学习工程师的使命

张渝江

2014年12月初，台湾大学的PaGamO项目打败了来自43个国家，包括哈佛大学等427所大学或团队的作品，拿到了全世界首次创办也是最大的教学创新大奖。PaGamO是一款在线学习游戏，诞生于2013年。这一年慕课和翻转课堂早已席卷全球教育界。台湾大学电机系教授叶丙成在探索实践慕课和翻转课堂的过程中，形成了自己新的教学理念;然后带领一群大三、大四的学生开发出了PaGamO用于自己开设的“机率课”的教学。接下来，学习这门课程的学生们在PaGamO游戏里通过解题“占领地盘”，简直玩“疯”了。目前这门教学和在线互动游戏结合的“机率课”已经入驻国际顶尖慕课平台Coursera，全球已有近2.4万名学生选了该课。

叶丙成教授和PaGamO的成功，给研究者们带来了新的职业思考——学习工程和学习工程师将成为技术变革教育的新生力量。

● 学习工程和学习工程师

今天的教育技术让我们对学校的未来产生了丰富的想象和巨大的憧憬。从翻转课堂到混合学习，从教育大数据到个性化学习，一些教育者认为采用技术能“改造”或“修复”学校;然而把平板电脑和在线学习软件等放到教室中，魔法却不一定发生。因为学校是一个极其复杂的体系，难以撼动。换句话说，新技术和新工具能帮助我们，让我们有机会做得更好，但是如何让这一切变成现实呢？2014年，美国教育政策研究所主任Frederick M. Hess在其新书“Breakthrough Leadership in the Digital Age”（数字时代的突破性领导力）中提出了，教育工作者应该向“学习工程师”转变，整合学习科学和技术以解决教育问题，促进学校的变革。

学习工程的概念最早由卡内基梅隆大学教务长Mark Kamlet博士提出。当前对“学习工程”的定义是：开发、评估和改进教学过程、方法和教育技术，以形成可预测、可循环发展和提升的学习环境，即利用学习科学和技术支持来解决教学难题，给积极的学习和有效的教学创造条件。而学习工程师则要求具有深厚的学习科学和技术背景，以系统性的思维和全局的视野来完成学习工程的实施，而非教师那样单纯地进行教学设计。这正是学习工程师和教师的最大区别，就像建筑工程师有别于建筑工人，软件工程师之于程序员。如此，当我们在争论教育有诸多症结而似乎无处可去时，学习工程师总可以带来新鲜可行的方法解决这些顽固的问题。

● 像工程师那样思考

工程师是世界上最有创意和最有效的问题解决者，这是因为他们能把丰富的想象力和对这个世界如何运作的认识结合起来思考。工程师在任何领域的运作都是通过识别问题，依据相关科学来设计精明的解决方案，并让这些解决方案切实可行。

个性化学习是最好的学习方式之一，但是在现有学校围墙里面，没有校长和教师能够实现。如果换成工程师来解决这一棘手的问题又如何呢？

马科斯·万提拉（Max Ventilla）是谷歌公司前执行总监，一位数字技术工程师。他认为，目前公立和私立院校尽管收费不一，但在教育水平和学生的学习效果方面，各有不尽如人意的地方。“如果时间旅行者从20世纪90年代初回来，会发现学校和以前没什么两样。问题是，孩子和世界都已经变化了。”他说。

在对成功的早期教育学校进行了广泛的研究后，马科斯·万提拉发现，这些学校都是奉行以儿童为中心的教育理念，并提供个别化教育，学生按照自己的步调和方法进行学习，培养自己的各种能力。于是他成立了一个教育机构——Altschool，通过技术平台和微型学校，为每位学生都提供小而精的，最重要的、“最适合”的学习内容，以期实现个性化的教育。

他创办的第一所学校在旧金山，招收幼儿园和小学一年级学生，目前有20名学生，3名教师，同时还雇佣了一群前谷歌工程师对学校进行整体设计。

Altschool学校的一个鲜明特点是没有“年级水平”的划分。学生仅是按年龄分成两个主要的学习小组。在一些群体学习项目中，一个教师负责8个孩子。学校建筑则是一个很大的房间，被划分为学习和玩耍区域。

教师会每周为每位学生创建高度个性化的课程学习计划单。它是一组学生在当周要完成的10个左右的目标和项目。每位学生有一部iPad mini，通过iPad上的项目管理软件Trello，学生可以访问自己独特的学习计划单。

Altschool学校的另一个特点是通过视频打破传统教育。教室配备有一定数量的摄像机，教师只需按一下按钮就能记录课堂的学习情况。教师和家长能够真正看到学生突破性的时刻或崩溃的时刻，这能够帮助他们的孩子学习得更好。“你可以看到哪些活动最适合特定的孩子，或者不适合”，马科斯·万提拉说。

AltSchool还包含一个“没有围墙的学校”的理念，经常组织学生进行实地考察旅行，这也是课程的一部分。同时学校通过外包的方式来开展体育活动，节约了修建体育场地和设施的成本。

