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2020年教育信息化发展分析

来源:《中国教育装备行业蓝皮书(2021版)》发布日期:2022-01-20浏览人数:274

  刘雍潜 杨现民 李新 张瑶 周德青 吴贵芬 米桥伟

  2020年是一个特殊的年份,新冠肺炎疫情突如其来。一时学校被迫停课,线下授课为主的传统教学秩序受到了挑战。在危急关头,国家果断决策,学校迅速转变教与学的方式,在最短时间内,中国教育成功实现由线下教学到线上教与学的转型。这一历史性转变的巨大成功背后,得益于我国多年教育信息化及相关教育装备建设的扎实铺垫。这一年,中国教育信息化的步伐没有因为疫情停步退缩,而是迎难而上,克服了许多意想不到的困难,坚定地沿着中共中央、国务院规划的《中国教育现代化2035》道路,为全面完成《教育信息化2.0行动计划》砥砺前行。

  本文以2020年疫情环境下线上教育的开展为重点,分五个部分进行年度教育信息化发展分析:一是分析解读相关数据;二是分类梳理主要热点事件;三是对疫情期间我国在线教育的实践与发展状况进行分析;四是从数字校园建设、网络学习空间等五个方面反映教育信息化的环境建设与应用;五是从德智体美劳五个方面阐述教育装备信息化的新进展;六是国家“十三五”规划期间教育信息化发展的启示及后续发展建议。

  一、教育信息化数据解读

  本部分以可视化图表的方式,从数字校园建设与发展、数字资源开发与应用、教育资源公共服务平台发展、在线教育发展规模以及教育信息化经费保障五个方面呈现“十三五”时期教育信息化的发展情况,同时通过历年数据的对比分析,展示“十三五”期间我国教育信息化取得的丰硕成果。

  (一)数字校园建设与发展

  1.网络接入

  “十三五”期间,我国中小学互联网接入率呈逐年上升趋势,学校网络基础环境实现全覆盖。全国教育信息化工作管理信息系统数据显示,截至2020年底,全国中小学(含教学点)网络接入率达100%,未联网学校实现动态清零,出口带宽100M以上的学校比例达99.92%,具体情况如图1所示。

  图1 2016—2020年我国中小学实现互联网接入的学校比例

  2.多媒体教室

  “十三五”期间,我国中小学多媒体教室配备比例逐年上升。全国教育信息化管理信息系统数据显示,截至2020年底,98.35%的中小学拥有多媒体教室,数量达到429万间,其中83.16%的学校实现多媒体教学设备全覆盖,具体情况如图2所示。

  图2 2016—2020年我国中小学校多媒体教室比例

  (二)数字资源开发与应用

  “爱课程”是教育部、财政部在“十二五”期间启动建设的高等教育课程资源共享平台,集中展示“中国大学视频公开课”和“中国大学资源共享课”。教育部《教育信息化和网络安全工作月报》显示,“十三五”期间,“爱课程”网新增注册用户数量逐年上升。其中2020年新增注册用户370.5万人次,与前几年相比新增数量明显增加,具体情况如图3(a)所示;“爱课程”网新增客户端用户数逐年累积,于2020年底达到125.4万人次,2016年至2019年呈现先增后减的趋势,2020年增速显著,新增16.5万人次,具体情况如图3(b)所示;“爱课程”网中国大学MOOC移动终端累计下载安装数也处于逐年上升的态势,2020年达到6 708万次,具体情况如图3(c)所示;“爱课程”网平台在授课程数逐年递增,2020年达到3.99万门,具体情况如图3(d)所示;“爱课程”网新增素材数逐年增加,2020年新增幅度非常大,为278.8万条,具体情况如图3(e)所示;“爱课程”网新增报名数呈现逐年上升趋势,2020年新增幅度最大为7 759万人次,具体情况如图3(f)所示。整体来看,“十三五”期间,“爱课程”网建设取得可喜成果,为高等教育提供了大量优质的教育资源。

  图3 2016—2020年“爱课程”平台相关数据

  教育部科学技术司公布的“十三五”期间教育信息化发展数据显示,农村教学点数字教育资源全覆盖项目整合开发英语、音乐、美术等学科数字资源6 948学时,与基础教育阶段所有学科教材配套的资源达5 000万条;建成203个国家级职业教育资源库,认定1 291门国家精品在线开放课程和401个国家虚拟仿真实验教学项目;慕课学习人数达3.1亿人次,获得在线课程学分的高校学生突破8 200万人次。我国优质资源供给和信息化教学应用水平在“十三五”时期得到大幅提升。

  (三)教育资源公共服务平台发展

  国家教育资源公共服务平台依托现有公共基础设施,逐步推动与区域教育资源平台和企业资源服务平台的互联互通,共同服务于各级各类教育活动的开展。教育部《教育信息化和网络安全工作月报》显示,“十三五”期间,国家教育资源公共服务平台建设取得可喜成果,教师空间数、学生空间数、家长空间数均逐年递增,其中教师空间数量最多、上升幅度最大,2020年发展到1 396万个,与2016年相比增加436万个;学生空间和家长空间数则分别为686万个和595万个,具体情况如图4所示。

  图4 2016—2020年教育资源公共服务平台发展情况(单位:万个)

  (四)在线教育发展规模

  中国互联网络信息中心(CNNIC)发布的第47次《中国互联网络发展状况统计报告》显示,截至2020年12月,我国在线教育用户规模达3.42亿,较2020年3月减少8 125万(见图5);手机在线教育用户规模达3.41亿,较2020年3月减少7 950万(见图6)。2020年下半年,随着疫情防控取得积极进展,大中小学基本恢复了正常的教学秩序,在线教育用户规模数据稍有下降,但较疫情之前(2019年6月)仍增长了1.09亿,行业发展态势良好。“十三五”发展期间,在线教育的用户规模整体呈上涨趋势。

  图5 2016—2020年在线教育用户规模(单位:万人)

  图6 2016—2020年手机在线教育用户规模(单位:万人)

  网经社发布的《2020年度中国在线教育投融资数据报告》显示,2020年,在线教育行业融资规模飙升,其中融资规模和平均融资额均达2016年以来最大值,体现出2020年在线教育行业的蓬勃发展(见图7、图8)。

  图7 2016—2020年在线教育行业融资规模变化(单位:亿元)

