数字影像技术对基础教育观念变革的促进*

●聂川 吴小春

数字影像技术对基础教育观念变革的促进*

●聂川 吴小春

数字影像的非摄影镜头成像，以及与摄影镜头成像的无缝连接特性，使知识表达的语言和文字，从数理逻辑关系的数字、符号表达的形式，升级到直观的视觉影像表达。科学知识、文化成果的数字影像表达是人类发展到数字时代的重要标志之一，数字影像的科学技术成果促进基础教育观念变革是教育科学发展的必然结果。

基础教育；数字影像；教育观念

教育观念是受国家教育理念，文化传承背景，科学技术发展水平和当代社会科学、政治、文化需求等因素制约的，是教育科学体系完整而系统的表达。教育观念的形成对于教育改革和发展以及科学技术进步又具有反作用，任何一个国家教育科学研究的先进性，实际上就体现在对这一矛盾主体的迅速判断和科学规律的及时运用上。以计算机科学为基础的数字科学，无疑是当代最为重大的科学成果，把人类发展推到了“数字时代”，其对教育科学的影响，同样具有划时代的意义。数字影像是“数字时代”背景下，形成科学教育观念最为重要的影响因素之一。

一、数理逻辑规律的视觉直观表现影响教育观念

数字影像技术突破了摄影镜头光学成像的科学成像唯一途径，实现了物质存在科学分析基础上的计算机建模成像，意味着学校教育进入到形象可视时代。可能有些教育家认为从电影或电视普及，就可以认定学校教育进入到可视时代，电化教育技术就是在这样时代背景下形成的重要教育科学成果。而之所以说以计算机建模成像为基准，标志着教育进入到形象可视时代，主要有以下观点。

第一，不是摄取表面现象和模拟现象，而是揭示物质存在的科学相关性和进步方式。数字影像对于教育的基本意义，不是便捷和低成本的影像制作技术，而是影像制作的科学性。科学性永远是教育追求的第一目标，以往无论是通过语言、文字描述，还是用数理逻辑方法揭示物质存在的科学规律，实际上都是在追求教育对象接受知识，认识知识和运用知识的科学性。以往的绘画，镜头光学成像的摄影作品和影像作品，无论是描绘，还是摄取了物质存在的形状与结构，色彩，运动状态和存在环境等信息，都是直接观察和模拟表现的结果。这些观察和视觉感知的科学成果，与数字影像的本质区别在于，现代数字影像技术是整体的，综合的，开放的知识教育主体。将知识教育主体置于更大的参照系中，检验其科学性是数字影像最重要的教育价值。影像表现出来的各种状态，不是人的主观表达，而是各种设计和非设计因素的综合科学表现。

第二，可以用模块理论多途径构建知识教育主体。学校的知识教育类似于切西瓜，呈现在低年级学生手上的那一角西瓜的大小，永远是符合他们心理适应的。这样一来，西瓜是个什么样子，成长过程等关于西瓜的整体性、综合性概念和结构关系，学生们难以知道。在传统的教育实践中，往往是教师、家长根据自身的知识、兴趣及对受教育者的综合判断，适当补充关于“西瓜”整体的、综合的概念和结构关系。数字影像技术可以轻而易举地解决类似问题。

第三，快速地演示知识教育主体的变化和进步。关于从猿到人的进化，学生的课本上有一个插图，传统的电教片有一个几十分钟的电影。插图是典型形体特征排列，电影是典型进化事件的罗列，实际上这是一个不连续的过程。数字影像则不同，可以利用迄今为止，所有关于人类进化的科学成果制作成一部人类进化的数字影像教学片，这部影片可能无比庞大，但它可以按照要求的速度，或感兴趣的知识点，或提出的问题等进行播出。达到这样的设计要求，实际上是实现了“关于人类进化”知识的连续性表达，或者是当前知识背景和科学水平下的连续性表达。

第四，能够直观、快捷、多种形式地验证知识教育主体的正确性与相关性。因为数字影像技术的影像是由数字按照数理逻辑规律组成的，所以任何代表数理逻辑关系的数字、符号都可以转换为数字影像，因此，学生学习过程中的任何一个错误都能够被检验出来，同时，可以指出学习者形成错误的原因，以及这样的错误在科学、生产、生活中会造成怎样的后果等的数字影像演示。

从以上内容不难看出，数字影像不仅仅是可视的物质存在的影像记录那样简单。传统影像只能提供物质存在的可视现象。物质存在的形成机制，形成过程，个案的普遍意义等都是建立在数理逻辑基础之上的科学描述。基础教育课程中数学、物理、化学课程等，最重要的目的就是为培养受教育者这样的理解能力、判断能力和分析能力而设置的教学内容。传统教育观念认为，通过学科的学术概念，例如名词概念；公理、定理、定律；公式和对应的数学计算能力等，构成了培养科学理解、判断和分析能力的学习内容。于是，课程内容也是按照上述顺序设置和展开的，再通过多年的教学实践，各个学科的基本教学内容被固定下来，形成基础教育的基本课程结构。

