邁向數字時代教學變革的基本理論：數字教學法

黃榮懷 虎瑩 劉夢彧 潘靜文 ADARKWAH Michael

基金項目：2024年度教育部科學技術與信息化司科技創新與信息化工作專項項目“智慧教育示范區建設”

[摘? ?要] 隨著人工智能等新興技術的發展，數字技術在教育中的應用日益加深。技術的應用是否能有效提升學習效果和教學質量，仍是全球熱議的話題，尤其是在數字化學習的有效方法、適用對象和有效場景方面，證據尚不足。因此，迫切需要研究教育數字化轉型下的數字化學習和教學規律。數字化學習變革的關鍵在于技術如何促進學習，其機制可歸納為技術應用、技能擴展和人機協同三個層面。教學數字化轉型的關鍵是技術服務于有效教學，為實現這一目標，需要遵循數字時代教與學的基本規律：（1）教學的本質是教與學的雙邊活動；（2）技術的角色是有效賦能教與學；（3）數字化教學的根源在于數字教學法。基于對數字時代教與學基本規律的探討，研究進一步明確了全域教學變革的基本路徑是發展數字教學法，具體包含四個維度：（1）技術賦能的深度學習；（2）綠色魯棒的數字學習環境；（3）循證導向的教學實踐；（4）人機互信的協同教育。

[關鍵詞] 技術促進學習； 教學數字化轉型； 數字教學法； 深度學習； 人機協同教學

[中圖分類號] G434? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] A

[作者簡介] 黃榮懷（1965—），男，湖南益陽人。教授，博士，主要從事智慧學習環境、教育信息化研究。E-mail：huangrh@bnu.edu.cn。

一、引? ?言

進入21世紀以來，全球科技創新進入空前密集活躍期[1]，數字技術愈發成為驅動人類社會思維方式、組織架構和運作模式發生根本性變革、全方位重塑的引領力量[2]。以ChatGPT、Gemeni等為代表的人工智能技術的飛速發展在教育中引發了廣泛熱議，應用新技術來賦能教育生態、教育管理、教學環境和教學模式變革成為社會各界廣泛關注的熱點。然而，技術在教育教學中的應用是否能夠真正改進學習并促進教學質量提升，仍是備受全球爭議的話題。2023年全球教育監測報告《技術應用于教育：誰來做主？》深度探討了技術在全球教育中的應用情況，指出盡管教育技術在某些情況下可以改善學習，但關于教育技術影響的可靠、公正的證據嚴重缺乏[3]。隨著全球教育普及工作的不斷推進，質量、公平和相關性等問題以及學生如何有效學習的問題日益突出。國際社會正致力于實現學習議程，將可持續發展目標4的重點置于有效學習和獲取相關知識、技能和能力上。

當前全球教育形勢錯綜復雜，處于經濟危機和學習危機的雙重挑戰之中。在此背景下，2023年10月，聯合國教科文組織召開了學習科學專家會議，旨在應對這一挑戰。會議發起了全球學習科學網絡聯盟，創建了學習科學社群，致力于教育數字化轉型背景下數字化學習規律的研究與實踐，關注如何通過重新設計和實施學習創新來提高學習成效、如何基于數字技術重新設計有效的學習環境和教學策略，最終提出替代或創新的學習模式[4]。從當前教學數字化轉型的情況來看，盡管教育軟件和平臺已得到普遍應用，但數字時代的教學方法論體系依舊模糊。聯合國秘書長古特雷斯在關于教育轉型的愿景聲明中強調了課程和教學法以及教學過程創新的必要性，以使當今的學習者為快速變化的世界做好準備[5]。然而，關于數字化學習的有效方法、適用群體以及在何種場景下有效的證據仍舊有限。因此，亟須深入思考數字時代的學習和教學規律，以及如何基于數字時代的學習本質和教學規律充分發揮數字技術對教與學產生的效益，進而促進教學的數字化轉型。

二、學習數字化變革的機理：

技術如何促進學習

為有效促進技術在教育中的應用成效，需要明確一個最基本的原則，即技術的教育應用邏輯是由技術背后的應用原理決定的，是教育需要技術解決什么問題以及如何解決問題[6]。由此可見，技術在教育中的應用要能夠真正起到效果，需要在研究教育教學基本規律與原則的基礎上，合理應用技術。技術促進學習（TEL），是融合了教育學、計算機科學、心理學、認知科學、人機交互等學科的理論和實踐的交叉研究領域，主要指使用數字技術全面支持學生學習，包括評估、輔導和指導，并涵蓋基于網絡和計算機的學習、虛擬課堂和學習環境以及數字協作[7]。隨著數字技術的迅猛發展，更多的技術應用場景（如在線開放課程、移動學習、混合學習等）得到開發，技術增強的學習環境賦予了學習新的可能性。

學習是指學習者因經驗而引起的行為、能力和心理傾向的比較持久的變化[8]，技術的合理使用之所以能夠促進學習的發生，也是因為其引發了學習者經驗的變化，從而引起了知識、行為和能力結構的變化。技術促進學習強調的是技術對主體開展學習活動的支撐與促進作用，作為學習主體的學習者，是如何在與技術的交互過程中學習的呢？學習者經由技術的助力，其能力、認知與思維會發生怎樣的變化？為解答這些問題，需要深入探討技術促進學習的發生機制。

按照司托克斯在《基礎科學與技術創新：巴斯德象限》一書中關于基礎研究和應用研究的劃分，技術促進學習的發生機制研究屬于基于實踐應用的基礎性研究[9]。這包含了兩個方面的內涵：一是真實的教育實踐場域和具體的情境構成了技術研究的邏輯起點；二是需要深入探討技術促進學習的內部機理，透過現象挖掘本質。由此可見，探究技術促進學習的發生機制，離不開對真實情境、場域、技術與人的關系的系統考察。

