在阿特金森和薩普斯等先驅的努力下，人們開始嘗試使用計算機技術促進學習（如，Atkinson, 1968; SuppesandMorningstar, 1968）。從那時起，計算機技術在學校中的應用急劇增加，有人預測這種發展趨勢將繼續加速（美國教育部, 1994年）。人們對技術的浪漫看法是，只要它在學校中出現就會促進學生的學習和學業成就。與之相反的觀點是在技術上花費的資金和學生使用計算機所花的時間都是浪費（參閱教育政策網, 1997）。但是，許多研究小組查閱了有關技術和學習的文獻，得出的結論是只要適當地使用技術，技術在提高學生學業成就和促進教師學習上具有巨大的潛力（例如，范德比爾特大學認知與技術小組，1996; 科學與技術總統顧問委員會, 1997; Dede, 1998）。
有關學習的研究和發現為我們利用技術幫助學生和教師發展21世紀所必需的能力提供了一些重要的指導原則。新技術為創建學習環境和挖掘新潛力提供了機遇，這種學習環境可以擴展古老的、但仍舊有用的技術（書籍、黑板和線性單向傳播媒體，例如收音機和電視）的潛力。但是技術並不能保證學習的有效性，例如，如果學生花費大量時間為多媒體報告選取字體和色彩，而不是把時間化在設計、撰寫和修改觀點上，那麼不恰當地使用技術反而會阻礙學習。人人都知道學生在網海衝浪中浪費了不少時間，但是技術的許多方面還是使人們更容易創建與本報告i寸論的學習原則相一致的教學環境。
由於許多新技術都具有交互性（Greenfield and Cocking, 1996），因而現在我們可以更容易地創建教學環境，在這種環境中學生能夠通過實踐來學習、獲得反饋和不斷地改進他們的理解以及建構新知識（Barron et aL, 1998; Bereiter and Scardamalia, 1993; Hmelo and Williams，印刷中; Kafai, 1995; Schwartz et al, 出版中）。新技術也可以幫助人們把難以理解的概念可視化，例如區別熱度和溫度（Linn et al.,1996）。學生可以使用校外環塊中使用的類似工具一可視化軟件和建模軟件，以提高他們的理解力，並促進學生從學校環境遷移到校外環境。利用這些技術，我們可以從數字圖書館、用於分析的數據，以及其他能夠提供信息、反饋和啟示的人那裡獲取大量的信息。技術還可以促進教師、管理人員和學生的學習，增加學校和社區（包括家庭）間的聯繫。
本章我們從五個方面探究如何使用新技術：
把令人激動的、基於真實世界的問題引人課堂；
提供促進學習的支架和工具；
給學生和教師提供更多的反饋、反思和修改機會；
建立包括教師、管理人員、學生、家長、實踐科學家和其他有興趣的人在內的本地共同體和全球共同體；
拓展教師學習的機會。
新課程
技術的一個重要用途就是它能夠為課程和教學創造新機會，通過把真實世界的問題帶人到課堂，讓學生進行探索和解決，參見背景資料9.1。技術能夠幫助我們創建一個富有活力的教學環境，在那裡學生不僅可以解決問題，還可以發現他們自己的問題。這種學習方式完全不同於典型的學校課堂，因為在那裡學生花費了許多時間去學習講授式教學中或課文中的事實，還要完成各章結尾處的習題。
背景資料9.1把真實世界的問題引入課堂
在田納西州一所中學的數學課上，孩子們剛剛看過一個賈斯珀·伍德伯裡系列中有關建築師如何解決社區問題的探險視頻，例如為兒童設計娛樂的安全場地。
這個錄像在結束時向全班學生提出了挑戰，即要求他們為附近小區設計一個操場：
敘述者：特倫頓沙子和木材公司贈送了32立方英尺的沙子，用於建造沙池，另外還贈送了木頭、細砂礫。克裡斯蒂娜（Christina）和馬庫斯（Marcus）必須準確地告訴特倫頓沙子和木材公司他們到底需要多少沙子、木頭和細砂碌。李氏柵欄公司贈送了長為280英尺的柵欄。羅德裡格斯設備公司捐贈了用於溜滑的材料，其長度可以任意切割，還捐贈了為好動的孩子們準備的鞦韆。羅德裡格斯設備公司的員工也一起參與建造操場，所以他們準備搭建柵欄和幫助孩子們安裝操場器材。克裡斯蒂娜和馬庫斯得到了他們的第一份工作——建築設計師，開始做與20年前格洛麗亞所做的相同工作，即設計一個操場。
學生們在課堂上幫助克裡斯蒂娜和馬庫斯設計鞦韆架子、滑梯和沙池，然後製作操場的模型。在解決這個難題的過程中，他們碰到了各種有關算術、幾何、測量和其他學科的問題，你怎樣才能做到按比例製圖？如何測量角度？需要多少細砂爍？有哪些安全性要求？
對學生學習的評估表明學生獲得了對這些問題和其他幾何概念的理解（例如，范德比爾特大學認知與技術小組, 1997）。此外，學生提高了與他人合作和向真實觀眾（常常由感興趣的成人組成）交流他們的設計思想的能力。
在學生參與那些活動的一年以後，那些活動還歷歷在目，在談起時仍然很自豪（例如，Barron et al., 1998）。
通過真實世界的情境來學習不是一觀念《長期以來，學校已斷斷續續地通過實地考察、實驗和半工半讀課g為學生提供具體的經驗。。但是這些活動很少成為學擇教學的核心，由於邏輯上的局限和需要涵蓋多門學科內容，這些活動徹？融人學校的教學中。為克服這些局限，技術提供了功麵大的工具，從基於視頻的難題、計箅機模擬到電子通信系統，將課堂與在科學、數學以及其他領域工作的實踐者共同體聯繫在一起（Barron et al., 1995）。
目前許多基於視頻、基於計算機的學習項目正在實施，它們具有不同的目的。由邦克大街學院開發的「咪咪旅行記」便是通過視頻和計算機技術把學生引人真實問題的早期嘗試（如，Char and Hawkins, 1987）：學生「跳人大海」，在學習有關館魚和尤卡坦半島的瑪雅文化的情境中解決問題。最近的學習系列包括賈斯珀·伍德伯裡問題解決系列（范德比爾特大學認知與技術小組, 1997），它們是12個交互式視頻環境，向學生們展示了他們所面臨的挑戰，即要求他們理解和應用數學中的重要概念；參見背景資料9.2。利用這個錄像系列學習的學生在數學問題解決方法、交流能力和對待數學的態度方面獲得了成功（例如，Barron et al., 1998; Crewset al., 1997; 范德比爾特大學認知與技術小組, 1992,1993,1994,1997; Vyeet al. 1998）。
背景資料9.2問題解決和學習態度
