美國高校教學數字化轉型：脈絡、路徑與鏡鑒

作為全球高等教育數字化的先驅，美國通過一系列政策框架和技術創新推動了教學領域的深度變革。美國教育部發布的《國家教育技術計劃》不僅為高校提供了明確的教學數字化轉型路徑，而且還推動了教育技術的系統性整合，更提升了教學質量與學習體驗。此外，美國高等教育信息技術協會（EDUCAUSE）的《地平線報告》進一步確立了數字化轉型為未來教育發展的戰略核心，促使各大高校在宏觀層面與微觀層面積極探索數據驅動的教學新模式。

美國高校教學數字化轉型的脈絡與逆境

1.美國高校教學數字化轉型的脈絡

美國高校教學數字化轉型經歷了四個關鍵的發展階段，每個階段都有其獨特的技術創新優勢和教育變革特點。

第一，早期發展階段（2000年以前）：初步探索與基礎奠定。美國高校教學數字化的探索始于信息技術的初步應用，其中計算機輔助教學（Computer-AssistedInstruction，CAI）和在線課程是早期的嘗試。這些創新的教學方法旨在通過技術手段提高教育的可達性和效率，以滿足日益增長的學習需求和多樣化的教育環境。1970年，新澤西理工學院（NJIT）的默里·圖洛夫（MurrayTuroff）和羅克珊·希爾茨（RoxanneHiltz）教授開始利用校內的計算機網絡進行混合學習模式的實驗。他們將傳統的面對面教學與在線討論相結合，創造出一種新的學習方式，即“計算機介導的通信”（Computer一Mediated Communication，CMC）。[這一模式的創新之處在于，不僅增強了學生之間的互動性，而且還為遠程教育提供了新的可能性，允許學生在不同地點進行交流和合作。隨著時間的推移，越來越多的教育機構開始認識到在線教育的價值和潛力。哥倫比亞大學和耶魯大學等頂尖學府也開始投入大量資金開發在線課程，旨在為校友以及更廣泛的群體提供接受高等教育的機會。[2]這些早期的嘗試為后來的教育創新積累了寶貴的經驗，推動了技術與教育的深度融合，為日后在線教育的迅猛發展奠定了重要基礎。

第二，中期發展階段（2000年—2011年）：普及推廣與開放共享。進入21世紀后，隨著互聯網的普及和寬帶網絡的建設，美國高校開始積極推廣在線教育和混合式學習。這一時期的技術變革為高等教育的轉型奠定了堅實的基礎，學習管理系統（LearningManagementSystem，LMS）如Blackboard平臺和Moodle平臺逐漸普及。這些系統為教師提供了一個集中管理課程材料、布置作業、評估學生和進行互動的平臺，極大地方便了教學過程，并為后來的在線教育和混合式學習模式的實施提供了必要的技術支持。[3]2002年，麻省理工學院（MIT）推出的網絡開放課程（OpenCourseWare，OCW）計劃，免費在線發布所有課程材料的倡議，標志著對開放教育的重大承諾。[4]這一舉措不僅提升了教育資源的可獲得性，而且還影響了全球眾多教育機構采取類似做法，從而推動了開放教育的進一步發展。麻省理工學院的這一創新實踐引發了更多高校意識到，教育資源的共享和開放可以為學習者創造更大的價值。在此基礎上，開放教育全球聯盟（OpenEducationGlobal，OEGlobal）的成立與麻省理工學院的開放課程項目緊密相聯。到2014年，該聯盟的重點擴展至更廣泛的開放教育愿景，涵蓋了開放課件之外的其他成員和開放教育形式。[5]然而，盡管在這一階段技術有了顯著的發展，在線教育的廣泛普及仍未真正到來。

第三，加速發展階段（2012年一2019年）：創新擴張與技術賦能。2012年，被譽為“M00Cs元年”，標志著大規模開放在線課程（M00Cs）的迅猛崛起。Coursera、edX和Udacity等平臺成為這一教育革命的先鋒，迅速吸引了大量用戶和學生，使得數百方全球學習者能夠以極低的成本或完全免費地接觸到世界頂尖大學的優質課程。]斯坦福大學的兩位教授在這一年推出了基于課堂錄制的人工智能M00Cs，成功吸引了超過100，000名學生注冊參與，這一現象引發了廣泛的關注和討論，進一步推動了M00Cs在全球的迅速擴展。］這一趨勢不僅極大地推動了在線教育的發展，而且也使得高等教育變得更加開放和普及，更打破了傳統教育的地理和經濟壁壘。與此同時，人工智能（AI）虛擬現實（VR）和增強現實（AR）技術的應用探索為數字教學注入了新的活力和創新可能性。這些新興技術不僅豐富了教學手段，而且也提供了更為沉浸式的學習體驗，使得學生能夠在更真實的環境中進行學習。這種教學模式的轉變不僅激發了學生的學習動機，而且也增強了學習效果，推動了教育的進一步革新。隨著信息技術的不斷發展和應用，未來的教育將迎來更多的可能性和挑戰。

