上海市第二轻工业学校
教科研咨讯
2024-2025年第二学期第4期
发展研究处编 2024年12月28日
习近平总书记在第二十届中共中央政治局第五次集体学习时指出：“教育数字化是我国开辟教育发展新赛道和塑造教育发展新优势的重要突破口。”今天，数字技术不再局限于教授知识，已越来越深入广泛地应用于发掘学生潜质、激发学习兴趣、提升学习效率、促进教育公平。特别是在线教学期间，国家智慧教育公共服务平台数字资源成为教育的生命线。跨越式地实践了大规模的全日制、全学段、全覆盖的在线教育，促进了全国范围内优质教育资源的共享，广泛增强了数字技术在教育教学中常态化应用的信心和基础，开启了数字技术赋能传统教育的新纪元。
本期教科研咨讯，主要围绕“数字化赋能教学”这一主题，摘录了职业教育中数字技术赋能教学的一些文件、案例和研究选题，希望对学校数字化建设工作的推进有所启发。谢谢大家的合作！
发展研究处
2024年12月28日
本期要目
二、数字技术赋能当前教育变革的内在逻辑——从环境、资源到数字教学法...................................... 5
一、数字技术如何赋能教育？
日新月异的数字技术，愈发成为驱动人类社会思维方式、组织架构、运作模式发生根本性变革和全方位重塑的引领力量。以人为本推进教育数字化转型，是中国式现代化人才支撑的战略性需要，也是“坚持以人民为中心发展教育”的根本要求。
今天，数字技术不再局限于教授知识，已越来越深入广泛地应用于发掘学生潜质、激发学习兴趣、提升学习效率、促进教育公平。特别是在线教学期间，国家智慧教育公共服务平台数字资源成为教育的生命线。跨越式地实践了大规模的全日制、全学段、全覆盖的在线教育，促进了全国范围内优质教育资源的共享，广泛增强了数字技术在教育教学中常态化应用的信心和基础，开启了数字技术赋能传统教育的新纪元。
数字教育要承担两项战略使命：一是数字技术赋能教育，二是数字教育应该作为国家数字化转型的人力资源的支撑。具体而言是提升全民数字素养与技能，培养具有数字意识、数字化逻辑思维、终身学习能力和社会共同体责任感的数字公民，激发他们建设人类命运共同体的积极性、主动性、创造性。
针对提升全民数字素养与技能，我们应该怎么做？可以尝试以下4个方面。一是加强顶层设计，围绕系统化培育数字意识、数字化逻辑思维，在国民教育体系内全面融入相关内容。二是不断优化学生数字素养与技能发展环境，不断提升教师运用数字技术改进教育教学的意识和能力，全面推进数字孪生学校建设，持续丰富全社会数字资源的供给。三是完善数字技能职业教育培训体系，建设数字技能认证体系与终身教育服务平台。四是强化数字道德的伦理规范，引导科学合理使用数字产品和服务。
数字技术如何赋能教育，我们应该怎么做？可以尝试以下6个方面。
1.建构数字时代的教育理念和教学范式
数字时代，虽然教育的本质和根本任务不会变，但教育的外部生态、内部形态都发生了变化。过去有关学生成长的学习特征、课程形态、教学模式等认知需要有新的研究和实践来支撑。
建构新的支撑理论和实践范式，重塑新时代的教育理念、体系和内容，由此带来一系列问题。从此前线上教育实践来看，受限于支撑学生互动的技术和设施保障能力的局限，在线教育的前景热点更多被局限在内容分享功能上，关于知识学习的线上功能往往会被首先开发，如名师教学视频、个性作业系统等。因此，如何弥补道德的社会属性力量缺失？如何配备体育锻炼的空间和时间，并且减少网络带来的视力下降、体重上升等一系列健康问题？如何保障学生能够在网络学习中培养欣赏美和创造美的能力？如何在虚拟空间中培养学生的劳动意识和劳动素养？这些都是需要攻克的难题。
未来，数字教育的教学工程将会以怎样的形式、形态和范式来展开？在线教育可能会将师生间的学习互动模式扩展为以学生自主学习为主、智能技术辅助、数字资源支撑的新学习形态。但这种学习形态尚未以一种人们能够清晰理解的方式展现在我们面前。相反，一方面学生学习自由度受限，另一方面学生自律性有限，不能自主按计划开展学习等情况仍比较普遍。
哪些问题是真正的问题？哪些问题会随着数字教育的开展而淡化？这也是我们需要更深入观察和思考的问题。
2.优质资源和应用共享促进区域均衡
数字化内容分享和应用系统复用的边际成本非常低，迁移和使用对技术和设备的要求也不高。这将有利于优质内容资源大规模覆盖薄弱校，有利于成熟好用的应用系统广泛复制到空白校，对于抬高底部、促进高质量教育均衡效果非常明显。
上海在大规模在线教育实践中也发现，优质教育资源的共享在提高薄弱校教师教学水平和激发强校教师活力方面同样效果明显。从我国教育扶贫和教育均衡发展的经验来看，当前全球范围内推进优质教育资源共享，是短期化解经济薄弱国家教育危机最为直接和有效的方案。
但是，我们必须清醒地认识到，优质资源和应用的共享并不能解决教育发展到工业时代与数字时代交汇期面临的矛盾和深层次问题。
3.创建高质量个性化终身学习体系
一个适应新时代发展的高质量教育体系，是教育数字化转型的具体体现，创建的基本遵循是让每个孩子享有人生出彩的机会，核心是以人为本，关键在因材施教，动力源于学习者自身的学习兴趣。数据驱动的大规模因材施教有望成为新的教育核心范式。它有如下几个特征：一是聚焦人的全面健康快乐成长，设计更具弹性的学制，学生基于实践和教材的认知过程交错呼应，身心健康并重，德智体美劳“五育”知行合一。二是以学习者为中心，建构大规模的个性化自主探究学习范式，借助数字技术发掘学习者的潜质，激发兴趣，指导其在最具天资、最感兴趣的领域，用最为科学、最为有效的方式自主学习，使学习者的个体价值在社会上有最大的实现。三是将工业社会备用式的知识学习升级为学习者能力的建构，这些即用即查的知识在未来将逐渐从教育内容中被剥离出来，数字意识、计算思维、数据治理、综合创新能力等构成了新的教育内容的主体。
4.深入推进教育教学变革
深入推进教育教学变革是数字技术赋能教育的核心环节，体现在以下4个方面。一是数据驱动大规模因材施教。二是数据驱动的全过程全要素评价。在数字技术应用中，评价的作用应从遴选回归为诊断，从比短升级为比长。三是数字技术驱动教育教学场景创新。比如，发展基于人工智能的探究式、个性化教学，基于增强现实和虚拟现实等技术的沉浸式、体验式教学，基于新一代通信技术的远端多点协作式教学，基于区块链技术的优质资源分享机制，基于元宇宙技术的游戏化学习范式，基于低代码轻应用的用户参与建构的教育教学新生态。四是基于人技协同赋能教师。
5.系统建设教育数字资源
教育数字资源的本质特征是所有知识点基于逻辑关系系统化地连接在一起。仅仅把课本或者学习资料放在电子化的介质上，还不是真正的数字教育资源，如何系统建设，需要做到以下4点：
一是基于系统化的知识点逻辑关系网络建立知识图谱，其跨学科的属性从根本上纠正了传统学科过度细分带来的教育异化，比如，知行的脱节、学段的脱节、学科之间的脱节等问题。
二是以超现实呈现方式赋能资源，提升教学效果，让学习者更准确感知本来样态，更容易把握到真实的本源。比如，学生学习人体的生物结构，可以通过虚拟现实的方式更形象、具体和真实地去学习。
三是数字化教育内容是学习者建立学习共同体的平台节点。学习者在学习一个同样的知识点的时候，在数字技术的支撑下，就可以以此知识点为连接，形成一个学习共同体。将学习者的能动性不断附着在这个知识点上，或者附着在相应的教育内容上，赋予这个知识点以新的活力和成长性。
四是优质资源和应用共享，可以有力促进高质量的校际均衡和区域均衡。
6.整体推进教育管理与服务业务流程再造
与传统业务流程优化不同，教育数字化转型下教育管理与服务的业务流程再造，首先需要全面梳理物理空间传统的业务流程，然后抽象建立业务的完整数据流程，运用智能技术统筹数据的处理、流转、存储，以数据治理简化业务流程，最终在数字空间建立新的业务逻辑闭环，调用必要的物理空间的元素来完成最终的业务流程的再造。
