〈工業技術與資訊〉分散式能源崛起 -
透過「虛擬電廠」整合再生能源、儲能設備、備援電力等分散式能源,已成為能源管理新顯學(09/26/2021 鉅亨網新聞)
逐年攀升的尖峰負載,讓臺灣的能源使用規劃,成為各方焦點。跳脫興建更多電廠的思維,透過「虛擬電廠」,整合再生能源、儲能設備、備援電力等分散式能源,已成為能源管理新顯學。隨著再生能源占比逐步升高,為了解決供電間歇性的問題,能長時間儲存電力的「液流電池」也備受關注。
數 10 年來,臺灣傳統電力供應以大型電廠為主,想要解決尖峰用電問題,除了蓋電廠外,是否還有更省成本、更有效率的解方?
攤開臺灣的用電分布,若以 1 年 8,760 小時來看,臺灣每年用電最多的 200 個小時,對於電力系統產生的額外需求大約為 2GW,相當於年度用電尖峰的 5%,且大多集中在夏季。工研院綠能與環境研究所組長梁佩芳認為,若要持續蓋電廠,得先思考 2 個問題:一是電廠投資大、建廠時間久,還會面臨環保抗爭行動;二是只為了每年 200 小時的尖峰需求興建新電廠,似乎也不太符合投資效益。
其實除了大型電廠之外,民間也暗藏不少中小型的電力資源,像是散落在企業、工廠、住家裡的太陽能、風力、儲能設備、備援發電機、UPS 系統和電動車等。隨著供電挑戰愈來愈大,未來必須要更加靈活善用這些電力資源。「虛擬電廠」概念應運而生,「就是將分散式的中小型資源聚合起來,變成可靠的電力供應來源,就像一個可受控制的電廠。」
用戶代理人扮演關鍵角色
當傳統以大型機組為主的集中式電力系統,走向分散式電力系統後,原先單純做為電力的消費者,同時也轉為電力供給的產銷者。正因為聚集了各種不同類型的用戶參與,虛擬電廠有著更大的調度彈性,能在短時間內提供尖峰負載電力,也能為電力公司提供輔助服務。
相比過去台電控制大電廠,只要一個指令;當眾多小資源集結時,該如何有效管理就成了關鍵。這造就一個角色興起,也就是所謂的「聚合者」或「用戶代理人」(Aggregator),「他必須聚合用戶資源,就像一個統一窗口,去台電或電力市場報價,未來代理人會是新的商機。」
「虛擬電廠有很多不同機制,有些可以做出一桌菜,有些就是很專業的一道菜,不同公司的營運策略都不一樣。」梁佩芳表示,目前虛擬電廠在國際已有不少成功案例,以全球知名的德國公司 Next Kraftwerke 來說,旗下聚合超過 1 萬個用戶,裝置容量達 8GW 以上,並依據用戶特性,設計不同方案,有些投入電力交易市場,有些則投入輔助服務市場;特斯拉(Tesla)也在加州聚集旗下家用儲能設備 Powerwall 的用戶,向電力公司提供電網服務,當加州電力不夠時,便控制電池放電。
滿足五大條件 虛擬電廠商機可期
梁佩芳認為,虛擬電廠必須具備 5 項條件才能發揮其優勢。第一是 ICT 的基礎建設,為了讓代理人清楚掌握每個參與者的狀況,需要導入智慧電表等 ICT 應用,才能即時掌握數據。
第二是預測。代理人需了解電力系統狀況,進行負載預測,事先讓參與者知道未來幾天的用電趨勢,讓用戶有心理準備,提高用戶的參與意願,不至於突然收到斷線通知,措手不及。
第三是打造客製化方案。因應不同參與者的特性,客製化電力的供應狀態,而非所有人一體適用的規則,甚至是調整用戶的生產行為。比如台電大多在下午 1 點到 3 點的尖峰時間,要求降低用電,或許就能和工廠討論改變生產排程。
第四是對市場的了解。代理人需對市場敏銳,針對用戶屬性,細分成不同群體,參與市場上的不同計畫。台電現已要求,未來代理人參與電力市場,必須取得「合格排程者」(Qualified Scheduling Entity;QSE)的資格,代表代理人對市場有基本了解。
第五是決策技術。如何安排出最妥適的方法,讓參與者的成本降低,在電力市場獲得比較高的回報;同時也要有預先準備,當執行期間發生意外的話,如何啟動緊急機制,這些都需要依賴精密的排程決策。
雖然目前臺灣的虛擬電廠概念在仍在起步階段,代理人角色也仍舊偏少,但可以預期,台電的電力交易平台正式上線後,「臺灣的市場就會打開,未來參與電力市場服務會比以前更加自由、開放,只要聚合資源就能去交易,許多業者都在準備,商機可期。」
四大優勢 液流電池成儲能新星
在分散式能源系統中,再生能源和儲能設備不僅是其中的重要一環,兩者也有高度相關。隨著再生能源的占比逐漸增加,面對「看天吃飯」的間歇特性,更需要長時間的儲能設備,才能 24 小時供應綠電,而安全性更高、儲能時間又長的「液流電池」開始受到關注。