  图8 2016—2020年在线教育行业平均融资额变化(单位:亿元)

  艾瑞咨询2021年发布的《2020年中国在线教育行业研究报告:一半是海水,一半是火焰》显示,2016—2020年,我国在线教育行业市场规模呈快速发展趋势,其中2020年在线教育行业市场规模为2 573亿元,同比上年增长35.5%(见图9)。在线教育行业市场规模中,低幼及素质教育赛道、K12学科培训赛道在线化进程加快是2020年在线教育市场快速增长的最主要贡献(见图10)。疫情影响下,低幼及素质教育领域的在线化范围持续加深,职业教育领域的在线化进程也在不断加速。

  图9 2016—2020年在线教育行业市场规模(单位:亿元)

  图10 2016—2020年在线教育细分结构

  (五)教育信息化经费保障

  在国家政策的推动下,我国教育信息化行业持续深入发展。《中国教育信息化产业发展前景预测与投资机会分析报告》显示,“十三五”期间,我国教育信息化经费持续增加,从2016年的2 530亿元增长至2020年的3 863亿元(见图11)。

  图11 2016—2020年教育信息化经费预算(单位:亿元)

  二、教育信息化2020年度热点事件梳理

  2020年,各级教育行政主管部门、高校、企业、科研机构、行业组织等克服疫情影响,在教育信息化领域开展了一系列活动,包括颁布政策文件、组织高水平会议以及开展系列教育信息化培训等,助推教育信息化事业发展。本部分从政策文件、会议信息、动态资讯的视角,对2020年度教育信息化热点事件进行梳理(见表1—表3)。

  表1教育信息化年度热点事件——政策文件类(13个)

表2 教育信息化年度热点事件——会议信息类(18个)

表3 教育信息化年度热点事件——动态资讯类(31个)


  三、2020年线上教育教学全景扫描

  2020年伊始,突如其来的新冠肺炎疫情迅速蔓延,为应对疫情影响,国家推出“停课不停学,停课不停教”的政策。这是全国师生与在线教学进行的首次大规模碰撞,也是对我国教育信息化建设成效的首次大规模检验,一场“史无前例”的在线教学拉开序幕。为保障在线教学顺利实践落地,提升在线教学质量,国家、地方、各级各类学校、机构、社会组织、企业等开展了一系列的应对措施。本部分主要从线上教育国家政策与行动速描、线上教育地方方案速描、学校教育教学模式的创新、教育机构及社会组织与企业的支持四个方面对疫情期间我国在线教育的实践与发展状况进行分析。

  (一)线上教育国家政策与行动速描

  疫情发生后,国家立即提出“停课不停学”,力求把疫情对学生学业的影响降到最低,主要措施包括制定政策,引导教学以及启用平台,丰富资源等。

  1.制定政策,引导教学

  2020年2月6日,教育部应对新冠肺炎疫情工作领导小组办公室发布《教育部应对新冠肺炎疫情工作领导小组办公室关于疫情防控期间以信息化支持教育教学工作的通知》,从网络安全、平台服务、教育资源等方面做出了新的部署,为后期线上教育的顺利开展奠定基础。2月12日,教育部与工信部正式印发《教育部办公厅工业和信息化部办公厅关于在中小学延期开学期间“停课不停学”有关工作安排的通知》,明确提出“四个坚持”,并提出有关工作措施和具体要求,为线上教育教学提供政策指导。

  通过总结各地线上教育教学经验,教育部办公厅3月6日印发《关于深入做好中小学“停课不停学”工作的通知》,特别强调各地要积极帮助困难家庭学生解决线上学习条件问题,密切家校沟通协作,有序有效深入做好“停课不停学”工作。3月17日,教育部办公厅又发布《教育部办公厅关于做好2020年春季学期中小学教育教学工作的通知》,指出要做好线上线下教育教学的衔接,持续发挥线上教学的作用,有序开展复学工作。针对线上体育教学的局限性,教育部应对新冠肺炎疫情工作领导小组办公室发布《教育部应对新冠肺炎疫情工作领导小组办公室关于在常态化疫情防控下做好学校体育工作的指导意见》,鼓励学校开展网络远程学生体育“云”竞赛和“云”上运动会。这一系列的政策谋划,不仅引导全国中小学线上教育走入正轨,也打消了社会公众对于在线教育的担忧。教育部与工信部还建立了部际协调机制,协调网络运维企业,有力保障网络云平台的顺畅运行。

  2.启用平台,丰富资源

  搭建中国教育电视台空中课堂。为保障“停课不停教、停课不停学”的顺利开展,中国教育电视台利用传统电视节目方式,解决光纤网络覆盖薄弱地区在线学习问题,充分发挥电视和网络传输跨时空的特点,开设“空中课堂”,免费提供教学课程,并推出《同上一堂课》特别节目。中国教育电视台空中课堂涵盖思想品德、法制教育、艺术赏析、人文历史、国学经典和课程学习6个类别,通过电视频道、官方网站、“长安书院”官方App、CETV微信公众号等全媒体平台,与全国广大师生家长守望相助、共同战“疫”。

  基于国家中小学网络云平台为广大师生提供优质资源,服务学生学习。云平台资源共包括10个板块,涉及课程学习、防疫教育、家庭教育、品德教育、生命与安全教育、心理健康教育、经典阅读、研学教育、影视教育、电子教材,平台内容每周进行更新补充。通过组织开展专题交流、专线答疑等多种方式,帮助师生深化资源应用,提升教学效果。

  (二)线上教育地方方案速描

  为保障“停课不停学”的顺利实施,各地因地制宜,结合地方实际采取了相关措施,其中北京、上海、浙江等地均取得了较好的成效。

  1.北京

  2020年2月14日,北京市发布《关于疫情防控期间以信息化支持教育教学工作的通知》,通知按照“政府统筹引导、学校科学实施、社会广泛参与”的总体思路,旨在优化提升基础条件保障能力,整合汇聚各方优质数字资源、努力提高互联网服务水平,全力保障“停课不停学”。

  第一,优化网络与基础设施,确保线上教育的顺利进行。首先,加强市、区、校基础网络、数据机房、云服务、视频会议系统的运行维护与优化,为各类教育教学应用提供稳定可靠的运行环境。其次,完善网络安全制度建设,增强网络信息安全监管力度,开展网络安全教育宣传和人才培养。

