在阿特金森和萨普斯等先驱的努力下，人们开始尝试使用计算机技术促进学习（如，Atkinson, 1968; SuppesandMorningstar, 1968）。从那时起，计算机技术在学校中的应用急剧增加，有人预测这种发展趋势将继续加速（美国教育部, 1994年）。人们对技术的浪漫看法是，只要它在学校中出现就会促进学生的学习和学业成就。与之相反的观点是在技术上花费的资金和学生使用计算机所花的时间都是浪费（参阅教育政策网, 1997）。但是，许多研究小组査阅了有关技术和学习的文献，得出的结论是只要适当地使用技术，技术在提高学生学业成就和促进教师学习上具有巨大的潜力（例如，范德比尔特大学认知与技术小组，1996; 科学与技术总统顾问委员会, 1997; Dede, 1998）。
有关学习的研究和发现为我们利用技术帮助学生和教师发展21世纪所必需的能力提供了一些重要的指导原则。新技术为创建学习环境和挖掘新潜力提供了机遇，这种学习环境可以扩展古老的、但仍旧有用的技术（书籍、黑板和线性单向传播媒体，例如收音机和电视）的潜力。但是技术并不能保证学习的有效性，例如，如果学生花费大量时间为多媒体报告选取字体和色彩，而不是把时间化在设计、撰写和修改观点上，那么不恰当地使用技术反而会阻碍学习。人人都知道学生在网海冲浪中浪费了不少时间，但是技术的许多方面还是使人们更容易创建与本报告i寸论的学习原则相一致的教学环境。
由于许多新技术都具有交互性（Greenfield and Cocking, 1996），因而现在我们可以更容易地创建教学环境，在这种环境中学生能够通过实践来学习、获得反馈和不断地改进他们的理解以及建构新知识（Barron et aL, 1998; Bereiter and Scardamalia, 1993; Hmelo and Williams，印刷中; Kafai, 1995; Schwartz et al, 出版中）。新技术也可以帮助人们把难以理解的概念可视化，例如区别热度和温度（Linn et al.,1996）。学生可以使用校外环塊中使用的类似工具一可视化软件和建模软件，以提高他们的理解力，并促进学生从学校环境迁移到校外环境。利用这些技术，我们可以从数字图书馆、用于分析的数据，以及其他能够提供信息、反馈和启示的人那里获取大量的信息。技术还可以促进教师、管理人员和学生的学习，增加学校和社区（包括家庭）间的联系。
本章我们从五个方面探究如何使用新技术：
把令人激动的、基于真实世界的问题引人课堂；
提供促进学习的支架和工具；
给学生和教师提供更多的反馈、反思和修改机会；
建立包括教师、管理人员、学生、家长、实践科学家和其他有兴趣的人在内的本地共同体和全球共同体；
拓展教师学习的机会。
新课程
技术的一个重要用途就是它能够为课程和教学创造新机会，通过把真实世界的问题带人到课堂，让学生进行探索和解决，参见背景资料9.1。技术能够帮助我们创建一个富有活力的教学环境，在那里学生不仅可以解决问题，还可以发现他们自己的问题。这种学习方式完全不同于典型的学校课堂，因为在那里学生花费了许多时间去学习讲授式教学中或课文中的事实，还要完成各章结尾处的习题。
背景资料9.1把真实世界的问題引入课堂
在田纳西州一所中学的数学课上，孩子们刚刚看过一个贾斯珀·伍德伯里系列中有关建筑师如何解决社区问题的探险视频，例如为儿童设计娱乐的安全场地。
这个录像在结束时向全班学生提出了挑战，即要求他们为附近小区设计一个操场：
叙述者：特伦顿沙子和木材公司赠送了32立方英尺的沙子，用于建造沙池，另外还贈送了木头、细砂砾。克里斯蒂娜（Christina）和马库斯（Marcus）必须准确地告诉特伦顿沙子和木材公司他们到底需要多少沙子、木头和细砂碌。李氏栅栏公司赠送了长为280英尺的栅栏。罗德里格斯设备公司捐赠了用于溜滑的材料，其长度可以任意切割，还捐赠了为好动的孩子们准备的秋千。罗德里格斯设备公司的员工也一起参与建造操场，所以他们准备搭建栅栏和帮助孩子们安装操场器材。克里斯蒂娜和马库斯得到了他们的第一份工作——建筑设计师，开始做与20年前格洛丽亚所做的相同工作，即设计一个操场。
学生们在课堂上帮助克里斯蒂娜和马库斯设计秋千架子、滑梯和沙池，然后制作操场的模型。在解决这个难题的过程中，他们碰到了各种有关算术、几何、测量和其他学科的问题，你怎样才能做到按比例制图？如何测量角度？需要多少细砂烁？有哪些安全性要求？
对学生学习的评估表明学生获得了对这些问题和其他几何概念的理解（例如，范德比尔特大学认知与技术小组, 1997）。此外，学生提高了与他人合作和向真实观众（常常由感兴趣的成人组成）交流他们的设计思想的能力。
在学生参与那些活动的一年以后，那些活动还历历在目，在谈起时仍然很自豪（例如，Barron et al., 1998）。
通过真实世界的情境来学习不是一观念《长期以来，学校已断断续续地通过实地考察、实验和半工半读课g为学生提供具体的经验。。但是这些活动很少成为学择教学的核心，由于逻辑上的局限和需要涵盖多门学科内容，这些活动彻？融人学校的教学中。为克服这些局限，技术提供了功麵大的工具，从基于视频的难题、计箅机模拟到电子通信系统，将课堂与在科学、数学以及其他领域工作的实践者共同体联系在一起（Barron et al., 1995）。
目前许多基于视频、基于计算机的学习项目正在实施，它们具有不同的目的。由邦克大街学院开发的“咪咪旅行记”便是通过视频和计算机技术把学生引人真实问题的早期尝试（如，Char and Hawkins, 1987）：学生“跳人大海”，在学习有关館鱼和尤卡坦半岛的玛雅文化的情境中解决问题。最近的学习系列包括贾斯珀·伍德伯里问题解决系列（范德比尔特大学认知与技术小组, 1997），它们是12个交互式视频环境，向学生们展示了他们所面临的挑战，即要求他们理解和应用数学中的重要概念；参见背景资料9.2。利用这个录像系列学习的学生在数学问题解决方法、交流能力和对待数学的态度方面获得了成功（例如，Barron et al., 1998; Crewset al., 1997; 范徳比尔特大学认知与技术小组, 1992,1993,1994,1997; Vyeet al. 1998）。
背景资料9.2问题解決和学习态度
