教育数字化转型中的数字思维：内涵与特征

2024-04-25钟志贤宋博文张义

中小学数字化教学 2024年2期

钟志贤宋博文张义

摘要：数字思维是数字主体的重要认知和实践方式，直接影响教育数字化转型的理念形成、规划制订、实施过程和评价指向，对教育数字化转型起着牵引作用。数字思维能帮助人们分析、解决复杂问题和提升数字素养，是数字时代教师的必备能力素养，是一种“人—机—技”协同的合成思维，也是教师利用数字技术和数据解决复杂问题的认知工具。数字思维具有数据为基、实时互动、多元综合、人机协同四大关键特征。

关键词：教育数字化转型；数字思维；内涵；组态；特征

数字化转型是在数字化转换、数字化升级的基础上，在战略层面进行系统规划，全面推进数字化意识、数字化思维和数字化能力的过程^[1]。其中，数字化思维是数字化建设的思想基础^[2]。这要求人们建立数字化思维，提升数字素养。教育数字化转型作为数字思维的典型应用，其核心要义在于思维方式的转型。具备数字思维或“转思维”是教育数字化转型的关键所在。因此，准确把握数字思维的内涵、意义与关键特征，能够为教育数字化战略提供重要的理论参考。

一、数字思维的内涵与意义

（一）数字思维的内涵

思维是借助语言、表象或动作实现的对客观事物的概括性认识，是认识的高级形式。它能揭示事物的本质特征和内部联系，并主要表现在概念形成、问题解决和决策等活动中^[3]。

数字思维最初是指一种借助计算推理和数理公式来解决实际问题的数学思维。随着时间的推移，它也被赋予了很多新的意义。综合国内外相关定义，我们认为从广义上看，数字思维指的是数字时代所偏重的思维方式，如用户思维、数据思維、系统思维、价值思维等；从狭义上看，数字思维是一种“人—机—技”协同的合成思维，包含数据赋能的算法推理、问题求解、创新决策等一系列心智活动，是思维主体利用数字技术解决各种抽象、复杂问题的认知工具。

数字思维与数字化思维、数据思维是相互联系的一组概念。一般而言，数字思维和数字化思维并无本质区别，但二者的侧重点与应用范围有所差异。数字化思维的侧重点是利用数字技术将文字、图像、声音等表征方式的资料转化为数字形式，强调数字技术与工具在数字化转型过程中的应用价值。而数字思维作为一种循证式认知能力，其重点是构建基于数据分析、算法推理的决策模型。

数据思维是指人类使用数据创造价值的一种思维能力，其目的是培养收集、理解和处理数据的能力^[4]。数字思维与数据思维的共通之处在于，都强调了先进技术在思维过程中的应用价值，共同推动智能化、精准化的决策行为。不同之处在于，数字思维的运行逻辑是由数字技术、数学算法和数据模型等多种数字化元素综合而成，具有更加广泛的分布范围与涉及领域。数据思维则是基于数据联动、数据启示的认知或决策方式。数据思维是数字思维的下位概念，是广义数字思维的核心要素。

（二）数字思维的意义

1.数字思维是数字公民的普适技能

近年来，大数据、元宇宙、生成式人工智能等已经渗透到社会的方方面面，成为我们生活中不可或缺的一部分。数字思维也成为数字时代公民的普适技能。数字思维涵盖了所有面向数字时代的思维工具，能够将数字化过程中的信息、数据和技术汇聚一体，构建多元化、智能化的问题解决方案，从而提升社会成员的数字胜任力。培养数字思维，是为了让人类利用数字技术去完成机器无法做到的事情，是人类进阶为数字公民的价值确认。

2.数字思维是数字创新的内生动力

数字思维作为一种认知工具，能够培养个体在数字环境中的创新素养，有助于组织创新管理模式、提升工作效率、提高决策质量。数字思维是基于技术驱动的认知过程，即通过发挥数字技术导向的行为与决策，洞察数字化发展的新趋势，为数字创新提供坚实动力。它既强调创新素养，也要求个体保持对新知识、新技能的开放态度。在数字创新的过程中，拥有数字思维的人能够系统整合不同领域的知识和技能，充分发挥不同要素的功能，打造充满活力的数字创新文化。

