曾翰穎
(韶關學院 信息工程學院,廣東 韶關 512005)
在歷經蒸汽化、電氣化、自動化時代之后,人類社會迎來了智能化時代。智能化時代以信息技術為基礎,通過網絡與傳感器收集各種數據,借助人工智能與數據分析等技術將其轉化為生產力。智能化技術帶來了全球大規模的社會及經濟結構的改變與調整,在教育領域,其形式與目標也在發生變化,批判性思維、創新能力、人文素養等受到越來越多的重視,其中個性化學習成為未來教育的重要發展方向[1]。
計算機基礎教育是通識教育的重要組成,對培養適應時代發展需要的高層次復合型創新人才具有重要意義。在信息技術發展初期,計算機基礎教育以傳授各種文化知識和應用操作為主;隨著2006 年計算思維的提出,計算機基礎教育開始向實操技能與思維能力并重的方向發展,強調借助信息技術來理解現實和問題求解的能力。
進入智能化時代,教育不再以某個具體的學習系統或計算機程序為核心,而是以人的需求為中心,多種形態智能的聯通,教學環境智能化、教師教學精準化、教育評價多元化等成為未來教育的重要特征,計算機基礎課程的內涵也在發生變化[2]。“教育是社會對你做的事情,學習是你為自己做的事情”,個性化學習越來越受到重視[1]。
個性化學習是教育最大化個別方式的極限,是一種更以人為本、公平和全面發展的教育[3]。個性化學習在學習的價值、風格、過程等方面具有多重性、獨特性和終身性的特征,讓每個人都有可能自由地發展自己的才能和愛好,其中涉及學習的多個方面。首先是學習內容,不再是預設、脫離學習者而先于學習的過程,學習者自身的稟賦、喜好和需要成為學習內容選擇的主導力量。其次是學習進程,在智能化技術的加持下,學習者可擺脫整齊劃一的“流水線”的教育模式,轉而尋求適合自身行為特點的數字化學習模式,量身制訂自己的學習方案與計劃。第三是學習成果,傳統的教學模式共享同一套知識體系,學生需要給出“正確的”而非“自己的”答案,學習成果不僅是相似和相同的,與學習者之間也多是分離而非合一的。隨著人工智能等技術的發展,以收斂性結果為主的教育受到挑戰,在學習成果中更多地融入了學習者的情感、價值和期待,將成為未來教學的重要取向。
作為通識教育的重要組成部分,計算機基礎課程的內容龐雜、受眾面廣,既有計算機課程方面的技能知識,也有學生自己專業領域與信息技術相關的內容;既有人才培養方案中制訂的標準化規格指標,也有學生個體的不同愛好與發展需要。計算機基礎課程的學情復雜,教學活動設計通常以學情下限為參考,導致了壓力過大和動力不足同時存在,基礎差的學生疲于應付,基礎好的學生則又體驗不到學習的成就感。在課時不足、統一授課安排的情況下,針對差異化的學習特點和需要,組織開展個性化的教學活動,成為課程進行數字化轉型工作的重點問題。
數字化轉型是一項漸進和持續的工作,會伴隨教育目標、技術革新、學情狀況等因素的變化而不斷發展。2021 年聯合國教科文組織提出將數字技術應用于教育過程的關鍵階段,由原來的“起步、應用、融合、創新”明確調整為“起步、應用、融合、轉型”,正式確立了教育數字化轉型的主張,意味著教育機構的辦學空間、運營方式、戰略方向和價值主張,都需從工業時代向數字時代轉變,物網空間融合、整合性、開放性、多元化、個性化等成為未來教育的重要特征[4]。
教育數字化轉型是以提質增效為目標、以教育新基建為支撐、以教育數據為要素、以數智融合為方向、以系統化變革為表征,是教育高質量發展的新引擎[5]。數字化轉型不只是技術的簡單應用,它建立在數字化轉換和數字化升級基礎之上,通過將數字技術整合到教育的各層面,推動教育組織全方位的變革,實現將教育從供給驅動變為需求驅動,形成具有開放性、適應性、柔韌性、永續性的良好教育生態[6]。隨著數字化轉型的深入,學生對學習的自主掌控程度與學校對社會資源調用范圍都會逐步增加,其實質是以技術賦能教育改革,推動教育從學校的階段性學習向適應社會發展的終身學習轉變[4,7]。
1.教育的變革創新
