教育信息化的系统框架

[提要] 本文针对教育信息化的基本环节及其相关制约因素提出了一个系统框架。在实施层面上, 要围绕信
息化教育实践这一轴心环节, 抓好硬件基础设施、软件资源与服务、人件(人力资源) 建设和规划管理工作。教育
信息化进程会在很大程度上受到思想观念、教育投资、体制和文化等因素的制约。本文按照这一框架对我国教育
信息化的现状作了反思。

[关键词] 教育信息化; 系统框架; 教育技术; 信息技术

以教育信息化推动整体教育改革与发展是我国当前教育发展的重要方向。教育信息化绝对不简单只是技术问题, 而是一个包含诸多侧面与环节的系统工程。因此, 教育信息化的推进急需一种系统的整体发展战略。本文拟提出一个关于学校教育信息化的系统框架, 并对我国教育信息化的现状和面临的挑战性问题进行反思。

一、教育信息化的系统框架
所谓教育信息化, 是指将信息通讯技术( ICT ) 充分整合应用在教育系统之中, 在一定程度上实现教育教学、组织管理、校园生活服务等活动的数字化、网络化、虚拟化, 从而提高教育质量和效率, 最终形成适应信息社会要求的新教育模式。祝智庭把信息化教育的特征概括为教材多媒化、资源全球化、教学个性化、学习自主化、任务合作化、环境虚拟化、管理自动化。在国际上, ICT 的教育应用经历了一个从技术中心观到系统观的演进过程, 当前研究者非常强调与技术应用密切相关的教育模式和组织文化的转型问题。英国教育传播与技术管理局(BECTA ) 认为, 为了推进ICT
的教育应用, 需要集中抓好三个方面的问题: 基础设施、内容资源和培训。我国在发展网络教育的过程中总结出了“路(基础设施)、车(教学平台)、货(课程资源)、司机(教师和学生等)、交通规则(标准与规范) ”全面发展的经验。以有关研究与实践为基础, 笔者对学校教育信息化的整体发展作了分析, 提出如下系统框架, 如图所示。

　
教育信息化的系统框架

在整体框架中包含两个层面: 内层是教育信息化的执行层, 涵盖了五个相互制约的基本实施环节。教育信息化的轴心环节是教育实践, 即教师、学生及管理者等将ICT 整合运用在教育系统中, 从而实现更高效、更高质量的教育活动, 这是教育信息化的最终目的。围绕这一轴心环节, 需要进行硬件基础设施、软件资源和人件(人力资源) 等三方面的建设, 这是推动信息化教育实践的三个基本的发力点。而上述环节的实施必须通过系统有效的规划管理来保证。外层是教育信息化的动力层(制约层) , 其中涉及到制约教育信息化进程的主要因素, 包括思想观念、教育投资、体制
以及一个国家和民族特有的更广义的文化。这些因素会在很大程度上通过作用于对教育信息化的规划管理而影响制约教育信息化的整体进程, 反过来说, 观念创新、体制创新、文化创新和教育投资的增加与合理分配将为教育信息化提供强大动力。

二、教育信息化的执行层
1. 教育实践
下面分三个主题对ICT 在教育中的实践应用作概括分析。
(1) 开设ICT 课程
计算机进入我国中小学可以追溯到1982 年, 5所大学附中进行了计算机教学的实验, 后扩展到24所中学。受国际上关于“计算机语言是人类的第二文化”的观点的影响, 当时的计算机教育主要以BAS IC语言为主。从上世纪80 年代末90 年代初开始, 中小学的计算机教育开始更多地关注常用工具软件的学习。当前, ICT 作为学习对象在世界上得到了更广泛的重视, 其内容也从计算机教育发展到了ICT 教育,进而在更深的意义上强调信息素养(Information Literacy) 的培养, 使学生具备有效地获取信息、批判性地评价信息、准确地和创造性地使用信息的能力, 成为成功的终身学习者, 成为未来信息社会的积极有效的成员。2000 年, 国家教育部决定在10 年内逐步在中小学普及信息技术教育, 这是我国教育信息化中的一个重大举措。在推进信息技术教育的过程中, 我国当前面临一些挑战性问题: ①教什么: ICT 课程体系的目标定位、内容设置以及各学段之间的衔接。②如
何教: ICT 课程的教学方法问题。③ICT 知识能力与信息素养的测评方法。④师资缺乏。