在以往的教育过程中，教学难点往往表现为名词概念的范畴不明，公理、定理、定律等的相互联系不清和数理逻辑计算能力低下。传统影像或者电化教育手段虽然可以在名词概念，定理、定律的解释，以及相关存在的表面现象等方面降低受教育者学习的难度，但不能改变学习者学习这些知识的逻辑规律。数字影像的形成机制是建立在数理逻辑规律之上的科学技术，所以，用数字影像科学技术展现或表达物质存在的内在数理逻辑关系是能够实现的。

传统影像只能科学记录物质存在的现象，数字影像不仅可以记录物质存在的现象，还可以用数字精确表达物质存在各要素的量变、质变关系。并且可以任意选择表现的时间节点和路径。

数字影像的这一个基本性质，为人类提供了一个全新的学习方式。传统的学习是一个从低级向高级，从局部到整体，从现象到本质的过程。数字影像能够为普通教育提供更科学、更高效的教育模式。强调物质存在与形态变化数理逻辑规律的形象化表达，和任意空间位置、任意时间节点，单独物质状态的科学解释，是数字影像给教育带来的最为深刻的变化。

二、数字影像促进基础教育变革

以往任何一个国度，任何一个历史阶段的教育观念，都是一个相对封闭的空间里的产物。教育观念在这样相对封闭的空间里不断被优化，与教育相关的科学研究和实践也是在这个相对封闭的空间里完成的。计算机互联网、移动通信技术和数字影像技术打破了这个界限，为学习者创造了一种超视觉、超背景的学习环境，而我们的教育观念还没有与之相匹配，形成了科学生产力倒逼教育观念的基本局面。事实上，现代教育的基本观念是工业革命的产物，中国的基础教育，基本是秉承这个观念的具有中国特色的教育实践。

现在无论在高教，还是在普教的教室里，多媒体教学设备配置率使用效率一般却很低，大都是黑板的代用品。过去在评价这一现象时，大都归结于教师的多媒体设备和课件使用水平不高，设备维护费用昂贵等问题。实际上这个问题反映出来的恰恰是教育观念对教材，教学过程的本质影响。换句话说，现在基础教育目标的知识结构设计体系；基本能力、基本素质评价体系，对多媒体教学设备不构成直接的，必须的要求。从教育观念来考量这个问题，以下几个方面值得注意：

第一，强调知识本体的独立性，忽略了跨学科知识的联系性。虽然近些年来基础教育开始强调学生的综合思维能力培养，但是从高考、中考的考试题中，既可以看到命题者希望考察应试者综合思维能力的初衷，又能看到命题者对综合思维能力认识的局限性。这种认识的局限性，可以从多个角度，多个层次反映教育观念滞后对基础教育水平的制约程度。首先，传统教育观念强调知识的分割性，就形成了对学科性教材的强调。其次，过分强调知识的学科性，就必然形成对教师单一专业性知识技能的强调。再次，课程设计，教学实施和教师、学生评价体系不统一。例如，高考有文综、理综考试卷，但真正以文综和理综理念的命题并不多，而是一张卷子化学占多少分，物理占多少分。即便考题中出现了需要运用数学、化学、物理和生物学知识解答的命题，学生不能答出正确的答案，责任应该归咎于哪科教材，或哪位教师呢？

第二，过分强调知识体系的完整性，忽略了知识的开放性。在这个过程中，最重要的是对“完整性”的认定。在任何一个教育观念指导下的教育过程都是一个相对封闭的系统，在这个系统中教育年限与课程结构成为一对永恒的矛盾。在科学资源相对封闭的时代，任何一个国家或社会，都需要专业知识完备的人才。为专业人才培养打下良好的基础，正是在这样人才需要的背景下，形成了当今的基础教育观念。高考的文、理分科是这种观念最直接的反映。当人类的绝大多数科学成果，成为可以直接利用的公共资源的时候，人才的衡量标准实际上已经发生了重大改变，而人才教育的观念却未能跟上这个改变的步伐。

第三，将教师设定为知识的传授者，而非人才的识别者，人才培养的引领者。事实上，如何认定基础教育阶段教师专业化，是新中国成立以来一直不太明晰的问题，其缘于教育目的、教育观念、课程理念与教学设计、学校教学管理、教育评价诸多因素的不统一。往往教育观念、课程理念的先进性与教学管理、教学设计和评价改革的滞后性同时存在，以致于窄化对教师职能的认识。实际表现为无论口号是怎样喊的，也无论文件是怎样要求的，学校、社会都对传授专业知识是教师的第一职能深信不疑，因为教材设计、教学实施、学科评价系统是这样要求的。

以上三点决定了基础教育领域的教师不可能充分的使用多媒体教学工具。强调知识的学科性、完整性，决定了知识学习过程的典型性。无论知识的传授者，还是知识的接受者，评价的标准都是所谓的“知识点”及其学科体系内的知识推演或形态变化。学生的个性发展遭到低视，多媒体应用反而成了代替科学实验、弱化学生的动手能力的罪魁；教学软件也成为弱化教师存在价值的工具。也就是说，教材固定了学科知识的基本内容，教师具备系统的学科知识，多媒体教学工具被弱化到了帮助教师把教材内容讲清楚的地位。所以，现实中多媒体教学应用实际上沦为了影像播放器。

