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教育技术

二十年来,信息技术在教育改革与发展中饰演了什么样的角色?

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技术与教育是推动社会发展与历史前进的两大动力,二十世纪以来基于信息化的领域创新速度要远远超过前几次革命,技术在促进人类文明前进上有目共睹。不同领域和信息技术之间的整合与协同变得更为普遍,信息时代已成现实。

回望过去二十年,这场技术带来的深刻系统变革在与教育的持久碰撞中,其潜力是否得到有效、全面的释放?技术多年来沉降到教育情境的程度有多大?文章试图从历史研究的视角,审视近二十年来教育领域技术的使命与角色变化,为当下的教育信息化决策提供参考,并为今后的教育改进提供经验。

 

变与不变:信息技术在学校

1. 技术本身的存在

 

信息技术在学校的存在,经历了从媒体到环境的发展变迁历程。二十世纪九十年代后期开始的以基础设施为中心的教育信息化建设,使得我国多媒体教学设施得到了迅速的发展与普及。多媒体教室、多媒体网络教室成为信息技术在学校的典型存在方式。其中,计算机、投影机、屏幕、网络设备等教学媒体,成为黑板加粉笔的传统教室之外,学校信息技术存在的基本形态,也成为多媒体教学的主要阵地。在这一时期,信息技术被看作是教学中各种媒体和工具的使用,只是作为一种辅助工具协助教师进行课堂教学。

 

进入二十一世纪,技术的更新迭代使得学校中技术的发展步伐加快。面向基础设施建设的“校校通”工程于2001年正式启动,以多种形式实现与互联网的连通;《教育信息化“十五”发展规划(纲要)》提出“加强教育信息化平台环境和资源体系建设”。截至2002年底,全国中小学约有计算机584万台,平均35个学生一台,全国中小学建立校园网和局域网约26000个,我国中小学的信息基础设施初具模型,信息技术已成为中小学校运行和发展的基础。交互式电子白板以其强大的交互功能进入教室,等等。

 

从2005年开始,教育信息化建设强调要利用信息技术营造信息化的学习环境或教学环境,具备“数字化校园”特征的信息化学习环境逐渐成为基础教育信息化建设的主流。移动和互联网技术的迅猛发展,使得各种形态的数字化学习环境的构建成为可能,智能手机、平板电脑等移动设备已经走进校园,网络教学平台不断升级迭代以满足实际教学需求。新兴的云计算、大数据、物联网及社交网络等技术,又促使学习环境从数字化走向智能化。过去二十年间学校中技术存在的发展历史如图1所示,数字革命时代技术的迭代更新为教育变革和发展提供强有力的支撑,学校中的技术存在已经从单一的媒体转变为更为丰富和有意义的数字化、智能化学习环境。

 

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图1 技术本身的存在:从媒体到环境

 

学校中的技术被裹挟着不断迭代更新。从纵向上看,截至2001年底,全国中小学拥有367万台计算机,平均51人一台。建有校园网的中小学校10687所,占全国中小学校数的1.8%。而到了2016年,技术在学校的存在完全是另一番景象。学校网络教学环境大幅改善,全国中小学校互联网接入率已达87%,多媒体教室普及率达80%。通过对比这两组数据,可以看出学校中的基础设施建设得到了飞速发展。过去十五年间,多媒体教室从无到有,且数量和覆盖率稳定提高,个别受访学校多媒体教室覆盖率已达到100%。

 

技术的飞速发展也使得多媒体教室中的课堂交互显示设备不断更新迭代。受访学校的教室里都已经安装了电子白板或触摸屏电视等课堂交互显示设备,取代了原有多媒体教室的投影系统。“学校早在12年前就已经安装了电子白板,每间教室、会议室都有,现在总共有44块电子白板”。也有受访学校安装了触摸屏电视,“各个教室拥有65寸的触摸屏,用于日常的课堂教学”。在学习终端方面,学校为学生提供的各种学习终端数量呈明显增长趋势,一些学校还为学生提供了平板电脑、iPad等移动终端,满足学生的个性化学习需求。“学校拥有20余台平板电脑,支持pad应用实践”。在Internet接入方面,受访学校的校园网络状况明显改善,网络的覆盖范围明显扩大,逐步实现有线和无线网络的校园全覆盖,这也为学校创设数字化学习环境提供了有力的技术支持和保障。

