在探索中前进 在创新中发展

赵晓宁 新乔 任熙俊

5 教育技术装备的交互性或复合性

基于科学仪器设施与教育技术装备同一性考察，还可以进一步看到教育技术装备与科学仪器设施的交互性与复合性。交互性或复合性，一般表现为二者依应用场所、应用功能、应用目的的不同，相互转化、相互影响，也因之产生不同的称谓。

科学研究与科学教育的发展，对教育技术装备的产生和发展影响，远比人们想象的更为重要和深远。科学意义上的教育技术装备究竟起源于何时何处，抑或是严格的认定，虽并未明确，但如上所述，有相当多的事实表明，初期教育技术装备大多来源于科学研究仪器设施的转化应用，或者说相对稳定的教学仪器设施是由科学仪器设施逐渐转化而来，当是无可置疑的。当然，这一说法并不否认有相当部分因教学需要而发明的教学仪器设施转为科学研究设施的事实。

融合与交互  1635年，法国建立法兰西学术院，标志着第一所科学专业机构和科学家专业体系的产生，科学及科学家群体开始获得社会的承认。法兰西学术院于1795年改为法兰西学院，包括一个教学行动科和一个出版科，表明教育教学也是科学家的一项职责。类似专业机构和体系的产生，表明科学与教育的分化，影响着科学仪器设施与教学仪器设施相对专业化的趋势，促进了各自在不同领域专业化的相对独立的发展。科学仪器设施与教学仪器设施的专业化发展，也意味着教育技术装备为适应教育的需要，对科学仪器设施所做的适应性改进，追求自身体系化发展的要求。但专业化发展并不表明科学与教育相互依托、相互影响、相互促进的关系即因此改变，不过是在形式上产生一种相对独立的分界，更高层次上的交互融合发展的趋势依然存在。

在某些特定的场合，如同初期科学与教育的关系一样，完全厘清其分界也是比较困难的事情，即使在现代社会信息化环境下仍是如此。2007年，美国女航天员在奋进号航天飞机上借助信息化手段进行授课，建立了天地大课堂的前无古人的创新模式。2013年6月20日，中国“神舟”十号宇宙飞船太空授课——“太空环境下的科学实验”，通过无重力环境中的物体质量的测量，物体运动学交互实验，向全国八万多所中学的千万师生讲述了太空无重力环境的特点，创建了科研设施应用于科学教育的一个新的里程碑，这也同时表明科学与教育的交互性发展，不过只是进入一个更高的阶段。

专业领域的教育教学仪器设施，可能表现有更为明显的交叉性、复合性、延展性。医学领域听诊器的发明应用具有典型性。听诊器在临床医学领域属医疗器械，而在专业教学领域又是常备的教学工具，而听诊器的教学应用传授学生的不在于简单拆装分合及其他，不了解医学、生理学等相关专业基础知识，听诊器的使用便毫无意义。因此，听诊器在医学教学中是手段和知识载体，更是方法，使医学知识传授建立在更为具象化、可感知的基础上。

教育与科学日趋发展的天然联系  之所以探讨科学与教育的关系，是因为教育技术装备是作用于其中的重要现象。科学与教育的关系给予人们对教育技术装备的观察角度和理解通道。延伸到科学与教育的关系，如上所述，科学与教育在近代发展初期不是完全分离的状态，既相互融合又相对独立，没有明显的分界。

在文艺复兴时代，科学地位不高，科学家群体多不被看重，很多科学家初期为谋生或是为科研得以进行的需要，多谋求一份教师的职业，很多教师同时也是某一领域的专家或领军者，知名科学家同时也是教学领域的教师或是某一科学家的学生，包括牛顿等，这种现象在16世纪以来的大学里尤其常见。这种没有明显分界的朦胧状态，对科学和科学教育的发展显然有着积极的意义，耗资重大的科学研究课题因教学的需要得以深入探索。在教学过程中，为回答质疑和教学难题，为满足教学需要，也催生出一批重大科学发现。在一段相当长的时间内，科研问题也是教学问题，教学问题也是科研问题，教学爭论与科学问题的争论经常是同时进行的，难以分清哪些是科学研究的需要，哪些又是教学的需要。

