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以智能技术为支撑的教育数字化转型新思路
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摘要
2022年全国教育工作会议明确提出要“实施教育数字化战略行动”。该行动在促进“十四五”时期我国教育事业的高质量发展具有基础性、全局性和先导性的地位,必须给予高度重视、全面落实。纵观教育发展,教育数字化转型其实是时代的必然结果,"教育数字化转型"是当前教育改革与实践中的热点,也是未来教育创新变革的发展趋势。但数字化转型的推动力是多方面的,目前来看,教育数字化转型主要是在科技、政策以及思想三股关键力量的协同交互推动下发生的。人工智能、云计算、大数据、虚拟现实、5G和区块链等新一代数字技术的发展和应用,对各行各业产生了颠覆性的影响,使用数字技术来建立新的教育服务、实施新方法或形成新模式,超越了传统界限和发展格局。本文主要探讨在智能技术驱动下教育数字化转型的新思路。
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关键词
教育数字化转型;大数据技术;人工智能;教育变革;
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Abstract
The 2022 National Education Work Conference clearly proposed to "implement the digital strategic action of education". This action has a fundamental, overall and guiding position in promoting the high-quality development of China's education cause during the 14th Five-year Plan period, which must be attached great importance to and fully implemented. Throughout the development of education, the digital transformation of education is actually the inevitable result of The Times. The "digital transformation of education" is the hot spot in the current education reform and practice, and also the development trend of the future education innovation and reform.
However, the impetus of digital transformation is multifaceted. At present, the digital transformation of education is mainly driven by the collaborative interaction of three key forces: technology, policy and thought. The development and application of new-generation digital technologies such as artificial intelligence, cloud computing, big data, virtual reality, 5G and blockchain have had a disruptive impact on all industries. The use of digital technologies to establish new educational services, implement new methods or form new models goes beyond traditional boundaries and development patterns.
This paper mainly discusses the new ideas of the digital transformation of education driven by intelligent technology.
