樊 舒
(中國刑事警察學院 聲像資料檢驗技術系 遼寧 沈陽 110854)
泛在學習是在普適計算技術、無線通信技術、智能移動設備制造技術高速發(fā)展的基礎上產(chǎn)生的新型學習方式,其核心理念是打破時空局限,使學習者自由獲取學習資源,從而實現(xiàn)“無處不在”地學習。目前國內(nèi)外學者已從不同角度對泛在學習開展了研究。有的學者從系統(tǒng)層面對學習資源開展研究,提出了基于語義基因和社會信任模型對學習內(nèi)容進化實現(xiàn)有序控制的方法;有的學者從生態(tài)學角度對泛在學習環(huán)境的建設進行討論,認為在泛在學習系統(tǒng)中,用戶和資源是共生的兩大關鍵種群;還有的學者將主題探究學習引入泛在學習過程,幫助學習者實現(xiàn)深度學習。
學習空間是基于現(xiàn)代通信技術和計算機網(wǎng)絡構建的學習支撐服務平臺。在云計算、大數(shù)據(jù)分析、人工智能等最新信息技術的支撐下,學習空間具有為學習者提供個性化、社交交互式的學習資源及評測學習行為的能力。目前,已經(jīng)有研究通過將泛在學習環(huán)境與網(wǎng)絡學習空間結合,來實現(xiàn)豐富學習資源、加強學習過程參與者之間的聯(lián)系的目標。智慧學習空間是智慧學習環(huán)境下的學習空間,是智慧學習理念下構建的學習空間的新形態(tài),它以幫助學習者構建學科知識和培養(yǎng)學習者的學習能力為目標。
泛在學習具有學習資源數(shù)量過多、有用信息獲取困難的特征,這導致學生在泛在學習環(huán)境下,容易陷入盲目下載囤積學習資料、知識體系構建困難、專業(yè)學習深度難以保證的狀態(tài)。而智慧學習空間具有為學習者推薦個性化學習資源、引導和監(jiān)督學習過程、精準評價學習效果的設計理念。智慧學習空間的內(nèi)涵和特征決定了它適用于泛在學習環(huán)境,二者的結合具有必然性。
目前,泛在智慧學習空間已開始由理論研究進入實用階段,被應用于多類課程的教學,有效提高了學生的學習積極性及學習效率。河南師范大學在師范生教學技能培訓中實施了泛在智慧學習空間下的智能體驗式學習模型,獲得了激發(fā)學生學習積極性、增強其學習認同感的效果。華南師范大學基于TPACK框架設計泛在學習云空間并將其用于大學英語課程教學,該空間可為學員動態(tài)配置個性化空間、提供適用于泛在環(huán)境和語言學習的學習策略支持,并驗證了應用效果。然而,根據(jù)調(diào)研,目前適用于公安類課程教學的泛在學習空間的研究屬空白狀態(tài)。針對此問題,本文根據(jù)公安院校刑事技術課程的特點,設計面向該類課程的泛在智慧學習空間,力圖改進教學模式、解決刑事技術類課程教學中存在的問題,達到幫助學生提高學習效率、培養(yǎng)主動學習能力的目的。
刑事技術是通過運用技術手段對與犯罪活動有關的各類物證進行提取、檢驗、分析和鑒定,實現(xiàn)發(fā)現(xiàn)作案線索、揭露犯罪手段、確定犯罪證據(jù)、查找犯罪對象、證實犯罪行為等重要目標的專業(yè)技術,是為案件的偵破、起訴及審理服務的應用型學科。刑事技術課程是公安院校廣泛開設的專業(yè)基礎課程,該課程是刑事技術實戰(zhàn)在公安院校的延伸。設立該類課程的目的是使刑事偵查、刑事技術專業(yè)的學生掌握刑事技術的基本概念、原理、知識點等理論內(nèi)容,掌握各方向刑事技術相關的操作方法和技術手段,使學生具備進一步學習刑事技術知識、解決刑事技術相關問題的能力,為學生未來從事公安刑事技術工作打下良好基礎。