當代著名現象學家、技術哲學家唐·伊德從技術、人與場域的真實且復雜的聯動關系出發，追問和探討人與技術的關系。伊德指出，人在與技術的交互過程中，會產生四種互動關系：具身關系、詮釋關系、它異關系和背景關系[10]。具身關系指的是“我以一種特殊的方式將技術融入其經驗中，我借助這些技術來感知的，并且由此轉化了我的知覺的和身體的感覺”[10]，技術在這種關系中具有了最大程度的“透明性”，技術就好像融入人自身的知覺之中，成為身體的一部分。在詮釋關系中，技術與世界整合為一個整體，人通過認識技術展現出來的世界而了解世界。例如：通過觀看旅行紀錄片，一個人就能夠了解那些未曾到達之地的真實情況。在它異關系中，技術意味著是與人完全不同的客體，人在與技術的相遇中，需要有意識地去對待技術。在背景關系中，人類被無處不在的技術包圍著，好像生活在一個“技術繭”之中[11]。“技術繭”所催生的是人與技術的高度協同，技術在學習中無處不在，而身處其中的人對技術本身“熟視無睹”，“背景技術轉化了人的經驗的格式塔結構，因為背景技術是不在場的顯現，它們可能對經驗世界的方式產生更微妙的間接的影響”[10]。

唐·伊德就人與技術關系的分類和論述可以為研究和分析技術促進學習的發生機制提供重要的參考和借鑒。不同的技術類型在融入學習的過程中與學習者發生的互動關系不同，技術產生的影響和發揮的價值也不同。如圖1所示，可以將技術促進學習的發生機制劃分為三個層次，即技術應用、機能延展和人機共存。

圖1? ?技術促進學習的發生機制

一是技術應用，指的是技術主要作為外在引入的工具和手段來輔助并促進學習者的學習。這一類型的技術包括傳統的視音頻技術、計算機與網絡技術等。在這類技術與學習者產生的互動關系中，技術的使用是一種“有意識”的行為，需要學習者刻意地學習、摸索才能有效使用。學習者在邊學邊用的過程中不斷磨合并掌握使用技術工具的技巧與技能，而技術工具的使用則提升了學習者的視聽體驗與施效能力。

二是機能延展，指的是通過技術的使用和賦能，增強或擴展學習者的身體機能和能力，從而使其能夠完成原本無法完成的任務或提高完成任務的效率和效果。這種延展可以包括提高信息處理能力、增強記憶、提升感官體驗、優化溝通和協作能力等。這一類型的技術涉及可穿戴技術以及各種強交互的數字工具，如VR/AR工具、智能手環、交互式學習和教學平臺等。在這類技術與學習者產生的互動關系中，技術的使用是一種“無意識”的行為，這種“無意識”體現在技術因為充分融入并賦能學習者而處于一種“隱退”的狀態，技術不再是主體關注的對象，在學習者無意識狀況下，借助技術來感知，并由此轉化了身體的知覺。需要強調的是，這種“無意識”行為是需要學習者在特定的場景中連續使用技術來不斷重塑身體感知才能產生的。隨著“技術抽身離去”，高質量的學習活動得以發生[12]，在這個過程中技術工具的使用增強了學習者的身體感知與認知能力。

三是人機共存，指的是技術已經成為生活中無處不在的“背景”，它悄無聲息地滲透到日常活動中，塑造了一個全新的技術化場域。這一類型的技術主要涉及智能技術和數智網絡環境等。在這類技術與學習者產生的互動關系中，技術本身也是一個重要的主體，它不僅是人和內容的連通中介，而且營造了人和內容發生連接的整個生態環境。技術使用是一種“互適應”行為，即學習者與技術相互適應，呈現出一種協同關系，技術成為學習者共同學習的伙伴，在人機協同中共同創造并提升思維。在這個過程中，技術的使用延展了學習者的大腦認知與思維能力。

在探討了技術促進學習的發生機制后，可以更加清晰地意識到技術在促進學習過程中的重要意義和影響，而隨著數字技術、智能技術在教育中應用的不斷深化，必將對教育觀念產生重要影響。技術帶來的觀念改變涉及眾創共享的知識觀、智聯建構的學習觀、融通開放的課程觀與人機協同的教學觀[13]。然而，反觀當下的教育方式，很大程度上還保留著工業時代的特征，教育體系依舊受到標準化考試和統一教學大綱的束縛，教師在課堂上仍占主導地位，學生的數字技能、主動學習能力、創新能力等核心素養尚未得到充分培養。因此，在明確了技術在教育中應用的核心目標以及分析了技術促進學習的發生機制后，需要進一步思考如何通過技術服務于有效教學。

三、教學數字化轉型的內核是數字教學法

教育科學的目的是提出有實證依據的恰當的教學原則，指出哪種教學方法最有效。教育工作者的重要任務是通過使用各種有效的教學方法，促進學習者發生變化[14]。面向數字時代的教學，需要將核心關切聚焦于教學的全面數字化轉型過程中，關注技術如何融入并服務有效教學的發生。教學數字化轉型需要對教學的全要素，包括培養目標、教育內容、教學模式、評價方式、教師能力、學習環境等進行數字化的轉變與升級。技術在教學數字化轉型過程中扮演著關鍵角色，其應用推動了新的教育理念和實踐的生成，提供了智能化、數字化的學習環境，拓展了傳統教與學的邊界，為教與學方式帶來了新的可能性。正如學習數字化變革需要遵循學習的相關規律和發生機制一樣，教學數字化轉型能否有效落地的關鍵在于技術的融入是否遵循了教學的根本原則并對其關鍵要素產生了根本性的積極影響。

（一）教學的本質是教與學的雙邊活動

教學一詞最早出于《學記》所記載的“建國君民，教學為先”，此處“教學”的基本含義是傳授和學習，含有教者和學習者雙方活動的意思[15]。教師和學生作為教學活動中的兩大主體，其在教學中應該各自處于何種位置，一直是教育史上爭論比較激烈的問題，形成了“以教師為中心”和“以學生為中心”的兩種截然不同的教育理念。

