在探索中前進 在創新中發展

趙曉寧 新喬 任熙俊

5 教育技術裝備的交互性或復合性

基于科學儀器設施與教育技術裝備同一性考察，還可以進一步看到教育技術裝備與科學儀器設施的交互性與復合性。交互性或復合性，一般表現為二者依應用場所、應用功能、應用目的的不同，相互轉化、相互影響，也因之產生不同的稱謂。

科學研究與科學教育的發展，對教育技術裝備的產生和發展影響，遠比人們想象的更為重要和深遠。科學意義上的教育技術裝備究竟起源于何時何處，抑或是嚴格的認定，雖并未明確，但如上所述，有相當多的事實表明，初期教育技術裝備大多來源于科學研究儀器設施的轉化應用，或者說相對穩定的教學儀器設施是由科學儀器設施逐漸轉化而來，當是無可置疑的。當然，這一說法并不否認有相當部分因教學需要而發明的教學儀器設施轉為科學研究設施的事實。

融合與交互? 1635年，法國建立法蘭西學術院，標志著第一所科學專業機構和科學家專業體系的產生，科學及科學家群體開始獲得社會的承認。法蘭西學術院于1795年改為法蘭西學院，包括一個教學行動科和一個出版科，表明教育教學也是科學家的一項職責。類似專業機構和體系的產生，表明科學與教育的分化，影響著科學儀器設施與教學儀器設施相對專業化的趨勢，促進了各自在不同領域專業化的相對獨立的發展。科學儀器設施與教學儀器設施的專業化發展，也意味著教育技術裝備為適應教育的需要，對科學儀器設施所做的適應性改進，追求自身體系化發展的要求。但專業化發展并不表明科學與教育相互依托、相互影響、相互促進的關系即因此改變，不過是在形式上產生一種相對獨立的分界，更高層次上的交互融合發展的趨勢依然存在。

在某些特定的場合，如同初期科學與教育的關系一樣，完全厘清其分界也是比較困難的事情，即使在現代社會信息化環境下仍是如此。2007年，美國女航天員在奮進號航天飛機上借助信息化手段進行授課，建立了天地大課堂的前無古人的創新模式。2013年6月20日，中國“神舟”十號宇宙飛船太空授課——“太空環境下的科學實驗”，通過無重力環境中的物體質量的測量，物體運動學交互實驗，向全國八萬多所中學的千萬師生講述了太空無重力環境的特點，創建了科研設施應用于科學教育的一個新的里程碑，這也同時表明科學與教育的交互性發展，不過只是進入一個更高的階段。

專業領域的教育教學儀器設施，可能表現有更為明顯的交叉性、復合性、延展性。醫學領域聽診器的發明應用具有典型性。聽診器在臨床醫學領域屬醫療器械，而在專業教學領域又是常備的教學工具，而聽診器的教學應用傳授學生的不在于簡單拆裝分合及其他，不了解醫學、生理學等相關專業基礎知識，聽診器的使用便毫無意義。因此，聽診器在醫學教學中是手段和知識載體，更是方法，使醫學知識傳授建立在更為具象化、可感知的基礎上。

教育與科學日趨發展的天然聯系? 之所以探討科學與教育的關系，是因為教育技術裝備是作用于其中的重要現象。科學與教育的關系給予人們對教育技術裝備的觀察角度和理解通道。延伸到科學與教育的關系，如上所述，科學與教育在近代發展初期不是完全分離的狀態，既相互融合又相對獨立，沒有明顯的分界。

在文藝復興時代，科學地位不高，科學家群體多不被看重，很多科學家初期為謀生或是為科研得以進行的需要，多謀求一份教師的職業，很多教師同時也是某一領域的專家或領軍者，知名科學家同時也是教學領域的教師或是某一科學家的學生，包括牛頓等，這種現象在16世紀以來的大學里尤其常見。這種沒有明顯分界的朦朧狀態，對科學和科學教育的發展顯然有著積極的意義，耗資重大的科學研究課題因教學的需要得以深入探索。在教學過程中，為回答質疑和教學難題，為滿足教學需要，也催生出一批重大科學發現。在一段相當長的時間內，科研問題也是教學問題，教學問題也是科研問題，教學爭論與科學問題的爭論經常是同時進行的，難以分清哪些是科學研究的需要，哪些又是教學的需要。