刑事技術課程的教學目標可劃分為三個層次:知識目標、素質(zhì)目標和能力目標。知識目標即通過教學使學生記憶和理解課程具體知識點和原理的內(nèi)容及內(nèi)涵的目標;素質(zhì)目標是使學生具備刑事技術思維、構建個人刑事技術知識體系、具有持續(xù)深入學習刑事技術的熱情和能力;能力目標是指使學生具備理論聯(lián)系實際的能力,在綜合分析的基礎上,可將所學知識靈活地運用在實戰(zhàn)場景中,解決公安工作中的實踐問題。其中,知識目標是基礎,能力目標是目的,素質(zhì)目標是使學生從知識目標出發(fā)、達成能力目標的途徑。在刑事技術課程教學中,三個目標相互促進,協(xié)同發(fā)展,形成一個多階段的優(yōu)化閉環(huán),最終實現(xiàn)學生職業(yè)能力的躍升。
目前公安院校刑事技術課程教學方式主要以理論課中搭配實驗教學或?qū)嵱栒n的方式開展。在時間安排上,理論教學在前,側(cè)重于教師講授課程知識點,實驗教學在后,主要是通過實驗驗證理論教學內(nèi)容、幫助學生加深對知識點的理解。在教學內(nèi)容方面,教師在統(tǒng)一的教學大綱框架下,以配發(fā)教材為基礎,根據(jù)教師個人對課程的理解設置具體的教學內(nèi)容。在教學方法方面,教師則根據(jù)自身教學習慣來選擇教學方法。近年來,隨著公安院校對課程教學目的的深入挖掘,課程改革被廣泛開展,其中,課程教學強調(diào)聯(lián)系實戰(zhàn)、加強信息化教學和實驗教學是刑事技術課程改革的兩大核心內(nèi)容。多數(shù)教師結合實戰(zhàn)案例講解知識點,以幫助學生提高學習興趣、加深對課堂內(nèi)容的理解,將翻轉(zhuǎn)課堂教學方法引入刑事技術課程;廣泛開展多媒體教學;提升實驗課時的比例,但總體來說,教學方法還是以傳統(tǒng)的知識講授為主,多媒體課件被作為呈現(xiàn)具體教學內(nèi)容的輔助工具在教學過程中使用;實驗教學方面,以基礎實驗為主,注重鍛煉學生技能操作,較少涉及刑事技術思維的培養(yǎng)。在考核方式上,以筆試為主,側(cè)重考核學生對基本知識、理論的理解和掌握,同時通過實驗和作業(yè)成績,評估學生的基本技能及評測學生知識目標的完成程度,缺少對學生素質(zhì)目標和能力目標完成情況的有效評估。
基于刑事技術課程的現(xiàn)有教學方式和考核方式,公安院校刑事技術課程教學面臨以下幾個亟待解決的問題:
1.以講解知識點為主的教學手段較為單調(diào),易削弱學生的學習熱情及專注度,導致課堂教學效果不佳。教學中講授的原理、知識較為抽象,與實戰(zhàn)場景有一定區(qū)別;簡單的案例講解和實驗難以實現(xiàn)理論知識與實戰(zhàn)技能的對接,導致學生從課堂獲得的知識成為惰性知識,即學生僅能完成對課程內(nèi)容的機械記憶,在陌生的實戰(zhàn)情景下無法完成知識提取、自發(fā)靈活地運用知識解決實戰(zhàn)問題。
2.案例教學局限在課堂教學中,且以教師陳述為主,導致學生參與度不足,教學效果受限。刑事技術課程非常依賴實戰(zhàn)案例教學,借助案例教學可使抽象的知識和概念實體化,幫助學生快速深刻地理解課程內(nèi)容,掌握知識的運用技巧。但目前刑事技術課程中的案例教學存在兩個難題:一是案例教學方式以教師陳述為主,缺乏情景導入,導致學生參與度不足,教學效果受限;二是當前案例教學只能局限在課堂教學中,由于學生缺乏獨立解讀實戰(zhàn)案例的能力且在課后難以獲取案例資源,導致學生在課后僅能通過閱讀教材的方式進行復習,限制了學生課下對刑事技術課程的深入學習。
3.教學以及考核側(cè)重知識目標的實現(xiàn),導致學生在學習過程中重視學習內(nèi)容的簡單記憶。教學中缺少針對性培養(yǎng)學生偵查思維和刑事技術思維的環(huán)節(jié),缺少對刑事技術內(nèi)在規(guī)律的深入解讀,導致學生對課程的知識體系和內(nèi)容邏輯關系認識不足,限制了知識提煉和知識體系構建等高階學習能力的培養(yǎng),無法滿足公安院校培養(yǎng)兼具創(chuàng)新意識和實踐能力的高級警務人才的需求。
