和報告資料[109]

·       計劃幫助使學習更加透明[109]

·       學校需要制定計劃,確保學生有地方參加考試、識別參加考試的學生,並確定如何提交評估結果

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Socrative - https://www.socrative.com/

Kahoot - https://getkahoot.com/

Quizizz - https://quizizz.com/

Google 表格 - https://www.google.com/forms/about/

Study Island - www.studyisland.com/

虛擬現實學習

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什麼是虛擬現實學習?

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虛擬現實 (VR) 被定義為一種完全模擬的現實,使用計算機系統透過數字格式構建,需要足夠強大的硬體和軟體來創造逼真的沉浸式體驗。[111]

模擬作為一種補充教育工具,使學生能夠在現實生活中運用這些技能的可用性和壓力之外,獲得必要的技能。虛擬現實是一種完全沉浸式的模擬,最終可以將模擬從僅僅補充教學轉變為完全取代傳統教學方法。通常,在使用 VR 時,尤其是作為培訓工具時,沉浸感至關重要,並透過連線裝置得到支援。[112]

為什麼 VR 是當前趨勢

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透過使用虛擬世界(如 Second Life)進行的模擬已經證明了顯著的益處,為高等教育的遠端教育學生提供了一個有效的學習環境。[113] 但是,直到最近,廣泛沉浸式模擬應用程式發展的一個重要限制是允許該技術在實踐中使用的裝置的成本。[112] 然而,娛樂公司,尤其是遊戲行業的公司,一直在投資擴充套件 VR 技術,導致裝置成本大大降低。[112] VR 頭顯隨著經濟實惠的智慧手機相容附件和應用程式的進步而變得對消費者 readily available,並且隨著這些裝置在社會中變得普遍使用,將這種技術應用於課堂環境開闢了無限的可能性。[113]

以下鬆散地列出了需要不同型別裝置來產生沉浸式環境的 VR 體驗類別

• 機艙模擬器,如駕駛艙或汽車,配備電腦螢幕代替窗戶;

• 投影現實,使用在寬屏上視覺化的移動化身;

• 增強現實,需要沉浸式眼鏡或移動裝置將物體疊加到周圍的真實環境中;

• 遠端呈現,操作不同位置的真實事物,例如無人機或實驗室裝置;

• 桌面 VR,透過傳統電腦螢幕與虛擬世界互動;以及

• 視覺耦合系統,使用位於使用者眼水平的螢幕,並將使用者頭部和/或眼球運動與顯示的影像連線起來。[111]

K-12 環境中的 VR

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身臨其境的感覺使 VR 對學習者具有吸引力,而建立內容(VR 使用者的下一個前沿)也增加了 VR 在課堂上的潛力。[111] 然而,由於 VR 類別的多樣性和每個類別不同的硬體和軟體要求,將 VR 解決方案新增到課堂首先要對計劃的沉浸式應用程式進行深入分析。[112] 此外,由於教師對教育創新的抵制和實施成本等因素,尚未出現將這些技術簡潔地整合到教育過程中的主流願景。[111] 然而,隨著 VR 技術開始湧入消費者市場,使學校和學生更容易獲得經濟實惠的途徑,現在瞭解在教育環境中使用 VR 的影響變得至關重要。[111]

在教育中使用 VR 的五個主要優勢是 (a) 提高學生的積極性和參與度,(b) 允許在學習中採用建構主義方法,(c) 提高經濟實惠性和可及性,(d) 允許比傳統學習材料更多的互動,以及 (e) 透過提供一致的遠端教育課程學習體驗來幫助機構保持競爭力。[111] [113]

雖然樣本量 admittedly 小,但許多早期研究發現,在學習活動中使用 VR 應用程式時,學生的成績與對照組相比有所提高。[114]

VR 的關鍵問題

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關於 VR 在教育領域應用的有限研究表明,目前存在著教學方法種類有限和設計在可用性方面缺乏有效性等問題。 [114] 同樣,VR 材料的現行市場上,高質量內容的供應有限,儘管專業製作的內容數量正在快速增長。 [115] VR 在教育領域應用的成本也是一項關鍵問題。不僅 VR 裝置的採購、安裝和維護可能涉及相當大的支出,而且可用的教育內容也可能需要持續的訂閱費用。 [116]

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Martín-Gutiérrez, J., Mora, C. E., Añorbe-Díaz, B., & González-Marrero, A. (2017). 教育中的虛擬技術趨勢。歐亞數學、科學與技術教育雜誌,13(2), 469-486. doi:10.12973/eurasia.2017.00626a

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Saltan, F., & Arslan, Ö. (2017). 增強現實技術在正規教育中的應用:範圍界定性綜述。歐亞數學、科學與技術教育雜誌,13(2), 503-520. doi:10.12973/eurasia.2017.00628a

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集體智慧

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什麼是集體智慧?

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集體智慧是多人協力共同努力的結果,這些努力相互協同、累積,以尋求挑戰的答案。它是社會生產和知識獲取的結果。學習社群的成員透過網際網路對組織的問題和論點做出貢獻,從而增加價值。 [117] [118] 將集體智慧廣泛定義為“群體以看似智慧的方式集體行動”。(第 2 頁, [119])。

為什麼集體智慧是一種趨勢?

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集體智慧允許人們在“網路空間”進行互動。知識和資訊變化如此迅速,以至於教科書冗長的出版時間表意味著教科書可能包含過時的資訊。學生在文字本身的知識構建中沒有積極作用,這完全違背了當前對主動學習的關注。另一方面,集體智慧允許學生和其他作者使用維基等平臺撰寫課程文字。 [120]

集體智慧與 K-12 教育

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教師透過共同努力培養他們的集體智慧和經驗,建立的單元比他們單獨工作時更加豐富和強大。當教師跨地區和州界線工作以更好地服務學生時,會產生積極的影響。 [121] 集體智慧使人們能夠輕鬆地分享興趣和想法,輕鬆地監控他們的集體進度,以及檢視想法在整個過程中是如何演變的。 [122]。集體智慧社群可能包括教師釋出可以被其他人購買和修改的教學計劃和活動,而在其他線上社群中,教育專業人員會參與指導和討論。 [123]

集體智慧的關鍵問題

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集體智慧最終允許整合智力力量,放大他們的想象力和經驗,同時刺激對複雜問題的實際解決方案的即時協商。然而,“同行生產”模式只有在針對特定任務並與激勵措施相結合以利用最佳貢獻者的工作時才能成功。 [124] 基於網路的教師工具的成功取決於教學經驗、技術舒適程度,以及他們是否接受過有關該工具的專業發展。

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您建議的網站列表。

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Google Classroom

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什麼是 Google Classroom?

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Google Classroom 是一款學習管理系統,它與 Google 套件應用程式(Google Docs、Google Slides 和 Google Sheets)以及其他第三方應用程式和網站整合。 Google Classroom 為教師提供促進數字生產、工作流程和與學生交流的能力。[49]

只需單擊滑鼠,學生就可以透過課堂教師的創造力,使用線上和線下互動材料獲得多種學習策略。[49] 教師可以建立小組進行分層教學,或者教師可以將特定作業分配給幾個學生。此外,教師可以為學生寫即時反饋或對他們的作業進行評分,並在 Google Classroom 的課堂部分提供反饋。[50] 最後,教師可以即時檢視和更改特定學生的作業。學生也有能力共同完成由教師或學生共享的一個或多個專案。

為什麼 Google Classroom 是當前的趨勢?