  第二,汇聚开放各类优质资源,为师生提供丰富优质的教育资源。发挥市级统筹作用,整合汇聚多方优质数字资源,并与教育部国家教育公共资源平台实现对接。另外,特邀特级校长、特级教师组建“双特队伍”,通过首都教育微信公众号“双特战疫”专栏、市民热线、主任信箱、公开发布等渠道对家长和教师提出的问题及时解答。北京市教委与歌华有线合作推出“北京云空中课堂”,不仅通过高清交互机顶盒覆盖近600万首都家庭用户,通过“北京云”融媒体平台在17个区级融媒体App上线;还与学习强国、快手、今日头条、抖音、西瓜视频等平台合作,全面发力移动端在线教育。

  第三,提升在线教育服务能力,提高在线教育教学质量。首先,通过“智慧学伴”官网、App、微信公众号为学生提供在线答疑服务;其次,汇聚北京师范大学专家力量为教师提供线上培训服务;最后,依托中小学数字德育网为师生提供心理健康咨询服务。

  2.上海

  上海市教育委员会宣布,自3月2日起,全市中小学按照“同一学段、同一课表、同一授课老师”的原则以“电视为主、网络为辅”的形式,开展在线教育。

  一是由上海市教委教研室依据《上海市中小学2019学年度课程计划》制定全市统一的分年级在线教育播放时间表,学生按照分年级在线教育播放时间表收看课程,也可以自主点播回看。每天除安排学科视频课程外,还有统一的升旗仪式、做眼保健操和广播操的时间。

  二是各年级课程内容均由指定电视频道直播,通过东方有线和百视通IPTV的12条直播频道为上海140多万中小学生提供在线学习服务。对于少数由于特殊原因确实无法通过电视或网络上课的学生,将由学校“一人一策”做好托底方案,不让一个学生掉队,全面保障教学质量目标达成。

  三是上海市教委联合上海市师资培训中心和华东师范大学开放教育学院举办在线教学如何赋能传统教学云论坛以提高教师的在线教学技术与能力。

  3.浙江

  2020年2月6日,浙江省教育厅发布《关于防控疫情延迟开学期间在全省中小学全面实施线上教育教学工作指导意见》,提出要充分利用互联网、信息化手段,坚持以中小学校为主体提供线上课程、组织教育教学活动,以“之江汇”教育广场和各地资源平台为辅助提供线上教育教学资源,推动线上教育教学活动有序开展。

  第一,线上教育全覆盖与因地制宜相结合。一方面做到学校和学科两个覆盖,另一方面根据校情、师情、学情、生情,因地制宜。以宁波市鄞州区为例,该区结合当地实情,创新举措,形成“一主体、两规范、三统一、四保障”的区域教学特色,开辟“鄞州空中课堂”“甬上云校——鄞州智慧云课”“华数、电信、移动电视频道”以及“鄞响空中课堂”四条路径,助力学生五育全面发展。

  第二,线上教学以班级为单位组织授课和双向互动,以“录播+线上答疑”为主,有条件的学校采用“直播+线上答疑”的形式。课后辅导采用“点播或线上答疑”形式进行线上辅导、答疑和互动。

  第三,组织教师培训,提升教师线上教育教学技能。杭州师范大学依托教师远程培训平台“师加网”为中小学教师提供全面而优质的中小学教师培训课程,并组建线上学习服务团队,解决教师难题,帮助教师熟练掌握线上教学的各种技能。

  第四,关注特殊人群,提供人性化服务。各地各校针对留守儿童、随迁子女、困难家庭子女等特殊人群实施线上学习帮扶落实工作。各地正常开学后,对重点疫区不能按时返校的随迁子女等开展个别化的线上教育教学辅导。

  (三)学校教育教学模式的创新

  各中小学为保证教学进度正常进行,最大限度减少疫情对正常教育秩序的影响,采取了一系列的措施与方法,以下列举六所典型学校的做法。

  1.湖北武穴市实验小学

  疫情期间,武穴市实验小学利用信息技术开展丰富的在线教学,帮助学生自主学习,切实保障学校教学计划的正常推进。

  学校秉持网络教学做减法的核心思想:一是减教学信息,以“状元大课堂”、“班班通教学系统”、中国教育电视台为主,严格执行先听再推的制度,整合与优化各种教育资源,推送精品教学资源。二是减教学时间,在确保全面开课的前提下,压缩各学科授课时间,追求少而精的课程,保持学生学习积极性。三是减书面作业,给予学生充足的休息、锻炼、亲子游戏互动时间,关注学生身心健康,呵护学生精神成长。

  2.福建泉州市实验小学

  作为全国“百所数字校园示范项目学校”的泉州市实验小学,在疫情期间积极探索智慧校园环境下的教学变革与创新,其做法有许多可借鉴之处。

  泉州市实验小学充分发挥学校资源优势,以“平台资源共享+教师空间线上指导+学生线下参与”为主要学习模式,充分关注学生的个性化学习需求。以语文课为例,教师基于“人人通”空间里的“班级讨论”功能,建立了班级“云聊天室”,开辟学生交流畅谈的新天地,不仅帮助学生与教师一起讨论解决问题,还可以分享生活趣事,制定学习计划。云聊天室成功为学生创造出多姿多彩的第二课堂,对特殊时期将“停课不停学,宅家不宅心”与“立德树人,五育并举”落到实处进行了颇有价值的实践探索。

  3.江苏响水县实验小学

  响水县实验小学基于“小e”网络平台,开创了独特的“以网络平台为支点,搭建线上师生学习共同体”的教学新模式,做到了课堂主体中心的转变和课堂学习方式的创新。

  2月初,全校4 319名学生基于“课堂派”在线课堂互动平台全面开展线上教学。教师依托在线课堂互动平台,随时上传课件、资料、推荐阅读等资源;学生则可以利用平台,通过视频直播的方式进行课堂学习,同时借助平台,实现交流互动和小组合作学习,逐渐形成了“让学引思”理念下信息技术与各学科教学深度融合的教学新范式。借助课堂派平台,教师每天按时发布作业,学生按时提交作业,通过后台数据分析,进一步掌握学生作业完成和教师作业批改情况。此外,为便于管理,学校教务处统一建立83个“虚拟班级”,分别对应现实中的自然班,班主任和任课老师为助教,切实保障教学的高质量完成。