在九个州的教室里，学生们有机会在1年的时间里解决四个贾斯珀探险问题。用于解决贾斯珀探险问题的平均时间大约在3至4周。在有关数学、解决复杂问题和对待数学及复杂挑战的态度方面的标准化测试中，把这些学生们的成绩与非贾斯珀对照班的成绩进行比较。结果是贾斯珀班的男女生在标准化测试的成绩上并不落后于对照班，这表明他们具有较好的解决复杂问题的能力，在面对数学和复杂挑战时表现出更积极的态度（参见范德比尔特大学认知与技术小组，Pellegrino et al., 1991）。
下图是贾斯珀班学生和对照班学生回答以下询题的得分情况：（a）识别解决复杂问题所必需的关键数据和步骤；（b）评估解决这些难题的可能解决方案；（c）表明他们对数学的自信程度、对数学实用性的信心、对数学的兴趣和对复杂数学挑战的态度。图9.1反映了从学年初到学年末参与交互式视频挑战系列的学生的态度发生了积极变化，而对照班的大多数学生的态度变化是消极的，处在水平线以下。图9.2和9.3表明参与贾斯珀问题解决挑战的学生，其策划能力和理解力发生了积极的变化。显然，交互式视频教材对儿童的问题解决和理解能为具有积极的影响。
图9.1学习态度的变化。
图9.2 高水平的策划挑战。
图9.3 子目标理解难题。
新型的学习项目并不只局限于数学和科学。人们已开发出问题解决的学习环境，帮助学生更好地理解工作现场。例如，在一个银行模拟软件中，学生扮演银行副行长的角色，学习承担各种职责所必需的知识和技能（Classroom Inc., 1996）。
这些技术环境的交互性是学习的一个重要特点，交互性使学生容易重新回到学习环境的特定部分，使他们更充分地探究学习环境、检验观点和接受反馈。像线性录像带一样的非交互式学习环境不太有利于创建能让学生以独立或协作方式进行探索和复査的情境。
将真实世界的问题带入课堂的另一种途径是把学生与一线开展研究的科学家联系起来（Cohen, 1997）。在许多这类学生一科学家的伙伴关系中，学生收集数据用于理解全球性问题；学生们来自天各一方的学校，他们通过因特网加人到不断递增的伙伴关系中。例如，全球实验室（Global Lab）支持一个由来自30个国家超过200所学校的学生研究者组成的国际性共同体，就本地或全球的环境来建构新知识（Tinker and Berenfeld, 1993, 1994）。全球实验室班级选取它们本地环境的某些方面进行研究。通过使用共享的工具、课程、方法，学生们制图、描述和监控他们研究的选址，收集和共享数据，他们把本地的研究发现置于一个更广阔的、全球化的情境中。在学生参与了第一个学期的15个技能发展活动系列以后，全球实验室的学生开始在诸如空气、水污染、背景辐射、生物多样性和臭氧消耗等领域进行高级研究性学习。全球化视角有助于学生识别出在全世界都能观测到的环境现象，包括在丰富植被的地方对流层臭氧水平的下降，学校临近放学时室内二氧化碳水平的急剧上升，某种蔬菜中硝酸盐的大量堆积。一旦参与者在他们采集的数据中发现了重要的模式，由学生、教师和科学家组成的这一“远程合作”共同体就会抓住极其严峻的科学问题——设计实验、开展同伴间的评论和发表他们的研究发现。
类似的方法已经用于天文学、鸟类学、语言艺术和其他领域（Bormey and Dhondt, 1997; Riel, 1992; 加利福尼亚大学校董会, 1997）。这些合作经验有助于学生理解复杂的系统和概念，例如多重因果关系和不同变量间的相互作用。由于教育的最终目标是帮助学生成为有能力的成人和终身学习者，因此我们有充足的理由借助电子方式把学生与同伴、学生与实践专业工作者连接起来。越来越多的科学家和其他专业人员正在建立电子“合作小组”（Lederberg and Uncapher,1989），通过这一“合作小组”，他们阐述和开展他们的工作（如，Finholt and Sproull, 1990; Galegher et al., 1990）。这种趋势为创建虚拟的学习共同体提供了理由和媒介。
通过GLOBE项目（Global Learning and Observations to Benefit the Environment, 改善环境的全球性学习和观察），在超过34个国家的2000多所学校里，有成千上万的学生（从幼儿园到12年级）都在采集有关他们本地区环境的数据（Lawless and Coppola, 1996）。学生们使用由主要研究机构的首席调査员们指定的规程从五个不同的地球科学领域采集数据，包括大气、水文和陆地覆盖。学生们通过因特网把他们采集的数据提交给GLOBE数据档案库，科学家和学生都可以使用这个数据档案库进行数据分析。在GLOBE万维网上提供一组可视化工具，使学生能够看到他们自己采集到的数据与其他地方收集到的数据在多大程度上保持一致。对于环境科学方法和数据解释能力的评价，GLOBE课堂里的学生要比没有参与这个项目的学生表现出更高的知识和技能水平。
新兴技术和有关教学的新观念正在融合，在“通过合作性可视化（CoVis）来学习的项目”（Pea, 1993a; Pea et al., 1997）中重建进人大学前的科学教育。利用宽带网络，来自至少40个学校的初、高中学生们与天各一方的其他学子们合作。成千上万的学生参与进来，通过基于项目的活动共同研究大气和环境科学（包括有关气象学和气候学的课题）。通过这些网络，学生还与“远程导师”一-大学研究人员和其他专家进行交流。通过应用为学习而改制的科学可视化软件，学生们可以获得与科学家们相同的研究工具和数据集。
在一个为期五周的“全球变暖学生研讨会”上，来自各州不同学校的学生通过课程单元、学习者中心的科学可视化工具和数据、CoVis地理科学万维网服务器上的评价2J3量表，评估全球变暖的证据，思考可能的发展趋势和结局（Gordin et al.,1996）。学习者第一次了解了气候温度的自然变化、人类导致的大气中二氧化碳增加，以及电子表格和科学可视化工具在探究方面的应用。这一阶段性的活动为开放式协作学习项目的展开指明了方向。通过设计用于调査全球变暖对一个国家的潜在影响或一个国家对全球变暖的潜在影响的典型问题和数据，学生们使用总体框架，在框架中他们通过选择一个国家来确定该国家的特定数据和针对项目重点的特殊问题（例如，由于森林的过度采伐而引起二氧化碳增加、由于海平面上升导致洪水泛滥）。然后，学生们调査一个全球性问题或者某个国家的观点。他们的调査结果会在学校内或学校间的项目报告中交流，参与的学生会根据项目的研究发现考虑当前国际政策所造成的后果。