工研院綠能所組長張文昇指出,液流電池顧名思義「就是電池裡有液體流動」。液流電池包含 2 個大型的電解液桶槽,內含可儲存電力的活性物質,將電解液以管線輸送到中央元件,稱其為「電堆」。當需要充放電時,便透過泵浦將液體輸送至電堆,產生電子轉移,以此進行放電或儲電。根據電池種類不同,液流電池可使用多種不同金屬元素組成,目前最成熟的便是採用釩離子的液流電池系統。
比起傳統鋰電池,液流電池具備更多優勢。第一是安全,挑選電池首重安全考量,用水溶液安全性高,無爆炸跟自燃風險。第二是設計更有彈性,由於能量是儲存在液體裡,桶槽愈大,能提供的能量就愈多,根據不同應用情境,只要增加桶槽與電解液,儲存的能量與時間就能更多、更久。
第三是使用壽命長,深度充放電循環可超過 2 萬次,至少用 20 年沒問題,平均儲能成本攤提下來,在長時間儲存上比鋰電池更划算。第四活性物質在液體裡容易回收,即使電池長期使用後,裡頭的有價金屬也不耗損。
「液流電池屬於長跑型的選手,潛力上就是適合做連續長時間的放電和儲存,」張文昇說。這也是為什麼液流電池特別適合作為長時間儲能用途,面對間歇性的再生能源,可將綠電安全、穩定的儲存起來,扮演重要的調節角色。
由於能量是儲存在液體裡,桶槽愈大,能提供的能量就愈多,根據不同應用情境,只要增加桶槽與電解液,儲存的能量與時間就能更多、更久。
打造電堆 2 倍功率 創國際領先水準
早在 2008 年,工研院便意識到儲能會是未來電力系統的要角,率先進行小型的前瞻計畫,評估各種不同的儲能方法。直到 2017 年正式投入,在沙崙綠能科技示範場域打造液流電池系統。
張文昇指出,液流電池有幾個研發關鍵。第一也是最重要的,便是位於中央位置的電堆,「電池所有的功率跟充放電效率,都在那裡決定。」第二是電解液性質,由於活性物質儲存在液體裡,就像泡咖啡,水加太少,底部就會有很多顆粒沉澱,若能在相同體積中,溶解更多活性物質,就能儲存更多能量。第三是系統整合介面,如何讓液體流動的最好、耗電最低,牽涉到系統設計問題。
工研院在電堆上花最多心思,除了在結構設計面讓能源效率最大化,材料也經過最適化調整,比起市面上相同體積的電堆,工研院可輸出 2 倍以上的功率,居於國際領先水準。
應用範圍廣 積極導入產業
目前工研院已在沙崙打造一套 200 度電的儲能系統,近似於 2 萬顆手機電池的容量。未來沙崙場域希望可以達到電力自給自足達 50% 的程度,儲能系統能調節尖峰負載,也能支援夜間用電,甚至在停電時做為緊急備援電力。
工研院也將此套系統投入產業使用。工研院綠能所總監楊昌中指出,2019 年,工研院和中油攜手打造首座多元電力供應及儲能系統的智慧加油站「臺南前鋒路示範站」。因應未來的電車趨勢,中油率先啟動轉型,著手布建百分百使用再生能源的全綠能站體,提供加油站本身與電動機車充換電需求,其中的儲能系統便是採用安全性更高的釩液流電池。
今年 1 月,政府也通過「一定契約容量以上之電力用戶應設置再生能源發電設備管理辦法」,俗稱「用電大戶」條款,規範契約容量 5,000kW 以上的用戶,必須在 5 年內設置契約容量 10% 的再生能源,而液流電池也很適合推展至工業區和住商大樓。
除了國內的產業化進度外,目前也有國際電池材料公司,委託工研院進行測試工作,顯示技術已被國際認可。工研院也積極將技術技轉給臺灣電池和儲能業者,「透過扶植臺灣有潛力的廠商,讓此技術做到電堆百分之百 MIT,」楊昌中說。在分散式能源和再生能源的發展下,工研院持續以扎實技術力,協助臺灣迎接能源新時代。
完整內容請見:
https://news.cnyes.com/news/id/4729870
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一封寫給中共解放軍的公開信
這封信不好寫,因為解放軍太龐大了,單是所謂的正規軍就有兩百萬人,加上其實也屬於軍種之一的武警部隊的過百萬人,再加上民兵系統如沿海假漁民等等,泛稱的「解放軍」總數可能超過四百萬人。
這四百萬人,加上其直系親人,加上退伍老兵及其親屬家人,總量可能直逼五千萬、六千萬、七千萬人。中國最龐大的公務系統鐵道部,人員及家屬加起來也不過千來萬人,全國「吃皇糧」的非軍事人員,雖然達到嚇人的四千五百萬人,但是比起廣義的「解放軍」生態中的人數,還是小巫見大巫。這封信的對象,除了正在服役的解放軍本人,也包括家屬親人,再加上退伍老兵群體,總量其實已經有一億多人。
