後疫情下的教育改變

Oct-08-2020

後疫情下的教育改變:6種科技改變未來的教學方式

該文翻譯自CB Insights,探討後疫情時代,哪些教育科技(EdTech)可以應用在教育數位化上。像是遠距教學、VR、人工智慧、互聯網的智慧校園等等。有些固然太過創新,然而在這些前瞻倡議(new initiatives)下,反映教育這個傳統且古老的行業,在基礎建設面的數位落差有多大。是時候該升級了!

譯者:安思小編群

 

後COVID-19的世界

隨著學校的重新開放,老師和相關校務人員都在研究,重新設計疫情期間的教育體驗的方法,我們將探討未來以技術為基礎的教育的前景。

2020年初,許多地區因疫情強制關閉學校,並緊急實施遠程學習環境。學校轉向視訊會議工具,在線學習管理軟件和其它數位解決方案,以保持教育的持續進行。 急迫實行的遠程教學經驗,突顯了跨全球系統採用數位學習和相關技術支援的障礙。 比方說許多學生沒有相關的設備或沒有足夠的頻寬以登錄校園網路學習,即便是有相當線上經驗的學生也深感不便。調查顯示,將近一半的父母對孩子在大流行期間的學業表現不滿意,而70%的老師認為學生對遠程學習的適應能力不強。

其原因包括缺乏足夠資金來建設基礎設施、大規模部署技術方面的挑戰、以及對改變變革的抗拒,而其全球市場預估大約在美金$ 6.8T,一直無法開展。即使學校希望通過彈性的課程表和部分措施重新開放,但仍有超過75%的公立學區報告了2020-2021學年必須以混合或完全遠程方向進行教育。此外,未來可能的大規模封城,使全數位遠端學習變得必要。考慮到這一點,教育行業正在探索如何更好地使用技術來改善學習體驗。據LearnLaunch稱,目前,教育技術(EdTech)占美國每年用於教育支出的總金額(美金1.6T)還不到5%。與其他領域相比,數位技術在教育領域的滲透率很小。



翻轉教育六種未來科技

教育是一個傳統行業,要花費大量時間(通常是幾代人)才能找對方法,實踐和執行大規模的改變。  雖然以技術為基礎的教育方式,有潛力幫助改變學校的學習體驗,但它也具有某些缺點,包括與濫用技術衍生的隱私問題,教育單位必須投入高昂的費用,降低使用障礙以及強化數位培訓等。這些障礙將需要與空間技術的採用同時解決。

  1. 在線學習 (On-line Learning)增加:在Covid-19大流行期間吸引許多上線學習者,遠距學習的興起使整個在線學習行業成為人們關注的焦點。隨著教師,學生和家長急切的需要遠距學習操作,相關教育技術公司積極參與,與學校和大學的合作,或變成單一的替代者。即使對於選擇返回校園、面對面教學的學校,許多學校仍採用混合方法,要求至少將某些課程或材料在線上進行。  除了小學或大學的正規學習者外,最近幾年,成人和受過教育的學習者已開始傾向於在線學習,而Covid-19加速了這種既有趨勢。根據CB Insights的收益記錄工具,自2020年初以來,企業對遠程學習工具和虛擬學習的興趣激增。
    自大流行開始以來,已有超過5800萬工人申請失業,許多人選擇利用業餘時間學習新技能或加強現有技能。隨著Covid-19迫使教育快速數位化,線上學習很可能變成未來教育單位的核心部分。教育技術廠商正在以各種方式,補足數位教育需求的部分。

  2. 透過VR技術增強現學習臨場感:虛擬實境(VR)創造了用戶可以探索的沉浸式3D環境。另一方面, AR(Augmented reality)將視覺,聲音和文本等數位元素疊加到用戶的周圍環境中。兩種技術都可以在整個教育中單獨使用或一起使用。  通過允許學生直接與材料互動,VR可用於增強學習和參與度。例如,Google Expeditions允許學生進行900多次VR遊覽,包括遊覽世界7大奇觀和大堡礁。它還提供了超過100次AR導覽的訪問,涵蓋了從莎士比亞,磁性,藝術史到植物的各個主題。  總部位於英國的MEL Science每月提供與化學和物理相關的實驗套件的訂閱服務,其中第一個套件附帶Google Cardboard VR套。然後,家長和學生可以使用MEL Science移動應用程序以及收到的實驗內容在家裡學習。

