信息技术与教育教学融合创新的策略探讨*
赵静华 潘巧明 郝曼琪
摘 要：文章在分析信息技术对学校教育教学影响的基础上，通过对“乔布斯之问”和“非显著性差异现象”的反思，找到当前信息技术与教育教学融合创新改革中存在的主要问题，即没有充分把握好学校教育教学改革中的核心问题;没有找准运用信息技术的现实需求;没有认清信息技术的特有优势;信息技术智能化的作用、立竿见影的效果没有得到充分的显现等等。并在此基础上提出了改进策略，即通过制定政策、加強培训、提供保障等措施，找准需求发挥技术优势，实现规模化、个性化和情境化教学，寻找融合创新的突破口;改革模式提升绩效，探索信息技术支持下的管理模式、教学模式、学习模式变革，提高融合创新的实效性;更新理念设立steam项目，实践信息技术支持下的项目教学和协作学习，构建融合创新的示范点。
关键词：信息技术;融合创新;协同创新;教育教学;STEAM教育
中图分类号：G421;G434? ? 文献标志码：A? ? ? ? ? 文章编号：1673-8454（2020）22-0012-05
一、引言
进入信息化时代以来，人工智能、大数据、虚拟现实等新技术正在改变着我们的社会生活，也影响着学校的教育。新技术给教育提供了很多发展机遇的同时，也带来了很多亟需应对的挑战[1]。
在教育教学中应用与推广新技术，我们正面临着两难的抉择：一方面是我们充分认可新技术在教育应用中的优势，并进行积极推广;另一方面又认为信息技术对学校教学的影响并没有达到预期的目标，于是就有了所谓的“乔布斯之问”：“为什么IT改变了几乎所有领域，却唯独对教育的影响小得令人吃惊？”还有学者研究了学校使用信息技术的效果，得出“非显著性差异现象”的结论，即研究发现：不同的技术手段在对学校教学结果的影响上不存在显著差异[2]。各种充满矛盾的结论影响着我们在教育教学中应用与推广新技术的抉择。
二、信息技术与教育教学融合创新的理论依据
“乔布斯之问”和“非显著性差异现象”需要我们反思当前存在的问题，去寻找新的突破口，推进教育信息化改革。众多学者研究认为，当前信息技术的教育应用还停留于工具层面，技术支撑下的教育教学模式变革还没有发生，学校管理体系重构并未实现，信息技术对教育发展的革命性影响还没有得到充分的彰显。
在当前的教育信息化改革中，我们并没有充分把握好学校教育教学改革中的核心问题;没有深刻地感受到信息技术带来的便利高效;没有找准信息技术在教育教学中的现实需求;没有认清信息技术在教育教学中的特有优势;信息技术智能化的作用、立竿见影的效果没有得到充分的显现。为此，我们需要更加深入地开展理论研究，探索信息技术与教育教学融合创新的实践，破解当前困境，提升学校信息化应用水平。
关于信息技术与教育教学融合创新的理论研究，鲁本·普特杜拉博士（Ruben R.Puentedura）曾提出了SAMR模型，如图1所示。该模型为融合创新实践提供了理论指导。SAMR模型提出信息技术与教育教学融合可以分为两个层面、四个层次。两个层面分别是“改善”层面和“变革”层面。其中“改善”层面包含“替代”和“增强”两个层次;“变革”层面涵盖“修改”和“重塑”两个层次。依据该模型，我们使用技术融合教学不能只停留在“替代”和“增强”的任务情境中，更应追求“修改”和“重塑”层面的深度应用。
为此，我们要使用技术创造出新的任务，尽可能地将复杂的任务简单化，利用数字化技术创设出前所未有教学情境，帮助学习者开展深度学习，方便学习者之间的沟通和交流，促使信息技术对传统教育教学产生深度影响。
三、信息技术与教育教学融合创新改革的策略
在充分了解当前改革存在困境的前提下，信息技术与教育教学融合创新改革不仅需要政策支持和理论指导，更需要开展广泛的实践探索，研究具体推进的相关策略。为此，可以尝试从以下几个方面开展实践探索，即从思想理念层面，引入STEAM教育融合创新思想，培养学生的核心素养;从技术功能层面，审视信息技术在教育教学中的优势，发挥信息技术的特长;从模式创新层面，开展课堂教学实践，重构信息技术支持下的教育新生态;从应用推广层面，创建融合创新示范点，提升学校教育教学绩效。最终，通过各种不同层面的理论研究与实践探索，形成信息技术与教育教学融合创新改革的有效策略，实现信息技术与教育教学的融合创新。
