科研活动

“未来世界,未来学习”第二届未来教育论坛主题演讲报告

2018-07-20    点击:

2018年5月12日,由清华大学未来教育与评价研究院与清华大学教育研究院共同举办的第二届未来教育论坛在主楼接待厅举行。论坛以“未来世界,未来学习”为主题,下设“学习科学”与“中文学习与测试”分论坛,携手教育学、认知心理学、脑科学、人工智能、国际语言测量学、国内语言学、测评学等领域的十余位交叉学科专家和行业精英,对未来教育发展方向和范式变革,创新型人才培养和识别,中文国际教育、中文能力等级考试等话题进行深入探讨。

在“未来世界,未来学习”主论坛中,共有六位专家奉献了精彩的演讲。

清华大学教育研究院院长谢维和教授首先做了关于《学习活动的时间变量》的主题报告。他强调了时间在学习活动中的重要性以及时间对学习活动的约束性。时间的功能,正是通过时间的连续性把零散的知识碎片进行必要的整合,知识的意义正是在过去、现在、未来时间连续性中,通过对各种数据和信息的整合形成的,因此,在时间中的学习才有意义。谢维和教授最后提出了时散心不散的命题,如何把时间融汇到由新的信息技术和数据技术所支撑的学习形态和学习技术中,如何在发挥慕课等技术的随时随地随人的特点的同时还建立起时间的连续性,都是值得我们继续思考的问题。

华东师范大学心理与认知科学学院院长周永迪教授做了题为《未来世界、未来学习》的主题报告。他认为学习是教育中的一个中心话题,没有学习也就不存在教育。研究学习可以从分子、细胞、系统包括人工智能(AI)等很多角度出发,因此未来世界到未来学习需要各方面成员一起参与。具体而言,教育与大脑息息相关,教育与学习的神经科学基础是什么?这在儿童早期教育、中小学教育和大学教育中都是一个重要问题。一方面,人之所以能学习,就在于脑的可塑性。在教学活动中,孩子能够学习的重要基础就是大脑高级皮层的可塑性。另一方面学习也需要顺应大脑皮层的发育规律。人类大脑的发展,特别是区别于动物的发展,就在于高级皮层的存在。从这个角度出发,作为教育工作者,值得思考的问题还有很多。同一个班级里的孩子,由于各自大脑发育水平不一样,可能因此也会影响他们的表现,我们能指责那些可能是发育还不是特别好的孩子吗?对高级思维的训练,牵扯到很多高级的脑部分,这些训练究竟有没有效果?即使有效果,这些效果能不能维持下去?训练其语言能不能对数学学习有帮助?这些都是需要心理学家、脑科学家、教育学家应该共同思考的问题。

新加坡南洋理工大学国立教育学院院长Tan Oon Seng教授以《未来学习:科技、认知及动机性情绪》为题进行了主题演讲。他讲到,近年来计算能力的提升带来的技术突破引起了对传统学习方式的变革,数据的爆炸式增长加快了知识更新的速度,人工智能的发展不仅给交通、健康、金融等领域带来了剧烈变化,教育领域也同样如此。我们要深刻重视技术对未来教育与未来学习的作用。从认知方面说,认知具有一定的社会属性,情绪是联系社会环境与认知的重要桥梁;学习是一种人际过程,因此人际互动中包括人与环境的互动中的情绪对学习非常重要。另一个在人际交往中非常重要的情绪是接纳别人和帮助别人意识到自己被接纳,也就是共情。人际互动式的学习在现今世界之所以重要,是因为很多工作并不是靠一个人的知识就能完成的。因此要想真正理解这个世界,需要人工智能、心理学、社会学、教育学等各个学科通力合作。此外,Tan Oon Seng教授还讨论了认知的网络化特性。其中有两个种类需要注意:一是习惯网络模式系统(habits network patterning system);二是生成性的网络(generative network)。这些不同的模式有助于对学习本质的理解。

香港中文大学荣休讲座教授陈烜之的报告题目为《人类认知:中文研究的启示》。他首先提出,和其他动物一样,人类认知要面对的主要问题是生存,为了求生存,人类需要利用有限的认知系统对环境中充斥的大量信息进行及时、合宜的加工。人类认知因此发展出了不同的对应策略:例如情景依赖(借助环境背景脉络和感知觉跨通道信息做加工)以及组块化(利用经验和知识把信息进行有意义的组合)。在语文活动里包含非常复杂的加工机制,所以被研究人类智慧本质和相关运作的认知心理学家当作重要的研究题目。陈教授认为语文认知有三个东西值得我们特别考虑:第一,语文加工是一个符号操作系统,能够训练我们抽象思考;第二,语言文字是现实中最有力量的沟通和交流系统,使我们的交流和思考更精确,对知识的产生有积极的促进作用;第三,文字的贡献特别重要。在不同的语言文字中,中文使用的时间最长,使用的人最多,作为理解和沟通的工具,它已经被磨合得很好,所以用它来研究语文认知非常有意义。他并举实例说明相关研究如何对了解人类认知做出贡献。