  4.宁夏银川二中

  在“互联网+教育”示范区宁夏,如何保障“停课不停教,停课不停学”的顺利实施,银川二中的经验值得借鉴。

  银川二中基于宁夏“云平台”和智学网“智空课”平台开展在线直播课堂教学活动。学校联合智学网工作人员,用3天的时间完成了64个课程包,832节课的课程配置以及64个老师的培训及各种问题的在线处理。基于智学网平台,老师们通过上传文字、图片及文档的形式布置练习内容;学生完成后,拍成图片,上传智学网;老师在线批改后,学生即可进行错题订正,十分便捷地实现了教学和练习检测的闭环。此外,借助宁夏教育云平台、智学网、钉钉等平台,老师们用灵活丰富的专题微课、知识胶囊、现场互动等形式密切关注学情,同步跟进教学,有效提升质量。

  5.青岛二中

  青岛二中多年来持续优化智慧教学整体解决方案,未雨绸缪,在此次疫情应对过程中凭借睿易云平台在校园的广泛应用,切实保障了学校的教学进度与教学质量。

  首先,学校依托云教学系统创建了“课飞人不动”的新型教学模式。学生除在固定的班级上课之外,还可以利用平板电脑选择自己需要走班的课程进行直播听讲,真正实现课“飞”到学生电脑屏幕上,有效解决了疫情期间走班课程难实施的问题。除了直播模块,云教学系统内还有直播课程回看、自主学习任务单、项目式学习、阅读指导、英汉词典等。其次,学校推行“微爱行动”,学生有问题随时在线提交,教师全天候在线,即时为学生解答。教师还会根据学生提出的共性问题,录制微视频,为全体学生答疑解惑。最后,学校成立了虚拟学习社区,学生在线上碰撞智慧,互相监督,共同提高学习效率。

  6.东北师大附中

  疫情初起,东北师大附中及时启动线上教学方案,整体统筹“网上办公线上教学”两项重点工作。各学科组根据学科教学特点,集思广益,研讨线上教学技术,形成了文科、理科两套方案:文科以“课堂讲授+屏幕分享+连麦提问”为主,理科以“边讲边写边画直播课堂”为主。为保证在线学习的质量,学校要求学生每天早上签到,课上鼓励学生积极提问、同学点赞、课间活动分享,课后加强学生交流讨论,共同督促提交作业,分享优秀作业。由此做到了线上与线下相结合,形成了真正的班集体。

  (四)教育机构、社会组织与企业的支持

  疫情期间,教育机构、社会组织、企业等对“停课不停学”的支持主要表现在技术支持、资源支持、辅导支持三个方面。

  1.技术支持

  主要体现在两个方面:一方面是为中小学校免费提供在线教育平台,例如华为的WeLink、腾讯会议、百度智能云视频、鸿合科技、现代中庆、翼欧教育的Classin等助力广大师生在线直播教学、线上研讨答疑等远程线上教育教学服务,真正实现“在线也高效,停课不停学”。另一方面是升级优化网络布置,切实保障各级各类学校教学活动平稳、高速、正常运行。工信部部署百度、阿里、中国电信、中国移动、中国联通、网宿、华为等企业全面提供技术保障支持,协调7 000个服务器,90T带宽,供5 000万名学生同时在线使用。

  2.资源支持

  资源是在线教育高效开展的要素。疫情期间,一些教育机构、企业为广大师生提供了大量的优质教育资源,主要体现在两个方面:一是为广大师生提供了大量丰富的、覆盖所有学科的在线教学课程。二是提供课件、试题、案例、教学视频等大量教学资源供师生自由下载,免费使用。例如中国教育技术协会发布《关于征集教师在线教学能力提升培训资源、平台和案例的通知》,面向全社会征集优质在线教学资源、平台和案例,并将其免费开放给大众。北京师范大学教育集团提供电子教材、课程和教辅资料、电子图书等资源,助力万千学子在线免费学习。

  3.辅导支持

  辅导支持主要表现为在线教学方案设计、教师培训、心理咨询三个方面。在线教学方案设计方面,各类教学软件平台和教学资源提供方为停课期间的学校、教师、学生、家长免费提供不同的全场景在线智慧教学方案;教师培训方面,国家级和地方级的教师信息素养培训持续上线,如教育部基础教育司指导、中国教师发展基金会和中国教育装备行业协会共同举办的“筑基教师公益培训”,又如江苏师范大学智慧教育研究中心基于中国大学慕课开展的“中小学教师数据素养”大规模线上公益培训等都为一线教师提供了专业、实用的学习支持服务。心理咨询方面,华中师范大学开辟出抗疫第二战线,运行的心理援助热线平台24小时开放,4 000名心理疏导师开展线上心灵急救,倾听、共情、理解来话者当下的心理困扰,为疫情期间线上教学的顺利开展提供了重要支持。

  四、教育信息化环境建设与应用

  信息化环境建设是教育信息化发展的基础,也是教育信息化水平的直接体现。“十三五”期间,国家加强教育信息化环境建设工作的统筹和部署,为师生打造了数字化、智能化的校园物理环境和互联互通、清朗健康的网络空间环境,促进了教育公平发展和质量提升,为推动“十四五”阶段教育信息化的融合创新发展奠定了良好基础。为了更加具体地展示2020年我国教育信息化环境建设与应用面貌,本部分主要从数字(智慧)校园、网络学习空间、教育数据大脑、三个课堂以及网络安全五个方面呈现各类硬件环境、平台环境和网络环境的建设与应用。

  (一)数字校园

  2017—2020年,教育部连续四年将推动数字校园建设作为教育信息化与网络安全工作要点,要求各地方和各级各类学校积极主动开展数字校园和智慧校园的建设与应用。2018年4月,教育部颁布《中小学数字校园建设规范(试行)》(以下简称《规范》),提出要采用“云—网—端”架构模式,实现校园环境数字化等四个建设目标。在国家政策的鼓励和引领下,广东、福建、重庆、浙江、江苏、山西等地陆续制定中小学数字校园建设指南、标准、规划或指导意见,遴选出了多批数字校园示范校。部分地区在推进数字校园和智慧校园建设与应用的过程中也涌现出特色鲜明的区域做法。安徽省蚌埠市、合肥市、芜湖市等多个地级市,紧抓教与学方式创新和教师、管理者信息素养提升工作,全域推进“智慧学校”项目。其中,蚌埠市在6区3县所有中小学校,共800多所学校、6 000多个班级推进“智慧学校达标”和“因材施教提升”两大工程,推动大数据、人工智能等技术与智慧教学、智慧学习、智慧管理、智慧文化、智慧生活、基础环境七大领域的融合,为不同学生提供个性化、多样化、高质量的教育资源和服务,基本实现了智慧课堂的常态化应用,推进了基础教育的优质均衡发展。

