信息技術與教育教學融合創新的策略探討*

趙靜華 潘巧明 郝曼琪

摘 要：文章在分析信息技術對學校教育教學影響的基礎上，通過對“喬布斯之問”和“非顯著性差異現象”的反思，找到當前信息技術與教育教學融合創新改革中存在的主要問題，即沒有充分把握好學校教育教學改革中的核心問題;沒有找準運用信息技術的現實需求;沒有認清信息技術的特有優勢;信息技術智能化的作用、立竿見影的效果沒有得到充分的顯現等等。并在此基礎上提出了改進策略，即通過制定政策、加強培訓、提供保障等措施，找準需求發揮技術優勢，實現規模化、個性化和情境化教學，尋找融合創新的突破口;改革模式提升績效，探索信息技術支持下的管理模式、教學模式、學習模式變革，提高融合創新的實效性;更新理念設立STEAM項目，實踐信息技術支持下的項目教學和協作學習，構建融合創新的示范點。

關鍵詞：信息技術;融合創新;協同創新;教育教學;STEAM教育

中圖分類號：G421;G434? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1673-8454（2020）22-0012-05

一、引言

進入信息化時代以來，人工智能、大數據、虛擬現實等新技術正在改變著我們的社會生活，也影響著學校的教育。新技術給教育提供了很多發展機遇的同時，也帶來了很多亟需應對的挑戰[1]。

在教育教學中應用與推廣新技術，我們正面臨著兩難的抉擇：一方面是我們充分認可新技術在教育應用中的優勢，并進行積極推廣;另一方面又認為信息技術對學校教學的影響并沒有達到預期的目標，于是就有了所謂的“喬布斯之問”：“為什么IT改變了幾乎所有領域，卻唯獨對教育的影響小得令人吃驚？”還有學者研究了學校使用信息技術的效果，得出“非顯著性差異現象”的結論，即研究發現：不同的技術手段在對學校教學結果的影響上不存在顯著差異[2]。各種充滿矛盾的結論影響著我們在教育教學中應用與推廣新技術的抉擇。

二、信息技術與教育教學融合創新的理論依據

“喬布斯之問”和“非顯著性差異現象”需要我們反思當前存在的問題，去尋找新的突破口，推進教育信息化改革。眾多學者研究認為，當前信息技術的教育應用還停留于工具層面，技術支撐下的教育教學模式變革還沒有發生，學校管理體系重構并未實現，信息技術對教育發展的革命性影響還沒有得到充分的彰顯。

在當前的教育信息化改革中，我們并沒有充分把握好學校教育教學改革中的核心問題;沒有深刻地感受到信息技術帶來的便利高效;沒有找準信息技術在教育教學中的現實需求;沒有認清信息技術在教育教學中的特有優勢;信息技術智能化的作用、立竿見影的效果沒有得到充分的顯現。為此，我們需要更加深入地開展理論研究，探索信息技術與教育教學融合創新的實踐，破解當前困境，提升學校信息化應用水平。

關于信息技術與教育教學融合創新的理論研究，魯本·普特杜拉博士（Ruben R.Puentedura）曾提出了SAMR模型，如圖1所示。該模型為融合創新實踐提供了理論指導。SAMR模型提出信息技術與教育教學融合可以分為兩個層面、四個層次。兩個層面分別是“改善”層面和“變革”層面。其中“改善”層面包含“替代”和“增強”兩個層次;“變革”層面涵蓋“修改”和“重塑”兩個層次。依據該模型，我們使用技術融合教學不能只停留在“替代”和“增強”的任務情境中，更應追求“修改”和“重塑”層面的深度應用。

為此，我們要使用技術創造出新的任務，盡可能地將復雜的任務簡單化，利用數字化技術創設出前所未有教學情境，幫助學習者開展深度學習，方便學習者之間的溝通和交流，促使信息技術對傳統教育教學產生深度影響。

三、信息技術與教育教學融合創新改革的策略

在充分了解當前改革存在困境的前提下，信息技術與教育教學融合創新改革不僅需要政策支持和理論指導，更需要開展廣泛的實踐探索，研究具體推進的相關策略。為此，可以嘗試從以下幾個方面開展實踐探索，即從思想理念層面，引入STEAM教育融合創新思想，培養學生的核心素養;從技術功能層面，審視信息技術在教育教學中的優勢，發揮信息技術的特長;從模式創新層面，開展課堂教學實踐，重構信息技術支持下的教育新生態;從應用推廣層面，創建融合創新示范點，提升學校教育教學績效。最終，通過各種不同層面的理論研究與實踐探索，形成信息技術與教育教學融合創新改革的有效策略，實現信息技術與教育教學的融合創新。

