教育信息化助推教育现代化：使命、路径与策略

2021-03-24胡航杨旸飞云倩

教学研究 2021年1期

胡航杨旸飞云倩

[摘要]教育信息化作为助推教育现代化的核心力量，在教育与社会生活中产生多维的、动态的持续性变革运动。本文通过明晰教育现代化的“势”、“需”以及“法”，阐释了教育信息化助推教育现代化的历史使命，以促进动态、循环的新教育体系的建设;从四个方面提出了教育现代化的建设路径，并以人工智能、虚拟现实技术、脑科学等作为技术支撑以实现教育现代化建设;教育现代化的建设策略可通过整合信息资源，协调学校、政府、企业、社区、家庭、学生等多方关系，从开发顶层设计体系、构筑UGSC教育发展共同体与建立HSS激励机制三个方面，建造一个信息共享的教育新生态。

[关键词]教育信息化;教育现代化;使命;路径;策略

[中图分类号] G434 [文献标识码] A [文章编号] 1005-4634（2021）01-0024-08

中国特色社会主义走进新时代，实现国家现代化，迈入教育强国，国务院相继印发了《中国教育现代化2035》（以下简称《“2035”》）、《教育信息化2.0行动计划》（以下简称《行动计划》）等战略性指导文件，教育在国家现代化发展中的基础性、先导性和引领性地位和作用更加凸显。信息技术对教育的影响通过联通教育生态系统中的所有个体与资源，重构教育体系，超越了传统教育系统中技术的工具化。信息技术对教育的影响日益深入，以教育信息化全面推动教育现代化已成为我国教育事业改革发展的战略选择[1]。

基于此，本文旨在通过梳理教育信息化发展脉络，聚焦并论述教育信息化如何助推教育现代化，以期对未来教育现代化发展作出展望与思考。

1 教育信息化助推教育现代化的使命

教育信息化承担着推进教育现代化的重大历史使命，它既是推进教育现代化的重要手段，也是教育现代化的核心特征[2]。从教育信息化的历史使命来看，其最大的内涵是将学生培养成为具有创新创造能力的全面发展人才。依托于信息技术的高速发展，如何将其与教育深度融合，并发挥具有高效率与高效益并存的作用，可将其视为教育信息化助推教育现代化的核心理念。换而言之，信息技术与教育的统一不仅仅是知识与技术的统一，更是知识、行为、逻辑、情感的内在统一[3]。从宏观到微观的角度，纵观我国教育的发展历程，本文将教育信息化的历史使命分为战略指导层、教育需求层和技术支撑层，其关系如图1所示，具體阐释如下。

1.1 从战略指导层看，教育信息化具备助推教育现代化的“势”

《中国教育现代化2035》勾勒了我国2035年总体实现教育现代化的宏伟蓝图，这是智慧与智能时代的教育现代化，也是继工业时代后人类历史上的第二次教育现代化。而今，我国在人类已拥有虚实结合、多元联通的信息技术境遇下，将虚拟的网络与真实的现实联系起来，这决定了信息技术将在建构、实现智慧时代教育现代化方面发挥重要作用。

回眸我国教育信息化的变迁路径，可将其划分为萌芽、初步发展、稳定发展、决胜4个阶段。其依据是在每个阶段，都有着重大标志性工程和相适应的时代象征作为支撑，如表1所示。

1）萌芽阶段（20世纪80年代）：随着“四个现代化”与“三个面向”等政策理念的提出，教育的作用被定义为提高国家核心竞争力的有效动力。

2）初步发展阶段（20世纪90年代）：随着信息技术的发展，中国社会进入科技与劳动生产高速发展的阶段，并将教育作为优先发展的事业。

3）稳定发展阶段（2000年～2018年）：我国大力实施科教兴国战略。构建以人为本、现代化教育体系和学习型社会成为该阶段的教育现代化建设目标。

4）决胜阶段（2019年～2035年）：信息化为教育与信息技术的融合创新提供了前提，同时推动教育形式的巨大变化。教育信息化助推教育现代化的思路由简单的环境观、工具观和资源观，向着内涵式发展的方向演进。可以认为，这些战略性举措与文件所提出的原则、目标、路径、策略等，与我国在人工智能、5G、脑科学等技术方面在国际上具有相对的引领性，所产生的共同作用决定了决胜阶段的发展脉络。

40年来，我国在教育信息化建设方面投入了巨大的人力、物力与财力，改变了教育信息的获取、加工、传播、呈现、交流和互动的方式。但与国家、社会建设创新型人才的要求相比，仍然具有一定的差距。方式的改变，更多在于新型信息技术发展势态下的顺势而为。