在九個州的教室裡，學生們有機會在1年的時間裡解決四個賈斯珀探險問題。用於解決賈斯珀探險問題的平均時間大約在3至4周。在有關數學、解決複雜問題和對待數學及複雜挑戰的態度方面的標準化測試中，把這些學生們的成績與非賈斯珀對照班的成績進行比較。結果是賈斯珀班的男女生在標準化測試的成績上並不落後於對照班，這表明他們具有較好的解決複雜問題的能力，在面對數學和複雜挑戰時表現出更積極的態度（參見范德比爾特大學認知與技術小組，Pellegrino et al., 1991）。
下圖是賈斯珀班學生和對照班學生回答以下詢題的得分情況：（a）識別解決複雜問題所必需的關鍵數據和步驟；（b）評估解決這些難題的可能解決方案；（c）表明他們對數學的自信程度、對數學實用性的信心、對數學的興趣和對複雜數學挑戰的態度。圖9.1反映了從學年初到學年末參與交互式視頻挑戰系列的學生的態度發生了積極變化，而對照班的大多數學生的態度變化是消極的，處在水平線以下。圖9.2和9.3表明參與賈斯珀問題解決挑戰的學生，其策劃能力和理解力發生了積極的變化。顯然，交互式視頻教材對兒童的問題解決和理解能為具有積極的影響。
圖9.1學習態度的變化。
圖9.2 高水平的策劃挑戰。
圖9.3 子目標理解難題。
新型的學習項目並不只局限於數學和科學。人們已開發出問題解決的學習環境，幫助學生更好地理解工作現場。例如，在一個銀行模擬軟件中，學生扮演銀行副行長的角色，學習承擔各種職責所必需的知識和技能（Classroom Inc., 1996）。
這些技術環境的交互性是學習的一個重要特點，交互性使學生容易重新回到學習環境的特定部分，使他們更充分地探究學習環境、檢驗觀點和接受反饋。像線性錄像帶一樣的非交互式學習環境不太有利於創建能讓學生以獨立或協作方式進行探索和複查的情境。
將真實世界的問題帶入課堂的另一種途徑是把學生與一線開展研究的科學家聯繫起來（Cohen, 1997）。在許多這類學生一科學家的夥伴關係中，學生收集數據用於理解全球性問題；學生們來自天各一方的學校，他們通過因特網加人到不斷遞增的夥伴關係中。例如，全球實驗室（Global Lab）支持一個由來自30個國家超過200所學校的學生研究者組成的國際性共同體，就本地或全球的環境來建構新知識（Tinker and Berenfeld, 1993, 1994）。全球實驗室班級選取它們本地環境的某些方面進行研究。通過使用共享的工具、課程、方法，學生們製圖、描述和監控他們研究的選址，收集和共享數據，他們把本地的研究發現置於一個更廣闊的、全球化的情境中。在學生參與了第一個學期的15個技能發展活動系列以後，全球實驗室的學生開始在諸如空氣、水污染、背景輻射、生物多樣性和臭氧消耗等領域進行高級研究性學習。全球化視角有助於學生識別出在全世界都能觀測到的環境現象，包括在豐富植被的地方對流層臭氧水平的下降，學校臨近放學時室內二氧化碳水平的急劇上升，某種蔬菜中硝酸鹽的大量堆積。一旦參與者在他們採集的數據中發現了重要的模式，由學生、教師和科學家組成的這一「遠程合作」共同體就會抓住極其嚴峻的科學問題——設計實驗、開展同伴間的評論和發表他們的研究發現。
類似的方法已經用於天文學、鳥類學、語言藝術和其他領域（Bormey and Dhondt, 1997; Riel, 1992; 加利福尼亞大學校董會, 1997）。這些合作經驗有助於學生理解複雜的系統和概念，例如多重因果關係和不同變量間的相互作用。由於教育的最終目標是幫助學生成為有能力的成人和終身學習者，因此我們有充足的理由借助電子方式把學生與同伴、學生與實踐專業工作者連接起來。越來越多的科學家和其他專業人員正在建立電子「合作小組」（Lederberg and Uncapher,1989），通過這一「合作小組」，他們闡述和開展他們的工作（如，Finholt and Sproull, 1990; Galegher et al., 1990）。這種趨勢為創建虛擬的學習共同體提供了理由和媒介。
通過GLOBE項目（Global Learning and Observations to Benefit the Environment, 改善環境的全球性學習和觀察），在超過34個國家的2000多所學校裡，有成千上萬的學生（從幼兒園到12年級）都在採集有關他們本地區環境的數據（Lawless and Coppola, 1996）。學生們使用由主要研究機構的首席調查員們指定的規程從五個不同的地球科學領域採集數據，包括大氣、水文和陸地覆蓋。學生們通過因特網把他們採集的數據提交給GLOBE數據檔案庫，科學家和學生都可以使用這個數據檔案庫進行數據分析。在GLOBE萬維網上提供一組可視化工具，使學生能夠看到他們自己採集到的數據與其他地方收集到的數據在多大程度上保持一致。對於環境科學方法和數據解釋能力的評價，GLOBE課堂裡的學生要比沒有參與這個項目的學生表現出更高的知識和技能水平。
新興技術和有關教學的新觀念正在融合，在「通過合作性可視化（CoVis）來學習的項目」（Pea, 1993a; Pea et al., 1997）中重建進人大學前的科學教育。利用寬帶網絡，來自至少40個學校的初、高中學生們與天各一方的其他學子們合作。成千上萬的學生參與進來，通過基於項目的活動共同研究大氣和環境科學（包括有關氣象學和氣候學的課題）。通過這些網絡，學生還與「遠程導師」一-大學研究人員和其他專家進行交流。通過應用為學習而改制的科學可視化軟件，學生們可以獲得與科學家們相同的研究工具和數據集。
在一個為期五周的「全球變暖學生研討會」上，來自各州不同學校的學生通過課程單元、學習者中心的科學可視化工具和數據、CoVis地理科學萬維網服務器上的評價2J3量表，評估全球變暖的證據，思考可能的發展趨勢和結局（Gordin et al.,1996）。學習者第一次瞭解了氣候溫度的自然變化、人類導致的大氣中二氧化碳增加，以及電子錶格和科學可視化工具在探究方面的應用。這一階段性的活動為開放式協作學習項目的展開指明了方向。通過設計用於調查全球變暖對一個國家的潛在影響或一個國家對全球變暖的潛在影響的典型問題和數據，學生們使用總體框架，在框架中他們通過選擇一個國家來確定該國家的特定數據和針對項目重點的特殊問題（例如，由於森林的過度採伐而引起二氧化碳增加、由於海平面上升導致洪水氾濫）。然後，學生們調查一個全球性問題或者某個國家的觀點。他們的調查結果會在學校內或學校間的項目報告中交流，參與的學生會根據項目的研究發現考慮當前國際政策所造成的後果。