1.找準需求發揮技術優勢，尋找融合創新的突破口

“喬布斯之問”讓我們反思，信息技術在學校教育教學的最佳切入點是什么？事實上，信息技術在學校教育教學中的現實需求是眾多的。從管理者的角度來看，需要利用大數據分析技術輔助區域教育決策，利用信息化教學診斷技術開展學校教學評估，利用信息化過程管理技術開展學生綜合素養評價等;從教師的角度來看，需要利用網絡技術收集教學資源，利用多媒體技術呈現教學內容，利用課堂行為分析技術開展精準教學等;從學生的角度來看，需要利用交互式的虛擬現實技術開展體驗式學習，利用無限拓展的網絡空間開展自主性學習，利用快速便捷的移動終端開展碎片化學習等。

信息技術在學校教育教學中的優勢也是比較明顯的，如語音技術給學生的語言學習帶來了標準的發音，圖像技術給學生的視覺學習帶來了生動的示例，虛擬現實技術給學生的深度學習帶來了逼真的情境，人工智能技術給學生的學習交互帶來了及時的反饋等。信息技術可以突破教學空間、時間和教學環境等眾多限制，實現規模化、個性化、情境化的教學。當我們充分認識到信息技術在教育教學中的特有優勢，找準需求的時候，就能尋找到融合創新的突破口，回答“喬布斯之問”。為此，我們可以嘗試從以下幾個方面入手開展教學改革。

（1）利用信息技術拓展教學空間，實現規模化教學

學校教育受到教學空間的限制，導致教學規模非常有限、場地空間明顯不足、實驗條件嚴重短缺，制約著規模化的教育教學。利用信息技術可以突破教學空間的限制，開展規模化教學。例如，中央電視臺每年組織的《開學第一課》，讓全國所有電視機前的學生一起參與學習，不僅拓展了班級規模，而且高水平、高技術含量的開放性教學與實驗，讓學生們印象深刻，取得了很好的教學效果。特別是學生分散時的教育教學，同樣需要新技術的支持，就像社會上的網絡培訓輔導學校，如新東方、學而思等，利用網絡教育技術突破了教學空間的限制，讓分散的學生能夠開展同一主題的學習。所以學校規模化的教育教學需求，是信息技術與教育教學融合創新的一個突破口。

基于網絡互聯技術可以重構學校的教育教學空間，拓展教育教學的深度與廣度，網絡空間所展現出的空間無限拓展、信息存儲靈活、同步交流方便等眾多特征，讓教育教學改革有了新的支撐空間。借助網絡空間開展教學已經成為信息時代學校教育的新措施，滿足了規模化教學的需要。

（2）利用信息技術統籌安排時間，實現個性化教學

學校教育教學受到時間的限制，普遍出現學校教育與家庭生活之間爭奪學生休息時間，學習困難學生與學習優秀學生爭奪教師課堂教學時間，不同學科教師之間爭奪學生的學習時間等現象，制約著學校個性化教學。學校統籌安排時間非常關鍵，教育部要求給學生減負，讓學生有充分的休息時間，甚至明文規定要求義務教育階段家庭作業不得超過規定時間等具體措施。然而，現實情況卻并非如此，學校學習時間不夠用，學生休息時間被擠占的現象普遍存在。主要原因是現在的學校教育采用班級授課制，以課時為單位的時間分配方法，讓有限的時間在教學過程安排中顯得非常緊張。

為此，可以利用新技術統籌安排時間，開展個性化教學，讓學生的學習實現由標準化學習到非標準化學習的轉型[3]。基于技術支持的微課、微視頻和自適應學習系統正是滿足了這種需要而誕生的，它是對傳統以課時為單位的時間分配方法的一個有益的補充，也是信息時代學校學習的一個重要特征。班級授課制的課堂教學，隨著無線網絡的全覆蓋和移動終端進入教室，利用大數據技術分析學生學習過程中的各種數據成為可能，教師可以及時把握學生的學習需求，給不同水平的學生分配不同的教學時間，實施因材施教，從而滿足個性化教學的需求。

