信息技術賦能義務教育高質量發展:理論邏輯、挑戰與路徑

王愛民

一、引言

建設教育強國和高質量教育體系是黨的二十大作出的重要部署。義務教育具有先導性地位,合理配置教育資源,推進城鄉義務教育優質均衡發展,實現義務教育高質量發展,是貫徹落實科教興國戰略、人才強國戰略的基礎性工程。近年來,人工智能、大數據、物聯網、5G等信息技術的發展,已經成為推動教育變革的內生動力,為義務教育向優質均衡和高質量邁進提供了契機。發揮信息技術的知識傳播成本低、效率高等優勢,推動教育信息化發展,賦能義務教育高質量發展,是新時代教育改革創新的重要議題。

信息技術擴大了教育邊界,推進教育融合創新,為義務教育高質量發展提供技術支持,主要體現在學生學習和教師教學管理〔1〕、更新教育理念、變革教育模式、重構教育體系、提升教育治理能力〔2〕、構建教育高質量體系的支撐〔3〕、撬動教育服務能力和革新教育服務供給體系〔4〕等方面。信息技術在教育領域的不斷滲透和融合催生了教育新的發展業態,為教育資源配置提供了新的平臺和模式,但同時也帶來了“數字鴻溝”〔5〕〔6〕、教育焦慮〔7〕、數據安全〔8〕等問題,使之在數據的加速作用下逐步放大,引發教育倫理等深層次的問題。因此,合理有效發揮信息技術功效,賦能義務教育高質量發展,是當前教育發展中的亟需解決的關鍵問題。基于此,本研究首先要厘清信息技術賦能義務教育高質量發展的理論邏輯,其次剖析信息時代義務教育高質量發展面臨的挑戰,最后探索信息技術賦能義務教育高質量發展的有效路徑。

二、信息技術賦能義務教育高質量發展的理論邏輯

義務教育高質量發展的核心包括公平、優質、均衡、協調、創新、全面和可持續〔9〕。經過長期努力,中國義務教育基本實現了均衡發展,但還存在著較大差距,如城鄉間在教育資源配置、教育服務、教育管理等方面的差距。因此,義務教育高質量發展的重點是解決義務教育發展中的不均衡問題,推動義務教育優質均衡發展〔10〕。從教育運行角度看,教育供給是教育發展的基礎,教育服務能力是教育效果的體現,教育管理是教育質量的保障。信息技術與義務教育的融合,使得教育更加便捷、高效和豐富〔11〕。信息技術改變了教育生態,為教育資源有效配置、創新教育模式和教育管理提供了技術條件和支撐。按此邏輯,本研究從義務教育有效供給、服務能力、精細化管理三方面分析信息技術賦能義務教育高質量發展的理論邏輯(見圖1)。

圖1 信息技術賦能義務教育高質量發展的理論邏輯

(一)促進義務教育有效供給

義務教育的公共產品特性決定了政府成為義務教育的供給者。當教育投入的社會邊際成本等于社會邊際收益時,教育供需均衡,達到了帕累托最優(Pareto Optimality)。但教育的社會邊際成本和收益難以觀測,加之教育資源的稀缺性約束,教育難以實現有效供給,主要表現為教育資源短缺和教育資源使用效率損失。利用信息技術的低成本優勢,通過數字平臺整合,可以生成數字教育資源,實現優質教育資源共享,有效地增加教育供給,促進教育資源有效配置。

第一,促進義務教育數字化轉型,彌補教育資源供給不足,促進義務教育公平發展。在以地方政府為主的分級管理體制下,義務教育投入面臨教育資源和財力的雙重約束,在資源既定條件下,教育資源難以實現均衡分配和布局,特別是欠發達地區,教育資源投入的預算約束更緊是造成教育差距的深層次原因。信息技術突破了時空制約,改變了知識的傳播渠道和形式,推動教育數字化轉型,生成數字教育資源并實現共享和高效傳播,能夠增加義務教育覆蓋面,使得更大范圍內的學校和學生享受優質教育〔12〕,逐步縮小區域教育資源投入差距,實現義務教育公平。信息技術在義務教育中的嵌入和實踐,能促進辦學模式創新,形成義務教育集團化辦學,有效整合區域內的優質教育資源,利用教育管理數據,準確分析和把握義務教育發展的趨勢,并實現及時有效的動態監測,構建無障礙數字學習環境,拓展線上線下學習渠道,滿足多樣化的學習需求。

