第二节 美国NSF资助的教育信息化研究(1 / 1)

美国NSF(National Science Foundation,NSF)是美国国内提供科学研究资助的最大独立机构之一。成立于1950年的美国NSF承担着美国20%的联邦学术研究经费资助。在数学、计算机科学及社会科学领域,美国NSF更是主要的研究经费来源。

美国NSF的研究领域包括生物科学、计算机科学与工程、教育与人力资源、数学与物理科学以及社会、行为与经济科学在内的12个分支(理事会),每一分支又包含更具体的研究领域,共计有30多个研究领域,且分别由专门的办公室负责。比如社会、行为与经济科学分支,包括了行为与认知科学、社会与经济科学、科学资源统计三个子类。美国NSF每年会发布各分支的研究计划(Program),征集研究者提交的研究项目(Project)申请;多数研究计划由某一分支中的某一办公室负责管理;也有不少研究计划是跨领域的,鼓励申请者组成跨领域的研究团队提交相应的研究项目申请。

一、美国NSF教育信息化研究

(一)教育信息化研究计划概览

美国NSF资助的研究领域包括12个分支,每一分支又包含更具体的研究领域,通过对每个分支下的研究计划及其资助项目进行梳理,表5-2归纳了12个不同的分支中与教育信息化相关的研究计划,梳理了教育信息化相关研究计划所资助的研究项目清单。

表5-2 美国NSF教育信息化研究计划

表5-3对美国 NSF 的官方网站所归档的及当前的研究计划及其资助项目进行梳理,即研究者从12个不同的分支中,分别找到与教育技术相关的研究计划,并获得该计划所资助的研究项目清单,以及对这些研究项目的介绍。

表5-3 美国NSF教育信息化相关计划资助项目

(续)

(二)教育信息化研究项目介绍

1.跨领域及跨部门研究计划

在所有这些与教育技术相关的研究计划中,有相当一部分是跨领域的,如CDI、CITEAM、SLC、HSD、IERI等,跨部门的如CDA、ALT、CAREER计划等。

赛百使能的发现与创新计划(Cyber Enabled Discovery and Innovation,CDI)开始于2007年,是美国NSF一项重大的五年计划。作为一项跨领域的研究,所有美国NSF的部门和办公室都参与了CDI计划。该计划也是赛百架构办公室力推的赛百学习举措(Cyberlearning Initiative)最具代表性的研究计划,其试图利用高性能的计算机技术,为科学与工程领域的研究创造新的可能性,研究成果将有望为科学、工程及社会技术系统带来范式的转变。CDI的主题涉及三个方面:从数据到知识,即利用数据提高认知并创造新的知识;理解系统的复杂性,即从复杂的系统中洞悉基本要素;虚拟组织,即通过跨领域的资源组合,促进发现与创新。创新的研究方法有望大幅提高科学发现的周期,有助于从浩瀚的数据海洋中挖掘出知识,建立理解复杂现象的科学模型。在该计划启动以来的三年里,美国NSF所资助的151项CDI研究项目中,约21项是与教育项目相关的。

以赛百架构建设21世纪劳动力计划(Cyberin Frastructure Training,Education,Advancement,and Mentoring for Our 21st Century Workforce,CITEAM)也是赛百架构计划的一个组成部分。综合的赛百架构计划所涌现的技术、工具与服务为个体、组织与机构创造了新的可能性,也对各个行业的劳动力的知识技能提出了更高的要求。CITEAM计划旨在为全(美)国范围内的科学与工程研究团体提供综合性的研究与教育机会,以便能够充分发挥与利用赛百架构所提供的工具与服务。CITEAM计划所资助的研究项目主题包括:在科学、工程及教育领域,设计、利用基于网络的工具与环境,开展正式与非正式的研究与学习;扩展赛百架构下的科学与工程研究活动。2006年以来所资助的39项CITEAM研究项目中,约21项与教育技术相关,而且该计划强调国际合作。

学习科学中心计划(Science of Learning Centers,SLC)资助大范围的、长周期的研究中心建设,以支持学习科学领域的研究。该计划也支持跨学科知识的利用,以便对学习进行更为深入、全面的审视。在SLC计划中,学习具有相对宽泛的内涵,包括人的学习,也包括动物与机器的学习,希望通过对学习的更为广泛的研究,考察学习是什么,学习如何受到影响,如何在不同层面发生,生物层面的学习与人工智能系统的学习如何相互影响或启发。该计划对于创新的、理论与实证相结合的以及创造性地利用技术开展的研究高度重视。2004年开始资助的32项SLC项目中,约有22项与教育技术相关。

人与社会动态(Human and Social Dynamics,HSD)是一项年度资助的研究计划,该计划关注的是人类行为与发展动态,以及有关组织、文化及社会发展变化的知识。该计划所支持的研究关注以下几个方面:理解变革的复杂性;理解各个层面的人类及社会行为动态;理解产生变革的认知与社会结构;对变革加以管理,并针对变革风险及不确定性进行决策。这些方面的研究都需要跨领域的专业知识团队,采用跨学科的研究方法。该计划的研究重点可概括为变革代理、人类行为动态及风险管理与决策。在已获资助的112项研究项目中,约有53项直接与教育技术相关的项目。