（3）利用信息技術改善教學環境，實現情境化教學

學校教育教學受到教學環境、資源和工具的限制，導致現有的教學方法選擇有限、教學內容呈現單一、教學手段陳舊落后，制約著學校情境化的教育教學。目前學校教育教學普遍采用統一的紙質教材為主要教學資源，在教室里輔助以黑板、粉筆和練習冊進行授課，創設情境能力明顯不足。

而利用新技術完全可以突破教學環境、資源和工具的限制，創設出更加豐富逼真的教學情境。例如：虛擬現實技術的使用，給學校情境教學提供了新的可能，虛擬現實技術可以創設情境讓學習者穿越時空，回到過去或到達未來，與教學內容展開互動式學習;虛擬現實技術可以創設情境，讓學習者觀察宇宙運行或細菌結構等眾多平時看不見、看不清的東西，達到深入理解學習內容的目標;更重要的是虛擬現實技術還可以創設情境開展諸如核實驗、火災逃生之類危險的實驗，實現傳統教學無法完成的任務。這種可主動參與交互的沉浸式情境創設，改善了教學環境，促進了學生深度學習，滿足了情境化教學的需求[4]。

2.改革模式提升教學績效，提高融合創新的實效性

“非顯著性差異現象”讓我們反思，信息技術在學校教育教學中的改革是否真的有效？為此，我們要關注融合創新的實效性，只有讓使用者深刻地感受到信息技術帶來的更多便利、產生實際效果時，信息技術與教育教學的融合創新才會真正發生，技術手段對教育教學結果的影響才會顯現。所以我們必須改革傳統模式，提升教育教學績效，借助信息技術探索管理模式、教學模式、學習模式的變革。

（1）利用智能化信息技術輔助教育治理，創新管理模式

我國的“三通兩平臺”工程已經完成了教育管理公共服務平臺和教育資源公共服務平臺的基礎建設，基于大數據支持的教育管理、決策和公共服務平臺初步形成。同時教育管理的指導理念也有了新的變化，多元主體共同參與民主化的管理模式得到認可，從“教育管理”走向“教育治理”方向與路徑逐漸清晰[5]。

教育治理能力優化行動已經開始啟動，下一步將從管理職能與管理方式等方面入手，利用技術的方法讓各種數據進一步互聯互通，讓社會、家庭、學校和政府一同參與教育教學管理，實現教育管理的科學化、民主化，教育服務的人性化、個性化。目前，國家層面正在實施的網絡扶智工程攻堅行動，大力推廣基于網絡同步課堂技術的管理改革，縮小了區域、城鄉、校際差距，促進了教育公平和均衡發展。地區教育行政部門也正在用技術幫助解決教育教學管理中的熱點、難點問題，進行科學化的管理。例如，寧波市圍繞入學難問題，綜合利用大數據技術進行學區劃分和教育資源分配，實現了學區人口布局合理、上學路徑最優、教育資源布局均衡的效果。信息技術在教學計劃管理、教學組織管理、教學質量管理等方面都有很大的潛力，可以幫助管理者提高效率，減少錯誤的決策，讓教育治理走上一個新臺階，從而創新管理模式。

（2）利用精準化信息技術輔助課堂教學，創新教學模式

班級授課制下的傳統教學，最大的問題是如何在群體環境中開展個性化的精準教學，實施因材施教。眾多的專家、學者和教師開展了持久的理論與實踐探索，但一直沒有找到一個理想的教學模式，直到信息技術被應用到教育教學中，這一難題才有了解決的可能。其中，網絡學習空間的應用首先引起了教育思想、教學理論的發展，在繼承發展行為主義理論、認知發展理論、建構主義理論等教育思想的基礎上，出現了聯通主義指導思想，指出學習是連接專門節點和信息源的過程，關注外部知識源的聯結，關注學習的形成過程，這對基于網絡空間的學習有著重要的指導意義。

利用信息技術能夠構建出學習者在網絡空間中的模型，包括學習者的學習風格、學習興趣、學習動機以及原有的知識結構等，再通過分析學生的最近發展區和學習能力來選擇合適的教學目標。利用信息技術不斷收集學生學習的數據，更新學習模型，通過大數據分析技術精準把握學情，精準確定教學目標，精準選擇教學方法，精準掌握教學過程，精準評價學習結果，精準調整教學進度，數據驅動的精準教學讓每個學生都能在自己的最近發展區里得到最大的發展[6]。通過信息技術精準化輔助課堂教學，創設出智慧課堂環境，推動課堂變革，重塑課堂生態，形成適合學生個性化發展的教學理論框架和教學活動方式，從而創新教學模式。