與專業人員和遠程的學習夥伴一起就項目進行學習，其意義超越了學校的課堂學習，對基礎教育階段的學生們來說是一個巨大的動力。學生們不僅對他們正在做的事情有興趣，而且當他們能夠與氣象學家、地理學家、天文學家、教師或計算機科學家進行交流的時候，他們還表現出一些令人印象深刻的、顯示才智的學業成績（Means et al., 1996; O'Neill et al., 1996; O'Neill, 1996; Wagner, 1996）
支架和工具
許多技術可以作為支架和工具，幫助學生解決問題。這一想法久而有之：在1945年《大西洋月刊》刊登的一篇預言性文章中，萬尼瓦爾·布什——羅斯福總統的科學顧問，把計算機描寫成一個在科學研究、工作、學習中充當文書和其他支持科學研究功能的通用符號系統，因此計算機能解除人類大腦的負擔，讓他們去從事創造性的工作。
應用於課堂的第一代基於計算機的技術採用了非常簡單的電子「抽認卡」形式，學生使用電子「抽認卡」來操練無關聯的技能。當應用程序在社會其他領域廣泛使用時，基於計算機的學習工具已笨得比較複雜了（Atkinson, 1968; Suppes and Momingstar, 1968）。如今這些工具包括計算器、電子錶格、圖形程序、函數探測器（例如，Roschelle and Kaput, 1996）、用於提出推測和檢驗推測的「數學猜測器」（如，Schwartz,1994）、用於生成複雜現象的模型和檢測模型的建模程序（Jackson et al., 1996）。在由學習研究所開發的「通過應用程序學習中學數學的項目」（MMAP）中，創新性軟件工具被用於通過解決諸如為北極人的住所設計保溫材料的問題來探究代數中的概念（Goldman and Moschkovich, 1995）。在小行星識字系列中，計算機軟件通過「成為好作家」的幾274個階段幫助學生進步（范德比爾特大學認知與技術小組, 1998a，b）。例如，在小行星識字系列中，基於視頻的、引人人勝的歷險故事鼓勵幼兒園和一、二年級的學生們編寫圖書，並解決在歷險故事的結尾處提出的挑戰性問題。其中的一個挑戰問題是：為了營救小行星上的生物，以防止它落人一個名叫旺狗（Wongo）的惡魔所設的陷阱中，學生們必須寫一本圖書。
教育所面臨的挑戰是如何設計用於學習的技術，它既汲取了來自有關人類認知的知識，又採納了技術如何能使工作現場的複雜任務得以解決的實際應用。這些設計使用技術來支持思維和活動，這好比年幼的孩子學騎腳踏車需要練習輪子，否則沒有支撐他們就會摔下來。正如練習輪子一樣，計算機搭建的支架允許學習者開展更高級的活動，參與更高級的思維和問題解決活動，如果沒有支架的幫助，就無法收到這樣的效果。十年前，認知技術首次用來幫助學生舉習數學（Pea, 1985）和寫作（Pea and Kurland, 1987）；十年後，許多項目都使用認知支架來促進學生在科學、數學和寫作中的複雜思維、設計和學習。
例如「望景樓系統」（Th eBelvedere system）是為高中學生設計的，其目的是教授他們學習與科學有關的公共政策問題，因為他們缺乏深入理解許多科學領域的深層次知識，難以關注複雜科學爭論中的關鍵問題，不能識別隱含在科學理論和論據中的抽像關係（Suthers et al., 1995）。「望景樓系統」使用帶特定方框的圖形來表示不同類型觀點間的關係，它有助於支持學生就與科學有關的問題進行推理。當學生們使用「望景樓系統」中的方框和鏈接表示他們對一個問題的理解時，在線顧問會給出提示，幫助學生們拓寬論證的廣度、保持論點的一致性和理據性（Paolucci et al., 1996），支架式學習經驗可以用不同的方式組織。一些教育研究者提出了認知學徒模型（apprenticeship model），首先讓學習者觀察專家級的從業者的示範行為，然後為學習者搭建支架（提供建議和示例），接著引導學習者實踐操作，逐漸減少支持和引導，直到學徒能夠獨立工作（Collins et al., 1989）。其他人爭辯說，採用單一方法的目標不切實際且過於局限，因為成年人經常需要使用工具或其他人力資源來完成他們的任務（Pea, 1993b; Resnick,1987）。有些人甚至主張精心設計的、能支持綜合性活動的技術工具可以建立起一個真正的人機共生關係，把人類活動的組成部分重新組織成不同於前技術設計的結構（Pea, 1985）。雖然對於確切的目標和如何評價搭建支架技術的優點存在各種不同的觀點，但是人們一致認為新工具使人們能夠以比過去更複雜的方式進行工作和學習。
在許多領域，專家們正應用新技術以新的方式表徵數據，例如，利用三維虛擬的模型模擬金星的表面，或者模擬分子的結構，它們可以用電子方式製作，並從任何一個角度觀察。再舉一個例子，地理信息系統利用顏色的深淺在地圖上直觀地表示諸如溫度或降雨之類的變量。借助於這些工具，科學家能夠更快速地辨別模型，並且發現以前沒有注意的相互關係（例如，Brodie et al., 1992; Kauftnann and Smarr, 1993）。
一些學者斷言模擬和基於計算機的模型是自從在文藝復興時期出現數學建模以來用於揭示數學和科學的發展進步和實際應用的最強有力的資源（Glass and Mackey, 1988; Haken, 1981）。從用不活動的媒體（如一幅圖畫）表示靜態模型發展到用互動媒體（提供可視化的分析工具）表示動態模型，這一轉變深刻地改變了探究數學和科學的性質。當學生們創建可旋轉的模型，從不同的視角介紹問題時，他們可以把各種解釋直觀化。這些變化影響著所要考慮的各種現象和爭論的特點以及可接受的證據（Bachelard, 1984; Holland, 1995）。
