教育装备与信息技术的关系及融合应用

【摘要】随着教育领域综合改革的持续推进，以科技驱动的教育模式面临新的变革，互联网和人工智能等现代信息技术的发展开始不断重塑教育形态，促使知识获取方式、传授方式、教与学的关系、教育组织模式和教育管理方式发生深刻变化，推动教育装备的创新发展。文章主要从教育装备与现代信息技术之间的关系以及作为变量的信息技术对教育装备创新发展的推动作用等方面，阐述信息技术支持下的教育教学与教育装备的融合问题。

【关键词】信息技术；教育装备；关系；作用；应用

【中图分类号】G43【文献标志码】A【文章编号】1004—0463（2022）18—0070—04

《中国教育现代化2035》指出：“加强课程教材体系建设，科学规划大中小学课程，分类制定课程标准，充分利用现代信息技术，丰富并创新课程形式。”这是加快教育现代化的重要举措，强调将信息技术渗透于教育教学中，不断引领和推动教育变革，促进教育信息化装备技术的创新发展。因此，面对不同区域、不同学校间教学环境公平性的需求，实现教育信息化装备技术在学校层面的具体运用就显得尤为重要。

一、教育装备在现代化教学中的定位

教育装备是实现教育教学目的的各种物质条件和手段的总和，是办学的基础条件，对培养学生建立科学的思维方法、提高认识能力和动手能力具有重要的作用。教育装备在一定程度上体现了社会和教育发展的水平，随着现代信息技术的深入推进和技术的迭代更新，教育变革正在不断地向个性化、多样化的方向发展，作为教学重要条件支撑的教育装备，其内涵、形态和作用都需要我们重新理解和定位。

首先，我们要将教育装备从单纯的仪器和器材设施配置为主转变为支撑课程实施技术环境构建为主；其次，装备的配置要从验证学科知识的正确性和重现知识发生过程为主转变为服务学生自主和探究学习为主；最后，要以满足课标规定教学任务应具备的常规标准化教育装备为主转变为培养学生核心素养的多样化和特色化装备为主。

二、教育装备与信息技术之间的关系

（一）信息技术不能替代传统教育装备

现代信息技术推动了教育教学的深度变革，使得知识获取、传授方式、教与学的关系发生了质的变化，甚至表现出可以替代一部分传统教育装备的趋势。但在实际教学中，不要过分强调现代信息技术的作用。尤其是在理科教学中，虽然极强的虚拟技术会把微观变为宏观，把抽象变为具体，让学生通过视觉的感性材料去理解抽象复杂的内容。但很大一部分实验，如果学生不亲自操作，就会影响对知识的理解和掌握，影响教学效果的实现。所以不能用信息技术完全替代理科教学仪器和器材设施，要让学生通过做大量的实验提高实验技能，培养动手能力、观察和分析问题以及搜集信息和处理信息的实践能力。

（二）信息技术要引领和推动教育装备的发展

当今信息技术日新月异，迅猛发展，所以校园里变化最快的就是电教设备，从最初的电子化辅助教材到现今的电子书包，从注重硬件为主到注重软件为主，从网络终端到云端网盘，从硬件设备走向应用服务。其发展变化推动了学校教育、教学方式的深刻转变，特别是在进入“互联网+”时代的开放学习环境后，教育装备的发展呈现出一种新的转型趋势，即向数字化、网络化和智能化的方向发展。

三、教育装备与信息技术的融合应用

信息技术是以计算机和现代通信为主要手段，对各种传感信号和各种图像、声音、文字、数字等信息进行获取、存储、处理、加工、传递和使用的技术总和，是一个内容十分广泛的技术群。现代信息技术的广泛应用，客观上推动了传统教育装备的变革；反过来，在传统的教育装备中引入现代信息技术，并将其渗透于教育教学全过程，才能不断深化和创新教育装备工作，引领和推进教育现代化。

（一）理化生实验室中信息技术的融合应用

实验教学作为国家课程方案和课程标准规定的教学内容，是培养创新型人才的重要途径。但在理化生实验教学中，常常会面临一些问题，需要将现代信息技术与传统的实验教学有机融合，来提高实验教学的质量和效果。一是对于因受时空限制而在现实世界中无法观察和控制的事物和现象、变化太快或太慢的过程，以及有危险性、破坏性和对环境有危害的实验，可用增强现实、虚拟现实等技术手段呈现[1]；二是受时间限制，教师往往不能对学生逐一单独指导，后期无法按照学生对知识的掌握程度进行下一步的教学安排，或者教师不能及时评价学生实验操作效果，就需要借助智慧教学平台，完成实验过程评价、实验结果交流和教研活动；三是部分学校还可购买不同种类信息的服务方式开展特色实验教学或实践活动，鼓励学生进行实验探索。