综合教育研究计划(Interagency Education Research Initiative,IERI)是美国NSF与美国教育部教育科学研究院及儿童健康与人力发展协会合作开展的一项研究计划。在这项计划中,美国NSF所资助的研究主要关注的是致力于提高学生科学、数学学习及学业成就的教育干预设计(包括教育实践、策略、课程等)及其成效。美国NSF鼓励跨学科的研究,即由科学、数学领域专家与教育研究者组成研究团队,并与学校、学区及师生通力合作。该计划重点支持中学的数学与科学教育。2002年以来,美国NSF已资助12项该类研究项目,在这些项目中,一类是大型的教育干预示范性项目推广,另一类则作为示范项目推广的组成部分,比如可行性的研究、仪器或工具的开发等。

跨部门活动(Cross Directorate Activities,CDA)是涉及社会、行为与经济科学分支各办公室的一项研究计划,旨在为该领域提供人力资源发展与架构改善的研究资助。该计划所支持的研究项目中包括了博士后研究项目及本科生研究项目,关注的研究主题包括涉及人类行为与社会、经济系统的能源、气候、异常气象、水资源、赛百架构、计算机模拟、基于网络的学习与发现等方面的研究。

高级学习技术(Advanced Learning Technologies,ALT)是计算机科学分部与教育及人力资源分部合作开展的研究计划,这也是教育技术综合这两个领域特性的体现。该计划所支持的研究包括:通过创新的技术使学习发生根本的变革;响应学习对技术所提出的需求,在计算机科学、信息技术及学习科学方面进行更深入的研究。该计划鼓励跨领域的、理论结合实证及设计的研究。技术方面的研究目标包括学习或评价系统、认知建模与感知、情境感知系统等;学习领域则至少关注科学、技术、工程或数学(STEM)之一,或涉及STEM基本知识与技能。2005年以来,美国NSF已资助约45项该类研究项目。

地理科学教育计划(Geoscience Education,GeoEd)由地理科学理事会管理,其以促进地球系统科学的普及程度为己任,旨在为未来吸纳、培育和储备各层次的地理科学技术人才。进入21世纪以来,GeoEd资助的项目计163项,多为地理科学教育领域的创新型和变革型研究项目,包括正式和非正式学习,覆盖各个教育阶段,激励青少年投身地理科学教育事业或者其他相关事业,促使欠发达地区和大众参与到地理科学、地球系统科学的研究和学习中来。

教师早期职业发展计划(Faculty Early Career Development Program,CAREER)支持资历较浅的杰出教员和学者(teacher and scholars)在其组织的使命范围内开展研究、教育,或者整合研究与教育的活动,并为其在研究、教育整合领域取得卓越成就奠定扎实的基础。该计划接受来自所有适用机构的研究项目申请,特别关注女性、少数弱势群体和残疾人士的研究项目。自2002年至今,已有2000项研究获得CAREER的资助或奖励。

教师研究体验计划(Research Experiences for Teachers,RET)是美国NSF的一项跨领域人力资源计划,积极推动K-12和社区学院的在职与职前教员参与各类研究项目,以期望通过教师来提高学校课堂的科技创新氛围。RET资助的项目分两类,一类是已有项目的增补计划,在美国NSF的研究计划基础上增设(或恢复)支持资金份额,或者为已在进行中的研究项目提供补充性资金支持;另一类为专设计划,用于启动和管理独立的有较多教员参与的研究项目。RET名下的研究项目共计139项,其中与教育技术/学习科学相关度较高的项目约35项。

本科生研究体验计划(Research Experiences for Undergraduates,REU)是与RET类似的一个计划,面向本科阶段的学生,资助他们参与到已有的研究计划中来,或者是参与REU计划下专门设置的本科生为主的研究项目。REU计划资助的项目同样也包括增补计划和专设计划,在共计234项资助项目中约有11项与教育技术或学习科学相关。

女性科学工程学术提升计划(Increasing the Paticipation and Advancement of Women in Academic Science and Engineering Careers,ADVANCE)将目标瞄准在女性的STEM职业发展上,期望创设系统化的方法提升女性在该领域的参与度和学术能力,从而转变科学工程劳动力市场的性别单一化趋势,其要求所资助的研究项目能够实实在在地对相关女性从业者和学者产生影响。ADVANCE计划有五类:制度变革(Institutional Transformation,IT),制度变革初步(IT START),伙伴计划(Fellows),领导力计划(Leadership),符合 ADVANCE 目标的材料、工具、研究等的尝试、执行和推广活动参与计划(Partnerships for Adaptation,Implementation,and Dissemination,PAID)。该计划每财年征集的类别稍有不同,2009—2010财年的征集类别为制度变革和PAID。自2001年下半年以来,资助的项目达222项,有31项涉及教育技术领域。

2.教育与人力资源发展

根据美国NSF于2006年9月发布的“2006—2011年战略规划”[1],其五年间的战略目标是保持美国国家竞争力。为达到这一战略目标,美国NSF在提高教育水平和培养知识人才方面尤其不遗余力。

