信息技术赋能义务教育高质量发展:理论逻辑、挑战与路径

王爱民

一、引言

建设教育强国和高质量教育体系是党的二十大作出的重要部署。义务教育具有先导性地位,合理配置教育资源,推进城乡义务教育优质均衡发展,实现义务教育高质量发展,是贯彻落实科教兴国战略、人才强国战略的基础性工程。近年来,人工智能、大数据、物联网、5G等信息技术的发展,已经成为推动教育变革的内生动力,为义务教育向优质均衡和高质量迈进提供了契机。发挥信息技术的知识传播成本低、效率高等优势,推动教育信息化发展,赋能义务教育高质量发展,是新时代教育改革创新的重要议题。

信息技术扩大了教育边界,推进教育融合创新,为义务教育高质量发展提供技术支持,主要体现在学生学习和教师教学管理〔1〕、更新教育理念、变革教育模式、重构教育体系、提升教育治理能力〔2〕、构建教育高质量体系的支撑〔3〕、撬动教育服务能力和革新教育服务供给体系〔4〕等方面。信息技术在教育领域的不断渗透和融合催生了教育新的发展业态,为教育资源配置提供了新的平台和模式,但同时也带来了“数字鸿沟”〔5〕〔6〕、教育焦虑〔7〕、数据安全〔8〕等问题,使之在数据的加速作用下逐步放大,引发教育伦理等深层次的问题。因此,合理有效发挥信息技术功效,赋能义务教育高质量发展,是当前教育发展中的亟需解决的关键问题。基于此,本研究首先要厘清信息技术赋能义务教育高质量发展的理论逻辑,其次剖析信息时代义务教育高质量发展面临的挑战,最后探索信息技术赋能义务教育高质量发展的有效路径。

二、信息技术赋能义务教育高质量发展的理论逻辑

义务教育高质量发展的核心包括公平、优质、均衡、协调、创新、全面和可持续〔9〕。经过长期努力,中国义务教育基本实现了均衡发展,但还存在着较大差距,如城乡间在教育资源配置、教育服务、教育管理等方面的差距。因此,义务教育高质量发展的重点是解决义务教育发展中的不均衡问题,推动义务教育优质均衡发展〔10〕。从教育运行角度看,教育供给是教育发展的基础,教育服务能力是教育效果的体现,教育管理是教育质量的保障。信息技术与义务教育的融合,使得教育更加便捷、高效和丰富〔11〕。信息技术改变了教育生态,为教育资源有效配置、创新教育模式和教育管理提供了技术条件和支撑。按此逻辑,本研究从义务教育有效供给、服务能力、精细化管理三方面分析信息技术赋能义务教育高质量发展的理论逻辑(见图1)。

图1 信息技术赋能义务教育高质量发展的理论逻辑

(一)促进义务教育有效供给

义务教育的公共产品特性决定了政府成为义务教育的供给者。当教育投入的社会边际成本等于社会边际收益时,教育供需均衡,达到了帕累托最优(Pareto Optimality)。但教育的社会边际成本和收益难以观测,加之教育资源的稀缺性约束,教育难以实现有效供给,主要表现为教育资源短缺和教育资源使用效率损失。利用信息技术的低成本优势,通过数字平台整合,可以生成数字教育资源,实现优质教育资源共享,有效地增加教育供给,促进教育资源有效配置。

第一,促进义务教育数字化转型,弥补教育资源供给不足,促进义务教育公平发展。在以地方政府为主的分级管理体制下,义务教育投入面临教育资源和财力的双重约束,在资源既定条件下,教育资源难以实现均衡分配和布局,特别是欠发达地区,教育资源投入的预算约束更紧是造成教育差距的深层次原因。信息技术突破了时空制约,改变了知识的传播渠道和形式,推动教育数字化转型,生成数字教育资源并实现共享和高效传播,能够增加义务教育覆盖面,使得更大范围内的学校和学生享受优质教育〔12〕,逐步缩小区域教育资源投入差距,实现义务教育公平。信息技术在义务教育中的嵌入和实践,能促进办学模式创新,形成义务教育集团化办学,有效整合区域内的优质教育资源,利用教育管理数据,准确分析和把握义务教育发展的趋势,并实现及时有效的动态监测,构建无障碍数字学习环境,拓展线上线下学习渠道,满足多样化的学习需求。