当前，我国在走向教育现代化途中，尽管目标明确、成果显著，但仍存在下述一些问题：（1）现代化的教育理论与观念还未完全建立。虽大部分学校都已普及多媒体教学环境的建设，但是学校的教学模式仍然沿用传统的教学模式[4];（2）教育战略规划的全局观有待加强。一些地区对于教育现代化的管理和规划缺乏全局性的政策规划意识，以及对相关标准的规范监督执行不到位;（3）教育资源的共享性仍不够。区域发展不平衡导致不同地区的教育资源供给和建设仍然相对不均衡，优质资源仍旧短缺;（4）数字化资源的适应性较低。如今海量的学习资源中个性化与交互性的教育资源还不够，较难满足学习者的需求。

由此可见，教育信息化助推教育现代化是必然的。我国历经近40年的教育信息化发展历程，40年的努力已赋予我国教育许多现代特性。比如，已建构的虚实结合教学环境，教师与学生的信息素养得以大幅提升。在2020年初抗击“新冠肺炎”期间，我国几亿师生通过互联网实现“停课不停学”，便是最好的证明，即教育信息化助推教育现代化，在一定程度上已成为现实。

1.2 从教育需求层看，教育信息化具备助推教育现代化的“需”

以战略指导层为导向，如今的教育需求已由过去的重视优质学校发展转向寻求深度学习、个性化学习、人机协同教育等具有智慧时代特征的现代化教育模式。教育信息化助推教育现代化所面向的教育需求，从教学目的、教学方式和技术支撑3个维度，探寻其本真。如图2所示，教育需求层可以体现为以下3点。

1）实现深度学习的教育目的。目前，我国尚处于工业时代向信息时代转变的过渡期，教育仍偏向于以知识教育为重点，面向智慧时代所提倡的培养个性化、创新性的人才，现代化的教育目的应是塑造具有主动性和批判性的有意义学习。深度学习（deeper learning）不同于常规意义上的机器算法，它要求的是学习者在真实的社会情景和复杂技术环境中通过自己的认知理解和知识迁移水平，将其有效迁移应用到真实情境中以解决复杂问题[5]。

2）倡导个性化学习的学习方式。信息技术的发展，使信息技术与教育融合成为知识传承和发展的必要手段。强调个性化的学习方式，应根据学生性格、学习、思维等全方位特点，应用信息技术分析学生学习知识和相应学习能力的基本情况。另外，仅仅实现“个性化”给予学生学习是不够的，新教育观还需要考虑学生的需求。以“数据”作为依据的自适应学习，直接为每个学习者提供适合其个体认知特点的学习内容和学习规划，使学习者能够主动地进行持久有效的学习。

3）构建人机协同教育的信息技术手段。在以技术作为支撑的信息化教育中，信息技术与教育如若只是单向的交互，学生的学习仍旧停留在浅层学习。人机协同的教育可以通过将信息数据、教学与人文融为一体形成不断变化的三角关系，三者互相促进不断完善，优化教育结构。这样的优化可以作为一种信息传递的手段，从而促进教育系统流畅地转入全领域教育主体[6]。

1.3 从技术支撑层看，教育信息化具备助推教育现代化的“法”

教育信息化要能够助推教育现代化，必然要求更高的教育信息化发展水平与之相适应。我国要加速实现新型的教育现代化，教育信息化的发展水平必须要处于世界领先水平，只有这样，才能引领新时代的教育现代化;而要科学衡量教育信息化的发展水平，就必须要对教育信息化的诸要素分别加以科学考察与衡量。本文认为，教育信息化技术支撑层由教学效益、学习空间、教学分析能力等多个要素所构成。

1）人工智能改进教学效益。处于具有时代性特征的教育变革时期，新兴技术还未在教育领域完全普及，我国教师教学任务繁重、教师信息技能弱等问题亟待解决。因此，本研究概括了人工智能应从以下3个方面改进教学效益：（1）将教师从巨大的处理数据的工作任务中解脱出来;（2）能够快速得到学生个人和地区的教育情况;（3）突破时空的壁垒，将课堂与生活紧密结合。教育与人工智能的结合，将各个教学要素的结合将构成“教育人工智能+”体系，促进课堂形式的多元性和丰富性[7]。