Keywords:Digital transformation of education; Big data technology; Artificial intelligence; Education change
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一、引言
科技与教育始终相伴而行,每一次科技革命都会引发教育模式与形态的革新。互联网、大数据、人工智能等各种智能技术正在以前所未有的速度融入人类生产、生活的各个领域,数字社会的全新样态正在形成,而植根于社会“沃土”的教育系统亟待全面数字化转型,以适应经济社会大变革对人才培养的需求。教育数字化转型是建立在数字化转换(从模拟格式到数字格式的转变)、数字化升级(利用数字技术和信息改变组织的运作过程)基础上的转型,指向系统化的发展。教育数字化转型作为一种强调技术推动教育创新和变革的过程,其产生和实践有着重要的发展意蕴,也必将深刻影响着整个社会的数字化转型发展和国家的竞争优势。教育数字化已发展成为适应经济与社会发展、解决社会发展与人才供需矛盾、提高社会生产力的新要求。随着数字技术和数字化产业在社会和文化变迁发展中的作用日益加强,各国政府开始高度重视教育数字化,将教育数字化提到了国家战略的高度,并主导推进教育数字化转型。同时,教育数字化源干数字技术革新,技术革新驱动了教育数字化转型的产生与发展,教育内生的发展需求不断提升与外部冲击带来的教育韧性建设和稳定发展的需求,也在助推着教育数字化转型的延拓,可以说,社会与文化变计,技术革新驱动,国家政策主导,教育内生发展四天因麦通过复杂的作用机制共同推动了教育数字化转型。一方面,教育系统是社会生态系统本的子系统,其外部环境的不断变化,诸如社会与文化变迁、技术革新驱动、国家政策主导等因素的综合作用[1]。那么在智能技术基础之上,聚焦教育数字化转型,探索其未来发展方向,将有助于挖掘教育数字化转型本质以及为教育数字化未来的实践提供新思路。
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二、教育数字化战略行动
党的十八大以来,教育系统坚持用习近平新时代中国特色社会主义思想铸魂育人,全面贯彻党的教育方针,我国义务教育质量迈入世界先进行列。2022年2月8日,我国开始实施教育数字化战略行动计划,《教育部2022年工作要点》[2]发布,提出实施教育数字化战略行动,强化需求牵引,深化融合、创新赋能、应用驱动,积极发展“互联网+教育”,加快推进教育数字转型和智能升级。从“部署实施”、“大力推进”、“加快推进”到“深入实施”,我国教育数字化战略行动不断取得新的进展,2022年3月份,国家智慧教育平台正式上线。作为国家教育公共服务的一个综合集成平台,一期项目包括了国家中小学智慧教育平台、国家职业教育智慧教育平台、国家高等教育智慧教育平台,以及国家24365大学生就业服务平台这4个子平台。这一平台的正式上线是教育部推出的教育数字化战略行动取得的阶段性成果。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中再次提出,加快数字化发展,建设数字中国,构筑全民畅享的数字生活。加强全民数字技能教育和培训,普及提升公民数字素养。
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三、教育与智能技术的融合发展
(一)大数据技术与教育的融合发展
近年来,大数据引起了社会各界的广泛关注,被视为一种与能源和材料相提并论的资源,并为其接触的几乎所有领域带来了新的变革。2016年6月,教育部在《教育信息化“十三五”规划》中提出要利用大数据技术提升信息化教学的服务与管理。随着大数据理念与技术在各行各业的渗透应用,教育大数据的建设与发展逐步引起了教育管理部门、企业、学校以及教育研究者的广泛关注。2015年,国家相继出台了一系列相关文件,以促进教育大数据的快速发展,确立了教育大数据在推动教育改革与发展方面的战略地位。地方政府、研究机构、学校以及行业企业力量的加入,将大大推动我国教育大数据的发展。
随着大数据理念的传播及其应用的逐步深入,大数据的内涵也在不断变化和拓展。人们逐渐认识到,大数据不仅仅是一种技术,也是一种能力,即从海量复杂的数据中寻找有意义关联、挖掘事物变化规律、准确预测事物发展趋势的能力。此外,大数据还是一种思维方式,即让数据开口说话,让数据成为人类思考问题、决策行为的基本出发点。实际上,大数据正在演变为一种社会文化,即人人生产数据、人人共享数据、人人热爱数据、人人管理数据的文化——这种文化正在潜移默化地影响着各个行业。教育领域虽然长期“保守”,但在大数据文化力量的冲击下,也在加速走向开放、“拥抱”大数据。
教育大数据与大数据技术的应用及其主要价值主要体现在两个方面:
(1)战略层。