第二,有效配置教育资源,推动义务教育优质均衡发展。信息技术与教育教学融合,是推动教育深层次变革的内生力量。通过教育信息化,能促进教育资源有效整合,生成具有开放性、共享性、交互性〔13〕的优质教育资源。开放性可以实现4A(Anyone、Anywhere、Anytime、Anydevice)学习,形成社会化学习和终身学习氛围。共享性跨越了时空制约,生成优质教学资源并可共享,使得贫困地区和欠发达地区的学校和学生也能享受到优质教育资源。交互性通过人机双向沟通,便于“教”与“学”各主体间的交流互动,进而通过教育数据分析,提升教育质量〔14〕。通过教育信息化生成的优质教育资源,具有典型的公共品特性和正外部性,可以多次重复利用,实现教育资源的高效利用,产生较强的溢出效应,促进义务教育均衡发展。

(二)提升义务教育服务能力

信息技术凝聚了大数据、物联网、人工智能、云计算、5G等智能技术的优势,可以促进义务教育理念和模式创新,有效提升义务教育服务能力。

第一,形成育人新格局,适应时代发展需要。培养符合社会发展需要的人才,是教育发展的核心目标。信息技术的发展带来社会生产方式和人们交流方式的深刻改变,对人才的需求结构产生深远的影响。教育发展应顺应时代潮流,培养符合社会发展需要的新型人才。信息技术不仅可以优化教学环境、丰富教学手段,而且带来教学理念的转变和教学手段的创新,倒逼育人模式创新。首先,形成育人新理念。信息技术嵌入教学实践,带来了教学理念的不断更新〔15〕。在传统教学中,主要强调数理逻辑和纸笔能力,但在信息时代,则更加注重人的个性化、多元化发展。信息技术发展拓宽了知识来源渠道,推动教学理念由单向传输知识向互动生成新知识转变,在教学中更加关注学生的主体性和能动性,借助大数据平台,培养学生的创新精神〔16〕。其次,发展育人新方式。信息技术改变了教学场域,为创新人才培养提供了条件,形成多元化的人才培养模式。从教学环境看,信息技术通过虚拟现实与教学手段融合,不再局限于传统教学环境,将原来封闭的教室拓展到网络学习空间、智慧教室等新型场域,利用虚拟学习空间,增强学习体验和临场感,提升学习效果。从教学资源看,信息技术带动了数字教育资源建设,生成丰富多样的数字教学资源。与纸质教材相比,数字教材、云教材具有更新快、出版周期短等特点,能更好地满足个性化教学需要〔17〕。从教学过程看,信息技术推动了教学方式创新,如个性化发展取代规模化发展,定制化发展取代“流水线”生产模式〔18〕。信息时代下,人才培养模式具有系统多样性,教学方式逐步向探究式、启发式课堂转变。利用智能技术,对学生学习情况及时识别,准确把握学习状态,精准分析学情,以数据驱动调整教学策略,改进教学方法,优化评价方式和提升教学效果。

第二,创新教学模式,满足个性化学习需求。信息时代下,教学媒体成为教学系统的第四要素(1)传统条件下教学系统三要素包括教师、学生、教学内容。。教学媒体的出现,对传统教学手段和教学模式提出了更高的要求,特别是义务教育,通过创新和变革,根据教学媒体的可视化、数字化特征,可探索高效可行的教学模式,调动学生学习兴趣,提升学习效果。依托智能技术,把握学生的学习基础和特征等,对学生学习进行精准画像,构建学习分析系统,开发个性化、多样化教育资源,激发学习潜能,实现因材施教。利用在线学习平台,探索线上线下相结合的教学模式,最大限度地发挥教育资源的效能,满足学生个性化的学习需要。

第三,优化课程设计,提升教学效果。课程教学是义务教育过程的支撑和依托。结合学校实情,优化课程设计、开发校本课程,构建特色化的课程体系,是实现义务教育高质量发展的重要载体。发挥人工智能、大数据等技术优势,全面采集教学过程数据,实时把握教学动态〔19〕,充分利用现代信息技术,推动其与教学深度融合,结合学校内部资源条件,优化课程内容和设计,开发数字学习平台,设置多元化学习模块,激发学生的学习兴趣,提升教学效果,并进行动态评价,持续优化和改进课程设计。