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Google Classroom 是 Google 教育版應用程式中的一個特色應用程式。它為學生和教育工作者提供了一個協作工作環境。[50] Google Classroom 就像一個學習管理系統。互動和溝通流程讓學習者參與到社會建構主義和連線主義的環境中。

Google Classroom 加劇了教育界對混合式學習課堂的需求。在最近十年中,新的技術創新填補了傳統面對面學習和分散式學習環境之間的差距。許多研究人員自 2000 年混合式學習興起以來,就對混合式學習進行了報道。[51]

在 K-12 環境中實施 Google Classroom

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Google Classroom 將 K-12 課堂轉變為翻轉課堂。“翻轉課堂是一種教學和學習活動的方法,學生透過遠端學習在課外觀看影片課程,並在課堂上進行動手活動。”[125] Google Classroom 中的共享選項允許教師共享 Google 教育版應用程式和任何與給定課程相關的影片。教師還可以共享網站連結到第三方工具,以將技術整合到課堂中。

學生可以與其他學生共享他們的作業進行同行評審。共享功能使學生能夠即時就其內容進行教育交流。

當教師為每個學生分配多種基於計算機的資源來傳達他們的學習內容時,Google Classroom 的分層教學功能就會在一對一計算環境中出現。[126]

學生和教育工作者可以透過作業內的私人評論框進行交流。教師也可以使用 Google Classroom 中的公告功能與全班進行互動。

最後,Google Classroom 允許教師建立無紙化課堂,包括日常作業(工作表、退出票、考試)和專案。

Google Classroom 的關鍵問題

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首次使用 Google 的使用者可能會感到困惑,因為有幾個按鈕帶有隻有 Google 使用者熟悉的圖示。此外,儘管 Google 和 YouTube 之間的整合得到了增強,這極大地有助於影片共享,但對其他傳統工具的支援並未內建,您可能會發現,例如,將簡單的 Word 文件轉換為 Google 文件以與 Google Classroom 配合使用非常令人沮喪。總而言之,只有當您使用的工具與 Google 的服務保持一致時,您才會在 Google Classroom 環境中感到舒適。[52]

學習者無法與同齡人共享他們的工作,除非他們成為文件的“所有者”,即使那樣,他們也需要批准共享選項,如果他們想與他們的 50 多個同學共享文件,這將造成混亂。[52]

學習者在使用 iPad 重新提交文件以進行更改時,難以編輯文件。

iPad 在 Google Classroom 應用程式和 Google 套件應用程式中提供的選項有限。

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https://elearningindustry.com/top-10-google-classroom-best-practices

什麼是教育互動遊戲?

教育互動遊戲是“以使用者為中心、促進挑戰、合作、參與和解決問題策略發展的數字遊戲”(Gros,2007 年,第 23 頁)。教育互動遊戲可以促進合作、討論、辯論以及其他溝通/語言技能和技術素養策略/技能的發展(Seals、Hundley 和 Montgomery,2007 年)。此外,由於遊戲系統很早就被引入到兒童的玩耍活動中,教育互動遊戲可能正在改變學生獲取知識的方式(Gros,2007 年)。

為什麼它們是當前的趨勢?

根據 Reiser 和 Dempsey (2009) 的研究,“變革性的數字學習工具支援跨越一系列關鍵教育領域的發展……設計精良的遊戲有可能在各種內容領域和領域中支援有意義的學習”(第 321 頁)。在典型的課堂環境中,互動式線上教育遊戲旨在增強學習的倡議表明,為了取得更高的學習成果,其重要性和嚴肅性不容忽視 (Reiser & Dempsey, 2009)。根據 Willis (2006) 的說法,“多重刺激意味著更好的記憶”(第 4 頁)。Willis (2006) 還證明,參與學習的感官越多,例如在互動式線上教育遊戲中(視覺、聽覺和觸覺),所建立的路徑就越多,從而增強對新介紹內容的記憶,並將其與先前的知識聯絡起來。Elkind (2007,引自 Reiser & Dempsey,2009) 證實了他的理論,即“有三種教學驅動力是所有人類認知和行為的根源,貫穿一個人的一生:愛、工作和玩耍”(第 323 頁)。此外,Elkind 認為,隨著孩子們年齡的增長,進入小學階段,愛和玩耍就被從學習過程中剔除了,學校只專注於向孩子們施加學術要求,導致缺乏新奇和新的學習體驗,取而代之的是死記硬背的例行公事和重複 (2007,引自 Reiser & Dempsey,2009)。同樣,Willis (2006) 同意“當學生學習到的東西新增到他們已經掌握的東西時,就會發生關係記憶”(第 14 頁),這加強了透過更多互動式線上教育遊戲來增強學生技能並提高當前知識記憶的理由。教育互動遊戲的實施?基於遊戲的學習在過去 30 年中穩步增長。在典型的課堂環境中,可以採用多種方式引入和植入互動式教育遊戲。模擬遊戲通常用於課堂教學,可以增強許多不同的學習領域,特別是高等教育中的商業相關課程。由於課堂上游戲使用量的增加,教育工作者越來越熟悉遊戲的多樣性。可用的遊戲的多樣性可用於各種不同的課程。特定類別包括:動作、冒險、格鬥、角色扮演、模擬、體育和角色扮演,其中包括戰略構建、提高反應能力、解決問題和目標實現等技能 (Gros, 2007)。因此,這種透過數字媒體軟體進行的學習方式可以提高學生參與度,並基於他們已經發展起來的技能,這是由於在非種族環境中游戲活動增加所致。

互動式教育遊戲的關鍵問題

優勢

• 提高參與度

• 分層教學

• 多感官學習任務

• 增強記憶

• 協作

• 語言技能

• 閱讀技能

弱點

• 教師培訓

• 資源不足

• 教育類遊戲與非教育類遊戲

• 維持學習目標

相關研究

Gros, B. (2007)。數字遊戲在教育中的應用:基於遊戲的學習環境設計。課堂研究與技術雜誌,40(1),第 23-38 頁。檢索自:file:///C:/Users/Devon/Downloads/out%20(1).pdf Seals, C., Hundley, J. & Montgomery, L. S. (2007)。遊戲設計與開發:將電腦遊戲作為創造性和挑戰性的作業。高等教育教學與學習國際雜誌,19(1),第 53-63 頁。檢索自:http://search.proquest.com/docview/815955710 Ryu, D. (2013)。玩中學,學中玩:透過遊戲文化學習語言。ReCALL:EUROCALL 雜誌,25(2),第 286-301 頁。檢索自:http://search.proquest.com/docview/1324953039 Willis (2006)。基於研究的策略點燃學習:來自神經學家課堂教師的見解。弗吉尼亞州亞歷山大市:ASCD

推薦研究

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資源

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Willis (2006)。基於研究的策略點燃學習:來自神經學家課堂教師的見解。弗吉尼亞州亞歷山大市:ASCD

成人、繼續教育和高等教育環境中的 3D 列印

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什麼是 3D 列印?

