K12 教育中的技术整合/课堂技术挑战

简介

如今，许多类型的教学技术涌入我们的课堂，承诺提高学生的兴趣、更好的网络连接和更有效的学习。然而，这种变化也带来了许多担忧和挑战。本章将回顾技术的历史，介绍课堂上使用的各种技术类型，并讨论实施这些资源的一些挑战。sabrine

历史

技术在我们的课堂上已经存在很长时间了。即使它看起来不像技术，我们早在 1700 年代就开始使用了。最早的记录表明，公立学校采用了教师模型，教师是单一教室中教学和评估的主要管理者。对我们来说，今天，这可能看起来不像技术，但在当时，这是他们用来改善学习环境的全部手段。公立学校使用这种教学风格已经很长时间了。直到 1946 年，第一台基于真空管的计算机才被开发出来。一旦计算机真正被引入世界，许多大学就参与了计算机开发工作。这些大学看到了计算机使用的可能性，所以他们希望尽快让计算机投入使用并运行。在这段时间里，技术也用于战争努力。

几年后，学校里仍然几乎没有使用任何技术。当时使用的少量技术是电视。计算机尚未完全开发，因此他们使用电视作为主要技术。然而，在这些年里，婴儿潮一代开始统治。婴儿潮的开始导致班级规模扩大。这带来了问题，例如没有足够的教师来满足学生的需要。正如我们所知，即使在今天，班级规模过大也不好。当你的班级里有太多学生时，教学总是很困难。从好的方面来说，第一代 Univac 计算机被交付给了美国人口普查局。然后在 1954 年，通用电气成为第一个订购计算机的企业。这对技术界来说是一个巨大的飞跃，因为通用电气是一家非常大的公司，他们冒着风险购买了第一台计算机。其他人看到了这一点，并认为既然通用电气可以买，为什么他们不能买呢？一年后，IBM 的第一台商用计算机销售出去。在这段时间里，冷战导致技术被用于飞机设计和武器控制。

后来在 1958 年，随着冷战的继续，国防教育法案为学校带来了更多资金和新技术，但主要是在职业教育方面。这对学校来说确实有利，因为他们一直需要资金，尤其是用于技术。在这段时间里，大型机主机计算机在学校中没有得到广泛认可，学校仍然使用单一教室教师方法向学生传递信息。学校还没有找到足够的证据来证明技术在学校系统中有效。

1963 年，职业教育法案通过，为支持学校使用技术提供了更多资金。然而，当时使用的大型机和小型机使用批处理方法，这与大多数学校使用的单一教师策略并不相容。尽管学校获得了支持使用技术的资金，但他们害怕使用技术，并且不喜欢大型机融入课程的方式。大约在这个时候，BASIC，一种简单的高级编程语言被开发出来，主要用于大学培训程序员。IBM 360 系列计算机也在这时被开发出来。大多数计算机仍然使用主机方法，打孔卡是主要的输入设备。技术正在缓慢而稳步地上升。

后来，初等和中等教育法案为课堂上使用技术提供了资金；但学校仍然需要看到教学风格的改进。大型机和小型机被放置在一些学校，但大多数用于管理或学校咨询。1971 年，英特尔的第一个微处理器被开发出来。第一台微型计算机，也就是我们所说的个人电脑，也被开发出来。大型机和小型机在商业中得到广泛使用，一些软件公司开始开发基于大型机和小型机的教学程序，这些程序可以在以后的学校程序中使用。

几年后，在 1975 年，许多 Apple 1 个人电脑被捐赠给学校。这在一些学校造成了问题，因为他们已经适应了大型机和小型机，拒绝考虑个人电脑。几年后，估计全球有 1500 万台个人电脑投入使用。学校意识到个人电脑的使用频率更高，它们可以在学校项目中使用更多。基于个人电脑的电子表格也被开发出来，但大型机和小型机仍然得到广泛使用。

后来在 1981 年，IBM 成为第一家开发个人电脑的大型机制造商。三年后，只有 31 个州使用了 13,000 台个人电脑进行职业指导，但课堂上的计算机仍然相对较少。苹果麦金塔电脑在这时被开发出来。商业软件制造商推出了基于计算机的教程和学习游戏。这对学校来说是有益的，因为他们正在创建可以在课堂上使用的程序。1985 年，25% 的高中使用个人电脑进行大学和职业指导。K-8 学校主要购买苹果 II 和麦金塔电脑。苹果正在成为一个大热门，它应该如此，因为它们正在增强与基于教师的教学方法一起使用的能力。