教育与人力资源发展分支的四个办公室所管理的研究计划均与教育相关,所发布的研究计划也与教育技术最为密切。例如ALT、CDI、DRK12、ISE、ITEST、IMD、IERI、NSDL、REESE、TPC。其中,NSDL、DRK12等更是影响广泛的教育技术项目。

分布式学习计划(National STEM Education Distributed Learning,NSDL)旨在为科学、技术、工程及数学教育(STEM)建立覆盖全国的学习环境与资源网络。该计划包含以下研究重点:为学习者提供内容与服务,保证覆盖全国的分布式学习网络稳步发展,对其教育影响进行研究以及在该领域内开展一些定向研究。另据Rainey博士介绍,NSDL计划自1999年开始启动,所做的工作主要包括两个方面:对科学、技术、工程及数学教育方面的高质量的内容加以整合与组织,这些内容来自各种数字图书馆、美国NSF资助的项目以及经NSDL审核的网站;除了为STEM教育提供有组织的数字学习资源之外,还提供相关的服务与工具,以促进这些资源在各种学习环境中的应用。由于STEM教育贯穿了K-12到大学阶段,因此,NSDL的涉众也涵盖K-12及高校的用户。美国NSF官方网站所存档的2003—2009年间资助的NSDL研究项目共计97项,研究范围包括数字资源的建设、资源应用工具的开发以及资源的应用研究。

K-12探索研究(Discovery Research K-12,DR K-12)计划旨在通过资源、技术及模型的开发、研究与应用,在中小学的STEM学科教与学领域取得重大改善与提高。该计划特别鼓励的研究包括对当前STEM学与教的质疑,展望学习者的学习需求,以及创造新的途径提供STEM教育。2002年以来,该计划资助的研究项目有340项与我国当前在基础教育领域开展的信息技术与学科教学整合较为接近。

非正式科学教育(Informal Science Education,ISE)计划同样以STEM教育为目标,旨在通过非正式的教育途径,将科学教育延伸至终身学习。该计划所资助的研究项目包括非正式科学教育资源及创新教育策略的开发与应用。至今所资助的300多项形形色色的非正式科学教育项目中,约40多项是与教育技术直接相关的。

创新技术体验(Innovative Technology Experiences for Students and Teachers,ITEST)计划旨在帮助学生与教师利用技术手段寻求问题的解决方案,所支持的研究项目包括对赛百学习的探索,以及利用网络工具在中小学学科领域进行探究性的学习,以支持STEM教育。该计划与我国的基于技术的探究学习颇为类似,主要支持以下几种不同类型的研究:改进STEM教育的研究,通过长期的、有效的干预模型,使学生投入STEM学习,并开发工具测量学习投入及其他学习动机;设计、应用与评估学与教的策略;研究推广的模型,以便为学生准备好适应信息技术及STEM未来的要求。

2001年以来,该计划已资助研究项目一千多项。

教学材料开发(Instructional Materials Development,IMD)计划关注教与学资源的开发、应用与评价,这些资源包括:科学与技术教育方面的教师资源;支持学生学习的课外学习材料;开发评估工具及资源,以反映学生当前的学习情况;资源的应用研究。在2001年以来所资助的35项研究项目中,近15项与教育技术相关。

科学及工程教育研究与评价(Research and Evaluation on Education in Science and Engineering,REESE)同样以改进 STEM 教育为目标,试图通过此研究计划开展教育与评估等方面的探索,为提高各个教育阶段的STEM教学的水平提供支持。具体地,REESE计划的目标包括:促进STEM学习、教育及评价领域的发现与创新;通过理论、方法与人力资源的发展,在该领域产生高质量的、全面的研究成果;协调与变革该领域的教学与评价。2003年以来,美国NSF已资助的项目达300多项,其中教育技术相关的也将近140多项。

教师专业发展连续体(Teacher Professional Continuum,TPC)计划关注中小学科学、技术、工程及数学教师的培养与终身化发展,试图以研究为教师的终身化学习提供创新的实践与资源。

本科阶段科学教育变革计划(Transforming Undergraduate Education in Science,TUES)新近由课程设置和实验改进计划(Course Curric-ulum and Laboratory Improvement Program,CCLI)更名而来。之前以CCLI的名称资助了多达1 121项研究项目,是较为典型的教育技术高相关资助计划。TUES期望为本科学生探寻改善和变革STEM教育的途径,例如,发现能获得最优学习方法的教学方式并推广应用等。因而,TUES认为,在教学材料、教学方法以及教学策略的研究开发过程中应当更加重视其可迁移能力和传播推广能力,对这一点的重视贯彻于其资助的项目开展始终。也正是由此,TUES的研究项目获得的成果大多可以应用于其他教育阶段,或者给其他的学习模式带来启示。