“教師中心論”以赫爾巴特、凱洛夫等人為代表。這一教育理念的秉承者認為教師的作用猶如舵手，學生的心智成長主要依賴教師精心設計的教學和具體的指導，十分重視教師的權威，強調發揮教師對教學過程的絕對支配作用，“學生對教師必須保持一種被動狀態”[16]。“學生中心論”以夸美紐斯、盧梭、杜威等人為代表。夸美紐斯指出，“人通過自己教育自己，獲得了很大的進步”[17]；盧梭認為“兒童有其特有的看法、想法和感情的”[18]；杜威宣揚“以‘兒童中心取代‘教師中心和‘教材中心”[19]。這一理念的秉承者把學生的發展視為一種自然的過程，兒童的發展是一種主動過程，教師的作用只在于引導學生的學習興趣，滿足學生的個人需要，而不是直接干預學生的學習。

事實上，教學應視為師生互動的雙向過程，而非僅僅以教師或學生為中心的單向傳遞。在教學過程中，學生的活動——學，與教師的活動——教，構成了教學賴以進行的兩個并行且統一的活動體系[20]。人類個體成長的規律決定了兒童必須掌握前人積累起來的認識成果，而這種掌握則離不開已知者的指導和幫助以及學習者主動積極的學習。教育需要建立在兒童經驗的基礎上，但教師作為教育者，是“重要的個人體驗”的設計者，是集體活動領導者的角色[21]。因此，任何教學都不能將教師的教和學生的學割裂開來，在教學的語境中，教與學各自獨立又高度統一，在共同活動中承擔著相互支撐的義務：“學是教主導下的學，教是為學服務”[22]。因此，教學的本質必須且永遠是教與學相統一的雙邊活動。

（二）技術的角色是有效賦能教與學

教學是教師教和學生學的雙邊活動，它們是相互作用的。教和學之間相互作用的方式不同，產生了不同形式的教學活動。由于任何教學活動都包括教學目的、教學內容、教學方法、教學手段、教學組織形式等關鍵因素，這些因素的不同，以及彼此間不同的結構和聯系，都會造成教學的不同[15]。在現代教學系統中，教師、學生、教學媒體和教學內容構成了教學的基本要素，各要素之間相互組合形成一個有機的整體，從而使這個整體具有了穩定的結構形式，這就是教學結構[23]。教學結構處于較為宏觀的層面，用于反映一定教育教學理論下，教學的核心要素之間較穩定的作用關系，不依賴具體的教學內容與教學對象，因此，可以將其作為穩定教學形式的分析框架。在明確了教學的本質是“教與學的雙邊活動”這一基本的教育理念之后，本文所探討的數字化教學便可歸納為一種在“教師—學生”雙主體的教學結構下的教學形式。

在教學數字化轉型的過程中，技術扮演著為教與學實施有效賦能的關鍵角色。從教師教的層面來說，技術提供了更多的教學資源和工具，使教師能夠更加靈活地設計課程和教學活動，并且能夠通過對技術平臺反饋的學生學習數據來及時調整教學。從學生學的層面來說，技術的賦能使得學生能夠更加主動地參與學習過程。通過在線學習平臺和資源，學習者可以根據自己的興趣和能力進行自主學習，借助在線協同和社交工具，學習者與同伴、教師之間可以更加方便地進行交流，從而能夠更好地培養學生對學習的自我管理能力和問題解決能力。

隨著新興技術在教學中廣泛且充分的應用，經由技術對教與學的有效賦能，使得教學理念、學習環境、教師的教學方法以及學生的學習模式都發生了深刻的改變。首先是教學理念，數字時代的教學理念尤其需要突出培養學生積極主動學習、深度學習的能力，以及對未來社會的適應能力和基本素養，注重強調學生的創新精神、知識遷移能力以及與真實世界的互動和問題解決能力。其次是學習環境，數字時代的學習環境具備充分的智慧化，能夠通過記錄過程、識別情境、聯接社群、感知環境等促進學習者輕松、投入和有效的學習[24]，通過感知記錄學習者在知識獲取、課堂互動、小組協作等教學全過程中的真實表現，為精準評價學習效果提供重要依據。再次是學習方式，數字時代的學習強調關注學生的本能和能力的發展，關注高階的認知目標和深度學習的發生，強調學生的有效學習方式與自身認知發展規律、興趣和本能等的自由發展密不可分。最后是教學方式，強調教師充分應用技術設計靈活多樣的教學方法來提高學生的參與度、體驗感，強化知識與知識之間的關聯程度；更加注重活動設計，強調在小組的合作、探究和問題解決中促進學生的問題解決能力和高階思維的生成。

在教學數字化轉型過程中，由于技術對教學的有效賦能，使得教學的基本要素從根本上發生了轉變并形成了一種全新的、數字化的、“教師—學生”雙主體的穩定教學形式。這一新型教學結構形式涉及理念、教師、學生和環境四大維度，涵蓋了教學理念、教學內容、課堂組織、學習活動、學習策略、學習空間、教學媒體和數字工具七大要素。這一新型教學結構可以作為技術賦能教學的分析框架（如圖2所示）。基于這一分析框架，分析數字技術在教學中的使用是否使得有效教學要素的表現形式發生了根本變化，產生了與傳統教學法不一樣的教學法——數字教學法，以此來判斷教學是否真正發生了數字化轉型。

圖2? ?技術賦能教學的分析框架

（三）數字化教學的根源在于數字教學法

教學數字化轉型的核心目標是推動數字技術在一線教學中的落地應用，借助數字技術優化教學過程、提升教學效率、提高教學質量，培養高質量創新人才[25]。教學數字化轉型并非簡單地從傳統教學向使用數字技術的教學轉變，而是體現了從工具應用到滲透于教育理念、教學環境、教與學方式上的深層變革。由此可知，教學數字化轉型與否的根源在于是否形成了穩定的數字教學法。結合上文提出的技術賦能教學的分析框架，可以對傳統技術與工具應用語境中的教學法和教學數字化轉型視域下的數字教學法做一個對比分析（見表1），進一步提煉出數字時代理想的有效教學的基本樣態——數字教學法。