然后在 1900 年代，多媒体个人电脑被开发出来。学校正在使用激光视盘；面向对象的媒体创作工具得到广泛使用。模拟、教育数据库和其他类型的 CAI 程序正在 CD-ROM 光盘上发布，许多程序带有动画和声音。这些 CD-ROM 的使用在学校中帮助了很多，并且在训练学生如何保存数据方面非常有用。后来，互联网和万维网开始流行起来，因为企业、学校和个人创建了网页。大多数 CAI 都是通过 CD-ROM 光盘发布的，并且其受欢迎程度正在迅速增长。随着企业开始使用网页提供服务和广告，互联网被广泛讨论。针对信息和教学发布的互联网开发了新的图形和多媒体工具。许多学校正在重新布线以接入互联网，一些学校安装了 Web 服务器，并为教师提供了一种创建教学网页的方式。最终，技术在学校中取得了巨大成功，帮助学生更多地参与技术使用。

从 1997 年至今，互联网的增长速度远远超过大多数人的预测。它已成为世界上最大的信息、图形和流媒体视频数据库，使其成为教育工作者的宝贵资源。然而，以营销为导向的网页、隐藏在可下载程序和图形中的计算机病毒以及垃圾邮件威胁着它的效用。谷歌和雅虎等搜索引擎不断开发新方法，在不断增长的网页数量中查找信息。提供个人放置个人信息的网站变得非常流行，以及基于互联网的出版物和讨论论坛。语音识别缓慢地进入计算主流，但由于不可接受的错误率，其开发速度减缓。一些计算机包含电视输入，但不像许多人预测的那样普遍。随着图形和视频的加入，教育软件对学生来说变得更加有用和有趣。更大的计算机存储容量以及个人电脑中 CD-ROM 和 DVD 驱动器的普及使得教育工作者更容易存储用于教育应用的大型图形、视频和声音文件。因此，可以看出，课堂技术随着时间的推移发生了变化，如今它在学校中取得了巨大成功。教师和学生可以与所有这些信息产生共鸣。对于每个人来说，它都是一个很棒的工具。

技术史概览

1870 年 - 魔术灯、幻灯机、灯笼，投影在玻璃板上印刷的图像

1890 年 - 黑板

1900 年 - 铅笔大规模生产

1905 年 - 立体镜、3D 观景眼镜

1925 年 - 收音机，“空中学校”

1930 年 - 投影仪

1940 年 - mimeograph，复印机

1950 年 - 语言实验室耳机，帮助学生学习语言，位于带有耳机和录音磁带的隔间内

1958 年 - 教育电视，多达 50 个频道，包括教育节目

1965 年 - 胶片幻灯机，胶片投影机

1972 年 - Scantron，消除了批改多项选择题考试的麻烦

1980 年 - Plato 计算机，平均每 92 名学生拥有一台计算机

1985 年 - 手持图形计算器

1999 年 - 互动式白板，带投影仪的触摸屏

2010 年 - iPad

技术类型

由于当今的孩子沉迷于科技，无论是 iPod、Wii 还是社交网站，老师需要利用科技来保持学生的参与度和刺激感。老师可以利用许多不同的工具。

投影机

投影机是老师可以使用的重要且有益的工具。这些机器可以连接到老师的笔记本电脑，并将屏幕上的图像投射到白板上。这使得学生更容易跟随 PowerPoint、Word 文档甚至老师可能浏览的教育网站。

SMART 板

SMART 板是教育科技领域的最新进展。它们可以将老师笔记本电脑上的图像投射到白板上，老师或学生可以数字地在图像上绘画。SMART 板包含数百种应用程序，并提供图表和表格，这些图表和表格在数学和科学课程中尤其有用。

软件

老师可以使用软件程序来提高学生的学习效果。有许多程序，例如 Advanced Reader (AR)，可以测试孩子对书籍的理解程度。还有一些程序可以测试学生对数学问题的掌握程度，甚至让他们在互动式实验室中完成虚拟解剖。

iPad

iPad 是 Mac 笔记本电脑和 iPhone 的结合体。iPad 和课堂上其他手持设备的主要区别在于它拥有自己的软件开发工具包。iPad 比 iPhone 拥有更多内存和存储空间，尽管它运行在 iPhone 的核心操作系统上。由于这些特点，iPad 可以用于课堂上的许多不同方式。