残疾人教育研究(Research in Disabilities Education,RDE)与ADVANCE类似,属于发展弱势群体在STEM相关教育、职业活跃度的劳动力发展计划。1994年,该计划创建之初定名为残疾人计划(Program for Persons with Disabilities),特别重视中小学残疾人STEM教育,提升残疾人群对于科学的兴趣、学术能力和从职意向,通过创造条件和各类研究使得残疾人也能获得高质量的学历教育。RDE的贡献还在于,其所资助的各项研究项目得出的成功经验、评估数据、优秀尝试以及研究产品等拉近了残疾人群与STEM教育的距离,满足了他们对知识的渴求。

数学和科学伙伴计划(Math and Science Partnership,MSP),是美国 NSF 的大型研究开发计划之一。根据Rainey博士的介绍,MSP支持创新型合作研究团队,资助他们开展提高K-12学生学习数学和科学知识能力的研究。作为一个大型计划,MSP下分六个类型的资助子计划:指定伙伴计划,指聚焦于特定年级或教育时间段、特定数学和科学内容的教学问题的研究;(21世纪教师)培养伙伴计划,培养具备智慧引领水平和深厚教学知识储备的数学和科学授课教师团队,解决此类人才紧缺问题;MSP新伙伴计划,为奖励型资助,优秀的MSP研究新团队可以申请;MSP二期伙伴计划,对于成果卓著的早期项目,如果研究较为深入,MSP希望通过这类研究可以开展某个特定领域的高层次知识挖掘;研究、评估及技术支持(RETA),MSP非常关心其本身的活动对学生和教师的学习过程到底有哪些影响,因此,关注通过缜密的观察和研究来分析这些影响;已有研究基础上的整合创新。

3.社会、行为与经济科学

与教育与人力资源发展分部的情况类似,社会、行为与经济科学理事会所负责的诸多研究计划,也与教育技术有着相当大的关联。在我们所归纳出来的15项研究计划中,创新IT计划、发展与学习科学,以及科学、技术与社会计划很大程度上可以归纳为教育技术领域的研究;在决策、风险及管理科学以及创新与组织科学计划中,教育技术领域的研究可以看作是其关注的社会领域的一个子类;而另外几项研究计划,则可以归纳到其他学科领域中的研究与学习分类中。

创新IT计划(Creative IT)虽然是计算机信息科学与工程理事会负责管理的研究计划,但作为一项寻求计算机科学与信息技术创新研究的计划,该计划同时也在社会、行为与经济科学领域征集创新研究项目,以信息技术拓展人的创造性思维与问题解决能力。该计划鼓励创造性地利用计算机技术,为认知科学、教育或工程领域创造新的途径。2006年至今所资助的59项研究项目中,约19项可归为教育技术相关项目。

发展与学习科学(Developmental and Learning Sciences,DLS)计划支持在认知、社会、文化、语言及生物发展等方面涉及儿童及成人发展与学习的基础性研究。该计划所支持的研究有望对“人是怎样学习的”获得更深入的理解,以便为教与学提供更有利的途径。DLS计划所支持的研究主题包括:发展认知神经科学、高阶认知过程的发展、知识的迁移、发展的多重影响、发展的文化影响等。该计划还支持跨学科的、长期的研究项目,并鼓励采用多种研究方法开展研究。由于学习科学与教育技术之间的共生关系,在2004年至今资助的102项研究项目中,约44项可纳入教育技术研究范围。

科学、技术与社会(Science,Technology and Society,STS)计划关注的研究聚焦于科学、工程、技术及其与社会之间的关系,具体包括四个方面的主题:科学、工程与技术的伦理价值;科学、工程与技术的历史及思想体系;关于科学、工程与技术的社会研究;政策与科学、工程及技术。这些主题相互交叉又各有重点。2003年至今,已资助的项目超过300项,其中47项与教育技术有较大相关性(信息技术教育类)。

工程、科学与技术的社会维度(Societal Dimensions of Engineering,Science and Technology,SDEST)计划与STS计划一样,关注工程、科学、技术与社会的交互之间出现的问题,例如,伦理与价值问题。但是,SDEST的研究侧重点与STS有所不同,2003年起资助的65项研究项目中,关注伦理与价值问题的研究占了绝大多数,其中17项可联系到教育技术的研究。

社会技术系统(Social Computational Systems,SoCS)计划致力于探索社会系统和计算机系统共同拥有的属性,从而为社会系统的计算应用提供更好的设计,满足其特定功能需求。通过这种功能特定的设计及其应用,也有助于创造新的知识、新的计算模型、新的文化形式以及新的交互类型。该计划鼓励计算机科学与人文科学领域的合作。自2001年起已资助17项研究项目,其中8项为教育技术类项目。

4.其他学科中的研究与学习

除了教育与人力资源以及社会、行为与经济科学这两个与教育有着密切关系的理事会之外,美国NSF其他10个理事会所管理的研究计划中,除去跨领域的研究计划之外,还有一部分研究计划与教育技术有着千丝万缕的关联。例如,计算机科学与工程理事会的人工智能与认知科学计划,地球科学理事会的地球教育数字图书馆计划,数学与物理科学理事会的数学社会行为科学等。从教育技术的角度,这些研究计划可以看作为教育技术的研究提供新的技术可能性(如人工智能),利用技术为学科的研究与教育提供支持(如地球数字图书馆),以及从社会技术系统角度开展包括教育在内的社会系统的研究(如虚拟组织)。