毫无疑问，数字化转型需要一个过程。它意味着我们要面向数字时代，更新教育理念，变革教育模式，提升全民数字素养与技能，建设高质量个性化终身学习体系，立足为每一位学习者提供最适合的教育；意味着教师要从知识的教授者成为知识的共同创造者、教练员、导师和评价者，努力发掘学生的潜质，激发学习兴趣，因材施教，培养他们的综合创新能力。同时更需要注意的是，在数字化转型和数字教育的推进过程中，我们应始终坚持育人为本，将它作为校正教育数字化转型方向的标杆。
——摘自《中国教师报·2022年中国课改观察》
二、数字技术赋能当前教育变革的内在逻辑——从环境、资源到数字教学法
2023年5月29日，习近平总书记在第二十届中共中央政治局第五次集体学习时指出：“教育数字化是我国开辟教育发展新赛道和塑造教育发展新优势的重要突破口。”数字技术是提高教育质量的阶梯，然而，现实中存在数字技术高投入低回报、数字形式主义增加教师负担、教育效益不佳等现象。如何充分利用数字技术赋能教育教学改革，是政策制定者、教育实践者、教育研究者等相关主体普遍关注的议题。
回顾技术赋能教育的发展历程，我们可以清晰地看到三个阶段的进阶演进。
第一阶段，学习环境的建设与升级。近20年来，我国不断推动信息化基础设施建设与升级，核心是设施建设与装备部署，包括网络覆盖、多媒体教学设备普及等多个方面。
第二阶段，优质数字资源的开发与应用。2010年以来，我国着重加强了优质数字教育资源建设，尤其体现在课程平台建设和供给服务能力提升上。
第三阶段，教学法的数字化变革。课堂是学校教育的“主阵地”，数字教学法是教育数字化转型的核心，要从根本上优化教与学的理论和实践，需提出适应数字时代的教学方法论体系。未来，我们要在学习环境与数字资源持续智能化升级的基础上，充分挖掘数据价值，有效实施数字教学法，促进教学形态的重塑与数字教育生态的建设。
（一）新技术迭代演进与智慧学习环境
进入21世纪以来，全球科技创新进入空前密集活跃期。新技术层出不穷和快速迭代，对全世界、全社会、全领域产生了全方位的影响，但在不同的文化语境和应用场景中，对新技术的内涵有着不同的理解和解读。从科技创新与国际竞争的视角来看，高端芯片、量子信息、航天航空等关键核心技术的突破增强了国家竞争力；从社会发展的视角来看，云计算、大数据、物联网和人工智能等新技术的发展，正驱动人类社会思维方式、组织架构和运作模式发生根本性变革；从教育教学变革的视角来看，新技术涉及“教、学、管、评、测”等场景中所应用到的各类相关技术，这些技术是实现教育数字化转型的基础保障。
1.教育教学场景下的新技术变迁
在数字校园建设和课堂教育教学改革中，新技术是实现教育目的方法与技术的聚合体，具有包容开放的特点，通常包含五种类型：
一是硬件设备，如电脑、智能手机、交互式白板、智能电视、实物投影机等；
二是软件工具，如学习管理平台、教务管理系统、辅助评测工具、学科教育软件、数字创作工具等；
三是在线资源，如资源库/专题网站、社交平台、在线教学论坛、协作共享平台、数字图书馆等；
四是音视频技术，如课堂录播系统、视频会议软件、教育播客、教学监控系统、校园广播等；
五是虚拟教室，如网络学习空间、强交互视频、跨屏幕展示、虚拟仿真实验、数字教材等。
随着技术的迭代更新，人工智能、大数据等新技术与教育教学场景互动演进，逐步融入教育生态。著名IT咨询公司Gartner（高德纳）于2023年预测未来3-8年有4项颠覆性技术，即神经形态计算（Neuromorphic computing）、自我监督学习（Self-supervised learning）、元宇宙（Metaverse）和以人为中心的人工智能（Human-centered AI），这些颠覆性技术可能产生强化日益发展的数字世界，进一步重塑实践、流程、方法、模型及功能，改变人们与周围世界的互动方式等影响。当前，关于生成式人工智能的教育探索已然展开，如可汗学院基于GPT-4的人工智能助教Khanmigo，可以帮助教师制订课程计划、批改作业；生成式AI工具“Magic School”能根据每个学生的情况提供不同难度和内容的教学方案，从而减轻教师负担。
持续迭代演进的新技术在教育中究竟能发挥怎样的作用与价值？这是全球教育界的共同关切。联合国教科文组织（UNESCO）发布的2023年全球教育监测报告《技术运用于教育：谁来做主？》（Technology in Education: A Tool on Whose Terms），从相关性、公平性、可扩展性和可持续性的角度探讨了技术在全球教育中的应用。报告探讨了三项重要议题，
一是技术能否帮助应对教育中最重要的挑战；
二是技术在教育中有效性的证据；
三是各国在投资教育技术时的关注点。
报告提供的信息值得进一步关注，
一是关于教育技术影响的可靠、公正的证据非常缺乏；
二是技术为数百万人提供了教育“生命线”，却将更多的人排除在外；
三是教育技术在某些情况下可以改善学习；
四是技术的快速更新迭代给教育系统带来了应对压力；
五是在线内容是在没有足够的质量控制或多样性监管的情况下增长的；
六是相关教育管理部门购买技术往往是为了填补空白，而没有考虑到长期成本。
该报告为构建灵活、高效、富有韧性的未来学习生态提供了参考，为此，相关主体要认识并规避数字技术应用于教育教学带来的挑战，充分发挥数字技术效能，以此促进教育教学变革。
2.在线学习体验与“技术促进学习”
在新冠肺炎疫情防控期间，世界各国都在尝试实施在线教学以保障教育的连续性，这是一项大规模的“教育社会实验”。部分国家尽管已经采取了积极措施，但其基本信息渠道和基础设施有限，在西非、中非、东非以及南部非洲，其经济发展最缓慢的地区的儿童几乎没有机会接触互联网。在撒哈拉以南的非洲地区，只有47%的人口能够用上电，学生难以进行远程学习。在基础设施较好的国家，如美国，师生对在线学习的局限性和技术故障感到无奈。而我国以信息化有效支撑了全国近3亿师生的“停课不停学”，实施了史无前例的大规模在线教学。尽管数字技术保障了师生的居家在线学习，但学生的学习体验和学习效果遭到质疑，如在线教学使师生缺乏互动、教学活动单一、学习参与度和学习效果难以评估等。基于“停课不停学”的教育实践，为教师更加有效地设计与组织在线学习提供了理论基础和实践经验，明晰了教师需要了解的“在线学习”七个基本事实：
（1）在线学习是一种“技术促进学习”的教学策略；
（2）在线学习设计有四个基本要素：任务、资源、方式和服务；
（3）问题导向型任务有利于提升在线学习的整体成效；
（4）学习资源准备需要遵循“多媒体学习规律”；
（5）在线学习方式与学生自主学习能力密切相关；
（6）在线学习服务离不开各种学习工具的支持；
（7）协同知识建构是最有效的在线合作学习方式之一。
值得注意的是，技术本身并不能促进学习，而是通过对学习活动的支持来促进有效学习。任何学习都发生在一定的学习情景中，但无论何种学习情景，有效学习活动都要求学习者在预期的时间内，在师生的帮助下，利用数字资源完成任务、达到学习目标，需要满足学习情景、学习目标、学习活动、师生角色、数字资源五个定律，即TEL五定律。因此，提升学生在线学习体验的关键在于技术促进有效学习的发生。
3.人工智能链式突破与未来教育形态