    VR在醫學或軍事等高科技領域尤其有效。例如,美國軍事學院的一位教授使用Google Expeditions創建了自己的探險隊,將他們的學員帶入高盧戰爭中凱撒大戰中的古代戰場。 虛擬現實也可以幫助自閉症等學習困難的學生。 2007年的一項研究表明,自閉症兒童可以有效地將他們在虛擬環境中學到的技能(例如火災和街道/道路安全)應用到現實世界中。

    但是,使用AR技術需要為每個學生配備最新的智慧手機和平板電腦,這對於教育機構而言可能是一筆可觀的成本。 教育工作者還需要考慮的其他問題包括設備的笨重。某些型號需要穩定的電力才能運行。此外,故障以及內容和應用程序的品質和可用性,會給教育工作者帶來其他問題。


    圖:AR公司DAQRI的4D積木整合APP,成為教育輔具
  3. 生物和人臉識技術:生物辨識技術,包括掃描眼睛虹膜、指紋與人臉特徵,可以協助識別個人。在校園中,可確保校園學生個人的安全。例如,指紋可以用於跟踪出勤情況,並在學生未按時到達時向家長發出警報。
    但也有研究顯示,許多人臉識別系統存在種族和性別偏見,有可能錯誤地識別非裔美國人和亞洲人的面孔,其可能性比白種人的面孔高100倍。正確識別兒童是另一個獨特的挑戰,因為隨著他們的成長,他們的面孔可能會發生巨大變化。


    圖:新加坡一所學校正使用指紋辨識紀錄學生出缺席 (Source: ST)

  4. 遊戲化(Gamifocation):
    使用遊戲元素來使學習互動 遊戲中的遊戲化旨在通過結合遊戲設計元素,例如講故事、解決問題、取得徽章等級或點數,來增強學習者的動力和參與度。 根據CB Insights的行業分析師共識市場規模估算工具,到2023年,全球教育市場的遊戲化預計將從2018年的4.5億美元增加到$ 1.8B。
    通過將講座設計為遊戲,教育者鼓勵學生面對並完成各種挑戰和目標。這可以提高學生的參與度,並可以幫助學生更有效地保留知識。它還可以幫助學生重新構造他們可能認為沈重或無聊的話題,因為它們既有趣又有趣。  遊戲化使學生能夠通過使用排行榜和儀表板來接收即時反饋,該排行榜和儀表板可以顯示學生在同輩中的排名。這可以培養學生之間健康競爭的精神,並激發他們盡其所能完成作業。

    雖然教育者可能會專注於遊戲化如何使學生保持參與和自我激勵,但部分批評家指出,將娛樂融入學習中可以使學生更容易分心。學生可能還會從他們的教育的其他方面期待類似的學習方式。 也沒有足夠的證據支持遊戲化在教育環境中有長期效益。需要進一步研究兒童的心理與他們對這種學習的參與和熱情之間的聯繫。
  5. 人工智慧(AI):教育業正在試驗人工智能(AI)應用, 一些機構正在使用AI來幫助個性化學習,提高記憶力,教授語言或增加課程的可訪問性。 例如,位於紐約的Knewton創建了用於高等教育的自適應學習技術。它的Alta計劃有助於發現學生的知識差距,並提供相關的課程。該公司聲稱有1500萬學生使用該計劃,該計劃可以幫助特別是處境艱難的學生平均提高38個百分比。 同樣,基於中國的“松鼠AI學習”是面向K-12學生的課外輔導平台,可使用自適應AI為學生量身定制課程。據報導,該軟體的演算法可以只使用25-30個問題就可以判斷學生在500個知識因素中的熟練程度。 人工智能還可以幫助學生剋服教育中的語言障礙。例如,微軟的Presentation Translator是一種AI工具,可為演示文稿和講座提供實時字幕。學生可以用他們的母語聽或讀這些內容。 使用AI的公司不僅在實時翻譯課程,而且還致力於幫助學生學習語言。加州的艾爾莎(Elsa)例如,使用對話式AI與學習英語的用戶進行討論並幫助提高發音。 支持AI的聊天機器人也被用來增加學生的參與度。 Botsify是一款具有AI和機器學習功能的聊天機器人,它通過文本或彩信向學生提供學習材料,然後通過流行測驗評估他們的知識。它將這些結果提交給教師進行評估。
    即使AI有許多好處,採用AI也有一些缺點,主要是關於數據衛生和可能造成的偏見。 有效的數據挖掘需要建立實體的基礎環境(包括伺服器,雲端服務和硬體),並僱用能夠處理這些複雜流程的技術人才。這需要大量的前期投資,而現金緊缺的教育機構可能並不是一直能提供這些投資。人們還擔心數據如何加強關於種族,性別和其他敏感問題的歷史定型觀念。