人們正在著手改造科學家們用於發現模式和解釋數據的基於計算機的可視化分析工具，以適合學生使用。例如，利用與微型計算機相連的探頭，學生們可以做出分析諸如加速度、光、聲音等變量的實時圖形（Friedler et al., 1990; Linn, 1991; Nemirovsky et al, 1995; Thornton and Sokoloff, 1998），人類能夠快速地加工和記憶直觀的信息，這一能力表明具體的圖形和其他的可視化信息表徵有助於人們學習（Gordin and Pea, 1995），同樣有助於科學家開展他們的研究工作（Miller, 1986）。
CoVis項目為大學預科的學生和教師開發了各種各樣的科學可視化環境（Pea,1993a; Pea et al., 1997）。班裡的學生收集和分析實時的天氣數據（Fishman and D'Amico, 1994; 伊利諾斯大學，Urbana-Champaign, 1997）或者25年中北半球的氣候數據（Gordin et al., 1994）。或者學生們可以調查全球溫室效應（Gordin et al., 19%）。正如上面所描述的，借助於新技術的學生可以通過網絡進行交流、處理數據集、開發科學模型，以及對有意義的科學問題進行合作式調研。
自從20世紀80年代以來，認知科學家、教育工作者和技術專家已經提出了這樣的觀點：如果學習者能夠創建和操縱模擬自然現象和社會現象的模型，那麼他們會對這些現象有更深人的理解（例如，RobertsandBarclay,1988）。目前，在利用基於技術的建模工具的班級中，正對這些猜測進行檢驗。例如，由麻省理工學院根據系統動力學研究而開發的STELIA模型環境已經廣泛地應用於本科生和大學預科生的教學中，應用於諸如人口生態學和歷史的各種領域中（Clauset et al.,1987; Coon, 1988; Mintz, 1993; Steed, 1992; Mandinach, 1989; Mandinach et al., 1988）。
為遺傳範疇（GenScope）項目而開發的教育軟件和探究、發現活動應用模擬技術來教授遺傳學中的核心課題，遺傳學是大學預科生物課程中的一個部分。這些模擬讓學生瀏覽了六個層級的關鍵性遺傳概念：DNA、細胞、染色體、有機體、譜系和人口（Neumann and Horwitz, 1997）。遺傳範疇項目還使用一個創新性的超級模型，讓學生們提取真實世界的數據來創建基本的自然過程的模型。在波士頓城區的高中學生中，對這個項目進行評價，結果發現學生們不僅對學習這個複雜的學科有興趣，而且對概念的理解也有了顯著的提高。
學生們使用交互式的計算機微型世界來學習牛頓力學中的力和運動（Hestenes, 1992; White,1993）。借助於交互式的計算機微型世界媒介，學生們同時獲得了動手和動腦的經驗，因此對科學有了更深人的理解。與許多上物理課的12年級學生相比，使用了基於計算機的學習工具的6年級學生能更好地理解加速度和速度的概念（White, 1993），參見背景資料9.3。在另一個項目中，中學生使用易於操作的基於計算機的工具（Model-It）來創建系統的定性模型，如在當地小溪中水的質童和海藻的含量。學生們可以把他們收集到的數據輸入到模型中，觀察結果，生成對假設情境的分析，並形成對關鍵變量間的相互關係的更好理解。
綜上所述，當基於技術的工具被整合到課程中，並與有關學習的知識配合使用時，這些工具能夠增強學生的行為表現（如，特別參見White and Frederiksen, 1998）。但是僅僅把這些工具放置於教室中並不保證學生的學習就能提高；它們必須成為教學方法中有機的組成部分。
背景資料9.3 在物押教學中使用「思想家工炅」（ThinkerTools）
「思想家工具」探索課程使用了一個創新性的軟件工具，這個工具可以讓實驗者在各種條件下做物理實驗，並把結果與用實物實驗所得的結果進行對比。這個課程通過使用一個探索性的教學循環，強調元認知的教學方法（參見第二、第三和第四章），幫助學生瞭解他們處於探索性循環的哪個階段，此外它還使用了被稱為反思性評價的過程，在這個過程中學生們反思他們自己的探索，並進行相互評價。
在城市公聾中學，7、8、9年級學生中開展這項實驗，實驗表明建模軟件工具不僅使難以理解的物理學科變得容易理解，而且學生們普遍對物理學科感興趣。學生們既學習了物理又瞭解了探究的過程。
我們發現，即使學生的年級（7—9年級）和前測成績都低，凡是參加了「思想家工具」課程的學生在解決將牛頓力學的基本原理應用於真實情境的定性問題時，他們的表現超過了學過物理的高中學生。一般而言，這種面向探究、基於模型的建構主義的科學教育方法似乎比傳統的教學方法更能讓學生們對科學感興趣和普遍接受科學學科（White and Fredericksen, 1998:90-91）。
反饋、反思和修改
技術使教師更容易對學生的思考給予反饋，技術也使學生更容易修改他們的作業。最初，使用賈斯珀？伍德伯裡操場探險（上面所提及的）的教師很難騰出時間就學生們的操場設計給他們提供反饋，但是，一個簡單的計算機界面就使教師提供反饋的時間減少了一半（參見，例如，范德比爾大學認知與技術小組, 1997）。
交互式的賈斯珀探險製造家軟件允許學生就賈斯珀探險問題提出解決方案，然後觀看他們的設計方案的模擬效果。這個模擬隨即對學生提出的解決方案的質量做出清晰的反應（Crews et al., 1997）。正如上面所討論的，與一線開展研究的科學家進行互動也為學生從反饋和修改中學習提供了豐富的經驗（White and Fredericksen, 1994）。SMART（用於訓練思維的特殊多媒體平台）挑戰系列為反饋和修改提供了多媒體的技術資源。SMART在包括賈斯珀挑戰系列在內的各種情境下進行測試，當其形成性評價資源加人到這些課程時，學生們達到了比不用SMART時更高的學業水平（例如，Barron et al., 1998;范德比爾特大學認知與技術小組, 1994,1997; Vye et al, 1998）。另一個應用技術支持形成性評價的方279法，參見背景資料9.4。
背景資料9.4住物理課上用於診斷先前概念的一個程序