外國人,無論如何「知中」,也總以為「解放軍」是一個單一對象;台灣社會,也以為「解放軍」(或「共軍」)是一個鐵板一塊的威脅來源。大家通常都不知道,「解放軍」其實可以類比於紅樓夢中的「賈府」,雖然對外看似一塊招牌,其實庭院深深內派系林立、利益糾葛、內外難分。賈老太太管不住,需要無數個「王熙鳳」來維持場面,每個王熙鳳身邊有需要無數個牛鬼蛇神來幫襯,當然,內中也有天性敏感、喜怒無常的林黛玉和軟弱無能但內心帶著善良的賈寶玉。
基於這樣的本質,無論從組織結構、軍種糾纏、綜合戰力來看,「解放軍」都不能用「美軍」(或德軍、日軍)的概念來理解!這不用講太多大道理,只需問一個問題:請問過去七十年來,美軍(德軍、日軍)有幾個星級將領因政治鬥爭被關入獄?但誰都知道,過去七十年,「解放軍」產生過的所有星級將領,沒在政治鬥爭中被抓去關的,大概不超過5%。軍人,即使在非戰爭時期在中國都是個高風險行業,階級越高越危險,極少人死在戰場上,多數人死在監獄內。
我個人無緣接觸解放軍將領,但卻接觸過一些校級人物和退伍士兵。憑我這有限的經驗,卻得到了很深刻的印象。若我以下說的印象不對,懇請讀到這篇文章的解放軍弟兄們給我指正。
解放軍校級人物,50歲若還沒有升至將級,大概就無望了。我見過一些「無緣將級」的校級,坦白說,他們的見識、氣度、談吐,應該是遠遠超過那些檯面上的將級的。大哉問就來了,為什麼他們與將領無緣?是能力超凡卻不屑過於交際送禮?是猶具軍魂卻被以分贓為主的將領階級排斥於圈子之外?還是他們的專業太強因而被「上面」視為不可因升級而失去的臂膀?
作起戰來,軍隊的實力在校級、士官和士兵,將領若為一群善於搞政治的庸人,這仗怎麼打?恰如拿破崙所說:一群獅子被綿羊帶領,獅子也變成綿羊;一群綿羊被獅子帶領,綿羊也會變成獅子。今天的解放軍,武器再完備,充其量也就是一群被政治綿羊帶領的獅子。這樣說,也並非一竿子打翻一條船,解放軍將領中即使有獅子,現在也在監獄中。
解放軍中無緣將領的校級軍官、還尚有軍魂的士官、還有悟性的士兵,請捫心自問一件事:即使不談「軍隊國家化」這種崇高目標,作為軍人至少得談效忠吧?那你們的效忠對象是那些貪贓枉法的將領,還是你們心目中的國家,還是養育你們的人民?你們的職業是軍人,還是黨的保安隊員?
再看看那些關在秦城監獄、軟禁在家的將領們,回顧一下與毛澤東、鄧小平、江澤民、胡錦濤、習近平一起照相的將領們,後來的下場如何?如果你是士官、士兵,看看那些退伍老兵,飯都吃不上、維權被驅離逮捕的景況。忠誠何價?職業何價?軍魂何價?
解放軍的槍彈分離,為什麼?我曾在廈門與一位開出租車的退伍老兵聊過許久,他說,1996年「台海危機」時,他們全軍戒備到了極致,晚上睡覺時全副武裝,槍不得離身。但是,上級不發子彈,槍是空槍。我問為什麼?他說:怕我們鬧事啊!試想,若南方戰情吃緊,「中央」敢調動北方戰區的部隊支援南方嗎?「中央」不會擔心部隊在途中「順道」把北京給端了嗎?上海敢讓中部戰區支援東部嗎?
中國2010年前還允許拍如實的軍事連續劇,劇中「軍委」和「政委」的專業、政治之間的鬥爭,您們還記得嗎?其實不用記得,因為現在你們的日常軍中生活就看得到。政治凌駕軍事專業,這仗怎麼打?
有人還記得2001年發生在南海的中美撞機事件嗎?北京的宣傳機構說是美機惡意撞解放軍機。我來告訴你我的判斷。美軍的「指揮控制」(C&C, Command & Control)原則是基於尊重軍人現場的判斷力;上級死了,下級就當場升為上級,如此類推,若戰到最後一個士兵,美軍的名言是:若只剩你一個人,那你就是最高指揮官。
南海撞機事件的實況應該是:美機駕駛發揮現場判斷力,決定接近共機,而共機駕駛員沒有發揮現場判斷的權力,必須尋求地面上級的意見才能改變航道,那飛機速度多快呀,那容得一來一往的空中/地面的政治決策。美國駕駛天真,以為共機必然閃避,那曉得共機駕駛員是政治機器人,於是啪的一聲就擦撞到了。
這就是軍事專業C&C 與政治C&C 對戰力造成的差距!前面所說的「槍彈分離」現象,也是另一個軍事專業被政治攪和的案例。解放軍弟兄們,你們是保家衛國的軍人,還是政治鬥爭的工具,想想。你們的生命是掌握在軍事專業手中,還是掌握在政治鬥爭手中?