 

为满足学校的实际教学需求,在技术不断前进的车轮推动下,学校不断更新迭代学习平台,完善教学功能,推动学校构建数字化、智能化学习环境。受访学校所陈述的这一学习平台的不断升级过程,也从侧面刻画出学校追随着技术的发展步伐,对学校的技术进行不断迭代更新的发展历程。从受访结果可以看到,大部分学校都在技术推动下打造新一代的学习环境,当前的新的技术工具,包括移动终端、网络学习平台和各种教育APP都或多或少地包含到新一轮的数字化、智能化学习环境中。

 

十五年间学校中技术存在的发展历程表明:学校中的技术,其本身在学校的存在,经历了在技术发展的推动下不断迭代更新的历程;从其形态上,经历了从媒体走向数字化、智能化学习环境的历程。

 

2. 技术改变了学校吗:学校功能角度

 

技术的创新为人类社会带来福祉,为社会、经济带来颠覆性变革。技术在学校存在的二十来年,是否也为学校教育带来了预期的改变?在这一部分,主要从工业时代就确定的学校功能的角度,分析其在数字时代是否开始发生改变。

 

2.1 教学目标的转变

 

探究能力的培养借由技术得以落地。我们目前正在经历的技术变革迅速取代机械性工作的劳动者,这就要求学校在培养人才时需要注重复杂问题和复杂情境的分析能力。互联网所造就的知识普遍易得,为探究学习提供了基础。“落实的场所是开放式的,同一个房间分成几个区域,一部分学生看书,一部分有问题马上查电脑,每个班级38~40个学生,”有的教师在数学课上实践了如此的探究路线。高中阶段信息技术渗透在学科整合教学中,围绕专业实践的探究促使学生将当下所学与真实情境相联系,“各类创新学生素养的项目,学生做研究性课题,比如机器人编程,信息技术起到了极为突出的作用”。

 

对央馆的案例分析结果和教师的口述史相互对照,从纵向上来看,技术在2016年的案例中均起到了比2001年案例更高的支持比例,在建构性的活动如“解释数据”“呈现结果”方面有了很大提升,并且对于传统性学习活动,如“练习”和“评估自己或他人成果”方面有着非常显著的提升效果。

 

技术的支持促进了学校和社会关注每个人的个性发展。需求的多元化意味着用同样的教学策略教授所有学生变得更加困难,学生未来走向的分析借助教育大数据会越来越科学,越来越精细,“从目前改革的趋势来看,要求学生各方面发展,在数据分析的基础上,对学生的学习生涯开展导航。学生社团活动、电子作业以及身体数据,每年都要进行测试的”。课程建设是学校发展的生命力,学校倡导有个性化的课程建设,“我们学校的生源比较特殊,50%是就近入学的本地孩子,50%是随迁子女,所以孩子对课程(是否满足)对自己个性的发展、(是否符合其)对未来的走向需求还是要求挺高的。通过大数据分析,我们的课程才会更加适合学生”。学生的学习生涯导航,课程的设置适切,这一走向在大数据技术支持下变得清晰起来。

 

学习兴趣的提升是技术带来的最直接效应。以社会生活中的投票系统为例,原本只是查看大众的选择趋势,但却满足了教学生态系统的多向互动,提升了每个个体的投入感,“以往只能找两个学生回答,通过投票系统,马上知道投票结果,互动方式(师生互动、生生互动)发生转变,让每个人都能亲自参与进来”。技术提供了让学生更感兴趣的学习方式,“这里的学生(原来)都是不阅读的,家里面(也)没有这种意识,但是语文又特别需要阅读,从语文课来讲,利用在线阅读提供一些便利,对于提升(学生)学习兴趣帮助很大”。

