施建國 程莉莉

摘? 要 隨著人類社會進入智能化時代，“互聯(lián)網(wǎng)+”和人工智能正深刻改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)生活。教育裝備作為教育的重要組成部分，面臨巨大的機遇與挑戰(zhàn)?；诩夹g(shù)賦能教育教學(xué)創(chuàng)新的視角，闡述教育裝備將呈現(xiàn)的十大發(fā)展趨勢，以期為教育裝備建設(shè)和研究提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞 教育裝備;信息技術(shù);深度學(xué)習(xí);勞動教育;智能校園

中圖分類號：G48? ? 文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）11-0003-03

0? 引言

隨著人類社會加速從工業(yè)社會向智能時代邁進，“互聯(lián)網(wǎng)+”和人工智能正逐漸成為世界各國發(fā)展戰(zhàn)略的重心，推動生產(chǎn)生活方式發(fā)生深刻變革。作為人才培養(yǎng)的活動，教育也由此面臨社會發(fā)展和技術(shù)進步的雙重呼喚。從技術(shù)賦能教育教學(xué)創(chuàng)新的視角分析，教育裝備將呈現(xiàn)十大發(fā)展趨勢。

1? 教育裝備發(fā)展的趨勢

1.1? 支撐課程實施，提高認知和動手能力的裝備

在新一輪課程改革中，課程多樣化、綜合化、生活化成為主要特征，啟發(fā)式、建構(gòu)式學(xué)習(xí)被大力倡導(dǎo)，學(xué)生動手實踐和創(chuàng)新能力被高度關(guān)注。圍繞提升學(xué)生認知水平和動手能力，教育裝備面臨三個方面的創(chuàng)新。

一是信息技術(shù)融入實驗教學(xué)。傳統(tǒng)儀器設(shè)備與信息技術(shù)的融合成為教育裝備創(chuàng)新的重要方向。傳感器能夠?qū)⒘Α囟?、光、聲、化學(xué)等非電學(xué)量按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成電壓和電流等物理量，將許多“不可見”變成“可見”，從根本上改變了認知方式，提高了認知水平。

二是人工智能等新技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用。圖像識別、語音識別、機器翻譯、人機交互等人工智能技術(shù)在教育教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，讓教師從繁重的作業(yè)批改中解放出來，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)、學(xué)業(yè)測評、個性化學(xué)習(xí)和教學(xué)反饋等更加智能化。

三是圍繞音體美的裝備創(chuàng)新。音樂是一種表現(xiàn)藝術(shù)，學(xué)生通過對音樂的學(xué)習(xí)，能夠充分展示自我。作為視覺藝術(shù)的美術(shù)則離不開具體的、可視的形象。在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，學(xué)生幾乎沒有自主學(xué)習(xí)的機會，容易存在膽怯心理，信息技術(shù)為學(xué)生提供了更為廣闊的表演和創(chuàng)造空間。

1.2? 支撐教學(xué)變革，提高課堂教學(xué)效率的裝備

教育部提出“課堂革命”號召，要求從以教為中心轉(zhuǎn)向以學(xué)為中心，創(chuàng)新教與學(xué)的方式，促進學(xué)生高級思維發(fā)展。圍繞課堂教學(xué)變革，教育裝備創(chuàng)新主要體現(xiàn)在四個方面。

一是智能教室的構(gòu)建。智能教室包含新一代多媒體投影系統(tǒng)和基礎(chǔ)錄播系統(tǒng)。班級多媒體應(yīng)該具有舒適的大屏投影、健康的視覺環(huán)境、簡單易用的操作方式、連接互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、完美的外觀造型等特點。課堂中的錄播系統(tǒng)應(yīng)該具備自動記錄課堂教學(xué)過程、支持在線教研活動、實現(xiàn)遠程網(wǎng)絡(luò)課堂、記錄微格教學(xué)過程的功能，同時要有適合普及的價格定位。

二是未來課堂的色彩設(shè)計和空間布置要能夠營造浸潤式學(xué)習(xí)的氛圍，具備良好的學(xué)習(xí)帶入性，總體上應(yīng)呈現(xiàn)出情境化、跨學(xué)科、研究性教與學(xué)、社會資源整合等特點。