我也認識一位退伍的士官長,浙江人,腦袋機靈,做了包工頭。他為我修房子,我只知道他為人仗義,肯為陌生人被欺負而打架,但我從來不知道他當過兵。一直到有一天,我和他一起在小餐廳吃飯,隔壁一桌來自附近的駐軍,聽到隔桌在聊軍中事,這位包工頭頓然跳起身來過去敬酒,來自天南地北、南腔北調的一夥人,立刻親如兄弟,沒有人在分軍種、軍階,因為現場沒有「大院子弟」,大家都出身農家平民。我頓時領悟到,以我對這位包工頭的熟悉程度,他會仗義和刁民打架,但絕不可能對無辜平民開槍,如果1989年他被派到北京面對平民百姓,他一定是暗示隊友對空鳴槍就好的那個人,而那天在小餐廳中巧遇的那群士官、士兵,也是和他一樣的人。解放軍中這樣的人多如牛毛,你是其中一個嗎?
在彈藥合一的時刻,接到對平民開槍的指令,你的槍口應該指向誰?解放軍兄弟們,這個問題,得事先想好啊!
當然,你也關心你個人的生命及未來。這裏悄悄告訴你一件你可能因為年齡太輕而不知道的事。朝鮮戰爭的當下及結束後,解放軍的「敵軍」- 美軍及南韓軍,對於願意放下槍的解放軍人,一律都依照其意願接到自由世界生活。當你被派到戰場時,很可能也會遇上這樣的機會,可不要輕易放棄啊。想想。
(本文收入作者六月底新書《被迫一戰?台灣準備好了嗎?》)
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【芬蘭「以學生為中心」的在線教育: 不只是在家上網課這麼簡單 】
#文長慎入
這篇文章近8千字,有點長,發表於《上海教育》雜誌5月刊。本身我的全職工作是在教育現場,中文寫作其實不是我的強項,只想分享芬蘭教育現場經驗。一個月前的邀稿,幾次的視訊討論和政策解析,我大部分用口語敘述,文丹主筆,竟然有八千字,我也驚嘆文丹強大的文字力量。
寫作此文時,正值芬蘭中小學開展遠程教育的第四周。我們梳理了這四周內芬蘭如何起步做在線教育的戰略部署,從頂層設計、具體措施、線上教學現場、家校協作這四個方面逐一展開。希望這一套「起步動作」能對中國教育者有借鑒義。
2020年3月16日,芬蘭國家總理桑娜·馬林(Sanna Marin )宣佈整個國家進入緊急狀態:關閉所有公共場所,關閉邊境,關閉學校。
消息一出,整個社會進入了新的運作模式。就教育而言,從孩子到大學生,全部需要在線上課,這對哪怕是全球素質最高的芬蘭教師來說,也是前所未有的。
「對芬蘭基礎教育而言,傳統網課與它背道而馳。」赫爾辛基大學附屬學校的教師首先站出來質疑,讓小學生天天在家上網課的荒謬。
為什麼芬蘭教師是這個反應?
因為傳統網課,特別是教師一言堂式的網課,它的核心是知識傳授。它把教師放在教學的中心地位,是主導者;把學生放在聽從的地位,是被動接受者。
而芬蘭基礎教育之所以在21世紀領跑全球,是它把學生放在學習的中心地位,學生是主動學習者,是知識的創造者和體驗者,教師只是學習的引導者和促進者。這個過程不僅看重知識學習,同樣看重學習過程、學習體驗以及在過程中發展出來的軟實力。
如果芬蘭遠程教育,要走傳統網課的路線,那它就變成只看重知識傳播的網上課程。與其他國家的教育無異。
如果芬蘭遠程教育,走的是「以學生為中心」的教學法路線,那它仍然保留了自己的優勢和本質。堅持自己的本色,或許在未來的遠程教育領域,仍然能夠獨樹一幟。
疫情之下,芬蘭學校和教師被逼到了選擇的十字路口。
到底怎麼走?本文兩位作者作為芬蘭教育界的親歷者,試從芬蘭「停課不停學」政策的頂層設計、具體措施、線上教學現場、家校協作這四個方面逐一分析,揭開芬蘭給遠程教育下了怎樣的定義。
【分層部署的頂層設計】
隨著芬蘭國家總理桑娜·馬林對全國防疫措施的部署,作為教育政策執行者的芬蘭國家教育委員,3月16日當天就發文部署全國教師如何開展遠程教育。可謂非常及時。
一起來看這些措施:
1)3月18日起,關閉所有學校,從小學、中學到大學全部進行遠程教育;