主论坛最后一位演讲者是清华大学未来教育与评价研究院秘书长、清华大学教育研究院副教授张羽。她以《具身认知视角下的教育测评探索》为题,指出现在的测评系统很难提供及时有效的评价和反馈。因此,从认知与学习规律的视角出发测量学生的学习状态,并且提供即时反馈,相信能对学习和认知机制有更好的了解,也能给一线的教学提供有力支持。她讲到,具身认知理论认为认知和学习过程是由脑、身体、环境共同交互完成的。该理论启发我们探索建立在具身认知视角下全方位的教育测评系统:第一通过测量身体的物理属性刻画生理体验;第二建立生理体验和认知的相关性;第三用这种方式测量出来的学习认知过程,来关联和预测学生学习的结果。目前可行的测量方法是给学生和老师戴上可穿戴的设备,采集他们的生理信号,加上摄像机捕捉表情等行为数据,以及传统的自我报告,形成更加综合的评价系统。但这样做仍然面临许多艰巨的挑战,第一是无法说清内部的机制,需要对大脑和人类认知进行更深入的了解;第二需要更多严谨的控制实验。但是,也要强调生态效度,做跟环境密切相关的学习与认知研究,这是未来的发展方向。

下午的分论坛上,有五位专家从各自不同的研究领域出发,围绕“学习科学”的主题进行了演讲。

首先,北京大学教育学院副院长、副教授尚俊杰以《学习科学与未来教育》为题,分四个方面做了报告:1、未来教育是什么?他提出未来的学校建设应包含三层境界:基础设施建设、教育方式变革、教育流程再造。只有前两个维度的变革不能成为真正的未来学校,未来学校需要根据未来的需求,重新打造整个教育系统。2、学习科学为什么很重要?在回答这一问题的同时他强调我们对学习的过程缺乏深层的了解。3、如何促进有效的学习?对此,他给出了学习科学研究内容的建议:学习机制研究、学习环境设计研究、学习分析技术研究。4、学习科学视角下的未来教育。他讲到要依靠人工智能等技术增强学习,推动教育深层次的改革。要实现学习智能化,让所有人都可以学会所有东西,枯燥的工作由机器人完成,每个人可根据自己的兴趣做想做的事情。最后,他讲到游戏化学习研究的目标是让学生的学习更科学、更快乐、更高效。

北亚利桑那大学心理学系教授Michelle D. Miller以《提升教与学:人类认知研究原理》为主题进行了演讲。首先,她介绍了自己从事的认知心理学研究方向,以及其著作《思维在线》中的几个观点。随后,Miller教授讲述了三个与教师息息相关的思维领域。分别是注意、记忆、思考。她认为,注意是一种优先机制,没有注意就难以记忆信息,当学生有较大的认知负荷的时候注意力将被分散,影响学生学习效果。她还提出记忆具有高度选择性,倾向于保存对当前目标非常重要的信息。情绪和感觉的丰富程度也与记忆密切相关。她认为记忆有间隔效应,应当在一段长时间内进行分阶段间隔学习,更能提高记忆效果。在“思考”层面,她认为通过解决复杂问题和不断练习的形式,可以提升学生的思考能力和知识迁移能力。Miller教授还谈到了如何把教育技术和认知心理学理论相联系。学生可以通过自动化测试题库进行随时测验,同时学生的学习成果可以通过技术分享到世界各地,获得更多互动体验。技术还可以实现快速反馈的功能,帮助学生不断的练习和自我修正。最后,Miller教授讲述了可以利用认知与案例进行学习的教育技术包含以下特征:1、高质量的多媒体技术;2、具备间隔效应以及可以实现检索练习的技术;3、可以吸引学生应用个人所学知识的技术;4、能够为学生提供学习过程中应该发展的各种思维技能的技术。

华中科技大学教科院赵炬明教授做了《“以学生为中心”(SC)的本科教学改革研究》的主题报告。他从“是什么、为什么、怎么做”三个问题介绍了SC本科教学改革。1)是什么?SC具体:以学生发展为中心、以学生学习为中心、以学习效果为中心。即新三中心。目的是训练学生心智,发展学生大脑。2)为什么?因为新三中心符合20世纪以来,尤其是近30年来脑科学、发展科学、认知科学和学习科学对学习与发展的研究。教学的本质是帮助学生在自己头脑中建立起相应的认知模型,这个过程只能由学生自己完成。3)怎么做?实施SC改革需要做好两方面的工作。一是在课堂教学中,改变老三中心教学模式。在3650框架指引下,通过课程设计,帮助学生有效学习;二是建立与SC教学模式匹配的教学支持系统,包括建立信息化教学系统、重新设计学生学习空间、建立适合SC改革的教学管理系统和教师管理模式、加强教学资源投入、倡导质量文化意识、真正把“实施一流本科教学”作为学校工作的基本目标等。在所有支持系统改革工作中,领导是关键!只有学校领导真正重视本科教学质量、把SC改革作为学校的中心工作,SC改革才能真正落地。