第二,有效配置教育資源,推動義務教育優質均衡發展。信息技術與教育教學融合,是推動教育深層次變革的內生力量。通過教育信息化,能促進教育資源有效整合,生成具有開放性、共享性、交互性〔13〕的優質教育資源。開放性可以實現4A(Anyone、Anywhere、Anytime、Anydevice)學習,形成社會化學習和終身學習氛圍。共享性跨越了時空制約,生成優質教學資源并可共享,使得貧困地區和欠發達地區的學校和學生也能享受到優質教育資源。交互性通過人機雙向溝通,便于“教”與“學”各主體間的交流互動,進而通過教育數據分析,提升教育質量〔14〕。通過教育信息化生成的優質教育資源,具有典型的公共品特性和正外部性,可以多次重復利用,實現教育資源的高效利用,產生較強的溢出效應,促進義務教育均衡發展。

(二)提升義務教育服務能力

信息技術凝聚了大數據、物聯網、人工智能、云計算、5G等智能技術的優勢,可以促進義務教育理念和模式創新,有效提升義務教育服務能力。

第一,形成育人新格局,適應時代發展需要。培養符合社會發展需要的人才,是教育發展的核心目標。信息技術的發展帶來社會生產方式和人們交流方式的深刻改變,對人才的需求結構產生深遠的影響。教育發展應順應時代潮流,培養符合社會發展需要的新型人才。信息技術不僅可以優化教學環境、豐富教學手段,而且帶來教學理念的轉變和教學手段的創新,倒逼育人模式創新。首先,形成育人新理念。信息技術嵌入教學實踐,帶來了教學理念的不斷更新〔15〕。在傳統教學中,主要強調數理邏輯和紙筆能力,但在信息時代,則更加注重人的個性化、多元化發展。信息技術發展拓寬了知識來源渠道,推動教學理念由單向傳輸知識向互動生成新知識轉變,在教學中更加關注學生的主體性和能動性,借助大數據平臺,培養學生的創新精神〔16〕。其次,發展育人新方式。信息技術改變了教學場域,為創新人才培養提供了條件,形成多元化的人才培養模式。從教學環境看,信息技術通過虛擬現實與教學手段融合,不再局限于傳統教學環境,將原來封閉的教室拓展到網絡學習空間、智慧教室等新型場域,利用虛擬學習空間,增強學習體驗和臨場感,提升學習效果。從教學資源看,信息技術帶動了數字教育資源建設,生成豐富多樣的數字教學資源。與紙質教材相比,數字教材、云教材具有更新快、出版周期短等特點,能更好地滿足個性化教學需要〔17〕。從教學過程看,信息技術推動了教學方式創新,如個性化發展取代規模化發展,定制化發展取代“流水線”生產模式〔18〕。信息時代下,人才培養模式具有系統多樣性,教學方式逐步向探究式、啟發式課堂轉變。利用智能技術,對學生學習情況及時識別,準確把握學習狀態,精準分析學情,以數據驅動調整教學策略,改進教學方法,優化評價方式和提升教學效果。

第二,創新教學模式,滿足個性化學習需求。信息時代下,教學媒體成為教學系統的第四要素(1)傳統條件下教學系統三要素包括教師、學生、教學內容。。教學媒體的出現,對傳統教學手段和教學模式提出了更高的要求,特別是義務教育,通過創新和變革,根據教學媒體的可視化、數字化特征,可探索高效可行的教學模式,調動學生學習興趣,提升學習效果。依托智能技術,把握學生的學習基礎和特征等,對學生學習進行精準畫像,構建學習分析系統,開發個性化、多樣化教育資源,激發學習潛能,實現因材施教。利用在線學習平臺,探索線上線下相結合的教學模式,最大限度地發揮教育資源的效能,滿足學生個性化的學習需要。

第三,優化課程設計,提升教學效果。課程教學是義務教育過程的支撐和依托。結合學校實情,優化課程設計、開發校本課程,構建特色化的課程體系,是實現義務教育高質量發展的重要載體。發揮人工智能、大數據等技術優勢,全面采集教學過程數據,實時把握教學動態〔19〕,充分利用現代信息技術,推動其與教學深度融合,結合學校內部資源條件,優化課程內容和設計,開發數字學習平臺,設置多元化學習模塊,激發學生的學習興趣,提升教學效果,并進行動態評價,持續優化和改進課程設計。