 

2.2 教师教学设计方式的转变

 

教师借助技术施力于知识点讲解以及习题演练。微课、慕课等不同时间段出现的新的技术应用方式,确实对中小学教师的教学设计起到了一定程度的改变作用,知识点以及习题设计是教师运用技术进行设计的重要方面。“事先有规划,参照可汗学院的知识网络构建微课”;“一节课中涵盖多个知识点,以知识点为中心进行微课设计”,成为许多教师常用的教学设计方式。在以面对面为主的课堂上,“信息化最大的优势是检测”,通过对课后习题答案的预设,平台的统计功能提供给教师有关学生知识点掌握情况的结果。

 

不可否认的是,技术的应用对教师提出了更大的挑战和要求,首先体现在资源的设计上,“针对知识点相应的资源设计方式存在较大缺口”,不同学科的资源呈现了较大程度的差异,受访教师提到,具有基础资源库的平台更容易受到教师青睐。

 

第三方服务的介入是推动教师信息化教学设计开展的重要力量。平台、产品之外的服务对教学的变革发挥了作用,“学习平台与服务提供商合作,配合一线教师提出的需求完善系统。在学校配备技术服务人员是学校接受的方式,“学校搭建平台,课题组主要是分享探索的过程,不断在寻找好的方法和技术使用手段”。但也有学校指出,更愿意和区域教育主管部门来开展本校的信息化实践,“在沟通方面,可能我觉得跟区里信息中心一说,他们马上就会理解你要用什么技术来解决哪些问题,还会帮你出点子。可见,专业、能够迅速理解教学需求仍然是学校在与服务提供商合作时的首要考量因素。

 

案例分析的结果进一步为教师教学方式的转变提供了支持。在走访过程中所收集的学校案例显示:2005年左右,Internet接入在学校和家庭刚起步,教师应用信息技术主要集中在个人应用,较少涉及收发邮件、准备学校资料、资源搜索等。而在2016年,教师在学校使用信息技术方面,YPXX有98.3%的教师进行文字处理,70.7%的教师进行学生成绩跟踪记录,77.6%的教师使用电子邮件,79.3%的教师进行Internet搜索,其他应用仅占6.9%。CZZX有84.4%的教师进行文字处理,78.1%的教师进行学生成绩跟踪记录,78.1%的教师使用电子邮件,87.5%的教师进行Internet搜索,其他应用仅占6.3%。教师在家庭使用信息技术方面,YPXX有77.6%的教师进行个人应用,81%的教师准备学校资料,56.9%的教师使用电子邮件,51.7%的教师进行Internet搜索,31%的教师准备测试,51.7%的教师准备教学设计,其他应用占3.4%;CZZX则有62.5%的教师进行个人应用,75%的教师准备学校资料,68.8%的教师使用电子邮件,65.6%的教师进行Internet搜索,40.6%的教师准备测试,56.3%教师准备教学设计。

 

2.3 教学过程的改变

 

教学效能在技术支持下得到增强。受访的多数学校从2000年左右开始信息化建设,从投影到电子白板,再到智能手机与平板电脑,是对绝大多数学校信息化历程的刻画。教育大数据相应的技术能够搜集学生学习的证据,判断学生下一步的学习,帮助教师提升教学效率。对央馆2005年和2016年教学案例的分析显示:2005年20个课堂教学案例中,小学教师和中学教师都没有使用技术来调整其教学计划;但在2016年的案例中,46.6%的小学教师和50%的中学教师能够使用技术来调整其教学计划,这和教师的口述情况相吻合。

 

课堂知识是预设还是生成,是受访教师认为技术所能赋予的课堂变革,“有些课是很随性的,电子白板的最大优势就是你直接可以用上面的东西展现给孩子们,教孩子们怎么去理解,而不需要像PPT一样一定要事先准备好,而且要预设很多种情况”。