隨著全球化的不斷發展,人類社會的聯系日益緊密,教育目標也在發生變化,需要把人們團結起來,提供塑造以社會、經濟和環境正義為基礎的、全民共享的可持續未來必需的知識、科學與創新,其中跨時空的交流與合作、知識成果的共享、不平等的消除等,都有賴于教育的變革與創新[8]。同時,發生在學校外的非正式學習與終身學習日益成為了時代發展的需要,這一切都促使教育從目標、形式、產品、結構、服務、流程、組織等多方面做出變革和創新。教育數字化轉型是一項系統性的變革,指向了教育的全要素、全過程和全領域,通過與數字技術的融合,最終實現教育生態的重構。
2.數字技術的融合
教育數字化轉型不是數字技術在教育領域的局部應用和提升,而是教育全領域、全流程的數字化重塑。初期的教育信息化工作,只是完成了轉型所需的數字化基建,教育的底層邏輯仍是傳統的,而未來的教育數字化轉型將逐步實現以數據為主導的新形態,教、學、管、考、評等,數字技術都會貫穿其中;此外,數字技術還將打破教學的物理邊界,不僅是學校和課堂,還包括班級、課程,都會在數字技術的助力下,實現以學習者為中心的個性化學習,并逐步向物網相結合的方向發展,從而極大的延展教學活動的空間與場景,實現數字技術與教育深度而全面的融合。
教學評價在教學過程中發揮著指揮棒的重要作用。通過對評價標準的研判,教師和學生能夠洞悉教學的意圖,借助各種反饋信息調控學習行為,逼近并達成教學設計的目標。以往教師是該過程的主導者,而隨著數字化轉型的到來,學習的過程和結果逐漸數字化,教師不再是教學反饋數據的最主要來源。當學習者可自行獲得更實時和全面的學習數據時,就能實現學習的自我管理,助推學習的個性化。
教學評價的數字化轉型包含了多個階段,最終實現由靜態的、終結性評價,向動態、多元化、過程性、基于大數據的評價與反饋轉變[9]。相比傳統模式,數字化轉型的教學評價主要存在3 個方面的差異,見表1。
(1)數據采集。借助互聯網、IoT、云計算、大數據等信息技術,實現教學評價數據從靜態獲取到動態采集的轉變。數據不再是人工和階段性的,具有更多數字化和實時的特征;同時教學信息也從以往教師單向推送,轉為師生之間的雙向互動,更及時和有效地響應個性化學習與精準化教學的需要。
(2)考評因子。由于技術、成本、時間等方面的制約,教學評價以往只能選取教學過程中的部分離散數據。相比,數字化方式可面向教學的全域性行為,不僅包括直接的學習活動,還包括主體的生理信號等,能更全面地評估教學過程。
(3)判定主體。傳統的教學評價主要由教師完成,效率和公平難以兼顧;數字化轉型能同時帶來減負、保質、增效的作用,實現從單一的人工判斷到人機協作的聚合感知,能更精準、實時和全面地反映教學狀況[5]。
教學評價數字化轉型的目標,就是借助數字化的手段,獲取更實時和全面的學情數據,通過對學習者的“數字畫像”,為教師開展精準化教學提供依據,促成學習者逐漸形成個性化的自我認知、自我設計、自我激勵、自我調控和自我評估的數字化素養,助推學習目標的達成,更好地適應未來社會發展的需要。
聯合國教科文組織將教育數字化轉型分為起步、應用、融合、轉型等4 個階段。其中起步和應用階段的重點是基礎設施建設、數字教育資源開發、數字化學習系統部署和教師數字技術教學應用能力普及;融合關注的是數字技術助推教師教學能力的發展及圍繞數字化環境開展創新的教學活動;轉型著力于融合新興技術的教育生態重構[4]。計算機基礎課程由于學科關系,數字化轉型工作開展得較早,需結合前期已開展的轉型工作,及未來數字化轉型的目標,緊扣教學評價這個抓手,探索“以評促轉”,推動課程的全面數字化轉型,賦能學生,實現個性化學習。
與其他課程不同,計算機基礎課程在教學內容、形式和目標等方面,與數字化存在著天然的學科關聯。早期開發的網絡實訓平臺、自測系統、案例庫等,不可避免地融入了數字化元素,這些工作完善了前期的數字基建與部署,在此基礎之上,圍繞教學評價開展了一些探索,學習開始包含越來越多的個性化,為全面的數字化轉型奠定基礎。
1.從簡單的數字呈現向綜合性的信息反饋轉變