一個基於計算機的診斷程序已在高中物理課上幫助教師提高學生的學業成績（Hunt and Minstrell, 1994）。這個程序評估學生對各種物理現象的看法（先前概念）——這些看法常常與學生們的日常經驗相吻合，但與物理學家們對世界的看法並不一致（參見第二、第三、第六和第七章）。假設有一些特殊的看法，這個程序就會建議開展一系列活動幫助學生從物理學家的角度來重新理解現象。教師們在教學中結合來自診斷程序的信息，用於指導自己的教學。來自實驗班和對照班的有關學生理解物理中重要概念的數據表明實驗班學生具有明顯優勢；參見下圖。
圖9.4 默瑟島與對比學校力學期末成績和（人）對機械的適應性試驗數學成績對比。
資料來源：Hunt and Minstrell（1994）。
課堂通信技術，例如「課堂對話」（Classtalk）能夠在大班授課中提高學生的學習積極性，如果這項技術被合理使用的話，它可以加強學生們用於解決問題的推理過程（參見第七章〉。這項技術使教師對全班合作式活動做好準備並把問題呈現給學生。學生通過手持式輸人設備（以個人方式或作為一個小組）輸人答案，然後由「課堂對話」收集、存儲答案，並呈現全班響應的條形圖（表示有多少學生選擇了某個解決方案的條形圖）。這種工具能夠向教師和學生提供有用的反饋，即學生理解所學概念的程度和他們是否能將所學的概念應用於新情境（Mestre et al.,1997）。
然而，像其他技術一樣，「課堂對話」並不能確保有效的學習。直觀的條形圖可用於促進大班授課中的雙向交流：它是班級討論的出發點，在班級討論中學生可以證明他們用以得出答案的過程的合理性，他們批判性地傾聽或反駁他人的觀點或者提出其他的推理策略。但是技術的使用也可能與這個學習目標無關。例如，如果教師僅僅把「課堂對話」當作點名或管理傳統測驗的一個效能工具，那麼它就不會增強雙向交流或者使學生的推理更直觀。偃如真是那樣的話，學生們就沒有機會接觸到各種問題解決的觀點和不同問題解決的各種爭論。因此，有效地使用技術包括教師的很多決策和教師參與的直接形式。
同伴是反饋的最佳來源。近十年來，一些非常成功的和有影響的範例表明，計算機網絡能夠支持學生小組主動地投人學習和進行反思。計算機支持的有目的學習環境（CSILE）為學生們提供了通過使用具有圖文功能的公共數據庫開展合作式學習活動的機會（Scardamalia et al., 1989; Scardamalia and Bereiter, 1991, 1993; Scardamalia et al., 1994〉。在這個聯網的多媒體環境中（現在發佈為「知識論壇」），學生們可以建立「註解」，這個註解包含了他們對正在研究的主題的一個觀點或者一條信息。這些註解用不同類別標明，例如疑問或新知識，其他學生能夠檢索到這些註解，並對這些註解做出評論；參見背景資料9.5。在教師的支持下，讓學生參與對話過程，整合各種信息和資源以生成新知識。CSILE也包含著形成和檢驗猜測和最初理論的指導原則。CSILE已在小學、中學、研究生的科學、歷史和社會學課上使用。參與CSILE班的學生在標準化考試和檔案袋評價項目中做得更好，其理解力優於沒有參與CSILE班的學生（參見，例如，Scardamalia and Bereiter, 1993）。此外，不同能力水平的學生都能有效地參與：事實上，在以合作方式使用技術的課堂裡，CSILE對於能力低等和能力中等的小組效果更佳（Bryson and Scardamalia, 1991〉。
背景資料9.5 斯來米南數字系統
有一個例子說明計算機支持下的交流是如何改進學生各自的思維的，它發生在一個市區小學的班級裡》學生被分成小組，要求他們設計假想的熱帶雨林定居者文化的方：方面面（Means et al.,1995）。
有一個小組負責為該文化開發一個數字系統，他們發佈了以下的登錄消息：
這是斯萊米南數字系統。它也是以10為基數的數字系統。它有一個模型。數目線增加到5，然後倒過來到10。
在同一個教室裡的另一小組學生審查了這個CSILE系統，並表現出令人印象深刻的分析技能（和良好的社交技能），作為對這個系統的回答，他們指出有必要拓展這個系統：
我們都喜歡這個數字系統，但是我們想要知道數字0看上去像什麼，你可以使用更多的數字，而不僅僅是我們現在使用的10。
這個教室裡的許多學生在家裡說的語言不是英語。CSILE提供機會，讓學生用英語來表達他們的觀點，並接受來自同伴們的反饋。
作為支持學習的多種用途之一，因特網B逐漸成為學生相互提供反饋的一個論壇。在GLOBE項目中（上面曾描述過），學生們相互檢查在項目網站上的各自數據，有時他們發現讀到的內容可能存在錯誤。學生們就使用電子信息傳輸系統去查詢報告有可疑數據的學校，他們是在什麼樣的情況下去進行測量的；關於因特網的另一種用途，參見背景資料9.6。
背景資料9.6 怪物、蒙德裡安和我
作為挑戰2000多媒體項目的一個組成部分，小學教師露辛達·蘇爾博、凱西·喬文希爾和佩奇·麥克唐納合作，一起設計和實施在兩個小學的四年級班級之間開展的拓展性合作活動。在一個叫做「怪物、蒙德裡安和我」的單元中，老師引導學生們在電子郵件中細緻地描述一幅畫，讓其他班級裡的搭檔根據他們的描述重新畫出這幅畫。這個項目說明了遠程通信在多大程度上能夠清晰地解釋需求、準確地書寫，並提供一個論壇，收集同伴們的反饋。
在項自的「怪物」階段，兩個班級的學生首先結成對子，創作和繪製怪物（例如，「航海者999」、「肥胃」和「蟲眼」），然後他們寫文章描述他們所畫的內容（例如他的身體下面有四條紫色的腿，每條腿上有三個腳趾「）。他們的目的是提供一個足夠完整和清晰的描述，讓另一個班級的學生在沒有看見過圖畫的情況下能夠重新畫出怪物。這個描述性的文章通過電子郵件交換，結對的學生們根據他們對描述的理解作畫。
這個階段的最後一個步驟包括交換」第二代圖畫『這樣已完成描述性寫作的學生可以對他們的文章進行反思，找出那些能使瀆者產生不同理解的模糊的或不完整的敘述。
在「蒙德裡安」階段，學生們重複著與先前相同的步驟：寫作、交換文章、作畫和反思，他們從學習諸如蒙德裡安、克勒和羅思科（Klee and Rothko）的抽像表現派藝術開始。在「我」這個階段，學生研究著名畫家的自畫像，然後製作他們自己的自畫像，他們試圖詳細地描述畫像，這樣遠程的學習夥伴就能製作出與之相配的畫像。
通過向相隔遙遠的學生（另一所學校中的學習夥伴）提供文章，這個項目有必要讓學生在文章中寫出所有的內容，因為他們不能像在自己的教室裡那樣可以用手勢和口頭交際方式來補充書面信息的不足。他們的學習夥伴根據書面描述作畫，這些畫給這些^?幼的作者們提供了有關他們文章的完整性、清晰度的明確反饋。