与专业人员和远程的学习伙伴一起就项目进行学习，其意义超越了学校的课堂学习，对基础教育阶段的学生们来说是一个巨大的动力。学生们不仅对他们正在做的事情有兴趣，而且当他们能够与气象学家、地理学家、天文学家、教师或计算机科学家进行交流的时候，他们还表现出一些令人印象深刻的、显示才智的学业成绩（Means et al., 1996; O'Neill et al., 1996; O'Neill, 1996; Wagner, 1996）
支架和工具
许多技术可以作为支架和工具，帮助学生解决问题。这一想法久而有之：在1945年《大西洋月刊》刊登的一篇预言性文章中，万尼瓦尔·布什——罗斯福总统的科学顾问，把计算机描写成一个在科学研究、工作、学习中充当文书和其他支持科学研究功能的通用符号系统，因此计算机能解除人类大脑的负担，让他们去从事创造性的工作。
应用于课堂的第一代基于计算机的技术采用了非常简单的电子“抽认卡”形式，学生使用电子“抽认卡”来操练无关联的技能。当应用程序在社会其他领域广泛使用时，基于计算机的学习工具已笨得比较复杂了（Atkinson, 1968; Suppes and Momingstar, 1968）。如今这些工具包括计算器、电子表格、图形程序、函数探测器（例如，Roschelle and Kaput, 1996）、用于提出推测和检验推测的“数学猜测器”（如，Schwartz,1994）、用于生成复杂现象的模型和检测模型的建模程序（Jackson et al., 1996）。在由学习研究所开发的“通过应用程序学习中学数学的项目”（MMAP）中，创新性软件工具被用于通过解决诸如为北极人的住所设计保温材料的问题来探究代数中的概念（Goldman and Moschkovich, 1995）。在小行星识字系列中，计算机软件通过“成为好作家”的几274个阶段帮助学生进步（范德比尔特大学认知与技术小组, 1998a，b）。例如，在小行星识字系列中，基于视频的、引人人胜的历险故事鼓励幼儿园和一、二年级的学生们编写图书，并解决在历险故事的结尾处提出的挑战性问题。其中的一个挑战问题是：为了营救小行星上的生物，以防止它落人一个名叫旺狗（Wongo）的恶魔所设的陷阱中，学生们必须写一本图书。
教育所面临的挑战是如何设计用于学习的技术，它既汲取了来自有关人类认知的知识，又采纳了技术如何能使工作现场的复杂任务得以解决的实际应用。这些设计使用技术来支持思维和活动，这好比年幼的孩子学骑脚踏车需要练习轮子，否则没有支撑他们就会摔下来。正如练习轮子一样，计算机搭建的支架允许学习者开展更高级的活动，参与更高级的思维和问题解决活动，如果没有支架的帮助，就无法收到这样的效果。十年前，认知技术首次用来帮助学生挙习数学（Pea, 1985）和写作（Pea and Kurland, 1987）；十年后，许多项目都使用认知支架来促进学生在科学、数学和写作中的复杂思维、设计和学习。
例如“望景楼系统”（Th eBelvedere system）是为高中学生设计的，其目的是教授他们学习与科学有关的公共政策问题，因为他们缺乏深入理解许多科学领域的深层次知识，难以关注复杂科学争论中的关键问题，不能识别隐含在科学理论和论据中的抽象关系（Suthers et al., 1995）。“望景楼系统”使用带特定方框的图形来表示不同类型观点间的关系，它有助于支持学生就与科学有关的问题进行推理。当学生们使用“望景楼系统”中的方框和链接表示他们对一个问题的理解时，在线顾问会给出提示，帮助学生们拓宽论证的广度、保持论点的一致性和理据性（Paolucci et al., 1996），支架式学习经验可以用不同的方式组织。一些教育研究者提出了认知学徒模型（apprenticeship model），首先让学习者观察专家级的从业者的示范行为，然后为学习者搭建支架（提供建议和示例），接着引导学习者实践操作，逐渐减少支持和引导，直到学徒能够独立工作（Collins et al., 1989）。其他人争辩说，采用单一方法的目标不切实际且过于局限，因为成年人经常需要使用工具或其他人力资源来完成他们的任务（Pea, 1993b; Resnick,1987）。有些人甚至主张精心设计的、能支持综合性活动的技术工具可以建立起一个真正的人机共生关系，把人类活动的组成部分重新组织成不同于前技术设计的结构（Pea, 1985）。虽然对于确切的目标和如何评价搭建支架技术的优点存在各种不同的观点，但是人们一致认为新工具使人们能够以比过去更复杂的方式进行工作和学习。
在许多领域，专家们正应用新技术以新的方式表征数据，例如，利用三维虚拟的模型模拟金星的表面，或者模拟分子的结构，它们可以用电子方式制作，并从任何一个角度观察。再举一个例子，地理信息系统利用颜色的深浅在地图上直观地表示诸如温度或降雨之类的变量。借助于这些工具，科学家能够更快速地辨别模型，并且发现以前没有注意的相互关系（例如，Brodie et al., 1992; Kauftnann and Smarr, 1993）。
一些学者断言模拟和基于计算机的模型是自从在文艺复兴时期出现数学建模以来用于揭示数学和科学的发展进步和实际应用的最强有力的资源（Glass and Mackey, 1988; Haken, 1981）。从用不活动的媒体（如一幅图画）表示静态模型发展到用互动媒体（提供可视化的分析工具）表示动态模型，这一转变深刻地改变了探究数学和科学的性质。当学生们创建可旋转的模型，从不同的视角介绍问题时，他们可以把各种解释直观化。这些变化影响着所要考虑的各种现象和争论的特点以及可接受的证据（Bachelard, 1984; Holland, 1995）。