(三)推動義務教育精細化管理

在教育信息化實踐中,必不可少地產生了大量數據,成為教育決策和管理的基礎資料,為教育精細化管理提供了條件。

第一,促進教育科學決策,推動義務教育持續、協調發展。利用教育基礎數據,將其嵌入教育決策過程,減少了不同部門之間的信息壁壘,利用大數據優勢,推動教育決策更加合理、科學。首先,合理學校布局。中國正處于快速城鎮化時期,人口變動較大,導致教育資源短缺與閑置并存,給學校布局帶來了更大壓力。這就需要建立動態數據平臺,依據區域內的學齡人口變化趨勢,建立動態調節機制,統籌部署教育資源,科學規劃,合理布局。其次,完善教育管理機制。信息技術發展大大提升了搜集、儲存和分析數據能力,推動教育管理向數據驅動轉變,利用教育基礎數據,及時和準確把握教育發展動態,為義務教育管理決策提供依據,促使教育決策更加科學合理。借助數字技術優勢,構建區域網絡教學平臺,打造區域專遞課堂教研網絡圈和教研共同體〔20〕,實現優質教育資源共享,推動義務教育均衡協調發展。

第二,創新教育管理,實現義務教育有效治理。信息技術發展帶來了新媒體平臺的活躍。新媒體平臺利用數據和平臺優勢,降低了教育成本,為創新教育管理提供技術支撐。通過數據分析、統籌教育資源,驅動教育科學決策,促進教育向“基于證據的模式”轉變〔21〕。通過數據共享平臺,實時把握教育動態,精準分析教學情況,優化教學管理流程。利用人工智能技術的監測和預警功能,構建人機協同管理模式,對教育過程實施有效監測、智能預警〔22〕,形成有效的教育管理系統,推動教育管理合理化、科學化。

第三,推動教師隊伍建設,保證教育質量。興國必興教,興教必興師。教師隊伍關乎義務教育的可持續發展及質量。教師隊伍建設的關鍵是營造有利于教師專業發展的環境。特別是農村地區,教師待遇低、發展空間小,出現教師流失,導致教師隊伍建設困難〔23〕。緊扣信息時代脈搏,依托數字技術,能為教師專業發展搭建平臺,提供多種形式的專業培訓和教學研討,通過線上線下相結合的方式,為教師專業發展提供空間,形成教師學習共同體,持續提升教師的專業水平。依托智能技術,識別教師的行為特征并客觀畫像,能有針對性地開展教研活動,發揮多模態數據優勢,科學評價教學教研效果〔24〕,并及時反饋,不斷拓展教師專業發展空間,推動教師隊伍建設。

三、信息時代義務教育高質量發展面臨的挑戰

信息技術是一把“雙刃劍”,一方面,信息技術帶來數字紅利,促進教育有效供給和知識的快速傳播,增加了欠發達地區師生獲取優質教育資源的機會,彌補這些地區教育資源的短缺,一定程度上可以縮小區域教育差距;另一方面,信息技術帶來數字鴻溝,導致新的教育差距,特別是教育數字平臺的發展,數字技術、智能技術的運用產生了教育焦慮和數據安全等問題,甚至引發教育倫理問題,這都給義務教育高質量發展帶來了挑戰。

(一)“數字鴻溝”拉大教育差距

信息技術加速了數據的產生和傳遞,通過教育信息化可以有效提升教育資源使用效率。但必須看到,這種效用具有加速效應,在合適的條件下,教育信息化具有后發優勢,拓展農村教師的專業知識,提升其教學能力,使農村地區學生獲得更多的優質教育資源,提升農村義務教育質量;但是,如果在信息資源投入方面城鄉存在較大的差距,將會帶來區域間的信息落差、知識分隔,進而拉大城鄉教育差距。

第一,人力資源差距,制約了信息技術的運用。隨著人們生活水平的提升,對優質教育資源的訴求日益強烈,加之人口的快速城鎮化和進城求學趨勢的影響,導致農村學校空心化,使得農村學校教師配置問題突出。農村學校由于學生少,難以配齊各科教師,只好優先滿足主科教師,而信息化教師多數由主科教師兼任。同時,在待遇、專業發展、環境等多種因素的影響下,農村教師崗位難以吸引新的教師入職,致使農村教師的學歷、年齡結構普遍遜于城鎮,使得城鄉教師存在差距。從表象看,這種差距限制了農村教學信息化手段的運用。從更深層次看,這拉大了城鄉學校在教學理念、方法、目標上的差距,進一步造成城鄉義務教育信息化水平差距。