教育與科學的天然聯系因科學知識發展不斷進入教育教學領域而日趨緊密，盡管教育發展常常表現為一種滯后的狀態。

發展中的相互融合、豐富? 教育技術裝備本身就是一個開放的動態體系。從第一只望遠鏡的出現，第一個萊頓瓶開始，教育技術裝備的發展從未停止過吸收創新、創造、發現和發明到這個體系中來的努力。這一方面是因為教育本身對科學研究、科學發現及事物本質規律認識的偏好，對精密、準確追求的認同;另一方面是因為教學內容需要更規范、更完整、更直接地呈現，于課堂教學、實驗教學更便捷、更高效率地應用，以及與不斷豐富的教學課程、教育對人的全面發展的需求相適應。融合過程促進形成教育技術裝備本身的不斷體系化、規模化、品質化，當然也體現出科學本身對物質本質的認識不斷深化、不斷清晰，以及科學理論不斷豐富對教育技術裝備發展的積極影響。

6 教育技術裝備供給側結構性改革任重道遠

改革開放40年來，中國教育技術裝備事業取得巨大成就。但應清醒地認識到，與教育現代化的發展需求相比，與人民群眾需要提供更好、更公平教育的愿望相比，與發達國家某些方面的深度應用、融合創新相比，仍存在一定差距，在某些方面還未能適應發展要求，問題還很突出，教育技術裝備事業的供給側結構性改革任務依然任重道遠。

思想認識尚需提升，發展缺口需要補足? 一是一些地方和學校沒有深入認識現代教育與教育技術裝備相互融合、相互促進的發展趨勢和規律，對教育技術裝備的作用認識不充分，有效功能發揮不夠，對應用重視不夠，教育教學與教育技術裝備“兩張皮”現象仍然存在，教育技術裝備建設缺乏綜合統籌和長遠規劃，積極性有待提高，力度有待加大。二是管理體制機制尚需創新發展。教育技術裝備工作各主體的責任須進一步厘清，有效應用及應用率仍是相當長的時間內高度關注的一個方面。三是均衡、協調發展方面存在差距。受限于經濟社會發展水平、認識等多種因素，區域、校際、城鄉之間差別問題還需加大力度解決，階段性有序均衡推進，深入融合創新，通過創新思維和實踐，改進教育教學方法，深化科學應用，以激發學生學習興趣。四是提升教學水平和教育質量等方面，均仍存在一定工作缺口和短板。面對這些困難和問題，需要進一步提高認識，轉變觀念，齊心協力，攻堅克難。

發展中的不均衡、不充分問題? 網校建設、生均實驗室面積等距離國家要求還較大。以2013年數據為例[3]，建網學校比例全國中小學總體只有33.9%，還不到四成。其中小學建網學校比例25.5%，初中建網學校比例55.9%，普通高中建網學校比例80.5%。全國小學生均實驗室面積為0.19平方米，初中生均實驗室面積為0.67平方米，普通高中生均實驗室面積為1.11平方米，均未達到《中小學理科實驗室裝備規范》基本要求，特別是小學、初中生均實驗室面積與國家標準還有相當差距。信息化設施配置城鄉差距還較大，每百名學生擁有計算機臺數，城市小學比農村小學高出3.17臺，城市初中比農村初中高出1.85臺，城市普通高中比農村普通高中高出6.01臺[3]。

應該看到的是，實驗教學設施總量雖有較大增長，但也存在發展不均衡的問題。農村小學、城市小學、農村普通高中生均實驗設備值2011—2013年期間有起伏，先降后升，整體表現為負增長，2013年較2011年分別降低36.6元、29.9元、19.25元。城市普通高中生均實驗設備值2011—2013年期間有起伏，先降后升，整體表現為增長[3]。

小學理科實驗儀器達標校2012年為116 004所，2013年將至115 710所;普通高中理科實驗儀器達標校先升后降，出現起伏，由2011年的11 239所增至2012年的11 592所，又降至2013年的11 485所[3]。