1.找准需求发挥技术优势，寻找融合创新的突破口
“乔布斯之问”让我们反思，信息技术在学校教育教学的最佳切入点是什么？事实上，信息技术在学校教育教学中的现实需求是众多的。从管理者的角度来看，需要利用大数据分析技术辅助区域教育决策，利用信息化教学诊断技术开展学校教学评估，利用信息化过程管理技术开展学生综合素养评价等;从教师的角度来看，需要利用网络技术收集教学资源，利用多媒体技术呈现教学内容，利用课堂行为分析技术开展精准教学等;从学生的角度来看，需要利用交互式的虚拟现实技术开展体验式学习，利用无限拓展的网络空间开展自主性学习，利用快速便捷的移动终端开展碎片化学习等。
信息技术在学校教育教学中的优势也是比较明显的，如语音技术给学生的语言学习带来了标准的发音，图像技术给学生的视觉学习带来了生动的示例，虚拟现实技术给学生的深度学习带来了逼真的情境，人工智能技术给学生的学习交互带来了及时的反馈等。信息技术可以突破教学空间、时间和教学环境等众多限制，实现规模化、个性化、情境化的教学。当我们充分认识到信息技术在教育教学中的特有优势，找准需求的时候，就能寻找到融合创新的突破口，回答“乔布斯之问”。为此，我们可以尝试从以下几个方面入手开展教学改革。
（1）利用信息技术拓展教学空间，实现规模化教学
学校教育受到教学空间的限制，导致教学规模非常有限、场地空间明显不足、实验条件严重短缺，制约着规模化的教育教学。利用信息技术可以突破教学空间的限制，开展规模化教学。例如，中央电视台每年组织的《开学第一课》，让全国所有电视机前的学生一起参与学习，不仅拓展了班级规模，而且高水平、高技术含量的开放性教学与实验，让学生们印象深刻，取得了很好的教学效果。特别是学生分散时的教育教学，同样需要新技术的支持，就像社会上的网络培训辅导学校，如新东方、学而思等，利用网络教育技术突破了教学空间的限制，让分散的学生能够开展同一主题的学习。所以学校规模化的教育教学需求，是信息技术与教育教学融合创新的一个突破口。
基于网络互联技术可以重构学校的教育教学空间，拓展教育教学的深度与广度，网络空间所展现出的空间无限拓展、信息存储灵活、同步交流方便等众多特征，让教育教学改革有了新的支撑空间。借助网络空间开展教学已经成为信息时代学校教育的新措施，满足了规模化教学的需要。
（2）利用信息技术统筹安排时间，实现个性化教学
学校教育教学受到时间的限制，普遍出现学校教育与家庭生活之间争夺学生休息时间，学习困难学生与学习优秀学生争夺教师课堂教学时间，不同学科教师之间争夺学生的学习时间等现象，制约着学校个性化教学。学校统筹安排时间非常关键，教育部要求给学生减负，让学生有充分的休息时间，甚至明文规定要求义务教育阶段家庭作业不得超过规定时间等具体措施。然而，现实情况却并非如此，学校学习时间不够用，学生休息时间被挤占的现象普遍存在。主要原因是现在的学校教育采用班级授课制，以课时为单位的时间分配方法，让有限的时间在教学过程安排中显得非常紧张。
为此，可以利用新技术统筹安排时间，开展个性化教学，让学生的学习实现由标准化学习到非标准化学习的转型[3]。基于技术支持的微课、微视频和自适应学习系统正是满足了这种需要而诞生的，它是对传统以课时为单位的时间分配方法的一个有益的补充，也是信息时代学校学习的一个重要特征。班级授课制的课堂教学，随着无线网络的全覆盖和移动终端进入教室，利用大数据技术分析学生学习过程中的各种数据成为可能，教师可以及时把握学生的学习需求，给不同水平的学生分配不同的教学时间，实施因材施教，从而满足个性化教学的需求。
（3）利用信息技术改善教学环境，实现情境化教学
学校教育教学受到教学环境、资源和工具的限制，导致现有的教学方法选择有限、教学内容呈现单一、教学手段陈旧落后，制约着学校情境化的教育教学。目前学校教育教学普遍采用统一的纸质教材为主要教学资源，在教室里辅助以黑板、粉笔和练习册进行授课，创设情境能力明显不足。