第二,信息資源失衡,影響教育信息化結果。受地區經濟發展水平和教育經費分配制度的影響,城鄉間義務教育信息化投入存在差距。為此,地方政府不斷加大農村教育投入,推進城鄉教育一體化,推行標準化辦學,尤其是增加信息資源的投入,但城鄉學校在信息軟件建設如校園網、接入互聯網上還存在較大差距〔25〕。信息資源差距帶來城鄉義務教育信息化結果的差距。城鎮學生可以更快享有優質教育資源,獲取數字化生存能力,主動適應“互聯網+教育”發展趨勢,提升核心素養。受信息化師資和信息資源的制約,農村學生與信息化資源接觸的機會少,知識獲取渠道較為單一,這將會拉大城鄉教育差距,特別是素質教育差距。大規模的線上教學真實地暴露出我國城鄉基礎教育數字鴻溝的客觀存在:線上學習的便捷性、線上教學技能等方面均存在明顯的差距。

(二)智能技術依賴帶來教育焦慮

信息技術在推動教育變革和教育新發展業態的同時,人們逐漸變得過度依賴智能技術,由此形成教育焦慮〔26〕。

第一,智能技術使用帶來焦慮。焦慮是人們在運用智能技術時對其發展方向不確定產生的緊張和恐慌情緒〔27〕,表現為情感上的焦慮〔28〕。人工智能賦能教學機會與空間擴增,為教學提供精準的個性化服務、智能化的資源與支持平臺,獲得了人們的信任。但在人們獲取智能技術帶來便利的同時,又對智能技術產生了依賴,個人思辨能力漸失;教學設計逐步遷就智能課堂輔助系統,抑制了個性化教學。受信息技術素養和智能技術掌控能力的制約,教師在使用智能技術時存在因不確定性造成的緊張和焦慮。

第二,技術主體越界催生焦慮。智能技術將世界抽象化為數字和符號,通過編碼、賦值表達現實。但是,人類在體驗智能技術的全新感覺時,技術往往會反客為主,替代人類主體,虛擬世界的高度沉浸感和真實感會使人們對教育現實的漠視更為嚴重〔29〕。由此,人類將難以解決的問題讓渡給技術,催生了智能教學輔導、智能教學監測評價。利用人工智能的技術優勢,為學習者提供精準學習內容,但在投放這些“量身定制”的學習方案時被發現存在同質化問題,產生“群體極化”現象〔30〕,造成資源同質化,抑制了學生個性化發展。利用智能技術可以實現教學評價,但教育數據更新慢、片面捕捉等問題產生了“教育數據服務偏見”,甚至產生邊緣化某些群體的數據樣本,導致智能教育評價數據樣本“污染”。

(三)數據濫用引發安全隱患

數字世界產生了大量的用戶數據,在數據使用中很容易產生個人信息的泄露、被利用現象〔31〕,甚至產生違背倫理道德的教育數據〔32〕,引發數據安全問題。

第一,教育數據管理體系滯后。信息技術跨越了時空制約,數據信息借助網絡可以迅速擴散,而原有的教育數據管理體系滯后,難以有效解決數據運用中出現的新問題。信息時代,網絡平臺間競爭的底層邏輯是數據的競爭,在壟斷利潤的誘惑下,一些教育平臺企業徘徊在個人信息隱私的紅線邊緣,過度使用甚至盜用數據,造成數據安全問題更為突出。

第二,數據使用不規范。信息技術發展產生了豐富多樣的智能教育產品,但多數平臺會設置用戶信息門檻,用戶只有輸入大量個人信息后才能使用。由于監管不到位及教育倫理缺失,教育平臺借提供教育精準化、個性化服務的緣由,利用技術優勢,不斷擴大數據采集邊界,極力獲取用戶數據,甚至在未經用戶同意的情況下自動獲取數據信息,逐漸將個人隱私信息讓渡給智能技術,產生個人隱私泄露,導致數據安全問題。

四、信息技術賦能義務教育高質量發展的路徑

發揮信息技術優勢,促進其與義務教育深度融合,積極應對信息技術帶來的挑戰,需要構建有效的義務教育機制和數據治理體系,將信息技術轉化成賦能義務教育高質量發展的內生動力。