ChatGPT、Gemini等生成式人工智能技术的突破性发展，将会给社会带来巨大的改变。人们将直观真切地感知和体验到人工智能技术对学习、工作和生活的冲击性影响，如批量工作岗位的消失，作业“作弊”与学术“剽窃”带来的教育诚信危机，人机协同“生活”形成的科技伦理等。各类智能技术的快速发展促进了科技与教育的融合，使得智能时代的教育呈现出诸多新特征。一方面，面对生成式人工智能给教育带来的一系列冲击、挑战与机遇，我们提倡在教育领域发展“可信人工智能”，即在系统、产品和服务等各方面可信赖的人工智能，教育领域中的可信人工智能需要包含鲁棒性、合法性、合规性、合乎伦理性四个基本准则，以促进学生成长，助力教师发展，升级学习环境。另一方面，新一代智能技术在教育中的应用及其影响引发了教育观的改变，包括众创共享的知识观、智联建构的学习观、融通开放的课程观与人机协同的教学观等。智能时代的知识观，强调知识是人和人工智能通过与所处环境的交互而获得的信息或进行的生成性意义建构。智能时代的学习观，强调学习是学习者在由智能工具、互联网、物联网和智联网构成的智能环境中，通过与同伴、教师等人类参与者以及互联的智能体的协同建构活动获取知识、技能和态度的过程。智能时代的课程观，认为随着技术的融入，课程从单一孤立、完全预设的群体性课程走向综合多样、个体式课程，形成一种更加综合、衔接、融通的课程体系，促进学生跨时空、跨文化、跨情境迁移和深度理解。智能时代的教学观，认为人机协同的教学是教育发展的必然趋势，具有多场景融合、强连接与互动的特点，生生、师生间多维度的交流以及人机互动能帮助学习者有效提升对知识的理解水平和学习效果。
4.数字化学习与智慧学习环境
随着数字技术的快速迭代，信息化设施与装备得以持续升级，学习环境的功能日益丰富与智能化，为智慧学习环境的形成奠定了基础。智慧学习环境能够实现物理环境与虚拟环境的融合，提供适应学习者个性特征的学习支持和服务，包括学习效果、办学效率、工具与资源的效能等。智慧学习环境的建设主要包括六个方面：
泛在的网络接入、适宜的学习空间、可信的学习工具、适应性学习资源、可靠的数字终端、安全的网络环境。
智慧学习环境的建设旨在促进数字化学习，实现学习的智能化与高效化。“技术赋能”“动机激发”“适应性学习”“有效学习”和“自主学习”等元素相互关联、相互作用，共同构成了动态的数字化学习过程（见下图）。
第一，“技术赋能”不仅提供了基础性支撑，而且通过整合创新工具和技术，确保学习环境的灵活性与便利性，从而帮助学生高效学习。
第二，“动机激发”通过设定明确的目标、奖励机制等方式不断激发并维持学生的兴趣与动力，以此强化学生学习的积极性与主动性。
第三，“适应性学习”关注的是根据个人特点、学习进度和社会环境的不同，借助数据分析调整学习策略，实现个性化学习。
第四，“有效学习”强调学习方法的选择与运用的重要性，涵盖理解性学习、探究式学习、合作学习等多种方式，以促进学生全面掌握和应用所学知识。
第五，“自主学习”是数字化学习的关键，强调个体的自我效能感与主观能动性，通过自我计划、自我决策、自我监控、自我管理、自我评价等一系列行为，主动维持和优化学习状态。
整体上，每个环节都相互影响并促进其他部分的发展，进而形成了一种积极向上的螺旋式上升趋势，只有全面关注和联动发展这些要素，才能实现真正的数字化学习并促进学生的成长。
（二）数字化转型与学习资源的创新应用
教育数字化转型是多维度的深层次变革过程，涵盖教育理念、教学模式、教育资源、教育管理等要素，而数字资源作为这一转型过程中的关键要素，其开发、利用和管理对转型成功与否具有决定性影响。一方面，丰富性和多样性的数字资源可以为教师提供多样化的教学选择，为学习者提供更加丰富、灵活和个性化的学习体验，数字化学习材料、教育平台、技术工具等为教育数字化转型提供了物质基础和服务支持。另一方面，数字学习资源涉及学习内容的包容可及、呈现形式的生动多样、教学方式的优化转变等特征，将促进教学形态发生根本性转变。理解教育数字化转型与数字资源，需要从系统的、动态的视角出发，既要看到数字资源对教育变革的推动作用，也要关注教育环境、政策、师资等因素对数字资源有效利用的影响，以实现教育数字化转型的全面、协调和可持续发展。
1.教育数字化转型的全球共识
从国际视野来看，数字化转型是在数字化转换、数字化升级的基础上，在战略层面进行系统规划，全面推进数字化意识、数字化思维和数字化能力的过程。数字化转换（Digitization）是指将模拟格式转换为数字格式，如将纸质文档扫描转换为电子文档。数字化升级（Digitalization）旨在优化现有业务运营和流程，从而实现一定程度的流程自动化，如完全电子化的注册流程。转型一般指事物的价值观念、结构形态、运转模型和运行方式等发生根本性转变的过程。数字化转型（Digital Transformation）是一种全面系统的高层次变革，强调文化、工作和思维方式的转变。教育数字化转型，是指持续利用数字化、网络化和智能化的技术及手段变革教育系统的过程，主要包括研发和共享数字化资源以丰富学习内容和学习者的适应性选择；利用数字工具、互联网环境及信息平台优化和变革教育教学过程，并改善学习者的体验；利用数据资源和可信算法提升教育决策的效果和效率等。
教育数字化转型的核心是促进全要素、全业务、全领域和全流程的数字化转型。全要素涉及教与学过程中的各个要素，包括培养目标、教育内容、教学模式、评价方式、教师能力、学习环境等；全业务涉及教育管理过程中的各个方面，包括发展规划、课程教材、教师发展、学生成长、科技支撑、教育装备、国际合作、教育督导、教育研究等；全领域涵盖基础教育、高等教育、职业教育、成人与继续教育以及社会培训等教育领域，同时也兼顾城市和农村等地域均衡公平；全流程则是人才培养的全过程，包括招生与选拔、教学与课程、培养与管理、升学与毕业等。
2.学校教育数字化转型的现实关切
从教育数字化转型所面临的诸多现实阻碍来看，其主要原因在于教育数字化转型整体性、协同性的内在要求与教育系统传统科层式结构及运行机制存在结构性张力，具体表现出三个方面的障碍：
一是业务互通的问题；
二是不同部门、不同区域之间数据信息的共享问题，涉及共享的程度以及共享的方式；
三是有效跨部门、跨域协同机制的缺失。
超越这些障碍的前提与关键，在于各相关主体要具备共识性数字化思维。就数字化转型而言，有一个很大的误区，就是仅把技术当作工具看待，这是典型的思维局限所致。因此，我们应认识到，培育数字化思维是实现智能时代教育转型的核心，我们应从全局和长远出发，充分利用数字技术的优势来推动教育的转型和发展。各地推动教育数字化改革，需改变大家对数字设备及技术简单机械的应用和工具性思维，系统谋划和引领数字时代学校的改革与发展。
在新冠肺炎疫情的影响下，学校教育所面临的三项挑战值得进一步关注。
首先，对教育的投入缺失，即对特定教育项目的投资较少甚至没有，这严重影响了教育的质量和可达性。
其次，大规模的在线学习虽然保证了教学的连续性，但牺牲了学生的学习体验，缺乏真实的、面对面的师生互动，使学习过程变得单调。
最后，教研体制的改革势在必行，我们需要打破传统的教研模式，利用人工智能、虚拟现实等技术为教师提供需求驱动、灵活多元、轻松高效的教研，以适应时代之需，推动教育的创新和发展。
从学校层面来看，我们可以从六个方面进一步推进学校数字化转型：
一是夯实学校信息化基础设施；
二是强化优质数字资源的创新应用；
三是全面提升师生数字素养与技能；
四是构建数字化课堂教学新模式；
五是创新数字化评价技术与手段；
六是建构线上线下融合的协同教研网络。
3.数字学习资源的创新应用与传播
内容（Content）、能力（Capacity）、联通（Connectivity）被认为是国际社会和世界各国教育数字化转型的发展方向。2022年9月，联合国秘书长古特雷斯在美国纽约召开的教育变革峰会（Transforming Education Summit）上，提出了五大教育变革主题，其中将“促进数字学习和转型”作为主题之一。峰会期间，联合国教科文组织（UNESCO）和联合国儿童基金会（UNICEF）联合发起“公共数字学习门户”（Global Gateway to Public Learning Platforms）倡议，旨在推动世界数字化转型，让所有儿童、青年和成人都有机会通过“公共数字学习门户”这一入口使用免费的全纳教育资源。“公共数字学习门户”倡议强调证据与实践、评估与监测、规范与标准，提出了解锁数字学习潜力的三个密钥（3C）：