2)幼兒園和學前班繼續開放,但鼓勵家長能在家帶娃就不要送去;
3)1-3年學生可以正常上課;
4)義務教育十年級學生可以正常上課;
5)特殊教育的孩子可以正常上課;
6)需要芬蘭語課程的移民孩子可以上課。
可以看出,芬蘭政府在做決策時不是一刀切,不是整齊劃一僅一個動作。他們依然是把學生的具體情況和長遠利益放在首位,具體問題具體分析和應對。接下來,我們來看這套「組合拳」如何解決不同群體的需求:
第一大群體:要畢業的高三學生,政府緊急處理春季高考。芬蘭之所以選在3月16號這個時間點官宣,是因為此時芬蘭春季高考已經提前被壓縮進入尾聲,不提前進入停課、封城、封國,是不能讓疫情耽誤這屆高三學生畢業和今年大學錄取。
芬蘭一年有兩次高考:一次是3月份的春季高考,一次是9月份的秋季高考。歷年,每到二月初的時候,芬蘭高三學生已經結課,接下來是長長的假期,同時也是長長的備考期,所有學生回家自學、備考。他們可以參加3月份的春季高考,如果覺得自己沒準備好,可以參加9月份的秋季高考。
與中國高考不同,芬蘭考生一次只考一門,但是一門要持續考6個小時。從早上9點一直到下午3點。考生帶著午飯坐在考場里,可以在考場吃飯,邊吃邊考,度過「漫長」的一天。
另外一點與中國不同的是,芬蘭高考一共四門。除了母語(芬蘭官方語言是芬蘭和瑞典語)必考之外,其餘三門,學生可以自由挑選。其餘三門的選擇,非常豐富:有第二官方語言、數學、物理、化學、生物、歷史、地理、哲學、心理學、社會學、宗教倫理學、生理衛生、英語、法語、俄語、西班牙語、意大利語等20多門課。學生根據自己的興趣愛好和預期的大學專業方向,選擇高考的考試科目。
定下考試科目後,並不像中國那樣一天考兩門,集中三天完成。芬蘭的做法是:這20多門課,每天只安排一個科目。這樣學生是隔幾天考一門,每個人結束高考的時間不同。這就是為什麼芬蘭高考一考就是一個多月的原因。
疫情之下,芬蘭政府果斷決策,將高考流程壓縮。由之前的一個月左右壓縮到2周內完成。
第二大群體:有些孩子並不適合遠程教育,要讓他們可以繼續上學。從國家層面看,芬蘭政府在做決策時真的是充分考慮到不同群體、不同年齡段學生的需求,於是安排不適合遠程教育的孩子可以繼續上課。這些群體包括:1)幼兒園和學前班的孩子;2)小學1-3年級的孩子;3)特殊教育的孩子;4)需要芬蘭語課程的移民孩子;以及5)義務教育的十年級的孩子。
比如幼兒園的孩子太小,一天的屏幕時間不宜超過1小時。那幼兒園可以照常上課,這樣醫護人員的孩子也有地方可以上學。同時也給家長自主權、選擇權,幼兒園照開,來不來讓家長決定。這背後還有一個考慮,是芬蘭幼兒園內是按小組分班,0-3歲師生配比是1:4,3-5歲師生配比是1:8,教室內人員聚集人數相對較少。
再看小學1-3年的孩子。他們平時只上半天課,每天基本12點、1點左右放學,下午半天要麼是學校托管,要麼去興趣班。平時他們上課可能連課本都沒有,因為一些芬蘭學校不給低年級的孩子發課本,他們覺得這一學段的重點是學生習慣和品格培養,學習動機的激發,以及鼓勵孩子社會化學習,而課本不是學習的必需品。這些孩子很難適應一夜之間所有科目都搬上了屏幕。
再比如有特殊需求的孩子。可能是那些接受特殊教育的孩子,他們對資源的要求很高,在家裡很難操作。也可能是需要芬蘭語課程的移民孩子,他們剛來芬蘭,平時所在學校會給這些孩子安排特殊的語言班,幫助他們融入。現在他們連芬蘭語都聽不懂,怎麼讓芬蘭教師給他們在線上課。
需要指出的是,芬蘭政府讓這些孩子可以正常去上學,並不是鼓勵家長這麼做。為了安全和健康,當局是希望家長有條件的話就讓孩子在家學習,沒條件的話也讓孩子有學校可去。這無疑給了家長很大的自主權和選擇權。
芬蘭政府在做的,是在維護每個孩子受教育權前提下,站在好的教育視角下做決策。至於家長在健康權和教育權中間怎麼選,政府完全是把這個決策權給了家長。