电子教科书

许多学区已经尝试过在线教科书、亚马逊 Kindle 和其他电子阅读设备。但是，iPad 比这些其他设备包含更多可能性。例如，学生将能够使用动态内容，其中动画、视频和其他多媒体直接嵌入其中。与其试图将 PDF 教科书输入便携式设备，老师可以构建学生随身携带的互动式、动态应用程序。

新的移动计算实验室

与笔记本电脑相比，iPad 拥有许多优势。例如，它不太可能感染病毒。此外，学生物超所值。iPad 售价 500 美元，但他们可以获得一台 10 英寸触摸屏设备，配有 16 GB 内存和 802.11n 无线网络（目前速度最快）。还提供外部底座/键盘组合。

移动数据收集

学生和老师可以使用 iPad 的更大界面收集和展示重要、实时数据。例如，老师可以在进行课堂观察时，将 iPad 从一个房间带到另一个房间，然后利用这些数据的实时可视化来做出关键决策。学生可以使用 iPad 在实地考察或科学实验室中收集信息。

新的内容创作方式

iPad 不仅仅是关于内容消费。还有方法可以在内容创作中使用 iPad。例如，Brushes 是一款最初为 iPhone 设计，现在已更新为 iPad 的绘画程序，艺术家可以使用它来创作惊人的数字作品。其中一张图像甚至被用作 2009 年 6 月 1 日《纽约客》的封面。iPad 还提供了一个名为 iWork 的程序，可以使用该程序利用该设备的多点触控界面创建 Keynote 幻灯片。

学生答题器

学生答题器非常类似于电视遥控器，工作方式也相同。它们可以使用红外或射频技术传输和记录学生对问题的回答。学生回答由课堂前方的一个小型、便携式接收站收集和记录。每个答题器都可以注册到特定学生，以便老师知道谁回答正确，谁回答错误。答题器允许所有学生积极参与，并提供即时反馈。老师了解到学生是否对正在呈现的材料感到困惑。

电子作品集

电子作品集究竟是什么？阿拉斯加大学安克雷奇分校教育学院助理教授兼教育技术协调员海伦·巴雷特是这样定义的：“作品集是一个有目的的、展示学生在某一个或多个领域中的努力、进步和成就的学生作品的集合。该集合必须包括学生参与选择内容、选择标准、衡量优点的标准以及学生自我反思的证据。”

作品集有多种类型。最常见的三种形式是： • 工作作品集，包含学生目前正在进行或最近完成的项目 • 展示作品集，展示学生最优秀作品的样本。 • 评估作品集，展示证明学生已达到特定学习目标和要求的作品

电子作品集的一个优势是，学生可以通过创建相关的超链接来突出显示内容的不同部分。例如，学生可以将一篇作品链接到一个说明该作品已达到的特定标准的陈述。电子作品集的另一个好处是学生可以轻松地复制和传输它。纸质作品集通常代表作品集内容的唯一副本。

调频系统

调频系统使用无线发射器在给定区域内广播信号。根据发射器的功率，广播区域可以达到礼堂的大小。老师佩戴发射器，学生佩戴接收器。接收器非常小，甚至可以集成到学生的助听器中。信号从接收器馈入耳机或学生的助听器。通常，老师会在他们的领口佩戴一个小麦克风，距离嘴巴约 5-7 英寸。当老师对着麦克风说话时，学生可以在广播区域的任何地方清楚地听到老师的声音，即使老师背对着课堂。

调频系统的一个优势是它的便携性。发射器很小，因此可以在任何房间使用。孩子拥有自己的接收设备；并且不需要永久安装。该系统提供的另一个好处是，它不仅可以放大老师的声音，还可以放大电影配乐或其他音频来源。这使其非常适合教育用途。

挑战

在下文中，我们将讨论将技术融入课堂时所面临的一些挑战。玛格丽特·赖斯文章中的一段摘录列出了其中一些挑战，我们将在后面详细讨论。

"当试图整合技术时，老师通常会遇到一些障碍，例如缺乏或不足的培训和人员发展，在使用技术方面缺乏知识，如何将技术整合到课程中，老师的教学理念，设备的获取，学习技术的时机以及行政支持（Faison, 1996; Langone, Wissick, Langone, & Ross, 1998; Siegel, 1995; 美国国会科技评估办公室，1995）。"