學生的反思表明，他們已認識到溝通誤差的多種潛在根源。
也許你竄到了另一部分，或許你很難理解它。
唯一使它不夠完美的是我們的錯誤*…「我們說道每一個正方形向下一點點」，其實我們應該說的是「每一個正方形位於它之前的一個正方形之中」，或者我們該說這樣的一些內容。
「我想我本可以把嘴巴說得更清晰的，我應該說它是閉合的，但由於我告訴你我沒有用括號或護圈，我卻把它描述成[好像是]開著的。」
在這個項自中所使用的電子技術相當簡單（文字處理、電子郵件和掃瞄儀），其複雜性更多地在於它的結構，它需要學生關注觀眾的理解力和通過不同的媒體（文字和圖畫）進行轉換，從而增進了學生對各自優缺點的理解。
學生的藝術作品、描述性文章和反思在項目網站 https://WWW.pausd.palo-alto.ca.us/barron/mmm/mmm.html上可以找到。
用於交流的聯網技術的另一個優點在於技術可以使思維可視化。教學的認知學徒模式（Collins, 1990）的核心特徵是在廣泛的教學項目中提供範例，它也具有技術的表現形式（參見，例如，Collins, 1990; Collins and Brown,1988; Collins et al., 1989）。通過鼓勵學習者說明他們在思維過程中所採取的步驟，軟件建立了一個思維記錄，學習者可以使用思維記錄反思他們的學習，教師使用思維記錄可以評估學生的進步。一些項目顯然包括了旨在使學習者的思維可視化的軟件。例如，在CSILE中，當學生用文字和圖形開發他們的公共多媒體數據庫時，教師們就可以把數據庫作為一段時間內學生思維和電子交談的一個記錄。教師可以瀏覽數據庫，檢查學生對關鍵概念逐步形成的理解，並檢查學生之間的互動交流技能（Means and Olson,1995b）。
CoVis項目開發了一個有著類似目的的聯網的超媒體數據庫一一合作式筆記本。合作式筆記本被分成電子工作區，叫做筆記本，用於學生一起合作研究一個特定的探究課題（Edelson et al., 1995）。筆記本提供製作不同類型頁面的選項——問題頁、猜測頁、支持證據頁、反駁證據頁、計劃頁、計劃步驟頁、信息頁、評論頁。通過使用這個超媒體系統，學生可以提出一個問題，然後把它與針對問題的有爭議的猜測鏈接起來，與探究問題的計劃鏈接起來，而針對這些問題的爭議是由其他學生（可能來自不同的站點）提出的。圖像和文檔可以以電子方式與頁面「鏈接」。使用這種筆記本縮短了學生們準備實驗筆記和從教師那裡得到反饋之間的時間（Edelson et al., 1995）。類似的功能由「易說」（SpeakEasy）軟件工具提供，它可以組織、支持工程學學生與教師之間的對話（Hoadley and Bell,1996）。
現在已經有了能提出問題的複雜授導環境（tutoring environments），它們可以根據專家是如何推理和如何組織有關物理、化學、代數、計算機編程、歷史、經濟的知識來給學生提供反饋（參見第二章）。隨著理解的日益加深，人們開始對以下問題感興趣：通過把專家推理轉換成計箅機程序來檢驗專家推理理論，把基於計算機的專家系統作為一個大型程序的一部分來教授新手。把專家模型與學生模型——系統對學生知識水平的表徵——和驅動該系統的教學模型融合在一起，就構成了智能教學系統（intelligent tutoring systems），其目的在於把為用戶定制的一對一教學的優勢與對專家表現、學習過程、自然推理的認知研究中獲得的理解結合起來（Lesgold et al., 1990; Merrill et al. 1992），
各種基於計算機的認知導師已被開發出來，用於代數、幾何和LISP編程（Anderson et al., 1995）。根據導師的特徵和它整合到課堂的方式，這些認知導師在學生學業成績獲得方面已經產生了複雜的輪廓（Anderson et al., 1990,1995），參見背景資料9.7和9.8。
背景資料9.7 用「幾何導師」學習
當「幾何導師」在大型城區高中學校的班級裡使用的時候，學生學完幾何證明所用的時間要比教師或導師系統開發者所預想的還要快。中等水平、中等以下和對數學技能缺少自信、有能力而未能發揮學習潛能的學生從導師系統中獲益最大（Wertheimer, 1990）。在課堂上使用導師系統的學生很快便進人學習狀態，他們表現出更高的學習動機，他們常常很早就來到教室學習，他們對自己的學業進步承擔更多的責任。教師開始花費更多的時間輔導那些需要幫助的個別學生，他們也更加重視對學生成績的評定（Schofield, 1995）。
背景資料9.8 高中代數課上的智能授汙系統
一項大型的實驗對在城區高中採用高中代數智能授導系統的收益進行評估（Koedinger et al., 1997）。這個項目的重要特色是合作式的、客戶中心的設計，它把授導系統與教師的目標和專業知識相協調。這一合作產生了PUMP（匹茨堡市數學教育計劃）課程，它關注於真實世界情境的數學分析、計算工具的使用和讓所有的學生都能容易地學習代數。一個稱之為PAT（PUMP代數導師的簡稱）的智能授導系統，支持這種課程。研究者們把使用授導系統的九年級學生的學業水平與學習傳統代數的學生的學業水平做比較，結果表明使用PUMP和PAT的學生們受益匪淺，目前在全國範圍內有70個學校使用PUMP和PAT。
圖9.5 PUMP代數教學系統課程結束時的評價。
資料來源：摘至Koedinger et al. (1997)
使用授導方法的另一個例子是福爾摩斯偵探計劃（Sherlock Project），它是一個基於計算機的環境，教授空軍技師學習電子故障檢測和維修，他們需與包含數千個部件的複雜系統打交道（例如，Derry and Lesgold, 1997; Gabrys et al., 1993）。這個複雜系統的模擬系統與專家系統或授導系統融合在一起，當學習者在故障檢測和維修的嘗試過程中遇到了困難時，該系統給予建議，它還帶有反思工具，允許使用者重放他們的行為表現和嘗試可能的改進。在幾次現場對技師的考試中，讓他們進行最艱難的真實世界的故障檢測和維修任務，20至25小時的福爾摩斯偵探培訓與大約4年的在職工作經驗相當。福爾摩斯偵探計劃並沒有讓人吃驚，它已經在幾個美國空軍基地投人使用。福爾摩斯偵探計劃的兩個重要特點是模仿成功的非正規學習：學習者成功地解決他們遇到的每個難題以後，隨著他們能力的提升，減少對他們的輔導量；學習者可以重放和反思他們的行為表現，強調他們可以改進的方面，如同一個足球運動員可以重看一場比賽的錄像一樣。