第三大群體:讓適合遠程教育的學生「雲上學」。這樣從四年級起,小學生、初中生、高中生、大學生全部「停課不停學」。
可貴的是,芬蘭教育領導者給一線教師和學生兩天時間準備。政策出來後,不是立即執行,而是讓教師和孩子有個過渡,比如給學生配備電子設備,讓學生把學校里的課本、學習用品帶回來;也讓老師有一定時間熟悉線上操作,並跟學生當面講清楚遠程教育需要注意的事項。
下面,具體介紹芬蘭如何部署遠程教育措施。
【芬蘭遠程教育的部署措施】
相較於學校教育,遠程只是物理空間上的轉變。這是芬蘭開展遠程教育的核心原則。
如果芬蘭在遠程教育中丟失了自己的教育優勢——比如教育公平、學生的自主權、學會學習、關注學生幸福感、對學生的個性化輔導等要素,而僅僅是一股腦兒學習大量知識,那「所謂第一」的頭銜便保不住。
事實上,在疫情衝擊下,芬蘭教育就是從以上這幾方面著手,確保孩子在家上網課不只是聽聽知識點這麼簡單,而是更看重非知識性教學的部署和支持,以確保基礎教育繼續在線上做到公平、高質、關注弱勢學生及學生的整體發展。以下幾個角度可以幫助我們理解芬蘭政府的著手點:
首先,學習材料。芬蘭政府第一時間規定所有基礎教育的教科書、其他學習材料和工具必須對學生免費。因為基礎教育是免費教育,是每個學生的基本權利,無論學生在哪裡,必須讓學生公平獲得學習資源。比如出版社提供免費的電子課本、科技公司提供免費的學習平台和內容。
其次,教學設備。相對於其他國家,芬蘭在遠程教育方面有一定優勢。比如全國性的硬件設備完善,網絡普及率很高。在2010年7月1日,芬蘭已經將上網列為基本人權,明文規定最低上網速度。芬蘭已有約95%人口可以上網,屬全球互聯網最普及的國家之一。
「雲上學」同樣給芬蘭教育帶來挑戰。這麼多年來,芬蘭教育一直在做的努力是不問學生出身,所有孩子都可以享受到一樣高質量的教育。現在孩子要呆在家裡上課,勢必強化家庭經濟背景對孩子學業成績的作用。比如,來自低收入家庭的孩子沒有設備可用。據2018年的調查,平均每個芬蘭家庭里有3個以上可以連結網絡的電子設備。由於爸媽也要在家「雲辦公」,如果家裡有兩三個孩子,設備遠遠不夠用。
為了讓所有孩子都能平等的「停課不停學」,芬蘭政府帶頭解決孩子的電子設備:
先是要求學校的電子設備外借,允許學生帶回家用。芬蘭一決定停課,學校立即和家長聯繫,調查多少家庭需要電子設備,學校馬上出借電子設備和充電器。
芬蘭總統更是第一個站出來呼籲科技公司捐出不用的電子設備,給基礎教育的孩子用。
緊接著,芬蘭國家教育委員會官方發文:請求公司將不必要的計算機捐贈給青少年進行遠程學習。
目標只有一個:所有芬蘭孩子可以平等接受在線教育。
此外,對於孩子是否可以使用手機上課,芬蘭國家教育委員會也做了規定。15歲以下的孩子,由監護人決定孩子是使用他們的移動設備還是家中其他設備進行遠程學習。15歲以上的人基本上可以自己決定,是使用移動設備還是家用其他設備進行遠程學習。
學習材料和設備都有了,接下來就是教師在線怎麼教。所幸,高質量的師資隊伍是芬蘭的另一大優勢,他們能相對快速地找到合適的教學方法。
第三,在線教學方法。如上所述,在應對遠程教育的教學時,芬蘭的定位並不是將教師轉變為18線的「播主」,因為那樣更多是在傳播知識。在芬蘭教育政策者看來,屏幕之外的學生能力培養才是最重要的學習內容。因而,在應對遠程教育時,芬蘭這邊更像是打了一套組合拳,從給學生自主權、組織小組合作、強化學生評估方式等等各個方面入手。出台的政策指導具體如下——
用小組合作開展在線教育,培養學生技能。芬蘭學生在一天和一周中,所在的在線小組可能會有所不同。這是因為教師用異質化分組的方式讓學生結隊:一方面鼓勵學生開展同伴學習,在群組中雲互動、共享信息、實時通話;另一方面培養學生在團隊中的溝通、協作和批判性思維能力。
用差異化教學開展在線個性教育和輔導。芬蘭教育部門繼續鼓勵教師在可能情況下,把學生的特殊需求放在日常交流、工作安排和遠程教學中。比如在線個性化輔導、獨立的作業等等。