生均實驗設備值不均衡發展問題在各級學校中有不同表現。生均值普通高中最高，初中次之，小學最低，城鄉仍有一定差距。2011—2013年，全國普通高中生均實驗設備值明顯高于初中，初中生均實驗設備值明顯高于小學。2013年，小學生均實驗設備值為201.51元，初中生均實驗設備值為479.11元，普通高中生均實驗設備值為897.54元。相對于2011年來說，2013年小學生均實驗設備值減少29.53元，初中生均實驗設備值增加85.61元，普通高中生均實驗設備值增加0.02元。分城鄉看，全國農村小學、初中、普通高中生均實驗設備值均明顯低于城市。2013年，城市小學生均實驗設備值為245.72元，比農村小學高出62.83元，高出比例為34.35%;城市初中生均實驗設備值為511.2元，比農村初中高出47.34元，高出比例為10.2%;城市普通高中生均實驗設備值為1088.09元，比農村普通高中高出351.28元，高出比例為47.68%[3]。

上述表明，無論城鄉仍均未達到《中小學理科實驗室裝備規范》基本要求，特別是小學、初中生均實驗室面積與國家規定的標準相差很大。所以，要使我國中小學理科實驗室裝備達到國家規定的標準，還需付出相當大的努力。

基礎教育教學與教育技術裝備融合度不足，有效應用亟待推進? 突出表現是實驗教學應用、儀器設施配置與管理等方面差距較大。經過多年努力，全國中小學校舍、教學實驗儀器設備、圖書、多媒體遠程教學設備等基礎教育裝備配備，教育信息化軟件資源建設、資源覆蓋等方面取得明顯成效和進展，但以下三個方面還存在不足。

1）對信息技術應用和實驗教學重要性的認識還不夠。受應試教育影響，很多學校和相當部分師生注重書面考試成績和升學率，對創造性、創新能力、動手操作能力、實踐能力的培養有所忽略。

2）教育技術裝備與應用方面的融合度還不高。雖然很多中小學校實驗室按國家（行業）標準配齊配足了實驗教學儀器設備，但是一些實驗室和實驗儀器設備沒能充分發揮應有功能，部分成為“裝飾品”。表現在部分學校實驗室數量不足，滿足不了所有班級做實驗，于是放棄開設實驗。2006年發布的《中小學理科實驗室裝備規范》中明確規定，學校規模為12～16個平行班時，初（高）中物理、化學、生物實驗室基本要求為3～5個。但目前很多學校的物理、化學、生物實驗室數量尚未達到這一基本要求，專職、合格實驗教師不足，導致實驗教學難以順利開展。如云南省義務教育階段學校中，只有專職實驗教師4113人，校均0.3人，實驗教師嚴重不足，顯然難以滿足實驗課程開出要求。學校領導偏重升學率，不重視實驗教學，不做學生分組實驗，實驗課常見教師只做演示實驗，或播放實驗教學視頻，或讓學生背實驗原理、步驟和實驗結果，而忽略了一些必要過程和環節，背離課程基本要求。

3）教育技術裝備發展水平有待提高。優質資源共建共享有效機制尚未形成，各自為戰、優質資源總體缺乏、資源結構不均衡的情況還很普遍，產業不均衡、供給不充分、結構性問題有待解決。應大力倡導教育技術裝備行業生產創新、產品創新、技術創新，增強研發能力，加大研發投入，大力推動行業轉型升級，增強供給和國際競爭能力。

①高校教育技術裝備設施的需求發展變化應引起關注。以高等教育技術裝備需求為例，中國高等教育技術裝備產品主要分為多媒體教學（為支撐多媒體教學提供的裝備產品）、數字化校園、實驗室儀器三大部分，三大部分產品各有不同，不同院校的配置水平也有很大差異。目前高校在數字化校園、多媒體教學方面都走在了教育現代化發展的前列，多媒體教學在各大高校基本已經普及，網絡化集成管理對教學、科研、管理、技術服務、生活服務等各個領域的信息進行收集、處理、保存、挖掘、傳輸和應用，拓展現實校園的時間和空間，使知識資源得到充分利用和共享，使師生交流與協同更加方便，提高高校管理水平和工作效率，降低教學和管理成本，都取得較好的效果[4]。