2）虚拟现实技术创造虚实融合的学习空间。在智慧时代，充分利用技术将学生自身特点与环境相结合，更有利于学习者学习兴趣的培养和学习动机的激励，这也是改革传统教学中学生被动学习的有效途径[8]。在虚拟现实（virtual reality，简称VR）创设的学习空间中能够做到以下3点：（1）创设以往教育中具有危险性的教学情境;（2）给予以往教育难以实现的教学实验;（3）帮助学生的情感带入。卡内基梅隆大学非线性学习空间实验室团队设计了一款浸入式游戏[9]，如图3所示，通过创设虚实结合的学习空间、完善的交互式课堂，以突破科学概念的教学难点。

3）脑机交互技术提高教学分析能力。以往的教学观念经常关注学生外显的学习行为，而从学习理论中可以看出，若只关注学生对知识的认知，而忽略了在邏辑上、心理上、生理上对知识的领悟与建构是不够的[10]。脑机交互在教育中的应用可以从隐性行为中观察出学生的变化。如，西南大学胡航博士的深度学习团队设计了一套英语学习注意力监控与促进系统，如图4所示[11]，其在教育应用中能够检测出学生学习状态，通过识别和测量注意力水平、评估学习动机、鉴定学习风格等隐性学习行为的分析，促进学生的学习走向有效性学习。

据此不难看出，这里所提到的计算机系统分析出的学生行为，不能毫无顾忌地作为解释学生学习认识的终极手段，技术与教育的统一应包括知识与逻辑、情感态度、知识建构、学习动作的统一，亦是由教学主体间相互影响内化而成的。

2 教育信息化助推教育现代化的路径

2.1 加速智慧时代教育理论的创新与引领

现在已普及的教育理论绝大多数并非诞生于信息时代，更不是诞生于智慧时代。用其指导教育现代化的建设，许多理论已不合时宜，甚至阻滞“教育现代化2035”的发展。同时，绝大多数的教育理论也并非诞生于中国，用其指导我国的教育现代化建设，许多理论已表现得“力不从心”，且无法满足我国的教育需求。智慧时代的中国教育者，不能满足于做外国理论的搬运工，而应该重构和创新指导教育现代化建设的理论，即以创新具有中国特色、本土特色的新理论作为核心。智慧时代教育理论的创新，对于我国教育信息化助推教育现代化而言，已是刻不容缓。

构建联通多方因子的深度学习（深度学习即主动、积极、促进问题解决并提升创造力地学习。），实现由“点”（如一个神经元、一个知识点等）走向“变换”（如人的神经网络、基于信息技术所形成的各种开放的共同体、社群和小组等组织机构等）。人类社会的发展过程，是人类不断发现、认识、改造社会的螺旋式上升过程[12]。随着信息技术正以远超社会发展的速度展开，人类的认知方式必须要有革命性的提升。因此，创建深度学习认知过程已呼之欲出：深度学习可以促进人类认知的提升。深度学习既是教育范畴下的理论，又是一种思想和教育方式，它可以促进人类认知的提升，推动人由“点”走向“变换”。新时代背景下认知模式的变化以及对人更综合、深度的理解，对现有的教学方式、组织体系、服务体系和管理体系提出了新的挑战，是人类教育和学习理论与实践面临的时代性问题[13]。

可以看出，从人类的发展历程来看，创新的理论多数诞生于科技发达并极具发展活力的国家。目前，我国正处于最具发展能力的时代，理论的创新极具优势。因此，现今的教育者有义务与责任将这些优势充分发挥，发展与创造技术支持的教育新理论与文化。

2.2 促进技术与教育的深度融合

在技术万联的时代，技术与教育的融合，是复杂、动态、多维的，需要转变盲目的观念，回归教育本体，明确深度学习正努力架通脑、心理、教育与信息技术的桥梁。笔者曾在文章中提到“目前的教育已经走向教育3.0的状态，但是在线教育仍处于1.0的层面”，回看信息技术在教育教学活动中的渗透过程，人们总能看到广大教师在运用信息技术过程中所表现出的被动与被迫。很多信息技术，如虚拟现实、人工智能等，总是伴着技术的可有可无、捉襟见肘等情况。在当下的信息化教育实践中，信息技术的供给方往往自信满满，但是需求方却不愿尝试。从教育研究者的角度来看，未来的信息技术需要全面服务于教学的生活，符合基本教育规律和人类行为习惯，不应让人去适应工具，而应让技术适应人类生活的方方面面。