1. 以學生發展為中心的教學理念

教學理念是對教學價值的精練表述，是對教學和學習活動內在規律認識的集中體現。面向數字時代的教學理念關注如何借助技術更好地促進學生的發展。為此，教師需要對學生的認知發展規律有所認識，需要遵循學生的本能和能力，遵循兒童基本的認知發展規律去實施教學。正如杜威所說：“兒童自己的本能和能力為一切教育提供了素材，并指明了起點……教育必須從探索兒童的能量、興趣和習慣開始。”[26]隨著科技的發展和社會變化日益加快，學會快速掌握大量的知識和技能，發展多方面的能力并積極參與社會生活成了學習者必備的品質。因此，數字時代的教學需要更加重視學生學習的主動性，學生學得積極主動才能使教學發揮更有效的作用[20]。此外，需要著重培養學習者深度學習的能力，以及對未來社會的適應能力和基本素養，強調創新精神、知識遷移能力和與真實世界的互動和問題解決能力。

2. 教學內容和課堂組織

教師教學的關鍵要素涉及教學內容的選取和課堂的組織兩個方面，教師需要提供恰當的教學內容和課堂組織方式來促進學生的學習。教學內容指的是一定的知識、能力、思想與情感等方面內容組成的結構或體系[20]，在教學的數字化轉型過程中，教學內容有了新的表現形式，音視頻、VR游戲、虛擬實驗等多種形式的教學材料均可以作為教學內容的載體。此外，基于知識圖譜的新型教材，通過知識抓取以形成各學科知識融合、聯通的知識圖譜組織體系，提供對內容資源的重新整合和二次加工[27]，能夠為支持教師、學生的多場景、混合式教學，支持基于大數據的學習行為分析，實現精準化教學、個性化學習等提供重要支撐。

課堂組織是指教師以什么形式把學生組織起來，并通過什么形式與其發生聯系，需要考慮教學活動如何安排，教學時間如何分配等[15]。在傳統的教學中，最典型的課堂組織形式是班級授課制，即把學生按照年齡和知識水平編成固定的班級，在固定的時間教授固定的教學內容，這使得學生的主體地位和獨立性受到限制，不利于學生積極主動的學習和創造性思維的養成。在教學數字化轉型過程中，課堂組織形式更加多樣化，既包括在線下課堂教學中實施的小組合作、分組教學等，也包括線上線下融合教學、同步在線課堂教學、異步在線課堂教學等。此外，隨著人工智能、大數據等在教育中的深度融入，基于證據的教學逐漸成為趨勢，教師需要學會運用數據為課堂教學的組織實施提供證據基礎。

3. 學習活動和學習策略

學生學習的關鍵要素涉及學習活動和學習策略兩個方面。學習活動的設計需要充分考慮學生的興趣、動機和本能。學習者身心發展水平、已有的知識結構、個性特點、能力傾向和學習前的準備情況等與活動的契合程度，都會影響學習活動的有效性。杜威認為，判斷一個活動好壞的標準在于它是統一的活動還是分裂的活動[26]。當學生感到其學習活動只是一項被迫完成的任務時，一旦這一外部的壓力中止，學習就會終止；與壓力和強迫不同的另一個極端則是不斷地求助于興趣原理從外部刺激兒童而終致過度娛樂化，這將導致學生注意力缺失，在虛構的興趣中消磨了意志和專注力。這樣的活動均是“分裂的活動”，是對學習者天賦和學習力的浪費[26]。真正好的活動應該是所學習的事實或行動與正在成長的學習者自我之間保持一致，是生長所迫切需要的發展本能[26]。杜威將兒童的本能描述為交流、建構、探究和藝術表現四大類[26]，因此，有效的學習活動需要關注學習者交流、建構、探究和表達等本能的自由發展，教師需要綜合應用各類數字技術來支持這些學習活動的開展。

學習策略是學習者為了提高學習的效果和效率，有目的、有意識地制定有關學習過程的復雜方案，學習策略是有效學習所必需的[28]，有助于學生更加有效學習的策略包括：（1）認知學習方面的策略：為學生提供一個可以將所學概念置于其中的框架，借助概念圖、思維導圖等工具，幫助學習者更好地建立知識、概念之間的聯結。清晰完整的反饋能更好地促進學習效果，學生如果能夠清楚知道自己為什么對、為什么錯，將更有助于學習[8]，因而可利用即時反饋工具和評估工具，幫助學生及時了解學習成效并作出調整。（2）元認知方面的策略：引導學生通過自我監控來進行學習，包括目標的確立、學習方法和學習策略的選擇、認知活動的監督和控制、反饋調節、行為動機的管理等，能對學習有促進作用。（3）資源、時間管理方面的策略：利用時間管理工具制定合理的學習計劃，高效利用狀態最佳的時間，有效利用數字化工具和資源開展協作學習，在交流合作解決問題中達到共贏。（4）促進知識遷移方面的策略：創建問題探究情境，鼓勵學生把在某一門學科中學到的知識運用到其他學科中，引導學生在解決問題的過程中培養遷移能力[8]。

4. 數字化學習環境

數字化學習環境包括學習空間與教學媒體和數字工具。已有研究表明，學生的學習成績好壞在很大程度上取決于學習空間的功能[29]，學習空間的不同會對學生處理學科內容的方式產生不同影響。在傳統學習空間中，學生更傾向于使用傾聽、記憶的方式，學習是聆聽教師指令，重復定義、公式、記憶理論和定期演練主題的過程；而在具備智能化的、靈活組合的、技術增強的學習空間中，學生會更多地參與“聯系、建構、創造思維”和“小組討論”活動，更傾向于尋找不同部分之間的聯系和融合新想法的協作過程[30]。因此，數字時代的學習空間建設要能夠為學生提供沉浸式的學習體驗和個性化的學習需求，不僅需要靈活的調整和變化以支持合作、探究和問題解決等多樣化的學習方式，而且也需要為移動學習和泛在學習提供必要的支持。