人们正在着手改造科学家们用于发现模式和解释数据的基于计算机的可视化分析工具，以适合学生使用。例如，利用与微型计算机相连的探头，学生们可以做出分析诸如加速度、光、声音等变量的实时图形（Friedler et al., 1990; Linn, 1991; Nemirovsky et al, 1995; Thornton and Sokoloff, 1998），人类能够快速地加工和记忆直观的信息，这一能力表明具体的图形和其他的可视化信息表征有助于人们学习（Gordin and Pea, 1995），同样有助于科学家开展他们的研究工作（Miller, 1986）。
CoVis项目为大学预科的学生和教师开发了各种各样的科学可视化环境（Pea,1993a; Pea et al., 1997）。班里的学生收集和分析实时的天气数据（Fishman and D'Amico, 1994; 伊利诺斯大学，Urbana-Champaign, 1997）或者25年中北半球的气候数据（Gordin et al., 1994）。或者学生们可以调査全球温室效应（Gordin et al., 19%）。正如上面所描述的，借助于新技术的学生可以通过网络进行交流、处理数据集、开发科学模型，以及对有意义的科学问题进行合作式调研。
自从20世纪80年代以来，认知科学家、教育工作者和技术专家已经提出了这样的观点：如果学习者能够创建和操纵模拟自然现象和社会现象的模型，那么他们会对这些现象有更深人的理解（例如，RobertsandBarclay,1988）。目前，在利用基于技术的建模工具的班级中，正对这些猜测进行检验。例如，由麻省理工学院根据系统动力学研究而开发的STELIA模型环境已经广泛地应用于本科生和大学预科生的教学中，应用于诸如人口生态学和历史的各种领域中（Clauset et al.,1987; Coon, 1988; Mintz, 1993; Steed, 1992; Mandinach, 1989; Mandinach et al., 1988）。
为遗传范畴（GenScope）项目而开发的教育软件和探究、发现活动应用模拟技术来教授遗传学中的核心课题，遗传学是大学预科生物课程中的一个部分。这些模拟让学生浏览了六个层级的关键性遗传概念：DNA、细胞、染色体、有机体、谱系和人口（Neumann and Horwitz, 1997）。遗传范畴项目还使用一个创新性的超级模型，让学生们提取真实世界的数据来创建基本的自然过程的模型。在波士顿城区的高中学生中，对这个项目进行评价，结果发现学生们不仅对学习这个复杂的学科有兴趣，而且对概念的理解也有了显著的提高。
学生们使用交互式的计算机微型世界来学习牛顿力学中的力和运动（Hestenes, 1992; White,1993）。借助于交互式的计算机微型世界媒介，学生们同时获得了动手和动脑的经验，因此对科学有了更深人的理解。与许多上物理课的12年级学生相比，使用了基于计算机的学习工具的6年级学生能更好地理解加速度和速度的概念（White, 1993），参见背景资料9.3。在另一个项目中，中学生使用易于操作的基于计算机的工具（Model-It）来创建系统的定性模型，如在当地小溪中水的质童和海藻的含量。学生们可以把他们收集到的数据输入到模型中，观察结果，生成对假设情境的分析，并形成对关键变量间的相互关系的更好理解。
综上所述，当基于技术的工具被整合到课程中，并与有关学习的知识配合使用时，这些工具能够增强学生的行为表现（如，特别参见White and Frederiksen, 1998）。但是仅仅把这些工具放置于教室中并不保证学生的学习就能提高；它们必须成为教学方法中有机的组成部分。
背景资料9.3 在物押教学中使用“思想家工炅”（ThinkerTools）
“思想家工具”探索课程使用了一个创新性的软件工具，这个工具可以让实验者在各种条件下做物理实验，并把结果与用实物实验所得的结果进行对比。这个课程通过使用一个探索性的教学循环，强调元认知的教学方法（参见第二、第三和第四章），帮助学生了解他们处于探索性循环的哪个阶段，此外它还使用了被称为反思性评价的过程，在这个过程中学生们反思他们自己的探索，并进行相互评价。
在城市公聋中学，7、8、9年级学生中开展这项实验，实验表明建模软件工具不仅使难以理解的物理学科变得容易理解，而且学生们普遍对物理学科感兴趣。学生们既学习了物理又了解了探究的过程。
我们发现，即使学生的年级（7—9年级）和前测成绩都低，凡是参加了“思想家工具”课程的学生在解决将牛顿力学的基本原理应用于真实情境的定性问题时，他们的表现超过了学过物理的高中学生。一般而言，这种面向探究、基于模型的建构主义的科学教育方法似乎比传统的教学方法更能让学生们对科学感兴趣和普遍接受科学学科（White and Fredericksen, 1998:90-91）。
反馈、反思和修改
技术使教师更容易对学生的思考给予反馈，技术也使学生更容易修改他们的作业。最初，使用贾斯珀？伍德伯里操场探险（上面所提及的）的教师很难腾出时间就学生们的操场设计给他们提供反馈，但是，一个简单的计算机界面就使教师提供反馈的时间减少了一半（参见，例如，范德比尔大学认知与技术小组, 1997）。
交互式的贾斯珀探险制造家软件允许学生就贾斯珀探险问题提出解决方案，然后观看他们的设计方案的模拟效果。这个模拟随即对学生提出的解决方案的质量做出清晰的反应（Crews et al., 1997）。正如上面所讨论的，与一线开展研究的科学家进行互动也为学生从反馈和修改中学习提供了丰富的经验（White and Fredericksen, 1994）。SMART（用于训练思维的特殊多媒体平台）挑战系列为反馈和修改提供了多媒体的技术资源。SMART在包括贾斯珀挑战系列在内的各种情境下进行测试，当其形成性评价资源加人到这些课程时，学生们达到了比不用SMART时更高的学业水平（例如，Barron et al., 1998;范德比尔特大学认知与技术小组, 1994,1997; Vye et al, 1998）。另一个应用技术支持形成性评价的方279法，参见背景资料9.4。
背景资料9.4住物理课上用于诊断先前槪念的一个程序