(三)推动义务教育精细化管理

在教育信息化实践中,必不可少地产生了大量数据,成为教育决策和管理的基础资料,为教育精细化管理提供了条件。

第一,促进教育科学决策,推动义务教育持续、协调发展。利用教育基础数据,将其嵌入教育决策过程,减少了不同部门之间的信息壁垒,利用大数据优势,推动教育决策更加合理、科学。首先,合理学校布局。中国正处于快速城镇化时期,人口变动较大,导致教育资源短缺与闲置并存,给学校布局带来了更大压力。这就需要建立动态数据平台,依据区域内的学龄人口变化趋势,建立动态调节机制,统筹部署教育资源,科学规划,合理布局。其次,完善教育管理机制。信息技术发展大大提升了搜集、储存和分析数据能力,推动教育管理向数据驱动转变,利用教育基础数据,及时和准确把握教育发展动态,为义务教育管理决策提供依据,促使教育决策更加科学合理。借助数字技术优势,构建区域网络教学平台,打造区域专递课堂教研网络圈和教研共同体〔20〕,实现优质教育资源共享,推动义务教育均衡协调发展。

第二,创新教育管理,实现义务教育有效治理。信息技术发展带来了新媒体平台的活跃。新媒体平台利用数据和平台优势,降低了教育成本,为创新教育管理提供技术支撑。通过数据分析、统筹教育资源,驱动教育科学决策,促进教育向“基于证据的模式”转变〔21〕。通过数据共享平台,实时把握教育动态,精准分析教学情况,优化教学管理流程。利用人工智能技术的监测和预警功能,构建人机协同管理模式,对教育过程实施有效监测、智能预警〔22〕,形成有效的教育管理系统,推动教育管理合理化、科学化。

第三,推动教师队伍建设,保证教育质量。兴国必兴教,兴教必兴师。教师队伍关乎义务教育的可持续发展及质量。教师队伍建设的关键是营造有利于教师专业发展的环境。特别是农村地区,教师待遇低、发展空间小,出现教师流失,导致教师队伍建设困难〔23〕。紧扣信息时代脉搏,依托数字技术,能为教师专业发展搭建平台,提供多种形式的专业培训和教学研讨,通过线上线下相结合的方式,为教师专业发展提供空间,形成教师学习共同体,持续提升教师的专业水平。依托智能技术,识别教师的行为特征并客观画像,能有针对性地开展教研活动,发挥多模态数据优势,科学评价教学教研效果〔24〕,并及时反馈,不断拓展教师专业发展空间,推动教师队伍建设。

三、信息时代义务教育高质量发展面临的挑战

信息技术是一把“双刃剑”,一方面,信息技术带来数字红利,促进教育有效供给和知识的快速传播,增加了欠发达地区师生获取优质教育资源的机会,弥补这些地区教育资源的短缺,一定程度上可以缩小区域教育差距;另一方面,信息技术带来数字鸿沟,导致新的教育差距,特别是教育数字平台的发展,数字技术、智能技术的运用产生了教育焦虑和数据安全等问题,甚至引发教育伦理问题,这都给义务教育高质量发展带来了挑战。

(一)“数字鸿沟”拉大教育差距

信息技术加速了数据的产生和传递,通过教育信息化可以有效提升教育资源使用效率。但必须看到,这种效用具有加速效应,在合适的条件下,教育信息化具有后发优势,拓展农村教师的专业知识,提升其教学能力,使农村地区学生获得更多的优质教育资源,提升农村义务教育质量;但是,如果在信息资源投入方面城乡存在较大的差距,将会带来区域间的信息落差、知识分隔,进而拉大城乡教育差距。

第一,人力资源差距,制约了信息技术的运用。随着人们生活水平的提升,对优质教育资源的诉求日益强烈,加之人口的快速城镇化和进城求学趋势的影响,导致农村学校空心化,使得农村学校教师配置问题突出。农村学校由于学生少,难以配齐各科教师,只好优先满足主科教师,而信息化教师多数由主科教师兼任。同时,在待遇、专业发展、环境等多种因素的影响下,农村教师岗位难以吸引新的教师入职,致使农村教师的学历、年龄结构普遍逊于城镇,使得城乡教师存在差距。从表象看,这种差距限制了农村教学信息化手段的运用。从更深层次看,这拉大了城乡学校在教学理念、方法、目标上的差距,进一步造成城乡义务教育信息化水平差距。