為有效學習而設計的教學可以運用各種媒體來進行傳輸，媒體作為各種事物或其系統的組合，用來把交流或其他教學刺激傳輸給學習者[31]。在教學數字化轉型過程中，教學媒體和數字工具的使用為教學提供了更多的可能性，技術革命重新定義了教育體驗的本質，學生學習不再受時間和地點的限制。各類智能設備、可穿戴技術為學生的學習提供了豐富的感知與體驗的機會；可信的學習資源、網站和技術工具的使用充分支持了學生交流、建構、表達和創造本能的發展；教師、學生與人工智能之間的人機協同，重塑了師生的角色，為教學帶來了新的可能性。

四、全域教學變革的基本路徑：發展數字教學法

教學法是實施教學應遵循的基本原則、方法，是為了滿足特定環境下社會對人才的需要而逐漸形成的一套“教學實踐體系”[32]。數字化教學的根源在于數字教學法，隨著教學數字化轉型的持續深入，發展數字教學法成為促進全域教學變革的基本路徑，需要予以高度關注并開展持續研究。從數字時代的基本教育理念、學習環境、教學方式和學習方式的發展趨勢出發，本文提出了發展數字教學法的基本觀點：數字教學法應錨定有效教學與深度學習，以數字環境優化為基礎，以數字資源與新技術應用為手段，以學與教的有效實踐為目的。具體而言，包含四個維度（如圖3所示）：一是技術賦能的深度學習，引導學習者有效利用數字資源和工具提升學習效果；二是綠色魯棒的數字學習環境，以可信、智聯、融通為特征，增強學與教的體驗；三是循證導向的教學實踐，以可解釋性證據基線來踐行學習者為中心的理念；四是人機互信的協同教育，促進教學中人機合作互動的效能疊加釋放。

圖3? ?數字教學法概念模型

（一）技術賦能的深度學習

深度學習強調學生在學習過程中通過利用分析技能、交叉參照、想象重建和獨立思考來關注課程材料和經驗的潛在意義[33]。與深度學習相比，表層學習更多地強調對課程內容的簡單描述[34]。深度學習關注高階思維的發展，指向形成學生的核心素養，尤其關注提升學習能力和思維品質的學習發展及其遷移應用[35]。深度學習的生成要求教師在對知識本身獲得深度理解的基礎上，能夠合理地安排教學內容，設計教學活動，也強調學習者在學習過程中必須親身去實踐、體驗和探究，以此來完善認知結構，培養問題解決能力。隨著數字化學習環境的不斷優化升級，教師能夠應用數字技術設計更加真實、有吸引力的學習情境來激發學習者的學習動力和興趣，強調學生在真實情境中問題解決、協作探究、深度思考等能力的發展，為學習者實現深度學習提供了有利條件。教師在教學中要積極采用數字賦能的教與學模式支持學生的自主學習、小組探究與協作學習等，充分運用各類數字化工具和資源設計有利于學生交流、表達、建構和創造的學習活動。

為有效地實現技術賦能的深度學習，需要關注三個方面的內容：一是師生的人機協同教學。數字化環境下，教學實踐中的人機共存、人機協同成為可能，要求人類教師和機器在數字化學習環境下作為整體交互共同發揮效用，以實現共同目標，提高教學效果[36]。二是教師的數字教學。要求教師充分利用數字技術和數字資源做好教學準備，選擇適當的教學策略和方法，利用數字技術輔助課堂，增強課堂教學，并根據實時教學數據做好教學評估，及時調整教學計劃[37]。三是學生的數字學習。要求學生積極主動應用數字技術進行協作學習和自主學習，通過與他人進行溝通協作、經驗交流分享等完成知識的深度建構，并使用數字技術計劃、監控、反思和評估自己的學習進程，利用數字化賦能自主學習與個人發展。

（二）綠色魯棒的數字學習環境

隨著新一代智能數字技術在教育中的不斷滲透融合，在為教育帶來便捷的同時，也帶來了數據倫理風險、算法黑箱等一系列問題[38]。在實施數字化教學的過程中，安全可靠的數字學習環境對教師的教和學生的學都至關重要，需要構建綠色魯棒的數字學習環境，以增強教學和學習體驗。首先，數字學習環境強調安全且符合教育倫理與法規。在數字教學過程中，學生和教師都會使用各種在線平臺、應用程序和數字教育資源進行學習和教學活動，因此，必須建立穩定的網絡基礎設施，保證提供高速、穩定的互聯網連接，保障網絡設備與服務器的正常運行。其次，要采用安全措施和隱私保護機制。加強數據加密、用戶身份驗證、訪問控制和內容過濾等安全措施，保護學生和教師的個人信息和學習數據隱私安全。第三，要強化數字學習環境的穩定性、可靠性和可擴展性。數字教學需要依賴各種技術設備和網絡基礎設施，如電腦、平板電腦、互聯網連接等，為了確保教學的順利進行，應具備高度的穩定性和可靠性，能夠承受大量用戶同時訪問和使用。數字學習環境還應具備良好的擴展性，以適應不斷增長的用戶量和日益發展的技術需求。

（三）循證導向的教學實踐

循證是一種利用證據追求實踐科學化和專業化的價值觀，也是一種重視證據指導實踐的理念和運用證據解決實踐中問題的思維[39]。近年來，隨著能夠記錄學生學習過程數據的學習管理系統（LMS）、適應性學習平臺、學習分析技術和數據分析等數字技術、平臺、工具在教學中的應用不斷深化，使教師從基于經驗的、主觀的教學向基于以過程性學習數據為證據的教學轉變，從而實現了循證導向的教學實踐。主要表現為教師利用學習證據，精準識別并解決教學關鍵問題，創新性地應用資源以提升學生學習成效，實現教學的持續創新與改進。循證導向的教學實踐涉及以證據為基礎的學習分析和以證據為基礎的教學組織兩個方面。以證據為基礎的學習分析要求利用各種數據收集、測量、分析和可視化等工具，系統性地從教學過程產生的大量數據中提取有潛在價值的規律信息。在教學中應尋找“最佳”及最適合的證據，實時獲取和分析學生學習的各類多模態數據，洞察學生真實的學業表現；實時獲取和分析教師教學的各類課堂行為數據，了解教師自身的教學表現，以促進教師的教和學生的學。以證據為基礎的教學活動組織，要求教師根據學習分析的結果，設計與證據所支持的最佳實踐相一致的教學策略和學習活動，并根據教學活動組織實施，做好效果評估，幫助學生實現學習目標，提高學習成效；幫助教師不斷優化和提升自己的教學實踐，助力教學提質增效。