(2) ICT 在各课程教学中的整合
在早期, 人们更多把计算机等ICT 看作是一种新的高级的教学媒体, 在教学过程中完成内容表现和传递的功能。这是与传统的以知识传授为中心的教学模式相适应的。近来, 人们更多强调把ICT 作为功能丰富的工具灵活地整合在各种学习和教学活动中, 借助ICT 的优势创建新型的数字化学习(e-Learning)环境, 实现新的学习模式。教育部在“校校通”以及“国家基础教育课程改革”等项目中都明确提出要大力推进ICT 在各门课程教学中的整合应用, 一方面促进各科的教学, 同时也在各科的学习中强化学生对ICT的掌握和应用。当前, 我们急需探索ICT 在不同类型的学习活动(如接受性学习?探究性学习、个别化学习/合作学习等) 中的整合模式及其有效条件, 包括如何在现有的教学模式中更广泛地使用ICT 以提高教学
的效果和效率, 以及如何利用ICT 促进新的教学模式的实现, 推动教学改革的进行。

(3) ICT 在其他工作中的应用
ICT 还可以用在教育领域的其他各项工作中, 包括教育科研、教育管理、家校合作、学校社区服务以及学校以外的终身学习等, 提高整个教育系统的质量和效率。

综观各国的教育信息化, 当前ICT 教育应用的实践发展表现出以下三大趋势:

 ① 整合(Integration) : 要想有效地运用ICT 来推动教育改革, 必须把ICT 整合到各类教育活动和整个教育体系之中, 将ICT 与原有的技术手段整合起来, 将技术整合在各门课程之中, 将技术整合在学习、教学、管理、教师发展等各类学校活动之中, 将技术应用与教学模式革新和组织文化转型整合起来, 最终利用ICT建立新型的充满活力的教育生态系统。

②普及(Generalization) : 长期以来, ICT 的教育应用一直局限在少数顶尖学校和先锋教师之中, 且主要应用在少数的师范课上。如何把ICT 真正推广到各个地区和各个学校, 使所有教师和学生都能在自己的教或学的活动中广泛使用ICT , 这是当前面临的一个重要问题。

③全纳(Inclusion) : ICT 不应只是少数人的特权, 所有学生都应有机会受益于ICT , 无论其社会经济状况、能力、个性、性别、种族或所在地区如何。必须促进学生对ICT 资源的普遍公平受益, 减小教育领域中的“数字鸿沟”。另外, 在使用技术时, 应该更好地在教学中适应学习者的个别差异, 包括其学习风格、能力水平、性格特点等, 尤其是要为有特殊需要(包括生理需要和心理需要等) 的学生提供相应的支持帮助, 使他们也能通过利用ICT 来获得更好的发展。

2. 硬件基础设施
为了将ICT 充分整合在教育活动中, 必须具有基本的硬件基础设施条件。硬件基础设施建设的基本目标是建立能使教育者和学习者广泛受益的计算机及网络硬件环境, 并持续地运行维护和更新。这些硬件基础设施主要包括学校内部的计算机与相关外部设备, 其他各种ICT 仪器设备(包括电视机、投影仪等)、计算机网络, 以及地区性教育网(城域教育网) 和全国性教育网等, 另外, 硬件基础设施建设也包括有关建筑物和相关辅助资源的准备。

硬件基础设施建设的行为主体主要是各级政府和各级教育机构。具体来说, 国家以及各级地方政府应该负责国家及各地区范围内的信息基础设施的建设, 为教育系统提供基本的网络等基础设施保障; 各级教育行政部门应与各级政府相协调, 负责所辖区域内的面向教育需求的硬件设施建设, 如城域教育网等; 各级各类学校应在各级教育行政部门的支持和规划之下负责本学校的硬件设施建设。这里所说的行为主体是指行为的实施责任方, 但并不意味着他们都是筹集经费的责任人, 各级政府应该主要承担经费筹集的责任。另外, 硬件基础设施的建设也必须采用社会化的方式, 依靠市场机制。