盡管初期的教學活動已具備了數字化特征,但呈現的結果實質上還是傳統的。學生無法洞察數字背后對學習更確切的指導含義,難以開展更有針對性的個性化學習活動,例如:一個包含10 道題的實驗,當成績是73 分時,學生是應該全部重做,還是將注意力轉向其他得分更低的實驗?而修改相關數字資源,在教學反饋中添加有關得分明細的內容后,這個簡單舉措就能帶來巨大收益,學生可更有針對性地尋找自身短板與不足,也有效緩解了公共課中普遍存在的課時不足問題。這種逐步細化、深化和綜合化的改進工作,是實現教學全面數字化轉型必不可少的步驟。
2.從剝離的數字孤島向嵌入群體的社會化信息轉變
教學評價蘊含價值判斷,具有社會化特征。當成績中包含了群體信息后,學生就能更清楚自身的學習狀況。表2 為成績表,新增了最高分、完成比例等信息。當單項得分低于全班平均分時,成績就會通過下劃線來差異化顯示,比如實驗七,86 分看上去挺高,卻低于全班平均分;與其形成對照的是實驗五,雖然只有78 分,卻超過全班平均分。通過這種社會化的信息反饋,學生就能更精準地找到自身差距,而不是依靠單純的數字聯想和結果推定,激發其對學習自我與持續的改進。

表2 嵌入了社會化信息的成績表
3.從標準化評價向差異化評價轉變
計算機基礎課程由于受眾面廣,生源地、專業特性、經濟條件等千差萬別,使得學情分化進一步放大。以往一直采取相同的評價方式,無論學生基礎如何,都按照考試結果評定成績。目前一些學校會引入課程的入學考試,這個最初讓學生了解學習內容并明確自身差距的考試,卻在數字化轉型過程中衍生出新的意義,如在課程成績評定中嘗試加入新的評價因子,即學習提升幅度,教學評價的計算辦法就變成公式(1):
新的教學評價=(原教學評價結果)*權重1+(期末成績-入學成績)*權重2。 (1)
在這個計算辦法中,同樣的期末成績80 分,但對入學成績分別是10 分和70 分的學生來說,卻有不同的含義與結果。成績不再是各種測評分數的簡單匯總,而是包含了更多個體差異化特征,學習者的初始狀態受到重視,學習也不再是罔顧不同起點而對整齊劃一終點的追求,轉而變成每個個體從各自原點出發,不斷尋求自我發展的過程。按照這個思路,還可在教學評價中加入其它考量因素,如重復練習次數、學習時長等,就可實現更精細化和精準化的過程管理與評價。
起步和應用只是前期準備,重點是融合與轉型。融合階段的首要工作是教師轉變自身的定位,不斷讓渡學習的主動權,為學生自主與終身的學習賦能,這是一個長期和動態的過程。教師角色應隨著教學活動的不同類型、階段和需要而發生變化,通過各種舉措逐步提升與豐富教學的效果和內涵,實現教育生態重構的數字化轉型。
對計算機基礎課程而言,要繼續圍繞教學評價設計和開展各項教學活動,充分利用信息技術,提高教育評價的科學性、專業性、客觀性,同時要針對不同主體,分類設計、穩步推進,增強改革的系統性、整體性、協同性,精準施教,助推個性化學習的發展[10]。
1.構建模塊化的課程體系結構
根據教育部高等學校教學指導委員會的指導意見,計算機基礎課程多采取“1+X”課程體系,實施分層、分類教育,滿足不同階段、專業的學習需要。與其他通識類課程不同,如英語、高等數學等,信息類課程由于非高考科目,各地中小學發展極不均衡,教學統一化設置與個性化學習之間存在矛盾,且難以調和,日趨嚴重。
與此同時,微證書得到了重視,相比傳統認證,微證書的學時短,與自我導向及定制的、與職業相關的學習關聯度更高[11]。這與當前計算機基礎課程的發展與定位不謀而合。隨著時代發展,信息技術在社會各領域發揮著越來越重要的作用,使得信息教育與學生自身的專業學習、職業規劃等方面的聯系日益緊密。構建能滿足這種學習靈活性的課程體系,成為課程實施數字化轉型的前提。對此可將課程模塊化,并在此基礎上通過主題式設置,給予學生更多的學習自主權,見圖1。

圖1 模塊化與主題式的計算機基礎課程體系結構
模塊化是將課程細分為更小的授課單元,每個模塊包含所屬課程、前導模塊、后續模塊、課時、學分、考核方式等信息,學生可根據需要選擇模塊的組合,無需覆蓋課程所有知識點,使得課程設置具有了更多的靈活性,同時也避免由于課時等資源不足,而在分配時“撒胡椒面”式的做法。進一步的,可實現跨課程組合,當學習的需要涉及多門課程時,可選取不同知識模塊,并以主題的方式進行呈現,其中包含相關知識模塊、學習安排、考核標準等信息。主題可以是教師預設,也可是受限制的學生自行設定,通常圍繞專業、興趣展開,滿足不同情景下各種學習的需要。
