如何寻找教学信息化最合适的应用场景？

以信息化带动教育现代化，是21世纪教育改革与发展的一项战略任务，也是当前和今后相当长一段时间内必须面对的重大课题。教学是教育的中心工作，因此，教学信息化是教育信息化的核心，其本质是运用信息技术来支撑教学、服务教学。在信息技术的支持下，应用现代教学方法，可以使教学的所有环节数字化、智能化、智慧化，从而提高教学质量和效率。

赵衍 上海外国语大学信息技术中心主任

当前教学信息化面临的问题

随着信息化在社会生产生活中的应用范围越来越广、渗透越来越深，政府、组织、个人等层面都越发重视信息技术与教育教学的融合，期待信息化能够为现代化的教学提供一些新的工具、方法和思路；同时，教学信息化领域的厂商也在不断研发新的软硬件产品，满足广大师生的需求。教学信息化正面临着前所未有的发展机遇。

虽然人们在主观上对教学信息化的认同不断加深，在客观上也研发了越来越丰富的教学信息化产品，但是，作为仍处于快速发展中的新鲜事物，教学信息化依然面临着诸多挑战。在教学信息化实施的过程中，依然有很多难点和痛点问题有待解决。

教学信息化的方案设计缺乏协同

由于大部分高校教学信息化的管理主体在教育技术中心（或信息技术中心、信息办等），教育技术中心主要负责教学信息化建设和运维工作，很多教学信息化方案的设计存在“闭门造车”的问题，在细节上不符合课堂的实际使用场景。

或者方案过多从技术角度出发，缺少对用户体验的考虑，师生操作不便；有些学校由于缺乏设计人员，甚至整套搬用厂商方案，被厂商牵着鼻子走，缺少方案在本校适用性的考虑。

此外，由于教学信息化建设方案涉及数据、流程、服务器、校园网络等诸多资源的对接和整合，涉及学校多部门之间的业务协调，有些方案设计为了减少麻烦，自成一套闭环体系，造成信息孤岛和重复建设。

教学信息化软硬件系统的使用问题

由于师生的信息素养、使用意愿、习惯等方面存在极大的差异，人们对于教学信息化软硬件系统的使用情况是迥异的。由于教师是课堂的主导，因此，教学信息化软硬件系统的使用情况大部分情况下取决于教师。

但由于教师在常年的教学中，已经形成了一套完整、驾轻就熟的教学方法，如果让他们放弃现成的方法，去学习新的软硬件系统，需要花费大量的时间和精力，有时甚至要颠覆整门课程的教学组织方式和内容。

因此，如果没有合理的激励机制，很多老师对于新系统是望而却步的。这也是很多学校教学信息化管理部门陷入“绞尽脑汁建设智慧教室——挖空心思引导教师使用智慧教室”这个“坑”的重要原因。

教学大数据的采集和分析问题

大数据分析在教学信息化领域无疑占有举足轻重的地位，只有获得教学大数据，才能对教学过程进行科学、有效的分析，这已成为业界共识。

但对教学大数据的定义（什么是教学大数据）和采集的方式方法（如何采集）迄今依然没有标准的模式。

数据采集的太少，无法客观反映教学的全过程；数据采集的过多，又会陷入维数灾难，需要花大力气降维。

此外，对采集到的数据进行科学合理的建模也是一项有挑战性的工作。这些都涉及一系列有待解决的问题。

技术在具体应用场景中的落地问题

当前，在工程领域，并不缺乏高精尖的技术，大数据分析、人工智能、虚拟现实、物联网、云计算等技术在很多行业都已成熟落地，但在教育领域的应用却凤毛麟角。

究其原因，是这些技术没有和具体的应用场景深度结合，其根本原因，是产品开发过程中缺乏教育领域一线的教学、科研和管理人员的深度参与。

由此导致当前教育信息化领域出现两个主要问题：一方面，厂商开发的大量软硬件产品不好用，甚至不能用；另一方面，教育领域一线工作人员缺乏有效的信息化技术支持。

因材施教问题长期得不到解决

由于人的个体在资质、禀赋、成长环境等方面存在巨大差异，因此，应该根据每个人不同的特点，给予其不同的教育。几千年前，孔子提出的“因材施教”就是这个意思。

但是，在教育实践活动中，由于教育资源和技术手段的限制，学生都只以规模不等的“班”为单位进行“批量加工”式的教学。

教学方法“千人一面”：不管什么水平的学生，上的是同样的课程、做的是同一本练习、考的是同一张卷子，造成先进的学生“吃不饱”又浪费时间、后进的学生永远学不会的困局，无法满足教学的个性化需求，教学效率低下。