一是必须通过数字学习平台向所有学习者、教师和护理人员提供高质量的、与课程相关的数字教学内容（Content）；
二是必须加强利用数字技术改善学习的能力（Capacity），以确保教师、学习者和其他教育利益攸关方具备利用数字工具以循证方法学习所需的技能和知识；
三是数字联通（Connectivity）确保所有学校和个人都能从高质量的互联网连接带来的教育优势中受益。
我国已建成世界最大的教育资源数字化中心—国家智慧教育公共服务平台。2022年以来，国家教育数字化战略行动充分发挥国家智慧教育公共服务平台的叠加、积聚、倍增效应，服务的领域和应用规模前所未有。截至2023年9月，平台已连接51.9万所学校，辐射1880万教师、2.93亿在校生及广大社会学习者，访问用户覆盖全球200多个国家和地区，平台访问总量超过330亿次，访客量超22亿人次。多地把国家平台资源常态化应用与建设纳入学校教育教学管理的基本要求，应用国家平台的积极性持续增强。平台获2022年度联合国教科文组织教育信息化奖，该奖项是联合国系统内教育信息化最高奖项，体现了国际社会对中国教育数字化发展的高度认可。
当前，基于数字资源的学与教实践依旧存在诸多困境。从全球来看，联合国儿童基金会发布报告《数字学习中的脉冲检查》（Pulse Check on Digital Learning），基于对180多个国家数字学习平台的可用性、可及性及公平性等维度的考察，揭示出目前世界各地多数学习者的数字学习体验低于标准（Subpar）且存在隐蔽的有效使用鸿沟（Effective Usage Divide）。从我国来看，除了全球的共性问题外，还体现出数字资源丰富但传播效果不佳的矛盾现象，具体表现为数字资源获取渠道多元，但教学实践中依旧存在应用频次低、方式单一化、形式浅表化、效果“鸡肋化”等情况，数字资源的有效性、适配性、适用性仍需提高。这些问题反映出我们正处于数字化转型的“阵痛期”。为了促进数字学习资源的创新应用，我们需要切实关注数字资源的传播机理，在宏观层面强化数字资源的有效推广、需求适配、组织支持等，在微观层面重视师生的采纳心理、应用动机、数字素养等。此外，还需持续优化数字资源本身的内容颗粒度、与教育需求的黏合度、个性化教学服务的智能程度等。数字资源是教育数字化转型的重要基础，社会各界需共同努力，持续推进数字资源常态化、按需及深度应用，变革课堂教学形态，以助力教育优质均衡与高质量发展。
（三）数字时代的学习规律与数字教学法
从全球来看，我们目前面临两大危机，即经济危机与学习危机，可见全球的教育情况是非常复杂的。2023年10月，联合国教科文组织学习科学专家会（UNESCO Expert Meeting on Learning Sciences）召开。会议发起全球学习科学网络联盟（Global Alliance of Networks on Learning Science），创建了学习科学社群（Global Learning House），形成了学习科学教育创新观点材料汇编。全球学习科学联盟致力于教育数字化转型背景下数字化学习规律的研究与实践，关注如何通过重新设计和实施学习创新来提高学习成效、如何基于数字技术重新设计有效的学习环境和教学策略，最终提出替代或创新的学习模式。从目前教学数字化转型的情况来看，尽管教育软件和平台已得到普遍使用，但数字时代的教学方法论体系依旧模糊。在数字化学习方面，关于哪些方法有效、适用于哪些学生群体以及在什么环境下有效的证据仍然有限。基于此，我们亟须深入思考数字时代的学习究竟呈现出怎样的规律，以及如何基于数字时代的学习本质和规律充分发挥数字技术对教与学产生的效益，进而促进教学的数字化转型。
1.促进学生的深度学习
2015年，联合国教科文组织发布《反思教育：向“全球共同利益”的理念转变？》报告，提出人类应该反思教育的目的和学习的组织方式，重新思考什么是学习、什么是知识、什么是教育，号召以人文主义的教育观和发展观，将教育和知识视为全球共同利益。在教育数字化转型的背景下，我们需要重新思考学习，基于学习者技能、意愿、兴趣等特质，促进学生深度学习。深度学习是一种可以帮助学生深度理解知识，实现意义建构的学习方式和学习观念，强调的是主动学习，与浅层学习相对，更加关注高阶思维的发展，指向学生核心素养的形成，尤其是学习能力的提升和思维品质的发展。深度学习具有以下特征：主动理解材料或主题、与内容深度互动、联结新想法与已有知识、倾向于阅读和学习超纲内容、兴趣驱动等。
关于深度学习，有五个“度”值得进一步把握与理解。
一是深度学习本身自带的“深度”，涉及学生对知识深入理解的能力；
二是梯度，这关乎学习路径的设计，我们要思考学生学习成长的进阶性与梯次规律，以优化设置适宜学生认知特征的学习梯度；
三是厚度，强调在学习过程中积累丰富的经验，尤其是让学生在成绩从“不好”到“好”的过程中，厚积进步的经验，并进一步内化发展为核心素养，这是学生成长、成才的必要经历；
四是广度，教师的知识视野应当超越教材和课程标准，以广阔的知识背景支撑学生的深度学习；
五是温度，指的是师生互动中的情感交流和真诚连接，这是实现“以学生为中心”教学理念的关键要素，当前师生之间的互动往往缺乏这种温暖，因此需要我们共同努力，通过真诚的情感交流和互动提升教育的温度。
2.促进课堂的提质增效
2022年举行的联合国教育转型峰会提出，利用数字技术解决全球教育面临的包容性、公平性、质量和可持续性问题。利用数字技术进行教育教学创新需要以数字教学法为基本理论支撑，在可信赖的数字化环境中聚焦技术赋能和以学习者为中心的学习。数字教学法应锚定有效教学与深度学习，以数字环境优化为基础，以数字资源与新技术应用为手段，以学与教的有效实践为目的，具体而言，包含四个维度：
一是技术赋能的深度学习，引导学习者有效利用数字资源和工具提升学习效果；
二是绿色鲁棒的数字学习环境，以可信、智联、融通为特征，增强学与教的体验；
三是循证导向的教学实践，以可解释性证据基线来践行学习者为中心的理念；
四是人机互信的协同教育，促进教学中人机合作互动的效能叠加释放（见下图）。
3.促进教学数字化转型的可持续性发展
教学数字化转型是一个长期且复杂的过程，数字教学法是实现教学数字化转型的重要工具和手段，而教学数字化转型也可以推动数字教学法的发展和应用。确保教学数字化转型的可持续性，需重视以下内容：
一是关注儿童的本能和数字能力。除了关注基本的探究、沟通、构建和表达的基本能力，在数字学习环境下还需要强调积极主动的学习和自我调节学习。这意味着学生在学会灵活使用数字技术的基础上，要充分发挥主动性与能动性，在学习中做出有意义的选择，学习关键的知识、策略和行为，实现有效学习，以适应不断变化的数字时代。
二是重塑课堂内或课堂外的教学。一方面，教师可以在探究、沟通、建构和表达中积极使用数字技术，开展师生互动、课堂指导、学习促进等教学活动，促进学生的深入思考、合作探究和创造性表达，基于学生学习情况及时调整教学策略和提供个性化的反馈；另一方面，为了优化学习成果，教师有必要考虑认知过程、模式选择和多媒体呈现设计，可以通过数字技术创造多样化的学习资源和活动，通过合理的多媒体设计增强学习材料的可理解性，尽量避免信息或任务过多引发学生的认知负荷问题。
三是实现可见的学习和教学。学与教的“可见”，即教师和学生都能够清晰地了解教学和学习的过程和成效。一方面，强调教师要基于对学生行为的观察，及时给予反馈和指导，以最大化地提升教学效果；另一方面，注重学生的主动参与和自我监控，强调学生能够通过自我调节选择适合自己的学习策略，提高学习效果，以促进教学数字化转型的可持续性。
——摘自《中国基础教育》2024年第1期，黄荣怀《数字技术赋能当前教育变革的内在逻辑——从环境、资源到数字教学法》
三、数字化如何赋能课程教学改革