①教育大数据是一种无形的战略资产、是一座可无限开采的“金矿”,充分的挖掘与应用是实现数据“资产”增值的唯一途径;②教育改革既要有胆魄,更要有科学的依据,教育大数据是推动教育领域全面深化改革的科学力量;③教育大数据汇聚、存储了教育领域的信息资产,是发展智慧教育最重要的基础。
(2)应用层
①开展数据驱动的教育决策,实现教育设备与环境的智能管控,提升教育危机预防与安全管理的能力;②持续优化教与学,辅助教师开展精准教学,辅助学生实现个性化学习;③促使教育评价正从“经验主义”走向“数据主义”、从“宏观群体”评价走向“微观个体”评价、从“单一评价”走向“综合评价”;④教育数据的合理、合法、有效、创新应用,不断催生越来越多样化且越来越智慧化的教育服务;⑤推动社会科学的研究范式从抽样模式走向全样本模式,使社会科学成为一门实实在在的实证科学。 教育大数据的最终价值应体现在与教育主流业务的深度融合以及持续推动教育系统的智慧化变革上[3]。
(二)人工智能与教育的融合发展
2013年以来,人丁智能受到世界科技强国的高度关注,纷纷出台相关战略和计划,将人工智能发展推向了新的浪潮。我国政府高度重视工智能战略,将人工智能纳入了国民经济和社会发展规划纲要,致力干打造世界级人工智能创新中心。党的十八大以来,习近平总书记高度重视人工智能发展。大力发展人工智能,积极推动人工智能和教育深度融合,既可以促进教育变革创新又可以显著教育智能化(智慧化)水平。
人工智能在教育中的应用主要体现在两个方面:一是人工智能教育,即开展人工智能教育,广泛普及人工智能技术,培养智能时代所需的人工智能人才。二是人工智能+教育,即人工智能与教育的融合,类似互联网+教育,推进人工智能在教育中的广泛应用。人工智能在教育领域中的应用主要有智能教学平台(系统),全面智能测评,拍照搜索在线答疑,智能语音识别辅助教学及测评,教育机器人,模拟和游戏化教学平台等几类产品。人工智能在教育大数据的采集,分析,挖掘,决策支持等方面具有广泛的应用。世界主要国家加快了人工智能战略布局,从而加速促进人工智能与教育的融合。人工智能发展受到众多专家学者的高度关注,许多院士纷纷表达了对人工智能未来发展的殷切期待。利用人工智能破解教育变革难题,实现人工智能与教育相互赋能的问题引起了全球的广泛关注和讨论。可持续发展与新一轮科技革命正在双重驱动教育变革。在可特续发展需求和新一轮科技革命双年驱动教育变革的背景下,人工智能作为智能技术的代表,体现了科技与教育的双向赋能。以人工智能为代表的智能技术加速推进教育智慧化,让未来的教育真正拥有“智慧”,最终实现智慧教育的核心技术力量。
人工智能呈现跨学科研究趋势,尤其是2015年以来迅速增长。人工智能具有跨学科的特点,且人工智能与教育呈现融合发展态势。人工智能有弱人工智能、强人工智能和超级人工智能,目前人类已经掌握了弱人工智能,正在迈向强人工智能。教育需要面向未来,培养与智能时代相适应的创新型人才。人工智能技术能让教师在课堂上讯速和学生互动,具备AI知识将会是每个人的基本素养,人工智能技术与学校教育融合成为一种未来趋势,这为实现个性化学习和个别化学习提供了技术保障,成为未来教育发展的重要推动力。人工智能技术为未来学校教育发展带来了新机遇[4]。-
四、教育数字化转型的现状与成效
(一)数字化发展脉络图
图1[5]
综合来看,信息化是内涵发展脉络,数字化是技术发展脉络。数字化将数字作为信息载体,信息化以信息作为物质映射和精神载体,信息化的概念要大于数字化概念;信息技术和数字技术均属技术生态系统,但一般认为数字技术比信息技术更先进,所以数字化是社会信息化的高级阶段。数字化发展内嵌于信息化的内涵发展脉络之中,数字化过程和信息化过程这两条脉络是几乎并行的。从传统媒体播放器到数字原生的信息化发展,数字技术开始转变为核心竞争力。数字化的基本理念是利用人工智能、云计算、区块链等数字技术,通过挖掘现有数据来创造新的价值,以发挥技术生态系统的全部潜力,实现更高层次的信息化。首先,数字化在信息化的生态系统上构建数字驱动的模式,解决信息孤岛问题,挖掘数据的潜在价值,并将其抽象为知识进行分析和决策,创造新的价值。其次,数字化涉及了两个实体空间,一是现实空间,二是虚拟空间(数字化的信息世界),它不仅仅是将现实空间转变为虚拟空间,还包括以数字化信息为纽带,实现二个空间 的联通、交互、映射和增殖等。(二)教育数字化转型的内涵
教育数字化转型是一种划时代的系统性教育创变过程,指将数字技术整合到教育领域的各个层面,推动教育组织转变教学范式、组织架构、教学过程、评价方式等全方位的创新与变革,从供给驱动变为需求驱动,实现教育优质公平与支持终生学习,从而形成具有开放性、适应性、柔韧性、永续性的良好教育生态。其价值取向是建立在数字化转换和数字化升级的基础上,通过在教育生态系统中充分利用数字技术的优势促进教育系统的结构、功能、文化发生创变,使教育系统具有更强的运行活力与更高的服务价值,并为新时代全面性的社会数字化转型带来积极影响力,也必将深刻影响着整个社会的数字化转型发展和国家的竞争优势[5]。