4.刑事技術課程教學缺少教師和學生之間、學生與學生之間的協(xié)同學習、交流協(xié)作機制,導致教師對學生需求缺乏了解、學生對知識的理解角度單一,師生無法形成促使知識水平躍升的合力。雖然翻轉(zhuǎn)課堂教學方法的引入一定程度上改變了這一狀態(tài),但也僅限于課堂上有限分組討論,廣泛的學習協(xié)作依然沒有建立。值得特別注意的是,公安院校會經(jīng)常針對基層干警開展培訓授課,但目前還沒有形成在校本科生與培訓干警之間的學習交流機制,即缺少將一線干警的實戰(zhàn)辦案經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為課程教學助力的渠道。
通過課程教學幫助學生實現(xiàn)知識目標、素質(zhì)目標和能力目標,根本途徑是幫助學生實現(xiàn)對本課程的高效學習。高效學習指學生在學習過程中基于科學的學習理論,在主動學習和思考的基礎上,發(fā)掘和總結課程內(nèi)容的學習規(guī)律,總結并采用科學的學習方法及技巧,保持學習熱情和積極狀態(tài),最終達到提高單位時間內(nèi)知識獲取量和靈活應用知識的能力目標。簡而言之,高效學習包含四個基本特征:學習速度快、學習方法科學、學習積極性高、獲得靈活運用知識的能力。從以上分析可知,將課程教學從以“教”為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴皩W”為中心,教師引導學生實現(xiàn)主動學習,將實戰(zhàn)教學貫穿于學習過程,同時依據(jù)經(jīng)驗知識對學生的學習方法進行指導,是促進學生學習效率、達成知識目標、素質(zhì)目標和能力目標三大教學目標的有效途徑。與以上結論相呼應,建構主義學習理論認為學習是主體主動建構個人知識體系的過程,而不是簡單的信息輸入、存儲和提取,學習過程應由教師教授知識轉(zhuǎn)變?yōu)閷W習者在模擬實戰(zhàn)情景下通過協(xié)作交流主動獲取知識和實踐能力。建構主義學習環(huán)境模型強調(diào)以解決實際問題的需求為驅(qū)動力,以問題情景脈絡為約束力,以會話和協(xié)作為支撐,實現(xiàn)知識的情景化和社會性建構。該模型的三個基本要素包括問題、信息資源和認知、協(xié)作工具。作為建構主義學習環(huán)境模型的具體應用,泛在智慧學習空間可使學習者隨時隨地、自由地獲取豐富的、個性化、社交交互式的學習資源,并在引導和監(jiān)督學習過程的同時精準地評價學習者的學習行為和學習效果。因此,在刑事技術課程中引入泛在智慧學習空間,可以有效彌補目前刑事技術課程教學的不足,促進學生高效學習。
本文以針對性解決目前刑事技術課程教學面臨的問題為驅(qū)動設計泛在智慧學習空間,該空間為學習者提供具有整合性、靈活性和交互性的學習平臺,即學習環(huán)境、資源、工具、方法、成果在學習過程中實現(xiàn)整合,學習者通過利用多樣化的通信方式和智能終端設備,可隨時隨地獲取適合個性化學習的學習工具和學習資源,并與學習伙伴和教師開展交流??臻g的具體設計思路如下:
1.空間支持泛在接入;
2.以引導學生主動學習和構建知識體系為重點;
3.以打破案例教學場所局限、實現(xiàn)實戰(zhàn)情景化學習為特色;
4.以眾包模式構建和優(yōu)化案例資源庫,同時支持信息共享;
5.建立社交式學習環(huán)境。
圖1 用于刑事技術課程的泛在學習空間架構