一个基于计算机的诊断程序已在高中物理课上帮助教师提高学生的学业成绩（Hunt and Minstrell, 1994）。这个程序评估学生对各种物理现象的看法（先前概念）——这些看法常常与学生们的日常经验相吻合，但与物理学家们对世界的看法并不一致（参见第二、第三、第六和第七章）。假设有一些特殊的看法，这个程序就会建议开展一系列活动帮助学生从物理学家的角度来重新理解现象。教师们在教学中结合来自诊断程序的信息，用于指导自己的教学。来自实验班和对照班的有关学生理解物理中重要概念的数据表明实验班学生具有明显优势；参见下图。
图9.4 默瑟岛与对比学校力学期末成绩和（人）对机械的适应性试验数学成绩对比。
资料来源：Hunt and Minstrell（1994）。
课堂通信技术，例如“课堂对话”（Classtalk）能够在大班授课中提高学生的学习积极性，如果这项技术被合理使用的话，它可以加强学生们用于解决问题的推理过程（参见第七章〉。这项技术使教师对全班合作式活动做好准备并把问题呈现给学生。学生通过手持式输人设备（以个人方式或作为一个小组）输人答案，然后由“课堂对话”收集、存储答案，并呈现全班响应的条形图（表示有多少学生选择了某个解决方案的条形图）。这种工具能够向教师和学生提供有用的反馈，即学生理解所学概念的程度和他们是否能将所学的概念应用于新情境（Mestre et al.,1997）。
然而，像其他技术一样，“课堂对话”并不能确保有效的学习。直观的条形图可用于促进大班授课中的双向交流：它是班级讨论的出发点，在班级讨论中学生可以证明他们用以得出答案的过程的合理性，他们批判性地倾听或反驳他人的观点或者提出其他的推理策略。但是技术的使用也可能与这个学习目标无关。例如，如果教师仅仅把“课堂对话”当作点名或管理传统测验的一个效能工具，那么它就不会增强双向交流或者使学生的推理更直观。偃如真是那样的话，学生们就没有机会接触到各种问題解决的观点和不同问题解决的各种争论。因此，有效地使用技术包括教师的很多决策和教师参与的直接形式。
同伴是反馈的最佳来源。近十年来，一些非常成功的和有影响的范例表明，计算机网络能够支持学生小组主动地投人学习和进行反思。计算机支持的有目的学习环境（CSILE）为学生们提供了通过使用具有图文功能的公共数据库开展合作式学习活动的机会（Scardamalia et al., 1989; Scardamalia and Bereiter, 1991, 1993; Scardamalia et al., 1994〉。在这个联网的多媒体环境中（现在发布为“知识论坛”），学生们可以建立“注解”，这个注解包含了他们对正在研究的主题的一个观点或者一条信息。这些注解用不同类别标明，例如疑问或新知识，其他学生能够检索到这些注解，并对这些注解做出评论；参见背景资料9.5。在教师的支持下，让学生参与对话过程，整合各种信息和资源以生成新知识。CSILE也包含着形成和检验猜测和最初理论的指导原则。CSILE已在小学、中学、研究生的科学、历史和社会学课上使用。参与CSILE班的学生在标准化考试和档案袋评价项目中做得更好，其理解力优于没有参与CSILE班的学生（参见，例如，Scardamalia and Bereiter, 1993）。此外，不同能力水平的学生都能有效地参与：事实上，在以合作方式使用技术的课堂里，CSILE对于能力低等和能力中等的小组效果更佳（Bryson and Scardamalia, 1991〉。
背景资料9.5 斯來米南数字系统
有一个例子说明计算机支持下的交流是如何改进学生各自的思维的，它发生在一个市区小学的班级里》学生被分成小组，要求他们设计假想的热带雨林定居者文化的方：方面面（Means et al.,1995）。
有一个小组负责为该文化开发一个数字系统，他们发布了以下的登录消息：
这是斯莱米南数字系统。它也是以10为基数的数字系统。它有一个模型。数目线增加到5，然后倒过来到10。
在同一个教室里的另一小组学生审査了这个CSILE系统，并表现出令人印象深刻的分析技能（和良好的社交技能），作为对这个系统的回答，他们指出有必要拓展这个系统：
我们都喜欢这个数字系统，但是我们想要知道数字0看上去像什么，你可以使用更多的数字，而不仅仅是我们现在使用的10。
这个教室里的许多学生在家里说的语言不是英语。CSILE提供机会，让学生用英语来表达他们的观点，并接受来自同伴们的反馈。
作为支持学习的多种用途之一，因特网B逐渐成为学生相互提供反馈的一个论坛。在GLOBE项目中（上面曾描述过），学生们相互检查在项目网站上的各自数据，有时他们发现读到的内容可能存在错误。学生们就使用电子信息传输系统去査询报告有可疑数据的学校，他们是在什么样的情况下去进行测量的；关于因特网的另一种用途，参见背景资料9.6。
背景资料9.6 怪物、蒙德里安和我
作为挑战2000多媒体项目的一个组成部分，小学教师露辛达·苏尔博、凯西·乔文希尔和佩奇·麦克唐纳合作，一起设计和实施在两个小学的四年级班级之间开展的拓展性合作活动。在一个叫做“怪物、蒙德里安和我”的单元中，老师引导学生们在电子邮件中细致地描述一幅画，让其他班级里的搭档根据他们的描述重新画出这幅画。这个项目说明了远程通信在多大程度上能够清晰地解释需求、准确地书写，并提供一个论坛，收集同伴们的反馈。
在项自的“怪物”阶段，两个班级的学生首先结成对子，创作和绘制怪物（例如，“航海者999”、“肥胃”和“虫眼”），然后他们写文章描述他们所画的内容（例如他的身体下面有四条紫色的腿，每条腿上有三个脚趾“）。他们的目的是提供一个足够完整和清晰的描述，让另一个班级的学生在没有看见过图画的情况下能够重新画出怪物。这个描述性的文章通过电子邮件交换，结对的学生们根据他们对描述的理解作画。
这个阶段的最后一个步骤包括交换”第二代图画‘这样已完成描述性写作的学生可以对他们的文章进行反思，找出那些能使渎者产生不同理解的模糊的或不完整的叙述。
在“蒙德里安”阶段，学生们重复着与先前相同的步骤：写作、交换文章、作画和反思，他们从学习诸如蒙德里安、克勒和罗思科（Klee and Rothko）的抽象表现派艺术开始。在“我”这个阶段，学生研究著名画家的自画像，然后制作他们自己的自画像，他们试图详细地描述画像，这样远程的学习伙伴就能制作出与之相配的画像。
通过向相隔遥远的学生（另一所学校中的学习伙伴）提供文章，这个项目有必要让学生在文章中写出所有的内容，因为他们不能像在自己的教室里那样可以用手势和口头交际方式来补充书面信息的不足。他们的学习伙伴根据书面描述作画，这些画给这些^?幼的作者们提供了有关他们文章的完整性、清晰度的明确反馈。
