数字化时代信息技术学科育人价值研究

数字化时代信息技术学科育人价值研究

一、汤恩比的文明起源技术革命对时代发展的进程产生了深远的影响。20世纪历史学家汤恩比(Toynbee)通过研究历史上的诸多文明与国度,发现文明的诞生来源于成功地回应了世界变化的挑战二、20人工智能时代的教育研究:从强调自我学习到强调知识获取信息技术的发展进入到21世纪之后,人们习惯于获取与应用数字信息。信息技术正在改变人类社会的工作方式、生活方式和学习方式。近几年来,无线通讯技术的快速迭代升级,加速了移动技术的广泛应用。于此同时,智能手机的普及使得数字化信息触手可及。信息以数字化的形式普遍存在,已然成为了信息化时代的主要特征。2010年后,随着智能物联网、可穿戴设备、机器学习等相关技术取得了阶段性进展,信息技术正在深刻地影响着政治、经济和文化。互联网使得信息的双向传播变得更加快捷。越来越多的人使用互联网进行协作,产生了大量的数字化信息。与此同时,可穿戴设备正在实时地捕捉个体的大量信息。不仅如此,智能物联网正在让线上的数据分析直接反馈到线下的智能设备上,让物理空间变得更加智能化与个性化。人工智能在机器学习方面也有了进展。由IBM和美国德克萨斯州立大学联合研制的的超级电脑“沃森”就是一台具备应用互联网大量信息进行“自我学习”的机器。此外,不久前位于英国伦敦的谷歌(Google)旗下DeepMind公司所研制的阿尔法(AlphaGo)人工智能程序,成功地战胜了人类顶级围棋棋手。前Google首席工程师奇点大学的创始人雷·库兹韦尔(RayKurzweil)在《奇点临近》(TheSingularityisNear)一书中,预言了2045年人工智能将超过人类智能的整体水平,人类的发展将出现重大拐点与此同时,学校又该如何适应时代的发展,用什么样的教育理念开展教学,以什么样的学习方式进行学习,成为了数字化环境下的重大转机。在2003年颁布的《普通高中信息技术课程标准》中,将信息的获取、加工、处理、管理和分享作为高中信息技术学科的主线。全国信息技术课程的推行与实施,为全体学生的信息素养奠定了坚实的基础。随着信息技术的大众化普及,信息技术学科正在从工具层面上的操作技能习得,转向面向人的全面发展,提升人适应信息化时代的能力,从而符合新时代背景下对于“具有信息素养的人”的基本诉求。在这样的时代背景下,高中信息技术学科需要确立什么样的核心素养,来明确该学科对于人的核心价值就显得尤为重要。笔者认为,对于信息技术学科的价值有很多,然而其中一个不容忽视的核心价值在于运用信息技术开展自主学习,并与他人进行交流协作,从而逐步形成创新创造的能力。这种基本技能和必备品格称之为“数字化学习与创新”素养。三、数字化生存与创新笔者查阅了大量文献,整理有关资料发现,与“数字化学习与创新”素养相关的概念包括数字化生存、数字化学习、创新等。“数字化生存”最初是由麻省理工学院尼古拉斯·尼葛洛庞帝(NicholasNegroponte)教授在其1996年出版的《数字化生存》(BeingDigital)一书中提出的,按照书的诠释,“人类将生存于一个虚拟的、数字化的生存活动空间,在这个空间里人们应用数字技术从事信息传播、交流、学习、工作等活动,这便是数字化生存由此我们可以看出,数字化生存涵盖的内容非常广泛,包括了数字化环境下的工作、生活和学习。而对于信息技术学科,如果将数字化生存作为其中一个核心素养将过于宽泛,以至于涵盖了其他素养的部分。更进一步,如果是广义的数字化生存的概念,其外延甚至包括了信息技术学科以外的其他素养范畴。从某种程度上,数字化生存比信息技术学科本身还要宽广。在1998年由美国杰·克罗斯(JayCross)教授首次提出e-Learning。e-Learning,英文全称为ElectronicLearning,中文译作“数字化学习”“电子化学习”“网络化学习”等。不同的译法代表不同的侧重观点,但是三者均强调的是数字技术,强调用技术重塑学习方式。在数字化环境中,汇集了大量文字、图片、音频、视频、应用程序等学习资源,形成了一个高度综合集成的数字化学习场景。