具体来看，技术与教育的深度融合可以从3个方面考虑。（1）技术的选取应以满足主体需要为核心。技术于教育而言，应能减少师生的教学与学习负担，提高教师教学的效能，从内部需求出发，深入教育主题的价值取向。这样的技术于教育而言，才能真正彰显其价值。（2）技术的应用应具有“个性化”与“适应性”。信息技术对教育的影响具有两面性，它既可能压抑人类的进步，也可能为教育教学提供蓬勃发展的机会。从这个意义上看，若要求所有教师和学生都能够统一使用信息技术，而忽略信息素养的参差不齐等因素，则违反了教育规律与客观现实。（3）技术的价值应更注重其效益的表现。信息技术与教育的关系，如果更關注技术能否提高教学的效率，这是工业革命时代所提倡的标准化教学模式。面向未来的教育，呼唤的是创新、独立、自主的特性。显而易见，只有树立以人为本的核心价值，才能更好地冲破信息技术与教育之间的壁垒，使技术真正服务于生命的发展，为现代化建设服务。

2.3 搭建新型教育教学场域

新型教育教学场域，是在一定技术融合的生态化学习环境中，学生、教师、管理者与所在的空间及空间中的资源相互作用而形成的教法—技术—文化系统[14]。

新型教育教学场域的主体具有多元化、协同化等特征，笔者将其总结为一种交互循环模型，如图5所示。学生与管理者作为系统模型中的主体，在线上与线下的混合型学习模式中发生协同作用。其具体阐释如下：（1）学习环境包括线上学习环境与线下学习环境。在传统教学中学生往往容易出现认知过载的情况，现通过混合学习生态系统平台创设提供的学习软件和工具，为师生的互动生成性学习和小组合作研创学习创造条件。（2）老师与学生的关系在系统中保持动态平衡。以数据为中心，通过技术增强教学效果与教学体验，系统后台为师生开展的线上线下学习提高监控和管理服务，系统实时进行优化和数据处理。混合学习生态系统通过不间断的系统优化、教学反馈、教学分析，给予学生自适应的学习平台，促进教育信息化创新、教学方法创新、学习实践创新、人才培养革新，实现培养知识、技能、能力、品性均衡发展的新型人才的优质现代化教育。

2.4 应用智慧化教学模式

当前，人工智能助力教育教学过程更多是利用先进技术提高知识传授与获取的效率，并以应试教育评价为标准，评估技术的有效性与教学效果。但面向未来的智能化时代，教育者们还需面临一个问题，即：人工智能是否会成为推进“应试教育”模式的“帮凶”？智慧时代需要的人才，是具备个性化、多元化、独立等特征的。教学模式需要在因材施教理念下围绕个性化人才培养为核心不断推进其变革与升级。反观现在教学模式的实然状态，教学模式还是较为单一，在以深度学习为基础的大背景下，还可以创生出许多类似混合式学习的学习方式与教学模式。各种课堂教学互动工具与平台的快速发展为这一创新实践提供了非常重要的环境支撑。

以信息技术为技术支撑，以智慧教育理论为中轴，学校要鼓励师生根据教学需求自主选择资源，通过网络空间教学逐步实现“一人一空间，人人用空间”教学模式，探索个性化培养。在大数据分析的基础上，制定符合学生发展需求的个性化培养方案，建设优质在线课堂，支持给予核心素养的教学实践探索，完善教学组织管理，有序推进教学生态系统协同发展。

3 教育信息化助推教育现代化的策略

从上述分析研究来看，教育信息化助推教育现代化，如仅有上位的指导是远远不够的，还需要有下得来的途径，从而保障教育信息化助推教育现代化能够顺利实施。在当前国家政策的引领和各行各业大力发展教育信息化的背景下，教育主体的社会规则、规范意义上的逻辑建构亦是由主体间相互的“动作”结果内化而成的[15]。综上所述，如图6所示，教育信息化助推教育现代化的保障体系与策略不仅要从顶层设计方面确保地区与学校的发展符合国家发展规划，更要确保各部门和个体之间发挥协同作用。充分发挥信息技术在教育教学中的优势作用，把握其发展趋势，围绕顶层设计建设目标，引领教育信息化建设的发展方向。

3.1 构建三层顶层设计体系

教育信息化推动教育现代化需要社会全方位支持，它是一个复杂的立体工程，因此需要构建基于包括国家，地区以及学校的3层顶层设计，实现教育现代化的建设使命，如图7所示。

教育信息化顶层设计可以从以下3层入手：（1）国家层面，从指导思想、主要原则、预期目标上研究和确立规划期限内的教育信息化顶层设计，并确立战略目标以及评价体系。（2）地区层面，根据地区现状，以国家战略指导为引领，以教育需求为本位，以信息技术为支撑在不同部门、区域、各级各类学校中研究和确立发展规划，确立战略重点。（3）学校层面，制定以信息技术为核心的创新教育规划、人才培养规划等，通过长效机制，推动个性化学习和终身学习，为构建智慧社会奠定基础。三层关系建立协同关系，共同建立健全国家教育资源库，切实提高全国的教育数据库质量，构建科学的教育决策服务体系，深化教育管理改革。