（3）利用數字化信息技術輔助自主學習，創新學習模式

美國國際教育技術協會認為數字時代的學習發生了重大的變革，主要體現在學習過程可溯源，學習環境更加開放，學習資源更加多元，學習評價更加智能，學習工具更加豐富。各種新技術正在改變著傳統的學習形態，促進學習者的學習。當學習環境實現了無線網絡的全覆蓋、智能移動終端的普及、海量資源的網絡化，創新學習模式改革已經具備了良好的基礎。

首先，從線下學習與線上學習的融合入手，探索混合式學習模式。網絡學習空間為教師、學生以及家長提供了多種服務的平臺。現在的學生是數字時代的原居民，他們對信息技術的理解有著自己的理念，可引導他們把生活中的工具和習慣用到學習中來，在網絡空間中開展自主學習。把學校的傳統學習方式與MOOC等網絡學習平臺相結合，開展類似以SPOC形式的混合式學習，創新學習模式。

其次，利用現實環境與虛擬現實環境的融合，探索深度學習模式。新技術能夠虛擬出很多現實無法實現的學習環境，在培養學生高階思維能力方面優勢明顯，能夠讓學習者獲得現實與虛擬交匯融合的體驗，實現顯性知識和隱形知識學習的同步進展，開展虛實結合的深度學習，創新學習模式。

最后，要處理好傳統學習與移動學習的融合，探索碎片化學習模式。信息技術支持學習者利用零散的時間，利用多樣化便捷工具，靈活地去獲取信息，主動建構知識，這種學習方式手段靈活、形式多樣、時效性強、學習效率高、不受時間地點等條件限制。把傳統的系統學習方式與基于移動終端設備的學習相結合，開展碎片化學習，創新學習模式。

3.更新理念推廣STEAM教育，構建融合創新的示范點

中小學教育提出培養學生核心素養的目標，以實現培養全面發展的人。核心素養培養強調要提高學生面對真實復雜問題時應該具備的品格與關鍵能力，這對學校傳統教育來說是一個新的挑戰。STEAM教育以解決實際問題為導向，鼓勵跨學科進行融合創新，關注人的全面發展，能有效培養學生的核心素養。

STEAM教育以學科融合的方式將科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、數學（Mathematics）和藝術（Arts）五門學科聯系起來，強調了學校教育要與學生現實生活問題相互聯系，將抽象知識回歸生活情景，鼓勵學生自己去動手實踐，積極探索開展創造性的學習，并在解決實際問題的過程中掌握新知識。這種綜合運用多種學科知識解決真實問題，跨學科性進行融合創新的學習就是STEAM教育所倡導的新型教育理念，可以促進學生核心素養的形成。

教育部頒布的《教育信息化“十三五”規劃》提出有條件的地區要積極探索信息技術在“跨學科學習（STEAM教育）”的應用，為學校的融合創新示范點選擇提供了指導。許多地方開展了相關實踐，如浙江省成立了STEAM教育協同創新中心，圍繞基礎教育開展試點實踐，提出“夯實中小學科學與數學課程，加強技術應用能力學習，切實推進研究性學習，培養學生創新精神與實踐能力”的目標。事實上，信息技術不僅是STEAM教育對象中的一個重要內容，也為 STEAM 教育提供了工具支撐。結合STEAM教育，學校可以構建出信息技術與教育教學融合創新的示范點。

（1）利用信息技術引入實際問題，設立STEAM教學項目

學校推廣融合創新應用需要示范項目，STEAM教學項目是一個很好的選擇。STEAM教育研究的問題來自于現實，問題的解決指向學生核心素養的培養。開展STEAM教育要研究選擇的項目與現階段教學內容的相關性，還要研究學科知識與研究問題之間的匹配度，同時跨學科整合解決問題的方法，必須建立在學生現有學科學習的基礎上進行選擇。中小學STEAM教學項目的選題，目前還是依托科學、數學和技術等課程基礎為主，根據學以致用的原則開展工程啟蒙教育。然而，現實問題是要引入學校教育成為STEAM教學項目困難重重，很多情況只有借助于信息技術進行學習資源的二次開發才能實現。