第二,信息资源失衡,影响教育信息化结果。受地区经济发展水平和教育经费分配制度的影响,城乡间义务教育信息化投入存在差距。为此,地方政府不断加大农村教育投入,推进城乡教育一体化,推行标准化办学,尤其是增加信息资源的投入,但城乡学校在信息软件建设如校园网、接入互联网上还存在较大差距〔25〕。信息资源差距带来城乡义务教育信息化结果的差距。城镇学生可以更快享有优质教育资源,获取数字化生存能力,主动适应“互联网+教育”发展趋势,提升核心素养。受信息化师资和信息资源的制约,农村学生与信息化资源接触的机会少,知识获取渠道较为单一,这将会拉大城乡教育差距,特别是素质教育差距。大规模的线上教学真实地暴露出我国城乡基础教育数字鸿沟的客观存在:线上学习的便捷性、线上教学技能等方面均存在明显的差距。

(二)智能技术依赖带来教育焦虑

信息技术在推动教育变革和教育新发展业态的同时,人们逐渐变得过度依赖智能技术,由此形成教育焦虑〔26〕。

第一,智能技术使用带来焦虑。焦虑是人们在运用智能技术时对其发展方向不确定产生的紧张和恐慌情绪〔27〕,表现为情感上的焦虑〔28〕。人工智能赋能教学机会与空间扩增,为教学提供精准的个性化服务、智能化的资源与支持平台,获得了人们的信任。但在人们获取智能技术带来便利的同时,又对智能技术产生了依赖,个人思辨能力渐失;教学设计逐步迁就智能课堂辅助系统,抑制了个性化教学。受信息技术素养和智能技术掌控能力的制约,教师在使用智能技术时存在因不确定性造成的紧张和焦虑。

第二,技术主体越界催生焦虑。智能技术将世界抽象化为数字和符号,通过编码、赋值表达现实。但是,人类在体验智能技术的全新感觉时,技术往往会反客为主,替代人类主体,虚拟世界的高度沉浸感和真实感会使人们对教育现实的漠视更为严重〔29〕。由此,人类将难以解决的问题让渡给技术,催生了智能教学辅导、智能教学监测评价。利用人工智能的技术优势,为学习者提供精准学习内容,但在投放这些“量身定制”的学习方案时被发现存在同质化问题,产生“群体极化”现象〔30〕,造成资源同质化,抑制了学生个性化发展。利用智能技术可以实现教学评价,但教育数据更新慢、片面捕捉等问题产生了“教育数据服务偏见”,甚至产生边缘化某些群体的数据样本,导致智能教育评价数据样本“污染”。

(三)数据滥用引发安全隐患

数字世界产生了大量的用户数据,在数据使用中很容易产生个人信息的泄露、被利用现象〔31〕,甚至产生违背伦理道德的教育数据〔32〕,引发数据安全问题。

第一,教育数据管理体系滞后。信息技术跨越了时空制约,数据信息借助网络可以迅速扩散,而原有的教育数据管理体系滞后,难以有效解决数据运用中出现的新问题。信息时代,网络平台间竞争的底层逻辑是数据的竞争,在垄断利润的诱惑下,一些教育平台企业徘徊在个人信息隐私的红线边缘,过度使用甚至盗用数据,造成数据安全问题更为突出。

第二,数据使用不规范。信息技术发展产生了丰富多样的智能教育产品,但多数平台会设置用户信息门槛,用户只有输入大量个人信息后才能使用。由于监管不到位及教育伦理缺失,教育平台借提供教育精准化、个性化服务的缘由,利用技术优势,不断扩大数据采集边界,极力获取用户数据,甚至在未经用户同意的情况下自动获取数据信息,逐渐将个人隐私信息让渡给智能技术,产生个人隐私泄露,导致数据安全问题。

四、信息技术赋能义务教育高质量发展的路径

发挥信息技术优势,促进其与义务教育深度融合,积极应对信息技术带来的挑战,需要构建有效的义务教育机制和数据治理体系,将信息技术转化成赋能义务教育高质量发展的内生动力。