本文中設計的泛在智慧學習空間前臺以學員可訪問登陸的“學習空間”為核心,后臺由主要“課程知識構建模塊”“實戰(zhàn)案例數(shù)據(jù)庫”“個人評估與推薦系統(tǒng)”三個功能模塊構成,其架構如圖1所示。學員通過電腦或手機等智能終端,訪問“學習空間”界面,并獲取和設置個人賬戶。學習空間提供五個子界面,包括“課程內(nèi)容學習”“實戰(zhàn)案例編輯”“學習水平評估”“學習交流社區(qū)”“個性化信息”,各界面具體功能如下:
1.學員進入“課程內(nèi)容學習”界面后,可根據(jù)需要選擇學習的課程及章節(jié),并實施學習行為。“課程內(nèi)容學習”基于“課程知識構建模塊”來實現(xiàn)。“課程知識構建模塊”為學習者提供“教學法”和“學習資源及工具”兩方面內(nèi)容的支持。在“教學法”方面,模塊在綜合考慮多個課程教學專家的設計意見基礎上對課程內(nèi)容進行分解,并為學員提供學習引導及知識構建流程,最終使學員達到提高學習能力和構建知識體系的目標。在“學習資源與工具”方面,模塊可以為學員提供實戰(zhàn)案例數(shù)據(jù)庫、電子教材數(shù)據(jù)庫、各類學習資料庫及互聯(lián)網(wǎng)絡等接口,幫助學員實現(xiàn)信息的泛在獲取,進一步提高學員的學習效率。學員在學習過程中,遵循學習引導及知識構建流程對課程各知識點進行分步學習,在學習過程中通過查閱電子教材數(shù)據(jù)庫、學習資料庫和訪問互聯(lián)網(wǎng)獲取知識點的詳盡信息,實現(xiàn)對課程知識的深度理解和挖掘,并通過調(diào)用實戰(zhàn)案例對知識掌握水平進行考核和評測,建立知識點與實戰(zhàn)運用間的聯(lián)系,及時定位知識盲點。
2.“實戰(zhàn)案例編輯”主要為擴充和優(yōu)化“實戰(zhàn)案例數(shù)據(jù)庫”服務?!皩崙?zhàn)案例數(shù)據(jù)庫”中案例資源文件按統(tǒng)一格式編輯,包含偵破思路、涉及技術及概念、關鍵進程、考核點等關鍵信息。案例文件與各章節(jié)課程內(nèi)容匹配,系統(tǒng)可在學員學習過程中根據(jù)教學需要自動推送相關案例,也允許用戶以章節(jié)目錄為索引自由查找實戰(zhàn)案例。用戶可在課下使用實戰(zhàn)案例進行自學或測試。在設計和規(guī)范化實戰(zhàn)案例編輯流程及評價維度的基礎上,“實戰(zhàn)案例數(shù)據(jù)庫”充分發(fā)揮網(wǎng)絡用戶交互協(xié)作的優(yōu)勢,以教師編寫實戰(zhàn)案例文件為基礎,同時采用“眾包”的方式對數(shù)據(jù)庫進行擴充和優(yōu)化。在學習空間中提供實戰(zhàn)案例文件編輯工具,學員可根據(jù)自身實戰(zhàn)經(jīng)歷編輯和上傳實戰(zhàn)案例文件,文件上傳后由專家及教師對其進行審核、提出修改建議,文件修改合格后可作為正式實戰(zhàn)案例文件提供給全體學員使用。此外,學員在調(diào)用實戰(zhàn)案例文件后,還可以對案例文件給予評價和修改建議,并由管理員在評估后對案例文件進行進一步完善。通過引入“實戰(zhàn)案例編輯”可有效擴展實戰(zhàn)案例來源、完善案例文件質(zhì)量。
3.學員通過“學習水平評估”對自身學習水平進行測評。測評分為三個類別,包括知識測試、課程思維評估和實踐能力考核,分別對應知識、素質(zhì)和能力三個教學目標。測試題目由多名專家分章節(jié)編寫,并放入題庫,在測試過程中學生可選擇測試的范圍,系統(tǒng)根據(jù)輸入隨機選擇題目向?qū)W員推送。