最近，AltSchool获得了3300万美元的融资。显然这家工程师创办的教育机构正朝着成功的方向迈进。这样的个案并非特例，早前萨尔曼·可汗和他创办的可汗学院就着实让教育行业专家汗颜不已。现在，已经有越来越多的技术人才投身教育，他们应对教育挑战的方法值得原有教育从业者借鉴。在缺乏工程师的教育领域，要实现教育变革的愿景，当前学校面临的挑战之一就是让教育工作者像工程师那样思考并解决课堂上遇到各种问题，这才是需要倡导的。

● 学习工程师的工作

教育工作者向学习工程师转变并非革命性的变化，只不过是更强调使用学习科学和技术来解决现实的挑战。良好的学习设计不只是涉及学习是如何发生的基本原理，还要把这些基本原理应用到具体的学习场景中。

对此，匹兹堡学习科学中心的执行官Ken Koedinger以科学家和工程师之间的区别打了一个比方，“让我们用物理学和机械工程作为类比。 物理学研究的是基本原理，而工程师们则是采用这些原理来解决实际工作中复杂的问题。”同样，我们可以把医生看作是生物科学的工程师。生物学家们探索细胞是如何工作、器官功能、分子相互作用和缺陷等;但是医生则应用这些知识来解决每个病人的健康问题。

这种理解同样适用于学习科学和学习工程。学习科学阐明了学习是怎样发生和进行的。但是却没有透露怎样组织教师和学生在教学中如何做到这一切。因此，如其他行业一样，我们需要学习工程师，把学习科学的原理应用到具体的教学实践中，解决教室中遇到的各种问题。例如，掌握学习法以及个别化教育在30年前就被提出来了，然而直到林地公园高中和可汗学院的翻转课堂创新才让这些教育基本原理在教室中得到了真正的应用和实施。

实际上，学习工程就是精通技术的教育专家们每天要做的事情。他们向学生了解需要解决什么问题，然后转身研究确定解决方案，并设计出更聪明、更好的方式来促进更棒的教育和学习。事实上，学校、教室或者说学习环境中所有的一切都可以用工程师的方法来解决。例如，在学习工程师的解决方案中会涉及：教室灯光和墙面颜色的选择对学生心理的影响，桌椅等家具对教学流程的灵活适应而不至于在流转过程中耽误时间，数字技术和工具的选用更有利于个性化学习的开展，等等。因此，学习工程师不但熟悉学习科学，而且擅用技术工具;能根据具体情况，把教室空间、课桌、电子白板、电脑和网络等融合成一个具体的解决方案，以适应不断变化的学习需求。

● 成功的学习工程师

2002年，Rick Ogston在亚利桑那州创办了Carpe Diem特许学校。初期，这所学校与传统的学校雷同。不过在2005～2006年，学校面临困境期间，Ogston探索出了一种混合学习模式──结合电脑辅助教学和重新设计的教室，这所面临关闭的特许学校重新焕发生机。

围绕着帮助学生学得更好的理念，Carpe Diem中学的混合学习模式进行了一场颠覆式的创新。首先是其激进的教室设计。学校的主要空间是一个装配有二百多台电脑的大型学习中心，这是学生自主进行在线学习的场所。而旁边的较小的房间则作为教师与学生面对面互动交流的地点。其次是独特的教育生态。学校重新定位了教师、学生、家长以及管理者的角色。例如，学校有200多名学生，但仅有5名专业学科教师和4名助教;其中每名专业教师分别负责所有学生的某一门学科教学，而不分年级。助教则是在学习中心负责监控学生、简单答疑。

自从实施混合学习后，Carpe Diem中学在各种测试中，学生成绩名列前茅，连续几年获得全美或州教育评价的殊荣。

其实，学校创办者和新混合学习模型的开发者Rick Ogston之前并非职业教育工作者。他曾在海军陆战队服役，后来干过经商、家庭治疗师以及教会牧师。不过在他进入教育体系时，获得了教育硕士学位。或许Ogston兼收并蓄的背景有助于他对技术和学校设计有不一样的思考。

“我想为孩子们提供更多个性化的教学……在这个时代，要达到这一目的的最好方法是利用技术。除非你能找到一个更好的办法。”Ogston说。在他看来，技术不是秘密武器，而仅是一种工具。这样的工具任何教育工作者都可以找到并加以利用。关键是如何建立新型的学习关系和学习文化，再设计与之配套的学校环境。虽然是同样的技术，但却产生出不一样的效果。

Carpe Diem中学的混合学习被誉为美国新学校模型典范。Carpe Diem中学的成功就是学习工程师的成功。无独有偶，洛杉矶市特南鲍姆高中（Tennenbaum）的校长Michelle Tubbs，一位拥有教育技术博士学位且有丰富经验的教师，用她的学习工程师思维，创建了BLAST混合学习模型，也引起了广泛的关注。类似的故事正在发生，学习工程师们正在点燃学校变革的星星之火。