学生的反思表明，他们已认识到沟通误差的多种潜在根源。
也许你窜到了另一部分，或许你很难理解它。
唯一使它不够完美的是我们的错误*…“我们说道每一个正方形向下一点点”，其实我们应该说的是“每一个正方形位于它之前的一个正方形之中”，或者我们该说这样的一些内容。
“我想我本可以把嘴巴说得更清晰的，我应该说它是闭合的，但由于我告诉你我没有用括号或护圈，我却把它描述成[好像是]开着的。”
在这个项自中所使用的电子技术相当简单（文字处理、电子邮件和扫描仪），其复杂性更多地在于它的结构，它需要学生关注观众的理解力和通过不同的媒体（文字和图画）进行转换，从而增进了学生对各自优缺点的理解。
学生的艺术作品、描述性文章和反思在项目网站 https://WWW.pausd.palo-alto.ca.us/barron/mmm/mmm.html上可以找到。
用于交流的联网技术的另一个优点在于技术可以使思维可视化。教学的认知学徒模式（Collins, 1990）的核心特征是在广泛的教学项目中提供范例，它也具有技术的表现形式（参见，例如，Collins, 1990; Collins and Brown,1988; Collins et al., 1989）。通过鼓励学习者说明他们在思维过程中所采取的步骤，软件建立了一个思维记录，学习者可以使用思维记录反思他们的学习，教师使用思维记录可以评估学生的进步。一些项目显然包括了旨在使学习者的思维可视化的软件。例如，在CSILE中，当学生用文字和图形开发他们的公共多媒体数据库时，教师们就可以把数据库作为一段时间内学生思维和电子交谈的一个记录。教师可以浏览数据库，检査学生对关键概念逐步形成的理解，并检査学生之间的互动交流技能（Means and Olson,1995b）。
CoVis项目开发了一个有着类似目的的联网的超媒体数据库一一合作式笔记本。合作式笔记本被分成电子工作区，叫做笔记本，用于学生一起合作研究一个特定的探究课题（Edelson et al., 1995）。笔记本提供制作不同类型页面的选项——问题页、猜测页、支持证据页、反驳证据页、计划页、计划步骤页、信息页、评论页。通过使用这个超媒体系统，学生可以提出一个问题，然后把它与针对问题的有争议的猜测链接起来，与探究问題的计划链接起来，而针对这些问题的争议是由其他学生（可能来自不同的站点）提出的。图像和文档可以以电子方式与页面“链接”。使用这种笔记本缩短了学生们准备实验笔记和从教师那里得到反馈之间的时间（Edelson et al., 1995）。类似的功能由“易说”（SpeakEasy）软件工具提供，它可以组织、支持工程学学生与教师之间的对话（Hoadley and Bell,1996）。
现在已经有了能提出问题的复杂授导环境（tutoring environments），它们可以根据专家是如何推理和如何组织有关物理、化学、代数、计算机编程、历史、经济的知识来给学生提供反馈（参见第二章）。随着理解的日益加深，人们开始对以下问题感兴趣：通过把专家推理转换成计箅机程序来检验专家推理理论，把基于计算机的专家系统作为一个大型程序的一部分来教授新手。把专家模型与学生模型——系统对学生知识水平的表征——和驱动该系统的教学模型融合在一起，就构成了智能教学系统（intelligent tutoring systems），其目的在于把为用户定制的一对一教学的优势与对专家表现、学习过程、自然推理的认知研究中获得的理解结合起来（Lesgold et al., 1990; Merrill et al. 1992），
各种基于计算机的认知导师已被开发出来，用于代数、几何和LISP编程（Anderson et al., 1995）。根据导师的特征和它整合到课堂的方式，这些认知导师在学生学业成绩获得方面已经产生了复杂的轮廓（Anderson et al., 1990,1995），参见背景资料9.7和9.8。
背景资料9.7 用“几何导师”学习
当“几何导师”在大型城区高中学校的班级里使用的时候，学生学完几何证明所用的时间要比教师或导师系统开发者所预想的还要快。中等水平、中等以下和对数学技能缺少自信、有能力而未能发挥学习潜能的学生从导师系统中获益最大（Wertheimer, 1990）。在课堂上使用导师系统的学生很快便进人学习状态，他们表现出更高的学习动机，他们常常很早就来到教室学习，他们对自己的学业进步承担更多的责任。教师开始花费更多的时间辅导那些需要帮助的个别学生，他们也更加重视对学生成绩的评定（Schofield, 1995）。
背景资料9.8 高中代数课上的智能授汙系统
一项大型的实验对在城区高中采用高中代数智能授导系统的收益进行评估（Koedinger et al., 1997）。这个项目的重要特色是合作式的、客户中心的设计，它把授导系统与教师的目标和专业知识相协调。这一合作产生了PUMP（匹茨堡市数学教育计划）课程，它关注于真实世界情境的数学分析、计算工具的使用和让所有的学生都能容易地学习代数。一个称之为PAT（PUMP代数导师的简称）的智能授导系统，支持这种课程。研究者们把使用授导系统的九年级学生的学业水平与学习传统代数的学生的学业水平做比较，结果表明使用PUMP和PAT的学生们受益匪浅，目前在全国范围内有70个学校使用PUMP和PAT。
图9.5 PUMP代数教学系统课程结束时的评价。
资料来源：摘至Koedinger et al. (1997)
使用授导方法的另一个例子是福尔摩斯侦探计划（Sherlock Project），它是一个基于计算机的环境，教授空军技师学习电子故障检测和维修，他们需与包含数千个部件的复杂系统打交道（例如，Derry and Lesgold, 1997; Gabrys et al., 1993）。这个复杂系统的模拟系统与专家系统或授导系统融合在一起，当学习者在故障检测和维修的尝试过程中遇到了困难时，该系统给予建议，它还带有反思工具，允许使用者重放他们的行为表现和尝试可能的改进。在几次现场对技师的考试中，让他们进行最艰难的真实世界的故障检测和维修任务，20至25小时的福尔摩斯侦探培训与大约4年的在职工作经验相当。福尔摩斯侦探计划并没有让人吃惊，它已经在几个美国空军基地投人使用。福尔摩斯侦探计划的两个重要特点是模仿成功的非正规学习：学习者成功地解决他们遇到的每个难题以后，随着他们能力的提升，减少对他们的辅导量；学习者可以重放和反思他们的行为表现，强调他们可以改进的方面，如同一个足球运动员可以重看一场比赛的录像一样。