（四）人機互信的協同教學

隨著智能時代的來臨，教師將與人工智能協同工作，利用精準、適時、個性化的學習資源，充分發揮學生主體地位，幫助培養學生的數字智能、可持續發展能力、自我認同與自我整合能力，提升人機協同工作所必備的思維能力、倫理觀念和價值取向。在開展人機協同教學的過程中，教師角色將發生革命性的改變，教師從知識的傳授者變為學習情境的建構者、學習的組織者和引導者，更多地專注于更具創新性和啟發性的教學活動中，將教學中心更多地放在與學生進行情感交流和個性化的支持服務和學習促進上。人工智能則可以更多地承擔內容呈現、人機互動、學習指導等可替代的程序性工作[13]。在人機協同教學中，需要考慮學生的身心健康、認知發展規律、教師職業發展需要等，確保協同教學的可靠可控、透明可釋與包容公正，以此促進人工智能在教育領域中應用的高質量發展與高水平互動[40]。需要注意的是，在人機協同教學中會涉及師生大量隱私數據和敏感信息，在收集、使用和傳播過程中容易出現數據安全問題[36]，為確保合理合規性，必須遵守相關的隱私法律和規定，建立數據合規標準體系和工作流程，保護師生的數據隱私安全。在技術倫理問題方面，為保障人機協同教學的技術倫理，設計者在開發智能體的過程中要注重以人為本，多方面考慮不同的需求、觀點和目標，使用多樣化和代表性的訓練數據集，避免歧視和偏見，以確保智能體公平、有效地服務于教學系統。

五、結? ?語

在新一輪科技革命的浪潮中，數字技術的迅猛發展對人類社會的思維方式和運作模式產生了顛覆性的影響。基于數字技術重新設計有效教學，是當前教育數字化轉型的關鍵議題。技術在教育中的核心作用是促進學習者更有效的學習，因而理解技術如何促進學習的發生機制至關重要。這一機制包括技術應用、機能擴展和人機共存三個層次，展現了技術與學習者互動關系的逐步深化，即從“有意識”使用技術到“無意識”使用技術，再到與技術的“互適應”。當技術作為應用工具時，學習者需要刻意學習、逐步適應來提升使用效果；當技術作為學習者機能的延展而存在時，技術增強了學習者的感知和認知能力；而在人機共存的情況下，技術創造了新的學習環境，與學習者形成了協同關系，進一步擴展了大腦認知和思維能力。

技術對教學的有效賦能依賴教學的基本要素實現全面數字化轉變。教學的本質是教與學的雙邊活動，是包含了教師、學生、理念和環境的整體性結構。有效教學遵循上述結構，涵蓋教學理念、教學內容、課堂組織、學習活動、學習策略、學習空間以及教學媒體和數字工具七大要素。當有效教學過程中的各要素在數字技術的賦能下實現了轉變，則形成了有別于傳統信息化環境下的教學，即數字教學法，也意味著教學的數字化轉型過程得以完成。

教學數字化轉型是深入到教育理念、教學環境和教與學方式中的深層次轉型過程，其錨定的是有效教學與深度學習，以數字環境優化為基礎，以數字資源與新技術應用為手段，以學與教的有效實踐為目的，體現為技術賦能的深度學習、綠色魯棒的數字學習環境、循證導向的教學實踐和人機互信的協同教育。數字教學法是面向智能時代人才培養的方法論體系，能夠有效推動教學的數字化轉型，促進教育形態的革新，從而建設以人為本、高效且富有韌性的數字教育生態。

一、引? ?言

進入21世紀以來，全球科技創新進入空前密集活躍期[1]，數字技術愈發成為驅動人類社會思維方式、組織架構和運作模式發生根本性變革、全方位重塑的引領力量[2]。以ChatGPT、Gemeni等為代表的人工智能技術的飛速發展在教育中引發了廣泛熱議，應用新技術來賦能教育生態、教育管理、教學環境和教學模式變革成為社會各界廣泛關注的熱點。然而，技術在教育教學中的應用是否能夠真正改進學習并促進教學質量提升，仍是備受全球爭議的話題。2023年全球教育監測報告《技術應用于教育：誰來做主？》深度探討了技術在全球教育中的應用情況，指出盡管教育技術在某些情況下可以改善學習，但關于教育技術影響的可靠、公正的證據嚴重缺乏[3]。隨著全球教育普及工作的不斷推進，質量、公平和相關性等問題以及學生如何有效學習的問題日益突出。國際社會正致力于實現學習議程，將可持續發展目標4的重點置于有效學習和獲取相關知識、技能和能力上。

當前全球教育形勢錯綜復雜，處于經濟危機和學習危機的雙重挑戰之中。在此背景下，2023年10月，聯合國教科文組織召開了學習科學專家會議，旨在應對這一挑戰。會議發起了全球學習科學網絡聯盟，創建了學習科學社群，致力于教育數字化轉型背景下數字化學習規律的研究與實踐，關注如何通過重新設計和實施學習創新來提高學習成效、如何基于數字技術重新設計有效的學習環境和教學策略，最終提出替代或創新的學習模式[4]。從當前教學數字化轉型的情況來看，盡管教育軟件和平臺已得到普遍應用，但數字時代的教學方法論體系依舊模糊。聯合國秘書長古特雷斯在關于教育轉型的愿景聲明中強調了課程和教學法以及教學過程創新的必要性，以使當今的學習者為快速變化的世界做好準備[5]。然而，關于數字化學習的有效方法、適用群體以及在何種場景下有效的證據仍舊有限。因此，亟須深入思考數字時代的學習和教學規律，以及如何基于數字時代的學習本質和教學規律充分發揮數字技術對教與學產生的效益，進而促進教學的數字化轉型。