当前, 世界各国对于面向教育的基础设施建设都给予了高度重视。2000 年, 美国在新的国家教育技术目标中强调, 要让所有学生和教师都能在教室、学校、社区或家里使用ICT。英国从1998 年开始以16 亿英镑的巨资着手建立国家学习网(National Grid forLearning) , 作为英国通往信息高速公路的主要的教育门户。据统计, 1997 年, 美国中小学的学生?计算机比已由1985 年的63∶1 降至6∶1。到1999 年为止,美国中小学的学校联网率达到了95% , 各种教室的联网率达到了63%。2001 年, 英国中学的学生/计算机比(人机比) 是7∶1, 小学是11∶1, 所有中学都有2Mbps 带宽到桌面(BECTA 资料)。在1998- 1999年, 国际教育成就评价研究协会( IEA ) 组织了第二届国际ICT 教育应用研究项目, 对26个国家和地区作了调查。其中一个结果显示, 加拿大、新西兰、新加坡、挪威等国家有较高的电脑普及率, 其学生/计算机比在小学为18∶1 或以下, 中学为15∶1 或以下。俄罗斯及大部分东欧国家、中国台北和香港、日本的计算机普及率较低, 学生/计算机比在小学为50∶1 或以上, 中学为30∶1 或以上。联合国教科文组织的研究表明, 当前世界各国在建设硬件基础设施的过程中尝试了各种发展策略, 包括教育界与企业界联手合作、企业和政府机构等为学校捐赠设备、中小学与大学建立合作关系、学校与当地社区密切合作开放和共享资源, 以及设立教育技术基金项目(如美国教育部的“技术创新挑战基金项目”) , 等等。

对于我国来说, 硬件基础设施建设是一项任重道远的任务。据2000 年底29 个省市的不完全统计, 我国各级中小学拥有各类计算机共204. 9 万台, 其中有4 600 所学校建立了校园网, 相对于630 890 所中小学的2 亿多的中小学在校生而言, 计算机的普及率实在很低, 远远低于国际水平, 而且存在巨大的地区差异和学校差异。2000 年, 教育部启动了“校校通”工程, 基本目标是用5～ 10 年时间, 使全国90% 左右的独立建制的中小学校能够上网, 使中小学师生都能共享网上教育资源, 提高中小学的教育教学质量。这一工程的实施对于我国教育信息基础设施建设将起到重要的推动作用。

3. 软件资源与服务
这一环节的基本目的是为学习者、教师及教育机构提供高质量的软件工具、内容资源和相关服务。软件资源包括各种备课系统、学习管理系统(LMS)、多媒体网络课件、学科资源库素材库、计算机辅助测验系统、框架型学习工具软件(如建模软件、几何画板等)、教育门户网站、教育数据库及管理系统以及其他各种工具系统等。图书馆、博物馆、科技馆、美术馆等公共服务机构可以借助多媒体网络技术为教育提供
丰富的、高质量的资源和更便捷的服务, 这也是非常宝贵的教育资源。

软件资源建设的行为主体更为多元。学校应该立足自身的特色和需求适当设计开发更多的校本资源,以满足教学中的特定需求, 并与其他学校共享。地方教育行政部门应以电教馆、信息中心等机构为基础建立地区性的教育资源中心, 通过购买、开发、搜集筛选、整合等各种途径建设面向本地区的教育资源, 并促进资源的充分利用和共享。国家教育行政部门应该集中组织前瞻性和创新性软件资源的研发, 建立教育软件的基本标准或规范, 制定关于教育软件市场的规则, 促进软件资源的广泛共享和应用。大学和科研机构以及博物馆、美术馆、科技馆、公共图书馆、教育电
视台等公共服务机构应该发挥自身优势, 开发有特色的丰富的多媒体网络教育资源。各教育软件公司在教育软件资源的开发服务上应扮演重要角色, 从而形成丰富的教育软件资源市场。