(一)完善义务教育管理机制,加强农村信息化基础设施建设

义务教育高质量发展的核心要义是“质量和公平”。实现优质均衡是义务教育高质量发展的基本目标。在传统的二元结构的影响下,教育资源分配的不平衡,使得义务教育发展存在不充分不平衡的问题。在新形势下,坚持“办好人民满意的教育”的宗旨,促进义务教育向“好不好”“优不优”转变。基于义务教育高质量发展的要求,应该完善义务教育管理体制,统筹规划,利用信息技术的优势,科学配置教育资源,消除因地区经济发展不平衡带来的教育资源投入差距;健全义务教育管理体制,加快农村学校信息化建设步伐,提升农村办学条件;建立义务教育高质量发展的长效机制,提升农村教师待遇,以信息化建设拓宽农村教师专业发展空间,吸引广大教师积极投身于农村义务教育事业之中,推动义务教育高质量发展。

缩小城乡学校的信息资源差距,是推动教育均衡发展的基础。消解教育信息化带来的数字鸿沟,需要合理配置城乡信息资源,加强农村信息化基础设施建设和中小学信息基础服务建设,利用“新基建”契机,推进5G网络、卫星宽带网络的普及,构筑智能化的教育环境,建设教育资源共享平台,扩大优质资源覆盖范围,使农村学生能够享受数字红利,接受优质教育资源,阻断贫困的代际传递,提升农村义务教育发展质量。

(二)制定义务教育信息化发展规划,打造人机协同教育模式

信息技术嵌入义务教育实践,体现为智慧教育资源表征形态和组织机制的变革。为有效发挥信息技术功效,需要加强义务教育信息化发展的顶层设计,统筹战略发展规划。树立以人民为中心的教育发展理念,坚持立德树人的宗旨,完善义务教育信息化应用管理制度,构建有效的协调机制,部署义务教育信息化发展战略。组建数据管理机构和教育专家团队,为教育信息化发展规划提供指导。完善数据治理保障体系,促进数据规范使用,并促使其融入教育运行体系,充分发挥数字技术效能,支撑义务教育高质量发展。

信息技术在教育场景的应用,有助于提升教学效率、优化教学过程,但也带来了技术依赖,甚至教育误导,引发教育焦虑。因此应加大底层技术研发,构建人机协同机制,消解教育焦虑。从技术层面看,重点开发数据获取的前端传感技术,获取多维度的全面数据,保证数据客观准确,避免数据误导。从设计层面看,构建人机结合的交互式关系,发挥人类智能和人工智能的各自优势,尊重教育规律和人类智能决策权,发挥智能技术优势,精准分析学习数据,打造人机协同学习模式,机器主要负责教学中的常规性、重复性的工作,人类则负责情感关怀、教学决策和创新能力培养、思维启迪等问题,构建人机协同的智慧教育新样态。

(三)挖掘数据潜能,构建义务教育有序治理体系

数据是信息时代下重要的生产要素,是教育实践变革的动力引擎〔33〕。利用数据的优势,促进教育决策智能化、科学化,是推动义务教育高质量发展的有效路径。数据的产生、管理和运用,为教育管理方式向数据驱动转变提供了条件。从数据本身的价值意蕴看,通过智能技术对大量数据分析,能全面表征教育要素及教育管理过程,可以精准把握教育全貌,有效分析教育规律并进行预测。从数据应用看,通过数据挖掘技术,发挥数据潜能,建立智能分析系统模型,通过精准匹配,优化教学方案,提供个性化服务,促进教育科学决策。

享受信息技术带来的红利,必须解决好数据安全问题。这就要求建立数据应用保障机制,构建义务教育有序治理体系。首先,制定法规,建立数据安全保护制度。充分运用法律手段,制定信息技术使用法规,建立信息技术行业规范,对数据的采集、使用、传播等行为进行严格规范,严厉打击数据滥用、盗用、侵犯个人信息隐私权等行为,为合理安全使用数据提供保障。其次,利用新技术保障数据安全使用。加大数据安全技术的开发,利用新兴的数据安全技术,构建教育服务监测体系,防止和杜绝用户数据和个人隐私信息泄露。最后,打造良好的数据服务伦理秩序。以人为本,加强伦理道德宣传和教育,增强人们的个人信息防范意识,提升信息服务行业人员的伦理素养,引导人们有序、规范运用数据,构建稳定、安全的智能教育环境。