3.数字思维是数字化转型的智慧引擎

随着数字时代的发展，数字化已经成为数字社会发展的重要动力，产生了能够颠覆现有价值理念的跃迁式创新，各行各业都面临着全新思维模式下的挑战与重塑，即形成以数字思维为向心力的数字化转型。数字思维在数字化转型过程中具有至关重要的引领作用。它通过协调和平衡各方利益，确保数字化转型发展预期的目标和效果，并贯穿于数字化转型的全领域、全过程，对数字化建设进行全方位把控。总体而言，数字思维是系统全面部署数字化战略的价值前提与基本保障。只有将发展数字思维作为数字化转型实践的起点和导向，才能进一步引领数字经济、数字产业以及数字中国建设的智慧创变。

二、数字时代的思维组态

“组态”是指在特定背景下，对某系统中各种要素及要素间关系或排列进行布置和安排的过程，以形成一个整体的结构。例如，数字化发展领域的组态由“硬组态”与“软组态”构成。“硬组态”指的是数字新基建，包括数字基础设施、数字应用平台、数字社会环境等；“软组态”指的是数字技能，包括数字思维、数字素养、数字韧性等。数字时代的思维组态是一组适应数字时代需求的数字思维集群，一般指人们在数字时代中识别、理解、分析和解决问题的思维过程，是一种数字技术驱动的数字思维集群。

随着数字化转型的推进，人类需要重新理解思维的发展规律与运行模式。人类最理想的思维运行方式是多种思维兼用并举，互相反馈，各施其能^[5]。数字化转型需要形成面向数字时代的跨界思维，构建以数字思维为核心的思维组态，如图1所示。

（一）从数字化的本质属性上看

数字变革是数码化（digitization）、数智化（digitalization）与数字化转型（digital transformation）所构成的连续统^[6]，数字思维是数字时代发展的必然选择，是映射数字化变革过程的应有之义，具体包括共生思维、生态思维以及连续统思维。

共生思维是一种关注整体性、联动性和相互依存关系的思维方式。它强调各个元素之间的相互合作、相互促进，以实现更大的效益和可持续发展，其主要特点是互为主体性、利他协同性和积极生长性。生态思维是指“从生态哲学维度审视人与自然的复杂关系，并以其协同进化与和谐发展为价值取向的思维方式”^[7]，其主要特点是相互依存性、整体性、多元开放性。连续统思维是指运用连续统的思想来从事对象化的研究方式，它注重各部分组成的整体、事物之间的普遍联系以及事物周围的各种具体环境与条件，是一种综合性、兼容性的思维方法。事物的发展是一个连续、动态的变化过程，连续统思维能够追求各种要素之间的协调和谐，从而发挥出事物整体的效益^[8]。

（二）从数字化应用的角度上看

数字思维是一种以算法模型、数据中台和产品设计为成果导向的方法论，具体包括设计思维、计算思维、数据思维以及创新思维。

设计思维是教育数字化转型过程中支撑创新发展的关键要素，有利于实现数字化转型创新的最大化，促进教育生态系统的敏捷进化。它是一种运用技术实施革新或创新的思维框架。成功的数字化转型是创新性“人为干预”的进化过程，也是设计思维的思考、工作和实践过程^[9]。计算思维是指运用计算机科学的基础理论进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等的一系列思维活动。它囊括了算法思维、编程思维、科学思维等核心思维内容^[10]。数据思维从本质上讲是利用数据化的策略与工具研究社会活动的测量框架。它以人们获得的数据为基础，再利用已经拥有的数据知识对数据进行分析、比较、综合、抽象和概括，进而形成概念、推理和判断，使之对客观事物的认识从感性上升到理性的一种思维过程^[11]。创新思维是指建立在新技术和新发明的产品应用上，强调可行性和实用性、追求社会效益和经济效益的再生性思维，源自于超越先前标准的需要^[12]。