当前, 教育软件资源建设倍受各国重视。1996年, 美国《国家教育技术计划》中明确提出, 要让多媒体和网络学习资源成为每个学校的课程的有机组成部分。英国则在1998 年的国家学习网建设规划中提出, 要使英国成为优质网络教育资源的中心, 成为领先的教育服务出口国。我国对教育软件资源的建设给予了较高的重视, 先后多次设立重大项目研制面向基础教育、高等教育的教育软件, 各级学校也面向自己的需要开发了大批课件。但迄今为止, 适用的教育软件的缺乏仍然是妨碍教师广泛利用ICT的一个重要原因。而且, 现有教育软件多以传统教学模式为基础,未能充分发挥ICT的优势促进新型学习模式的实现, 教学模式明显落后。这一问题在国际范围内具有一定的共同性。调查显示, 在利用ICT进行教学时,传统的教学模式在一些国家或地区较为普遍, 如日本、芬兰、新加坡和中国的台湾、香港等, 中学较小学的教学模式更传统。这些地方的ICT应用政策有一个共同的倾向: 多强调教师在教学上使用电脑, 而非强调让学生在学习中使用电脑。

4. 人件(humanware)
技术是教育中的工具性要素, 技术只有为人所使用才能转化为现实的教育“生产力”。人件建设的基本目的是使学科教师、学生、技术统筹人员、管理者等都对ICT形成积极的态度, 具备基本的ICT知识技能,掌握ICT在学习、教学和管理中的应用方式, 能够充分利用技术提高自己的工作成效, 促进教学改革。为此, 必须对学生进行ICT和信息素养教育, 对教师、技术统筹人员和管理者等进行ICT用于教育的相关培训, 并针对他们在实际应用过程中出现的即时性需求提供持续性支持。人件建设需要各级教育行政部门、学校、教师培训机构和社会力量的共同努力。教育行政部门应通过制定政策和拨款推动教师培训的实施, 并通过制定规范来保证和监督教师培训的质量。学校要按照国家的有关政策和自己的具体需求制定教师培训的具体规划和方案, 为教师和其他人员提供培训机会和相关支持。各类教师培训机构及有关社会力量可以按照国家的教师培训规范及学校的具体需求提供高质量的培训服务。

当前, 为推动ICT整合于教育的进程, 教师培训已经成了一个瓶颈性问题。一些国家制定了关于教师的教育技术能力的标准或要求, 以规范教师的职前培训和在职培训。美国国际教育技术协会(ISTE) 先后针对教师、学生和教育管理者等分别制定了教育技术标准和相应的绩效指标。我国政府近年来也对教师的教育技术培训给予了高度重视。1999年, 教育部启动了“中小学教师继续教育工程”, 目标之一是提高全体教师的ICT水平, 使全体教师都能在教学中应用ICT。

国际范围内的教师培训经历了一个模式演进过程。最初的教师培训更多采用了“分离模式”(或称“技术中心模式”) , 往往着眼于技术本身。当前, 研究者更多强调“整合模式”, 强调培训的重点是技术的教育应用, 是技术在课程和教学中的整合。在培训方式上, 教师培训一般是开设专门的培训课程, 教授有关的知识技能。除此之外, 还需要把ICT融合到培训活动之中, 使教师在培训中亲身经历和体验信息化的学习环境, 熟悉ICT, 熟悉这种环境中的学习和教学。整合培训模式对于我国的教师培训具有重要意义。