 

提升学生的课程参与。多媒体设备构建成学生展示的空间,课堂中心由讲台迁移到学生,给学生更多展示空间。新的投影技术使得学生的成果可以在课堂上得以展示,“用手机拍作品,投影到大屏幕给学生观看,课件的内容得到了延伸”。

 

3. 对技术的期待

 

3.1 对技术的期待

 

自二十世纪九十年代以来,信息技术以其迅猛的发展势头冲击着教育领域。早期的多媒体和网络技术引发了新媒体技术的研究浪潮,虚拟现实技术激发了人们创设虚拟仿真学习环境的热情,爱尔兰远程教育专家Desmond Keegan教授提出“移动学习:下一代的学习”,比尔·盖茨在美国“TED”大会上声称“可汗模式”预见了教育的未来,“翻转课堂”被加拿大《环球邮报》评为当年影响课堂教学的重大技术变革,2012年被美国《纽约时报》称为“慕课元年”,这些无一不流露出人们对新技术的美好愿景,期望利用新技术的优势改进教学或解决教学中实际存在的问题。每次新技术的到来都会引起人们的极大研究兴趣,在政府、学者、学校、企业、教师等相关利益者群体中引起不同凡响。

 

政府方面。各级政府纷纷制定相关政策支持,推动技术应用到教学实践当中。《国家中长期教育改革与发展规划纲要(2010—2020年)》中明确指出“信息技术对教育发展具有革命性影响”,《教育信息化十年发展规划(2010—2020年)》要求“推进信息技术与教学融合”。一些学校的校领导表示,市教委提供了专门的信息技术项目,大力支持新技术在学校中的应用,“学校成功申报了多项市级教育信息技术应用项目和数字化课程环境与学习方式转变项目,以课题引领的方式,逐步推进学校的教育信息化发展,构建学校数字化课程环境”。

 

研究者方面。专家学者满怀热情投入相关的研究中,为将新的前沿技术应用于教学提供方案。以“翻转课堂”为例,从“中国知网”查询主题为“翻转课堂”的论文,2012年仅有3篇,2013年112篇,2014年771篇,2015年2621篇,2016年4573篇,论文数量呈爆发式增长,从而反映出我国学者对翻转课堂的研究热度。

 

学校方面。新技术的兴起推动着学校更新技术设备、培训教师信息技术素养、组织教师进行教学试点改革。

 

第三方服务企业方面。一批教育服务企业看到了技术迭代更新带来的教育市场机遇和需求,持续着对技术应用的强力推广。从投影、交互式电子白板、校园网到数字化校园、智慧校园,从网络学习平台到各种教育APP,都能看到教育企业的身影。

 

教师方面。正在应用技术的教师往往认为技术可以更好地促进教学,期望在未来的教学中更多地使用技术。

 

3.2 对技术的态度变迁

 

尽管人们总是怀揣美好愿景,期待技术能解决实际教学问题。然而现实中,技术在学校中的应用却远远缓慢于人们的预期。人们发现技术并不像“想象中那么好”,总会存在这样或那样的局限,对教学实践产生的影响远远不如人们期望的那么高。于是开始对技术的教学作用产生失望情绪,甚至放弃了使用技术的尝试。面对教学实践中遇到的种种困难,人们对待新技术的态度如图2中的曲线所示,从狂热的追捧,到幻灭的低谷,之后进入一个相对平稳和成熟的时期,人们对新技术的发展认识逐渐趋向于理性,并对新技术在教学中的应用情况进行反思和新的探索。

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图2 技术期待的回归

 