人工智能与认知科学(Artificial Intelligence & Cognitive Science,AICS)计划支持在人工智能领域开展的基础性研究与教育活动,主要目标可归纳为开发可执行智能任务的计算机系统、开发智能行为的计算模型。该计划所关注的智能模型包括绩效型智能任务与认知型智能任务,前者如智能代理、计划、知识表征方法;后者如类推、概念形成与发展、知识获取等。对于很多复杂的任务,比如决策与诊断,则需要综合运用这两种智能模型。2002年以来AISS所资助的研究项目共计14项。

信息与数据管理(Information and Data Management,IDM)支持的研究包括基础性的数据库设计、应用、管理以及数据的检索等方面的研究,研究主题包括设计方法,数据、元数据、信息建模、知识发现及可视化,以及系统架构及应用等。该计划中的知识发现及知识管理主题与教育技术具有较高的相关性。2001年以来,IDM所资助的项目中,约有9项可以纳入教育技术项目框架。

数学社会行为科学(Mathematical Social and Behavioral Sciences,MSBS)属于数学与物理科学,该计划旨在促进社会、行为或经济科学研究中应用数学或统计知识。研究的结果不仅有利于对社会、行为科学领域的现象获得更深入的理解,也拓展了数学研究。

方法、策略与统计(Methodology,Measurement,and Statistics,MMS)属于社会、行为与经济科学分支,与数学社会行为科学计划类似,同样也是寻求创新的分析、统计方法,以支持社会、行为与经济科学领域的研究。因此,MMS计划所支持的143项研究项目中,有8项体现了教育技术的特色。

数字社会与技术(Digital Society and Technologies,DST)计划关注技术在社会与经济生活中的迅速普及及其所带来的社会、经济等方面的转变。这一方面的研究相对于技术的迅速普及来说尚显得苍白,虽然对技术变革的预测多为正面的,但是这种变革不会自动产生,为此需要在这一领域开展探索,以便了解这种变革是如何发生的,以及从理论及实证方面研究人工制品的技术设计原则,如何将人工制品嵌入社会生活,这种嵌入所产生的长期的影响与后果,以及从这些研究中得到反馈以改进设计。2002年以来,已资助的16项研究项目中,超过一半的项目(9项)与教育技术相关。

感知、行为与认知(Perception,Action & Cognition,PAC)计划所支持的研究主要关注于感知、行为与认知的发展,研究的主题包括视觉、听觉、触觉、注意、记忆、推理、运动控制及这些感知、行为与认知的发展。

地球教育数字图书馆(Digital Library for Earth System Education,DLESE)属于地球科学分支,该计划旨在建立数字化的地理教育资源,以及开展这些数字资源的教育应用活动。

研究、课程开发与教育创新计划(CISE Combined Research and Curriculum Development and Educational Innovation Program,CRCD/EI)是计算机科学与工程理事会发布的、旨在以研究促进计算机学科教育的研究计划。自2000年以来,该计划资助了共计91项研究项目,其中14项研究贴近教育技术与学习科学。

虚拟组织作为社会技术系统(Virtual Organizations as Sociotechnical Systems,VOSS)属于赛百架构分支,是随着网络技术的发展而涌现的分布式组织形式,有关虚拟组织的研究近年来得到美国NSF在资助幅度方面的日益倾斜[2],特别是针对虚拟组织从社会技术系统角度进行分析,以充分发挥其在科学、工程及教育领域的潜能。

创新与组织科学(Innovation and Organizational Sciences,IOS)属于社会、行为及经济科学分支,该计划致力于提高对于创新及组织现象的理解,研究的视角包括组织理论、组织行为、组织社会学、复杂性科学以及决策与管理科学。研究的方法则可涉及质性及量化的方法,包括问卷调查、模拟、网络分析等。与决策、风险及管理研究计划一样,教育领域作为社会的一个子系统,教育领域的研究与该计划所支持的研究有着不可分割的关联。实际上,从2003年至今所资助的92项研究项目中,有45项与教育技术有所关联。

决策、风险及管理科学(Decision,Risk and Management Sciences,DRMS)计划关注的是有利于提高决策的理解及决策的有效性的研究,研究的主题涉及判断与决策、决策分析与决策辅助、风险分析、社会与公共政策的决策、管理科学与组织设计等。对于这样一个影响广泛的领域,美国NSF自2003年起所提供的项目资助达168项,其中33项与教育技术相关。

创新伙伴计划(Partnerships for Innovation,PFI)聚焦于知识的转化,希望激发研究成果与教育单位知识的转化及创新,以创造新的财富;扩大各种学术机构与个人的参与度,以满足全国各种各样的创新需求;提高促进与维持创新的基础设施。

促进竞争性研究的基础设施改进试验计划: 校内与校际间的网络连接(Research Infrastructure Improvement Program:Inter Campus and Intra Campus Cyber Connectivity,EPSCoR)计划旨在提高校内网络连接和校际网络连接来促进科学研究的进步。该计划的目标是扩大个人与机构在STEM研究与教育活动中的参与度。