(三)教育数字化转型实施的现状与成效[8]
1.国际教育数字化转型的六个方面举措
结合世界各国发布的教育数字化政策文件和采取的教育改革举措可以发现,当前国际教育数字化转型主要关注“基础设施建设”“数字教育资源”“教育教学创新”“数字素养提升”“标准规范研制”“数字伦理安全” 六个方面。
(一) 不断升级改造数字化基础设施
良好的数字化教学环境是实现教师智能化的 “教”和学生个性化的“学”的基础保障,世界各国 在推进信息基础设施建设升级改造校园数字化环境 方面不断进行尝试和探索。例如,美国早在2013年 就提出“连接教育计划”,让高速网络联通学校 (Of⁃ fice of Educational Technology, 2013)。截至 2019 年,99%的美国公立中小学接入光纤,每个学生的 平均网速超过 670kbps (Education Superhighway, 2020)。2018年,俄罗斯启动“数字化教育环境”项 目,提出在2024年前让所有学校接入高速互联网, 建立师生均可使用的基础设施和数字平台 (Russia Ministry of Education, 2018)。同年,德国联邦政府 发布的《学校数字协定》也提出连续5年每年投入5 亿欧元用于学校信息化平台建设 (Federal Republic of Germany, 2018)。2020年,新加坡教育部提出到 2024年实现所有初一年级学生每人配备一台数字化 学习设备,到2028年实现所有中学生人手一台个人电脑,后因受疫情的影响,又提出加速落实中学生数 码学习计划,将原定8年完成的发展任务压缩到1年完成 (Singapore Ministry of Education, 2020)。
(二) 稳步提升数字教育资源供给能力在数字教育资源供给服务方面,世界主要发达国家高度重视数字教育资源平台的搭建,逐步形成从建设、应用到评价的数字教育资源体系。例如,联合国 教科文组织与英联邦学习共同体共同组建开放教育资源大学,为全球学生提供免费的教育资源与在线课程,开展跨国跨地区的学分认证,促进不同地区间教育资源的开放交流 (UNESCO, 2012)。法国教育部设立国家远程教育中心,汇聚覆盖学前教育到高等教育的在线远程学习项目超过3,000个,并提供相关的教育培训资(French Ministry of Education, 2020)。澳大利亚开设国家数字学习资源平台,收录16,000多个免费的数字资源并在全国范围内开放共享,形成高水平的数字教育资源库。欧盟发布《数字教育行动计划 (2021—2027 年)》,强调要进一步整合教育资源,在中小学教育领域打造欧盟统一线上教学平台,在高等教育方面推进欧盟高校在线教学平台建设 (European Commission, 2020-09-30)。(三)推行数字技术支持的教育教学创新随着各类教育大数据应用系统的不断涌现,世界各国积极利用数字技术改变传统教学方法,为学生提 供个性化、定制化的学习支持服务。以美国为例,可汗学院的学习仪表盘能够将海量的学习行为数据转变 为有价值的行为信息,并基于高效的数据分析帮助学生开展个性化学习。目前,可汗学院已与美国45个 州的280多地区达成合作并辐射全球,平台课程内 容被翻译成超过36种语言。在自适应学习平台方面, 美国的Knewton平台集心理测量、机器学习等功能 为一体,能精准分析学生的优势、学习兴趣和认知投 入水平,通过不断收集和监测学习过程数据,为达成 高质量学习提供决策支持,目前全球有超过4,000万 学生使用;DreamBox Learning 系统基于学生行为 评估其数学理解能力,为教师了解不同学生发展水平 提供支撑,并引导学生向正确的方向努力,目前该系 统已为 60多万学生提供服务;ALEKS 系统利用大 数据为学生提供中小学数学、化学等学科学习评估服务,目前已有2,500多万名学生用户。(四) 注重培养教师的数字素养与技能随着数字技术与教育教学的融合发展,教师的数字素养与技能已成为国际关注的焦点,各国纷纷采取 措施培养教师的数字技术应用能力。例如,联合国教科文组织于2011年颁发的《教师信息与通信技术能力 框架》中详细描述了教师运用数字技术进行有效教学 应具备的能力 (UNESCO, 2011)。欧盟委员会联合研究中心于2017年颁发了《欧洲教育工作者数字能力框架》,使各级各类教育工作者能够全面评价和发展其数字能力 (European Commission, 2017),又于2020年公布了《欧洲公民数字能力框架的自我反思工具》,通 过知识、技能和态度三方面来衡量公民数字能力水平 (European Commission, 2020)。