最早在教育部的文件中提出“数字化学习”这个词的是美国教育部2000年度《教育技术白皮书》。该文件阐述了e-Learning的核心价值,全面阐释了这种新方式下的学习转变。e-Learning是指通过互联网进行的学习与教学活动,它充分利用现代信息技术所提供的、具有全新沟通机制与丰富资源的学习环境,实现一种全新的学习方式另一方面,虽然数字化学习的过程部分含有创新的历程,但是根据建构主义的观点,学习更多的是一种“向内”的自我建构,而创新则是一种“向外”的践行。因而,数字化环境下不仅需要强调运用数字化环境进行学习,同时也需要鼓励并注重数字化环境下的创新。创新是指以现有的思维模式提出有别于常规或常人思路的见解,利用现有的知识和物质,在特定的环境中,本着理想化需要或满足社会需求,去改进或创造新的事物、方法、元素、路径、环境,并能获得一定有益效果或具备价值的行为。英国创造力研究专家肯·罗宾逊(KenRobinson)将创新定义为每一个人原生且具有价值的想法。创造就是将这些想法变成现实的过程。创新不限于个别群体,而属于每一个人;创新不限于个别专业,而属于每一个领域随着时代的发展,农业、工业与服务业三大产业已经与数字化有着密不可分的关系,从而,大量创新与数字化紧密关联。数字化创新表现为运用多种数字化技术,创造性地进行数字化生产、制造和服务。综上所述,“数字化学习与创新”素养是指充分运用数字化资源、数字化工具和数字化平台,开展自主学习与群体协作,并在不断进行创造创新的过程中所具备的基本技能和必备品格。四、学习与创新的理解与重视在全世界范围内,我们可以清晰地看到不同国家对于数字化环境下学习与创新的理解与重视。从不同组织的核心素养框架,到不同国家课程标准的描述,都不约而同地表明了“数字化学习与创新”素养是教育所需关注的重要组成部分。(一)数字素养:从信息域到问题解决域欧洲联盟在2006年通过了面向全民的“核心素养”提案,其核心素养包括:使用母语交流、用外语交流、数学素养与基本的科学技术素养、数字素养、学会学习、社会与公民素养、主动意识与创业精神、文化意识与表达共8项值得特别关注的是“数字素养”(DigitalCompetence)框架。近年来越来越多的国家采用数字素养(DigitalCompetence)一词。以“数字”取代“信息”能够更加凸显现代信息技术区别于以往信息技术(计算机出现之前广泛使用的电话、广播、电视等模拟通信技术)的数字化本质。“数字”比“信息”更能体现时代特征和本质欧洲联盟公民素养提案中的“数字素养”框架明确提出了五个素养域,它们分别是:信息域、交流域、内容创建域、安全意识域和问题解决域。不同素养域从不同侧面体现了“数字化学习与创新”素养的不同侧重点。其中,信息域是个体在数字化环境中对于信息处理的基本能力。交流域是群体在数字化环境中相互碰撞交流所需具备的能力。内容创建域表现出在数字化创新过程中,能够重新整合先前知识与内容,产生新的作品。安全意识域是学习者在数字化环境中遵循安全准则,具备保护个人隐私的意识。问题解决域表现为面对复杂或真实的问题情境时,综合运用技术加以解决的能力。因而,欧盟的数字素养框架部分印证了“数字化学习与创新”的重要性。(二)顶部的产业学习带2007年美国政府发布了“21世纪技能框架”。“21世纪技能框架”是面向未来的学习者必须具备的关键技能和重要品格。21世纪技能框架的底座由四部分构成,分别是“学习环境”“专业发展”“课程和教学”“标准和评价”。顶部的彩虹带也由四部分构成,分别是“核心科目和21世纪主题”“生活和职业技能”“信息、媒介与技术技能”“学习和创新技能”。美国之所以强调“21世纪技能框架”,在于重新思考整个时代背景对学习环境的影响。21世纪技能框架非常强调学习环境的建构,并将“学习和创新技能”作为学习结果的关键组成部分。这与“数字化学习与创新”高度吻合,体现了21世纪数字化学习环境下“学习和创新”是极其重要的组成部分。