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3D 列印是一種增材製造工藝,它從數字設計中建立物理的、實體的、三維的物體。3D 列印技術和材料各不相同;但是,所有技術都透過逐層新增材料來建立實體物體。[127]

企業經常使用 3D 列印來建立產品原型設計,從而縮短從概念階段到生產的時間。這被稱為快速成型。在嘗試將產品推向市場時,快速成型可以為公司節省大量時間和金錢。[128]。3D 列印和快速成型正在徹底改變製造業,並將需要熟練的勞動力。[129]

為什麼 3D 列印是成人、繼續教育和高等教育的當前趨勢?

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3D 列印正在迅速擴充套件製造方式。3D 列印正在徹底改變製造業以外許多領域的創造。藝術、機器人技術、建築和醫療保健只是從這項技術中受益的一些行業。在職業技術學校、成人繼續教育專案和大學中可以學習實施 3D 列印技術所需的技能。[130]

3D 列印和相關技術使使用者能夠從頭開始設計,或利用三維掃描技術建立數字模型。在科學領域,例如人類學,3D 列印模型可以透過掃描化石發現並建立複製品來進行研究。3D 模型還可以被建立來代表那些尺寸太小、太脆弱或太貴而無法以其自然狀態進行操作的物品。[131]

3D 列印的實施

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基本的 3D 列印環境包括一種生成或運算元字模型的方法以及一臺 3D 印表機。數字模型的建立和操作可以透過計算機或其他計算平臺(例如平板電腦)來執行。三維掃描器也可以用於提供數字影像以輸出到 3D 印表機,但對於其功能而言並非必需。

3D 印表機具有各種尺寸和功能。大多數印表機透過稱為熔融沉積建模 (FDM) 的工藝工作,該工藝擠出加熱材料並逐層沉積這些材料,從而構建最終設計。典型的 3D 印表機設計為使用此過程。典型材料是熱塑性塑膠。[132]

課堂環境中的教學通常包括建立 3D 數字模型、運算元字模型、3D 列印基礎知識以及 3D 列印技術的適當應用。許多製造商以及 3D 列印社群已經制作了基本的課程文件。[133]

3D 列印的關鍵問題

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3D 列印在教育環境中帶來了許多挑戰:在考慮在課堂中使用 3D 印表機時,需要注意以下一些問題

標準:目前還沒有普遍接受的 3D 列印標準。不同製造商之間,可用性差異很大。
成本:3D 列印的成本取決於許多因素:使用的材料型別、成品尺寸、列印機制造商和軟體製造商通常是決定總體成本的關鍵因素。雖然 3D 列印已變得更實惠,但高質量的工具通常價格更高。
技能:3D 列印需要特殊的技能,尤其是設計和操作方面。3D 列印可以自學;但是,有經驗的講師的結構化課程是最佳方法。這些技能可能會給學校帶來高昂的成本。


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K-12 教育中的設計思維

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什麼是設計思維?

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設計思維是設計師用來解決複雜問題併為客戶找到理想解決方案的一種方法。這種思維方式以以人為本的方式教導學生解決問題。教育系統中的領導者可以將此過程用作教學法。設計思維從想象未來的替代方案、新的體驗和新的規範開始。設計思維將幫助教育領導者為學生未來做好準備。“設計思維不是以問題為中心;它以解決方案為中心,並以行動為導向,以創造一個理想的未來。設計思維利用邏輯、想象力、直覺和系統推理來探索可能存在的可能性——並創造出有利於終端使用者(客戶)的預期結果”(布朗在《工作中的創造力》中引用,2017 年)。這種思維方式多年來一直被用於傳統的商業研究領域和社會正義領域。然而,學校開始看到使用設計思維過程的好處(科爾曼,2016 年)。

為什麼設計思維是 K-12 教育中的一個當前趨勢?

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許多成功的企業採用設計思維來改進其產品並有效地增強客戶體驗(Riddle,未註明日期)。教育領導者嘗試設計思維以改進日常運營以及增強教師、學生和家長的課堂內外體驗非常重要。這種思維方式以以人為本的方式教導學生解決問題。教育系統中的領導者可以將此過程用作教學法。設計思維從想象未來的替代方案、新的體驗和新的規範開始。設計思維將幫助教育領導者為學生未來做好準備。

K-12 環境中的設計思維

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設計思維在 K-12 環境中正在蓬勃發展。實施設計思維需要做出一些改變。根據斯坦福 d-School 流程指南,設計思維從四個階段開始(喬治·盧卡斯教育基金會,2016 年):(1)同理心 - 你的學生認為哪些重要? - 哪些主題激發了他們的好奇心? - 他們可能希望如何參與這個特定內容? - 他們可能選擇如何展示他們的學習成果?(2)定義 - 在 K-12 設計思維中,首先定義一個問題。 - 這可以是課程單元、技能集或更廣泛的社群挑戰。(3)構思 - 當問題被闡明後,就開始產生想法。 - 目標可能並不明顯,因此許多想法將變成原型。 - 這是在不擔心失敗的情況下進行實驗的時候(4)製作 - 當學生準備就緒時,他們可以製作最終的課程 - 過程從教師的實踐轉變為培養創新文化

設計思維中的關鍵問題

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每當有新的舉措時,都需要考慮一些問題。設計思維需要來自各個學科的廣泛知識和經驗,而大多數 K-12 學生由於其認知發展和教育背景的階段,並不具備這些知識和經驗(莫里森,2013 年)。它要求人們從非傳統甚至不可能的角度思考問題,從而產生一系列見解——最終產生獨特的解決方案,這對 K-12 學生來說可能很困難(莫里森,2013 年)。設計思維也被描述為“對人們進行近距離、幾乎是人類學的觀察,以深入瞭解可能尚未表達的問題”(科恩和西爾弗曼,2012 年)。有些人可能會說,K-12 學生沒有參與設計思維的教育背景。

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Carroll, M., Goldman, S., Britos, L., Koh, J., Royalty, A., & Hornstein, M. (2010)。目的地、想象力和內心的火焰:中學課堂上的設計思維。藝術與設計教育國際雜誌,29(1),37-53。doi:10.1111/j.1476-8070.2010.01632.x

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喬治·盧卡斯基金會 (2016)。設計思維和 PBL。檢索自 https://onlinelearninginsights.wordpress.com/2013/08/06/why-design-thinking-doesnt-work-in-education/https://www.edutopia.org/blog/design-thinking-and-pbl-beth-holland

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社交媒體與高等教育

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什麼是社交媒體?

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社交媒體與高等教育

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課堂的概念不再侷限於物理空間,甚至不再侷限於同步會議。線上學習環境,如遠端學習和社交媒體,正在改變人們的學習方式,尤其是千禧一代和 Z 世代。這種利用社交媒體和其他技術的轉變正在將傳統的“小組合作”概念數字化,並在某些情況下實現全球化。社交媒體將學習模式從被動地線上獲取資訊轉變為學生自主創造學習。本文將從營銷和招生工具的角度,以及學習和協作工具的角度,重點關注高等教育中使用 SNS 和 ESNS(教育社交網路網站)的趨勢。

趨勢描述

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社交媒體在教育中的作用是教育技術領導者需要理解的重要趨勢。根據皮尤研究中心 (2010) 的資料,千禧一代有望成為歷史上受教育程度最高的群體,並被譽為第一代“持續連線”的群體 (Sessa, 2014)。這意味著千禧一代始終與移動裝置保持連線,高等教育機構 (IHE) 需要評估他們實施社交媒體的方式及其有效性。完成本任務的計劃是研究 IHE 使用的常見社交媒體網站,它們的使用方式以及是否存在關於其有效性的研究。此外,將探討在 IHE 中使用社交媒體的優缺點。

