新兴技术助力教育生态重构

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　　摘要：目前我国总体上还是工业时代的教育，强调的是“一刀切、齐步走”的标准化教学和以“教师、教材、教室”为核心的讲授式课堂，具有明显的规模化教育特征。随着信息技术特别是人工智能等新技术的发展，流水线式的人才培养模式显然已不能适应新形势的需要，既有的教育生态难以培养出信息时代需要的个性化创新人才。因此，融合信息技术，发展“互联网+教育”，导入互联网技术和互联网思维，重构教育生态，乃至发展智能教育，促进信息时代我国教育改革创新，具有重大的社会意义和迫切的现实需求。
　　关键词：教育信息化;教育生态;新兴技术;教育变革
　　中图分类号：G434 文献标识码：A
　　新兴技术快速发展，尤其是大数据、人工智能技术快速渗透教育行业，对教育发展产生深远影响。信息技术在教育改革和发展过程中的重要性日益凸显，已获得国家层面的高度重视。《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》（下文简称“十年规划”）和《教育信息化2.0行动计划》明确提出坚持深化信息技术与教学融合，以智能技术等新兴技术推动“互联网+教育”。《新一代人工智能发展规划》明确指出以智能技术促进教学方法、人才培养等多方面改革，构建智能、交互的新型教育体系。我国教育信息化已从起步、应用阶段向融合、创新阶段发展，人工智能等新技术的发展为教育信息化转段升级注入了新的活力。融合信息技术，导入互联网技术和互联网思维，重构教育生态，打造“互联网+”条件下的新教育，对推动新时期我国教育改革发展具有重要意义。
　　一、新阶段技术引领教育变革的发展形势
　　自20世纪90年代中期以来，我国先后启动了“校校通”工程、中国教育和科研计算机网、中国教育卫星宽带传输网、现代远程教育试点高校、农村中小学现代远程教育工程等一系列重大项目，直至2012年年初十年规划发布，我国教育信息化发展已经取得显著进展。目前，我国中小学校互联网接人比例已超过95%，多媒体教室覆盖率已超过86%，师生信息化终端普及率显著提高，利用信息技术开展课堂教学已经成为越来越多地区教师教学活动的常态。我国教育信息化已基本完成“起步”向“应用”的转身，并逐步面临“融合”和“创新”的挑战。
　　然而，尽管各项指标快速增长，但我国目前总体上还是工业时代的教育模式，强调的是“一刀切、齐步走”的标准化教学和以“教师、教材、教室”为核心的讲授式课堂，具有明显的规模化教育特征。信息化虽然对于提升教育品质起到了一定作用，但我国教育面临的一系列瓶颈问题（如创新不足、终身教育体系缺失等），尚未得到根本緩解。面对当前的巨大挑战，促进我国教育变革与重构是未来发展的必然趋势。
　　为应对这一挑战，积极导人信息技术，推进我国教育的整体生态重构，是有效途径，也是必由之路。当前，移动互联网、大数据、人工智能等新技术在各行业的迅猛发展，为教育行业的更多改变提供了可能。这些新技术使我们既能继续保证工业时代标准化教学支撑的大规模教育供给，又能通过技术分析针对每个学习者的个体情况提供个性化教育供给，从而解决长期困扰教育界的规模化与个性化、高位公平、优质均衡等之间的现实矛盾，进而形成全新的教育生态，满足新时代的人才培养需求。融合信息技术，开展个性化学习、差异化教学、精细化管理、智能化服务，可有效促进知识传授型教育向能力培养型教育转变，从而提高教学质量，优化教育治理，转变教育发展的动力结构，提升教育系统的内在品质，最终实现全纳、公平的优质教育，使人人可获得终身学习的机会。
　　信息技术与当代教育的深度融合是一场全面、深刻的创新变革。我们须深刻认识到信息技术对教育的革命性影响，系统分析新技术推动教育变革方向，厘清技术支撑下的教育生态重构路径，才能促进信息化社会人才培养目标的达成和新型学习型社会的构建。
　　二、信息技术变革教育形态的系统分析
　　在信息技术导人教育的初期阶段，主要发生改变的是教育的环境、内容、方法、评价等。随着信息技术融合于教育程度的提升，信息技术从影响教育发展的外生变量演变为变革教育系统结构的内生变量，教育的模式、理念、文化也随之发生改变。