  6. 智慧校園技術(Smart Campus Tech):將所有設備和數據匯聚在一起,建立一個全數位化的互聯體驗的空間,為學生提供了更直觀的學習體驗。智能手機,筆記本電腦和平板電腦,智能手錶和健身追踪器等設備已成為人們生活中不可或缺的一部分。 舉例來說,智慧校園可以提供學生更多便利性。在肯塔基大學,學生可以使用智能洗衣店,他們可以付費並通過智能手機應用程序進行操作。其他校園使學生能夠通過智能手機和其他可穿戴設備在食堂和自動售貨機中購買食物。 大型科技公司也在校園中感受到他們的存在。在2018年末,Apple與杜克大學,俄克拉荷馬大學和阿拉巴馬大學合作,使學生能夠將其物理ID上的訊息集成到Apple Wallet中。在這些大學中使用Apple設備的學生可以購買午餐和大學活動門票,還可以通過將他們的Apple設備連接到NFC(近場通信)閱讀器來使用校園體育館和其他受限建築物。  此外,亞馬遜還與密蘇里州的聖路易斯大學合作,為宿舍房間配備了Echo Dot智能音箱,可回答有關宿舍和校園生活的問題。
    但是,要使整個校園內成千上萬個連接的設備無縫運行,就需要教育單位投入大量的技術準備。 學校需要檢查其現有網絡並根據需要對其進行升級,以確保該網絡可以處理各種設備,包括相機,傳感器,學生設備等。大學還需要確保其網絡能夠承受和分析智能校園生成的大量數據。 學校還需要他們的學生,教師和教職員工的支持,他們可能會擔心隱私和跟踪。根據2018年的一項調查,僅上一年就有60%的校園報告數據洩露。 為了確保數據的私密性和安全性,園區需要建立強大的安全系統,例如AI和支持機器學習的技術,以確保整個網絡的數據安全。 進行這些網絡升級並為連接的校園安裝傳感器和攝像頭等基礎設施意味著大學和學校的前期費用和持續費用。儘管私立教育機構可以支付這些費用,但許多公立學校卻沒有這樣做的資金。此外,學校需要聘請專家,以確保跨校園部署的所有技術都是最新的並且運行平穩。


結語:疫情下的教育如何前行?

在技​​術創新方面,教育部門在很大程度上處於落後狀態,像是Covid-19的疫情,凸顯了科技在教育體系使用效率的低落。 教育技術(EdTech)和數位化可以極大的協助學習過程不中斷。除了看到遠距學習在疫情期間的輔助外,新興科技還可以幫助提供個性化的學習解決方案,以及新穎且引人入勝的途徑,讓學生參與學校學習。 但是,該行業面臨著更多采用技術的重大障礙。其中包括隱私問題,缺乏實施的技術相關專業人才,以及許多教育機構在投資基礎鍵上的資源欠缺。

(資料來源:CB Insights)