社交媒體與高等教育:招生與營銷

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如今,100% 的學院和大學都使用某種形式的社交媒體 (Sessa, 2014)。社交媒體的一種用途是作為營銷和招生工具。根據馬薩諸塞大學達特茅斯分校營銷研究中心在 2010-2011 年進行的一項研究,IHE 最常用的社交媒體網站是 Facebook、YouTube、Twitter、LinkedIn 以及部落格和播客網站 (Sessa, 2014)。研究表明,從招生官的角度來看,社交媒體在三個關鍵方面發揮作用:獲取有關學生的資訊、招募學生以及監測其機構的“嗡嗡聲” (Sessa, 2014)。使用社交媒體網站的優勢在於學生和其他個人可以快速找到有關學校或課程的資訊,但研究表明,缺點在於社交媒體網站通常只允許單向溝通,沒有提供讓利益相關者就內容進行有意義的對話的途徑 (Sessa, 2014)。

最佳實踐:社交媒體與招生

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已經確定了 IHE 實施社交媒體的最佳實踐,例如利用影片傳遞資訊,將學校主主頁上的社交網路網站相互連結,從各種角度徵求意見,允許訪問者與頁面互動,跟蹤網站訪問者,以及定期更新網站的新內容 (Sessa, 2014)。

SNS 和 ESNS 的實施

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它們是什麼?

Educational Social Networking Sites (ESNSs) are customizable social networking sites specifically designed to support learning and collaboration while traditional social networking sites (SNSs) are sites that support communication but not necessarily collaboration. These sites all are possible due to advances in Web 2.0 technology.

一些例子是什麼?常見的 ESNS 例子包括 Elgg、Edmodo、MyBigCampus、Challenge yourself to blog、The Global Read Aloud、TedEd、Google+、Vimeo、Word Press、Blogger、Skype、Pinterest、YouTube 和 Teacher Tube,這些都是用於教育目的的熱門社交媒體網站。常見的 SNS 例子包括 Word press、Skype、Pinterest、YouTube、LinkedIn、Facebook 和 Twitter。

它們如何使用?ESNS 和 SNS 提供不同的功能,因此它們的使用方式自然有所不同。此外,每個 ESNS 都提供獨特的功能,這使得教育者選擇 ESNS 至關重要。一些 ESNS,如 Edmodo、MyBigCampus 和 Google+,為教師和學生提供了連線和協作的平臺。這些平臺的成本很低或免費,可以取代更昂貴的課程管理系統,如 Blackboard Lean 或 Desire to Learn,這些系統需要支付高昂的價格。其他 ESNS,如 TedEd、Vimeo、YouTube 和 TeacherTube,提供了觀看和討論影片的平臺,或者建立、上傳和共享影片的平臺。另一些 ESNS,如 Pinterest,提供了一個書籤服務,教師和學生可以建立和共享資源,或者儲存和整理資源列表。要完成本任務,還需要更多關於該主題的資訊。

優點和缺點是什麼?

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SNS 的使用和為最佳學習或 ESNS(Alkhathlan & Al-Daraiseh, 2017)開發 SNS 將取決於課程的預期學習成果或學生目標。例如,Twitter、Instagram、Facebook 和 YouTube 等 SNS 對幫助學生做出上大學的正確選擇產生了積極影響。這些特定的 SNS 被幾乎所有 IHE 廣泛使用,透過徹底的調查以及與現有或前學生的交流,潛在學生可以獲得以前無法獲得的獨家內部資訊。根據明尼蘇達大學 (2009) 的研究,學生受益於提高的創造力和協作能力,以及改進的溝通技巧。對於一些學生來說,透過傳統論文展示他們學到的知識可能很困難,但他們在部落格寫作方面可能會取得成功。另一個好處是,使用 SNS 可以提高學習動力,從而增加學生的使用率,這將對他們透過額外練習培養技術素養產生積極影響。SNS 提供了人們與內容互動和聯絡的方式,可能性是無限的。

在課堂上使用社交媒體網站的其他積極方面是,青少年大量使用社交媒體,這可以促進學生與學生、學生與教師以及學生與內容的互動,因為這種工具是他們已經重視和使用的工具 (Drake, 2014)。一些研究表明,在特定課程上花費在社交媒體上的時間與 GPA 之間存在正相關關係,瀏覽共享的連結和閱讀更新會帶來更大的學術收益 (Alkhathlan & Al-Daraiseh, 2017)。

在進行社交網路和線上學習之前,教職工和學生必須瞭解《家庭教育權利和隱私法》(FERPA),因為個人生活和職業生活之間的界限可能會變得模糊。學生和教育者必須瞭解,網際網路上沒有什麼是私密的。安德森 (2013) 已經確定了使用社交網路的最佳實踐:在分享包含學生可識別資訊的圖片之前,獲得學生的同意;不要在社交媒體網站上釋出有關學生成績或表現的資訊;不要在社交媒體網站上發起一對一的個人溝通;不要要求學生提供有關其個人資訊、時間表或學習情況的任何資訊。雖然 FERPA 並不禁止教師在課堂上使用社交媒體,但應實施常識性指南,以保護學生的隱私。另一個缺點或問題是 SNS 很可能分散學生的注意力。因此,鼓勵討論時間管理,以及如何保持安全和成為良好的數字公民 (明尼蘇達大學, 2009)。

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跟上技術發展並非易事,需要人們不斷投入到終身學習中。本文的參考文獻列表是開始調查有關 IHE 實施 ESNS 和 SNS 的最新相關研究的絕佳起點。推薦的資源是調查熱門 SNS,如 Twitter、Facebook、YouTube、Teacher Tube、LinkedIn 和 Google+。關於該趨勢的 YouTube 影片還有很多,可以透過以下引用訪問

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數字公民身份

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什麼是數字公民身份?

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數字公民身份是教育技術領域的一個發展趨勢,它要求教育工作者教導個人如何適當地使用技術,解釋和理解數字內容,評估數字來源的可信度,研究和傳播數字內容,以及評估數字來源的可信度 (Isman & Gungoren, 2014)。數字公民身份還側重於批判性地思考技術的使用倫理,以便在線上環境中做出安全、負責任和尊重的選擇 (Isman & Gungoren, 2014)。在課堂上教授和學習數字公民身份的九個主題應運而生,這些主題側重於將技術融入課堂時出現的各種問題 (Ribble, 2017)。這九個主題包括數字訪問、數字商務、數字通訊、數字素養、數字禮儀、數字法、數字權利和責任、數字健康和福祉,以及數字安全 (Ribble, 2017)。教育工作者需要將這九個主題融入他們的課程,以幫助學生適當地和負責任地使用技術 (Ribble, 2017)。

為什麼數字公民身份是當今教育的趨勢?

