本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
技術已經抽象化了教育領域,就像它抽象化了我們生活的方方面面一樣。鉛筆和紙張已經讓位於更加模糊的雲計算,孩子們更多地使用Prezi而不是海報板進行展示,作業可以線上提交而不是手交。
像任何技術“進步”或創新一樣,在教育和生活中,有些人全心全意地擁抱了這種向虛擬化的轉變,有些人允許它滲透到他們的生活中,還有一些人儘可能長時間地抵制它。然而,人類是否有可能渴望一定程度的觸覺學習呢?
我們從這種不可阻擋的向技術發展的趨勢中看到的是,一場重新紮根學生學習並讓手、身體和思想都參與進來的反向運動。當教育實踐的鐘擺已經擺向虛擬化的一側時,也正在努力將鐘擺拉向另一個方向。
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虛擬與物理的結合
進入創客運動:學生們正在製作東西,設計東西——真正的東西。創客運動是一種設計方法,它藉助技術將物品的生產從企業製造轉移到更小、更個人的規模。這場運動——與 STEM(科學、技術、工程和數學)STEAM(科學、技術、工程、藝術/建築和數學)運動相結合——在一定程度上得益於聯邦政府的大力推動,以促進全國學校和課堂的科學教育。
人們一直在大力推動在學校中更加強調和整合 STE(A)M 學科。根據美國商務部的一份報告,預計未來幾年 STEM 相關工作將增加 17%,而對 STEM 領域的推動也使創客運動流行起來。人們一直都在製作、設計和美化,但由於技術的使用,學生現在能夠製作的東西可以超越預期。在為 ACSD(前身為課程開發與監督協會)撰寫的文章中,Sarah McKibben 轉述了創客運動的倡導者 Gary Stager 的話
“[製作東西] 因能夠使用計算機制作實際物體,而不僅僅是模型而重新煥發活力;能夠為日常物體新增智慧和互動性;以及透過計算機程式設計提高對技術複雜性的掌控能力。”
正是技術與物理的結合在創客運動中發揮作用。在物理和虛擬世界中都起源的事物的創造可以是非凡的。製作實物並使用虛擬世界進行增強,並將其作為創造的載體,是我們自身物理現實的反映。儘管我們生活的大部分發生在數字世界中,但作為人類,我們在生理上與塵世、我們的衝動以及我們周圍的事物緊密相連。
作為獨立學校的教育工作者,我們尋求實施前沿教學法的方法。去年,我們的學生使用了專案式學習——一種側重於透過擴充套件探究和開放式學生驅動專案進行發現的教學方法——來學習內戰技術。他們深入探索了 STEAM 和創客領域。我們的許多學生選擇製作一些實物來展示他們的理解,而不是進行虛擬演示。這些是學生可以實際聯絡、觸控和擺弄以展示理解的東西。一個團隊在 3D 印表機上設計了 U.S.S. Monitor 的模型。另一個團隊建立了一輛火車和鐵路,以展示南方和北方鐵軌之間的差異。另一個團隊建立了一個可工作的電報。今年學生們選擇建造和創造的東西比過去更多。學生們想製作一些東西。
用虛擬增強物理
幾年前,學生設計使用 QR 碼 的專案被認為是“前沿”的。技術嫻熟的教師指導學生建立 QR 碼,以便提供更多關於物理物件的網路資訊變得很常見。例如,人們可能會在展出的藝術專案旁邊找到一個 QR 碼。當用智慧手機掃描時,該程式碼將觸發一個連結,連結到學生解釋其作品的 YouTube 影片或包含有關所用藝術方法的更多資訊的網站。
由於像 Aurasma 這樣的新應用程式,學生現在可以使用物理物件作為觸發器,而不是抽象的黑白 QR 碼。
像 3D 印表機一樣,一些應用程式(如 Aurasma)充當物理世界和虛擬世界之間的聯絡,將技術運動紮根於“事物”的物理現實中。Aurasma 是一款適用於智慧手機或平板電腦的增強現實應用程式,它本質上執行與 QR 碼相同的功能,但使用物理且有形的觸發器。例如,雖然使用 QR 碼的專案可能有一個條形碼連結到關於紀念碑的更多資訊,但使用 Aurasma 的學生可以將模型本身作為超連結,以獲取更多資訊。這是一個重大且重要的區別,因為物理是增強的催化劑。
將學習的物理元素帶回課堂:以一種新的方式
許多教育工作者正在尋求讓他們的學生以新的方式與課堂的物理世界建立聯絡。如果學生們不再起身到老師的辦公桌上交作業,那麼他們還可以透過哪些其他方式與課堂環境互動?如果他們不能像過去那樣與房間互動,我們如何才能使實際的教室房間再次成為他們體驗的一部分?智慧牆漆、黑板漆以及其他允許學生在大範圍內書寫、互動和創造他們學習成果的物理表現形式的方法在課堂上變得越來越普遍。這些牆壁允許學生們超越虛擬,起身、一起書寫、一起繪畫和一起展示他們的想法和想象。
這些運動反映了我們人類在學習時與環境進行物理連線的渴望。它們提醒我們,並非所有事物都可以被抽象化,並且當孩子們可以與他們的環境進行物理互動時,他們將能夠更好地建立聯絡。回到 皮亞傑,兒童心理學家已經注意到兒童在抽象方面存在困難,並且他們對世界的理解與具體事物有關。雖然技術可以使教育中如此多的東西變得可用和可訪問,但我們學生的大腦和身體仍然需要連線和體驗才能理解。透過教育中虛擬與物理的結合,鐘擺現在又回到了平衡狀態:儘管紙和筆正在消失,但與學習的物理聯絡並沒有消失。