教育与科学的天然联系因科学知识发展不断进入教育教学领域而日趋紧密，尽管教育发展常常表现为一种滞后的状态。

发展中的相互融合、丰富  教育技术装备本身就是一个开放的动态体系。从第一只望远镜的出现，第一个莱顿瓶开始，教育技术装备的发展从未停止过吸收创新、创造、发现和发明到这个体系中来的努力。这一方面是因为教育本身对科学研究、科学发现及事物本质规律认识的偏好，对精密、准确追求的认同;另一方面是因为教学内容需要更规范、更完整、更直接地呈现，于课堂教学、实验教学更便捷、更高效率地应用，以及与不断丰富的教学课程、教育对人的全面发展的需求相适应。融合过程促进形成教育技术装备本身的不断体系化、规模化、品质化，当然也体现出科学本身对物质本质的认识不断深化、不断清晰，以及科学理论不断丰富对教育技术装备发展的积极影响。

6 教育技术装备供给侧结构性改革任重道远

改革开放40年来，中国教育技术装备事业取得巨大成就。但应清醒地认识到，与教育现代化的发展需求相比，与人民群众需要提供更好、更公平教育的愿望相比，与发达国家某些方面的深度应用、融合创新相比，仍存在一定差距，在某些方面还未能适应发展要求，问题还很突出，教育技术装备事业的供给侧结构性改革任务依然任重道远。

思想认识尚需提升，发展缺口需要补足  一是一些地方和学校没有深入认识现代教育与教育技术装备相互融合、相互促进的发展趋势和规律，对教育技术装备的作用认识不充分，有效功能发挥不够，对应用重视不够，教育教学与教育技术装备“两张皮”现象仍然存在，教育技术装备建设缺乏综合统筹和长远规划，积极性有待提高，力度有待加大。二是管理体制机制尚需创新发展。教育技术装备工作各主体的责任须进一步厘清，有效应用及应用率仍是相当长的时间内高度关注的一个方面。三是均衡、协调发展方面存在差距。受限于经济社会发展水平、认识等多种因素，区域、校际、城乡之间差别问题还需加大力度解决，阶段性有序均衡推进，深入融合创新，通过创新思维和实践，改进教育教学方法，深化科学应用，以激发学生学习兴趣。四是提升教学水平和教育质量等方面，均仍存在一定工作缺口和短板。面对这些困难和问题，需要进一步提高认识，转变观念，齐心协力，攻坚克难。

发展中的不均衡、不充分问题  网校建设、生均实验室面积等距离国家要求还较大。以2013年数据为例[3]，建网学校比例全国中小学总体只有33.9%，还不到四成。其中小学建网学校比例25.5%，初中建网学校比例55.9%，普通高中建网学校比例80.5%。全国小学生均实验室面积为0.19平方米，初中生均实验室面积为0.67平方米，普通高中生均实验室面积为1.11平方米，均未达到《中小学理科实验室装备规范》基本要求，特别是小学、初中生均实验室面积与国家标准还有相当差距。信息化设施配置城乡差距还较大，每百名学生拥有计算机台数，城市小学比农村小学高出3.17台，城市初中比农村初中高出1.85台，城市普通高中比农村普通高中高出6.01台[3]。

应该看到的是，实验教学设施总量虽有较大增长，但也存在发展不均衡的问题。农村小学、城市小学、农村普通高中生均实验设备值2011—2013年期间有起伏，先降后升，整体表现为负增长，2013年较2011年分别降低36.6元、29.9元、19.25元。城市普通高中生均实验设备值2011—2013年期间有起伏，先降后升，整体表现为增长[3]。

小学理科实验仪器达标校2012年为116 004所，2013年将至115 710所;普通高中理科实验仪器达标校先升后降，出现起伏，由2011年的11 239所增至2012年的11 592所，又降至2013年的11 485所[3]。