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教育領導者需要提供支援和資源來幫助教育工作者將數字公民身份融入他們的課堂。將數字公民身份技能融入課堂使教師能夠教育學生如何在數字時代成功地生活 (Gazi, 2016)。技術推動著社會日益全球化,為了在社會中取得成功,學生需要了解如何適當地使用技術,在線上環境中進行交流和合作,並在線上環境中保持安全 (Gazi, 2016)。許多學校處理因技術使用不當而導致的問題,這些問題源於學生不知道如何適當地使用技術 (Ohler, 2011)。許多學校處理網路欺凌和色情簡訊的問題;然而,學校沒有解決導致這些問題的問題,即學生缺乏數字公民身份技能 (Ohler, 2011)。將數字公民身份技能納入學校課程可以幫助防止學生參與負面的技術行為 (Ohler, 2011)。教育領導者需要優先將數字公民身份融入他們的教育機構,以便學生了解其行為的後果 (Ohler, 2011)。學生往往意識不到他們在網上的行為會如何影響他們的安全或可能違法,而關於這些問題的教育可以使學生意識到其行為的後果 (Ohler, 2011)。將數字公民身份融入教育機構將培養學生為現代社會做好準備 (Common Sense Media, 2017)。教育領導者需要確保學生離開學校後能夠在他們生活的世界上適當地使用技術 (Common Sense Media, 201&)。技術正在迅速改變社會,教育領導者需要改變學校以反映社會的需求 (Isman & Gungoren, 2014)。學生需要進入社會,能夠理解與技術相關的社會、文化和社會問題,能夠踐行合法和道德的行為,能夠安全負責任地使用技術,並能夠在使用技術時表現出積極的態度和協作能力 (Isman & Gungoren, 2014)。實現這些目標的一種方法是教育領導者將數字公民身份技能融入教育機構。

數字公民身份的實施

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  • 教育工作者需要與學生討論數字足跡和數字聲譽形成的概念 (Common Sense Media, 2017)。學生在網上所做的一切都會建立他們的數字足跡,個人可以追蹤他們線上執行的操作 (Common Sense Media, 2017)。教育工作者希望營造一種分享的文化,讓學生分析和反思他們在網上的行為 (Common Sense Media, 2017)。在網上釋出任何內容之前,學生需要反思其他人對該帖子的看法,以及他們的行為將如何影響其他人 (Common Sense Media, 2017)。
  • 學生需要線上創造積極的自我形象和身份 (Common Sense Media, 2017)。應鼓勵學生在網上和線下保持一致,並培養高尚品格的個人形象 (Common Sense Media, 2017)。教育工作者應討論線上和線下展示自我的異同,並避免參與可能傷害自己或他人的行為 (Common Sense Media, 2017)。
  • 教育工作者需要在課堂上解決網路欺凌問題,為學生提供避免網路欺凌的必要技能,以及防止或制止他人受到網路欺凌的步驟 (Common Sense Media, 2017)。學生需要了解網路欺凌可能對個人造成負面影響,並造成痛苦 (Siegle, 2010)。教育工作者和學生應瞭解,如果個人表現出沉迷於網路的使用,他們可能是網路欺凌者或網路欺凌的受害者,可能需要進行干預 (Siegle, 2010)。教育工作者還應納入專門針對網路欺凌的課程、集會和討論,以提高對網路欺凌的認識,並幫助學生了解如果他們是網路欺凌的受害者或目擊者該怎麼做 (Siegle, 2010)。
  • 溝通課程應側重於識別與受眾和個人相關的適當溝通型別 (Common Sense Media, 2017)。應將網路禮儀納入溝通課程,學生應練習反思他人在網路溝通時的動機、感受和意圖 (Common Sense Media, 2017)。應教導學生謹慎用詞,以積極的方式進行溝通 (Common Sense Media, 2017)。
  • 教育領導者應將網路安全課程納入課程,以解決色情簡訊和網路掠食者的危害 (Common Sense Media, 2017)。應讓學生了解有關網路掠食者的一個誤解,即大多數網路掠食者是老年人 (Common Sense Media, 2017)。實際上,青少年或年輕人佔大多數網路掠食者,因此必須對線上形成的關係進行教育 (Common Sense Media, 2017)。應透過使用現實生活中的、適合年齡的場景來教育小學生,而中學生和高中生應透過討論而不是基於恐懼的資訊來接受教育 (Common Sense Media, 2017)。

數字公民身份的關鍵問題

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在開發數字公民身份計劃時,需要解決九個主要問題,以全面教育學生如何在全球化的世界中成為成功的數字公民。

  • 數字訪問 - 並非所有個人在家中都能獲得技術,需要採取措施為所有個人提供技術 (Ribble, 2017)。經濟社會地位較低、有特殊需要的學生以及居住在偏遠地區的 student 可能存在數字鴻溝,因為他們獲得技術的途徑有限 (Godfrey, 2016)。教育領導者需要確保所有學生在課堂上都能獲得技術,這樣他們才能在一個依賴這些工具的社會中取得成功 (Ribble, 2017)。
  • 數字商務 - 現在許多產品可以在網上銷售,學生需要意識到在網上買賣產品相關的風險,例如非法銷售、身份盜竊和欺詐(Ribble,2017)。學生應該接受教育,以便在數字時代成為有效的消費者,瞭解線上購買和銷售所需的保護措施,以及可能出現的對他們信用的負面影響(Godfrey,2016)。課程應提供有關安全網際網路交易和購買合法產品的相關資訊(Ribble,2017)。
  • 數字溝通 - 大量溝通發生在數字環境中,學生需要學習如何在這些環境中適當地互動(Ribble,2017)。許多學生在網上表現得不同,因為缺乏面對面的互動;因此,有些人會騷擾他人或在使用通訊技術時為自己建立替代身份(Common Sense Media,2017)。教育領導者應該敦促教育工作者建立合適的課程,以便學生能夠學習適當的方式與他人線上交流和合作(Ribble,2017)。
  • 數字素養 - 教育工作者、教育領導者和學生需要接受關於有效使用技術的教育。技術不斷變化,教授技術素養技能將為個人提供有效和恰當地使用技術的必要技能(Ribble,2017)。
  • 數字禮儀 - 很多時候學生沒有考慮到他們在網上的行為會帶來後果,而且在數字環境中存在某種程度的匿名性,使得線上行為不端變得容易得多(Common Sense Media,2017)。如果沒有適當的數字禮儀,學生可能不知道如何在數字環境中有效地溝通或協作(Common Sense Media,2017)。教育領導者應該為其教育機構提供線上行為準則,以培養使用技術的禮儀(Ribble,2017)。
  • 數字法 - 存在許多透過非法方式使用技術的途徑,例如盜竊、破壞他人作品、身份盜竊或駭客攻擊(Ribble,2017)。學生需要意識到他們在網上可以對其行為負責,並瞭解如何在網上合法互動。
  • 數字權利和責任 - 學生需要意識到,所有個人在網上都擁有基本權利,他們不能侵犯這些權利(Ribble,2017)。在享有言論自由和隱私等權利的同時,學生也承擔了維護他人這些權利和恰當地使用技術的責任(Ribble,2017)。教育領導者需要與學生討論他們在網上的權利和責任,幫助他們做出適當的決定(Ribble,2017)。學生應該瞭解他們在校內外使用技術的責任,如何引用來源,以及如何請求使用他人作品的許可(Godfrey,2016)。
  • 數字健康和福祉 - 過度使用技術會損害眼睛並給身體的關節造成壓力(Ribble,2017)。教育工作者應該教導學生人體工學實踐,這樣過度使用技術帶來的負面影響就不會損害身體(Ribble,2017)。教育工作者還應該討論技術成癮以及克服這些成癮的方法(Godfrey,2016)。
  • 數字安全- 線上環境可能充斥著不可信任的人;這些型別的數字公民會偷竊他人、騷擾他人,或者試圖誘使他人陷入危險境地(Ribble,2017)。將數字公民融入學校的課程,可以讓教育工作者教導學生如何在網上保護自己,並幫助其他人保護自己(Ribble,2017)。教育工作者需要確保學生知道如何保護他們在網上的隱私(Godfrey,2016)。
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媒體素養:http://www.medialit.org/

網路犯罪:https://www.justice.gov/criminal-ccips

數字公民技能:http://www.p21.org/news-events/p21blog/2172-digital-literacy-a-the-importance-of-the-4-cs-in-a-global-context

網路成癮:http://netaddiction.com/

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數字公民:http://www.digitalcitizenship.net/ Ribble, M. (2017). Digital Citizenship. Retrieved from http://www.digitalcitizenship.net/

開放教育資源 (OER)

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什麼是 OER?

