關注基礎性教育軟件產業的成長

◎ 中國科學院院士 張景中

從20 世紀90 年代以來，隨著計算機、互聯網和移動通訊技術的出現和日漸普及，教育信息化日益受到世界各國特別是發達國家的高度重視。

我國對教育信息化十分重視。1978 年就成立了中央電化教育館，開始了教育信息化建設的萌芽時期，即“電化教育”時期。隨著計算機的普及和互聯網興起，開始了鋪設信息高速公路的歷程。1999 年，國務院轉發教育部《面向21 世紀教育振興行動計劃》，標志著我國“教育信息化1.0”時期的到來。2012 年教育部印發《教育信息化十年發展規劃(2011-2020年)》，2018 年4 月教育部印發《教育信息化2.0 行動計劃》，教育信息化的成果在促進教育公平及疫情中支持線上教學方面顯示出積極的作用。

深入學科的基礎軟件具有堅韌的生命力

國家的高度重視和巨量投入，推動我國教育信息化產業蓬勃發展。但是，在信息化的世界大潮中，教育信息化仍是最困難最滯后的領域。

20 世紀90 年代，教育軟件產業一度繁榮興旺。但不到十年，這些軟件或有關企業也就紛紛消失。美國在2004 到2005 年期間對132 所學校的9424 名學生使用的15 種閱讀和算術軟件產品啟動評估；2007 年4 月，向國會提交的評估報告中顯示，使用教學軟件者與不使用者在標準化考試中的成績相差無幾。當年，布什政府就取消了對“通過技術增強教育”項目的投入。投入巨大而效果不明顯，人們稱此為教育信息化所面臨的“生產力悖論”。

但是，在大量教育軟件被遺棄的同時，依然有個別軟件得到青睞。1988年美國國家科學基金支持下研發的《幾何畫板》，廣獲好評。1995 年人民教育出版社引進《幾何畫板3.0》。國內即借鑒幾何畫板并結合我國的智能推理成果做開發研究，2001 年推出了自主知識產權的“Z+Z 智能教育平臺”，后簡稱《超級畫板》。它支持“寫(文字公式)、畫(動態幾何圖形和函數曲線)、測(動態圖像和表達式數據)、算(浮點計算和符號計算)、編(編程環境并隨時執行)、演(可隨時演示交流)、推(幾何智能推理和三角交互推演)、變(動態幾何變換和軌跡跟蹤)”多種教學與學習中的需求。2016 年,在《超級畫板》的基礎上，結合網絡技術和大數據的發展和遠程教育的需求，推出移動互聯網動態數學軟件《網絡畫板》。其特點是：(1)上網能用，無需下載安裝；(2)適應于Win、蘋果、安卓多種系統和手機、平板、電腦各種終端；(3)支持多種資源形態，可無縫嵌入ppt、wps，離線斷網也能用；(4)支持豐富的教學模式，適應多樣化的教學環境；(5)是開放性的平臺，可以與多種教學系統有機整合，目前已經融入希沃、科大訊飛、天喻信息、騰訊教育、Lenovo、立思辰、華漁、歐帝等多家教育服務產品；(6)匯聚豐富資源，共建共享統一管理，按教學需求組織，方便使用。

這表明，深入學科的基礎性教育軟件確有堅韌的生命力。

關注教學資源的開發與管理

用網絡畫板創作的教學資源，在畫板網站分類管理保存，日積月累形成豐富的動態資源庫和寶貴的大數據。例如，在畫板網站資源個人空間可見，一位老師的原創作品已有6018條；百條以上的有400 多位老師，50條以上的有1186 位；等等。這些作品還可以按區域、學校、團隊查閱，對于教育管理部門了解各區各校數學教學情形，很有參考價值。這對教學資源的安全性，也有重要意義。近來有大量的少兒教育app 上市，所涉及的資源良莠不齊，如何妥善管理，網絡畫板的做法值得參考。

優質教育資源問題特別是數字化教學資源建設和管理的問題，是教育信息化中被高度關注的核心和基礎性問題。例如，2014 年中國教育信息化百項成果獲國家級教學成果獎，其中六項一等獎中的5 項，涉及音樂、會計、職教、實訓和中學物理教學的數字化教學資源。