三是課堂裝備體現(xiàn)多樣性的組合，為教師和學(xué)生創(chuàng)設(shè)舒適、實用的教學(xué)活動空間，教室內(nèi)的溫度、自然采光和空氣質(zhì)量等都能滿足促進學(xué)生身心健康的需求。

四是移動終端設(shè)備的常態(tài)化應(yīng)用，為課堂教學(xué)組織方式的轉(zhuǎn)變、師生互動和及時反饋的增強、學(xué)生認知水平的提升創(chuàng)設(shè)條件，為教師精準(zhǔn)把握學(xué)情、實施因材施教提供技術(shù)支撐。

1.3? 支撐個性學(xué)習(xí)，促進潛能發(fā)展的裝備

教育現(xiàn)代化進程中，育人的思路在不斷變革：從工具主義目標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)橐匀藶楸?從升學(xué)教育、應(yīng)試教育轉(zhuǎn)變?yōu)榕囵B(yǎng)合格公民、全球公民，實行生活教育;從學(xué)科中心、知識本位轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰Ρ疚?從教什么、如何教轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)會學(xué)習(xí)、學(xué)會生存。順應(yīng)教育變革的需要，教育裝備將面臨三個維度的創(chuàng)新。

一是應(yīng)用信息技術(shù)裝備建立起學(xué)習(xí)者與社會的廣泛聯(lián)系，匯聚優(yōu)質(zhì)教育資源，供師生按需選擇使用。

二是應(yīng)用技術(shù)裝備保障學(xué)生的選擇權(quán)，全面推進選課走班的個性化教學(xué)方式，服務(wù)學(xué)校的教學(xué)組織和管理形態(tài)的根本變革。

三是應(yīng)用技術(shù)裝備支撐學(xué)有所長和學(xué)有興趣的學(xué)生開展研究性和探究性學(xué)習(xí)，促進潛能發(fā)展。例如，上海市市西中學(xué)為滿足學(xué)生個性化發(fā)展需求，裝備互聯(lián)網(wǎng)實驗室和人工智能實驗室等，且根據(jù)學(xué)生需求變化與技術(shù)創(chuàng)新兩個維度不斷地更新實驗室的名稱和內(nèi)容。

1.4? 支撐深度學(xué)習(xí)，基于問題探究的裝備

新時代的教育改革要基于對具身認知、建構(gòu)主義等認知和學(xué)習(xí)理論的深刻理解，引導(dǎo)學(xué)生開展基于興趣導(dǎo)向的學(xué)習(xí)、基于現(xiàn)象的學(xué)習(xí)、基于個性特長的學(xué)習(xí)和基于問題探究的學(xué)習(xí)，在實踐中應(yīng)用知識，從而更好地認識世界，更好地適應(yīng)未來社會。新一代信息技術(shù)裝備可以精準(zhǔn)獲取感知數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析為學(xué)生開辟新的認知新維度;同時可以縮小宏觀、放大微觀，實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實，改變認知方式，讓學(xué)習(xí)者通過分層認知實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，形成有序組織的知識獲得，并隨時通過知識遷移解決新的問題。例如，法拉第電磁感應(yīng)定律是比較抽象的概念，采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，學(xué)生很難掌握;通過應(yīng)用電磁傳感器獲取數(shù)據(jù)、改變認知方式，學(xué)生就能比較容易地突破這一難點問題。