二、學習數字化變革的機理：

技術如何促進學習

為有效促進技術在教育中的應用成效，需要明確一個最基本的原則，即技術的教育應用邏輯是由技術背后的應用原理決定的，是教育需要技術解決什么問題以及如何解決問題[6]。由此可見，技術在教育中的應用要能夠真正起到效果，需要在研究教育教學基本規律與原則的基礎上，合理應用技術。技術促進學習（TEL），是融合了教育學、計算機科學、心理學、認知科學、人機交互等學科的理論和實踐的交叉研究領域，主要指使用數字技術全面支持學生學習，包括評估、輔導和指導，并涵蓋基于網絡和計算機的學習、虛擬課堂和學習環境以及數字協作[7]。隨著數字技術的迅猛發展，更多的技術應用場景（如在線開放課程、移動學習、混合學習等）得到開發，技術增強的學習環境賦予了學習新的可能性。

學習是指學習者因經驗而引起的行為、能力和心理傾向的比較持久的變化[8]，技術的合理使用之所以能夠促進學習的發生，也是因為其引發了學習者經驗的變化，從而引起了知識、行為和能力結構的變化。技術促進學習強調的是技術對主體開展學習活動的支撐與促進作用，作為學習主體的學習者，是如何在與技術的交互過程中學習的呢？學習者經由技術的助力，其能力、認知與思維會發生怎樣的變化？為解答這些問題，需要深入探討技術促進學習的發生機制。

按照司托克斯在《基礎科學與技術創新：巴斯德象限》一書中關于基礎研究和應用研究的劃分，技術促進學習的發生機制研究屬于基于實踐應用的基礎性研究[9]。這包含了兩個方面的內涵：一是真實的教育實踐場域和具體的情境構成了技術研究的邏輯起點；二是需要深入探討技術促進學習的內部機理，透過現象挖掘本質。由此可見，探究技術促進學習的發生機制，離不開對真實情境、場域、技術與人的關系的系統考察。

當代著名現象學家、技術哲學家唐·伊德從技術、人與場域的真實且復雜的聯動關系出發，追問和探討人與技術的關系。伊德指出，人在與技術的交互過程中，會產生四種互動關系：具身關系、詮釋關系、它異關系和背景關系[10]。具身關系指的是“我以一種特殊的方式將技術融入其經驗中，我借助這些技術來感知的，并且由此轉化了我的知覺的和身體的感覺”[10]，技術在這種關系中具有了最大程度的“透明性”，技術就好像融入人自身的知覺之中，成為身體的一部分。在詮釋關系中，技術與世界整合為一個整體，人通過認識技術展現出來的世界而了解世界。例如：通過觀看旅行紀錄片，一個人就能夠了解那些未曾到達之地的真實情況。在它異關系中，技術意味著是與人完全不同的客體，人在與技術的相遇中，需要有意識地去對待技術。在背景關系中，人類被無處不在的技術包圍著，好像生活在一個“技術繭”之中[11]。“技術繭”所催生的是人與技術的高度協同，技術在學習中無處不在，而身處其中的人對技術本身“熟視無睹”，“背景技術轉化了人的經驗的格式塔結構，因為背景技術是不在場的顯現，它們可能對經驗世界的方式產生更微妙的間接的影響”[10]。

唐·伊德就人與技術關系的分類和論述可以為研究和分析技術促進學習的發生機制提供重要的參考和借鑒。不同的技術類型在融入學習的過程中與學習者發生的互動關系不同，技術產生的影響和發揮的價值也不同。如圖1所示，可以將技術促進學習的發生機制劃分為三個層次，即技術應用、機能延展和人機共存。

圖1? ?技術促進學習的發生機制

一是技術應用，指的是技術主要作為外在引入的工具和手段來輔助并促進學習者的學習。這一類型的技術包括傳統的視音頻技術、計算機與網絡技術等。在這類技術與學習者產生的互動關系中，技術的使用是一種“有意識”的行為，需要學習者刻意地學習、摸索才能有效使用。學習者在邊學邊用的過程中不斷磨合并掌握使用技術工具的技巧與技能，而技術工具的使用則提升了學習者的視聽體驗與施效能力。

二是機能延展，指的是通過技術的使用和賦能，增強或擴展學習者的身體機能和能力，從而使其能夠完成原本無法完成的任務或提高完成任務的效率和效果。這種延展可以包括提高信息處理能力、增強記憶、提升感官體驗、優化溝通和協作能力等。這一類型的技術涉及可穿戴技術以及各種強交互的數字工具，如VR/AR工具、智能手環、交互式學習和教學平臺等。在這類技術與學習者產生的互動關系中，技術的使用是一種“無意識”的行為，這種“無意識”體現在技術因為充分融入并賦能學習者而處于一種“隱退”的狀態，技術不再是主體關注的對象，在學習者無意識狀況下，借助技術來感知，并由此轉化了身體的知覺。需要強調的是，這種“無意識”行為是需要學習者在特定的場景中連續使用技術來不斷重塑身體感知才能產生的。隨著“技術抽身離去”，高質量的學習活動得以發生[12]，在這個過程中技術工具的使用增強了學習者的身體感知與認知能力。

三是人機共存，指的是技術已經成為生活中無處不在的“背景”，它悄無聲息地滲透到日常活動中，塑造了一個全新的技術化場域。這一類型的技術主要涉及智能技術和數智網絡環境等。在這類技術與學習者產生的互動關系中，技術本身也是一個重要的主體，它不僅是人和內容的連通中介，而且營造了人和內容發生連接的整個生態環境。技術使用是一種“互適應”行為，即學習者與技術相互適應，呈現出一種協同關系，技術成為學習者共同學習的伙伴，在人機協同中共同創造并提升思維。在這個過程中，技術的使用延展了學習者的大腦認知與思維能力。