从文献中也可以折射出学者和一线教师面对新技术的态度变迁。以“翻转课堂”为例,在“翻转课堂”发展早期,研究者重点关注“翻转课堂”的教学模式、教学策略及应用实践方面。然而,随着“翻转课堂”教学实践的深入,人们对“翻转课堂”的态度也随之发生巨大改变,有学者指出,在翻转课堂实践过程中存在种种限制条件和挑战因素,微课在翻转课堂中的应用情况、课前学生的“先学”质量、课内学生高阶思维能力的培养以及教师的专业素养储备等都是教学实践中面临的难题,这在很大程度上都会影响教师对“翻转课堂”的探究热情。当人们意识到新技术的实践效果并不如预期的那样美好,就会对新技术重新审视、重新定位,不断调整教学实践理念和方法,以期提高教学效果。

 

学校的访谈数据也能在一定程度上反映出学校在推进技术过程中遇到的种种问题以及对待技术的理性认识。有部分学校表示,在选择系统平台时要谨慎,“在对平台的一次性投资后,后续还要投入资金用于维护,由于学校无法把控,因此导致平台的资源无法更新,很多新功能无法拓展,无法放心与企业合作”。学校会把教师对技术的接受度考虑在内,“如果一个平台的功能繁琐、教师需要很多时间来摸索,就无法得到较快推广”。有些学校会从实用的角度考虑采用的技术手段,学校在引入新技术时也会考虑家长的意向,“班级的分类是基于学生和家长的自由意志选择的,不同家长的意向不同,支持的父母会非常支持使用,不支持信息化教学的家长就坚决不希望教师在课堂使用设备”。

 

4. 技术与教育的新一轮赛跑

 

日常生活的信息化与课堂信息化的赛跑趋势明显。生活中普及的技术为教学带来新的变革,经过设计或改编已经开始渗透到学校的常规教育中。社会化交流软件、网购软件、交易软件降低技术的使用门槛,在改变生活方式的同时,也对教育产生了影响。

 

社会化技术不仅扮演了一些“替代角色”,还为教育教学创新提供了可能。信息化的领跑,已经开始要求整个教育领域进行信息化变革,对教育信息化的前进形成了推力。总体上,目前的技术发展处于持续上升态势,社会生活中的技术应用,无论从教学支持还是应用创新来讲,都要远远领先于教育领域的信息技术应用。

 

技术所带来的破坏性创新在教育领域有所显现。互联网开放、共享的特性,增加了每个个体的投入感。精细化服务的软件给教学带来了多种可能,教师、学生们普遍表达了对这些小巧的、接地气的软件的欢迎“上次看到同学拿着一个平板在操作,原来是在给班级德育情况作评价,老师们也可以通过软件实时查看到班级的表现”。

 

实证性研究缺乏、唯分数的选拔机制,制约了技术在教育中的应用。在开展应用移动终端的学习过程中,技术是以延伸课堂的作用被应用的。因顾虑网络会对学习产生不良影响,课堂上使用移动终端的频率不高,在一些学校是普遍的现状。考评选拔制度关乎学生的未来发展,信息化学习没有立竿见影的效果,都是导致信息技术应用频率不高的因素。已有的学校探索证明,“信息技术对孩子的影响是很滞后的,创新性的、明显显现的量化证据表明信息技术有用,但这些证据是有限的”。

 

对教育信息化战略的启示

 

从以上的分析可以看出,信息技术本身在学校中的存在,是最为显见且普遍地体现信息技术对学校影响的方面。而从技术是否变革学校功能的角度,可以看到目前的技术应用方式对学校教学目标、教学过程与方法、教师教学准备等方面体现的些微变化。但需要指出的是,能够带来变革证据的这些应用,不管是来自案例数据,还是来自访谈数据,都是未能代表日常教学的应用。也就是说,信息技术对教学变革的影响,依然更多的是在试验性的应用中些微地体现着,也因此,教育相关者对技术的期待,尚处于不同阶段;而教育也亟需在与技术的赛跑中寻找到平衡点,以充分发挥技术已然体现的优势,以促进教育的变革。

 

1. 在新一轮赛跑中寻求平衡

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图3 技术与教育的赛跑

 