北卡莱罗纳大学教堂分校教育学院戎雪兰教授做了《转型时期的新教学方法论》主题发言。她以自己首创的混合式方法课程为例,讲述了在美国,混合式研究方法产生的原因和背景。她介绍到,在美国,定量研究方法在很长一段时间内都居于主导地位。后因美国社会环境的变化,导致需要以一种新的研究方法来认识世界,在这个基础上,质性研究方法才得到了较为全面的发展。质性研究方法建立之后,混合式研究方法也就随之产生。到目前为止,美国的研究方法体系包括:定量研究方法、定性研究方法和混合式研究方法。戎教授还讲到,我们面对的世界时刻在发生变化,因此研究主题、研究对象、研究者本身以及研究受益者也都在变化。

华东师范大学教育学部周加仙研究员围绕《教育神经科学和教育研究的未来》主题,首先谈到了科技进步与教育的发展存在着不同步性,认为在当今时代的教育中仍然过于注重主观思辨的方法而忽视实证研究方法。接下来,她介绍了教育神经学这门新型交叉学科的起源、发展、概念、目标及创立的原因。教育神经学把神经科学、心理学、教育学整合起来,研究人类教育现象及其一般规律,运用严格、系统、客观的程序来获得教育证据。教育神经科学将为未来的教育提供达到金标准的证据。周教授随后用案例详细阐释了阅读教育对大脑产生的影响,表明各种文字的识别都在大脑左侧的视觉词形区进行加工,千百万小时的阅读经验塑造了这个区域。她认为教育在人脑的塑造中发挥了重要的作用,教育的本质是将千百年来在大脑的进化过程形成的网络转化应用于新近的文化产品的加工。周教授还根据神经科学的证据讲述了拼读教学和整体语言教学的优劣。最后,她指出,在脑科学时代,教师是人脑的雕刻师,在学生发展中将发挥更加重要的作用。

在另一场“中文学习与测试”主题分论坛上,也有五位专家分别针对国内外语言学与测量学发表了主题演讲。

美国伊利诺伊大学香槟分校教育心理系张金明教授率先分享了《如何提高计算机自适应测验中的测验安全》的主题报告,讲述如何提高自适应考试的安全性,使之能够应用于实际考试。他首先以ETS考试安全委员会的工作为例介绍了考试保密工作的具体做法;其次介绍了自适应考试,认为相对于传统考试,自适应考试形式不但应用了现代测量理论,且有助于利用高科技为考试提供各种类型的考题,从而提高测量的精度和信度;最后他探讨了自适应考试中存在的作弊问题,并介绍了为解决该问题而研发的分别基于经典反应理论和项目反映理论的两种方法。

北京语言大学退休教授张凯做了题为《汉语能力与测评的历史与未来展望》的演讲。他从“汉语水平考试(HSK)”谈起,主要讨论了三个问题:1、Bachman关于语言交际能力模型的六个检验都没有做对,模型不成立;2、乔姆斯基的语言能力假说;3、事件相关电位作为一种新的技术能够比以往测量手段更有效地测出语言能力。

英国理启蒙大学张新生教授分三部分做了《欧洲汉语能力标准》主题演讲。张教授首先从缘起、研发过程、特点和影响等方面简单介绍了《欧洲共同语言参考框架》;其次,从必要性、目的、研发团队、研究方法和进程等方面详述了《欧洲汉语能力标准》;最后,从词汇量和学习时长等方面对比分析了《欧洲汉语能力标准》和其他语言标准。

清华大学中文系刘颖教授以《词汇功能语法》为题目,首先介绍了其来源,指出其与转换生成语法之间的密切关系;其次,从语法功能的词汇编码、词汇规则和词项输入三个方面详述了词汇功能语法理论的模式;最后,结合实例具体说明了词汇功能语法的特点:以短语结构语法来构造句法树,以特征结构作为表达语法信息的主要手段,以合一作为运算的基本方式,以词汇中的信息作为语法信息的主要来源。

最后,清华大学未来教育与评价研究院副院长、清华大学教育研究院李曼丽教授汇报了《清华中文测试( THUCT )的研究与开发》的相关情况。她对国内外的语言能力标准与语言水平测试进行了简要概述,并简述了国内外语言水平测试研究的共同经验;最后,详细介绍了清华中文测试(THUCT)的研发计划、研制意义、技术路线、预期成果等,指出清华中文测试结合教育学、汉语言、信息科学、人工智能、脑与认知科学等领域的研究,具有明显的跨学科合作特色。

本次论坛上,十六位来自教育学、认知心理学、脑科学、人工智能、国际语言测量学、国内语言学、测评学等不同领域的专家通过精彩纷呈的演讲,为现场及观看直播的观众们带来了一场丰富的学术盛宴,让大家充分领略到交叉学科的魅力。未来教育论坛这一平台,今后仍将继续为推动全球未来教育跨界研究与实践创新而努力,以期为人类教育发展贡献思想。