　　（一）教学环境的变化：双空间一体化教学环境
　　信息技术产生的网络学习空间，促使传统教学环境不断向网上拓展，形成全新的双空间一体化教学环境。它是一种人与人工智能等信息技术高度协同的“人·技”结合、以学习者为中心的新型教育环境.是物理空间和网络空间的高度融合。物理空间整合集成了智慧教室、终端设备、教具学具等，可实现物与物、物与人的泛在连接;网络空间整合集成了各种云端资源、学科工具以及教、学、研等资源，可根据学生所处情景的不同呈现个性化学习资源，并整合了虚拟学习社区、协作学习与协同工作平台、管理评价与服务平台等，基于大数据的过程性分析，依据人工智能技术实现一对一的智能化教学与交流。通过双空间的全面衔接，构建了线上线下连通、实体课堂虚拟课堂一体化、人人处处时时可学的混合式泛在教学环境。以此为依托，为学生提供智能化、个性化、泛在化的新型教与学环境，助力实现学习主体可理解、学习服务可定制、教学情境可计算的因材施教的智能化教学。
　　（二）教学内容的变化：跨学科内容整合
　　以“互联网+”、人工智能为代表的技术革新将为教育内容的重组提供有力支撑，纸质教材将不再是教学内容的主要载体，数字化资源将逐步从教学内容的辅助部分变为主体。教育新形态下的教学内容变化主要凸显在内容体系和供给模式两个方面。内容体系的变化是指，课程将从分科走向综合，以往森严的学科壁垒将被打破，越来越多的跨学科课程被推行，其中尤以风起云涌的STEAM课程与创客教育运动为代表;掌握知识在学习目的中的重要性下降，逐步成为发展综合素质的基础与手段。供给模式的变化是指，教育资源的来源和形式更加多元化，富媒体、强交互、小粒度的新型资源将得到广泛应用，数字化资源实现智能化、情境化、个性化的精准推送功能，学生可自主选择;学习真正实现不受到时间和空间的限制，学习者中心代替教师中心，以“学”定“教”、因材施教的个性化教育成为可能。 　　（三）教学方法的变化：规模化与个性化的统一
　　在资源多元化、数据规模化、计算智能化的背景下，人工智能等新兴技术蓄积了推进个性化教育的起步动能，翻转课堂、SPOC等新型教学方法不断涌现，教学方法将更加多样化。当前占据绝对主流的讲授式教学法在教学中的比例将下降，以学习者为中心，以综合素质发展为重点，以问题为导向的PBL（Problem-Based Learning）教学、混合式教学等新方法渐成主流。新型教学方法是个体智能发展与智能技术实践深度整合的跨学科开展的创新教育过程，把传统的课堂面授与基于网络的在线学习结合在一起，充分发挥两种教与学模式的优势，规避二者的不足，实现了精准化的“教”和个性化的“学”，并在此基础上发展出了一系列混合式教学形式，包括线上与线下相结合、实体和虚拟相结合、正式学习与非正式学习相结合、课内教学与课外实践相结合、知识教学与能力培养和素养发展相结合等。
　　（四）学习评价的变化：注重过程的多元化评价
　　大数据、人工智能等技术的发展使得基于数据的多元教学评价，尤其是过程性评价成为可能，新型的教学评价更注重学习者的学习过程与学习行为。利用智能技术，开发智能教育助理，建立智能、快速、全面的教育分析系统，实现专业教学活动全过程的评估监测与管理，覆盖教师和学生两个主体，以及课前、课中与课后三个环节;对教师的课前备课、课中教学、课后反思和学生的课前预习、课中学习、课后复习进行实时监测;利用基于数据驱动的过程化评价，对学生的线上、线下学习过程监督;通过智能分析与诊断，实时干预学生学习行为从而提升学习效果;提供在线评教功能让学生对教师的教学进行评价。
　　（五）教育模式的变化：以学生为中心的创新型人才培养
　　传统教育模式下，班级授课制是基本的制度架构，学习者在很大程度上被视为知识的容器，以课堂为中心、以教师为中心、以教材为中心是其鲜明特色。随着新时代创新型人才培养需求日益迫切，与之相适应的全新教育模式逐步形成，教师传授知识、学生被动识记的知识传递模式将向学生主动探究的能力培养模式转变，以教师为中心的传统教育模式将转变为以学生为中心的连接教育模式。学习者将成为联结者、合作者、创造者与建构者，教师应用全新的理念和教学模式设计与开展教学活动，培养信息化社会所需的创新型人才。