生均实验设备值不均衡发展问题在各级学校中有不同表现。生均值普通高中最高，初中次之，小学最低，城乡仍有一定差距。2011—2013年，全国普通高中生均实验设备值明显高于初中，初中生均实验设备值明显高于小学。2013年，小学生均实验设备值为201.51元，初中生均实验设备值为479.11元，普通高中生均实验设备值为897.54元。相对于2011年来说，2013年小学生均实验设备值减少29.53元，初中生均实验设备值增加85.61元，普通高中生均实验设备值增加0.02元。分城乡看，全国农村小学、初中、普通高中生均实验设备值均明显低于城市。2013年，城市小学生均实验设备值为245.72元，比农村小学高出62.83元，高出比例为34.35%;城市初中生均实验设备值为511.2元，比农村初中高出47.34元，高出比例为10.2%;城市普通高中生均实验设备值为1088.09元，比农村普通高中高出351.28元，高出比例为47.68%[3]。

上述表明，无论城乡仍均未达到《中小学理科实验室装备规范》基本要求，特别是小学、初中生均实验室面积与国家规定的标准相差很大。所以，要使我国中小学理科实验室装备达到国家规定的标准，还需付出相当大的努力。

基础教育教学与教育技术装备融合度不足，有效应用亟待推进  突出表现是实验教学应用、仪器设施配置与管理等方面差距较大。经过多年努力，全国中小学校舍、教学实验仪器设备、图书、多媒体远程教学设备等基础教育装备配备，教育信息化软件资源建设、资源覆盖等方面取得明显成效和进展，但以下三个方面还存在不足。

1）对信息技术应用和实验教学重要性的认识还不够。受应试教育影响，很多学校和相当部分师生注重书面考试成绩和升学率，对创造性、创新能力、动手操作能力、实践能力的培养有所忽略。

2）教育技术装备与应用方面的融合度还不高。虽然很多中小学校实验室按国家（行业）标准配齐配足了实验教学仪器设备，但是一些实验室和实验仪器设备没能充分发挥应有功能，部分成为“装饰品”。表现在部分学校实验室数量不足，满足不了所有班级做实验，于是放弃开设实验。2006年发布的《中小学理科实验室装备规范》中明确规定，学校规模为12～16个平行班时，初（高）中物理、化学、生物实验室基本要求为3～5个。但目前很多学校的物理、化学、生物实验室数量尚未达到这一基本要求，专职、合格实验教师不足，导致实验教学难以顺利开展。如云南省义务教育阶段学校中，只有专职实验教师4113人，校均0.3人，实验教师严重不足，显然难以满足实验课程开出要求。学校领导偏重升学率，不重视实验教学，不做学生分组实验，实验课常见教师只做演示实验，或播放实验教学视频，或让学生背实验原理、步骤和实验结果，而忽略了一些必要过程和环节，背离课程基本要求。

3）教育技术装备发展水平有待提高。优质资源共建共享有效机制尚未形成，各自为战、优质资源总体缺乏、资源结构不均衡的情况还很普遍，产业不均衡、供给不充分、结构性问题有待解决。应大力倡导教育技术装备行业生产创新、产品创新、技术创新，增强研发能力，加大研发投入，大力推动行业转型升级，增强供给和国际竞争能力。

①高校教育技术装备设施的需求发展变化应引起关注。以高等教育技术装备需求为例，中国高等教育技术装备产品主要分为多媒体教学（为支撑多媒体教学提供的装备产品）、数字化校园、实验室仪器三大部分，三大部分产品各有不同，不同院校的配置水平也有很大差異。目前高校在数字化校园、多媒体教学方面都走在了教育现代化发展的前列，多媒体教学在各大高校基本已经普及，网络化集成管理对教学、科研、管理、技术服务、生活服务等各个领域的信息进行收集、处理、保存、挖掘、传输和应用，拓展现实校园的时间和空间，使知识资源得到充分利用和共享，使师生交流与协同更加方便，提高高校管理水平和工作效率，降低教学和管理成本，都取得较好的效果[4]。