為此，只有充分發揮信息技術優勢，才能創設出能夠在學校開展教學的STEAM項目。所以建議中小學要建立以信息技術為支撐的STEAM實驗室，能夠借助信息技術通過可視化方式，將復雜的現實問題呈現給學生，讓學生有機會在專業實驗室里應用信息技術手段開展實踐活動，深入體驗項目從設計到開發的整個過程，感受問題解決的真實情境。同時借助于信息技術聯結社會和學校的教學情境，圍繞實際問題開發項目，并輔以 3D、機器人、人工智能等技術組織學習材料，讓更多的真實問題融入學校教育的范疇。

（2）利用信息技術作為教學工具，開展STEAM項目教學

目前，在中小學開展STEAM項目教學過程中，一種主流的教學方法是采用梅瑞爾提出的“五星教學模式”（又稱“首要教學原理”），即聚焦問題解決、激活舊知、展示新知、具體應用、融會貫通等五個環節開展教學（見圖2）。

信息技術作為教學工具是“五星教學模式”一個很好的助手，在激活舊知階段，信息技術不僅可以幫助收集信息，還能幫助處理分析信息，激活學生的原有知識結構，聯系新舊知識進行意義建構。在展示新知階段，無論是演示還是實踐活動環節，信息技術的可視化功能，讓科學原理更加形象直觀;信息技術的虛擬現實功能，能再次創設出逼真的情境，讓學習者沉浸到尋求問題解決的環境中。在具體應用階段，信息技術成為學習者的工具，借助一些專業領域的平臺軟件，如思維導圖、可視化編程軟件（如Scratch等）、3D 建模等信息化工具，開展實踐探索，融合多學科知識，完成對科學原理的意義建構，設計出解決實際問題的路徑，實現既符合邏輯又有藝術特征的表達。在融會貫通階段，利用信息技術工具進行提煉、反思和匯報展示，達到舉一反三、觸類旁通的效果，實現知識的遷移、技能的提升，最終完成培養學生核心素養的目標。

（3）利用信息技術作為學習工具，開展STEAM協作學習

STEAM教育主張以學生面對的現實問題作為學習對象，然而現實社會是一個快速發展的信息社會，信息化時代特征非常明顯，一個泛在的網絡學習空間正在形成。所以我們提倡利用信息技術創設一個STEAM學習的“網絡空間站”，把STEAM項目學習各要素，如目標、內容、活動、人員、空間、地點等，通過“網絡空間站”給組織起來，開展基于協作學習的STEAM 教育，充分發揮信息技術作為學習工具的特長。

“網絡空間站”與現實活動空間互為補充，提供各種信息化交流平臺、信息化工具和跨時空人力資源的支持。這種基于“網絡空間站”的STEAM學習主要有三大特征：真實性、綜合性和社區化。真實性體現在學習項目的選擇來自于真實問題，同時倡導基于真實情境的學習，把技術應用于真實情境的創設，突破傳統學校教育的局限性。綜合性不僅體現于學習內容的綜合，更體現在學習目標、學習形式、學習過程和學習評價的綜合，把技術應用于真實問題的解決，給學生提供一個智能化的工具。社區化體現在學習成員的組織方面，把學生、教師、家長和社會相關人員通過網絡空間站組織成一個團隊，突破時間和空間的限制，把技術應用于網絡學習空間的創設，讓學生基于泛在的網絡學習空間開展學習。

四、結語

信息技術與教育教學融合創新的探索， 是一種以培養學生核心素養為指導理念，以技術為支撐的智慧教育實踐。信息技術的介入，讓教育管理工作更加高效，讓教師指導更加精準，讓學生學習更加個性化。融合創新的改革必須進一步推出激勵機制，發揮教育者的主觀能動性，尋找到更多的改革突破口樹立標桿，讓信息技術與教育教學兩者發生化學反應，產生融合創新的效果，才能回答“喬布斯之問”，才能破解“非顯著性差異現象”，才能發揮信息技術對教育教學革命性的影響。

參考文獻：

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[3]蔡連玉，韓倩倩.人工智能與教育的融合研究：一種綱領性探索[J].電化教育研究，2018（10）：27-32.

[4]高媛，劉德建，黃真真，等.虛擬現實技術促進學習的核心要素及其挑戰[J].電化教育研究，2016（10）：77-87+103.

[5]曾巍.教育信息化促進教育治理水平提升[J].教育研究，2017（3）：117-120.

[6]潘巧明，趙靜華.區域精準教學改革實踐的探索與研究——以麗水市精準教學改革實踐為例[J].電化教育研究，2019，40（12）：108-114.

（編輯：李曉萍）