3.2 构建UGSC教育发展共同体

UGSC所指的是university（大学）、government（政府）、school（学校）、company（企业）共同协作所形成的教育发展共同体，如图8。四者之间的关系体现在以下几点：（1）在人才培养上保证学生的现代性。通过政府、大学、公司3个主体发挥协同作用，保证学生培养具有现代性的特质。我国教育现代化2035的核心内容是培养“人的现代化”，在课程目标、教学内容、教材编写、学生实习、学生未来规划等方面都需要紧跟我国市场快速发展的步伐。（2）在协调互助上实现各社会主体间的协同性。仅仅依赖政府机构、学校之间的合作是无法践行教育现代化的建设的，这些主体便无法形成践行教育现代化所需要的市场关系。市场经济的影响下，课程资源逐渐由“单一化教具”转化为“精品化产品”，市场给予“产品”的传播信息，但市场关系的形成需要一个不可或缺的主体——公司。改革开放以来，教育现代化的推进需要形成一个系统化的教育生态，这就需要通过大学、政府、学校、企业等主体之间建立教育发展共同体，教育系统才能与外部环境发挥协同作用;公司负责建立专业的课程开发团队，生成和改进课程资源以及课程教学资源体系;学校组织购买相应课程及其服务，建立相关的教育分析团队，参与教学系统阶段设计和编制，并给予及时的反馈和改进意见。（3）在教育观念上形成各主体之间的交互性。若要形成这样健康的、多样化的、安全的、混合的交互关系，人们便需要避免在交互过程中所存在的信息和行为隐蔽的情况。当信息技术成为普遍的知识和工具时，消除信息和行为隐蔽才会成为可能。

3.3 发展HSS激励机制

HSS（Home-School-Society）即家庭教育系统、学校教育系统和社会教育系统所组成的三大教育系统，如图9所示。3个教育系统相对独立，但是受教育者—子女—学生是同一个对象，即三大系统中核心要素是共同的。

HSS共育系统可以从3个方面促进教育信息化建设。（1）在家庭教育系统层面，扩大沟通的范围。学校需要协同家庭教育和社会教育，改进传统的家访或家长会等信息交流的渠道和方法，有效地实施家校协同教育。随着信息技术的发展，教师与学生可以通过“家校通”、社交媒体、电话沟通等方式，鼓励家长作为第三个角色进入教育系统中，帮助家长更好地了解学生的学习情况。（2）在学校教育系统层面，扩大教育的范围。学校通过联合社会教育系统与家庭教育系统，将家庭要素引入学校教育，互通信息。学校还需考虑到社会因素，引入社会资源，共同开发学校智慧环境、建设信息化供给侧和改革教学模式，给予教师与学生共同协作，创设个性化学习、自适应学习、深度学习等有效的学习模式，为终身学习服务。（3）在社會教育系统层面，扩大教育的辐射面。学校教育系统所设计与实施的学校教育管理方案，需要将家庭的影响与干扰纳入影响因素中，加强家庭和社会在教育方面的配合，提高教育现代化建设的整体质量和效果。

4 结语

教育现代化随着时代的发展而变化，但不可忽略的是，在推进教育现代化的进程中，教育信息化是其中的必要途径。反观历史进程，社会发展对于教育形态和地位产生重要影响，我国教育发展经历了教育辅助经济发展，到大力实施科教兴国，再到如今《“2035”》等政策所要求的到2035年我国迈入教育强国的行列。因此，教育研究者需勇担历史使命，积极探寻建设教育现代化的有效路径，并在路径的基础上，设计出国家、地区、学校、企业、家庭等参与者之间的协作框架，促进我国全面实现教育现代化。

面向未来的以信息技术为核心的教育现代化应当具有时代性和变化性的特点。在现代化教育体系层面，拟架通脑科学、心理学、教育学和信息技术，将教育现代化的发展完全置身于智慧时代;在现代化教学模式层面，实现更平等的师生关系，将交互作用最大化;在现代化学习模式层面，以个性化学习、自适应学习作为核心教育范式，实现深度学习。未来的教育现代化，从表层上看是信息技术取代传统教育模式，但核心层是将信息技术完全渗入一个全新的教学空间。信息技术不应囿于辅助教学，而应更多地在教学过程中改变教育主体关系，变革教育教学模式，提高学习者思维模式，使教学活动能够自然地嵌入信息技术与深度学习思维，并与外部环境保持一致，智慧地打造全新的教育生态系统。

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