第四，轉型發展階段（2020年至今）：危機驅動與技術重塑。新冠肺炎疫情的暴發極大地加速了高校教學的數字化轉型。隨著美國國內感染率的急劇上升，許多高校在2020年3月份迅速轉向在線教學，以應對疫情帶來的挑戰。[8]美國高校加快了數字化轉型的步伐，將大規模的在線學習、混合式教學模式以及新興技術，如人工智能、虛擬現實等引入課堂。高校教師和學生在短時間內必須適應新的學習和教學環境，迅速掌握各種在線教學工具和平臺。同時，人工智能在教學的應用中發揮了重要作用。AI技術通過提供個性化學習體驗，使每個學生都能在適合自己的節奏下學習。9此外，AI還輔助教師進行課堂管理和學生評估，減輕了教師的負擔，讓他們能夠將更多時間投入到教學內容和學生互動中去。在佐治亞理工學院，由IBM的超級電腦“沃森”（Watson）開發的名為吉爾·沃特森（JillWatson）的AI驅動的聊天機器人擔任助教工作。吉爾·沃特森以 9 7 % 的準確率，每學期能夠高效地處理約10.000名學生的咨詢，展現出超越人類助教的響應能力，為300名學生的課程提供了巨大的支持。[10]更進一步，AI技術利用數據分析能力，幫助教師識別學生學習中的困難，及時提供反饋和支持。印第安納州的常春藤技術社區學院（IvyTechCommunityCollege）使用來自10.000個課程部分的數據進行了一項“學生成功項目\"（ProjectStudentSuccess）試點研究。通過在學期的前兩周內識別出16，000名有可能不及格的學生，到學期末，有3.000名學生免于不及格，9 8 % 的學生獲得了C或更高的成績。[1]這種數據驅動的方法使教學方式變得更加靈活和高效，能夠實時響應學生的需求，創造出更具個性化的學習體驗。

2.美國高校教學數字化轉型的逆境

在數字化轉型的浪潮中，教學領域正經歷著前所未有的變革。這一轉型不僅涉及到技術的更新換代，更觸及了教學的深層次結構和文化。然而，這一進程也存在一些挑戰。首先，數字化轉型依賴于穩定的互聯網連接和現代化的設備，但對于資源分配不均的地區，這成為一個主要障礙，限制了學生在線學習的機會。其次，教師和學生在面對數字化轉型時，數字化適應性和能力提升成為另一大挑戰。《2023年教師與技術報告》指出，盡管大多數教師偏好現場教學，但他們也認識到整合技術在教學中的重要性。然而，只有 2 1 % 的教師表示在不同教學模式之間切換是容易的。[12]學生的數字化能力同樣重要。“數字承諾”（DigitalPromise）的調查顯示：

5 1 % 的學生在課程完全在線之前對課程非常滿意，但這一比例在完全轉為在線課程后大幅下降至 1 9 % [13]最后，數據安全與隱私問題也尤為突出。高校在大規模使用學習管理系統（LMS）和其他在線工具時，會收集和存儲大量學生的信息，這些內容存在泄露的風險。《學生數據隱私和安全：呼呼透明做法》的報告指出，學生對教育機構的數據使用持懷疑態度，主要是因為缺乏對數據政策的了解。

美國高校教學數字化轉型的路徑

高校教學數字化轉型是一場深刻的教育革新。這場革新要求高校在多個維度上進行策略性的調整和創新，以確保教育的質量和效率在技術浪潮中得到提升，同時保持教育的公平性和可持續性。