当前，信息技术与课程教学深度融合已成为我国推进新一轮基础教育课程改革和教学改革的突破口。2023年5月教育部印发《基础教育课程教学改革深化行动方案》（以下简称《方案》），在重点任务“专业支撑与数字赋能行动”中提出推进数字化赋能教学质量提升，要求构建数字化背景下的新型教与学模式，助力提高教学效率和质量。
近几年，教育部“基于教学改革，融合信息技术的新型教与学模式”实验区遴选的90个试点区域，在数字化赋能新课程教学改革上进行了不少有益探索，也为各地各校开展数字化课程教学改革提供了方向。
（一）科学制定建设应用行动策略
首先，深刻理解政策要求，明确教育数字化转型的建设方向。国家实施教育数字化转型战略，落实到区域和学校，课程教学改革是关键所在。
课程教学改革不是某个要素或某个环节的变革，而是系统变革、内生变革和持续变革。《方案》从课程教学切入，涉及育人方式的各个环节和各个方面，为学校育人方式各要素变革指明了方向，明确了要求。如促进教学方式变革，《方案》提出：尊重学生主体地位，发挥教师主导作用，注重启发式、互动式、探究式教学，克服单纯教师讲学生听、教知识学知识等现象，引导学生主动思考、积极提问、自主探究。再比如教学评价改革，《方案》要求：充分利用人工智能和大数据技术，加强过程性与增值性评价，注重发挥教学评价的引导、诊断、改进与激励作用。这为区域和学校推进课程教学改革指明了工作重点和方向。
其次，坚持重点突破与系统深化，制定数字化转型建设应用的行动计划。区域和学校制定数字化转型建设应用行动计划的目的是根据自身的实际情况，确定实施的节奏和步骤，为课程教学改革提供保障，实现国家政策与区域和学校建设的双向互动。在推进数字化课程教学改革落地实施中，区域和学校应当坚持以下几方面的行动策略：
一是坚持以推动课程教学改革为主要任务，要围绕课程与教学这一关键环节和任务展开，推进信息技术与教育教学的深度融合，更好地促进教师的“育”与学生的“学”。二是抓好数据利用这一关键点，以教育数据中台和智能分析引擎，作为学校治理、教学实践、教研评价等教育业务场景全面数字化转型的路径。三是坚持教师队伍建设同步发展，以教师数字化素养提升为切入点，推动区域和学校教学改革常态化开展等。区域和学校数字化转型推进中不主张“全面铺开”和“齐头并进”，而是要主张以“点”突破，在“点”的基础上再稳步促进系统变革，从而确保课程教学数字化改革的现实针对性。
（二）推动教师教学常态有效应用
教师是教育活动的主导者，是构成教育活动的支撑性要素，是数字技术赋能教育高质量发展的关键变量，也是破解教育数字化转型难题的关键点，通过教师的课堂教学常态有效应用，重点要解决好学校信息化建设应用与教学改革“两张皮”的问题。
首先，让教师想用。想用是意识问题，教师要理解数字技术在教育发展中的价值以及对教学育人变革的影响，有主动学习和使用数字技术资源的意愿，有开展教育数字化实践、探索和创新的能动性，还要有战胜教育数字化实践中遇到的困难和挑战的信心与决心。深圳教改实验区瞄准新型教师队伍建设，编制完成《教学融合变革的信息化人才分层分类培养认证体系》，在《深圳市教育发展“十四五”规划》中，明确提出打造信息化领军人才工作室、信息化专家工作室、信息化能手工作室，启动“适应新型教与学模式的先锋教师”培训，孵化培育一大批高素质、具有信息化应用和融合创新能力的新型教师。
其次，让教师会用。会用是能力问题，这就要围绕课程与教学的关键环节，重点提升教师应用数字技术开展教育教学活动的能力。教育部发布的《教师数字素养》标准，将教师数字化应用能力主要概括为数字化教学设计、数字化教学实施、数字化学业评价以及数字化协同育人能力。各地各校需结合具体教学环节深化技术应用，如提升教师聚焦核心素养导向的教学设计，包括学科实践、跨学科主题学习、作业设计、考试命题等；落实数字化教学实施，需教师引导学生做中学、用中学、创中学；落实评价，需教师能够设计探究性作业和实践性作业，能够设计跨学科综合性作业等；落实协同育人，教师可利用数字技术资源开展德育、心理健康教育，以及促进家校协同共育等。
再其次，让教师用好。实践是检验教师数字素养的重要方式，提高教育教学质量是判断数字化应用的主要标准。各地学校应积极鼓励和支持教师在日常教育教学活动中积极尝试和应用信息技术，探索信息技术与教育教学融合创新的模式和方法，分享交流信息技术在教育中的成功经验和案例，促进教师数字素养的共同提升，解决实际问题，提升教育质量。
（三）抓住教学场景实现改革突破
教学是课程实施的基本途径，是提升学校教育质量的中心环节。“新型教与学模式”的构建涉及多个方面和多个要素，要在同一时间范围内把任务全面铺开，都取得突破和实效，很多学校现实上是做不到的。要在系统分析现有校情的基础上，以主要教学场景为突破点，集中优势资源，稳扎稳打，逐步推进教学改革。 首先是课程教学场景的数字化应用。多模态学习资源匮乏、学习者状态感知多集中于理论设计、多模态学习资源推荐效果不理想是目前重构教学方式和学习方式主要面临的瓶颈。各地学校需要因地制宜规划学校课程教学改革实施，注重增强教学的综合性、实践性与选择性，满足学生多样化学习需求。如江苏省徐州市云龙区在精准教学平台基础上，针对学生的个性化学习需求，开展了“云码云学”行动。“云码”基于国家、省、市智慧教育平台，将中小学阶段各学科，按照单元、课时，对网络优质资源进行收集梳理，统一制作成系列二维码。学生扫码“云学”，不仅拓展了学习空间，也打通了开展自主学习的通道。
其次是学生评价场景的数字化应用。当前学生评价的实践需求主要聚集在学生综合评价，重点涉及知识图谱、学习分析等技术的应用。学生综合评价要构建以核心素养为底座的学生全面发展理论模型与指标体系，依托常态化教与学信息化应用所采集的学生客观行为、身心发展和结果数据，积极探索形成各指标与多模态数据的关联映射关系，从而建立起理论指导技术应用、技术应用优化理论模型的双向驱动评价新范式。山东省青岛市崂山区依托信息技术优化作业管理，通过人工智能校本作业本，实现分层、个性化布置作业，做到精准到校、精准到班、精准到人，在实现精准的基础上控制好书面作业总量。
再其次是教师教研场景的数字化应用。教研是教师教学质量提升和教师专业成长的重要机制。当前基于视频图像分析的课例研究正成为一种趋势，它既为课例研究提供视频证据，同时也使传统的定性评课转向叙事评课，使教师本位的课例研究转向关注课堂教学分析的课例研究。安徽省合肥市蜀山区在教研的评课环节设立了教学目标科学性、教学环节有效性、教学时间合理性、师生活动适切性的四维观察框架，借助大数据技术分析平台，建立数据对课堂教与学进行对比分析。
数字赋能课程教学改革，需要促进数字技术与学校课程、教学、评价、空间、队伍建设等要素的深度融合，不断探索数字环境中的新课程、新教学、新评价、新空间、新治理等，形成数字技术全面支持的教育发展新生态。这一过程中，要为学校特色建设、为教师自主发展和学生个性成长留有空间和余地，让更多鲜活的数字化课程教学改革经验做法从学校土壤中不断生长出来。（作者：王海涛，系中国海洋大学教授、教育部信息化教学指导专委会委员）
——摘自《中国教育报》公众号
四、数字技术赋能中小学教育
以人工智能（AI）、区块链（Blockchain）、云计算（Cloud Computing）、大数据（Big Data）、5G和Internet（物联网、互联网及移动互联网）为代表的数字技术[1] 在教育教学实践方面的价值与潜力日益凸显。今天的数字技术不再局限于教授知识，已越来越深入广泛应用于发掘学生潜质、激发学生兴趣、提高学习效率、促进教育公平，特别是在线教学期间，全学段、全覆盖的在线教学推动了数字教学资源以更加包容和开放的方式广泛实时共享，为数字技术在中小学教育教学中常态化应用提供了坚实的实践基础，开启了数字技术赋能教育的新纪元。