1.5? 支撐創(chuàng)客學(xué)習(xí)，實現(xiàn)知識創(chuàng)新的裝備

創(chuàng)客教育與STEAM教育具有一定的共性，都是讓學(xué)生面對真實情境中的問題，通過科學(xué)探究、工程設(shè)計、數(shù)學(xué)方法和技術(shù)制作的有機統(tǒng)一，讓學(xué)生用積極主動的行為來感受知識的發(fā)生過程，從而增強對知識的理解。同時，通過跨學(xué)科對話、互動與融合，使不同學(xué)科的知識由分散、封閉、單一走向融合、開放、多元，改變單純的以學(xué)科邏輯組織課堂教學(xué)的做法，強調(diào)學(xué)習(xí)者基于現(xiàn)象、基于經(jīng)驗和生活打破學(xué)科界限，以真實問題為核心進行課程重構(gòu)，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。圍繞創(chuàng)客教育和STEAM教育，教育裝備創(chuàng)新主要體現(xiàn)在創(chuàng)意編程、創(chuàng)意電路、創(chuàng)意模型（3D打?。⑷斯ぶ悄埽ㄩ_源硬件）這四個方面。這類教育裝備的構(gòu)建要定位成活動型、生成型，突出真實問題的解決和問題設(shè)計的開放性，遵循學(xué)生的認知規(guī)律、學(xué)習(xí)特點，使學(xué)生在實踐中學(xué)習(xí)和在活動中學(xué)習(xí)。

1.6? 支撐專業(yè)發(fā)展，賦能教師成長的裝備

信息技術(shù)應(yīng)用能力是新時代高素質(zhì)教師的核心素養(yǎng)。新時代技術(shù)裝備賦能教師專業(yè)成長具有豐富的內(nèi)容，突出表現(xiàn)為：

一是應(yīng)用信息技術(shù)裝備構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)研修共同體，通過網(wǎng)絡(luò)空間獲取優(yōu)質(zhì)教育資源，傳播教學(xué)經(jīng)驗，從個體優(yōu)秀走向群體智慧;

二是應(yīng)用錄播教室，積累教學(xué)資源，進行自診式的教學(xué)反思和開展網(wǎng)絡(luò)教研活動;

三是應(yīng)用信息技術(shù)參與建設(shè)“三個課堂”（專遞課堂、名師課堂、名校課堂），促進優(yōu)質(zhì)教育資源廣泛傳播，推動教育均衡;

四是組織設(shè)計與應(yīng)用學(xué)科教室、實驗室建設(shè)，創(chuàng)新教學(xué)活動空間;

五是基于技術(shù)開展教學(xué)設(shè)計，自制教具，實現(xiàn)技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合。

1.7? 支撐勞動教育，服務(wù)勞動綜合育人的裝備

勞動教育給教育裝備提出一個全新的課題，將成為教育裝備的新增長點。教育裝備支撐勞動教育可以從三個方面發(fā)揮作用。

一是圍繞思想認識、情感態(tài)度、能力習(xí)慣三個方面構(gòu)建勞動教育情境，通過教育讓學(xué)生感悟勞動不分貴賤，培養(yǎng)勤儉、奮斗、創(chuàng)新、奉獻的勞動精神。

二是為勞動教育課程提升與實施提供合適的勞動教育載體和工具裝備。

三是應(yīng)用技術(shù)裝備開展勞動教育評價，把學(xué)生勞動素養(yǎng)作為衡量學(xué)生全面發(fā)展的基本內(nèi)容，讓學(xué)校與教育管理部門將評價結(jié)果在評優(yōu)、升學(xué)、就業(yè)中應(yīng)用。

1.8? 支撐智能校園，探索“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的裝備

智能校園是新時代學(xué)校發(fā)展的新形態(tài)。圍繞智能校園建設(shè)，教育裝備發(fā)展主要體現(xiàn)在五個方面。

一是基礎(chǔ)環(huán)境裝備，提供教育教學(xué)信息化的硬件物理條件，主要包含校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、數(shù)字終端、班級多媒體、校園環(huán)境感知設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字中心等。

二是數(shù)字教學(xué)資源。技術(shù)裝備要能夠滿足區(qū)域和學(xué)校對上級優(yōu)質(zhì)資源引入、本地特色資源匯聚、第三方應(yīng)用資源接入的需求，實現(xiàn)各級各類資源平臺的融通共享。同時，利用知識圖譜和用戶畫像，逐步構(gòu)建資源審核與資源評價的科學(xué)流程和機制，初步實現(xiàn)“資源找人”。

三是關(guān)鍵應(yīng)用。學(xué)校特色構(gòu)建主要體現(xiàn)在學(xué)科教學(xué)的特色化，技術(shù)裝備應(yīng)用于學(xué)科教學(xué)創(chuàng)新的實踐路徑將是應(yīng)用技術(shù)改變認知方式、提高學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)生動力等。