(三)在学生自主发展中明确学会学习和实践创新在核心素养体系中的构成地位2016年9月,我国初步确立普通高中学生发展的核心素养体系。在体系中,确立了培养“全面发展的人”为核心,包括自主发展、社会参与和文化基础三个维度以及六项核心素养指标。其中自主发展包括学会学习与健康生活,社会参与包括责任担当与实践创新,文化基础包括人文底蕴与科学精神。从中我们可以看出,在自主发展部分明确提出学会学习。学会学习指的是学生面对新的情境或者具有挑战性的学习任务时,所表现出来的思维、认知策略和自我调控等方面的综合能力。在社会参与中提出实践创新,主要是学生在日常活动、问题解决、适应挑战等方面所形成的实践能力、创新意识和行为表现,具体包括劳动意识、问题解决、技术应用等基本要点。可以看出“数字化学习与创新”是学会学习和实践创新的综合体现。“数字化学习与创新”涵盖并贯穿于整个核心素养体系中。一个人的数字化学习与创新能力直接关系到这个人在自主发展中的学习能力以及主动适应变化的创新能力。在普通高中学生发展核心素养体系中,数字化学习与创新是一种潜藏于素养体系背后的关键素养,也是信息技术学科的育人价值在核心素养体系中的关键体现。信息技术课程是学生们接触信息技术、掌握信息技术,并充分应用信息技术于现实世界中进行探索的重要课程,是一个人形成自己的信息素养的关键组成部分。五、我国“数字化学习与创新”素养的核心及与提升通过以上分析,数字化学习与创新不仅体现了21世纪对于人才培养的需求,也是世界各国教育工作者充分关注的焦点。如何落实培养学生们在新的学习环境下,运用信息技术学会学习,并逐步形成适应未来社会发展的能力成为了关键。笔者认为,我国需要将“数字化学习与创新”素养落实到具体学科教育中,通过一段时间的完整系统地课程学习,从而掌握数字化学习与创新的基本方法与技巧,从而能够逐步在跨学科的实践过程中不断提升。信息技术学科肩负着培养学生具备信息素养的重要责任与使命。在高中信息技术学科中特别需要将数字化学习与创新纳入课程体系中,从而使得学生们能够对于数字化学习与创新有全面的认识和了解,并形成基本的基于信息技术的数字化学习与创新的核心素养。(一)数字化学习能力提高数字化学习与创新需要学习者充分利用数字化资源、数字化工具和数字化平台,开展自主学习和协作探究。因此,数字化学习与创新需要以信息技术能力为基础。学习者需要掌握信息获取、加工、处理、管理和分享的基本技能,并对不同情景下的信息加以甄别判断,并逐步地提升自己在数字化环境下的批判性思维和独立思考能力。学习者不可避免地需要掌握基本的硬件操作技巧、软件使用步骤,并熟练通过搜索引擎在互联网上捕捉信息,懂得通过数字化平台开展各种类型的线上课程学习。这些都是信息技术的基本能力,也是数字化学习的基础。于此同时,数字化工具正在变得越来越丰富。比如三维打印机、激光切割机、开源硬件等。这些多样的数字化工具正在为学习者的创造创新提供更多可能性。因而,信息技术的基本能力为“数字化学习与创新”素养的养成打下了坚实的基础。(二)信息技术教师更能够发挥出作用通过十多年全国信息技术课程的普及,中小学信息技术师资总量持续增长,截至2010年底我国小学信息技术专任教师约10.79万人,初中信息技术教师约8.79万人,高中信息技术专任教师约3.8万人,总数约为23.37万人。从下表中可以看出,信息技术教师总人数呈明显上升趋势。信息技术学科教师的数量和素质全面提升,让信息技术学科得到了有效的实施。信息技术教师对于硬件软件的熟悉,对于互联网信息的处理与加工,对于网络课程的敏锐程度,相比其他学科的教师有明显的优势。信息技术教师对于数字化学习与创新有更深的认识,能够更好地胜任其对应的教学内容。(三)—高中阶段有必要深入完整地提升“数字化学习与创新”素养信息技术课程的学习是一个循序渐进的过程。在全国不少地区都已经在小学和初中阶段开设了信息技术课或与之相关的综合实践活动。而且,在高中之前的不同学科学习过程中,也会接触和体验到数字化学习。但是,这些接触和体验数字化学习与创新的过程往往是碎片化的,不成体系的。学生们很难全面地认识到数字化学习与创新的重要性以及这种方式对于学生终身学习的重要价值。