党的二十大报告提出加快建设“网络强国”“数字中国”“推进教育数字化”，从国家层面对推进教育数字化进行了安排部署。当前，中小学教育要落实教育数字化，推动数字教学内容和资源库建设，推动教师数字素养和数字化能力培养，推动课堂教学过程数字化，以数字赋能教育教学评价；中小学教育工作者要顺应数字化浪潮，以数字思维更新育人理念，以数字技术构建教学新模式，以迭代思维创新教学方式，打造教育教学新场景、新业态、新模式，弥合教育数字鸿沟，促进教育高质量发展。
（一）数字技术赋能中小学教育的实践
数字技术在教育领域的实践主要围绕数字教学、数字管理和数字评价等方面展开。总的来说，数字技术可以通过电子教材、在线教育等方式，为学生提供丰富的高质量学习资源；可以通过虚拟课堂、远程教育等，实现双向互动教学；可以通过数字化评价工具，实现对学生学习过程更精准的评价；可以通过数字化管理系统，实现对学校、教师、学生的系统管理，提高管理效率。在师生实际应用中，数字技术主要用于教学资源的获取制作、教学活动的设计实施、学生学习的支持辅助等方面。教师可以通过数字技术制作各种教学资源，更好地设计教学活动；学生可以利用数字技术开展多维度学习。
1.提高教师教学的感染力。从课堂教学角度，利用数字技术可以使教师方便快捷地获取大量所需的教学资料，从而建构多维立体的教学资源库，教师不是简单地将知识内容包装成教学“命令”，而是以文字、图片、视频、游戏、交互动画等灵活多样的教学场景来帮助学习者建构认知。另外，依托数字技术还开辟了教与学的新通道，在数字技术支撑下的互动互联学习环境中，呈现出协作知识创造的教学新形态，丰富的教学内容、多样的视觉呈现、灵动的交互交流可以增强学生的课堂体验，提高课堂吸引力。从教学管理角度，教师可以通过数字技术对教学全过程进行动态评估，比如根据即时的学情评估对教学过程、进度进行更精准的调整，提高教与学适配度。
2.拓展学生学习的广泛性。数字技术在中小学教育中的应用不仅可以提高教师的教学效率，也可以拓展学生的学习体验。通过数字技术，学生身在课堂却可以进行多样化学习活动，比如通过互动式学习平台进行在线练习，通过模拟实验软件学习科学实验方法，通过虚拟现实技术进行课外实践，还可以实现校内外学习者同步上课、做题、交流互动，打破时间和空间界限，有效拓展学生学习空间，让学生在数字时空中有更多平台和机会发掘更多的知识。又如，国家智慧教育公共服务平台就是将数字化教育教学资源以更加包容和开放的方式实现更广泛的共享，助力构建国家级在线学习共同体，也有力保障了教育公平。
3.提升学生学习的效果。数字技术的使用可以在很多方面促进学生学习效果提升。首先，数字技术可以提供更加丰富和多样的学习形式，让学生通过模拟实验、游戏等形式来加深对知识的理解[2]。其次，数字技术可以实时监测学生的学习进度和对知识的掌握情况，帮助教师及时了解学情并给予适当帮助。最后，使用如电子笔记、课程管理系统、在线讨论区等数字化学习工具，可以促进学生的学习与交流。总的来说，数字技术的应用可以助力学生的学习变得更加有效和有趣，从而促进学习效果提升。
（二）数字技术赋能中小学教育的现实困境
数字技术赋能教育改革发展的成效显著，为推动教育教学改革实践提供了强有力的支持。同时，加快推进教育数字化转型实践，推动数字技术在教育领域广泛应用还面临一些困难和挑战，比如教师数字技术赋能教育教学的意识还不强，数字技术实践能力有待提高；学生对数字教育的接受度有差异，数字素养还需要提升；基础设施建设还需要进一步适应数字技术更新换代的要求。
1.教师数字素养影响数字技术作用的发挥。数字技术作用的发挥对于使用者的数字素养要求较高，尤其是对于教师有较高要求。以某省L县为例，45岁以上中小学教师占教师总数的55.28%。相对来说，这部分教师数字技术应用能力比较欠缺，数字化教学创新能力不足；同时，也不习惯使用数字技术手段对学生学习和教学进行评价分析，这是推动数字技术与教育教学融合面临的一个现实问题。
2.学生对数字技术接受程度不均衡。某省L县乡村中小学学生人数占该县中小学学生总数的31.11%。调研发现，乡村中小学学生数字素养整体偏弱，信息技术课程内容多以基本技能为主，缺乏交流协作、信息素养等内容的延伸以及在价值观等方面的有效引领。
3.基础设施不适应数字技术的升级换代。学校数字技术基础设施建设是应用的基础。调研显示，乡村中小学数字技术基础设施更新进度滞后，直接影响着数字技术在教育教学中作用的发挥。
（三）数字技术赋能中小学教育的对策
中小学校如何更好发挥数字技术的作用？亟须通过完善相关政策、加强教师培训、提高学校数字化水平等，整体提升师生数字素养。
1.增强教师的数字素养。教师是教育数字化转型的重要参与者与推动者。《教师数字素养》教育行业标准提出提升教师利用数字技术优化、创新和变革教育教学活动的意识、能力和责任。一是提升数字化意识。培养数字思维，顺应数字时代新业态，以开放心态迎接数字化、掌握数字新技能。比如理解数字技术在经济社会及教育发展中的价值，认识数字技术发展对教育教学带来的机遇与挑战，战胜教育数字化实践中遇到的困难和挑战的信心与决心。二是提高数字技术知识与技能。在日常教学活动中，教师应该了解一些必要的数字技术知识与操作技能。比如，一些常见的数字技术的概念和原理，常用的数字技术工具等，基于系统化的知识逻辑打破学科、学段界限，以数字技术辅助建立知识图谱；基于学习者感知特点，以AR和VR等超现实方式呈现知识情境，让学生在虚拟现实场景中沉浸式、体验式学习和感知，让学习方式变得更形象、具体和真实。三是增强数字化应用能力。比如，利用数字技术开展教学设计，创设数字化学习环境，组织管理教学活动，借助数字技术对教学过程开展实时分析和可视化评价，使用录播系统采集高质量、全过程教师行为数据，利用声纹识别等人工智能技术对教师行为进行准确识别和分析，还可以利用数据可视化技术，将评价结果以文字、图表、雷达图、仪表盘等更加直观、易于理解的可视化方式呈现，帮助教师赋能教学评价，开展学情诊断分析，进行教学反思。同时，可以利用数字技术开展家校协同育人等。
2.积极提升学生运用数字技术进行学习的能力。学校、家庭与社会应携手帮助学生学会利用数字技术支持学习，积极提升学生运用数字技术进行学习的能力。一是增强学生有效利用数字技术自主学习的能力，包括多媒体技术、搜索技术、人工智能等。二是培养学生获取优质教育资源的能力，如数字技术提供了海量的在线学习资源，可以帮助学生获得额外的学习机会。三是培养学生实现智能化学习的能力，比如语音提醒、智能学习规划等个性化学习服务、自适应学习资源、智能化学习环境，可以使学生的学习更加科学、高效，进而提高学习效率和效果。
3.加快数字化资源建设推动教育数字化转型。在数字化转型背景下，要全方位调动、配置和利用现有教育资源，促进教育教学方式和教育治理发生创新性变革，推动教育数字化步入快速发展期。一是充分利用现代信息技术进行资源整合，如统筹配置数字化基础设施，依托国家智慧教育公共服务平台等推进精品课程、实验平台等数字资源共享，深入推进信息技术在教学中的普遍应用。二是充分开拓大数据、人工智能、虚拟现实等新数字技术的应用场景，拓展构建各种新型教育环境和形态。三是充分发挥数字技术特性，如发挥其时空延展性特点，搭建远程教学等在线学习平台，延展学生学习的自由度、广泛度；发挥其即时性特点，帮助教师实施即时测试和评估等。四是借助数字技术赋能知识创造和传播方式创新，通过社交网络、在线问答社区等新的知识生成和交流模式，激活每个学习者的能量，使得人人能够共享知识，人人能够参与创造知识。
教育数字化转型是当前及未来一个阶段教育改革与发展的重要任务和重要方向。数字技术通过提供丰富的教学资源、深化学生学习体验、促进学生学习效果等方式，对教育教学实践产生深远影响。同时，我们也要清醒地看到，数字技术并不是教育教学实践中的“万能药”，不能完全取代教师在教学中所扮演的角色。教师的教育教学方式和素养依然是教学实践中的关键因素，应该得到充分的重视。总的来说，数字技术是促进教育教学提质增效的有力工具，在恰当的使用下能够成为教师开展教学活动的有效助手，并为学生提供更加丰富的学习体验和机会。