用獨立學習的方式培養學生的自主權。在進入遠程教育的前兩周內,芬蘭並沒有急著讓教師成為「18線主播」,而是通過家校互通系統(Wilma)用文字、語音方式給學生佈置作業,讓學生適應在家獨立學習,這其實是在保護學生在學校培養出來的自主權。老師把任務發給學生,至於學生什麼時間做、用什麼方法做,學生自己可以選擇,並不是讓所有學生統一時間盯著屏幕。
用反饋和評估帶動在線教學。在芬蘭學校有個說法:「反饋是給孩子的禮物。」意思是說,在日常教學中芬蘭教師很喜歡給孩子及時反饋和過程性評價,肯定學生的優勢、鼓勵學生挑戰困難、給出改進意見。用反饋代替考試,用評估學習過程代替評價學生,這是芬蘭教育的閃光點,即使轉移線上也沒有丟掉。
另外,芬蘭政府考慮到在特殊情況面前,在線教育可能偏離《基礎教育法》中規定的課時數和教學量。所以芬蘭國家教育委員會給出的指導意見是:教學量和課時數可以減化,但是教學、學習和評估必須以課綱中設定的橫貫能力目標為導向。知識可以少學,但能力培養不能停。
以上這些做法,是要打破遠程教育「以資源為中心」開展教學,停留在蒐集、閱讀各種資料或是在不同平台切換的模式,芬蘭要做的是建立「以學生為中心」的在線教育,讓學生的聲音被聽到、讓學生主導學習內容、讓學生在合作中學習知識和能力。
不過,從頂層設計到一線教學,中間還有一道鴻溝要走。並不是所有芬蘭教師都能一開始就得心應手去應對。赫爾辛基大學教育心理學教授、芬蘭現象教學第一人科斯蒂·龍卡提醒:「芬蘭一線教師有自身優勢,也面臨挑戰。」
那我們就把鏡頭投放在芬蘭教師身上,看他們真實的線上教學。
【一線教師的在線教學現場】
赫爾辛基國際學校的科技資訊總監陳巧茵講述:「遠程學習很難以相同的方式重建學生之間以及師生之間自然發生的、寶貴的、及時的社會互動。老師們必須找到新的方法來提供及時的、具體的反饋意見,以支持學生的成長和學習。照顧學生的差異是我們教學重點之一,同時也是難點之一。要解決這些問題,遠程學習的平台選擇甚為重要。」
這個過程也是有方法的。
一是分階段性目標,循序漸進開展。
回到觀察芬蘭公立學校第一周停課,教師和學校還是處於一個慌亂的狀態,學校忙於確認所有家長的電子郵件和電話,保持資訊傳達。芬蘭教育系統獨有的全國性家校互通平台Wilma,這個時候發揮了巨大作用。它變成一個家校聯繫、學生學習進度溝通、作業指派、反饋學習情況等一站式平台。
此時,芬蘭教師們一方面要確定手邊有所有的教學資源,能夠在家工作的電子設備,也要確定每一個孩子在家是否有安靜的學習環境,穩定的網絡,所需的電子設備和家長支援。
停課第一周,基本停留在指配任務階段。芬蘭老師們透過和家長聯繫分配閱讀、數學、工作表和學習網站,也有指定戶外活動時間,美術、音樂創作、體育課都持續進行。
停課第二周,老師們各自透過個人熟悉的在線平台(比如Skype,FaceTime,Google Classroom)開始和孩子們做一對一或是小組互動。這個階段,芬蘭教師希望能更多地和學生連結,開始制定《遠程學習規範》——保持固定的作息時間,早睡早起和制定線上學習禮儀,準時上線,穿著合宜,準備好學習所需紙筆課本等。一連線,芬蘭老師是先開視頻但不開音頻,讓彼此可以看見。
停課第三周,芬蘭老師開始進行更深入的思考。希望為學生提供新的機會,讓學生以真實、有意義的方式學習。比如:
如何幫助學生處理由於緊急情況/危機而產生的煩惱、恐懼或孤立感?
作為教師,我可以幫助學生發展的最重要的知識和技能是什麼?該如何幫助學生建立自己的理解力?
這次緊急事件/危機給人們帶來了哪些真正的學習機會?這種情況給學生的好奇心和內在動力是否帶來其他新的可能性?
不同類型的學習者需要不同的支持和指導,該如何設計滿足他們需求的學習體驗?
教師如何以有意義的方式評估學生的學習情況?