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威廉和弗洛拉·休利特基金會 (2016) 將開放教育資源 (OER) 描述為“高質量的教學、學習和研究材料,可供世界各地的人們免費使用和重新利用”(第 1 段)。Reiser 和 Dempsey (2017) 進一步解釋說,“OER 可以包括各種各樣的教育材料,從完整的課程到單個學習物件,例如影片或影像”(第 180 頁)。Wiley(在 Reiser 和 Dempsey,2016 中引用)透過解釋為了使產品被視為 OER,外部方需要能夠合法地保留、重複使用、修改、重新組合和重新分發內容,進一步闡述了這一點。(第 319 頁)

為什麼 OER 是當前的趨勢?

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OER 可根據教師的目的進行定製。在當今的 K-12 教育環境中,教師與來自不同背景的學生群體合作,這些學生群體有著不同的興趣、優勢和需求,因此 OER 的可訪問性和多功能性使其變得尤為重要。大衛·懷利博士是 OER 的積極倡導者和直言不諱的支持者,也是“Lumen Learning 的首席學術官,該組織致力於透過學校、社群和州立學院以及大學採用開放教育資源來提高學生成功率,重振教學法並提高教育的負擔能力。”(Wiley,n.d.,第 1 段) 在一篇部落格文章中,Wiley (2013) 進一步闡述道:“OER 是,

  • 免費訪問
  • 免費重複使用
  • 免費修改
  • 免費重新組合
  • 免費重新分發”(第 2 段)。

由於 OER 不需要付費且具有適應性,因此它們對當今的教育領域有多種意義,包括獲得高質量操縱材料、成本效益以及加強教師參與和協作。

以下內容是威廉和弗洛拉·休利特基金會 (2015) 對出版問題進行的討論:……利益相關者發現,主要出版模式存在一些問題。在美國,教科書價格正在迅速上漲,而質量卻在下降,特別是在 K-12 市場,教材與最新教育標準的銜接情況不佳。在發展中國家,經常缺乏高質量的材料,許多學生由於成本障礙和版權問題無法獲得現有的材料,這些問題阻礙了翻譯。在所有國家,教師都感到受到僵化的課程的束縛,這些課程沒有針對學生的需要和當地環境進行調整。OER 可能會解決這些問題。(第 iiij 頁)

全國各地的學區都面臨著預算限制,這使得 OER 成為無成本、最新、高質量的教學和學習材料的重要選擇。美國教育部引用開放教育顧問安德魯·馬西內克的話:“轉向開放許可的教育材料使學區能夠將通常用於靜態教科書的資金重新用於其他緊迫需求,例如投資數字學習的轉型”(美國教育部,2016,第 6 段)。

此外,“隨著英語語言藝術和數學的共同核心州立標準的實施,學區將尋找符合新標準的教學材料。開放教育資源 (OER) 可能有助於滿足這種需求”(Access Washington,2017,第 2 段)。克雷默 (2015) 解釋了使 OER 在 K-12 和高等教育中變得重要的另一個因素。他指出,OER 增強了教師的專業知識:“開放許可的材料賦予了教師權力:透過使他們能夠以加深他們自己以及學生參與度的方式定製課程,釋放了他們的創造力”(第 3 段)。

最後,“這些工具促進了教育工作者和學習者之間的自我組織,為協作學習提供了一種自下而上的選擇,以補充現有的集中組織和設計的學習網路”(Martinez,2010,第 75 頁)。

OER 在 K-12 環境中的實施

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“教師正在自發組織,透過開放教育資源共享課程”(Martinez,2017,第 74 頁)。這種協作和獲取資源正在演變為豐富的可搜尋 K-12 內容庫,通常是組織和可搜尋的。Tonks、Weston、Wiley 和 Barbour(2013)描述了猶他州的一所高中,它完全依賴於 OER。作者引用該校的章程檔案解釋說:“這種方法允許前所未有的個性化教學水平,以及高度響應的課程”(Tonks、Weston、Wiley & Barbour,2013,第 258 頁)。2001 年開發的知識中心只是 2001 年開發的 K-12 教育開放資源倉庫的一個例子。該組織的理念是,“透過技術整合賦能”(Kembhavi,n.d.,第 4 段)。

毫無疑問,技術是一股強大的力量,它在教育領域引發了巨大的變革。然而,僅僅擁有技術是不夠的。更重要的是確定合適的工具和資源來滿足每個學校的特定需求,並能夠以充分和適合每個孩子不同學習需求的方式利用它。相應地,擁有可持續的技術是必不可少的,確保在每個教室中使用的技術進步得到有效利用、正確實施和大力支援。有了這些,我們相信學習將不會是徒勞的,而是有意義的。(Kembhavi,n.d.,第 6 段)

面向 K-12 學生的開放教育資源領域正在不斷發展(Martinez,2010,第 74 頁),可以在本維基部分名為相關研究和補充資源的部分找到更多資源。

OER 的關鍵問題

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Waters(援引 Welz,2017)解釋說:“由於 OER 是數字化的,教師和學生如果沒有電腦、平板電腦或智慧移動裝置就無法訪問它們”(第 66 頁)。資金不足的系統仍然缺乏訪問這些強大資源的機會;因此,數字鴻溝可能會擴大。如果 K-12 學校要為所有學生負責任有效地利用這些資源,全球教育領導者和利益相關者需要進行資金、支援、結構和規劃。

存在大量可以透過 Web 2.0 訪問的內容,其中很大一部分內容屬於 OER 的定義。然而,如果該運動要繼續擴大,準備並願意擁抱 OER 的優質教育工作者必不可少。Hashey 和 Stahl(2014)解釋說,線上學習資源的增長和接受並沒有消除教師的必要性,他們解釋說:“教師仍然是兒童教育的關鍵因素”(第 71 頁)。為了有效和高效地使用 OER,稱職、有思想的教育工作者必須檢索、過濾和儲存材料。“由於開放式學習環境極大地賦予了當地教師和工作人員權力,因此在這些環境中進行質量保證需要當地教師和工作人員的更多積極參與”(Tonks 等人,2013,第 262 頁)。由於教育工作者、學校和學區依賴版權教育材料的方式,Reiser 和 Dempsey(2016)解釋說,教育工作者需要更廣泛地思考 OER 如何以增強教學和學習的方式取代或包含在當前課程中。“當您剝離版權的限制時,就像開放教育資源所做的那樣,什麼新的教育實踐、教學設計、評估策略和教學法成為可能”(Reiser & Dempsey,2016,第 321 頁)。