（三）从个体的角度上看

数字思维是适应“易变性、不确定性、复杂性、模糊性”和“脆弱性、焦虑感、非线性、不可理解的”时代特征的决策思维模型，是以实现自我价值为目标的数字化认知方式，具体包括用户思维、价值思维、赛道思维以及敏捷思维。

用户思维是指在产品或服务设计过程中，以用户为中心，将用户需求、体验和反馈作为关键考量因素的一种思维方式。它强调从用户的角度出发，深入理解用户的需求、行为和期望，以此为基础进行产品设计和改进，以提供更好的用户体验，比如以体验为核心的数字孪生。价值思维是指个体或群体在思考和行动中，基于价值观念和原则来进行判断、决策和行为的一种思维方式。它强调将价值观念作为指导，考虑行为和决策的长远影响，追求符合道德、伦理和社会责任的行为准则^[13]。赛道思维是以竞技赛道为比喻所引申出的一种思维方式，主要用于战略规划、前瞻决策与问题预判，强调根据瞬息万变的竞争环境选择最适合的发展路径，如“教育数字化是我国开辟教育发展新赛道和塑造教育发展新优势的重要突破口”。敏捷思维是一种以快速适应和灵活应对变化为核心的思维方式。它强调在复杂环境中，个体通过持续性的学习、试错和调整来应对各种风险与挑战。敏捷思维能够帮助人们洞察不同情境下的问题本质，从而确定最高效的解决方案^[14]。

三、数字思维的关键特征

数字思维在本质上表现为一种人机共生、人机合成、和合共生的综合思维，是能与数字空间保持同步联结的智能工具。它具体表现出数据为基、实时互动、多元综合和人机协同四种重要特征。

（一）数据为基

数据是数字思维的关键要素、核心内驱力和动能，是数智时代的核心资产，可以说没有数据便没有数字思维。大数据不再只是一堆用作统计的普通代码或字符串，而正在成为一种赋能社会变革的战略资产和科学力量。数字思维的核心引擎是由数据中心、数据联动和数据驱动所构成的认知与决策模型连续统。

数字思维的本质是基于数据循证的决策过程。主体借助数据开展基于循证的数字思维活动，能够推动更加科学、规范和有“据”可依的数字化实践，实现从“经验本位”到“数据循证”的认知决策。例如在教育领域中，教师可借助数据开展精准化教学，构建数据赋能的学生评价画像。以数据为基础的量化学习分析，通过对学习者知识能力分析、认知风格分析、学习兴趣挖掘和情感状态识别及学习效果预测，可以有效帮助学习者进行学习分析，为学习者提供个性化学习服务；通过群体学习动力学、群体学习行为模式、协作学习以及参与互动话语行为分析等，可以准确识别学习者的群体学习行为，构建数字时代的新型学习方式。当然，在认识到数据价值的同时，我们也要警惕数据潜在的风险，避免陷入数据主义、数据崇拜的泥沼，要彰显数字主体性力量，具備驾驭数据的数字素养与元认知能力，以有效避免可能产生的“数据尾气”及其对数字生态的污染与破坏，进而扭曲认知和决策。

（二）实时互动

数智时代，人类从传统的二元空间发展到由物理空间、社会空间和信息空间所构成的三元空间交互的社会物理信息系统。互联网场域是基于三元交互的数字思维空间。在这一空间里，数字思维主体可基于数字技术和数据分析在信息空间环境中实时分享观点和经验，与信息空间的事物建立联系和互动，并根据实时数据分析结果，及时传递关键信息，实施科学运思和精准决策，处理庞杂信息、传播知识、跨媒介交流和解决复杂问题。与此同时，还要防止主体在运思和决策过程中的碎片性、偏离性和迟延性，以及避免信息茧房和回音壁效应等。因此，数字思维是一种多元主体基于问题导向和问题情境实时互动交流的思维模型，具有典型的现时性、在线化、网络化特点。