信息化与教学结合场景展望

信息技术在教学中的应用必将进一步深入和深化，这是业界共识。但信息技术如何与教学进一步结合和融合、如何找到合适的应用场景、如何找准“发力点”，这些都是教学信息化从业者冥思苦想，迫切想突破的问题。

继续加大网络教学力度

由于网络的信息传输成本极低，网络视频增加受众的边际成本几乎为零，而且，网络教学还能突破时间和空间的限制，成为跨地域、全天候的资源，这些特质都让网络教学天然成为打破教育资源分配不均、促进教育公平的重要手段。

自2015年开始，MOOC在全球范围内的推广，让人们逐渐熟悉了网络教学。2020年“新冠”疫情期间，全球范围内大规模的线上课程让网络教学更加深入人心，获得了广泛的认可。

事实也证明，网络教学和网络课程对于弥补学生知识短板、提高学习效率、促进教育公平等都有重要意义。后续需要继续增加（优质）网络教学资源的供给，促进优秀网络课程的校际互认，部分地区还需进一步提高网速。

基于校园大数据的教学评价

教学质量评价一直是困扰学校的一个大问题，传统的基于静态数据的评价方法非常片面，饱受师生诟病。

当今师生在校园内的各种活动，离不开网络和各类应用系统，这些系统中存储着师生校园活动的每一个细节，正如涂子沛（2012）^[1]所说，“我们的身后都拖着一条数字信息组成的长长的尾巴”。

如果能够采集到这些数字信息（大数据），对教师教学和学生学习的全过程进行过程性评价，则有望更加真实地还原教与学的客观过程，对教学质量做出更加科学、合理的评价。

基于校园大数据的学生学业成就分析

怎样才能把书读好？这是每一个莘莘学子都在不断探求的一个问题。由于“数据不会说谎”，客观真实的数据有时候往往“比自己更了解自己”。

基于此认识，利用校园大数据，对学生的学业成就及其影响因素进行综合分析，探究影响学业成就的各方面原因，进而帮助学生有针对性地补全短板、改善学习习惯、提升学习能力、提高学习成绩，这将是一件非常有意义的事情。

基于校园大数据的学生多模态动态画像

用户画像（User Profiling）技术在电商领域已经获得广泛应用。用户画像能够帮助教育管理和服务人员精准、高效地了解学生特征，对于提高管理和服务的精准度和效率、提升师生满意度具有重要作用。

利用校园网内各软硬件系统，实时采集学生的多模态（Multimodal）信息，通过一定的算法处理，生成学生的多模态、动态（Dynamic）画像，并通过API将画像标签（Tag）开放给其他应用系统调用，将有效提高教学信息化相关应用系统的管理和服务能力。

基于人工智能的个性化教学

囿于资源限制，传统的教学是“千人一面”，无法满足教学的个性化需求，造成先进的学生“吃不饱”又浪费时间、后进的学生永远学不会的困局。

有大数据和人工智能的支持，这种现象有望得到缓解：在教学系统中，基于认知螺旋、遗忘曲线等学习理论，根据每个学生的知识基础、学习进度等信息，在不同的学习阶段，智能推送不同的课程、知识点、习题，形成“千人千面”的学习界面，有效提高教学效率和效果。

基于人工智能的摄像头视频流分析

西方有句名言“A picture is worth a thousand words”（—图胜千言），在图像中隐藏着丰富的信息，值得去挖掘。近些年很多学校都大规模建设了标准化考场和智慧教室，在教室内安装了大量的摄像头，如何在衡量隐私保护的基础上，利用相关摄像头的视频流/帧进行教学考勤、学情分析、课堂分析等将是我们可以思考的一个研究领域。

叶圣陶曾经说过，“教育是农业，不是工业”，教育是个特殊的行业，是个缓慢发展和变革的行业。但是，随着信息化的飞速发展和对整个社会的快速渗透，这个古老而缓慢发展的行业正经历着有史以来最大的变革。

虽然已经有学者在教学信息化领域开展了相关研究，教学信息化厂商也开发了一大批软硬件产品，但教学信息化依然是一个未充分发展的朝阳产业，依然有很多的应用场景期待着信息技术的支持。在大数据、人工智能、物联网、云计算等新兴技术的支持下，教学信息化将迎来新一轮的发展高潮。

参考文献

[1]涂子沛.大数据：The big data revolution[M].广西师范大学出版社，2012.

作者：赵衍（上海外国语大学信息技术中心）

责编：徐鹤

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