  南京市智慧校园建设工作主要从四个方面推进。一是形成市、区、校三级协同的工作机制,整合本区域电教、装备、教研和管理等各方面的力量;二是发挥市级智慧校园示范校引领作用;三是加强全市智慧校园创建工作调研活动,围绕《江苏省中小学智慧校园建设指标体系》对标找差;四是加强专家对智慧校园试点学校的创建、研讨、指导和论证工作与过程性管理和创建资料的积累,保证智慧校园建设工作过程的规范可控。通过以上一系列行动,南京市已经建立了良好的智慧校园创建体制和机制,形成了全市教育中心工作紧密结合、共同推进的工作合力,创建了个性化学习环境和多样化学习模式,构建了以现代化教育手段相互支撑、相互影响的教育新形态,涌现出了一批体现均衡化推进、特色化发展的案例,产生了积极的社会影响。

  (二)网络学习空间

  教育部办公厅印发的《2020年教育信息化和网络安全工作要点》指出,拓展网络学习空间应用广度与深度仍然是2020年教育信息化建设的重点任务。在这一年里,教育部持续开展中小学校长和骨干教师“网络学习空间人人通”专项培训及网络学习空间应用普及优秀区域与优秀学校遴选活动,并面向全国中小学校和职业院校征选“网络学习空间”主题应用案例。

  2020年网络学习空间应用要求与推进手段与往年相比略有不同。在应用要求上,不仅强调空间建设数量与师生空间覆盖面,更加强调空间应用对象、应用模式的拓展。除了教师和学生之外,家长和教育管理部门等多类角色也逐渐拥有属于自己的网络学习空间,并能利用空间开展成员管理、资源管理、资源共享、信息发布、决策评估、数据分析等多个方面的应用。在推进手段上,不仅关注空间普及应用与融合创新,更重视示范区域和学校的经验成果的示范推广。

  在新冠肺炎疫情防控期间,网络学习空间为全国师生有序开展“停课不停学”线上教学活动提供了较大帮助。例如,2020年,浙江省宁波市一方面建立市级智慧教育学习平台,另一方面通过组建“智慧教育培训讲师团”、创建中小学“智慧校园”、推广“百千万优秀空间”建设等形式,积极探索网络学习空间与教育教学及教育治理深度融合的有效方式,初步形成了网络学习常态化应用模式。

  (三)教育数据大脑

  2020年,良好的政策环境和社会环境促进了教育数据大脑(区域教育大数据中心)的建设与应用。政策环境方面,国家依旧高度重视大数据发展,在“十四五”规划中对于大数据的发展做出了重要部署。社会环境方面,疫情迫使区域和学校改变了传统的管理和决策方式,通过数据大脑对不同应用场景下的各类指标数据进行采集、治理和挖掘分析,从而实现数字化、智能化的管理和决策。在国家教育大数据政策与疫情期间学校管理与决策需求的双重驱动下,全国多个省市、地区、学校(如湖北省恩施州、浙江省温州市、江苏省徐州市、重庆市璧山区、北京市东城区、无锡市新吴区等),纷纷开展教育数据大脑的建设与应用,积极推动融通“教、学、研、评、管”在内的区域教育大平台建设,为教育治理、智慧决策、精准教学、个性化学习与个性化服务提供了智能中枢平台。

  2020年,徐州市建立基础教育大数据综合应用系统,对徐州市基础教育信息大数据、信息化应用大数据、信息化资源大数据、教师队伍大数据和学生综合素质大数据进行描述、诊断及预测分析,通过可视化图表、地图、数据流等展示模式,让区域教育管理者能够清楚地了解区域教育发展整体概况、不同县(区、市)之间教育均衡发展情况和未来发展趋势等,最终实现大数据驱动的区域教育治理现代化,加速徐州地区走向教育现代化的步伐。重庆市璧山区建设的璧山“教育智脑”,也实现了区、校平台数据的互联互通。依托璧山“教育智脑”,璧山区开展智能环境建设、信息素养培养、教学模式创新、资源供给优化、教育评价改革和治理能力提升六项工程,在学区划分、学位资源配置、教师队伍建设、学业发展预警等典型场景中实现了数据驱动的教育决策科学化和教育管理智能化。

  (四)三个课堂

  “三个课堂”是中小学教育信息化的重点工作之一,也是促进教育公平和均衡发展、提升教师专业水平、提升教育教学质量的重要举措。在国家层面上,教育部于2020年3月颁布了《关于加强“三个课堂”应用的指导意见》,明确到2022年,全面实现“三个课堂”在广大中小学校的常态化按需应用。在这一目标下,国家协同各级教育部门积极部署经费投入、教研指导、教师培训、技术支撑、运行维护、咨询服务等方面的保障工作,为“三个课堂”的有效推进保驾护航。在地方层面上,全国各地积极响应中央政策,全面启动“三个课堂”建设与应用工作,如宁夏制定了《宁夏中小学“三个课堂”建设与应用指南》,广西制定了《广西推进“三个课堂”建设与应用实施方案》,湖南省长沙市、山西省忻州市和江西省南昌市分别开展“三个课堂”区域应用专题培训会等。

  在各省市的共同努力之下,越来越多有能力的学校装备常态化录播系统,以精品录播、远程互动直播等形式,将优质教育资源输入乡村或西部等教育水平落后地区,切实促进了教育公平和教育质量的提升。其中,比较有代表性的是浙江省宁波市“甬上云校”的三个课堂建设。在“专递课堂”方面,“甬上云校”通过远程在线直播形式,将宁波专家培训课程推送到贵州黔西南州、吉林延边州及浙江丽水市、重庆万州区、新疆库车县五地共28个对口帮扶县区。在“名师课堂”方面,“甬上云校”推出名师直播课,邀请名师为不同年龄段的学生讲授课程、答疑解惑,促进了名师资源的辐射。在“名校网络课堂”方面,“甬上云校”与宁波市及各区县教研室、学校等开展积极合作,全方位推动优质教育资源共享,满足了学生对个性化发展和高质量教育的需求。