(三)教育信息化项目主题分析

通过对以上教育信息化相关研究项目的介绍,表5-4归纳总结了美国NSF资助的教育信息化研究项目的研究主题。

表5-4 美国NSF研究计划的研究主题

(续)

(续)

美国NSF教育信息化研究计划主题内容非常丰富,很难对其进行归纳总结,但是通过对研究主题的深入分析,可以发现美国NSF教育信息化研究计划的几个特点:①美国NSF教育信息化研究计划强调创新应用,如创新技术体验、创新IT计划、创新伙伴计划等都是以“创新”作为研究计划的出发点和落脚点;②美国NSF教育信息化研究计划非常重视利用课程教学研究,并且尤其强调STEM学科的教学变革,如综合教育研究计划、地理科学教育计划、K-12探索研究、非正式科学教育、科学及工程教育研究与评价、本科阶段科学教育变革计划、数学和科学伙伴计划、地球教育数字图书馆、研究课程开发与教育创新计划等研究计划都是以学科课程作为关键的研究对象;③美国NSF教育信息化研究计划注重数字资源的开发、应用,如分布式学习计划、教学材料开发、地球教育数字图书馆等都是以资源开发应用为研究的核心目标;④美国NSF教育信息化研究计划关注学习科学、认知科学等领域的研究,如学习科学中心计划、高级学习技术、发展与学习科学、人工智能与认知科学、感知、行为与认知等研究计划都以学习科学、认知科学及其应用作为研究重点;⑤美国NSF教育信息化研究计划对组织管理、知识管理等方面的研究也不少,如虚拟组织作为社会技术系统、创新与组织科学、决策、风险及管理科学、信息与数据管理等研究计划;⑥美国NSF教育信息化研究计划非常关注人与社会,如人与社会动态,科学、技术与社会,工程、科学与技术的社会维度、社会技术系统、数字社会与技术等研究计划重在探究人、科学、技术、社会之间的相互作用关系;⑦美国NSF教育信息化研究计划对弱势群体的教育比较重视,如教师早期职业发展计划、残疾人教育研究计划主要以女性、残疾人等弱势群体作为主要研究对象;⑧美国NSF教育信息化研究计划对教师专业发展、教育评估、基础设施等教育信息化领域的关键研究问题也有所涉及,如教师专业发展连续体计划、科学及工程教育研究与评价计划、促进竞争性研究的基础设施改进试验计划:校内与校际间的网络连接计划等。

二、美国NSF教育信息化研究运作机制

(一)2013年美国NSF资助项目总体情况

根据2013年美国NSF的财务报告[3],美国NSF在2013年投资的项目总额为69亿美元,其中被资助的院校、机构高达1 992所。2013年,美国NSF资助项目数约占全年申请项目总数的22%,由此可见,美国NSF资助项目的比例相对较高。另外,获美国NSF直接资助人员(如研究者、博士后研究员、教师、学生)为299 000人,而且,1952—2013年,美国NSF设立的研究生研究奖学金共资助了47 800个学生。如表5-5所示。

表5-5 2013年度美国NSF财务报告相关数据

(二)教育信息化项目分布情况

表5-6归纳总结了美国NSF各个研究计划类别中教育信息化相关计划的数量、教育信息化相关资助项目的数量,以及在总计划中所占比例的情况。

表5-6 美国NSF教育信息化研究分布

通过分析发现,教育与人力资源计划中与教育信息化相关的项目数量最多,而且教育信息化项目在教育与人力资源发展计划中所占的比例最大,即,教育与人力资源发展计划对教育信息化研究给予了最多的关注。另外,虽然跨领域研究计划资助了不少教育信息化相关项目,但是相对而言,教育信息化相关项目在跨领域研究计划中所占的比例最小。

(三)教育信息化项目资金投入情况

表5-7描述了美国NSF资助的不同维度教育信息化研究项目的资金投入情况。

表5-7 美国NSF教育信息化研究项目的资金投入

(四)项目申报程序

美国NSF利用各种渠道和机制发布基金项目的申请信息,主要包括:邀请信(Dear Colleague Letter)、项目描述(Program Description)、项目公告(Program Announcement)、项目征集书(Program Solicitation)。有以下几种人可以申请美国NSF项目:大学和高等院校,非盈利、非学术性组织(如博物馆、专业团体),营利性组织(如商业组织),州、地区政府,个人(如科学家、工程师、教育者),国外组织机构和其他联邦机构。项目申报人员可以通过两种方式提交项目申请书,即通过美国NSF的FastLane系统或Grant.gov平台,美国NSF提供了多种类型的申请方式,主要包括:意向书(Letter of Intent)、初步申请书(Preliminary Proposal)、完整申请书(Full Proposal)。