4.“學習交流社區(qū)”以論壇的形式對全體學員開放,作為學員交流的工具?!皩W習交流社區(qū)”的特色是基于“個人評估與推薦系統(tǒng)”模塊,為學員推薦“學術領袖”。具體方法是,學習空間記錄學員的學習行為數(shù)據(jù)(學習進度、學習時長、評測成績等)及知識貢獻行為數(shù)據(jù)(如上傳實戰(zhàn)案例數(shù)量、所提供實戰(zhàn)案例使用情況等),并將數(shù)據(jù)提供給“個人評估與推薦系統(tǒng)”模塊,由模塊對學員進行評估并計算獲得推薦結果。通過評估學員的學習能力和對課程所做貢獻及分享行為積極程度,模塊選擇兼具分享熱情、良好成績和實戰(zhàn)經(jīng)驗的學員作為“學術領袖”向全體學員推薦,鼓勵學員在課后開展學習交流活動。
5.“個性化信息”界面呈現(xiàn)學員在學習空間中的活動信息,包括學習進度、作業(yè)完成情況、學習時長、案例文件貢獻、社區(qū)交流等,同時利用“個人評估與推薦系統(tǒng)”模塊,采用統(tǒng)計分析、機器學習等算法,評估學習者的知識掌握水平,為學員推薦與之匹配的學習資源。
面向刑事技術課程的泛在智慧學習空間的實現(xiàn)有賴于后臺核心模塊的實現(xiàn)方法和關鍵技術(如圖2所示),各模塊的具體實現(xiàn)方法如下:
1.課程知識構建模塊的核心功能為“教學法”,即設計適用于刑事技術課程學習規(guī)律的教學方法,并將其嵌入在學習空間中,引導學生按一定順序、方法實現(xiàn)課程知識的獲取?!敖虒W法”的實現(xiàn)分為“教學法設計”和“教學法可視化實現(xiàn)”兩個部分。知識構建“教學法設計”中,基于關聯(lián)主義學習理論和元認知理論,以課程中關鍵概念為核心及支撐節(jié)點,以各概念間的聯(lián)系為學習過程推進動力,引導學習者對核心概念及其相關知識進行含義搜索、內(nèi)涵挖掘、比較研究、對應實戰(zhàn)案例訓練,使學習者實現(xiàn)對課程的深度學習,并最終構建知識體系、提高學習能力、優(yōu)化思維方式。教學法體現(xiàn)在“教學法可視化實現(xiàn)”中,即學生進入學習界面后,由系統(tǒng)向?qū)W生推薦多個關鍵概念,并要求學生采用搜索工具、學習資料等深入挖掘各概念之間的關聯(lián)關系,之后利用畫圖工具完成課程內(nèi)容邏輯圖,之后采用基礎習題、實戰(zhàn)案例幫助學生加深理解,從而完成學生對課程知識由橫向向縱向的二維知識構建。
2.實戰(zhàn)案例數(shù)據(jù)庫設計劃分為“實戰(zhàn)案例編輯格式設計”和“實戰(zhàn)案例編輯方法實現(xiàn)”兩個部分。“實戰(zhàn)案例編輯格式設計”工作,在對實戰(zhàn)部門調(diào)研的基礎上,參照知識構建教學法,設計規(guī)范化實戰(zhàn)案例文件編輯格式,使案例文件包含偵破思路、涉及技術及概念、關鍵進程、考核點等關鍵信息。該部分的重點是將實戰(zhàn)中的技術運用與刑事技術課程中的概念、原理做精準對應,即將實戰(zhàn)操作凝練升華為理論知識,從而明確實戰(zhàn)經(jīng)驗有效性的本質(zhì)原因及價值的落腳點。該工具首先需要與基層干警做深入交流,理解案件進程中實現(xiàn)突破的關鍵因素和驅(qū)動力,此時獲取的信息是一種碎片化的經(jīng)驗信息。之后,將經(jīng)驗信息根據(jù)刑事技術課程“教學法”中的框架進行分類,實現(xiàn)經(jīng)驗信息與概念、原理的對應。在此基礎上,對實戰(zhàn)案例按時間進程分解,將偵破思路、涉及技術及概念、關鍵進程、考核點等分別插入案例文件?!皩崙?zhàn)案例編輯方法實現(xiàn)”工作,主要是設計實戰(zhàn)案例文件編輯界面及操作方法,使學習者可編輯并上傳實戰(zhàn)案例文件。需要注意的是,學員在使用實戰(zhàn)案例文件時,文件應模仿案例的實際進程逐步呈現(xiàn)關鍵信息,以實現(xiàn)案例的情景化嵌入。