四是師生信息素養(yǎng)。構(gòu)建有效的信息技術(shù)裝備，支撐師生培育對信息技術(shù)的情感，學(xué)習(xí)掌握信息技術(shù)的基礎(chǔ)知識與基本技能，應(yīng)用信息技術(shù)創(chuàng)新教育教學(xué)活動方式和遵守技術(shù)的倫理。

五是政策機制。廣義上講，政策與制度建設(shè)是智能校園建設(shè)的重要組成部分，優(yōu)良的裝備與恰當(dāng)?shù)沫h(huán)境賦能教育教學(xué)創(chuàng)新需要評價導(dǎo)向與制度激勵。隨著技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用實踐，智能校園裝備將重點圍繞“學(xué)校大腦（數(shù)據(jù)中心）+云+端+資源”的智能校園基本架構(gòu)展開建設(shè)。

1.9? 支撐精準(zhǔn)教學(xué)，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的裝備

智能時代，要求學(xué)校能夠?qū)崟r、動態(tài)采集和挖掘?qū)W校管理、教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)、教育評價等全領(lǐng)域、全過程數(shù)據(jù)，并通過算法支撐和數(shù)據(jù)分析為師生精準(zhǔn)畫像，感知學(xué)習(xí)和管理狀態(tài)，優(yōu)化教育教學(xué)和管理評價的路徑支持，實現(xiàn)資源的自動調(diào)配和精準(zhǔn)供給。對此，技術(shù)裝備支撐教學(xué)創(chuàng)新的趨勢有以下體現(xiàn)。

一是以學(xué)科知識圖譜為基石，分解知識內(nèi)容，找到知識關(guān)系，為自適應(yīng)學(xué)習(xí)找準(zhǔn)路徑。

二是通過學(xué)習(xí)行為與學(xué)業(yè)水平測試，了解學(xué)習(xí)者的認知水平和知識掌握程度，同時通過與學(xué)習(xí)者有關(guān)的其他因素進行關(guān)聯(lián)性分析，找出影響學(xué)習(xí)效率的原因。

三是根據(jù)艾賓浩斯記憶和學(xué)習(xí)曲線模型等算法，通過數(shù)據(jù)分析，確定學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容與方式，強化實現(xiàn)長期記憶，以提高學(xué)習(xí)者水平。

四是制定自適應(yīng)學(xué)習(xí)策略。如通過分析，根據(jù)所羅門學(xué)習(xí)風(fēng)格類型分類，確定基于認知能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格的學(xué)習(xí)策略設(shè)計。

1.10? 支撐治理創(chuàng)新，實現(xiàn)教育管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型的裝備

教育管理的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，就是聚焦利用多媒體和信息技術(shù)實現(xiàn)教育領(lǐng)域各類條塊管理的現(xiàn)代化，具體表現(xiàn)在政務(wù)管理和教學(xué)管理的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。建設(shè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)集成和數(shù)據(jù)可視化的教育裝備，主要包含構(gòu)建教育用戶入口端，各類應(yīng)用平臺、業(yè)務(wù)平臺和數(shù)據(jù)平臺，大數(shù)據(jù)倉與云計算等。教育業(yè)務(wù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型實質(zhì)就是通過教育業(yè)務(wù)信息化流程再造，實現(xiàn)“組織在線、業(yè)務(wù)在線、溝通在線、協(xié)同在線、服務(wù)在線”，讓數(shù)據(jù)多跑路，讓師生少跑路。例如，浙江大學(xué)構(gòu)建了“三單一網(wǎng)一廳”的校務(wù)服務(wù)體系，厘清責(zé)任清單、審批清單、服務(wù)清單，通過“網(wǎng)上浙大”，創(chuàng)辦校園辦事大廳，讓職工、師生、學(xué)校和社會公眾輕松地辦理各種事務(wù)。

2? 結(jié)語

草木蔓發(fā)，春山可望。站在社會發(fā)展的新時點，教育裝備肩負新的時代使命，承載新的發(fā)展內(nèi)涵，呈現(xiàn)新的發(fā)展趨勢。教育裝備當(dāng)以積極的姿態(tài)融入教育教學(xué)，成為教育變革的“先手棋”。