　　（六）教育理念的變化：以人为本，多元开放
　　工业社会的集中式、大规模、班级授课制教育满足了教育的规模化需求，但这是以相当大程度上忽略学习者的个性作为代价的。不同时代有不同的能力要求，信息化社会的人才理念更强调能力本位、素质本位而不是知识本位，更强调多样化而不是同质化。教育新形态下的教育理念顺应信息化社会的人才培养需求，注重以人为本、开放多元、全面发展;把智能技术的思维融入到教与学、管理与服务等过程，兼顾群体的教育需求和个体的差异化特征，提供大规模的个性化教育供给，实现学科知识、教学方法、智能技术的深度融合，以及知识、能力、素质的整体提升，支撑教育高位均衡，促进人的全面、自由、个性化发展。因此，必须顺应这一趋势，及时更新教育理念，调整发展思路。
　　（七）教育文化的变化：通达与“连接”
　　信息时代，随着学习环境的改变、学校组织的变革，教育系统的重构，传统教育的物质文化、制度文化和心理文化都将发生重大转变，全新的教育文化将逐步建立，教育系统的内在品质将得到全面提升。教育新形态下的教育文化是一种通达、“连接”的文化，对于学生而言，学校不仅要注意学生与同伴的连接，而且要注意学生与教师、学生与管理者、学生与家长、学生与社会的连接。对于教师而言，要营造好促进未来教师成长发展的文化。通过“连接”，学校可更好引领教育发展，为教育改革创新提供基础平台支持，更好地营造出一种高位均衡、多元开放的发展文化。
　　三、信息技术支撑下教育生态重构路径
　　顺应新时期人才培养要求，推进信息技术支撑下的教育生态重构，是提升教育品质，办好人民满意的教育的必然要求。如何设计和推进这一过程，实现持续、快速、科学发展，是当前必须关注的重点问题，其重点在于四个方面：
　　（一）形成适应信息时代的新育人方式
　　信息技术变革教育要打破传统的标准化教育方式，实现注重个性和差异的精准教学，培养社会发展所需的创新型人才。教育生态重构的根本在于育人方式的转变。形成适应信息时代的创新育人方式的具体途径包括以下三个方面：
　　1.转变育人目标，支撑人的全面发展
　　信息时代下教育的根本目的是促进人的现代化，提升人的主体性，支持不同学生的多元发展。信息时代的人才培养目标将从知识的单纯传递转向培养人的综合能力和传递自主教育的理念和方法。因此，全新的育人目标既包括培养人才的批判性思维能力、个性化创新能力和合作能力，也包括开展自主学习、自主服务和自我管理的自主教育。
　　2.变革育人理念，促进规模化与个性化统一
　　传统的教育模式解决了教育的规模化问题，但对学习者的个性化需求顾及不够。信息化社会必须转变育人理念，在继续保持教育规模化的前提下，凸显教育的个性化，实现二者的有机统一。因此，在推进教育教学变革过程中，应深度利用大数据、人工智能技术，助力启发式、探究式、讨论式、参与式教学，使教育教学过程更具智能化。
　　3.推进协同育人，实现多主体共同参与
　　新时代的育人体系要求社会多主体、多角色共同参与、深度协同。工业社会一切责任归学校的育人体系必然被信息社会更加多元、更加协同、更注重个体关怀的育人体系所取代。应建立政府统筹、学校实践、企业支持的多方合作、共建共享的教育治理体系，实现学校、家庭、社会多主体协同育人。
　　（二）提升师生和管理者的信息素养
　　推进信息技术重构教育生态的核心在人，必须着力提升教师信息化教学能力、学生信息化学习能力和管理者的信息化领导力，培育提升师生和管理者在信息时代的数字公民基本素养，注重信息素养的监测与培育，才能保障信息化社会教育体制变革顺利实施。 　　1.制定实施学生信息素养标准，重点培养学生综合能力
　　加强对信息时代新一代学习者的认知规律、学习行為、信息伦理的研究，制定有关标准，开展针对性培养和培训;促进学生在教师指导下主动的、富有个性的学习，提高数字化学习能力与认知水平;鼓励学生利用信息技术开展跨学科、跨区域的综合性课程学习，提升学习能力与创新能力。
　　2.培育基于互联网的教师培训新生态，着力创新教师培训体系