為支撐多媒體教學提供物質保障——教育裝備產品，近幾年得到長足發展，尤其與多媒體教學相配套的主導產品——電子白板，得到持續高速增長，電子白板、交互式電子白板、投影式電子白板伴隨多媒體教學走進高校。多媒體教學在現代高等教育教學中基本普及，現代多媒體教學活動是一個講授演示、分析、討論、觀察、實驗、練習等綜合動作的過程，教師將課件發布于網上，供學生隨時下載、瀏覽。生動直觀的畫面附以動畫、錄像，學生一目了然，并可針對自己的薄弱環節選擇重點內容反復學習。利用網絡可以布置、提交、批改作業，進行在線答疑，師生之間還可通過聊天軟件或e-mail等進行問題討論。多媒體網絡教學創造出一個立體化的全新教學模式。

數字化校園是高等教育技術裝備市場份額較大的部分。隨著計算機技術與通信技術的發展與融合，現代社會以前所未有的速度進入新的網絡信息時代。新一代網絡技術革命正逐步走進高校，物聯網、三網融合、無線局域網與3G、4G陸續進入校園，5G時代也為期不遠。物聯網不僅提供傳感器的連接，其本身還具有智能處理的能力，能夠對物體實施智能控制，將傳感器和智能處理相結合，利用云計算、模式識別等各種智能技術，從傳感器獲得海量信息加以分析、加工和處理，以適應不同教學的不同需求。

高校實驗儀器是高校必備的辦學條件和科研條件，直接關系到學校教學任務的完成和教學質量的提高，關系到高校科研水平的發展。當前，高校應用較多的實驗儀器大致可以分為分析儀器和測量儀器兩大類。和以往相比，目前高校在用的分析儀器（如色譜、光譜實驗儀器設施等傳統分析儀）不僅靈敏度和選擇性有了很大提高，而且走向微型化、智能化、網絡化、專用化，測量儀器逐漸進入數字化。

“教育云”的提出，使高校中的教學資源整合成為一種可能，基于云計算的整合模式中，所有的高校教學資源均以“云服務”的形式發布在云端。高校用戶可以在任何時間、任何地點通過計算機、手機、PDA等網絡訪問設備使用教學資源。系統管理器負責管理各種資源的調度、存取、負載平衡以及對各種資源進行分類，云服務器為系統管理器的運行提供支持，用戶可以直接通過用戶交互界面直接使用某個資源，也可以通過服務分類模塊檢索需要的資源配置工具，對接入的系統管理器的資源運行環境進行配置，監控檢測負責監控云環境的運行狀態、云安全等問題[4]。

②高校教育技術裝備很多方面表現出明顯的發展不平衡、供給不充分的問題。有數據顯示[5]，2012年上半年，電子白板整體市場銷量為17.96萬臺，銷售額為28.28億元。其中投影式電子白板產品銷量同比增長58%，銷量為12.4萬臺;平板式電子白板銷量同比增長97%，為5.56萬臺。其中高校用戶份額只占到總份額的4%。個中緣由顯然與需求不相適應有一定關系。高校實驗室儀器的高安全性、可靠性有待增強，數字化、智能化、集成化水平有待提升。目前，在我國高校理工科教育和科研領域使用的高檔臺式儀器，如數字示波器、頻譜分析儀、邏輯分析儀等主要依賴于進口，從國內各高校資產管理中心的儀器清單的顯示看出，高校所應用的高端、精密實驗室儀器設備本土制造相對較少，萬元以上實驗室設備國產不足一半，10萬元以上的儀器進口占60%～70%，超過百萬的大型儀器國產不足10%[4]。

與上述相關聯，教育技術裝備產品資源特別是大型教育裝備產品利用率較低、分布不均衡、不能實現共享的現象大量存在，推進以教育裝備產品共享為核心的數字化整合已成為一種趨勢，使之更好地為教學科研服務，為高校發展和地方經濟服務。同樣，在高等教育實驗室儀器設備方面，未來也向著數字化、智能化、集成化方面發展，這是世界上發達國家已經具備的水平，我國還需要進一步提升自己的裝備水平，追趕發達國家現有技術水平。