(一)完善義務教育管理機制,加強農村信息化基礎設施建設

義務教育高質量發展的核心要義是“質量和公平”。實現優質均衡是義務教育高質量發展的基本目標。在傳統的二元結構的影響下,教育資源分配的不平衡,使得義務教育發展存在不充分不平衡的問題。在新形勢下,堅持“辦好人民滿意的教育”的宗旨,促進義務教育向“好不好”“優不優”轉變。基于義務教育高質量發展的要求,應該完善義務教育管理體制,統籌規劃,利用信息技術的優勢,科學配置教育資源,消除因地區經濟發展不平衡帶來的教育資源投入差距;健全義務教育管理體制,加快農村學校信息化建設步伐,提升農村辦學條件;建立義務教育高質量發展的長效機制,提升農村教師待遇,以信息化建設拓寬農村教師專業發展空間,吸引廣大教師積極投身于農村義務教育事業之中,推動義務教育高質量發展。

縮小城鄉學校的信息資源差距,是推動教育均衡發展的基礎。消解教育信息化帶來的數字鴻溝,需要合理配置城鄉信息資源,加強農村信息化基礎設施建設和中小學信息基礎服務建設,利用“新基建”契機,推進5G網絡、衛星寬帶網絡的普及,構筑智能化的教育環境,建設教育資源共享平臺,擴大優質資源覆蓋范圍,使農村學生能夠享受數字紅利,接受優質教育資源,阻斷貧困的代際傳遞,提升農村義務教育發展質量。

(二)制定義務教育信息化發展規劃,打造人機協同教育模式

信息技術嵌入義務教育實踐,體現為智慧教育資源表征形態和組織機制的變革。為有效發揮信息技術功效,需要加強義務教育信息化發展的頂層設計,統籌戰略發展規劃。樹立以人民為中心的教育發展理念,堅持立德樹人的宗旨,完善義務教育信息化應用管理制度,構建有效的協調機制,部署義務教育信息化發展戰略。組建數據管理機構和教育專家團隊,為教育信息化發展規劃提供指導。完善數據治理保障體系,促進數據規范使用,并促使其融入教育運行體系,充分發揮數字技術效能,支撐義務教育高質量發展。

信息技術在教育場景的應用,有助于提升教學效率、優化教學過程,但也帶來了技術依賴,甚至教育誤導,引發教育焦慮。因此應加大底層技術研發,構建人機協同機制,消解教育焦慮。從技術層面看,重點開發數據獲取的前端傳感技術,獲取多維度的全面數據,保證數據客觀準確,避免數據誤導。從設計層面看,構建人機結合的交互式關系,發揮人類智能和人工智能的各自優勢,尊重教育規律和人類智能決策權,發揮智能技術優勢,精準分析學習數據,打造人機協同學習模式,機器主要負責教學中的常規性、重復性的工作,人類則負責情感關懷、教學決策和創新能力培養、思維啟迪等問題,構建人機協同的智慧教育新樣態。

(三)挖掘數據潛能,構建義務教育有序治理體系

數據是信息時代下重要的生產要素,是教育實踐變革的動力引擎〔33〕。利用數據的優勢,促進教育決策智能化、科學化,是推動義務教育高質量發展的有效路徑。數據的產生、管理和運用,為教育管理方式向數據驅動轉變提供了條件。從數據本身的價值意蘊看,通過智能技術對大量數據分析,能全面表征教育要素及教育管理過程,可以精準把握教育全貌,有效分析教育規律并進行預測。從數據應用看,通過數據挖掘技術,發揮數據潛能,建立智能分析系統模型,通過精準匹配,優化教學方案,提供個性化服務,促進教育科學決策。

享受信息技術帶來的紅利,必須解決好數據安全問題。這就要求建立數據應用保障機制,構建義務教育有序治理體系。首先,制定法規,建立數據安全保護制度。充分運用法律手段,制定信息技術使用法規,建立信息技術行業規范,對數據的采集、使用、傳播等行為進行嚴格規范,嚴厲打擊數據濫用、盜用、侵犯個人信息隱私權等行為,為合理安全使用數據提供保障。其次,利用新技術保障數據安全使用。加大數據安全技術的開發,利用新興的數據安全技術,構建教育服務監測體系,防止和杜絕用戶數據和個人隱私信息泄露。最后,打造良好的數據服務倫理秩序。以人為本,加強倫理道德宣傳和教育,增強人們的個人信息防范意識,提升信息服務行業人員的倫理素養,引導人們有序、規范運用數據,構建穩定、安全的智能教育環境。