三、数字影像技术在教育教学实施过程中的策略选择

（一）教师观念的变化与培训

数字影像的设计、远程传播和开放等性质改变了人类认识世界的方式，这种方式对于基础教育的意义非常重大，其体现在对教师提出了教育观念更新和提高的要求。在教育的教学过程中，教学工具、课程软件等出现了普遍的使用率低下等问题，一定是教师的教育观念与教材要求出现了分歧，这样的分歧不是教师能力低下，或者观念落伍那样简单的问题，而是教师既有的教育观念与生产力和科学发展水平的不适应问题。以往在多媒体普及的过程中，培训的往往是硬件和教学软件的技术操作等方面的内容，对设备、技术背后隐藏的观念认识不足，是基础教育教师培训存在中的普遍问题。在专业知识的培训过程中，往往也是强调知识的高度和广度。在教学法上也主要强调两个方面的问题：教学方法的规范性和优秀教学案例的推广。以提高和规范域内的教育水平，这样的培训无可厚非，但是，在学习和当代生产力发展水平的更大参照系中考察这样的培训，不仅不能起到推动教育科学进步的作用，相反，总是让人感觉试图通过教学设备的先进性，教育实施过程的规范性，来弥补教育观念落伍的事实。

（二）学科课程的适当整合

基础教育的学科设置是社会科学进步与发展最重要的成果之一，可以这样说，没有工业革命，就不会有现在普遍认同的基础教育学科设置。当数字革命给我们提供了更新的认识方法；更便捷的学习方法；更广阔的参照系统的时候，既有的基础教育学科课程，必然存在一个重新认识与整合的过程。因为以远程传播、综合呈现和自由设计为基本特征的数字影像技术，首先以高科技产品形态进入到现代人日常生活当中，所以，学科课程的整合与分化是从高等教育开始的。正是因为现在高等教育遇到了专业知识精细化和专业学习时间不充分的教育现状，对基础教育效率提出的质疑，引发了关于基础教育学科课程适当整合的思考。基础教育的学科课程整合，一般情况下采取最保守的态度，所以，有非常明显的滞后性特征。这里只能猜想，在未来的基础教育学科课程设计中，数学不会是独立的学科课程，会通过不同形式的“科学需要”完成对受教育者的数理逻辑能力的培养；化学、物理、生物等课程可能会高度整合，是课题形式的复合螺旋上升，类似基因链式的课程教育体系。

（三）提倡教学设计与教学过程的开放性

为了提高多媒体教学设备的使用效率，为了提高学生的应试能力，很多学校和任课教师都在自觉，不自觉之间努力进行着适应数字影像给教育带来的这种观念的变革，一般只是不能明确数字影像对这种教育变革的基本意义。在国家教育理念尚未对这种变革作出判断，形成结论以前，基础教育单位提倡教学设计与教育过程的开放性，是解决教育环境、教育对象与教学内容之间冲突的必然选择。从一些取得较好教学成果的学校和教师来看，绝大多数案例都具有在明确学科教学任务的前提下，借助背景教育资源和相关学习方法，构建立体的，多通道的，开放的知识、技能和思考的综合训练模式的特点。

（四）在教学中适当体现数字影像技术的科学观念

数字影像技术本身是数字革命的产物，运用数字影像产品辅助教学司空见惯，然而，数字影像本身的科学观念和构建方法更具教育意义。例如，我们的航天员在太空为学生们做的科学实验，意义不在这几个实验的科学原理，而在于理想的实验环境，证明了原理的正确性。在这样的科学实验面前，数字影像的成像技术与传统的影像成像技术区别不是很大，但传输技术却是最先进，最高端的。如果教师能将这节举国公开的实验课讲解好，一定能够体会到数字影像技术的科学理念在基础教育的教学过程中具有怎样的意义。

总之，数字影像技术使摄影镜头成像与计算机设计成像无缝连接，实现了任何物质存在和人类科学文化成果横向和纵向的链接。在大数据库和远程传输技术设备的支持下，数字影像可以自动将设计要素的数字数理逻辑关系转化为物质存在的可视影像的科学成果，由此可能会改变人类认识世界的基本方法和基本路径，并迫使教育观念不断适应，顺从这种改变。这种改变在现实生活中已经成为非常典型的社会现象，然而，只有这种改变成为基础教育的基本教育观念的时候，才能够成为人类科学认识和教育进步的标志性成果。

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[6]北京市中小学名校长工作室（第二期）第一工作室校长．教育国际化：学校发展新探索[M].北京：中国人民大学出版社，2013．

（责任编辑：曾庆伟）

*课题项目：河北省教育科学研究“十二五”规划课题《以数字影像为例，研究数字革命对基础教育变革的影响》的研究成果之一。课题编号：13060202

聂川/河北师范大学美术与设计学院讲师，研究方向为数字科学艺术

吴小春/河北省教育科学研究所编审，研究方向为中小学美术教育