　　建立高校、企业和管理部门多方协同的教师专业发展培训体系，开展网络研修与校本研修、线上学习与课堂教学、教师工作坊、名师工作室等混合式培训模式探索，助力教师有效开展信息化教学。加强各级各类教育信息化专业人员能力培训，打造高素质技术服务队伍。汇聚、开发一批优质教育培训课程，构建职前职后衔接、线上线下结合的教师专业发展终身学习服务体系。
　　3.加强信息化领导力建设，根在观念，要在学习，难在担当
　　管理者应转变观念，把教育信息化的理念融入教育教学、管理服务等各方面;管理者应善于学习，从先进的教育信息化理论、方法、技术、案例中获取价值，提升自身的信息素养和办学治校能力;同时还需有高效的执行力，坚持原则、敢抓敢管、勇于担责，一方面要在信息化推进过程中作出表率，另一方面还要建立科学规范有效的保障机制。
　　（三）完善推进教育信息化的体制机制
　　可持续发展的、完善的体制机制是信息技术与教育教学深度融合与创新发展的重要保障。构建促进信息技术与教育深度融合的保障机制需要关注以下四个方面：第一，完善政策法规，构建适应信息社会的资源配置机制，考虑制定终身教育法、教育大数据法等一系列法规，落实教育经费投入等系列指标的考核评价机制，推动资源优化配置;第二，修订标准规范，充分体现信息社会的教育发展特征。将信息化设备设施配备纳入学校基本办学条件标准体系，将数字化教学资源纳入学校教材配套范畴，将教师信息化教学能力纳入职级评聘体系;第三，加大科研投入，攻克战略、理论、技术研究的难点，改变信息社会教育发展战略、基本理论和支撑技术研究不足的情况;第四，落实经费保障，助力教育体制改革深入发展。将数字化教学资源采购、信息化运维服务采购等有关费用纳入经费保障范畴，形成相对固定、可持续的经费投入机制;汇聚企业等多方力量，促进经费投入多元化。
　　（四）通过积极示范发展智能教育
　　教育信息化的发展离不开新技术的探索和典型应用的推广。通过积极示范，进行创新试点，发展智能教育，对重构教育生态具有重要意义。当前我国教育信息化的基础条件全面完善，国家精品在线开放课程、虚拟仿真实训教学实验中心启动建设，各类创新示范基地、中心先后启动建设，开展智能教育整体的创新性示范已具备条件。
　　为系统推动智能教育发展，应从更多方面予以持续关注：第一，重视战略研究，加强顶层设计，从教育发展全局的高度来看待智能教育发展问题，着重解决教学环境智能化、教学内容重塑、教学方法创新、教师专业发展等重点难点;第二，促进乡学科交叉，发展智能教育科学，推动高校、科研院所、企业科技多学科交流合作，汇聚教育学、心理学、信息科学等多学科领域的专家智慧，深入研究技术与教育的融合机理，从事智能教学助手、智能学伴等技术与应用研究，共同推动智能教育核心科学问题的解决;第三，开展协同创新，推进智能教育实践示范，政府、学校、企业及其他团体紧密合作，政府做好统筹部署，加强政策支持和组织保障，学校与研究机构加强技术研究与战略研究，探索信息技术与教育教学融合创新的方法途径，创造一批特色的教育应用模式及企业开发和提供各类优质资源、装备与服务;第四，加强队伍建设，夯实人才基础，建立可持续发展的、坚实的教师和研究队伍基础。结合教育学、心理学与认知科学、人工智能、计算机等多学科领域特点，建立专业化、高水平、复合型人才队伍;在教师队伍建设中，逐步增加人工智能相关培养培训强度，扩充中小学、职校人工智能教师队伍规模。
　　信息技术，尤其是大数据、人工智能技术的快速发展，正以前所未有的速度和气势强烈冲击着传统社会系统和教育体系。在信息化这一历史进程中，融合信息技术，构建适应“互联网+”时代的创新育人模式，提升师生、管理者的核心信息素养，完善推进教育信息化的体制机制，发展智能教育，重构人本、开放、平等、可持续的教育新生态，应成为我国教育发展的必然选择。
　　作者简介：
　　杨宗凯：教授，博士，博士生导师，研究方向为教育信息化、数字化学习技术、计算机网络通信、现代服务业关键技术（zkyang@mail.ccnu.edu.cn）。
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