此外,欧盟于2020年颁发的《数字教育行动计划(2021—2027年)》特别强调要建立“欧盟数字技能认证”制度,强化教师数字技能评估 (European Commission, 2020-09-30)。 美国教育技术国际协会于2017 年发布的 《ISTE 教育工作者标准》,从多角度分析教师在信息时代教育教学中扮演的不同角色,定义教师角色的职责和能力标准,以促进教师应用数字技术创新教学 (ISTE, 2017)。(五) 高度重视教育数字化标准规范研制世界主要的标准化组织和机构高度重视教育数字化相关标准研制,近年来发布了一系列数字化学习、 教育大数据分析等相关标准规范,为教育数字化的推进实施提供指引。例如,美国高级分布式学习组织ADL长期致力于研究数字化学习相关技术标准,其发布的可共享内容对象参考模型SCORM标准,为数字教育资源的规范化组织、传输和发布提供了支撑,在世界范围内得到广泛采用,其在2013年发布的xAPI标准现已成为国际上教育大数据分析中广泛采用的学习行为数据规范。此外,国际标准化组织ISO联合国际电工技术委员会IEC共同组成了专门负责教育数字化标准研制的技术委员会ISO/IEC JTC1/SC36,以信息技术支持的学习、教育和培训作为主要对象,从术语、元数据、学习者信息、学习分析互操作等方面研制并发布了系列国际标准。在2021年9月召开的SC36全会上,脑机接口、教育数字孪生、虚拟实验室等方向的标准议题成为各国标准专家共同关注和探讨的焦点。(六) 优化完善数字技术应用伦理规范近年来,数字技术引发的一系列伦理道德问题逐渐进入公众的视野,如何确立合理、安全的数字技术应用伦理规范也逐渐得到世界各国和组织的高度重视。2019 年 5 月,中国政府与联合国教科文组织合作举办了国际人工智能与教育大会,来自全球100多个国家、10余个国际组织的约500位代表参会,审议并通过成果文件 《北京共识——人工智能与教育》,提出要确保教育数据和算法使用合乎伦理、透明且可审核,并采用新兴人工智能技术和工具确保教师和学习者隐私数据保护和数据安全 (教育部, 2019)。2021年11月,联合国教科文组织发布全球首个针对人工智能伦理制定的规范框架《人工智能伦理问题建议书》,特别关注人工智能系统与教育、科学、文化、传播和信息等教科文组织核心领域有关的广泛伦理影响 (UNESCO, 2021)。美国高等教育信息化协3会每年发布涵盖高等教育信息化领域关注焦点和前沿问题的“十大 IT 议题”的报告,在 2016 至 2021 年提出的议题中均含有“信息安全”或“信息安全战略”,2019至2020年提出的议题还包括“隐私”,建议以可持续的方式管理、保护数据和隐私。图2
2.我国教育数字化转型的实施重点
我国“十二五”初期,《教育信息化十年发展规划 (2011—2020年)》(教技 〔2012〕 5号) 发布,明确提出了信息技术与教育深度融合的核心理念,确定以应用驱动与机制创新为基本方针的发展思路,预期到2020年基本形成独具中国发展特色的教育信息化体系,我国的教育信息化水平能够走在国际前列,教育事业整体蓬勃发展 (教育部, 2012)。“十三五”期间,教育信息化持续发力,党的十九大报告提出要“办好网络教育”,以此为标志我国教育信息化正式进入2.0阶段。在此期间,我国的教育信息化事业蒸蒸日上,实现了跨越式发展,取得了显著成效:中小学(含教学点)联网率达到100%,出口带宽达100兆的学校超过99.9%,约 3/4 的学校实现了无线网络全覆盖,99.5%的中小学拥有多媒体教室,教育信息化条件得到明显改善 (吕玉刚, 2021);“课堂用、经常用、普遍用” 的信息化教学新常态已基本形成;通过整合各级各类教育资源公共服务平台和支持系统,逐步实现了优质资源、管理应用的互通、衔接与开放,初步形成国家数字教育资源公共服务体系,教育资源公共服务水平逐渐实现均等化、普惠化、便捷化;在“全国中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0”支持下,我国教师的信息化教学能力得到稳步提升(教育部, 2020-11-17)。“十四五”期间,我国在推动信息技术与教育融合发展方面迎来新突破,教育的全面数字化转型成为我国教育改革发展的主要方向 (祝智庭, 等, 2022b)。