（三）多元综合

数字思维是一种多元融合的、适应数字化生存的跨界思维。它从跨领域、跨学科、跨时空等各种“跨”中实现模式识别，发现问题求解的创新路径，如协同进化的生态思维、颠覆变革的创新思维、自然和谐的共生思维，以及数据驱动的敏捷思维和用户思维等。这些思维的特点强调相关依存性、互为主体性、打破常规、快速响应和以体验为核心等。数字思维有益于人们主动适应内外部世界的变化与挑战，在复杂多变的数字世界中提升虚实交替下的敏捷性与洞察力。数字世界中的数据信息、价值观念往往在无序中交织碰撞，容易导致人们陷入僵化、模糊的认知障碍。数字思维致力于形成多元模态的价值共同体，并将不同的数字要素看作一个相辅相成、相得益彰的有机系统，引导人们用关联主义的方法论去看待数字时代的复杂性、多样性。数字思维将彼此独立、偶然堆砌的知识信息进行结构化重组，推动思维主体在数字化转型中实现可持续的跨界式发展。

（四）人机协同

“人类与其想赢过人工智能，不如把重点放在人工智能的维护和运用上。”^[15]也就是说，人类与机器之间是相互协作、相互融合的智能伙伴关系，以实现最优化的智能融合^[16]。人机协同是数字思维的另一大重要特征。不要让人去做机器做的工作，反之亦然。数字思维作为一种“共生共存”的人机智能思维，它既不是基于人类思维的软智能，也不是基于机器思维的硬智能，而是为了达成“人人、机机、人机”之间的兼容平衡、协同相依。数字思维要让人与机器分别在数字化转型过程中找到属于自己的生态位，防止“偏害共生”或“偏利共生”的分立导向，实现“互利共生”的人机协同形态。

教育数字化转型是一项涉及战略愿景、基础设施、领导力建设、数字素养、基于数据的教学与评价、数字治理、安全保障等方面的系统工程，教、学、管、评、建等诸要素都要将数字思维作为底层逻辑。数字思维在教育数字化转型中的应用是全方位、全要素、全过程和全业务的，其中包括我们熟知的精准教学、数字画像、教育治理、循证教育决策、多场域协同的教育生态、高质量发展的数字教育新基建等。如数据驱动的教育教学评价可依托无感式、伴随式数据采集，建立长周期、全过程、多维度的数字档案，支撑各学段全过程纵向评价和德智体美劳全要素横向评价，为学生成长提供指导。

四、结语

上述关于数字思维的探讨仅仅是一个开端。由于数字思维本身的新颖性和复杂性，其相关问题值得进一步探究，如数字思维的定义表述与内涵挖掘、数字思维的运行机理或机制、数字思维与教育数字化转型之间的内在协同关系、数字思维在转型框架制订或教育教学中的应用方略，以及数字思维的内容架构和培养机制、数字思维的影响因素及测评框架，等等。

无疑，数字思维是数字化转型的智慧引擎，所有领域无论是企业、政府、文化、教育等都需要数字思维。转型的关键是思维转型，没有与转型愿景或目标相匹配的数字思维，一切转型都可能错位离谱，既不可能有科学的转型规划，更不可能有运行实效。道理很简单，我们不可能用农业或工业时代的思维来识别、理解、分析和解决数字时代的问题，这是数字化转型的底层逻辑。

数字思维是数字时代公民应具备的关键能力，更是新时代教育者、学习者必备的全新思维。发展数字思维能够帮助人们有效化解数字达尔文主义在教育领域中所产生的困境^[17]，更好地应对教育数字化转型进程中的各种不确定性。当然，在推崇数字思维的同时，我们也要意识到数字思维可能存在的陷阱。例如，数据主义、数据崇拜、算法偏见、数字霸权等。因而，数字思维的发展离不开富有自我批判、自我管理、自我意志等元认知价值的数字主体性，以帮助我们规避数字思维的主体性让渡风险，以免使主体沦落为自我漠视或自我异化，成为屈服于数字强权或霸权的数字臣民，或蜷缩于私人领域的数字私民，确保数字主体成为具有现代公民意识、批判性或审辨思维技能、自主与自治的独立健全人格的数字公民。

注：本文系江西省教育科学“十四五”规划2023年度政策专项（重点课题）“面向协同提质行动：县域基础教育数字化转型中教师满意度调查研究”（编号：23ZCZX0900）的研究成果。

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