而利用新技术完全可以突破教学环境、资源和工具的限制，创设出更加丰富逼真的教学情境。例如：虚拟现实技术的使用，给学校情境教学提供了新的可能，虚拟现实技术可以创设情境让学习者穿越时空，回到过去或到达未来，与教学内容展开互动式学习;虚拟现实技术可以创设情境，让学习者观察宇宙运行或细菌结构等众多平时看不见、看不清的东西，达到深入理解学习内容的目标;更重要的是虚拟现实技术还可以创设情境开展诸如核实验、火灾逃生之类危险的实验，实现传统教学无法完成的任务。这种可主动参与交互的沉浸式情境创设，改善了教学环境，促进了学生深度学习，满足了情境化教学的需求[4]。
2.改革模式提升教学绩效，提高融合创新的实效性
“非显著性差异现象”让我们反思，信息技术在学校教育教学中的改革是否真的有效？为此，我们要关注融合创新的实效性，只有让使用者深刻地感受到信息技术带来的更多便利、产生实际效果时，信息技术与教育教学的融合创新才会真正发生，技术手段对教育教学结果的影响才会显现。所以我们必须改革传统模式，提升教育教学绩效，借助信息技术探索管理模式、教学模式、学习模式的变革。
（1）利用智能化信息技术辅助教育治理，创新管理模式
我国的“三通两平台”工程已经完成了教育管理公共服务平台和教育资源公共服务平台的基础建设，基于大数据支持的教育管理、决策和公共服务平台初步形成。同时教育管理的指导理念也有了新的变化，多元主体共同参与民主化的管理模式得到认可，从“教育管理”走向“教育治理”方向与路径逐渐清晰[5]。
教育治理能力优化行动已经开始启动，下一步将从管理职能与管理方式等方面入手，利用技术的方法让各种数据进一步互联互通，让社会、家庭、学校和政府一同参与教育教学管理，实现教育管理的科学化、民主化，教育服务的人性化、个性化。目前，国家层面正在实施的网络扶智工程攻坚行动，大力推广基于网络同步课堂技术的管理改革，缩小了区域、城乡、校际差距，促进了教育公平和均衡发展。地区教育行政部门也正在用技术帮助解决教育教学管理中的热点、难点问题，进行科学化的管理。例如，宁波市围绕入学难问题，综合利用大数据技术进行学区划分和教育资源分配，实现了学区人口布局合理、上学路径最优、教育资源布局均衡的效果。信息技术在教学计划管理、教学组织管理、教学质量管理等方面都有很大的潜力，可以帮助管理者提高效率，减少错误的决策，让教育治理走上一个新台阶，从而创新管理模式。
（2）利用精准化信息技术辅助课堂教学，创新教学模式
班级授课制下的传统教学，最大的问题是如何在群体环境中开展个性化的精準教学，实施因材施教。众多的专家、学者和教师开展了持久的理论与实践探索，但一直没有找到一个理想的教学模式，直到信息技术被应用到教育教学中，这一难题才有了解决的可能。其中，网络学习空间的应用首先引起了教育思想、教学理论的发展，在继承发展行为主义理论、认知发展理论、建构主义理论等教育思想的基础上，出现了联通主义指导思想，指出学习是连接专门节点和信息源的过程，关注外部知识源的联结，关注学习的形成过程，这对基于网络空间的学习有着重要的指导意义。
利用信息技术能够构建出学习者在网络空间中的模型，包括学习者的学习风格、学习兴趣、学习动机以及原有的知识结构等，再通过分析学生的最近发展区和学习能力来选择合适的教学目标。利用信息技术不断收集学生学习的数据，更新学习模型，通过大数据分析技术精准把握学情，精准确定教学目标，精准选择教学方法，精准掌握教学过程，精准评价学习结果，精准调整教学进度，数据驱动的精准教学让每个学生都能在自己的最近发展区里得到最大的发展[6]。通过信息技术精准化辅助课堂教学，创设出智慧课堂环境，推动课堂变革，重塑课堂生态，形成适合学生个性化发展的教学理论框架和教学活动方式，从而创新教学模式。
（3）利用数字化信息技术辅助自主学习，创新学习模式