5. 规划管理
教育信息化是一项非常复杂、非常困难、非常昂贵的事业, 涉及到不同执行环节和相关的制约因素。同时, 教育信息化又需要经历一个长期的发展过程,而不是一蹴而就的。因此, 对教育信息化的规划管理具有非常重要的意义。对教育信息化的规划管理包括两个层次: 其一是国家或地区层次上的宏观规划管理, 主要是结合国家或地区的教育整体发展的需要,考虑有关制约条件, 制定硬件、软件、人件和教育实践发展的总体目标和实施方案, 监控实施过程中出现的问题。国家或地区政府要根据教育信息化的发展修改、建立有关的法规制度, 建立有关的标准和规范, 并
建立开放化、协作化和市场化的机制, 来解决教育信息化中的种种问题。世界银行1998年对拉美地区的研究表明, 很多国家在即将步入21世纪时尽管加大了资金投入, 但却缺少关于教育技术的清晰规划和战略, 而规划的缺乏往往会导致资源的浪费和实施过程的低效。其二是学校层次上的微观规划管理, 主要是根据国家和地方政府的整体规划以及本学校的发展目标和具体条件, 制定本学校的教育信息化目标和实施方案, 并对教育信息化的进程进行管理监控。

三、教育信息化的动力层(制约层)
1. 思想观念
教育决策者以及实际工作者对教育信息化所持有的思想观念和眼光是制约教育信息化的进程和发展方向的一个重要因素。教育信息化本身是否重要?它能否给教育带来实质性、建设性的变革?

当前教育发展中面临种种问题, 教育信息化是否是其中值得投入大量财力和人力的问题?对于教育信息化的这些价值判断无疑会影响教育决策者和工作者对于教育信息化的态度和动力。另一方面, 人们也应该对教育信息化具备理性的认识和眼光, 而不单单具备对信息化的盲目狂热。教育信息化实质上要做什么? 其长远目的和深层意义是什么?应该通过怎样的途径和过程实现教育信息化?这些方法论意义上的认识会在很大程度上左右一个国家、地区或学校的教育信息化的方向。当然, 人们的观念也会随着教育信息化的进行而不断更新。

2. 投资
投资是制约教育信息化发展的另一重要要素。O sin对发展中国家的ICT教育应用作了研究, 发现这些国家平均每年花在每个学生身上的计算机教学
投资是84美元。这个标准并不高, 但考虑到中国2亿多中小学生, 这将需要巨大的投资。另外, 投资不仅仅包括硬件基础设施等有形资产所需要的经费, 而且包括软件资源建设、教师员工培训、管理运行、维护升级以及为鼓励教育信息化改革所支付的人员奖/酬金等。而且, 投资不是一次性的, 而是需要根据教育信息化发展制定长远的预算。但是, 各国对教育技术的投资往往存在“重硬轻软”、“重建设轻运行轻发展”的偏向。比如, 英国教育与传播技术管理局对英国教育技术经费开支的分析表明, 硬件基础设施的开支占到了总经费的78% , 教育资源、培训和运行三项的开支分
别只占7%、13% 和2% , 这种投资模式不利于教育技术的有效利用(BECTA 资料)。我国的教育技术投资也存在类似的倾向。

当前, 我国的教育信息化水平存在较大的地区差异和学校差异, 其中有观念、体制的原因, 但经费投入的差异是一个主要原因。如何在教育经费很有限的情况下发展教育信息化, 这是我国当前面临的一个突出问题。为解决这一问题, 一方面需要探索如何通过多种途径增加对教育信息化的投入, 包括采用银行贷款、分期付款、福利彩票等各种经济金融手段; 另一方面需要探索因地制宜的多元化教育信息化模式。

3. 体制
一个国家或地区的教育信息化会在很大程度上受到其教育体制和社会政治经济体制的影响。各国在教育发展的过程中已形成一套学制结构和教育体系,原有的学制结构和教育体系会对教育信息化、网络化产生一定的制约作用。另外, 从教育行政体制看, 中央集权制的国家倾向于对整个国家的教育进行整体规划、统筹安排; 在地方分权制的国家, 中央政府只是制定全国规划, 由地方政府对教育进行立法、管理。这两种行政体制会直接影响到教育信息化的管理和发展模式。从经济体制来看, 西方国家长期采用了市场经济体制, 因而在教育信息化过程中也更善于运用市场杠杆。比如, 英国在实施教师培训时, 作为政府部门的教师培训局并没有简单通过行政命令来规定教师到教育学院等机构接受培训, 而是重点解决好以下几
个问题: (1) 教师达标标准的制定。(2) 教师需求的确定。(3) 培训机构的资格认证。所有提供ICT培训的机构都必须提出申请, 然后由教师培训局加以认证。(4) 培训质量的监督考核。英国政府从六合彩基金中拨出2. 3亿英镑资助教师ICT培训。政府按教师数将经费拨给各学校, 由各学校在通过认证的培训机构中进行自主选择, 这样便形成了一个充满竞争而又有序的教师培训市场。我国目前仍处于计划经济向市场经济的转型时期, 加之又有封闭的小农经济的传统影响, 因而在教育信息化过程中还未能充分发挥市场的作用。