资金

目前，人们普遍认为课堂上的科技将彻底改变并改善学生的学习和人际交往。虽然这可能是真的，但将这种变化付诸实践却存在着实际的挑战。许多学校没有资金提供科技资源，即使有资金，也往往需要以其他部门遭受损失为代价。虽然教学科技的资金在增加，但学校的艺术、体育和音乐课程正在被削减。

购买和安装教学科技需要一笔初始成本，但我们还必须考虑这些物品的持续维护、更新和维修成本。

除了上述成本外，还需要为教师培训提供资金，以便这些资源能够有效地应用于课堂。

据托马斯·布鲁什说，“平均而言，学区将不超过 15% 的科技预算用于教师培训”。

不幸的是，这种缺乏用于教师培训的资金会导致其他问题。

培训

虽然科技可以成为课堂上极好的教学工具，但只有在教师接受过如何实施这些科技的适当培训后才能有效。不幸的是，这种情况很少发生，导致科技的使用率很低，并浪费了其作为优秀教学资源的潜力。

在一篇名为“在实地教师培训项目中整合科技：PT3@ASU 项目”的文章中，托马斯·布鲁什探讨了这个问题

“尽管学校里有可用的科技，但大量的教师报告说很少或根本不使用计算机进行教学”（第 1 页）。报告还指出，教师仍在努力将科技融入课程，并将很大一部分原因归咎于缺乏培训，从而无法让他们有效地利用科技进行教学……最近的研究继续表明，教师认为他们没有得到足够的支持来有效地将科技应用于课堂。（Schrum, 1999; Studler & Wetzel, 1999; Topp, Mortensen, & Grandgenett, 1995）。”

如果教师没有接受过关于他们应该在其教学中使用的科技的适当培训，那么它的有效性和目的就会丧失。

托马斯·布鲁什的文章继续说道

“这种缺乏支持导致教师将科技用于低级辅助任务，例如练习活动、文字处理、教育游戏和基于计算机的教程（Strudler & Wetzel, 1999; Willis, Thompson, & Sadera, 1999）。正如 Abdal-Haqq（1995）所说，“很少有教师经常使用基于计算机的科技来进行教学”（第 1 页）。”

教师的科技培训必须从他们在职前教育专业时期开始。玛格丽特·赖斯在她的文章“用科技改变学习：来自实地的经验”中评论了这个问题

“据 Faison（1996）说，许多在职教师和职前教师报告说，教师准备项目提供的计算机科技课程类型存在不足。“他们报告说，他们在教师教育项目中没有系统地接触或整合科技”（Faison, 1996, p. 57）。许多高等教育机构提供了一门科技课程，帮助职前教师获得技术能力（Hargrave & Hsu, 2000; Hess, 1990），但许多这些课程将科技作为孤立的学科来教授，没有提供如何将科技用于特定学科或如何将其整合到课程中的培训（美国国会，科技评估办公室，1995; Novak & Berger, 1991）。Jerald 和 Orlofsky（1999）指出，只有 20% 的教师报告说他们认为自己有能力将科技融入课程。”

作为这种有限的职前教师培训的例子，我们将考察威斯康星州奥什科什大学。教育专业学生在进入该领域之前只需要学习两门科技课程。这些课程涵盖了 Microsoft Word、PowerPoint、Google 网站、iMovie、播客、维基百科和博客等科技。虽然这些都是优秀且宝贵的资源，但这真的足以让教师为将科技融入课堂做好准备吗？这当然是一个很好的开始，但必须采取更多措施才能创造一个更加自然有效的过渡，将大学课程中的科技与课堂应用联系起来。

访问

教学科技是一种很棒的资源，如果你能够访问的话。学校网站和在线学习工具可以成为优秀的学习和交流资源，但并非所有学生或家长都能访问。许多家庭仍然无法在家中使用互联网，因为缺乏科技知识。其他人可能没有能力支付每月的互联网费用。如果教师依赖于课堂之外的在线交流或学习，他们就有可能排斥一些学生，并使他们处于不利地位。这不仅对失去学习机会的学生不公平，而且可能让家长和孩子都感到尴尬。作为教育工作者，我们可以做的是向学生和家长提供有关公共资源的信息，例如提供互联网访问的图书馆，并希望在可能的情况下，他们的家人能够利用这些资源。