美国国际教育技术协会认为数字时代的学习发生了重大的变革，主要体现在学习过程可溯源，学习环境更加开放，学习资源更加多元，学习评价更加智能，学习工具更加丰富。各种新技术正在改变着传统的学习形态，促进学习者的学习。当学习环境实现了无线网络的全覆盖、智能移动终端的普及、海量资源的网络化，创新学习模式改革已经具备了良好的基础。
首先，从线下学习与线上学习的融合入手，探索混合式学习模式。网络学习空间为教师、学生以及家长提供了多种服务的平台。现在的学生是数字时代的原居民，他们对信息技术的理解有着自己的理念，可引导他们把生活中的工具和习惯用到学习中来，在网络空间中开展自主学习。把学校的传统学习方式与MOOC等网络学习平台相结合，开展类似以SPOC形式的混合式学习，创新学习模式。
其次，利用现实环境与虚拟现实环境的融合，探索深度学习模式。新技术能够虚拟出很多现实无法实现的学习环境，在培养学生高阶思维能力方面优势明显，能够让学习者获得现实与虚拟交汇融合的体验，实现显性知识和隐形知识学习的同步进展，开展虚实结合的深度学习，创新学习模式。
最后，要处理好传统学习与移动学习的融合，探索碎片化学习模式。信息技术支持学习者利用零散的时间，利用多样化便捷工具，灵活地去获取信息，主动建构知识，这种学习方式手段灵活、形式多样、时效性强、学习效率高、不受时间地点等条件限制。把传统的系统学习方式与基于移动终端设备的学习相结合，开展碎片化学习，创新学习模式。
3.更新理念推广STEAM教育，构建融合创新的示范点
中小学教育提出培养学生核心素养的目标，以实现培养全面发展的人。核心素养培养强调要提高学生面对真实复杂问题时应该具备的品格与关键能力，这对学校传统教育来说是一个新的挑战。STEAM教育以解决实际问题为导向，鼓励跨学科进行融合创新，关注人的全面发展，能有效培养学生的核心素养。
STEAM教育以学科融合的方式将科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）和艺术（Arts）五门学科联系起来，强调了学校教育要与学生现实生活问题相互联系，将抽象知识回归生活情景，鼓励学生自己去动手实践，积极探索开展创造性的学习，并在解决实际问题的过程中掌握新知识。这种综合运用多种学科知识解决真实问题，跨学科性进行融合创新的学习就是STEAM教育所倡导的新型教育理念，可以促进学生核心素养的形成。
教育部颁布的《教育信息化“十三五”规划》提出有条件的地区要积极探索信息技术在“跨学科学习（STEAM教育）”的应用，为学校的融合创新示范点选择提供了指导。许多地方开展了相关实践，如浙江省成立了STEAM教育协同创新中心，围绕基础教育开展试点实践，提出“夯实中小学科学与数学课程，加强技术应用能力学习，切实推进研究性学习，培养学生创新精神与实践能力”的目标。事实上，信息技术不仅是STEAM教育对象中的一个重要内容，也为 STEAM 教育提供了工具支撑。结合STEAM教育，学校可以构建出信息技术与教育教学融合创新的示范点。
（1）利用信息技术引入实际问题，设立STEAM教学项目
学校推广融合创新应用需要示范项目，STEAM教学项目是一个很好的选择。STEAM教育研究的问题来自于现实，问题的解决指向学生核心素养的培养。开展STEAM教育要研究选择的项目与现阶段教学内容的相关性，还要研究学科知识与研究问题之间的匹配度，同时跨学科整合解决问题的方法，必须建立在学生现有学科学习的基础上进行选择。中小学STEAM教学项目的选题，目前还是依托科学、数学和技术等课程基础为主，根据学以致用的原则开展工程启蒙教育。然而，现实问题是要引入学校教育成为STEAM教学项目困难重重，很多情况只有借助于信息技术进行学习资源的二次开发才能实现。
为此，只有充分发挥信息技术优势，才能创设出能够在学校开展教学的STEAM项目。所以建议中小学要建立以信息技术为支撑的STEAM实验室，能够借助信息技术通过可视化方式，将复杂的现实问题呈现给学生，让学生有机会在专业实验室里应用信息技术手段开展实践活动，深入体验项目从设计到开发的整个过程，感受问题解决的真实情境。同时借助于信息技术联结社会和学校的教学情境，围绕实际问题开发项目，并辅以 3D、机器人、人工智能等技术组织学习材料，让更多的真实问题融入学校教育的范畴。