高新技術、安全化已構成需求趨向。在高等教育實驗設備中，國外的智能執行器已采用變頻調速、新型電機、低工耗、微型壓電陶瓷I/P轉換器、藍牙通信技術、智能化和現場總線等新技術，而國內才開始起步。新技術革命的關鍵技術是信息技術，其由測量技術、計算機技術、通信技術三部分組成。分析儀器作為最重要的測量技術，自然是信息技術的重要組成部分。沒有新的分析方法、分析技術和相應的全新分析儀器，就不能更高、更全面、更靈敏、更可靠、更方便地獲取研究、生產、社會、環境等領域全方位的分析檢測信息。

高安全與可靠性需求已成為常規需求。隨著校園內計算機應用的大范圍普及，接入校園網節點日漸增多，而這些節點大部分沒有采取一定的防護措施，隨時有可能造成病毒泛濫、信息丟失、數據損壞、網絡被攻擊、系統癱瘓等嚴重后果。另外，校園網與Internet相連，在享受Internet方便快捷的同時，也面臨遭遇攻擊的風險。各種病毒就是通過Internet傳播的，并導致網絡性能下降;而且黑客也經常利用網絡攻擊校園網的服務器，以竊取一些重要信息。因此，數字化校園系統離不開安全與可靠性建設[4]。實驗室儀器對產品的安全、可靠性要求更高，特別是一些精密性、實驗復雜性較高的以及實驗過程危險性較大的實驗室儀器設備。

③職業教育裝備產品供給水平還有待提升[7]。職業教育技術裝備與基礎教育技術裝備、高等教育技術裝備有所不同，職業學校購買教育裝備配置的首先不是“教學”設備，而是“實驗和實踐”設備，這與職業教育主要是技能教育教學目的有關。相比高等教育技術裝備產品市場的集中化，職業教育技術裝備產品市場擁有類似于普教市場的分散性。這使得生產職業教育技術裝備產品的企業不僅要開發、研制好單一產品，而且要做好整體配套產品，做出完全適合職業教育需要，具有引導性、前瞻性，專業化程度較高，實踐特征突出，且又具有完善系統化的職教裝備。

目前職業教育技術裝備生產配套水平還有待提升，有待創新和發展。總的來講，職業教育技術裝備要想實現服務教學、促進教學的目標，就要結合實訓基地建設，要參與學校教與學環境設計，把現代教育理論和現代教育技術結合起來，達到一種創新的教育的要求，以各行業技能要求的項目實訓模塊為載體，重視基本模塊的建設，真正體現有資源共享、教學模塊化、學習行動化、管理人性化，以促進培養出大批具有創新思維的技能型人才。

④高度重視裝備產品質量。縮小城鄉差別，促進義務教育均衡發展，將是未來基礎教育技術裝備的增長點，信息化、數字化教育發展仍將是基礎教育的主基調。對教育技術裝備的需求在總量變化的同時，將呈現品質化、多樣化、定制化需求趨勢，尤其是多媒體、數字化產品。目前，教育技術裝備的供給環境在發展市場化的同時，應倡導規范化、有序化、品質化、制度化環境建設，解決好單純追求低價中標，導致品質不穩定、不高的問題。品質對于用戶本身是一種有效資源，儀器質量不好，意味著物質和教學資源的巨大浪費。如中學做電學實驗的電表，如果損壞率高，教師就不愿意使用，不愿意做實驗。產品質量不只是學生做某一個實驗成功與否的問題，還會對學生質量意識的形成起到潛移默化的影響。

參考文獻

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[4]高曉杰.高等教育年度發展報告[M]//王富.中國教育裝備行業藍皮書（2015版）.北京：中國大百科全書出版社，2015.

[5]蒲婧.半年銷量近30億? 電子白板做大教育市場[N].政府采購信息報，2012-11-09.

[6]丁心慶.試論分析儀器的未來發展趨勢[J].硅谷，2008（18）：22.

[7]李贏.職業教育裝備年度發展報告[M]//王富.中國教育裝備行業藍皮書（2015版）.北京：中國大百科全書出版社，2015.