3.個性化評估和推薦系統(tǒng)設計中,包括學習水平評估算法和知識分享行為評估算法兩種算法的設計。學習水平評估算法應在分別準確評估學生知識水平、素質(zhì)水平和能力水平的基礎上,對學生的綜合能力進行評測。設計該算法的重點是依據(jù)對課程內(nèi)容和實戰(zhàn)部門的調(diào)研提取可反映知識水平、素質(zhì)水平和能力水平的特征要素,設計樣本模式和機器學習模型,并利用采集的大量真實樣本對機器學習模型進行擬合,獲取各特征要素的權值系數(shù)。在知識分享行為評估算法設計中,首先對學生群體進行調(diào)研,了解對學生有益的知識分享行為,并以此為依據(jù)提出知識分享行為要素,同樣基于機器學習算法、獲取樣本并確定各要素的權值。之后利用相關性原理和聚類算法設計推薦算法,用于向?qū)W員推薦學習資源和交流活動,具體思路為:依據(jù)學習資源或交流活動中體現(xiàn)的關聯(lián)性特征,對其進行聚類,根據(jù)學員的學習內(nèi)容、評測成績、參與活動等空間活動記錄,選擇相應的適用于該學生的學習資源、學術領袖或?qū)W習交流活動并進行推薦排序。在此基礎上,建立課程學員間的社交網(wǎng)絡,實現(xiàn)對學員間的信息共享和經(jīng)驗交流的促進。在搭建示范性平臺后,利用平臺獲得的運行數(shù)據(jù),采用機器學習算法進一步優(yōu)化評估算法和推薦算法中的要素權值及參數(shù),改進算法性能。
面向刑事技術課程的泛在智慧學習空間主要在實戰(zhàn)案例文件編輯格式、課程知識構建模塊、學員評估方法等三個方面實現(xiàn)創(chuàng)新設計,從而達到促進課程教學質(zhì)量的目的,具體如下:
1.充分考慮到刑事技術相關的實戰(zhàn)案例的特殊性,對實戰(zhàn)案例文件的編輯格式進行規(guī)范化設計,將實戰(zhàn)案例文件的編輯與刑事技術課程知識體系相結合,使實戰(zhàn)案例文件中攜帶偵破思路、涉及技術及概念、關鍵進程、考核點等信息,從而使學習者可以在課下時間使用實戰(zhàn)案例文件數(shù)據(jù)庫進行自學和自我測試,打破了實戰(zhàn)案例教學的空間局限。
2.與一般學習空間重視幫助學習者獲取學習資源、忽略引導學習者對學習資源進行深入學習不同,創(chuàng)新的泛在智慧學習空間通過引入課程知識構建模塊,對刑事技術課程內(nèi)容實現(xiàn)科學分解,并引導學生在信息搜索工具、實戰(zhàn)案例文件數(shù)據(jù)庫的輔助下,實現(xiàn)課程內(nèi)容的深度理解和知識體系構建,最終達到提高教學質(zhì)量的目的。
3.與一般學習空間的個性化評估系統(tǒng)僅對學習者的知識水平進行評估不同,創(chuàng)新的泛在學習空間在對學習者知識水平進行評估的基礎上,認為學習者參與學習活動的熱情、貢獻和分享行為也是影響課程學習的重要因素。通過評價學生經(jīng)驗分享和貢獻,選出優(yōu)秀學員向所有用戶推薦,實現(xiàn)課程學習社交網(wǎng)絡的建立,從而促進學員間的信息共享和經(jīng)驗交流,進而促進課程學習。
圖2 用于刑事技術課程的泛在學習空間實現(xiàn)方法
本研究的價值在于創(chuàng)新公安院校刑事技術課程的教學與學習方式,圍繞泛在學習空間的設計與建設,促進刑事技術課程教學在空間、時間、資源、方法等多個維度上的擴展,實現(xiàn)改善課程教學質(zhì)量、增強學員自主學習及構建高水平知識體系的意識與能力。在教育信息化成為國家戰(zhàn)略的背景下,在公安院校刑事技術課程教學中大膽嘗試基于泛在智慧學習空間的教學模式,結合泛在智慧學習空間的特點和優(yōu)勢開展具體的研究工作,對探索公安院校新型教學模式、革新教學理念、提高教學質(zhì)量具有積極的實踐意義和推廣價值。