（2）利用信息技术作为教学工具，开展STEAM项目教学
目前，在中小学开展STEAM项目教学过程中，一种主流的教学方法是采用梅瑞尔提出的“五星教学模式”（又称“首要教学原理”），即聚焦问题解决、激活旧知、展示新知、具体应用、融会贯通等五个环节开展教学（见图2）。
信息技术作为教学工具是“五星教学模式”一个很好的助手，在激活旧知阶段，信息技术不仅可以帮助收集信息，还能帮助处理分析信息，激活学生的原有知识结构，联系新旧知识进行意义建构。在展示新知阶段，无论是演示还是实践活动环节，信息技术的可视化功能，让科学原理更加形象直观;信息技術的虚拟现实功能，能再次创设出逼真的情境，让学习者沉浸到寻求问题解决的环境中。在具体应用阶段，信息技术成为学习者的工具，借助一些专业领域的平台软件，如思维导图、可视化编程软件（如Scratch等）、3D 建模等信息化工具，开展实践探索，融合多学科知识，完成对科学原理的意义建构，设计出解决实际问题的路径，实现既符合逻辑又有艺术特征的表达。在融会贯通阶段，利用信息技术工具进行提炼、反思和汇报展示，达到举一反三、触类旁通的效果，实现知识的迁移、技能的提升，最终完成培养学生核心素养的目标。
（3）利用信息技术作为学习工具，开展STEAM协作学习
STEAM教育主张以学生面对的现实问题作为学习对象，然而现实社会是一个快速发展的信息社会，信息化时代特征非常明显，一个泛在的网络学习空间正在形成。所以我们提倡利用信息技术创设一个STEAM学习的“网络空间站”，把STEAM项目学习各要素，如目标、内容、活动、人员、空间、地点等，通过“网络空间站”给组织起来，开展基于协作学习的STEAM 教育，充分发挥信息技术作为学习工具的特长。
“网络空间站”与现实活动空间互为补充，提供各种信息化交流平台、信息化工具和跨时空人力资源的支持。这种基于“网络空间站”的STEAM学习主要有三大特征：真实性、综合性和社区化。真实性体现在学习项目的選择来自于真实问题，同时倡导基于真实情境的学习，把技术应用于真实情境的创设，突破传统学校教育的局限性。综合性不仅体现于学习内容的综合，更体现在学习目标、学习形式、学习过程和学习评价的综合，把技术应用于真实问题的解决，给学生提供一个智能化的工具。社区化体现在学习成员的组织方面，把学生、教师、家长和社会相关人员通过网络空间站组织成一个团队，突破时间和空间的限制，把技术应用于网络学习空间的创设，让学生基于泛在的网络学习空间开展学习。
四、结语
信息技术与教育教学融合创新的探索， 是一种以培养学生核心素养为指导理念，以技术为支撑的智慧教育实践。信息技术的介入，让教育管理工作更加高效，让教师指导更加精准，让学生学习更加个性化。融合创新的改革必须进一步推出激励机制，发挥教育者的主观能动性，寻找到更多的改革突破口树立标杆，让信息技术与教育教学两者发生化学反应，产生融合创新的效果，才能回答“乔布斯之问”，才能破解“非显著性差异现象”，才能发挥信息技术对教育教学革命性的影响。
参考文献：
[1]钟绍春，唐烨伟.人工智能时代教育创新发展的方向与路径研究[J].电化教育研究，2018（10）：15-20+40.
[2]杨浩，郑旭东，朱莎.技术扩散视角下信息技术与学校教育融合的若干思考[J].中国电化教育，2015（4）：1-6+19.
[3]蔡连玉，韩倩倩.人工智能与教育的融合研究：一种纲领性探索[J].电化教育研究，2018（10）：27-32.
[4]高媛，刘德建，黄真真，等.虚拟现实技术促进学习的核心要素及其挑战[J].电化教育研究，2016（10）：77-87+103.
[5]曾巍.教育信息化促进教育治理水平提升[J].教育研究，2017（3）：117-120.
[6]潘巧明，赵静华.区域精准教学改革实践的探索与研究——以丽水市精准教学改革实践为例[J].电化教育研究，2019，40（12）：108-114.
（编辑：李晓萍）