2021 年 3 月,国务院印发 《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》,要求聚焦教育等重点领域,推动数字化服务普惠应用 (国务院, 2021-03-12);同年7月,教育部等六部门联合发布《关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见》(教科信〔2021〕2号),明确指出以教育新基建推动线上线下教育的创新发展,积极促进教育数字化转型 (教育部等六部门, 2021-07-08);同年11月,《提升全民数字素养与技能行动纲要》发布,明确提出加快建设完善数字基础设施,全面推进数字校园建设,建成一批智慧教室、智慧教学平台、虚拟实验室、虚拟教研室等,全面提升数字化水平,并把提升全民数字素养与技能作为建设网络强国、数字中国的一项基础性、战略性、先导性工作 (中央网络安全和信息化委员会,2021-11-05);同年12月印发的《“十四五”国家信息化规划》强调要提升教育信息化基础设施建设水平,构建高质量教育支撑体系,推动新兴信息技术赋能教育教学变革,深化教育领域大数据应用 (中央网络安全和信息化委员会, 2021-12-27)。2022年1月,国务院印发《“十四五”数字经济发展规划》(国发〔2021〕29号),要求加快推动文化教育等领域公共服务资源数字化供给和网络化服务,拓展教育、对口帮扶等服务内容,助力基本公共服务均等化 (国务院, 2022-01-12)。从我国近年来一系列政策可以看到,教育数字化转型已逐渐成为我国教育事业改革发展的关注重点。当前,我国的教育数字化转型工作已经在基础设施、数字资源、信息平台等的建设与应用方面取得阶段性进展。2021年初,上海市提出全面推进城市数字化转型;同年8月,上海成为全国首个教育数字化转型试点区。上海教育数字化转型与城市数字化转型相互依存、相互促进,两者有着共同的理念指引,城市数字化转型为教育改革发展提供新动力,支撑着教育数字化转型的稳步推进。2022年3月28日,国家智慧教育公共服务平台正式上线。国家智慧教育公共服务平台作为教育数字化战略行动的阶段性成果,为广大师生提供了海量优质数字教育资源,并通过将学生学习、教师教学、学校治理、教育创新等功能汇聚于一体,能够有效助力精准教学、智能研修和智慧治理,为疫情防控下的“停课不停学”提供有力支撑。数据显示,国家智慧教育公共服务平台自试运行以来,平台日均浏览量已达2,888万次以上,最高日浏览量达6,433万次,现有资源总量为2.8万余条,资源质量得到社会广泛认可 (教育部, 2022-04-06)。-
五、教育数字化转型的发展方向
当前,以云计算、物联网、大数据、泛在网络等为代表的新一代信息技术正在广泛渗透到经济社会的各个领域。云计算能够将分布在各地的服务器群进行网联,能够实现大规模计算能力、海量数据处理和信息服务的需求。物联网具有全面感知、可靠传递、智能处理等特征,使人们的生活、工作和学习更加智能、更加便捷。大数据技术是一系列收集、存储、管理、处理、分析、共享和可视化技术的集合,是当前最为炙手可热的 IT 技术。泛在网络是通信网、互联网、物联网的高度协同和融合,将实现跨网络、跨行业、跨应用、异构多技术的融合和协同,帮助人类实现任何时间、任何地点、任何人、任何物都能顺畅地通信。加快新一代信息技术在教育领域的应用是突破数字化教育发展瓶颈的紧迫任务,也是事关教育全局的战略选择。新一代信息技术在教育领域的全面渗透,将助推我国数字化教育的全面转型。(一)学习转型:从数字化学习走向泛在学习我国的数字化学习起步于 20 世纪 90 年代,进入 21 世纪,校校通、班班通等工程的实施以及各级各类学校数字校园的建设,大大推动了数字化学习在我国的普及推广。数字化学习是指学习者在数字化的学习环境中,利用数字化学习资源,以数字化方式进行学习的过程。当前,我国的数字化学习主要采用传统的“PC +平台+资源”模式,即学生通过个人电脑登录网络学习平台,访问浏览学习资源。较之传统的面授学习,数字化学习虽然打破了时空限制,可以提供更加丰富的学习资源,但是由于网络、终端技术的限制以及传统观念的影响,数字化学习始终未能在教育变革浪潮中发挥实质性作用。当前的数字化学习环境缺乏智能性,数字化学习资源虽然数量庞大,但优质的、能够满足个性化需求的资源却严重匮乏,数字化学习方式还不够灵活、开放和个性化。 技术是推动人类学习方式持续演化的重要力量。随着移动通信技术、传感技术以终端技术的发展,从数字化学习转向泛在学 习已是大势所趋。泛在学习是任何人在任何 时间、任何地点、基于任何计算设备获取任何所需学习资源,享受无处不在学习服务的学习过程。它是“以人为中心,以学习任务本 身为焦点”的学习,使学习者从关注数字设备与技术的应用过渡到更加关注学习任务本身。在智慧化的教育环境中,泛在学习能让学生以各种方式(手机、平板、电视、电脑等按需获取学习资源,颠覆了数字时代在固定地点通过固定设备的学习模式。(二)教学转型:从数字化教学走向智慧教学课堂教学是信息技术与课程整合的主阵地,也是教学变革的主战场。通俗来讲,数字 化教学就是在多媒体教室、网络教室等数字化环境下,利用电脑、投影、电子白板等媒体开展的教学。当前,我国的数字化教学主要以 PPT 演示、网络资源搜索、在线讨论、在线 测试等形式为主,师生间、生生间缺乏深度互动,学生的参与度较低,教学效果难以保证。 