1.深化政策引導與資源傾斜

美國政府和相關機構在推動高校教學數字化轉型方面提供了大量支持。聯邦政府通過各種撥款和項目支持高校實施在線教育和數字教學計劃。例如：美國教育部發布高等教育法（HigherEducation Act，HEA），為致力于改善教育技術基礎設施的高校提供資金支持，特別是對少數族裔高校和農村地區高校的支持力度更大。[14]這有助于確保所有學生都能獲得高質量的教育資源，縮小教育差距。美國教育部發布了2024年國家教育技術計劃（National Educational TechnologyPlan，NETP）：縮小數字訪問、設計和使用鴻溝的行動呼吁，該計劃提出了三個關鍵分歧，限制了教育技術在支持教學方面的轉型潛力，包括：數字使用鴻溝、數字設計鴻溝和數字訪問鴻溝[15]。同時，高校也在積極投資于數字基礎設施的升級，以確保在校內外都能提供高質量的數字教學體驗。例如：芝加哥大學的“弗洛托項目”（FLOTOProject），增強了校園無線網絡的覆蓋范圍和穩定性[16]，提高學生和教職工的網絡使用體驗，支持更高效的學習和研究工作。馬里蘭大學圖書館和教與學轉型中心合作創建了一個關于AI和信息素養的在線模塊，該模塊可以插入到任何課程中。通過為這些工具的機制和道德提供堅實的基礎以及驗證和引用這些工具內容的策略，培訓學生評估如何在學術工作中負責任地使用基于AI的工具。[17]

非營利組織也在其中扮演了重要角色。美國高等教育信息化協會（EDUCAUSE）組織通過發布研究報告、舉辦研討會等形式，幫助高校了解最新的數字化轉型趨勢，并提供實踐指導，高校及時更新教育策略，保持教育的前瞻性和創新性。美國國際教育技術協會（International Societyfor Technologyin Education，ISTE）是另一個重要的非營利組織，專注于教育技術的推廣。他們發布了ISTE標準，這是一套指導教育者和學校在數字化環境中有效教學的標準，[18]強化教育工作者的數字化能力，改善學生的學習體驗。

2.全面升級教學基礎設施

在美國，數字教學設備和技術的廣泛應用已經徹底改變了高等教育的面貌。從基礎的在線學習管理系統（LMS）到尖端的人工智能輔助教學（AI-driveninstruction），這些工具和技術的應用形式多樣，為教育帶來了革命性的變化。2024年，EDUCAUSE調查揭示了美國高校如何通過多個項目和實踐，利用人工智能來支持教學和學習。例如：峽谷學院（CollegeoftheCanyons）開發的在線課程“駕馭未來：利用生成性人工智能開展開放教學（Navigatingthe Future：OpenEducationwithGenerativeAI）\"，深入探討了生成性AI、開放教育資源（OER）和開放教學之間的聯系。這一課程是加州社區大學校長辦公室零教科書成本（ZeroTextbookCost，ZTC）補助計劃的一部分，旨在通過技術援助降低教育成本。[19]人工智能和大數據技術在教學中的應用正在不斷擴展。哈佛大學和麻省理工學院聯合開發的edX平臺便是一個典型例子。該平臺通過學習分析（LearningAnalytics）技術，能夠實時跟蹤和分析學生的學習行為，提供個性化的學習建議，從而顯著提高學習效果。[20]這種技術的應用為教師提供了寶貴的反饋，幫助他們更好地理解學生的學習需求和挑戰。除了人工智能和大數據，虛擬現實（VR）和增強現實（AR）技術也在教育領域展現出巨大的潛力。斯坦福大學的虛擬現實實驗室（VirtualHumanInteractionLab）已經開發出多個用于課堂教學的VR應用。這些應用通過模擬真實環境，幫助學生在虛擬空間中進行實驗和探究，極大地增強了教學的沉浸感和互動性，[21]為學生提供了一種全新的學習體驗，也為教師提供了一種創新的教學方法。麥肯錫公司2021年進行一項《技術如何塑造高等教育的學習》調查，超過 60 % 的學生表示，自新冠肺炎疫情開始以來，他們所使用的各種教學技術都對他們的學習成果產生了積極影響，由此說明學生需要有趣且高效的工具。[22]

3.提升師生數字化能力

在教學數字化轉型的過程中，教師和學生不僅是變革的直接參與者，而且也是其成果的主要受益者。然而，這一轉型同樣給教師和學生帶來了適應性挑戰。對于教師而言，教學數字化轉型不僅要求他們掌握一系列新興的技術工具，而且還要求他們對課程結構進行重新設計，以適應新的教學模式，其中教師的AI教學素養（AILiteracyin Teaching and Learning，ALTL）變得尤為關鍵。根據EDUCAUSE發布《教與學中的人工智能素養：高等教育的持久框架》（AILiteracyinTeachingandLearning：A Durable Framework for Higher Education）的報告，教師的ALTL涉及對AI基礎知識的全面理解，包括機器學習、自然語言處理和神經網絡。教師必須足夠熟悉通用AI工具，才能批判性地評估AI工具在其教學、研究和行政職責中的應用。[23]

