教育裝備發展的趨勢

施建國 程莉莉

摘? 要 隨著人類社會進入智能化時代，“互聯網+”和人工智能正深刻改變人們的生產生活。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。基于技術賦能教育教學創新的視角，闡述教育裝備將呈現的十大發展趨勢，以期為教育裝備建設和研究提供參考和借鑒。

關鍵詞 教育裝備;信息技術;深度學習;勞動教育;智能校園

中圖分類號：G48? ? 文獻標識碼：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社會向智能時代邁進，“互聯網+”和人工智能正逐漸成為世界各國發展戰略的重心，推動生產生活方式發生深刻變革。作為人才培養的活動，教育也由此面臨社會發展和技術進步的雙重呼喚。從技術賦能教育教學創新的視角分析，教育裝備將呈現十大發展趨勢。

1? 教育裝備發展的趨勢

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，啟發式、建構式學習被大力倡導，學生動手實踐和創新能力被高度關注。圍繞提升學生認知水平和動手能力，教育裝備面臨三個方面的創新。

一是信息技術融入實驗教學。傳統儀器設備與信息技術的融合成為教育裝備創新的重要方向。傳感器能夠將力、溫度、光、聲、化學等非電學量按照一定的規律轉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在教育領域的應用。圖像識別、語音識別、機器翻譯、人機交互等人工智能技術在教育教學領域的應用，讓教師從繁重的作業批改中解放出來，讓學生的學習、學業測評、個性化學習和教學反饋等更加智能化。

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

1.2? 支撐教學變革，提高課堂教學效率的裝備

教育部提出“課堂革命”號召，要求從以教為中心轉向以學為中心，創新教與學的方式，促進學生高級思維發展。圍繞課堂教學變革，教育裝備創新主要體現在四個方面。

一是智能教室的構建。智能教室包含新一代多媒體投影系統和基礎錄播系統。班級多媒體應該具有舒適的大屏投影、健康的視覺環境、簡單易用的操作方式、連接互聯網絡、完美的外觀造型等特點。課堂中的錄播系統應該具備自動記錄課堂教學過程、支持在線教研活動、實現遠程網絡課堂、記錄微格教學過程的功能，同時要有適合普及的價格定位。

二是未來課堂的色彩設計和空間布置要能夠營造浸潤式學習的氛圍，具備良好的學習帶入性，總體上應呈現出情境化、跨學科、研究性教與學、社會資源整合等特點。

三是課堂裝備體現多樣性的組合，為教師和學生創設舒適、實用的教學活動空間，教室內的溫度、自然采光和空氣質量等都能滿足促進學生身心健康的需求。

四是移動終端設備的常態化應用，為課堂教學組織方式的轉變、師生互動和及時反饋的增強、學生認知水平的提升創設條件，為教師精準把握學情、實施因材施教提供技術支撐。

1.3? 支撐個性學習，促進潛能發展的裝備

教育現代化進程中，育人的思路在不斷變革：從工具主義目標轉變為以人為本;從升學教育、應試教育轉變為培養合格公民、全球公民，實行生活教育;從學科中心、知識本位轉變為能力本位;從教什么、如何教轉變為學會學習、學會生存。順應教育變革的需要，教育裝備將面臨三個維度的創新。

一是應用信息技術裝備建立起學習者與社會的廣泛聯系，匯聚優質教育資源，供師生按需選擇使用。

二是應用技術裝備保障學生的選擇權，全面推進選課走班的個性化教學方式，服務學校的教學組織和管理形態的根本變革。

三是應用技術裝備支撐學有所長和學有興趣的學生開展研究性和探究性學習，促進潛能發展。例如，上海市市西中學為滿足學生個性化發展需求，裝備互聯網實驗室和人工智能實驗室等，且根據學生需求變化與技術創新兩個維度不斷地更新實驗室的名稱和內容。

1.4? 支撐深度學習，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、建構主義等認知和學習理論的深刻理解，引導學生開展基于興趣導向的學習、基于現象的學習、基于個性特長的學習和基于問題探究的學習，在實踐中應用知識，從而更好地認識世界，更好地適應未來社會。新一代信息技術裝備可以精準獲取感知數據，通過數據分析為學生開辟新的認知新維度;同時可以縮小宏觀、放大微觀，實現虛擬現實，改變認知方式，讓學習者通過分層認知實現深度學習，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，法拉第電磁感應定律是比較抽象的概念，采用傳統的教學方法，學生很難掌握;通過應用電磁傳感器獲取數據、改變認知方式，學生就能比較容易地突破這一難點問題。

1.5? 支撐創客學習，實現知識創新的裝備

創客教育與STEAM教育具有一定的共性，都是讓學生面對真實情境中的問題，通過科學探究、工程設計、數學方法和技術制作的有機統一，讓學生用積極主動的行為來感受知識的發生過程，從而增強對知識的理解。同時，通過跨學科對話、互動與融合，使不同學科的知識由分散、封閉、單一走向融合、開放、多元，改變單純的以學科邏輯組織課堂教學的做法，強調學習者基于現象、基于經驗和生活打破學科界限，以真實問題為核心進行課程重構，發展學生的核心素養。圍繞創客教育和STEAM教育，教育裝備創新主要體現在創意編程、創意電路、創意模型（3D打印）、人工智能（開源硬件）這四個方面。這類教育裝備的構建要定位成活動型、生成型，突出真實問題的解決和問題設計的開放性，遵循學生的認知規律、學習特點，使學生在實踐中學習和在活動中學習。