4. 文化
文化是一个含义广泛的概念, 概括地说, 文化是人类生产实践和社会实践活动中所采用的方式和创造的物质和精神成果的总和。应该说, 前文所述的三个制约因素也是文化的一部分, 除了这些因素外, 一个国家或地区的教育信息化进程还会受到更广泛的文化的影响, 包括其科技文化发展水平、教育传统、思维方式、社会生活方式等等。教育技术中的文化问题近年来格外引起了学者们的关注。任何一种教育技术产品都体现了它所产生的文化和社会的特征。另一方面, 同一种技术工具在不同文化之中可能产生不同的应用方式, 导致不同的效果。在我国, 计算机教学软件在其发展早期即出现了习题库式课件的泛滥, 网校发展也首先以升学辅导为起点, 而当前现代远程教育的蓬勃发展也主要以学历教育为主, 这些不能不说都体现了中国文化的影响。林晓东提出, 当某种与原有教育文化不完全兼容的新教育技术产品进入到教育领域之中时, 教师和学生实际上要经历一个“反思性适应( reflective adaptation) ”的过程, 对自我、技术工具和环境进行重新审视, 对新的教学结构作出某种程度的选择性适应。在一项研究中, 林晓东分析了当一种具有美国文化特色的教育软件(Jesper 系列) 运用到香港的课堂时所引起的一系列变化, 揭示了导致这些变化的深层文化根源。另外, 目前的ICT及互联网仍以西方发达国家和英语国家为主导, 这些产品和信息内容在很大程度上体现了西方文化和价值观, 这可能会在信息时代强化新的“文化帝国主义”(culturalimperialism ) , 从而对年轻人的教育产生重要影响。因此, 在教育信息化过程中, 我们一方面要适应信息化
的要求进行文化创新和发展, 同时又要保护和发扬中华民族的优秀文化。

综上所述, 本文针对教育信息化的基本实施环节及其相关制约因素提出了一个系统框架。该框架可以在一定程度上指导教育信息化的实践, 在推进教育信息化的过程中, 我们必须全面考虑上述环节和问题,系统推进, 以避免不必要的曲折。另一方面, 该框架也可作为关于教育信息化研究的参考模型, 我们急需围绕上述相关侧面和问题进行多学科、多视角的深入研究, 为我国的教育信息化提供有力的理论支持。口众多、教育发展不平衡的实际情况, 在教学内容、知识深度等方面做出一个科学、合理且又切实可行的方案, 如何针对高中学生的知识基础和开课学校师资、
设备、软件的实际情况开展教学的问题。

2. 课程名称的确定问题。例如, 考虑到高中信息技术课程体系现状以及课程所涵盖知识面的需求, 可以考虑将该课程定名为“智能信息处理”。这样, 课程内容中除了包括上述人工智能概念、技术与应用, 还可以包括信息技术的其他前沿内容的简单介绍。

3. 课程教学过程设计问题。在课程的教学中如何让学生通过实例演示或实际应用, 体验常见的人工智能技术的应用过程, 知道其基本的工作原理; 如何结合Internet 信息资源检索与利用的活动实践, 以任务驱动的方式开展人工智能教学, 例如在专家系统的教学中可以设计如下的教学活动: 通过一个简单专家系统的使用, 体验用专家系统求解问题的基本过程, 进一步采用一个常用的专家系统外壳, 以小组合作方式
设计、建造一个简单、实用的小型专家系统。