为支撑多媒体教学提供物质保障——教育装备产品，近几年得到长足发展，尤其与多媒体教学相配套的主导产品——电子白板，得到持续高速增长，电子白板、交互式电子白板、投影式电子白板伴随多媒体教学走进高校。多媒体教学在现代高等教育教学中基本普及，现代多媒体教学活动是一个讲授演示、分析、讨论、观察、实验、练习等综合动作的过程，教师将课件发布于网上，供学生随时下载、浏览。生动直观的画面附以动画、录像，学生一目了然，并可针对自己的薄弱环节选择重点内容反复学习。利用网络可以布置、提交、批改作业，进行在线答疑，师生之间还可通过聊天软件或e-mail等进行问题讨论。多媒体网络教学创造出一个立体化的全新教学模式。

数字化校园是高等教育技术装备市场份额较大的部分。随着计算机技术与通信技术的发展与融合，现代社会以前所未有的速度进入新的网络信息时代。新一代网络技术革命正逐步走进高校，物联网、三网融合、无线局域网与3G、4G陆续进入校园，5G时代也为期不远。物联网不仅提供传感器的连接，其本身还具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制，将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，从传感器获得海量信息加以分析、加工和处理，以适应不同教学的不同需求。

高校实验仪器是高校必备的办学条件和科研条件，直接关系到学校教学任务的完成和教学质量的提高，关系到高校科研水平的发展。当前，高校应用较多的实验仪器大致可以分为分析仪器和测量仪器两大类。和以往相比，目前高校在用的分析仪器（如色谱、光谱实验仪器设施等传统分析仪）不仅灵敏度和选择性有了很大提高，而且走向微型化、智能化、网络化、专用化，测量仪器逐渐进入数字化。

“教育云”的提出，使高校中的教学资源整合成为一种可能，基于云计算的整合模式中，所有的高校教学资源均以“云服务”的形式发布在云端。高校用户可以在任何时间、任何地点通过计算机、手机、PDA等网络访问设备使用教学资源。系统管理器负责管理各种资源的调度、存取、负载平衡以及对各种资源进行分类，云服务器为系统管理器的运行提供支持，用户可以直接通过用户交互界面直接使用某个资源，也可以通过服务分类模块检索需要的资源配置工具，对接入的系统管理器的资源运行环境进行配置，监控检测负责监控云环境的运行状态、云安全等问题[4]。

②高校教育技术装备很多方面表现出明显的发展不平衡、供给不充分的问题。有数据显示[5]，2012年上半年，电子白板整体市场销量为17.96万台，销售额为28.28亿元。其中投影式电子白板产品销量同比增长58%，销量为12.4万台;平板式电子白板销量同比增长97%，为5.56万台。其中高校用户份额只占到总份额的4%。个中缘由显然与需求不相适应有一定关系。高校实验室仪器的高安全性、可靠性有待增强，数字化、智能化、集成化水平有待提升。目前，在我国高校理工科教育和科研领域使用的高档台式仪器，如数字示波器、频谱分析仪、逻辑分析仪等主要依赖于进口，从国内各高校资产管理中心的仪器清单的显示看出，高校所应用的高端、精密实验室仪器设备本土制造相对较少，万元以上实验室设备国产不足一半，10万元以上的仪器进口占60%～70%，超过百万的大型仪器国产不足10%[4]。

与上述相关联，教育技术装备产品资源特别是大型教育装备产品利用率较低、分布不均衡、不能实现共享的现象大量存在，推进以教育装备产品共享为核心的数字化整合已成为一种趋势，使之更好地为教学科研服务，为高校发展和地方经济服务。同样，在高等教育实验室仪器设备方面，未来也向着数字化、智能化、集成化方面发展，这是世界上发达国家已经具备的水平，我国还需要进一步提升自己的装备水平，追赶发达国家现有技术水平。