1.6? 支撐專業發展，賦能教師成長的裝備

信息技術應用能力是新時代高素質教師的核心素養。新時代技術裝備賦能教師專業成長具有豐富的內容，突出表現為：

一是應用信息技術裝備構建網絡研修共同體，通過網絡空間獲取優質教育資源，傳播教學經驗，從個體優秀走向群體智慧;

二是應用錄播教室，積累教學資源，進行自診式的教學反思和開展網絡教研活動;

三是應用信息技術參與建設“三個課堂”（專遞課堂、名師課堂、名校課堂），促進優質教育資源廣泛傳播，推動教育均衡;

四是組織設計與應用學科教室、實驗室建設，創新教學活動空間;

五是基于技術開展教學設計，自制教具，實現技術與教育教學的深度融合。

1.7? 支撐勞動教育，服務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揮作用。

一是圍繞思想認識、情感態度、能力習慣三個方面構建勞動教育情境，通過教育讓學生感悟勞動不分貴賤，培養勤儉、奮斗、創新、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。

三是應用技術裝備開展勞動教育評價，把學生勞動素養作為衡量學生全面發展的基本內容，讓學校與教育管理部門將評價結果在評優、升學、就業中應用。

1.8? 支撐智能校園，探索“互聯網+教育”的裝備

智能校園是新時代學校發展的新形態。圍繞智能校園建設，教育裝備發展主要體現在五個方面。

一是基礎環境裝備，提供教育教學信息化的硬件物理條件，主要包含校園網絡環境、數字終端、班級多媒體、校園環境感知設備、網絡與數字中心等。

二是數字教學資源。技術裝備要能夠滿足區域和學校對上級優質資源引入、本地特色資源匯聚、第三方應用資源接入的需求，實現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，逐步構建資源審核與資源評價的科學流程和機制，初步實現“資源找人”。

三是關鍵應用。學校特色構建主要體現在學科教學的特色化，技術裝備應用于學科教學創新的實踐路徑將是應用技術改變認知方式、提高學生學習的內生動力等。

四是師生信息素養。構建有效的信息技術裝備，支撐師生培育對信息技術的情感，學習掌握信息技術的基礎知識與基本技能，應用信息技術創新教育教學活動方式和遵守技術的倫理。

五是政策機制。廣義上講，政策與制度建設是智能校園建設的重要組成部分，優良的裝備與恰當的環境賦能教育教學創新需要評價導向與制度激勵。隨著技術的發展和應用實踐，智能校園裝備將重點圍繞“學校大腦（數據中心）+云+端+資源”的智能校園基本架構展開建設。

1.9? 支撐精準教學，基于數據驅動的裝備

智能時代，要求學校能夠實時、動態采集和挖掘學校管理、教師教學、學生學習、教育評價等全領域、全過程數據，并通過算法支撐和數據分析為師生精準畫像，感知學習和管理狀態，優化教育教學和管理評價的路徑支持，實現資源的自動調配和精準供給。對此，技術裝備支撐教學創新的趨勢有以下體現。

一是以學科知識圖譜為基石，分解知識內容，找到知識關系，為自適應學習找準路徑。

二是通過學習行為與學業水平測試，了解學習者的認知水平和知識掌握程度，同時通過與學習者有關的其他因素進行關聯性分析，找出影響學習效率的原因。

三是根據艾賓浩斯記憶和學習曲線模型等算法，通過數據分析，確定學生的學習內容與方式，強化實現長期記憶，以提高學習者水平。

四是制定自適應學習策略。如通過分析，根據所羅門學習風格類型分類，確定基于認知能力和學習風格的學習策略設計。

1.10? 支撐治理創新，實現教育管理數字化轉型的裝備

教育管理的數字化轉型，就是聚焦利用多媒體和信息技術實現教育領域各類條塊管理的現代化，具體表現在政務管理和教學管理的數字化轉型。建設數據標準、數據集成和數據可視化的教育裝備，主要包含構建教育用戶入口端，各類應用平臺、業務平臺和數據平臺，大數據倉與云計算等。教育業務的數字化轉型實質就是通過教育業務信息化流程再造，實現“組織在線、業務在線、溝通在線、協同在線、服務在線”，讓數據多跑路，讓師生少跑路。例如，浙江大學構建了“三單一網一廳”的校務服務體系，厘清責任清單、審批清單、服務清單，通過“網上浙大”，創辦校園辦事大廳，讓職工、師生、學校和社會公眾輕松地辦理各種事務。

2? 結語

草木蔓發，春山可望。站在社會發展的新時點，教育裝備肩負新的時代使命，承載新的發展內涵，呈現新的發展趨勢。教育裝備當以積極的姿態融入教育教學，成為教育變革的“先手棋”。