——摘自《人民教育》2024年第3-4期，雒军刚、尹晓军《数字技术赋能中小学教育实践探索》
五、数字技术驱动下的教与学模式创新探索
（一）教育数字化转型的现实背景与关键技术
数据已经成为重要的生产要素，深刻改变着人类生产劳动与社会生活方式，深入推动着智能科技革命与产业变革转型。为了深入贯彻并实践国家教育数字化战略行动，上海市黄浦区作为“国家级信息化教学实验区”，充分结合教学实践与信息化建设的实际情况，深入探索数字技术驱动的教与学模式创新，以数据赋能区域教育治理与教育改革实践。
黄浦区部署了中小学生阅读平台、双线混融教学平台、初中英语听说平台、学业质量监测平台等丰富的教育信息化应用，并积累了大量教学与学习数据。然而，由于缺乏系统性的数据管理策略，分布在各个系统中的数据难以联通，加之缺少清晰、直观且可解释的数据分析方法，教育数据的潜在价值未能充分挖掘，无法充分满足一线个性化教学、学习诊断与数据治理的需求。为顺利推进教育数字化转型，亟须打造面向教学业务需求的数据赋能、智能驱动的技术系统。
数智大脑作为实现教育数字化转型的数据智能技术，融合了教育理论模型、智能分析技术与算法，可以充分挖掘、解释和预测海量数据中的教学规律，实现规模化数据的智能治理与创新应用。通过数智大脑的建设，区域教育管理部门与学校可以将多种应用系统中的复杂教育数据依据统一的结构标准进行规范化与系统化存储，然后依据教学业务需求，运用教育理论模型与智能数据分析方法，挖掘出数据价值并返回到教育实践应用中[1]，实现数据“从应用来，到应用去”。因此，数智大脑能突破教育数字化转型过程中存在的数据孤岛、“可信”教育数据架构缺失、数据分析结果可解释性差等困境，促进数据使能教育应用创新与实践。
（二）指向教育数字化转型的数智大脑建设
在数据使能的教育应用创新与治理模式重塑的需求下，黄浦区研发并建设指向区校两级教育数据治理的数智大脑，以此实现区校复杂教育数据的统一管理，并结合教育理论模型深度挖掘教育数据意义和价值，从而运用数据驱动教育实践创新。具体而言，数智大脑通过三方面关键技术与实践实现教育数据治理的闭环，包括：（1）不同平台系统间复杂教育数据的联通，实现结构化与标准化数据统一治理；（2）强化教与学过程性数据的收集，运用教育理论模型与智能分析算法，实现理论与数据双向驱动的教学分析与过程性评价；（3）基于数据智能分析与评价，实现差异化教学与个别化指导，赋能教学实践创新。
一是教学数据标准体系与数据联通。构建基于教育领域特征的教学数据标准体系，将区校两级教学数据、原有数据中心教学数据、各类教学系统（如阅读平台等）的数据进行统一接入与结构化处理，实现区校两级教学数据的流转，规范教学数据的治理流程，支撑教学数据的统一管理和分析。同时，在区校教学数据标准的规范下，数智大脑通过教育数据语义标签处理流程，运用学科知识图谱、大概念地图与素养能力地图等对教学数据进行语义化标签标注，可以解决教育数据标签界定不清晰、结构混乱等问题，以此为数智大脑提供高质量、可解释的教育业务数据。
二是理论与数据双向驱动的数据价值挖掘。数智大脑将教育领域模型、学科知识图谱等教育领域知识和理论融合到算法驱动的数据分析过程中，解决算法黑箱和分析结果不可解释等问题。同时，从教育领域视角深度挖掘数据价值并对数据分析结果赋予教育意义，实现理论与数据双向驱动的数据智能分析与评价，增强数据分析结果的可解释性，形成数据智慧驱动教育实践的关键契合点，为数据驱动教育应用打造坚实基础。
三是数据智慧赋能教育应用创新。数智大脑强调从应用中获取教育数据以及挖掘数据价值，并重新反馈到应用中，即运用数据赋能教学实践创新。借助数智大脑所产生的具有教育含义且可解释的数据分析结果，改善教育策略、创新教学实践、优化学生学习支持，构建“面向教与学的数据治理—智能分析与诊断—个性化学习干预与教学支持—产生新的教与学实践数据”的闭环，可以充分应用教育数据，推动教育应用创新实践。
（三）数智大脑驱动的教育应用创新案例
本节将以数智大脑赋能的暑假学生阅读数据治理与改进为案例，呈现数智大脑驱动的教育应用创新。
1.数智大脑赋能的阅读数据治理。阅读对于促进中小学生成长具有重要意义，黄浦区连续举办11届区域星阅读活动，利用寒暑假开展面向全区的阅读活动，这些阅读活动产生了丰富的具有教育教学应用价值的使能数据。从教育治理角度，区域需要把握学生暑假阅读情况，确保暑假阅读活动达到丰富学生暑假生活、提高学生核心素养、促进学生身心健康发展的效果。从教育教学角度，学校、教师也需要客观全面了解学生在暑假阅读活动中的行为特点和阅读效果。
在数智大脑的支持下，区域联通了不同学习平台、教育应用工具之间的数据，包括阅读平台、听说平台等。数智大脑汇聚、统计、分析了黄浦区阅读活动的海量数据，范围覆盖区域内40个教学单位的12000多名学生，实现了不同平台的数据汇聚、阅读数据的归类存储以及阅读数据的统计分析，比如区域总体数据与某一学校阅读数据的对比等。
2.理论与数据双向驱动的暑假阅读活动数据价值挖掘。在理论与数据双向驱动的数据智能分析中，依据学习科学、循证教育学相关理论，结合《义务教育语文课程标准（2022年版）》，构建阅读分析模型，进而挖掘数据背后隐藏的信息与规律，如潜在的阅读习惯问题、阅读行为与成效的关系等，在教育理论模型的基础上对暑假阅读活动开展情况进行可视化呈现，并完成问题诊断。
数智大脑通过分析诊断学生在暑假阅读活动中的阅读形式、阅读量、阅读行为、阅读能力、阅读成果等，最终形成暑期阅读数据画像（见图），可以清晰看到区域整体的阅读活动数据，也能详细解读某个学生的阅读活动特征。如图中所示，学生在阅读形式、阅读量、阅读成果等方面表现相对较好，充分体现了学生的参与热情。但同时可以发现，学生的阅读行为和阅读能力方面有很多潜在问题，如阅读行为方面可以进一步分析阅读时间，有的学生阅读时间散乱、无规律，有的学生阅读时间在凌晨，这些都是需要进行干预的，教师可据此对学生进行个性化诊断与学习支持。
图：暑假学生阅读特征的数据表达—暑期阅读数据画像
3.数据驱动的教育应用创新实践。数智大脑赋能教学的关键是依据具体的教育场景构建合理的业务领域模型，以此推动教育数据价值挖掘，根据模型的理论逻辑完成实践的因果推导，从而做到数据循证，最终基于数据和智能技术提供的分析结果和改进建议，优化、改进甚至重塑教学与管理实践，从而实现数据驱动的教育应用创新。
（1）以领域模型促进数据价值挖掘。领域模型是从理论层面实现数据驱动的重要载体。教育数据的智能分析需要通过与教育业务相关的领域模型来实现，即通过提取教育业务关键特征、抽象业务流程，建立数据分析服务模型完成数据处理，对数据进行价值挖掘，将数据分析结果表征为信息，进而将信息转化为行动知识进行可视化呈现，最终支持用户的教育决策过程。在暑假阅读活动案例中，由数智大脑支撑实现的数据画像就是通过提取阅读场景的特征，在具体的流程中进行数据埋点与关联，最终构建阅读分析模型。
（2）以数据诊断推动实践因果循证。基于领域模型抽象的业务逻辑与流程，能从数据诊断结果中实现问题的归因循证。比如，在本文所展示的暑期阅读数据画像中，学生的阅读能力偏低（仅57.12分），而通过数据循证可以发现，学生在阅读形式、阅读量、阅读成果方面表现良好（均80分以上），这说明学生参与阅读的热情很高，阅读行为却不够科学，需要采取有效措施促进学生在阅读中积极思考、归纳和拓展，形成深层次的学习能力。数据诊断结果反映出的不同行为之间的关系，将能支持教师和学生进行有效反思与改进决策。