擁有數字訪問許可權的學區需要檢查和調整阻止教育工作者訪問某些 OER 的防火牆。這種轉變可能需要學校採用數字公民課程或教訓,以便學生避免可能令人反感的內容。

此外,目前 OER 空間缺乏評估,Wiley 指出:“現在,OER 雪球正沿著山坡滾滾而下,並且每天都在增長,至少該領域中的一些人需要將注意力轉向開放式評估資源 (OAR) 的建立”(Wiley,2011,第 6 段)。如果 K-12 教育社群致力於使用 OER 來教育當前一代學生,他們將需要有效的方法來評估學習。

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安寧伯格學習者:http://www.learner.org/

實現核心-ELA/讀寫能力課程和評估:http://achievethecore.org/category/411/ela-literacy-lessons

實現核心:數學課程和評估:http://achievethecore.org/category/854/mathematics-lessons

庫裡奇:http://www.curriki.org/

教育拓荒者-開放教育資源:http://www.curriki.org/

聯邦教育卓越資源:https://www2.ed.gov/free/index.html

古魯:http://www.gooru.org/welcome/

可汗學院:https://www.khanacademy.org/

OER 公共資源:https://www.oercommons.org/

維基教育者:http://wikieducator.org/Main_Page

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基於大腦的裝置

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什麼是基於大腦的技術裝置?

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基於大腦的技術裝置是現實的大腦模型,它們控制著執行行為任務的機器人裝置(神經科學研究所,n.d.)。這些基於大腦的裝置 (BBD) 包含模擬的大腦,這些大腦接收來自環境的訊號並執行動作(Krichmar 和 Edelman,2003,第 940 頁)。BBD 被視為神經控制的機器人,與根據程式方向和人工智慧執行動作的機器人不同,BBD 從環境中獲取資訊,無需事先指令,這使它們能夠適應環境(Edelman,2007,第 1103 頁;Fleischer 和 Edelman,2009,第 33 頁;Krichmar 和 Edelman,2003,第 940 頁)。根據 Krishmar 和 Edelman(2003)的說法,BBD 在四個原則下運作,這些原則使它們能夠隨著環境的變化而變化(第 940 頁)。首先,該裝置必須參與行為任務(Krichmar 和 Edelman,2003,第 940 頁)。其次,裝置的行為必須由模擬的神經系統調節,該神經系統與大腦相當(Krichmar 和 Edelman,2003,第 940 頁)。第三,裝置的動作可以透過與 BBD 神經系統中的環境提示直接相關的獎勵或價值系統來改變(Krichmar 和 Edelman,2003,第 940 頁)。最後,BBD 必須位於現實世界中(Krichmar 和 Edelman,2003,第 940 頁)。來自神經科學研究所的兩個早期 BBD 例子是 Darwin VII 和 Darwin X。Darwin VII 能夠透過它的“大腦”看到、聽到、嚐到和移動,以便探索和追蹤環境,儘管它沒有長期記憶(Edelman,2007,第 1103 頁)。Darwin X 被設計為具有長期記憶,這使它能夠使用線索找到隱藏的平臺,類似於迷宮中的老鼠找到休息的地方(Edelman,2007,第 1104 頁)。神經科學研究所建立了 10 個版本的 Darwin,時間跨度超過 20 年。BBD 現在已融入具有工程原理的機器人(Edelman,2007,第 1105 頁)。

為什麼基於大腦的技術裝置是當前的趨勢?

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BBDs 在教育中成為當前趨勢,因為它們可以透過編碼和各種型別的機器人創作與 STEM 活動聯絡起來。STEM 代表科學、技術、工程和數學 (Groome and Rodriguez, 2014, p. 1; Karp and Maloney, 2013, p. 39)。學生參與的數學技能包括數感、測量以及空間和形狀 (Francis and Poscente, 2017, p. 312)。STEM 人才佔美國持續經濟增長的 50% 以上,因此必須成為 K-12 教育體系的一部分 (Groome and Rodriguez, 2014, p. 1)。培養 STEM 興趣和學術能力的一種方法是在早期引入這些概念 (Groome and Rodriguez, 2014, p. 2)。教育機器人是一個不斷發展的領域,可用於透過動手、有趣的活動來培養學生的認知和社交技能,這些活動可以激發學生的興趣和好奇心 (Alimisis, 2013, p. 63; Datteri, Zecca, Laudisa. 和 Castiglioni, 2013, p. 29)。這些機器人活動引入了並鼓勵基本的生活技能和 21 世紀的學習和工作技能,例如研究技能、創造性思維、解決問題、協作、溝通和團隊合作 (Alimisis, 2013, p. 64, p. 69)。學生參與現實世界活動 (Mikropoulos and Bellou, 2013, p. 7)。

在 K-12 環境中實施基於大腦技術的裝置

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有許多編碼和機器人網站可以探索,以展示它們如何在 K-12 環境中使用。以下是部分學校在教室中實施其使用的一些示例。

  • 科頓溪小學,格林伍德村,科羅拉多州

https://sites.google.com/a/cherrycreekschools.org/cottonwood-elementary-technology-department/ozobot-lesson-1-what-is-ozobot

  • 由 FIRST(科學與技術啟發和認可)組織的機器人競賽

http://www.lfpress.com/2017/04/01/more-than-1000-high-school-students-compete-in-london-robotics-competition

  • 澤西海岸地區學區,澤西海岸,賓夕法尼亞州,機器人競賽

http://www.jsasd.k12.pa.us/site/default.aspx?PageType=3&ModuleInstanceID=1875&ViewID=7B97F7ED-8E5E-4120-848F-A8B4987D588F&RenderLoc=0&FlexDataID=1743&PageID=1163 http://www.sungazette.com/news/education/2017/03/jersey-shore-robotics-team-advances-to-world-competition/

  • 澤西海岸地區學區,澤西海岸,賓夕法尼亞州,將圖書館、識字和技術(編碼)融入三年級和四年級

http://www.jsasd.k12.pa.us/Page/7373

  • 可在學校使用的機器人資源

http://www.exploringrobots.com/index.php/grade-levels/elementary-schools-grades-k-5/curriculum-for-ozobot.html

基於大腦技術的裝置的關鍵問題

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優點

  • 學生學習編碼。
  • 批判性思維、解決問題、創造力、溝通、協作和其他 21 世紀學習技能都可以在這種技術中使用。
  • STEM 和 STEAM 活動積極地吸引學生。

缺點

  • 價格和獲取材料的能力(可能獲得學校學區預算之外的補助金和資金)。
  • 在當今一些學區看到的考試準備課程中,時間可能難以實施。
  • 通常是一項為期較短時間的特殊活動或課後活動,這可能會限制能夠參與的學生人數。
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參考資料

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成長型思維理論

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什麼是成長型思維理論,以及技術如何增強它?

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成長型思維理論是一種意識形態,它認為學生可以透過自身的努力和決心來提高智力 (Kosterlitz, 2015)。它認為大腦是可塑的,具有擴充套件和成長的能力 (Blackwell, Trzesniewski, & Dweck, 2007)。“成長型思維”這個詞最初由 Carol Dweck (2010) 提出,當時她反駁了智力是自然發生並且對不同個體影響不同的觀點。此外,學者認為成長型思維與固定型思維相反,固定型思維發生在個人不相信自己能夠學習某件事時 (Kosterlitz, 2015)。Kazakoff 和 Mitchell (2016) 認為,成長型思維最適合與數字技術配對,例如討論板。當試圖在課堂上實施成長型思維時,討論板是適用的,因為它們被證明可以挑戰學生,同時創造個性化環境 (Kazakoff & Mitchell, 2016)。

為什麼以技術為重點的成長型思維理論是當前趨勢?