值得注意的是學生可以在小組中使用這些授導系統，也可以單獨使用。在很多情況下，學生們可以一起使用授導系統，與班上的其他人討論問題、商議可能的答案。
把課堂和社區聯繫在一起
我們很容易忘記學生在學校中獲得的學業成就也依賴於學校以外的環境。把學生和教師與更廣闊的社區聯繫在一起可以促進他們的學習。在前面的章節中，我們討論了通過與更廣闊的社區聯繫來學習。例如，大學和企業已經幫助社區提升學校的教學質量。在產業界工作的工程師和科學家常常與教師們一起擔當導師的角色（例如，加利福尼亞大學歐文分校科學教育計劃）。
現代技術有助於在在校學生與校外活動之間建立聯繫。例如，「透明的學校」（Bauch, 1997）使用電話和應答機器來幫助家長瞭解課堂中佈置的每天作業。教師們每天只需化幾分鐘時間把作業口述到應答機器中，家長們就可以在他們方便的時候打電話，獲知學生的每天作業，因此他們也就知道了孩子們在學校裡的活動。與某些期望相反的是，低收人的家長與具有較高社會經濟地位的家長一樣願意打電話給應答機器。
因特網也有助於將家長與他們孩子所在的學校連接起來。學校校歷、作業和其他類型的信息可以公佈在學校的因特網網站上。也可以使用學校的網站告訴社區學校正在做什麼和社區可以提出什麼樣的幫助。例如美國學校目錄（www.asd.com）已經為全國106000所公立和私立的從幼兒園到12年級學校建立了因特網頁面，它包括一個「願望列表」，學校可以在上面公佈希望得到的各種各樣的幫助和請求。此外，美國學校目錄還為國內的每個學生和教師提供免費的電子郵件賬號。
許多項目正在探索建立有效的電子社區所必需的要素。例如，我們上面談到學生們在與一線開展研究的科學家、作家和其他實踐專業人員合作的時候能夠學到更多的東西。有六個不同的電子社區，包括教師、學生、大學研究人員等組成的網絡，對這些電子社區的早期審查著眼於它們如何成功地與他們的規模和所處位置建立聯繫，他們如何自我組織，網絡建設中有什麼樣的機會、義務、責任，以及它們如何評價自己的工作（Riel and Levin, 1990）。在這六個小組中，與成功的電子聯網社區有關的有三個要素：一是強調小組交流而不是一對一交流；二是清晰表達的目標或任務；三是促進小組交流和建立新型社會規範的明確努力。
若要最大限度地利用這些網絡所提供的會話和學習機會，教師、學生、指導者們就必須甘當新型的或非傳統的角色。例如，「作為全球科學家的兒童」（KGS）研究項目是一個集合了學生、科學家導師、技術專家和教育專家的全球群體，它的主要目的是找出促使這些社區獲得成功的關鍵要素（Songer, 1993）。在最有效的交往中，隨著時間的推移，社會凝聚力在這些學習夥伴中發展起來。起初，這個項目使不同地方的人們參與到有組織的對話活動中，通過多媒體相互介紹，使人們之間建立起一種關係；接著，這個小組提出一些指導原則和支持性的活動來幫助所有的參與者理解他們的新職責。學生們提出有關天氣和其他自然現象的問題，並提煉、回答由他們自己和其他人提出的問題。這一基於對話的學習方法創造了一個充滿智慧的情境，給參與者很多機會去改進他們的理解，並使他們更自主地參與到解釋科學現象的活動中。
教師學習
將新技術引人到課堂使人們對教師促進學習的作用產生了新的認識（McDonald and Naso, 1986; Watts, 1985）。技術允許教師進行實驗和調整（Means and Olson, 1995; 美國國會技術評價辦公室, 1995）。它激勵教師思考學習的過程，無論是通過對自己所教學科的全新研究還是對學生學習有了嶄新的認識。技術軟化了學生做什麼和教師做什麼之間的屏障。
當教師學習在課堂上使用新技術時，他們為學生設計學習過程；同時通過觀察學生的學習，他們獲得了教學的新認識。此外，從教師到學生的教學角色轉換常常是與M7課堂上盡量使用計算機的過程同時發生的。一些兒童深深地捲入技術或軟件的某些方面，他們把大量的時間花費在技術上，瞭解的東西超過了小組內的其他同學，也超過了他們的老師。教師和學生常常都是新手，他們可以誠懇地合作，一起創造知識.認識論上的金科玉律——教師擁有知識、學生獲取知識——需要重新定義，反過來也要對社會權威和個人責任重新定義（Kaput, 1987; Pollak, 1986; Skovsmose, 1985）。合作創設了一個環境，在這個環境中新手可以貢獻他們的才智，並從那些比自己更具才智的人那裡學到新知識。帶著各種專長、承諾、目標相約而來，小組以合作方式完成任務（Brown and Campione, 1987:17）。這種權威的轉移和向合作式參與的邁進直接產生於積極的認知動機，它也有助於認知動機的產生。
當教師們學習使用技術時，他們自己的學習對於輔助學生更廣泛地學習所採用的方法具有啟示（McDonald and Naso, 1986）：
他們在創新、改革中必須是合作夥伴；在教師、管理者、學生、家長、社區、大學和計算機公司之間必須是重要的夥伴關係。
他們需要有時間學習：有反思、消化所發現的東西和適應實踐的時間。
他們需要大學的顧問，而不是督學：提供建議是一種夥伴關係。
基於因特網的教師共同體逐漸成為消除教師孤立無援感的越來越重要的工具。它們也為相隔遙遠、但參與相同改革實踐的教師們提供了交換信息和相互提供支持的途徑（參見第八章）。這些共同體的例子包括實驗室網絡（LabNet）項目，超過1000名物理教師參與其中（Ruopp et al., 1993）；邦克大街學院的數學學習項目；支持阿拉斯加教師寫作的QUILL網絡（Rubin, 1992）；人類生物（HumBio）計劃，參與此項目的教師們通過網絡一起開發生物課程（Keating, 1997; Keating and Rosenquist, 1998）。WEBCSILE是前面介紹過的「計算機支持的有目的學習環境項目」的因特網形式，它有助於創建教師共同體。