值得注意的是学生可以在小组中使用这些授导系统，也可以单独使用。在很多情况下，学生们可以一起使用授导系统，与班上的其他人讨论问题、商议可能的答案。
把课堂和社区联系在一起
我们很容易忘记学生在学校中获得的学业成就也依赖于学校以外的环境。把学生和教师与更广阔的社区联系在一起可以促进他们的学习。在前面的章节中，我们讨论了通过与更广阔的社区联系来学习。例如，大学和企业已经帮助社区提升学校的教学质量。在产业界工作的工程师和科学家常常与教师们一起担当导师的角色（例如，加利福尼亚大学欧文分校科学教育计划）。
现代技术有助于在在校学生与校外活动之间建立联系。例如，“透明的学校”（Bauch, 1997）使用电话和应答机器来帮助家长了解课堂中布置的每天作业。教师们每天只需化几分钟时间把作业口述到应答机器中，家长们就可以在他们方便的时候打电话，获知学生的每天作业，因此他们也就知道了孩子们在学校里的活动。与某些期望相反的是，低收人的家长与具有较高社会经济地位的家长一样愿意打电话给应答机器。
因特网也有助于将家长与他们孩子所在的学校连接起来。学校校历、作业和其他类型的信息可以公布在学校的因特网网站上。也可以使用学校的网站告诉社区学校正在做什么和社区可以提出什么样的帮助。例如美国学校目录（www.asd.com）已经为全国106000所公立和私立的从幼儿园到12年级学校建立了因特网页面，它包括一个“愿望列表”，学校可以在上面公布希望得到的各种各样的帮助和请求。此外，美国学校目录还为国内的每个学生和教师提供免费的电子邮件账号。
许多项目正在探索建立有效的电子社区所必需的要素。例如，我们上面谈到学生们在与一线开展研究的科学家、作家和其他实践专业人员合作的时候能够学到更多的东西。有六个不同的电子社区，包括教师、学生、大学研究人员等组成的网络，对这些电子社区的早期审査着眼于它们如何成功地与他们的规模和所处位置建立联系，他们如何自我组织，网络建设中有什么样的机会、义务、责任，以及它们如何评价自己的工作（Riel and Levin, 1990）。在这六个小组中，与成功的电子联网社区有关的有三个要素：一是强调小组交流而不是一对一交流；二是清晰表达的目标或任务；三是促进小组交流和建立新型社会规范的明确努力。
若要最大限度地利用这些网络所提供的会话和学习机会，教师、学生、指导者们就必须甘当新型的或非传统的角色。例如，“作为全球科学家的儿童”（KGS）研究项目是一个集合了学生、科学家导师、技术专家和教育专家的全球群体，它的主要目的是找出促使这些社区获得成功的关键要素（Songer, 1993）。在最有效的交往中，随着时间的推移，社会凝聚力在这些学习伙伴中发展起来。起初，这个项目使不同地方的人们参与到有组织的对话活动中，通过多媒体相互介绍，使人们之间建立起一种关系；接着，这个小组提出一些指导原则和支持性的活动来帮助所有的参与者理解他们的新职责。学生们提出有关天气和其他自然现象的问题，并提炼、回答由他们自己和其他人提出的问题。这一基于对话的学习方法创造了一个充满智慧的情境，给参与者很多机会去改进他们的理解，并使他们更自主地参与到解释科学现象的活动中。
教师学习
将新技术引人到课堂使人们对教师促进学习的作用产生了新的认识（McDonald and Naso, 1986; Watts, 1985）。技术允许教师进行实验和调整（Means and Olson, 1995; 美国国会技术评价办公室, 1995）。它激励教师思考学习的过程，无论是通过对自己所教学科的全新研究还是对学生学习有了崭新的认识。技术软化了学生做什么和教师做什么之间的屏障。
当教师学习在课堂上使用新技术时，他们为学生设计学习过程；同时通过观察学生的学习，他们获得了教学的新认识。此外，从教师到学生的教学角色转换常常是与M7课堂上尽量使用计算机的过程同时发生的。一些儿童深深地卷入技术或软件的某些方面，他们把大量的时间花费在技术上，了解的东西超过了小组内的其他同学，也超过了他们的老师。教师和学生常常都是新手，他们可以诚恳地合作，一起创造知识.认识论上的金科玉律——教师拥有知识、学生获取知识——需要重新定义，反过来也要对社会权威和个人责任重新定义（Kaput, 1987; Pollak, 1986; Skovsmose, 1985）。合作创设了一个环境，在这个环境中新手可以贡献他们的才智，并从那些比自己更具才智的人那里学到新知识。带着各种专长、承诺、目标相约而来，小组以合作方式完成任务（Brown and Campione, 1987:17）。这种权威的转移和向合作式参与的迈进直接产生于积极的认知动机，它也有助于认知动机的产生。
当教师们学习使用技术时，他们自己的学习对于辅助学生更广泛地学习所采用的方法具有启示（McDonald and Naso, 1986）：
他们在创新、改革中必须是合作伙伴；在教师、管理者、学生、家长、社区、大学和计算机公司之间必须是重要的伙伴关系。
他们需要有时间学习：有反思、消化所发现的东西和适应实践的时间。
他们需要大学的顾问，而不是督学：提供建议是一种伙伴关系。
基于因特网的教师共同体逐渐成为消除教师孤立无援感的越来越重要的工具。它们也为相隔遥远、但参与相同改革实践的教师们提供了交换信息和相互提供支持的途径（参见第八章）。这些共同体的例子包括实验室网络（LabNet）项目，超过1000名物理教师参与其中（Ruopp et al., 1993）；邦克大街学院的数学学习项目；支持阿拉斯加教师写作的QUILL网络（Rubin, 1992）；人类生物（HumBio）计划，参与此项目的教师们通过网络一起开发生物课程（Keating, 1997; Keating and Rosenquist, 1998）。WEBCSILE是前面介绍过的“计算机支持的有目的学习环境项目”的因特网形式，它有助于创建教师共同体。