  (五)网络安全

  2020年,教育部继续部署《教育信息化和网络安全工作要点》,指出要不断完善教育网络安全支撑体系,全面提升网络安全人才培养能力和质量,不断提高教育系统网络安全水平并组织开展教育系统关键信息基础设施认定和检查。河北、吉林、广西、重庆、四川和陕西等地相应印发2020年教育信息化与网络安全工作要点,严格贯彻教育部部署。此外,其他各省市也通过制定工作管理制度和安全应急保障体系,加强网络安全防护和保障水平。

  以陕西省为例,陕西省高度重视教育系统网络安全,主要开展了五项工作。一是制定了从网络安全管理机制到人员技术资质、从重点任务完成到经费投入保障的全省教育系统网络安全考核办法,以考核促落实。二是完善网络安全顶层设计,加强了教育数据全生命周期和信息系统全生命周期的管理,确保网络数据安全有章可依、有章必依。三是建成了全省教育行业网站安全监控预警平台,实时监测扫描,及时通报可能存在的网络安全隐患。四是主动组织企业单位开展实战状态下的网络安全攻防演习,深入挖掘信息系统潜在的安全风险,检验网络安全防御体系的有效性和网络安全事件的应急处理能力。五是制定了网络数据安全和个人信息保护办法,在全省教育系统推广使用,有效确保师生和家长的个人信息安全。

  五、教育信息化装备的研制与应用

  随着教育信息化步入2.0时代,融合创新、智能引领成为教育新时代主题,创新教育装备、实现教育装备的信息化是实现教育信息化的重要抓手。教育教学装备是育人育才的必要条件,是促进学生德智体美劳全面发展的重要载体。本部分主要从德智体美劳五方面阐述教育装备信息化的新进展。

  (一)德育装备

  1.德育信息管理平台

  德育信息管理平台主要用于学生的德育管理,监管学生严重不良行为、学生欺侮行为、未成年学生犯罪等重大德育问题。该平台集信息管理中心、德育数字资源、信息发布管理、德育内容互动、多媒体智能展示五模块于一体(见图12),汇聚了国家级德育资源库,为学校提供充足高效的德育资源保障。学生通过学习德育数字资源,发布图文、发布音视频、分享生活经历、参与投票或测试等形式参与德育交流互动。各教育行政部门、各地学校可通过德育信息管理中心及时获取学生德育相关数据,根据数据分析与挖掘结果,开展德育工作指导,实现学校德育工作个性化。

  图12 德育信息管理平台结构

  2.中小学德育服务平台

  中小学德育服务平台建设有利于开辟德育新场域、新途径,让德育课堂、德育服务布满“云端”。中小学德育服务平台主要用于主题班会、教师备授课、校本课程开发、校园文化建设等多种场景,平台以落实“立德树人”的根本任务为目标,以《中小学德育工作指南》提出的“理想信念教育、社会主义核心价值观教育、中华优秀传统文化教育、生态文明教育和心理健康教育”五大领域为基本框架,主要包含德育视频、学科参考、班主任工作、德育示范校、活动专区、实践基地六大内容(见图13)。平台德育资源与中小学统编教材匹配,均由教育部等相关权威部门鉴定,以便学科教师、学生放心使用。

  图13中小学德育服务平台架构

  (二)智育装备

  1.智能液晶压感黑板

  智能液晶压感黑板秉承“为课堂营造洁净的板书环境”的全新理念,采用压感技术、柔性液晶显示技术将普通黑板和多媒体设备进行创新结合,是传统教学与现代科技深度融合的科技产品。智能液晶压感黑板具有无尘板书、一键擦除、同屏书写、一体化教学系统等优势,主要由4K多媒体教学一体机和液晶压感黑板组成。液晶压感黑板贴有高强度柔性液晶书写膜,教师和学生通过专用笔或手指在膜上书写,膜内分子感应外部压力的变化而形成物理字迹书写数据,配合一体机可实现新建、存储、截屏、分享等功能。书写、擦除过程不产生任何墨迹和粉尘,干净卫生、省时省力。此外,多媒体教学一体机采用Android、Windows双系统驱动,支撑高对比度、高亮度3 820P高清显示,可根据学科呈现不同教学素材、课件资源和实验材料。

  2.未来远程智慧教室

  未来远程智慧课堂通过对现有教室进行信息化升级,运用现代远程教学技术,结合无线互动终端,实现远程1+N的互动教学。1个主课堂教师可调取N个分课堂学生的书写细节进行辅导,分课堂学生也能够身临其境参与到主课堂当中。该课堂的主要功能有:①主课堂教师示范教学,各分课堂同步高清观看,主、分课堂任意学生的书写过程都可进行远程分享。②主课堂教师可将分课堂任意学生桌面的学习画面展示给所有主、分课堂的学生。③互动对比教学,教师可任意调取两组或四组的即时画面对比教学,展示不同学生的作品或过程,学生可发表学习或讨论过程中遇到的问题和见解。④主课堂教师可将任何一位学生的学习讨论过程录制下来,通过视频回放,让学生自述学习思路,教师进行针对性讲解。⑤教师可一键收取学生作品,让学生远程观看分享各自完成的作品,这些作品可作为学生作业记录资料,为综合评价提供依据。

  3.“三个课堂”应用管理平台

  “三个课堂”应用管理平台以先进技术为专递课堂、名师课堂、名校网络课堂“三个课堂”建设赋能。该平台主要通过小程序轻应用、PC客户端、Web浏览器、手机移动端呈现,主要包含终端层、支撑层、平台层、应用层(见图14)。其中,平台层分为专递课堂、名师课堂、名校网络课堂三大板块,提供直播录播、督导巡课、在线研修等功能;支撑层包含统一接口、ECS、语音转写等支持服务;终端层主要有交互显示终端、常态化录播系统、教学音视频系统;应用层主要介绍平台的应用对象,即教育行政部门、学校、教学点、指导老师、学生等。平台以数据为支撑,以优质资源共享为目标,实现多维数据可视化呈现,提供“三个课堂”系列应用,帮助区域管理者实现精细化管理,助力教师专业成长,创设优质共享课堂,满足不同学生个性化教育需求,促进我国教育更公平、更优质的发展。