课前,教师需要花费更多的时间搜集教学资源、设计教学活动、制作电子讲稿等;课中,教师需要频繁操作设备、课堂观察、组织课堂活动等;课后,教师需要花费大量时间批改作业、网络互动、教学评价等。总的来说,当前的数字化教学仍未改变“以教为中心”的教学模式,是一种低效能、机械化的教学过程,缺乏智能性,难以做到真正的“因材施教”。随着智慧教室、智慧校园、智慧图书馆等智慧教学环境不断完善,从数字化教学走向智慧教学已成为信息时代教学发展的必然趋势。智慧教学是教师在智慧教学环境下, 充分利用各种先进信息化技术(情境感知、视频会议、学习分析等)和信息资源开展的教学活动。较之传统的数字化教学,智慧教学更加高效、开放和多元,教学活动参与者之间的沟通更加通畅,互动更加深入,教师的备课、作业批改、教学评价等更加智能化。智慧教室是最典型的一种智慧教学环境,基于物联网技术集智慧教学、人员考勤、资产管理、环境智慧调节、视频监控及远程控制于一体,是多媒体和网络教室的高端形态。(三)管理转型:从“人管、电控”走向智能管控经过 20 多年的发展,我国的教育管理信 息化事业取得了突出的成就,已经走在了教 学信息化的前面。然而,当前的教育管理息化体系仍有待完善,诸多学者从不同对教育管理信息化现存问题进行了剖析。归纳分析后发现,当前我国的教育管理信息 化仍属于“人管、电控”的管理模式,智能化程度不高,主要体现在如下几个方面。首先,信 息管理系统越来越多,系统数据共享困难,业 务操作烦琐,如数据录入、导出、统计、更新、报表制作等,教育信息的管理仍需要占用多的“人力”资源;其次,各种媒体设备的操作大都实现了电子化控制,但其使用与维护缺少专业人员,设备的运行状态监控、预警与自动修复功能缺失,设备服务质量难以保证,运维负担较重;再次,教育管理信息的采集缺少系统化、实时化和智能化,对采集到的教育数据的使用多限于简单的统计分析,未能对育大数据进行深度挖掘和关联分析,难以支持教育的科学决策。随着物联网、大数据、可视化、视频会议 等技术的逐步成熟和普及应用,教育管理信 息化将从“人管、电控”走向“智能管控”。通过设置全方位的传感器,对教育管理 过程中的教学活动、人员信息、学校资产及办学条件等数据进行采集、汇总、挖掘与分析,并对采集或分析的数据进行可视化处理。根据各级各类教育管理机构的需求,建立自上而下的教育管理和调度指令发布功能。对各级各类教育管理机构所需的各方面信息与数据、资产设备、教学活动、企业运维服务管理数据等进行远程可视化质量监控与管理。通过对教育设备的智能化管控,实现设备的科学使用,降低能耗和管理负担,节约开支。(四)评价转型:从经验判断走向科学数据分析数字化教育系统中的教育评价,一定程度上发挥了信息技术的优势,提高了教育评价的效率和质量。电子档案袋、发展性评价系统等很好体现了发展性评价的理念,但在实践层面却未对教学评价产生实质性影响。 当前教师的教学评价和学生的学习评价仍然 过度依赖“经验”,属于“验导向”的评价模 式。国家层面开展的各种教学质量评价、体质健康评价、学业成就评价等,大都仅仅将调 查的数据进行简单的汇总统计,缺少对数据 的关联、深度挖掘和分析,也未形成定期、持 续采集评价数据的机制和方法。教育评价者 和管理者仅能根据统计数字,结合主观经验判断评价结果,制定教育政策,导致我国的教 育评价仍停留在经验主义层面。 与传统教育评价相比,数字化教育需要 更具智慧的教育评价方式,“靠数据说话”已成为教育评价的重要指导思想。大数据技术的发展为教育评价从“经验主义”走向“数据主义”提供了技术条件。-
六、教育数字化转型的实施建议
推动教育数字化全面落地是一项系统工程,涉及多个层次工作的整体推进,必须以完善的“保障机制”为基本的条件支撑,然后从“物”“人”“数”三方面着手,瞄准“教学”“管理”两大业务应用领域,才能高质量实现教育全面数字化转型的总体目标,如图3所示。图3 教育数字化转型的实施路径其中,“保障机制”是指从政府层面制定教育数字化相关的战略规划和标准规范,构建适当的管理体制和运行机制。只有坚持目标导向、应用驱动,做好教育数字化顶层设计和战略部署,加强教育数字化标准规范建设和技术产品研发,才能为教育数字化的落地实施提供方向和保障。一方面,从瞄准教育需求、注重应用导向的视角出发,研制符合我国国情的教育数字化战略行动方案,以三至五年为单位明确各阶段工作目标、主要任务和实施路径,建立配套的管理体制和运行机制,确保有专门领导管理、有专门机构推进、有业务部门深度支持、有企业和社会力量投入和参与;另一方面,要围绕“设备环境”“平台工具”“数字资源”“教育数据”“在线教学”“师生素养” “网络安全”等方面的标准化需求,建立一批教育数字化标准“研、用、测”基地,持续加强一系列国家、行业标准和规范的研制、修订、发布、宣传和应用,加快标准测评技术和产品的研发推广,引导教育数字化标准应用与服务产业链健康有序发展。