課程被細分和重組成模塊與主題后,學生可根據自身的學習基礎、專業發展、興趣愛好等不同需要選擇相應內容,或者從模塊庫中自行組合,最后只需通過相關模塊的考核,且總學分達到培養方案的規定即可,初步實現個性化學習,其中涉及的教學管理,如對理工科是否必修程序設計模塊,學生自行組合是否需要審核等,則需要相應的教學管理平臺作為支撐。
2.開發教學評價驅動的數字化平臺
為支撐新課程體系下的數字化活動開展,實現教學目標、內容、活動等在物理和虛擬空間中的重新優化組合,將教學資源、過程向虛擬環境轉移,賦予學習行為更多的時空靈活性,以模塊化、差異化、精準化的供給方式,向學生提供經過定制的教育內容,協助其制訂個性化的學習方案,需要一個新的教學平臺,見圖2。

圖2 基于教學評價驅動的數字化教學平臺
在這個平臺中教學評價成為整個學習過程的驅動力,通過動態采集與交換各類數據呈現全域性的狀態信息,并在人工智能、大數據等技術的加持下,構造更全面、實時的學習者“數字畫像”,為個性化學習和精準施教提供依據,測評主體向人機協作方式進行轉變,更好地維護教育公平,助推個性化學習的發展,在此過程中教師和學生的角色都發生了變化。
對教師而言,當教學工作更多地從物理空間向虛擬空間轉移之后,教師將不再完全掌控學習的主導權,而向組織者、督促者和支持者轉變,這種多重角色會在不同教學情境中往復切換。在初始階段,通過組織采集學生的基本數據,如問卷調查、摸底測試等,完成對學生“數字畫像”的描繪,并結合教學目標,協助其制訂個性化學習方案;學習開始后直至結束,教師可根據平臺提供的反饋數據,發現學生存在的問題,及時主動地介入,協助和督促學生按照預定計劃完成各項學習任務。
數字化轉型成功的重要標志之一,是學習者對于學習的掌控程度。對學生而言,依托數字化教學平臺就可減輕對物理環境及教師的依賴,通過測評與學情分析模塊,實現對自我的“數字畫像”,及時了解自身與學習目標之間的差距,獲得有針對性的教學指導與建議,學習不再是等待和被傳授的過程,可按照自身的特點和需要來確定學習內容、計劃,探索更具發展潛力的知識技能,培養自主學習的能力與習慣,為終身學習奠定基礎。
借助數字化教學平臺,學生就可更多地按照自身需求調集學習資源,打破現有壁壘,實現教育數字化轉型的目標。首先被打破的是課程之間的壁壘,隨著模塊成為更為基本的教學單元,無論是教師指定,還是學生自選,課程間的界限不復存在;隨之被打破的是班級壁壘,由實體轉向虛擬,以往按專業、年級等進行分班的形式,將被由學生自主選擇的主題式學習取代,選取相同主題的學生將構成虛擬班級,再參與統一組織的學習活動,實體教室的邊界也因此受到挑戰,教學將向混合學習模式轉變。
3.探索面向數字化的教學模式和方法
教師借助數字化創新教學的實踐能力薄弱,是當前教育數字化轉型面臨的主要挑戰之一,包括將數字技術融入教學的意識和素養,通過數字技術創新教學的能力及未來與人工智能教師協同開展教學的能力等[4]。數字化轉型不是簡單地將教學活動從線下轉移到線上,而是要從界限明顯的O2O(Online To Offline)模式,向線上與線下并行的OAO(Online And Offline)模式過渡,最終實現線上線下無邊界、功能一體化、時間和空間跨度縮小的OMO(Online Merge Offline)模式[12]。通過支持學生參與、驅動教學活動、聯通技術與教學,來打破傳統教育中以學校為主體的格局和以教師為中心的模式,將線上與線下、虛擬與現實中不同結構、層次、類型的數據貫通,形成融合的教學生態,助推個性化學習發展。對計算機基礎課程而言,教師需要提升兩個方面的能力。