學生在數字化學習環境中的適應情況同樣重要，數字化轉型為學生提供了更大的學習靈活性和資源獲取的便捷性。學生需要掌握AI的基礎知識，如機器學習和自然語言處理，并能夠負責任地將這些工具融入學習和研究中。學生ALTL的核心在于透明和恰當地使用AI技術，旨在增強學術研究而非取而代之。它鼓勵學生在專業環境中培養與AI集成相關的技能，為未來職亞生涯中的AI應用做好準備。高等教育機構通過提供課程、資源和指導，幫助學生熟練地參與和利用AI技術，從而提升他們的數字化能力。這種教育方式不僅讓學生適應當前的數字化學習環境，還為他們未來有效地運用AI 技術，推動社會進步和發展打下堅實基礎。[24]

4.探索多元化數字教學模式

在美國高等教育體系中，數字教學模式的應用已成為主流，主要表現在在線教育（OnlineLearning）、混合式學習（BlendedLearning）以及翻轉課堂（FlippedClassroom）等多種形式上。這種趨勢在新冠肺炎疫情期間顯著加速，2020年春季學期，幾乎所有美國高校都被迫將課程轉移到線上，推動了在線教育的進一步普及。[25]翻轉課堂作為一種革新性的教學模式，在美國高校中也得到了廣泛應用。例如：哈佛大學肯尼迪學院（HarvardKennedySchool）的實踐案例為這一教學模式的應用提供了有力證明。通過“翻轉工具包”（FlippingKit），哈佛大學為教師提供了一套全面的指導方案。[26]

AI在教學領域的應用也逐漸深入。哈佛大學教育研究生院的研究組“TheNextLevelLab”發布《導航生成人工智能的世界：給教育工作者的建議》（Navigating A World of Generative AI： SuggestionsforEducators），報告提出關于評估學習的理念。傳統上，教育成果被簡化為可量化的“產品”，如寫作能力、考試成績和語言掌握程度。然而，隨著生成性AI的出現，這些傳統成果的生成變得更加容易，同時也引發了對學術不誠實行為的擔憂，因為AI能夠創造出看似學生獨立完成的學習成果。因此，報告建議教育模式應該超越對這些表面“產品”的過分關注，轉而強調學習過程的重要性。這種轉變意味著教育者需要重新思考和設計教學活動。通過這種方式，教學模式的數字化轉型不僅僅是技術的更新，更是對教育本質的一次深刻反思和重構。未來的教學模式將是人與AI的合作模式，而不是AI取代教師。教育者應該探索如何通過人工智能來增強教師的能力，而不是僅僅關注AI單獨能做什么。[27]

美國高校教學數字化轉型的鏡鑒

數字浪潮引領高等教育革新，美國在這場教學數字化轉型中扮演了積極的推動者與引領者角色，其經驗為我國教育變革提供了重要啟示與借鑒價值。

1.政策導航：數字化轉型的策源

美國政府通過強有力的頂層設計，推動了高校教學的數字化轉型。例如：《國家教育技術計劃》為高校提供了明確的戰略方向和資金支持，聯邦通信委員會（FederalCommunicationsCommission，FCC）通過“緊急寬帶福利計劃\"（EmergencyBroadbandBenefitProgram），為低收入家庭提供互聯網補貼，旨在縮小數字鴻溝[28]，經濟困難的家庭也能獲得必要的網絡資源，從而提高教育的可及性和公平性。這些政策確保技術應用成為教育改革的重要目標，不僅推動了教學模式的變革，而且還致力于縮小教育資源分布不均的問題，尤其是對經濟落后和資源匱乏地區的扶持。高校積極響應政府政策，紛紛制定內部改革計劃，推動技術與教學深度融合。智慧城市（CitySmart）和智慧網絡（CyberSmart）活動為紐約大學的學生、教職員工提供清晰、可操作的指導，指導他們可以采取哪些措施來維護網絡安全，將網絡安全理論建立在現實世界的經驗中。它通過電子郵件通信、校園數字標牌、社交媒體和支持網站進行部署。[29]