图14 “三个课堂”应用管理平台架构

  (三)体育装备

  1.液态节能运动冰

  体育教育离不开体育装备,一款为校园打造的创新冰上运动场地的装备——液态节能运动冰逐渐进入各中小学。液态节能运动冰结构包含混凝土层、冰漆封底界面层、标志标线层和液态节能运动冰面层四层(见图15),具有环保节能、施工便捷、维护成本极低等特点,可应用于花滑、冰壶、冰球等多项运动项目。

  图15 液态节能运动冰结构

  2.智能篮球机

  智能篮球机是为练习投篮技巧、提高投篮命中率及提升练习效率研发的一款信息化装备,配备可充电的锂电池,一次性可使用5-6小时,主要包括万向移动轮、微电脑智能控制系统、智能发球系统、频率控制系统、收纳系统伸缩管、篮球收纳系统、收纳系统控制手柄、进球命中感应系统。

  3.智慧体育场馆

  智慧体育场馆通过网络“云”连接人脸识别系统、场馆公共服务平台、场馆数据管理平台和场馆工作管理平台(见图16)。通过人脸识别系统,场馆管理人员可实时掌握场馆内人员信息、人员动态。场馆工作管理平台有场馆预订、会员管理、会员办理等功能,场馆配备自助一体购票机,支撑会员在线办理业务,让用户足不出户就能了解场馆的场地使用情况,预订适合自己的时间段、场地。场馆公共服务平台提供赛事引入服务、体育培训服务以及其他增值事务咨询。场馆数据管理平台是软硬件连接的分析平台,记录各器材使用情况及各会员运动时间、消耗等个人数据,借助大数据分析,可为运动者提供健康报告,推荐更适合自身的运动项目。

  图16 智慧体育场馆体系架构

  (四)美育装备

  1.全息钢琴

  全息钢琴主要依托全息钢琴技术研发制成,触控一体机替换了传统的纸质钢琴谱,实现了全息钢琴谱、弹琴指法、全息钢琴键三位一体的弹奏关联,让学生通过视觉、听觉快速建立认知,有效解决了面向钢琴初学者的教与学问题。在教师教学方面,全息钢琴配备了高清指法仪,清晰采集教师指法示范过程,并实时在学生端呈现,便于学生跟弹练习。同时,触控一体机可支持教师与学生同屏示范演奏,播放乐谱时,虚拟音乐键盘显示双手正确的弹奏键位和手指提示。在学生学习方面,可实时查看教师端弹奏画面,及时自我纠正指法、节奏等错误。

  2.音乐创客教学系统

  音乐创客教学系统由软件和硬件系统搭配,由云平台、学习大数据分析平台、音乐教学资源库、数字化音乐教具和测评系统、数字音乐教学软件系统组成(见图17)。教学系统围绕数字音乐教学软件的音乐创作、歌唱教学、乐理教学、音乐欣赏、音基闯关等多个应用开展教学,着力于教师示教、学生实践、巩固练习和成果测评,使教与学更加高效。在教学资源库中,有大量满足教学大纲要求的音乐教学视频资源;在测评系统中,学生学习完课程知识后可进行随堂测试、小节考试和期末测试;在学习数据分析平台上,教师可实时查看学生学习、练习及考评情况。

  图17 音乐创客教学系统

  3.艺术素质测评云平台

  艺术素质测评云平台覆盖“新时代教育评价体系建设、艺术教育质量提升、艺术教育均衡治理”等应用场景的解决方案,通过5G网络将数据中心、艺术测评考试平台、艺术素养提升平台、智慧教育管理平台联通,实现学生艺术素质测评数据共享(见图18)。数据中心起着汇聚学生艺术相关数据的作用,为学生个性化艺术培养提供数据支持。艺术测评考试平台参考中小学艺术测评标准,确定艺术等级测评考试试题,形成测试题库。艺术素养提升平台通过学生测评情况制定个性化的艺术素养提升方案,在学生学习理论知识的同时,也注重学生艺术方面的社会实践,提升学生对艺术创造、艺术鉴赏、艺术发展规律的理解。云平台为学生艺术素质评价、艺术教育决策分析等各类业务提供即席查询、综合报表、评估、预警预测等功能,帮助解决了艺术教育管理服务问题,实现数据增效增益,为智慧美育赋能。

  图18 艺术素质测评云平台系统框架

  (五)劳育装备

  1.非遗特色劳动实践教室

  非遗特色劳动实践教室致力于解决非遗文化的教育问题,通过不同主题的工坊,运用VR技术营造体验式的学习场景,传播、传承非遗文化。非遗特色劳动实践教室设置了七个教学区域:陶工坊、纸工坊、木工坊、织染坊、本草坊、食育坊以及金工坊,涉及了教学设备、教学工具、环境创设、家具、课程、培训六大板块。各工坊通过大数据、互联网、云计算等技术实现教室云管理与课程资源数据共享,通过跨学科、项目制、做中学的教学方法,让学生在实践中学习、在探索中成长、在生活中应用,实现个性发展,启发学生多元化地探索非遗背后的生活艺术和劳动智慧,树立正确的劳动观念和劳动态度。

  2.劳动教育云平台

  劳动教育云平台基于SAAS(Software as a Service,软件即服务)设计,是新时代青少年劳动素养提升平台,由劳动实践活动课程库和劳动教育装备资源库组成,适合多场景使用,能满足教育行政部门、机构、学校、家庭、基地、团体等任何群体使用,为教育行政部门提供区域劳动教育大数据、学校课程师资集中监督、活动质量测评、规范费用支出等服务;为学校提供课程资源、师资资源、教务考勤、教学跟踪、评价管理、档案归集等服务;为机构提供选课走班、作品评价、案例分享、证书奖励、档案智能汇总等服务;为家长提供及时了解孩子成长轨迹、展现孩子劳动素养风采等服务。各项服务均贴合新时代劳动教育需求。