（二）中考理化生实验室标准化考场中信息技术的融合应用

教育部《关于加强和改进中小学实验教学的意见》指出，把实验教学情况纳入教育质量评价监测体系，并在2023年前将实验操作纳入初中学业水平考试中，考试成绩计入中考总分。这对理化生实验室标准化考场建设提出明确的要求，即结合现代信息技术，在传统的实验室中增加实验操作考评系统，以规范实验考试和综合测评，并通过网络通信和视频等技术手段记录、分析、评价考试的全部过程，为学校和教育部门提供更加客观科学、真实准确的成绩和评分方式。

实验操作考评系统作为实现实验操作考试管理、过程记录、阅卷支持和评价统计的综合性应用信息系统，让实验操作考试更加规范，更加专业。考试前，考评系统的智能数据采集与分析技术，可将考生信息数据一键批量录入、智能化排考，并可全方位录制考试过程并安全储存，考后可将每个考生的考试成绩自动录入，并对大数据进行合理性分析计算，完成对实验操作成绩的智慧处理，提高考试信息管理工作质量，为确保下一步的教学工作提供相关依据。

（三）美育功能教室中信息技术的融合应用

2020年初全国教育工作会议上，提出要将体美劳教育从“软任务”变成“硬指标”，意味着美育在整个教育事业中越来越被重视。截至目前，已经有部分省份将美育成绩计入中考总分，并加强对美育功能教室装备的配置，但对于经济薄弱省份，一些偏远的农村学校或教学点，学生人数少，师资队伍薄弱，美育功能教室基本没有配置或配置部分美育教学装备，学校不能保质保量开展美育工作，所以要改变这种困境就要依托现代信息技术。

1.美术、书法的学习，不是简单的写写画画，这些学科里渗透的是我们民族的文化和历史，它对学生的价值导向具有一定影响。因此，智慧书法教室、交互式数字临摹台等数字化教育装备的大力发展，有效破解了专业师资不足的难题，为学校开齐开足开好美术、书法课提供了支撑与保障。特别是近年来，教育部门结合实际情况，构建多元生态圈下教师授课、作品展示、课外拓展、综合素质测评的教学系统，实现了传统书法、绘画与现代科技的完美融合，同时又通过综合素质的过程性和结果性测评指标库和数据系统，实现美育教学、评价体系的规范性、创新性和易用性。

2.钢琴是音乐教学的重要载体，学生通过对钢琴作品赏析和钢琴表演实践增强审美情趣，提高审美能力，开拓思维和创造力。对于师资匮乏的学校，在钢琴上安装自动演奏系统，通过信息技术的应用，把弹琴者手指对钢琴键盘弹奏音的高低、速度、节拍和力度，转换成特殊的信号，再通过传输设备，传递给钢琴的自动控制系统，控制钢琴键盘底部的驱动装置，去推动钢琴的榔头敲击琴弦发出相应的乐声。钢琴自动演奏系统可以控制琴键和钢琴踏同步联动，从而模拟真人表达情感、音色和演奏效果。除此之外，音乐教室使用智能五线谱电教板、MIDI作曲系统等数字化教育装备，不仅发挥技术的优势，较大程度上增加了音乐课堂的信息量，让课堂教学变得更加生动形象，也为教师和学生个性化创作提供了物质保证。

四、现代信息技术对教育装备创新发展的推动作用

（一）推动课程创新实施，提高学生认知能力

随着课程改革的深入实施，启发式、建构式学习方式被积极倡导，推动了新一轮学科实验室和功能教室装备向基础性装备和拓展性装备两个方面发展，特别是信息技术与传统仪器设备的融合极大地推进了教育装备的创新。例如，在学科实验中使用各类传感器将温度、力、光、声等各种非电学量遵照一定的规律转换成电学量，较大程度上改进了传统实验手段“做不出”或“做不好”的实验，使“不可见”变为“可见”，让学生直观看到实验结果，加深对实验现象本质的理解。另外，图像识别、语音识别、人机交互等信息技术的广泛应用，为师生提供了更加便捷、开阔的学习平台和创造空间，不但改变了教师批改作业的方式，而且让学生的英语学习、歌曲练习、书法临摹、学业水平测试、个性化学习和教学反馈等变得更加智能化。