中國可以借鑒美國在政策和高校聯動中的經驗，進一步明確政策框架和實施路徑。首先，要規劃清晰的實施路徑，中國應結合自身國情和教育實際，制定切實可行的數字化轉型計劃，包括建設數字基礎設施、開發數字化教育資源、優化教學模式和學習環境等方面。其次，要加強政策協調與資源整合，確保各項政策措施能夠落地生根、開花結果。同時，保障體系的建設同樣至關重要。中國應建立健全數字化轉型的監管機制、評估機制和激勵機制，確保政策的有效執行和目標的實現。在深化政策引導的過程中，中國還應特別關注教育公平問題。最后，要確保所有學生，特別是偏遠地區和少數民族學生，都能享受到高質量的數字化教育資源。為此，政府應加大對貧困地區和弱勢群體的支持力度，通過政策傾斜和資金扶持等方式，縮小教育數字鴻溝，促進教育公平與均衡發展。

2.智能基建：教學的數字舞臺

美國高校普遍建立了先進的數字基礎設施，從高效的校園網絡到智能學習平臺，確保教學的無縫聯接和高效運作。美國還注重將新興技術融入教學環境，如AI、大數據和虛擬現實等，通過科技增強學生的學習體驗，提升教育質量。這種技術驅動的教育基礎設施為教學數字化奠定了堅實基礎，并促進了教學模式的創新。在推進教學數字化轉型的征程中，中國應深刻汲取美國先進經驗，尤其聚焦于智能基礎設施的建設與優化。當前，雖已取得初步成效，但區域間的發展失衡及技術應用層次的參差不齊仍是亟待解決的問題。為此，須進一步加大對智能基礎設施的投資力度，致力于構建全面、高效的教育信息化生態系統。這不僅要求硬件設施的升級換代，更須注重技術創新與實際應用的深度融合，以此驅動教育內容與方式的根本性變革。通過科學規劃與合理布局，確保每一名學生都能享受到高質量的數字化教育資源，從而縮小教育差距，推動教育公平與質量的雙重提升。

3.模式革新：教學新生態的構建

美國高校憑借多元化的數字教學模式，引領了教學生態的深刻變革。在線教育、混合式學習及翻轉課堂等新興模式已融入日常教學，它們巧妙融合線上與線下的優勢，顯著增強了教學的靈活性和學生的參與熱情。特別是AI、大數據等前沿技術的融入，為個性化學習開辟了廣闊空間，使學生能夠依據個人需求進行自主學習，而教師則能借助智能分析工具優化課程設計，實現精準教學。這一教學模式的創新，不僅極大提升了學生的學習成效，更為解決教育公平與資源分配不均的問題提供了全新的路徑，展現了教學數字化轉型的無限潛力。中國在推進教學數字化轉型的征途中，應著重于教學模式的創新與學習方式的深刻變革，并極力促進教育與AI的緊密結合。通過AI技術的深度融合，教育可以更加精準地對接產業發展需求，為學生搭建起通往未來的橋梁。在此過程中，強化學生的創新能力和實踐能力培養，對于提升學生的綜合素養與競爭力至關重要。當前，中國高等教育領域已見證了一批卓越的在線課程和混合式教學模式的崛起，這些新興教學模式正逐步打破傳統框架，激發學生的無限潛能。然而，面對教學模式相對單一、創新能力亟待提升等挑戰，我們仍須加大研究與探索的力度，以AI為引擎，驅動教學數字化轉型邁向新高度。

4.能力躍升：數字化人才的孵化

在數字化轉型的大潮中，提升教師和學生的數字化能力是確保教育質量的關鍵。美國高校通過持續和系統化的培訓，顯著提高了教師運用數字化工具和方法進行教學的能力。亞利桑那州立大學（ArizonaStateUniversity，ASU）的在線教師中心不僅僅是在線教學教師的資源，還是根據ASU在線課程負責人和來自全校的在線教師的建議開發的，[30]并且在TempeTechHub內設有AI體驗中心，為學生提供了一個體驗最新的人工智能應用的平臺。[31]在推進教學數字化轉型的進程中，提升教師和學生的數字化能力成為首要任務。對于教師而言，接受全面的數字技術培訓，掌握最新的教學工具和平臺，以便更有效地利用數字技術優化教學設計、豐富教學手段并精準評估學生學習成效。此外，教師應培養自身的數字素養，包括數據分析、信息篩選及創新思維等，從而引領學生在數字世界中探索和學習。針對學生群體，提升數字化能力同樣刻不容緩。教育機構應完善課程設置，增加信息技術、編程、數據分析等數字化相關課程，讓學生在理論學習的同時，通過項目實踐、在線協作等方式鍛煉數字技能。同時，鼓勵學生積極參與數字化創新活動，以激發其創新思維和問題解決能力。

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（作者單位：天津師范大學教育學部）

[責任編輯：卜珺]