首先,當教學逐步向虛擬空間遷移之后,將會產生大量的學習數據(見圖2),其中既有各種成果數據,也有學習過程的狀況數據,它們是構成終結評價和過程評價的主要來源,從中挖掘出對教學有指導意義的結果,成為數字化轉型中教師需要著重提升的能力之一。一方面,當教學更多依賴學生的自主和自覺之后,教師要能及時發現需要幫助和督促的個體,提供有針對性的指導;另一方面,要從群體和歷史的大數據發現整體性的學習規律,構建基于數字化的行為模型,為后續大規模教學活動的調整提供數據支撐。
其次,數字化轉型有助于教師擺脫繁重的事務性工作,將重心轉向更具創造力的教學活動。在智能化技術迅猛發展的今天,創新教育的價值日益凸顯,人們越來越重視以問題為導向的教學,通過尋找共同關切的問題,在協作中探索更具發展性的解決方案。在此過程中,發現和解決問題的能力、創新能力、團隊協作能力、人際交往能力、知識與技能的綜合應用能力等,這些在智能化時代需要強化的知識技能都將得到發展。
4.強化物網融合的數字化課程思政
教育數字化轉型的終極目標是推動教育從學校的階段性學習向適應社會發展的終身學習轉變,“人人皆學、處處能學、時時可學”,最終建設全民終身學習的學習型社會、學習型大國。在這個過程中學生被賦予更多調動學習資源的能力,如何合理地使用這種自主權,避免信息犯罪、知識侵權、學術不端、行為失范等情況的出現,培養學生正確的技術倫理觀念,成為計算機基礎課程進行數字化轉型過程中重點的思政教育內容。
針對轉型過程中思政教育存在學情不明、教學方法單一、評價欠精準等問題,可利用信息技術手段構建一個包含學校、專業、教師等3 層次的課程思政實施框架[13]。其中除了加強頂層設計、專業分類推進等措施之外,重點是增強教師數字化應用意識,提高教師數字化實施能力。通過數字化教學平臺(見圖2),全面采集學習者線上和線下的各類數據,構建多模態的數據集,完成對學習者的個體特征、認知學情、價值表征等方面“數字畫像鏈”,塑造專業教育與思政教育高度融通的能力棧,最終實現“專思融通”的課程思政目標[5]。
不同于傳統教學,數字化轉型后的教學空間發生了變化,思政教育主陣地向物網融合的虛擬空間轉移,傳統課堂言傳身教的復合式輸出,被脫離具體情境的圖文聲像取代。思政教育是一種價值教育,不只是簡單的概念傳遞,必須從情感出發,依賴于與具體的生命體驗、感受相結合,是個體生命覺醒、心靈成長和情感精神世界充盈的過程[14]。當情感傳輸的管道變得單一而同質化時,教師必須充分利用OMO 模式中的多種教學空間,將真實課堂、在線直播和自主學習等形式結合起來,發揮各自特點,通過有針對性的教學設計,激發受眾的強烈感受,在共情中實現對于價值觀念的塑造。
計算機基礎課程要依托數字化教學平臺,堅持學校教育與自主學習共舉、技術能力與價值塑造并重的實施原則,強化基于數據驅動的課程思政評價,充分利用智能化技術,更精準地掌握學生的學情基礎、個性需求和價值取向,挖掘不同場景下行為數據與課程思政目標的關聯,深化人機協同的全場景教學活動,通過全過程的數據分析與多元化的評價模型,持續引導學生的思想觀念和價值取向轉變,推動學生從認知到情感再到行為產生的發展。
黨的二十大報告中提出了“推進教育數字化”,表明教育數字化轉型對實現教育高質量發展的重要意義[15]。教育數字化轉型不是局部的調整或改進,而是一項全局性工作,是多重原則共同作用下的結果,問題驅動、理念引領、系統進化、創新突破、價值評估、迭代優化等多個實踐過程交織在一起,借助數字技術,最終實現校校、校企以及與其它利益相關方之間的互通,通過在專業、課程、師資、設施、服務等方面的資源共享,最大化地利用全社會的教育資源,謀求更高質量人才培養的目的[4,6]。
這項長期、持續和系統性的工程,涉及了教學活動的各方面,其中教育生態的重構需要教師實現理念的蛻變,從組織層面保持行動的一致,因此除了明確的戰略規劃、行動標準、管理制度和資源協調方式之外,還需制定相應的行動計劃來指導實踐,減少試錯成本[16];同時教育數字化轉型本身也是一項創新活動,教學團隊的創新氛圍、集體創新效能感、團隊領導等都對轉型工作有著重要的影響,要通過組織規范和實踐活動,塑造支持創新的氛圍,容忍創新嘗試所產生的風險,為轉型提供組織保障,打造更開放、更以人為本、更平等及更可持續的教育。