万维网为教师与他们工作环境之外的其他人交流提供了另一个途径。在伊利诺斯州大学的詹姆斯？利文要求教育系的研究生在万维网上创建对网上教育资源进行评价的网页，并与那些他们认为很有价值的网站链接起来。许多学生不仅建立了那些网页，并且在这门课程结束之后继续修改和维护网页。有些学生每个月都获得了成千上万次对他们网站的点击（Levin et al., 1994;Levin and Waugh, 1998）。
虽然教师共同体的成员们利用电子邮件、邮件列表和网站交流信息和保持联系，但这仅仅代表了技术支持真实的实践共同体的全部潜力的一部分（Schlager and Schank, 1997）。教师实践共同体需要有机会参与已规划的互动活动、需要一些工具对教育资源进行共同回顾和评注，需要有机会参与在线合作设计活动。一般而言，教师共同体需要产生社会凝聚力的环境，桑格（Songer）发现这种凝聚力在“作为全球科学家的儿童共同体”项目中非常重要。
教师专业发展协会（TAPPED IN）是一个多用户的虚拟环境，它融合了同步的（“实时的”）交流和异步的（例如电子邮件）交流。用户可以储存和共享文档，在一个外观类似于一个典型的会议中心的电子化环境中与虚拟的对象互动。教师们可以登录到教师专业发展协会中讨论问题、建立和井享资源、主持工作坊、担任导师，在那些虚拟的书籍、板报、文档柜、记事本和公告牌等人们熟悉的工具的帮助下进行合作式的探究。教师们可以徜徉在公共的“房间”中，浏览每一间房中的资源，并与探索相同资源的其他人进行自发的、实时的交谈。超过12个主要的教师专业发展组织都已经在教师专业发展协会中建立机构。
除了支持教师开展持续的交流和专业发展外，技术也用于教师的职前培训。为新教师提供专业发展所面临的一个挑战是让他们有足够的时间观察资深教师的教学，并有时间进行独立的教学尝试，他们在上课过程中必须做出无数次的决策，而反思的机会却没有。一般而言，未来教师在开始正式教学前，很少到教室去，师资培训人员往往只有有限的时间与未来教师一起在教室里观察和评论他们的教学。通过用多种媒体捕捉复杂的课堂互动过程，技术有助于克服这些局限。例如，师范生可以重放课堂教学过程的录像，学习掌握微妙的课堂教学方法，发现在第一次观摩课时所忽视的重要特征。
数据库已经建立起来，它可以在许多学科领域辅助教师的教学。其中有一个数据库是由专家马格德蕾·兰珀特和德博拉·鲍尔执教的三年级和五年级的数学课音像库（1998）。这些课的设计面向探究式教学，让学生解决问题、推理和参与解决数学问题的热烈讨论。这个录像带允许师范生在播放过程中随时停下来，与同班同学和老师一起讨论教师课堂表现的微妙之处。与这堂课有关的教师们的评注和同学们的作业库进一步丰富了资源。
使用大量的教学和课堂管理策略的专家教师录像剪辑多媒体数据库已由印第安纳大学和北部中心地区教育实验室建立起来（Duffy, 1997）。每一堂课都有教师的教案、校外专家的评论和相关研究论文等资料。另一个技术资源是一套基于录像、用于阅读教学的案例（在VCD和CD-ROM上），它们向未来教师们展示了各种不同的阅读教学方法。这项计划还包括有关学校和社区环境的信息、学校校长的教育理念、粗略介绍开学前教师们所做的事情，以及整个学年中学生作业的记录（例如，Kinzer et al., 1992; Risko and Kinzer, 1998）。
在交互式的多媒体数据库中展示的另一种方法举例说明了数学和科学的教学，它是由范德比尔特大学开发的。例如，两个教学片断提供了同一个老师教两节二年级科学课的录像带。在一堂课上，教师和学生们讨论教科书某一章节里提出的绝缘概念；在另一堂课上，教师带领学生们对由不同材料做的杯子所具有的绝缘量进行实际调査。从表面上看，教师似乎在两堂课上都满腔热情、表达清晰，学生们也表现得不错。但是，重复观看录像带，就会发现在第一堂课上学生们能够重复说出的正确单词中可能掩饰着一些经常出现的错误概念。这些错误概念在第二节课上就明显多了（Barron and Goldman, 1994）。
在技术支持教师职前培训的另一种方法中，在伊利诺斯大学上学的教育专业的学生（他们报名参加低级分类的科学课程，如生物）以电子方式与中小学的课堂连接在一起，回答中小学学生有关学科领域的问题。大学生们帮助中小学学生探索科学。尤为重要的是，教育专业的学生们借此了解小学生或中学生提出的学科领域的问题类型，从而，激励教育专业的学生们去获得他们大学科学课程之外的更多的知识（Levin et al., 1994）。
小结
技术已成为教育的一个重要工具。基于计算机的技术在提高知识的获取和用作促进学习的手段方面都具有很好的发展前景。信息技术集聚和组织大量知识的能力已经抓住了公众的想象力；信息网络的前景鼓舞着人们，例如，因特网将全球的学生连接在一起形成了一个学习者共同体。
人们还没有完全理解的是基于计算机的技术能够成为强有力的教育工具——它不仅仅是丰富的信息资源，而且可以延伸人类的能力和拓展支持学习的社交环境。使用计算机来促进学习的过程不仅是技术方面的事——只与教育硬件和软件的特性有关。像一本教科书或其他的文化对象一样，用于教育的技术资源——不管晕科学模知的软件还是交互式的阅读练习——通过与同伴和教师的学习交流为中介，它可以在一个社会化的环境中发挥作用。
与考虑适宜儿童学习发展的产品同样重要的问题是对把产品用作促进学习工具的那些人（即教师）产生影响的问题。在考虑技术的过程中，创建学习环境的框架是十分有用的，它们是以学习者、知识、评价和共同体为中心的。利用技术为教师和他们所教的学生创建这类环境的方法有许多。在考虑如何培训教师有效地使用新技术时产生了许多问题。他们需要了解有关学习过程方面的哪些知识？有关技术，他们需要知道什么？哪种培训是最有效的，可以帮助教师使用高质量的教学程序？使用计算机促进教师学习的最佳方法是什么？
在充分理解学习原理的基础上开发优秀教育软件和支持教师的工具还未形成规范。软件开发者们一般受游戏和娱乐市场的驱使甚于他们产品的教育潜力的驱使。
软件出版商、学习专家和教育政策制定者需要一起合作，迎接挑战，挖掘基于计算机的技术潜力，以改进学习。有关使用技术的潜力还有许多方面需要研究：为了达到这一目标，对学习的研究将需要一直与软件开发相伴。