因而,到了高中阶段就非常有必要在高中信息技术课程的必修部分充分体现数字化学习与创新。可以采取专题探究的方式,高中信息技术教师能够带领学生们掌握数字化学习的基本技巧和方法,并引导学生们通过参与大规模线上学习从而获得一段完整时间的数字化线上学习体验。通过开放性的主题和挑战性的话题激发学生们综合运用多样化技术展开创新思维与创新实践。当学习者通过高中信息技术课程中“数字化学习与创新”的专题学习之后,学生可以更好地运用于其他学科的学习之中,并将数字化学习与创新的基本技巧与各个领域的学习进行更为紧密的融合,明晰不同领域内数字化学习方式的差异,在探索中提升数字化学习与创新的能力。六、数字化学习与创新的基本方式数字化学习与创新不仅打破了原有的时间与空间维度,也极大地丰富了固有的学习范式。笔者通过总结数字化学习与创新的案例,分析得出“数字化学习与创新”素养在具体落实过程中具备四种主要的基本方式。将这四种方式分布在两个维度上,一个维度是数字化学习与数字化创新,另一个维度是个体与群体,如下图所示。(一)基于物联网的学习过程在数字化环境下,学习者更需要独立地进行自主学习。互联网上已经有大量的优质资源,然而这些大量的优质资源并不会根据学习者的内在需求直接出现在学习者面前,而需要学习者进行主动搜索。在这种新的环境下,学习者虽然可以快速地找到许多问题的答案,但是同时也需要引导学习者提出更多问题,再进行下一步的搜索探究。学习者可以在生活情境中不断发现问题,根据相关的关键字搜索大量的资料。搜索的结果还会进行相似的关联,通过关联的信息,学习者能够不断地深入探索。这种学习方式和以往传统学习有很大差异。学习者可以通过搜索快速地检索到大量准确的信息,同时也需要学习者进行综合的判断与辨析,并根据任务或问题进行有效地梳理,从而形成自己的观点和结论。(二)数字化学习—基于社交的协作学习者加入特定的论坛社区或社交网络进行交流互动。学习者往往可以通过直接发问的方式向同伴寻求帮助,也可以参与到社区讨论中的特定主题。在网络社区中,来自不同地域的学习者不受地理空间和时间的限制进行广泛地探讨,使得学习的过程充满相互交流和碰撞。这种数字化学习的方式同样与传统的学习方式有很大的不同。学习者的整个学习过程伴随着社交。学习者需要更好地建构自己的数字化身份,自己的不同社交平台中的形象、习惯、专业偏好等。学习者对一个事物的学习过程需要融合不同人的不同观点,甚至需要跨文化的交流,并基于自己长期的分享进入特定领域的社交圈层。基于社交的协作,不仅带给学习者多元的视角与观点,而且促进学习者在某个领域内形成专业的学习共同体。(三)数字地形的创造学习者以创造数字化作品作为这段学习过程中的主要目标。学习者能够根据不同的情景,创见性地提出自己的设计方案,确定比较方案之间的优缺点,最终确定所要创造的数字化作品的形式和内容。学习者将逐步养成更好的创新意识,充分地运用各种数字化技术进行创造。新兴的数字化技术包括开源硬件、三维打印、激光切割机、数控机床等将为学习者的创新带来更广阔的空间,降低创造的准入门槛,帮助学习者更快获得成就感并在不断迭代中进行创新。这种方式不仅注重学习者学习过程中的多次自主“输入”,更强调学习者学习过程中的“产出”。学习者不仅是知识的消费者,也是知识的生产者。(四)数字化学习与创新团队成员一起完成某项具有特定意义的项目,通过选定项目、制定计划、活动探究、作品制作、成果交流、活动评价等多个环节,创新性地完成项目挑战。通过数字化平台,团队成员既可以是身边的同学,也可以是来自于世界各地的学习同伴。通过数字化资源,团队可以找到更多积木式创新的途径,对数字化资源进行重新混合。借助数字化工具,项目的主题跨度能够更加宽广与灵活,既可以关系到全球与人类命运的大话题,也可以是从身边实际出发的小问题。这种学习方式注重学习者在整个项目完成过程中的协同配合能力,需要学习团队里有比较明确的项目分工。基于项目挑战的学习,充分地运用各种数字化技术,使得学习者保持高效地沟通合作,并能够分散化地开展项目研究工作