“物”,即硬件设备、软件工具、数字资源等物质层面的支持条件。在基础设施方面,一方面重点加快学校教学、实验、科研、管理、服务等设施的数字化和智能化升级,实现各级各类学校无线网络全覆盖;另一方面注重提升教室、实验室和实训室的数字化教学装备配置水平,升级传统技术设备和系统,打造具有良好体验的新型课堂教学环境,推动学校数字化转型 (黄荣怀, 2022-04-05)。在数字资源方面,要提供优质数字教育资源共享服务。一方面,要基于需求牵引、应用为王、服务至上的原则,针对教育一线实际情况,多渠道汇聚联通不同地区、不同教育阶段资源库,丰富国家数字教育资源公共服务体系;另一方面,尝试扩大资源体系接入范围,试点连接一批数字博物馆、科技馆和图书馆,促进跨平台、跨地域、跨层级的资源开放共享。
“人”,即师生与管理者,他们应具备良好的信息素养与数字技能。数字化发展对人才培养提出了新要求,提升师生信息素养与数字技能迫在眉睫,已成为实现教育现代化、建成教育强国的重要内容(吴砥,等,2021)。应帮助教师探索线上线下相结合的分层分类研修培训机制,提高教师信息技术应用能力、教研员信息化指导力和教育管理者信息化领导力。还要为学生提供高质量国家中小学信息技术课程,积极开发各类信息素养的区本、校本课程,提升学生利用信息技术解决问题的能力。更要深化信息技术的跨学科融合,构建基于课堂、应用驱动、注重创新的学生信息素养培育机制。此外,还要开展信息素养常态化测评,绘制信息素养地图,实现师生信息素养的动态监测(吴砥,等,2021)。
“数”,即推进教育数字化过程中产生的核心数据资产。《中共中央国务院关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见》将“数据”列为与土地、劳动力、资本、技术并列的第五大生产要素(国务院,2020-04-10)。当前数字经济正在引领新经济发展,“数据”被视为数字经济时代的基础性资源、战略性资源和重要生产力,维护数据主权、保护数据安全隐私至关重要。第一,要建立健全教育数据的安全保障制度,通过定期开展教育数据的安全评估,实现重要数据的异地容灾备份;第二,还要进一步强化师生信息保护,规范身份信息、隐私信息、生物特征信息的采集、传输和使用,加强对收集使用教师和学生信息的安全监管能力;第三,要重视人工智能教育应用伦理规范相关研究,探索建立保障人工智能教育应用健康发展的伦理道德框架,确保其科学、可持续发展。
“教学”,即数字化条件下的“教”和“学”。教育改革的主阵地在课堂,课堂教学是数字化转型的核心(黄荣怀,等,2022-04-06)。利用信息技术为教学赋能已成为国内外的关注焦点,具体体现在加快信息技术与教学过程和教学内容两方面的深度融合,从教师的“教”和学生的“学”两方面入手实现全面数字化。一方面,要推广信息技术支持下的选课走班、跨校协同、家校合作、校企联动等灵活开放的教学组织模式,促进个性化培养和协同育人;另一方面,应加强深化网络学习空间应用,构建线上线下混合教学的有效模式,并推进常态化应用(吴砥,2022-03-08)。此外,还要积极利用基于人工智能的智能助教、智能学伴等教学产品,深入探索虚拟现实、增强现实等新型技术在教学中的应用,通过开展启发式、探究式、讨论式、参与式的课堂教学活动,打造网络化、沉浸式、智能化的智慧教学新模式,以此促进学生深度学习的发生,达到培养学生核心素养的目的。
“管理”,即基于数据驱动的教育管理。随着泛在的、海量的数据被采集应用到教育领域,数据驱动的教育管理已然成为未来的发展趋势(顾小清,2022)。一方面,重点建立统一、安全、便捷的部、省、市数据交换通道,不断提升教育数据采集、分析、挖掘等处理能力,推动教育数据的有序流动,实现跨地域、跨层级、跨部门的数据共享,促成校内外业务协同、教育服务一站式办理,从而提升管理效率(杨宗凯,2022-04-11)。另一方面,积极推行基于大数据的区、校一体化教育管理,通过人工智能技术实现管理流程数字化,推动管理业务流程再造,为精准制定决策提供支持。例如,学校管理者可以借助智慧校园管理平台发布文件通知、查看班级学情、开展评师评教等,通过将线下管理流程转移到线上节省人力物力,提高效率,并通过全面数字化简化管理流程、优化教育治理体系,显著提升管理服务质量。综上所述,教育数字化是国际上广受关注的焦点问题,是我国“数字中国”“数字经济”战略的明确要求,同时也是破解教育公平、质量等重难点问题的必由之路。全面推动教育数字化转型,是当今教育改革发展的重要主题,对于支撑教育高质量发展意义重大,值得引起高度重视和广泛关注。
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参考文献
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