高新技术、安全化已构成需求趋向。在高等教育实验设备中，国外的智能执行器已采用变频调速、新型电机、低工耗、微型压电陶瓷I/P转换器、蓝牙通信技术、智能化和现场总线等新技术，而国内才开始起步。新技术革命的关键技术是信息技术，其由测量技术、计算机技术、通信技术三部分组成。分析仪器作为最重要的测量技术，自然是信息技术的重要组成部分。没有新的分析方法、分析技术和相应的全新分析仪器，就不能更高、更全面、更灵敏、更可靠、更方便地获取研究、生产、社会、环境等领域全方位的分析检测信息。

高安全与可靠性需求已成为常规需求。随着校园内计算机应用的大范围普及，接入校园网节点日渐增多，而这些节点大部分没有采取一定的防护措施，隨时有可能造成病毒泛滥、信息丢失、数据损坏、网络被攻击、系统瘫痪等严重后果。另外，校园网与Internet相连，在享受Internet方便快捷的同时，也面临遭遇攻击的风险。各种病毒就是通过Internet传播的，并导致网络性能下降;而且黑客也经常利用网络攻击校园网的服务器，以窃取一些重要信息。因此，数字化校园系统离不开安全与可靠性建设[4]。实验室仪器对产品的安全、可靠性要求更高，特别是一些精密性、实验复杂性较高的以及实验过程危险性较大的实验室仪器设备。

③职业教育装备产品供给水平还有待提升[7]。职业教育技术装备与基础教育技术装备、高等教育技术装备有所不同，职业学校购买教育装备配置的首先不是“教学”设备，而是“实验和实践”设备，这与职业教育主要是技能教育教学目的有关。相比高等教育技术装备产品市场的集中化，职业教育技术装备产品市场拥有类似于普教市场的分散性。这使得生产职业教育技术装备产品的企业不仅要开发、研制好单一产品，而且要做好整体配套产品，做出完全适合职业教育需要，具有引导性、前瞻性，专业化程度较高，实践特征突出，且又具有完善系统化的职教装备。

目前职业教育技术装备生产配套水平还有待提升，有待创新和发展。总的来讲，职业教育技术装备要想实现服务教学、促进教学的目标，就要结合实训基地建设，要参与学校教与学环境设计，把现代教育理论和现代教育技术结合起来，达到一种创新的教育的要求，以各行业技能要求的项目实训模块为载体，重视基本模块的建设，真正体现有资源共享、教学模块化、学习行动化、管理人性化，以促进培养出大批具有创新思维的技能型人才。

④高度重视装备产品质量。缩小城乡差别，促进义务教育均衡发展，将是未来基础教育技术装备的增长点，信息化、数字化教育发展仍将是基础教育的主基调。对教育技术装备的需求在总量变化的同时，将呈现品质化、多样化、定制化需求趋势，尤其是多媒体、数字化产品。目前，教育技术装备的供给环境在发展市场化的同时，应倡导规范化、有序化、品质化、制度化环境建设，解决好单纯追求低价中标，导致品质不稳定、不高的问题。品质对于用户本身是一种有效资源，仪器质量不好，意味着物质和教学资源的巨大浪费。如中学做电学实验的电表，如果损坏率高，教师就不愿意使用，不愿意做实验。产品质量不只是学生做某一个实验成功与否的问题，还会对学生质量意识的形成起到潜移默化的影响。

参考文献

[1]叶松庆.吴大猷的科学教育思想[J].高等教育研究1995（5）.

[2]克拉普.科学简史：从科学仪器的发展看科学的历史[M].朱润生，译.北京：中国青年出版社，2005.

[3]中国教育统计年鉴：2013[M].北京：人民教育出版社，2014

[4]高晓杰.高等教育年度发展报告[M]//王富.中国教育装备行业蓝皮书（2015版）.北京：中国大百科全书出版社，2015.

[5]蒲婧.半年销量近30亿  电子白板做大教育市场[N].政府采购信息报，2012-11-09.

[6]丁心庆.试论分析仪器的未来发展趋势[J].硅谷，2008（18）：22.

[7]李赢.职业教育装备年度发展报告[M]//王富.中国教育装备行业蓝皮书（2015版）.北京：中国大百科全书出版社，2015.