美国NSF为研究人员申报项目提供了良好的支持服务:美国NSF为每一个项目都提供了项目申请指南;NSF为设立的研究项目开通了专门的网络研讨会(Webinar),美国NSF项目相关负责人在网络研讨会中为申请者介绍项目相关的信息;美国NSF在网络研讨会中设置了在线答疑模块,申请者可以提出关于项目申请的疑问;美国NSF将曾成功申请项目的申报书作为重要的参考材料提供给申请者,申请者通过阅读成功的申请书可以充分学习、借鉴他人的经验,将有助于项目的成功申报。图5-1描述了美国NSF项目管理的一般流程。

图5-1 美国NSF项目管理的一般流程

(五)项目评审标准

美国NSF对于研究人员申请的项目设立了相关的评审原则、标准,并且在选择评审专家方面也制定了相关原则,如表5-8所示。

表5-8 美国NSF教育信息化研究项目申报评审事项

(续)

三、2014年典型教育信息化研究项目介绍

本节选取了美国NSF 2014年发布的最新研究计划的两个案例,即赛百学习与未来学习技术、STEM-C合作项目。这两个研究项目正处于申请、招募研究人员的阶段。

(一)赛百学习与未来学习技术

1.研究计划简介

赛百学习与未来学习技术研究计划在技术上的落脚点在于设计和探索新型的学习技术,该技术可以被用于实现研究问题中涉及的宏观目标。“技术流派”(technological genre)是学习技术的一种类型或是一种将学习技术组合的新类型,而不是一个独特的工具或应用。“社会技术”(sociotechnical)是社会和可以支持学习、评估的技术上的基础设施和环境的联合体。美国NSF的其他项目(如DRK-12,AISL)支持学习资源、工具和模型的开发,尤其是内容和技能的开发。赛百学习与未来学习技术研究计划会给设想新类型的技术资源、工具以及模型给予资金支持,这些可能会被作为一种可利用的有效的技术用于促进和评估学习。这种被提议的新类型可能会被设计用于正规和非正规的学习环境,并且呈现新的技术,使用技术的新的方式,或者是社会技术系统的新类型。其中开发的作为信息技术学习项目部分的资源、工具和模型应该广泛应用,并作为开发知识流通以及可运用学习技术提取的典型。

研究和发展计划期望能够利用最新的学术文献,这些文献是关于人们如何学习以及促进学习的技术的使用。“人们如何学习”指的是包含在个人学习中的认知、神经活动、行为、文化、社会、意志、认识论、发展等的过程,这些过程通过共同体可以提升他们的理解力,并在这些过程中对他们产生影响。“促进学习”指的是提供任何能够提升学习者理解力的帮助。这种帮助可能包括帮助学习者更好地理解难懂的概念和熟练地掌握技能,帮助学习者识别那种理解力或是那些技能什么时候可以应用以及如何应用它们,帮助学习者对概念和技能产生兴趣,对学习能保持兴奋状态,能够把他们正在学习的知识和现实生活建立联系,还能确定什么是他们感兴趣的。“评估学习”是一个广义的定义,它的意思是对学习者的理解进行解释,然后在其他地方是能找到感觉的。一些评估可能是使用技术自动化完成,而另一些则要求人力和技术同时进行。评估的过程可能是由教师或是指导者组织用电脑完成,也可能是由学习者自己或是学习者以小组的形式完成。评估结果的有用性仅就它们能够很好地向需要这些结果的人们进行呈现而言,并且对于帮助教师和学生解释评估结果使用的新的方法包括在这个项目的宏观目标中。

已经提出的技术创新应该把焦点主要放在学习者的亲身参与上;只是把焦点放在使教学更容易的革新上是不会得到基金资助的。那些把焦点放在把教师或是助学者以学习者的身份邀请进来参与的提议,它们的目标应该是帮助教师和助学者学着使学习者的学习体验更加有效。

赛百学习和未来学习技术研究计划主要资助三种类型的研究,这三种类型是按照研究和发展的不同阶段来划分的,分别是:探究(EXP),设计实施(DIP),整合(INT)。探究(EXP)阶段的目的是探究所提出的技术创新的可行性。在该阶段要适当地提炼新的观念,尤其是那些大胆的观点。该阶段还要探究在被提议的革新的背景下和促进或是评估学习有关的问题。设计实施(DIP)阶段是更进一步的确定一种新出现的技术类型的潜能,编写在支持学习、评估、管理中使用它的指南,答复基本的关于学习过程和影响的研究问题。整合(INT)阶段是整合或扩展一种或多种技术上富有经验的尝试,而且这些尝试已经有了希望,该阶段还答复基本的研究问题,这些问题和只有在诸如已经提出的整合背景下才可以被回答的学习相关。此外,这个项目还支持能力培养阶段(CAPs)的研究,包括会议、专题讨论会以及合作伙伴关系建立的活动,这些都是为了解决重要的信息技术问题。需要注意的是,整合(INT)阶段不是进行方案的扩展或是有效的研究。

2.研究计划目标

赛百学习和未来学习技术研究计划旨在充分整合新兴技术提供的机会,利用已有的关于人是如何学习的知识进一步设计下一代的学习技术,并加深对人们如何在技术丰富的学习环境中学习的理解力。