（3）以数智决策赋能教育应用创新。数智大脑将采集到的数据导入智能模型算法，输出高匹配度的数据分析结果，并给出对应的改进建议，实现了数智驱动的主动服务、精准服务和个性服务，助力教育应用场景的实践创新。比如，在暑期阅读数据治理案例中，数智大脑基于阅读数据画像给出了“为学生建立阅读的引导标签，标签包括历年来学生有趣的思考讨论、教师的观点、家长的观点、书本信息的背景等”“引导学生更积极有效地参与到阅读中，进行阅读的深度思考”等行动建议。黄浦区根据建议，一方面从时间管理和阅读行为上培养学生良好的阅读习惯；另一方面优化阅读书目的标签设计，引导学生在阅读过程中归纳推理、反思评价、欣赏共情和想象拓展，最终暑假阅读活动取得了良好的效果。
数据赋能的数字化转型是智能时代教育改革与创新的重要路径。本文聚焦数据驱动的暑假阅读活动改进实践，后期我们将会根据数智大脑提供的数据治理功能，逐步运用课堂师生行为、基于需求的学生在校学习与生活状况以及学生学业质量监测等数据，创新数据治理与分析，以此深化实验区建设，更好推动区域教育高位均衡发展。
——摘自《人民教育》2024年第18期，唐军、邢至晖《上海市黄浦区：数据驱动教育应用创新路径》
六、校园数字文化如何塑造
数字技术全面融入经济、政治、文化、社会、生态文明建设各领域，驱动世界文明从工业文明迈向数字文明。在共享人类数字文明的大背景下，各级各类学校正从育人目标、教育空间、课程建设、校务治理、教师发展、学生成长等多个维度全方位探索数字化转型之路。一所拥抱数字文明的现代化学校应该具备数字元素充分融入、数字赋能充分发挥、数字文化充分彰显、数字习惯充分形成、数字礼仪充分遵守等5个关键特征。其中，最难以“触摸”和“改变”的当数校园数字文化的形塑。校园数字文化可以具象化为4种文化，分别是数据文化、融合文化、绿色文化和共享文化，需要管理者、师生、家长以及社会力量一起努力、共同塑造。
（一）夯实校园数据文化
数据文化是基于证据导向在学校内部形成的一种理性崇尚数据、合规善用数据的文化形态和氛围，是塑造校园数字文化圈的基石。在这种氛围中，不同教育主体普遍认识到数据价值，积极参与数据收集、分析与应用，以支持教育教学与教育决策。一是充分认可教育数据的价值。数据在新一轮的教育数字化转型中承担着“动力引擎”的重要角色，能够显著增强教育的解释力、诊断力、预测力、决策力与监督力，不同教育主体需要充分认识并树立数据驱动教育变革的价值理念。二是培养数据驱动决策的行为习惯。学校要倡导教师与管理者基于数据进行决策，树立数据驱动教育决策的行为习惯与思维模式，推动教育决策从“模糊”走向“清晰”，从“猜测”走向“证据”，将学校打造成数据驱动型的组织。三是培育教育数据思维方式。教师要主动运用科学的方法对数据进行分析与应用，主动培育数据量化思维、数据关联思维、数据驱动思维和数据反馈思维，形成利用数据来发现教育问题、解决教育问题的思维体系。四是构建教育数据的典型应用场景。数据在教育领域具有广泛应用空间，不同教育主体要结合自身业务需求，熟悉教育数据的典型应用场景，比如精准教学、教育决策、教育督导、学生综合素质评价等，精准把握教育数据与教育业务的融合点，以充分发挥数据对教育的赋能价值。五是强化教育数据安全和隐私保护。学校通过构建校园可信数据空间，可建立数据安全管理、技术、用户与应用4道防护墙，特别要重视广大师生与管理者的数据安全意识与素养培训，并从“遵守法律法规，规范数据行为”“合理使用数据，提升数据素养”“尊重学生隐私，保障学生权利”“增强安全意识，防止数据泄露”等几个方面着手，持续提升教育系统数据安全防护能力与隐私保护水平。
（二）普及校园融合文化
融合文化一方面强调数字技术与教育业务的深度融合，利用数字技术推动教育变革与创新，另一方面强调利用数字技术将教育的不同要素与场景进行融合，涉及学习空间、学习内容以及不同的教育主体等。坚持应用为王，深度探索数字技术与教育教学融合的多种质态。学校可通过持续推进数字技术与“教、学、管、评、研、训”等教育业务的全面融合，促进教育业务重构、流程再造和场景创新，努力建成以“人才培养质量高、教师队伍素质高、教育资源服务品质高、教育治理效能高、人民满意度高”为主要特征的高质量学校教育体系。坚持联通为基，积极构建一体化育人场域。学校可利用数字技术推进物理空间（如教室、场馆等）、信息空间（如教学平台、线上社区等）、个人空间以及社会空间的互联融通，并以此为支撑重新思考设计面向未来的学校教育目标、教育内容、教育活动、教育场景以及教育评价，为师生打造适应数字文明时代超越时空、无缝衔接、适性发展的学习链条和学习生态。坚持内容为本，大力推广基于智能体的跨学科学习模式。跨学科融合一般有两种课程模式：一是相关课程模式，即将各科目保留为独立学科，加强各科目教学内容之间的关联性；二是广域课程模式，即强调取消学科之间的界限，通过活动让所有学科内容整合形成连贯有组织的课程结构。考虑当下学校师资配备实际情况，跨学科学习的广泛普及一定离不开教育智能技术和设备的应用。因此，教师要充分发挥教育智能技术和设备在跨学科知识储备与个性化辅导方面的优势，以实现高效的人机协同跨学科教学。坚持协同为要，有效打造家校社协同育人共同体。学校可利用数字技术加强学校、家长、社会之间的协同联动，建立校社协同育人“教联体”，逐步完善学校主导、家庭尽责、社会参与的协同育人工作机制，以数字赋能提高协同育人效率、效果和效益。
（三）创设校园绿色文化
通过将数字技术嵌入到校园环境与管理中，可以打造环境优美、智能高效、轻负高质的校园生态环境，为师生创设绿色和谐的工作与学习氛围，从而塑造校园绿色文化。学校可从数字生态的视角出发，推进校园空间的绿色化，建设绿色屋顶、植物墙、生物园、地理园、垃圾分类以及校园绿化带等多样化的校园环境，同时利用数字技术加强校园环境的传播与共享，实现现代技术与生态环境的有机融合，为师生创建美丽和谐的校园文化。在美的校园环境基础上，学校要充分释放数字技术在校园治理业务协同、服务个性、管理智能等方面的叠加、聚合、倍增效应，构建智慧高效的校园治理信息化体系，如利用数字技术和智慧能源技术建设新型水电系统，推进校园环境的转型升级；综合运用物联网等技术构建集监控、环保、能源等多元化监管与应急于一体的“校园环境大脑”，借助人工智能、大数据等数字技术提升校园的智慧治理水平，实现校园环境绿色、节能、可持续发展。学科教师利用数字技术精准分析学情，同时兼顾不同学业水平、不同学习兴趣、不同学习方式的学生，为学生布置可选择、高适配、少而精的作业，减轻义务教育阶段学生过重作业负担，为学生营造健康成长的绿色学业空间。此外，教师可利用数字技术赋能备课、授课、评价等环节，将机械性、重复性的“教书”劳动交给机器，将更多精力投放到创造性的“育人”工作中，进而获得更高的职业成就感和生活幸福感。
（四）发展校园共享文化
互联网的本质特征是“开放”“互联”“共享”，而开放与互联的最终目标又指向共享。因此，数字技术赋能的校园必然是以“共享”为基因的新校园。一是创建无边界学校。依托数字孪生等技术，学校积极构建数字校园、元宇宙校园等不同样态的新型校园，扩大受众覆盖面，以推进教育的公平性、包容性与多样性。二是打造全向互联的校园。构建空间互联、教学互联、资源互联的新型校园生态，实现学校全要素、跨空间、多场域的联通。空间互联强调发挥智能终端的全面高速互联特性，通过一体化的智能设备进行集中管控，实现虚实空间、校际空间、学校空间与社会空间的高度互联；教学互联体现在线上线下教学互联、教师智力资源互联、教育教学服务互联，为师生提供无缝衔接的教与学体验；资源互联强调教育大资源观，即有效协同行政部门、社会组织等不同主体汇聚更多模态的教育资源，扩大教育资源的获取渠道与应用场景。三是建立共创共享共治的校园模式。该模式倡导开放性和包容性，学校通过搭建平等开放的平台，让教师、学生、家长以及社会各界人士参与到学校设计、建设、管理以及监督中来，以充分激发教育活力，促进教育资源的优化配置和高效利用，实现教育资源的效益最大化。
——摘自2024.12.2《中国教育报》第九版智慧教育