最終,芬蘭老師們在熟悉學生需求和參考各大學習平台後,鎖定Teams和Zoom這兩個平台的分組功能能讓他們照顧差異,給不同小組指派不同任務、不同的討論和對話、或是大班教學。
二是抓重點,教學內容可以減半。
芬蘭老師們在制定課表時有許多考量。孩子上線時間、互動時間、思考時間、做研究時間和創作時間,統統都得考慮。教師之間達成一個共識:知識傳授部分,老師可以事先做好筆記或是短視頻,實際上線時間則鼓勵參與、社交互動和反饋。
於是在芬蘭學校內出現了兩種在線教學方案:
第一種,有些學校按照原本的課表時間上課,只是上線時間為一半,剩下一半讓孩子獨立學習。比如一節數學課45分鐘,線上學習只有20分鐘,另外25分鐘讓學生自主學習。
第二種,有些學校將所有學習移到早上,下午讓孩子和家庭自由安排。這種做法同樣是一節課只用一半時間在線教學,另外一半時間用來上另外一門課,最終實現半天上完全天的課,下午讓孩子自主學習。
各種不同做法,但是共通點是:芬蘭教育者理解遠程學習不能簡單地複製和平時一樣的學習體驗和跟隨原本的課表。老師同樣理解在家學習必然少了教師的及時指導、幫助和反饋,效率會低於學校,所以所有作業和任務都做調整、簡化。
即使一半時間線上教學,教師在線時也要盡量做到簡單、清晰,給學生時間和篇幅限制。例如,製作兩分鐘的音頻和筆記,讓學生學習自主管理時間。如果需要詳細解說,老師們通常就錄視屏解釋或是線上溝通。課表減半的另一個作用是,多出來的時間可以讓學生自主學習,讓教師開展個性化輔導和解答。
這樣屏幕兩端,一邊是學生在家上學,一邊是教師遠程辦公。那芬蘭學校管理層在抓什麼?答案是師生幸福感。
三是關注屏幕背後師生的幸福感。
教育管理者希望在動態中追蹤師生的在線教學感受和能力,進而不斷調整教學策略。一些芬蘭學校每週末會做問卷調查。請學生、家長、老師們反饋他們的工作量、情緒起伏、學習偏好和個人進度。
在這個過程中,師生的幸福感、情感起伏和社交需求得到了極大關注。
比如關注教師幸福感。芬蘭很多學校組織教師開展星期五在線咖啡(Friday Online Coffee)。忙碌了一周的教師,可以打開視頻,端起一杯咖啡,在線和同事們聊聊這一周的艱辛、挑戰或收穫,相互鼓勵、相互支持。
比如學生的社交情感化技能得到發展。在線學習無疑挑戰學校存在的必要性。為什麼要去學校?因為學習具有強烈的社交性。所以,芬蘭在線教育強調要有人、有臉,有人際互動。把學生分組,也是鼓勵他們可以在團隊中加強溝通技能、互動技能和情感化能力。
即使是不同步的學習 (asynchronous) ,老師在設計上也鼓勵互動。例如對於一個課題回答,學生除了自己作答,也要去看其他同學的解答、去評論、去給反饋。
老師在佈置作業時也要賦予同理心。合理的份量,鼓勵學生平衡螢幕前時間和線下時間,創造時間和機會讓他們和家人相處和對話。
同時,芬蘭學校繼續開展主題性課程,讓學生在做中學、在玩中學增強遠程教育的豐富性。比如家庭經濟課、手工課、音樂課、戲劇表演、體育課等繼續開展,只不過場景變成了家裡。這也表明芬蘭的遠程教育遠遠不止是上網課,對芬蘭孩子而言,在生活環境中學習、在大自然中學習早已習慣。
當然,這需要家長的支持。
【家校合作:父母不是孩子的第二位教師】
3月26日,芬蘭「停課不停學」的第二周,國家教育委員會負責人奧利·佩卡·海諾寧(Olli-Pekka Heinonen)公開表示:「沒錯,孩子遠程教育需要家長的幫助,但是家長們請注意:遠程教育不是在家上學(Home school/teaching)。希望你們不要成為孩子的第二位教師,教學和給孩子輔導仍然是教師的職責。希望你們能讓孩子自己管理自己的學習。」這便給全芬蘭的家長定調。
難道說芬蘭家長只能作為旁觀者,眼看著孩子掙扎、混亂嗎?自然不是。
芬蘭萬塔市教師撒寧·維塔寧(Sanni Virtanen)在芬蘭權威媒體《赫爾辛基日報》的文章受到了芬蘭教師和家長的廣泛認同:「遠程教育不同於家庭學校。家長們不需要懂數學、物理、英語,孩子遇到學習問題,請第一時間找教師輔導。家長一定要明確自己的角色,是在生活方面提供支持,比如跟孩子一起製作日程表,幫助他們飲食、休息、運動。」
芬蘭家長協會會長(Ulla Siimes)同樣提醒家長在新模式下千萬不要忘了身份:「教師和家長的角色劃分需要明確。組織教學的責任在老師,給孩子安全、舒適學習環境的責任在家長。」
給孩子提供健康飲食和舒適學習環境、幫助孩子合理安排學習時間和休息時間,以及督促孩子每天運動和戶外活動。這些就是芬蘭家長目前在做的。
相較於亞洲文化里鼓勵家長多參與孩子學習、多輔導孩子功課。芬蘭在做的其實是「少」,讓家長少插手教學、少插手孩子的功課管理。
芬蘭相信這種「少」一樣能收穫「多」的效果,因為一個人不可能成為另一個人的學習動機。
說到底,芬蘭中央政府「停課不停學」政策一出來後,芬蘭教育部負責頂層設計,芬蘭國家教育委員會負責部署遠程教育的具體措施,一線教師在摸索中開展線上教學,加上家長從旁協助。這是一個系統工程,也是各方各司其職、通力合作的過程。
以上也只是芬蘭中小學遠程教育的起步動作。至於最終能形成怎樣的格局,還得交給時間判定。