  六、教育信息化发展建言

  (一)教育信息化“十三五”发展的启示

  随着2021年的到来,“十三五”已经渐渐淡出我们的视野,但教育信息化在这五年中所产生的巨大成绩和影响力,却依然强有力地推动着教育事业向现代化宏伟目标迅猛发展。

  “十三五”是我国教育信息化方针政策与发展规划设计最系统、文件下发最多的时期,充分显示了党和国家对教育信息化的高度重视与期望。“十三五”期间教育部以“三全两高一大”为核心目标,提出《教育信息化2.0行动计划》,这是具有里程碑意义的事件。提出转段升级,教育信息化从重视数量级发展转变到关注质量级提升,这是一个重大飞跃。按照联合国教科文组织关于教育信息化四阶段的(发动、应用、融合、创新)划分方法,考察我国教育信息化发展实际,我国在“十三五”末已进入由融合向创新发展的阶段,这是历史性的跨越。

  “十三五”是我国教育信息化经费投入的集中期,投入经费总量远远超过历史同期。随着教育信息化经费持续投入,逐年递增,教育教学的信息化环境得到极大改善。“十三五”期间国家教育资源公共服务体系基本建成。教育资源公共服务均等化、普惠化、便捷化水平不断提升。各级各类学校的数字校园(智慧校园)、大中小学师生的网络学习空间空前普及,广大教师普遍应用网络学习空间开展教学和教研。我们距离《教育信息化2.0行动计划》提出的“三全两高一大”的宏大目标正在日趋接近。

  “十三五”是教育信息化思想观念转变期。随着国家政策落实、经费落实,信息化教育教学环境越来越好,基层领导、广大教师和教育信息化工作者通过实践、反思、研讨,认识到信息化建设的成效最终不能体现在“物”上,要体现在“人”上,落实在应用上,体现在教学与管理能力提升、教学模式的转变上。不能说以前没有认识到这个问题,而是说“十三五”期间广大教师和校长思想认识普遍得到提升并开始了转变之路。转变得益于国家文件的引领,得益于群众性科研课题活动的广泛兴起,一时改革案例纷呈,解决方案频出,建立以信息技术为基础,以人为中心的教育新生态成为普遍共识,持续多年的“面向普适性信息化教学”的培训提高到了“面向学科的信息化教学”的新阶段。信息技术与教育教学融合已经成为广大教师、校长、教研员、电教工作者的共识,成为学科教学改革与教育质量提升的重要内容。创新的时代已经到来。

  (二)在线教育不是权宜之计

  2020年初,新冠肺炎疫情突发,一阵慌乱之后,教育行政部门、学校很快稳住了阵脚,在电教装备部门努力下,迅速搭建在线教学环境,教师在线教学、学生在线学习的问题基本解决,“停课不停教,停课不停学”的国家要求得以实现。此举赢得了家庭、社会的普遍赞誉。对教育信息化部门来讲,在线教育在疫情作用下以超乎寻常的速度推进,时势创造了全新的机遇。

  随着疫情形势放缓和学校复课,在线教学规模有所下降。部分学校的网络教学环境使用率降低,一些设备开始闲置,这是值得认真研究和思考的。展望世界和全国的疫情,我们不能掉以轻心,不能把在线教育仅作为权宜之计。在线教与学是信息化社会的教学基本样式之一,是与在校班级教学并行的终身学习社会的学习基本样式,而不只是补充,学生、教师、校长、家长和全社会都应意识到这一点。

  新冠肺炎疫情给我们上了一课,使我们认识到在社会应急条件下,在线教育是延续社会文明的重要工具,必须认真对待。当在线教育的重要性被金融资本认识到之后,2020年后半年在线教育行业融资行情飙升,其中融资规模和平均融资额均达五年来最大值。这既体现出2020年在线教育行业的重要性被重新认识,正确估值,受到全社会重视,但是否会导致发展过快,投资过热,以致引发市场失控呢?我们要警惕。

  (三)网络安全最重要

  国家和地方都高度重视网络安全。在教育信息化各项工作中,网络安全所占比重越来越大。没有安全,就没有信息化,“十三五”时期,网络安全工作的重要性逐年提升。在起草《中小学数字校园建设规范(试行)》时,教育部就明确提出:“网络安全最重要,网络安全不只是管理工作的一部分,要单独设立一个章节讲网络安全问题,以引起学校的重视。”由于国家、地方、学校对网络安全高度重视,提出规范性制度要求,迭代技术更新快,降低了事故的发生率,使各级各类学校网上教学与管理有了保障。

  虽然教育行业网络安全受到高度重视,但一定程度上还存在网络安全软硬件投入力度不足、等级保护落实情况欠佳、安全风险管控手段落后、网络安全管理监督缺位、在线教育防护能力薄弱等问题。未来各级各类学校应在加快推进教育信息化高质量发展的同时,全面保障教育系统网络安全:一是健全网络安全责任制,加强关键信息基础设施保护。二是强化网络安全监测能力,健全网络安全监测通报机制,加强对新形态在线教育的安全监测,提升网络安全态势感知能力。三是提升数据安全特别是个人信息保护能力。四是开展教育系统网络安全攻防演习,提高重大事件应急处理能力。

  (四)数字校园(智慧校园)建设与应用不可偏废

  “十三五”期间,作为《教育信息化2.0行动计划》重要组成部分的中小学数字校园建设工作受到高度重视,各地教育行政部门及中小学校都在努力完成建设任务。我国发达地区省份在数字校园基础上,提出智慧校园的概念,为建设数字校园(智慧校园),各地收获了很多好的经验:一是县区加强顶层设计和协同研究,成立专家团队,明确建设理念、目标、原则、内容和模式,统筹考虑技术、业务、管理、服务和文化;二是加强政企学研合作,找准智能产品与教育的契合点,使得技术与教育的融合更加优质、高效;三是培养“信息技术与学科教学融合”的创新应用带头人,激发教师内生动力,显著提升教师的信息技术应用能力。

  数字校园建设与应用的辩证关系是:从应用角度提出建设要求,在建设中推进应用,两者不可偏废。随着中小学数字校园(智慧校园)建设与应用的不断深入,区域性教育数据大脑必将建设应用。但是数据采集、整合、共享方面还存在技术壁垒、缺乏顶层设计,存在数据碎片化和数据分析结果简单化等现象,不能有效积累形成资产。未来,教育数据大脑更应聚焦数据交换、数据治理、数据安全和数据服务四方面重点建设内容,加强教育数据仓库的设计与建设,推动新旧之间、部门之间、应用之间数据的连接与融通。

  (作者单位:刘雍潜,中国教育技术协会;杨现民、张瑶、周德青、吴贵芬、米桥伟,江苏师范大学;李新,北京师范大学)

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