（二）推动教学变革，提高课堂教学效果

课堂是教育装备融入教学活动的主要实践场地，信息技术的运用改变了传统的课堂。一是多媒体和录播系统构建的智慧教室，既可以带给学生健康舒适的视觉环境，又可以实现远程网络课堂的功能，同时具备自动录制课堂教学过程和支持在线教育研究活动；二是多样性的课堂装备组合，例如智慧照明系统、温控系统等的应用，为师生创设了舒适、实用的教学活动空间；三是常态化使用移动终端仪器设备，为提升学生认知水平、转变课堂教学模式、反馈师生互动情况以及教师精准掌握学生学习情况提供了技术支撑。

（三）推动“互联网+教育”，加快数字化校园建设

数字化校园是基于人工智能、大数据和物联网等现代信息技术，全方位解决学校各项管理问题、帮助教师提高教育教学质量、全面升级家长和教师之间交流互动的现代化校园形态。包括提供教育教学信息技术的硬件，如校园网络环境、用户终端、多媒体设备、数字化教学空间和数据中心等；还包括各类教学资源，如专题教育、课程教学、课后服务、教师研修等集约化、优质化的数字资源。数字化校园的建设必须满足区域、学校对优质教育教学资源的引入和对当地特色教学资源的汇聚，并能实现各类各级资源平台的融通共享。

（四）推动“创客”教育，培养学生核心素养

“创客”教育是根据学生身心特点和个性化发展的需求，培养学生创新精神和实践能力。“创客”教育不是个别学科的专利，其形式多种多样，强调在“学、思、动、用、创”的结合中实现学生的全面发展，需要在促进信息技术等科技与教育相融合的同时，丰富教育资源，拓宽教育活动界域。“创客”教育让学生面对真实情境中的问题，通过科学探究、工程设计、数学方法和技术制作的有机统一，让学生用积极主动的行为来感受知识的发生过程，从而增强对知识的理解[2]。因为是跨越多个学科并立足学生兴趣的对话、互动和融合，要求学生基于现象、基于经验和生活去打破学科界限，培养核心素养，所以，强调教育装备建设的创新，满足创意电路、创意编程、创意模型和人工智能等方面的要求，使学生在实践中学习，在活动中学习。

（五）推动个性化学习模式，发掘学生潜能

随着教育理念的变化，学生个体差异越来越受到关注，如何强调以学习者的经验来解决学习方面遇到的问题，精准针对学生个性化发展需求制定策略，需要应用信息技术装备建立起师生与社会的广泛联系，汇聚各类优质的数字教育教学资源，让师生按需进行个性化的选择。信息化教育装备的选择权交给学有所长和学有兴趣的学生，为他们开展研究性和探究性学习提供保障，让他们的潜能得到发展，同时对于服务学校的教学组织和管理形态的变革也起到了有力的推动作用，为学校推行启发式、探究式、参与式和合作式的教学方式以及选课制、走班制等多种教学组织模式打下基础。

（六）推动教育治理创新，实现教育装备的数字化转型

教育治理新格局是教育现代化的发展目标。推进教育治理方式变革，加快形成现代化的教育管理与监测体系，推进管理精准化和决策科学化[3]，就是要加快现代信息技术的发展，大力推动教育变革，形成数字化的教育治理模式，最终实现各级教育部门和学校利用信息技术对学校日常事务进行信息化管理，以及教师利用信息技术对学生学习过程进行督促、协调和管理的目标。建设数据标准、数据集成和数据可视化的教育装备，主要包含构建教育用户入口端、各类应用平台、业务平台和数据平台、大数据仓、云计算等[4]。

总之，随着教育信息化发展政策体系的日臻完善，现代信息技术已大规模应用于教育教学中，并由最初的起步应用阶段进入融合创新阶段，担负起促进教育公平、提高教育质量和推进教育装备创新的使命，为助力教育改革发展奠定坚实的基础。而以人为本、尊重规律、因材施教、技术赋能的教育装备也必须紧跟时代的步伐，承担起新的发展内涵，并以积极的姿态融入教育教学当中，全新赋能教育改革升级。

参考文献

[1]教育部.关于加强和改进中小学实验教学的意见[EB/OL].（2019-11-20）[2019-11-22].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A06/ s3321/201911/t20191128_409958.html.

[2][4]施建国，程莉莉.教育装备的内涵提升和发展趋势[EB/OL].（2020-12-20）[2021-01-07].http：//www.ceeia.cn/news/de？ tail_3310.htm.

[3]中共中央国务院.中国教育现代化2035[EB/OL].（2019-02-23）[2019-02-23].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s6052/moe_ 838/201902/t20190223_370857.html.

编辑：张昀