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根據 Gray、Thomas 和 Lewis (2010) 的研究,97% 的學校能夠在校外訪問遠端入口網站。因此,大多數學生能夠訪問討論論壇的可能性很高。當學生獨自學習時,他們比在課堂上坐在同伴面前更願意以極端的方式挑戰自己 (Kazakoff & Mitchell, 2016)。 這也考慮了學生之間不同水平的差異 (Kazakoff & Mitchell, 2016)。當學生掌握了討論中的特定元素時,他們可以更深入地研究該主題,繼續學習,而不會擔心被束縛 (Kazakoff & Mitchell, 2016)。此外,使用討論論壇等技術是當前促進成長型思維的趨勢,因為它可以讓學生監控自己的學習進度,並親眼觀察自己的進步,最終導致智力和自尊心的提高 (Kazakoff & Mitchell, 2016)。

以技術為重點的成長型思維理論的實施

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雖然線上討論通常由學生控制,但在嘗試在課堂上實施成長型思維時,教師應該有一定的影響力。Blackwell、Trzesniewski 和 Dweck (2007) 進行了研究,學生控制問題解決和批判性思維,但教師會在學習過程中提供幫助。有時,學生在解決問題時會卡住,然後放棄,認為他們無法獨自評估情況 (Blackwell, Trzesniewski, & Dweck, 2007)。如果出現這種情況,Blackwell、Trzesniewski 和 Dweck (2007) 建議教師讓學生解釋他們的思維模式。在獲得學生的答案後,教師應該鼓勵他們使用不同的思維方式,以便更好地理解問題 (Blackwell, Trzesniewski, & Dweck, 2007)。結果顯示學生的整體成績有所提高 (Blackwell, Trzesniewski, & Dweck, 2007)。

以技術為重點的成長型思維理論的關鍵問題

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研究表明,在課堂上使用討論式技術並實施成長型思維可以取得成功 (Kazakoff & Mitchell, 2016)。它具有很多好處,包括增強自尊心,提高智力,以及增加人們願意冒險和運用批判性思維技能的意願 (Kazakoff & Mitchell, 2016)。然而,並非所有針對成長型思維理論的批評都是積極的,尤其是在與技術相結合的情況下。據 Sparks (2013) 的研究,學業成績更出色的學生往往容易落後,因為教師更關注學習困難學生的進步。此外,並不是所有美國教室都能成功實施討論論壇式技術 (Gibbs, Dosen, & Guerrero, 2008)。根據 Gibbs、Dosen 和 Guerrero (2008) 的研究,美國目前存在著數字鴻溝,這是由於社會經濟地位不同造成的,因此一些學生在家中難以訪問網際網路。

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I. 線上教育趨勢 線上教育自 1990 年代以來一直是一個不斷發展的教育平臺,格拉索恩、博希和懷特黑德 (2016) 將其稱為“技術構建時代”。線上教育有很多不同的名稱。例如,虛擬教育、電子學習、遠端教育和網路學校。在 21 世紀,在傳統課堂中實施技術至關重要(格拉索恩等人,2016)。傳統課堂中存在許多問題,讓家長擔憂,這促進了線上學校運動的增長。選擇線上教育的一些原因是避免欺凌、校園槍擊事件、物理距離、靈活性以及殘疾問題(Ilgaz & Gulbahar, 2017; Glatthorn et al. 2016)。根據賓夕法尼亞州教育部 (PDE) 的資料,賓夕法尼亞州有 15 所獨立的網路特許學校,並且許多學區為居住在其學區內的學生建立了線上選擇(PDE,2017)。有許多線上平臺可供領導者和參與者在各自的個人位置上進行即時協作。本節將以 Blackboard Collaborate 作為示例。 II. 理論依據 遠端學習的增長說明了為什麼教育領導者必須開始更多地關注線上學習。專案的資金和培訓是領導者需要考慮的重要因素。如上所述,虛擬公共特許學校的增長使用稅收資金運營,就像傳統的實體公共學校一樣。因此,教育領導者必須確保為每位學生提供最佳的教育選擇。最終,無論學校環境如何,學生的成長和為每位學生做出最好的選擇都是重中之重。教師和領導者需要學習技術平臺以及線上學習的方方面面,以便幫助學生充分發揮他們的潛力。技術領域的領導者有許多理由找到一個符合他們教學學生需求的使用者友好的線上課堂。大多數線上平臺適合各個年齡段,並支援協作和獨立工作。領導者學習和應用基本功能並不困難。通常,領導者被稱為主持人,可以有效地教授任何科目的內容。主持人可以輕鬆地主持討論。 III. 實施 Blackboard Collaborate 示例 需要一個虛擬課堂,讓學生和老師可以見面並討論課程內容,以滿足線上教育的需求。如上所述,越來越多的學校正在使用虛擬平臺開設從小學到高等教育的課程。有許多虛擬平臺可以與同學和老師見面並進行協作。Blackboard Collaborate 是一個線上課堂,老師可以在其中展示課程內容並與學生互動。學生可以舉手、在白板上移動和繪製材料、使用投票工具回答問題、在聊天框中打字、使用麥克風講話以及使用網路攝像頭。老師可以新增和刪除任何工具、與參與者共享文件和內容、建立私人或小組分屏室、設定計時器、釋出或共享投票結果以及錄製課程。教育領導者還可以即時共享網站、建立主題簡報進行教學,並進行自我反思或為錯過課程的觀看者錄製內容。Blackboard 允許主持人透過多種方式評估學習。領導者可以評估私人或小組分屏室的掌握情況。主持人也可以使用私人或公共投票工具。主持人可以透過聆聽麥克風上的答案、檢視在公開或私人的聊天框中輸入的答案以及觀察學生在白板上即時工作來評估學習。還有一種測驗功能,可以用於讓參與者完成,以顯示對內容的掌握。參與者有不同的方式來分享他們的想法和參與課堂討論。這對領導者和參與者有很多好處。透過直接在白板上書寫、在聊天框中打字或使用麥克風講話,可以分享學習成果並展現對內容的掌握。這種多樣性還允許遇到技術困難的參與者仍然參與課堂教學和討論。Blackboard Collaborate 為參與和學習提供了許多機會。 IV. 問題

        There are certain aspects to distance learning that are drawbacks compared to being face to face with students. Firstly, the younger students can't learn everything on line. There are certain things like holding a pencil and writing on paper that are beneficial for students. Although there are technology tools that make it as authentic as possible like the bamboo pen, there is still something missing compared to actually holding the pencil and writing. Another example is how to hold a book and turn the pages. If you haven't taught kindergarten or pre-K you may have never thought about how important that is. Teaching a child the right way to hold a book and turn the pages is important. You can show a child how to do that online but you can't actually do that virtually. The older students have more they can do online and less drawbacks. 
        Online education often comes with additional independence. It is important for the learner to acknowledge this.  Time management is another important skill needed for online schooling. While this skill is a wonderful asset to many distance learners, if it is not possessed, online learning may not be a success.  It is important for online learners to have self-discipline and a drive to succeed.

V. 相關研究

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