该研究计划的目标可以从如下多维视角进行解读。

·新出现的技术有扩展和转换学习机会、学习兴趣以及生活中所有方面的学习成果的潜能,这种潜能使得学习条件可以根据个人学习者和小组学习者的兴趣、需要以及才智进行调整成为可能。其中,学习者包括通过目前的教育资源(全国范围内以及世界范围内)还没有得到很好的学习机会的人。

·已知的有关人们如何学习、如何促进学习以及如何设计启用能高效学习的环境的知识将为告知这些目标而设计的最好的技术类别和社会技术系统将被告知。

·由于这些适当的系统,现有的机会使得在构想一种学习的敏锐洞察理解力上取得重大进展,这种构想的目的是导向个人和小组学习在真实世界学习环境中的预言性的计算模型。

总的来说,赛百学习与未来学习技术研究计划有两个目标:①创造、探索以及学习有效使用新技术,该新技术将实现社会的教育目标;②提升理解力,这种理解力是对于人们如何学习以及如何在技术使之可能的新类型的学习体验的背景下更好地促进学习。

3.申请研究项目类别

根据上面的陈述,赛百学习与未来学习技术研究计划资助三种类型的研究项目,分别是:探究(EXP),设计实施(DIP),整合(INT)。此外,这个项目还支持能力培养(CAPs)的研究。表5-9总结了每一个类别项目的目标和要求。

表5-9 赛百学习与未来学习技术研究项目类别

4.研究计划资助信息

赛百学习与未来学习技术研究计划预计在2014年总共投入1 800万美元,资助21~34个研究项目。其中预计资助9~12个探究类研究项目,5~8个设计实施类研究项目,1~2个整合类研究项目,6~12个能力培养类研究项目。2014年以后的资助情况将根据当年的资金投入额度再予以重新调整。

(二)STEM-C合作项目

1.研究计划简介

美国NSF主要资助两种类型的项目:对口合作项目(Targeted Partnership awards)以及计算机科学教育合作项目(STEM-C Partnerships Computer Science Education Expansion awards)。对口合作项目着眼于K-12的数学、计算机科学、工程、科学教育的创新,它与教育有更强的联系。对口合作项目研究和解决特定年级或关键教育时期的STEM教育中教学和学习的关键问题。所有的对口合作项目都包含研究问题和适当研究方法支持下的研究设计。对口合作项目主要关注关键研究领域,研究申请可能会将其他领域的方面包括其中。

表5-10 STEM-C对口合作项目的研究内容及关注重点

(续)

计算机科学教育合作项目只针对美国NSF与数学与科学合作组织(Math and Science Partnership,MSP)合作,即在高中学校层次的合作,旨在增加合格的计算机教育教师数量以及具备严格的计算机教育课程的学校数量。计算机科学教育合作项目旨在推动CS 10K项目,通过发展合作关系、开展研究提升高中学校计算机科学课程的质量。该项目主要关注以下方面:教学实践、教师教学方法课程、高中计算机科学教师的专业发展、增强学生参与的实践活动等。申请者申请项目时可以考虑实施探究计算机科学、计算机科学原则、大学预修课程等2016年发布的课程。申请者可以关注高中其他的计算机科学课程,但是必须要阐述研究的项目在促进对那两门课程如何产生可持续的、国家级的影响力。

2.研究计划目标

STEM-C合作伙伴项目主要是美国NSF两个董事会在研发上的努力,教育与人力资源部门及计算机信息科学与工程部门合作,能够提升科学、技术、工程与数学课程教学与学习的创造性合作关系。STEM-C合作项目结合了数学与科学合作组织以及21世纪计算机教育项目的共同努力。STEM-C合作项目旨在激发下一代学生在STEM学科上的竞争力和创造力,同时确保学生具备成功所需要的技能、能力和相应的准备。此外,K-16通过激励职前教师在本科学习期间深度理解科学、数学、工程、计算机科学,旨在寻求政策、教学、项目和STEM学科课程上的创新。该项目的另一个目标旨在提升K-12教育中计算机科学的分量。

3.申请研究项目类别

根据上面的陈述,STEM-C合作伙伴研究计划资助两种类型的研究,分别是:对口合作(targeted partnership)和计算机科学教育合作项目。其中,对口合作项目包括原型类和实施类项目。表5-11总结了每一个类别项目的目标和要求。

表5-11 STEM-C研究项目类别

(续)

4.研究计划资助信息

STEM-C合作伙伴研究计划预计在2014年总共投入5 708万美元,资助14~22个研究项目。其中,预计资助10~14个对口合作研究项目,包括5~7个实施类的研究项目和5~7个原型开发类的研究项目。另外,预计资助4~8个STEM-C计算机科学教育扩展研究项目。

[1] National science foundation(2006).Investigating in America's future:strategic plan FY 2006-2011[DB/OL]. http://www.nsf.gov/pubs/2006/nsf0648/nsf0648.jsp,2014-03-03

[2] 顾小清.应对挑战:促进学习的整合途径[J].开放教育研究,2000,16(1):25-33

[3] National Science Foundation. FY2013 agency financial report[DB/OL]. http://www.nsf.gov/pubs/2014/nsf14002/toc.jsp,2014-03-03