纵观人类历史,技术作为推动人类历史发展的核心推进力,与教育这一人力资本发动机竞相成为推动经济社会发展的主力。借用哈佛大学教授戈尔丁和卡茨从经济学角度提出的“技术与教育的赛跑”话题,也可以很好地概括技术与教育在历史上以及在过去几十年间彼此推动、竞相赛跑的图景(如图3所示)。工业革命期间,正是由于教育领跑,产生了能够满足技术需求的人力资源,从而造就了社会和经济的发展。但随着技术的发展,技术进步增长的速度,已经超越教育,使得延续了世纪之久的教育体制,在技术指数式发展面前处于下风。特别是进入二十一世纪以来,教育在与技术的赛跑中,更是体现力所不待。这一轮技术与教育的赛跑中,制胜法宝依然是能够满足技术需求从而获得经济发展的人力资本。今天的教育业已滞后,面对技术对人力资本的全新需求,如何变革教育,成为各国能否在二十一世纪发展与制胜的关键所在。

 

2. 发挥技术对教育的重塑作用需要系统性设计

 

短短二十年的回顾或许不足以勾画信息技术在教育变革中的全貌,但如果赋予其教育改革与发展中的历史使命的话,则离使命的完成还远未达成。从教育所承担的人力资本发展的角色来看,在数字革命时代,需要对教育进行系统性的变革,需要对教育体制进行系统性的设计,需要技术介入地定义人力资本核心能力,需要在技术丰富环境下考虑如何变革学校、如何创新学习历程、如何吸收信息化社会的创新学习资源、如何释放人的创造力,并对教育形态加以系统性设计。

 

3. 延续与颠覆并存地建构与重构教学过程

 

从回顾中,我们的确看到信息技术已然对教学过程的改变带来影响,信息技术被引入教与学的一些环节,对教学过程和教学效果产生了深刻的影响。

 

从延续教育已有优势的角度,利用信息化增能教学过程。比如:拓展学校形态;信息技术建构/重构教学过程;从组织、管理及决策的角度为教学过程提供支持;从学习评价方式的角度为教学过程提供支持。而从技术带来的颠覆性创新的角度,利用信息技术创新学习历程,如每个学习者都不容辜负:以学习者为中心,挖掘人的潜力,不管多小众的学习需求都能够满足与发展;每个学习者都拥有多样性的学习选择:目标、机会、路径、资源、体验;每个学习者能在知识创造中发挥其价值。

 

4. 为知识创造提供机会

 

永不停止的对未知世界的探究以及在此基础上的知识创造是人类与生俱来的能力,也是那些不易被机器取代的能力中的核心。教育信息化的着力点可落实到以提供探究和知识创造的机会来设计课程和学习历程。信息技术为学习体验中对知识本质的探究创造了更多的可能性,也为知识创造提供了拟真的条件和连接的资源。比如:在特定学科的课程设计方面,信息技术支持STEM教育的探究;信息技术有助于跨学科问题解决及创造能力的培养;信息技术促进人文学科及批判性思维培养,采用各种新技术,结合文理科、艺术以及德育等课程进行各种有关审辨式思维能力培养的实践。

 

小结

本文尝试从“历史回顾”的视角,分析教育信息化开展的二十多年间,信息技术是否以及如何在教育发展历程中发挥作用。正如图3所呈现的,从历史的角度,二十年难以构成历史;以工业革命以来的学校教育作为历史背景,二十年也依然是一个非常有限的片段;而把这二十年放到数字革命的时间框架中,则呈现出“动”“静”相依的剧烈对比。而把时间象限放大,则可以清晰地审视技术与教育之间彼此消长的态势。在这样的背景下,我们得到分析的结果:些微的、缓慢的、追随式的发生的;同时我们也以历史为背景,对如何利用信息技术变革教育,以赶上技术推动下的人力资本发展要求,提出了一些启示。作为研究者,在这场技术与教育的竞赛中,真正需要在场的,是历史视角与实证视角的结合,为如何发展信息技术在教育变革中的作用,提供切实的依据和审慎的实践指南。


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