經過多年的建設積累，我國數字化教學資源極大地豐富了。在網上很容易免費獲得基礎教育的各年級各學科的各種數字化教學資源，從教學視頻、課件到試卷題解應有盡有。很多學校獨立地或聯合地推出大量慕課微課。但優質教育資源的建設與管理一直受到關注。教育部“教育信息化十年發展規劃（2010-2020）”指出，“數字教育資源共建共享的有效機制尚未形成，優質教育資源尤其匱乏”。2018 年4 月教育部印發的《教育信息化2.0 行動計劃》中，在談到教育信息化現狀“與新時代的要求仍存在較大差距”時，首先就指出“數字教育資源開發與服務能力不強”。總之，在教育信息化過程中，對數字化教學資源的設計、開發、管理和應用的重要性已成共識。

在數字化教學資源的建設和應用中，不同的學科會有不同的特點和需求。前面提到，數學學科這種需求可概括為“寫、畫、測、算、編、演、推、變”，而語言文史學科則會有與此不同的需求。例如，無錫伊點網絡科技有限公司推出的“智慧書器(eBookware)”，則致力于匯聚互聯網資源支持外語教學。他們與高校和出版機構合作，運用自然語言處理、智能語音識別和文語對齊技術，對海量的互聯網語料進行分析挖掘，建立了一套自動分析和智能分揀機制，研發出一系列支持外語教學的資源庫、教學工具和應用平臺，取得了很好效果。

對于物理、化學、生物等學科的教學，不僅需要基本的數學運算和圖像生成，更需要身臨其境的實驗操作。為貫徹教育部《關于加強和改進中小學實驗教學的意見》的部署要求，中央電化教育館組織研發了“中小學虛擬實驗教學服務系統”，將AR、VR等現代信息技術融入中學物理、化學、生物和小學的“科學”等學科的理論知識的教與學和實驗知識的練與考之中。該系統全面覆蓋中學物理、化學、生物和小學的“科學”等學科，高度還原逼真的實驗現象與過程，有效地拓展實驗教學的廣度和深度，助力實驗教學質量提升，發掘學生實驗學習的興趣與創造力，加強實驗操作的動手、探索與思考能力，提升學生在實驗學科方面的核心素養。經過近兩年的上線試點，效果良好。

關注基礎性教育軟件產業的成長

作為優質教育資源開發與供給的典型成功案例，還可以舉出人民教育出版社服務于基礎教育的數字教材資源體系，以及教育部、財政部支持建設的高等教育課程資源共享平臺“愛課程(iCourse)”。這兩者，特別是后者，關注的是數字教學資源的宏觀的組織、管理與供給，屬于教育資源建設體系中的上層建筑。而前面談到的涉及數學、外語和物理、化學的虛擬實驗的軟件，應當看作是基礎性教育軟件。

基礎性教育軟件，能夠深入不同的學科或行業，提供創建、提高、管理和應用教學資源的方便的環境，這類軟件在技術上和服務方式上的創新，能夠提高教育資源的開發效率，支持教育資源的優化升級，為教育資源建設中的上層建筑提供鞏固的基礎。

但是，基礎性教育軟件由于開發難度較大而市場規模較小等多種因素，其產業的成長，常常是艱辛緩慢的。前面提到的受到廣泛好評的幾何畫板，其產業發展很不理想，幾年前已經停止升級服務；我國的同類軟件如上面提到的網絡畫板，采取軟件免費、服務收費方式，基本上屬于公益性產業；它能夠生存并發展至今，受益于國家課題支持和研發人員的奉獻。但從長遠看，對基礎性教育軟件產業應從教育信息化大局給以關注。特別是其中為高等教育或職業教育服務的基礎性教育軟件，往往也是支持科學技術發展的研究開發工具。如“3M”數學軟件，早在20 世紀80 年代已經是我國數學機械化研究的必需工具，由于沒有啟動其自主研發，至今已成為國外對我們“卡脖子”的技術之一。前事不忘后事師，在落實教育信息化中長期發展規劃時，關注基礎性教育軟件產業的布局是有重要意義的。

近20 年間，伴隨著世界上信息科技的迅猛發展和我國國力的增強，黨和政府高度重視教育信息化，先后制定和實施《教育信息化十年發展規劃(2011-2020 年)》《教育信息化中長期發展規劃(2021-2035 年)》和《教育信息化“十四五”規劃》。