萬維網為教師與他們工作環境之外的其他人交流提供了另一個途徑。在伊利諾斯州大學的詹姆斯？利文要求教育系的研究生在萬維網上創建對網上教育資源進行評價的網頁，並與那些他們認為很有價值的網站鏈接起來。許多學生不僅建立了那些網頁，並且在這門課程結束之後繼續修改和維護網頁。有些學生每個月都獲得了成千上萬次對他們網站的點擊（Levin et al., 1994;Levin and Waugh, 1998）。
雖然教師共同體的成員們利用電子郵件、郵件列表和網站交流信息和保持聯繫，但這僅僅代表了技術支持真實的實踐共同體的全部潛力的一部分（Schlager and Schank, 1997）。教師實踐共同體需要有機會參與已規劃的互動活動、需要一些工具對教育資源進行共同回顧和評注，需要有機會參與在線合作設計活動。一般而言，教師共同體需要產生社會凝聚力的環境，桑格（Songer）發現這種凝聚力在「作為全球科學家的兒童共同體」項目中非常重要。
教師專業發展協會（TAPPED IN）是一個多用戶的虛擬環境，它融合了同步的（「實時的」）交流和異步的（例如電子郵件）交流。用戶可以儲存和共享文檔，在一個外觀類似於一個典型的會議中心的電子化環境中與虛擬的對象互動。教師們可以登錄到教師專業發展協會中討論問題、建立和井享資源、主持工作坊、擔任導師，在那些虛擬的書籍、板報、文檔櫃、記事本和公告牌等人們熟悉的工具的幫助下進行合作式的探究。教師們可以徜徉在公共的「房間」中，瀏覽每一間房中的資源，並與探索相同資源的其他人進行自發的、實時的交談。超過12個主要的教師專業發展組織都已經在教師專業發展協會中建立機構。
除了支持教師開展持續的交流和專業發展外，技術也用於教師的職前培訓。為新教師提供專業發展所面臨的一個挑戰是讓他們有足夠的時間觀察資深教師的教學，並有時間進行獨立的教學嘗試，他們在上課過程中必須做出無數次的決策，而反思的機會卻沒有。一般而言，未來教師在開始正式教學前，很少到教室去，師資培訓人員往往只有有限的時間與未來教師一起在教室裡觀察和評論他們的教學。通過用多種媒體捕捉複雜的課堂互動過程，技術有助於克服這些局限。例如，師範生可以重放課堂教學過程的錄像，學習掌握微妙的課堂教學方法，發現在第一次觀摩課時所忽視的重要特徵。
數據庫已經建立起來，它可以在許多學科領域輔助教師的教學。其中有一個數據庫是由專家馬格德蕾·蘭珀特和德博拉·鮑爾執教的三年級和五年級的數學課音像庫（1998）。這些課的設計面向探究式教學，讓學生解決問題、推理和參與解決數學問題的熱烈討論。這個錄像帶允許師範生在播放過程中隨時停下來，與同班同學和老師一起討論教師課堂表現的微妙之處。與這堂課有關的教師們的評注和同學們的作業庫進一步豐富了資源。
使用大量的教學和課堂管理策略的專家教師錄像剪輯多媒體數據庫已由印第安納大學和北部中心地區教育實驗室建立起來（Duffy, 1997）。每一堂課都有教師的教案、校外專家的評論和相關研究論文等資料。另一個技術資源是一套基於錄像、用於閱讀教學的案例（在VCD和CD-ROM上），它們向未來教師們展示了各種不同的閱讀教學方法。這項計劃還包括有關學校和社區環境的信息、學校校長的教育理念、粗略介紹開學前教師們所做的事情，以及整個學年中學生作業的記錄（例如，Kinzer et al., 1992; Risko and Kinzer, 1998）。
在交互式的多媒體數據庫中展示的另一種方法舉例說明了數學和科學的教學，它是由范德比爾特大學開發的。例如，兩個教學片斷提供了同一個老師教兩節二年級科學課的錄像帶。在一堂課上，教師和學生們討論教科書某一章節裡提出的絕緣概念；在另一堂課上，教師帶領學生們對由不同材料做的杯子所具有的絕緣量進行實際調查。從表面上看，教師似乎在兩堂課上都滿腔熱情、表達清晰，學生們也表現得不錯。但是，重複觀看錄像帶，就會發現在第一堂課上學生們能夠重複說出的正確單詞中可能掩飾著一些經常出現的錯誤概念。這些錯誤概念在第二節課上就明顯多了（Barron and Goldman, 1994）。
在技術支持教師職前培訓的另一種方法中，在伊利諾斯大學上學的教育專業的學生（他們報名參加低級分類的科學課程，如生物）以電子方式與中小學的課堂連接在一起，回答中小學學生有關學科領域的問題。大學生們幫助中小學學生探索科學。尤為重要的是，教育專業的學生們借此瞭解小學生或中學生提出的學科領域的問題類型，從而，激勵教育專業的學生們去獲得他們大學科學課程之外的更多的知識（Levin et al., 1994）。
小結
技術已成為教育的一個重要工具。基於計算機的技術在提高知識的獲取和用作促進學習的手段方面都具有很好的發展前景。信息技術集聚和組織大量知識的能力已經抓住了公眾的想像力；信息網絡的前景鼓舞著人們，例如，因特網將全球的學生連接在一起形成了一個學習者共同體。
人們還沒有完全理解的是基於計算機的技術能夠成為強有力的教育工具——它不僅僅是豐富的信息資源，而且可以延伸人類的能力和拓展支持學習的社交環境。使用計算機來促進學習的過程不僅是技術方面的事——只與教育硬件和軟件的特性有關。像一本教科書或其他的文化對像一樣，用於教育的技術資源——不管暈科學模知的軟件還是交互式的閱讀練習——通過與同伴和教師的學習交流為中介，它可以在一個社會化的環境中發揮作用。
與考慮適宜兒童學習發展的產品同樣重要的問題是對把產品用作促進學習工具的那些人（即教師）產生影響的問題。在考慮技術的過程中，創建學習環境的框架是十分有用的，它們是以學習者、知識、評價和共同體為中心的。利用技術為教師和他們所教的學生創建這類環境的方法有許多。在考慮如何培訓教師有效地使用新技術時產生了許多問題。他們需要瞭解有關學習過程方面的哪些知識？有關技術，他們需要知道什麼？哪種培訓是最有效的，可以幫助教師使用高質量的教學程序？使用計算機促進教師學習的最佳方法是什麼？
在充分理解學習原理的基礎上開發優秀教育軟件和支持教師的工具還未形成規範。軟件開發者們一般受遊戲和娛樂市場的驅使甚於他們產品的教育潛力的驅使。
軟件出版商、學習專家和教育政策制定者需要一起合作，迎接挑戰，挖掘基於計算機的技術潛力，以改進學習。有關使用技術的潛力還有許多方面需要研究：為了達到這一目標，對學習的研究將需要一直與軟件開發相伴。