在探討了技術促進學習的發生機制后，可以更加清晰地意識到技術在促進學習過程中的重要意義和影響，而隨著數字技術、智能技術在教育中應用的不斷深化，必將對教育觀念產生重要影響。技術帶來的觀念改變涉及眾創共享的知識觀、智聯建構的學習觀、融通開放的課程觀與人機協同的教學觀[13]。然而，反觀當下的教育方式，很大程度上還保留著工業時代的特征，教育體系依舊受到標準化考試和統一教學大綱的束縛，教師在課堂上仍占主導地位，學生的數字技能、主動學習能力、創新能力等核心素養尚未得到充分培養。因此，在明確了技術在教育中應用的核心目標以及分析了技術促進學習的發生機制后，需要進一步思考如何通過技術服務于有效教學。

三、教學數字化轉型的內核是數字教學法

教育科學的目的是提出有實證依據的恰當的教學原則，指出哪種教學方法最有效。教育工作者的重要任務是通過使用各種有效的教學方法，促進學習者發生變化[14]。面向數字時代的教學，需要將核心關切聚焦于教學的全面數字化轉型過程中，關注技術如何融入并服務有效教學的發生。教學數字化轉型需要對教學的全要素，包括培養目標、教育內容、教學模式、評價方式、教師能力、學習環境等進行數字化的轉變與升級。技術在教學數字化轉型過程中扮演著關鍵角色，其應用推動了新的教育理念和實踐的生成，提供了智能化、數字化的學習環境，拓展了傳統教與學的邊界，為教與學方式帶來了新的可能性。正如學習數字化變革需要遵循學習的相關規律和發生機制一樣，教學數字化轉型能否有效落地的關鍵在于技術的融入是否遵循了教學的根本原則并對其關鍵要素產生了根本性的積極影響。

（一）教學的本質是教與學的雙邊活動

教學一詞最早出于《學記》所記載的“建國君民，教學為先”，此處“教學”的基本含義是傳授和學習，含有教者和學習者雙方活動的意思[15]。教師和學生作為教學活動中的兩大主體，其在教學中應該各自處于何種位置，一直是教育史上爭論比較激烈的問題，形成了“以教師為中心”和“以學生為中心”的兩種截然不同的教育理念。

“教師中心論”以赫爾巴特、凱洛夫等人為代表。這一教育理念的秉承者認為教師的作用猶如舵手，學生的心智成長主要依賴教師精心設計的教學和具體的指導，十分重視教師的權威，強調發揮教師對教學過程的絕對支配作用，“學生對教師必須保持一種被動狀態”[16]。“學生中心論”以夸美紐斯、盧梭、杜威等人為代表。夸美紐斯指出，“人通過自己教育自己，獲得了很大的進步”[17]；盧梭認為“兒童有其特有的看法、想法和感情的”[18]；杜威宣揚“以‘兒童中心取代‘教師中心和‘教材中心”[19]。這一理念的秉承者把學生的發展視為一種自然的過程，兒童的發展是一種主動過程，教師的作用只在于引導學生的學習興趣，滿足學生的個人需要，而不是直接干預學生的學習。

事實上，教學應視為師生互動的雙向過程，而非僅僅以教師或學生為中心的單向傳遞。在教學過程中，學生的活動——學，與教師的活動——教，構成了教學賴以進行的兩個并行且統一的活動體系[20]。人類個體成長的規律決定了兒童必須掌握前人積累起來的認識成果，而這種掌握則離不開已知者的指導和幫助以及學習者主動積極的學習。教育需要建立在兒童經驗的基礎上，但教師作為教育者，是“重要的個人體驗”的設計者，是集體活動領導者的角色[21]。因此，任何教學都不能將教師的教和學生的學割裂開來，在教學的語境中，教與學各自獨立又高度統一，在共同活動中承擔著相互支撐的義務：“學是教主導下的學，教是為學服務”[22]。因此，教學的本質必須且永遠是教與學相統一的雙邊活動。

（二）技術的角色是有效賦能教與學

教學是教師教和學生學的雙邊活動，它們是相互作用的。教和學之間相互作用的方式不同，產生了不同形式的教學活動。由于任何教學活動都包括教學目的、教學內容、教學方法、教學手段、教學組織形式等關鍵因素，這些因素的不同，以及彼此間不同的結構和聯系，都會造成教學的不同[15]。在現代教學系統中，教師、學生、教學媒體和教學內容構成了教學的基本要素，各要素之間相互組合形成一個有機的整體，從而使這個整體具有了穩定的結構形式，這就是教學結構[23]。教學結構處于較為宏觀的層面，用于反映一定教育教學理論下，教學的核心要素之間較穩定的作用關系，不依賴具體的教學內容與教學對象，因此，可以將其作為穩定教學形式的分析框架。在明確了教學的本質是“教與學的雙邊活動”這一基本的教育理念之后，本文所探討的數字化教學便可歸納為一種在“教師—學生”雙主體的教學結構下的教學形式。

在教學數字化轉型的過程中，技術扮演著為教與學實施有效賦能的關鍵角色。從教師教的層面來說，技術提供了更多的教學資源和工具，使教師能夠更加靈活地設計課程和教學活動，并且能夠通過對技術平臺反饋的學生學習數據來及時調整教學。從學生學的層面來說，技術的賦能使得學生能夠更加主動地參與學習過程。通過在線學習平臺和資源，學習者可以根據自己的興趣和能力進行自主學習，借助在線協同和社交工具，學習者與同伴、教師之間可以更加方便地進行交流，從而能夠更好地培養學生對學習的自我管理能力和問題解決能力。

隨著新興技術在教學中廣泛且充分的應用，經由技術對教與學的有效賦能，使得教學理念、學習環境、教師的教學方法以及學生的學習模式都發生了深刻的改變。首先是教學理念，數字時代的教學理念尤其需要突出培養學生積極主動學習、深度學習的能力，以及對未來社會的適應能力和基本素養，注重強調學生的創新精神、知識遷移能力以及與真實世界的互動和問題解決能力。其次是學習環境，數字時代的學習環境具備充分的智慧化，能夠通過記錄過程、識別情境、聯接社群、感知環境等促進學習者輕松、投入和有效的學習[24]，通過感知記錄學習者在知識獲取、課堂互動、小組協作等教學全過程中的真實表現，為精準評價學習效果提供重要依據。再次是學習方式，數字時代的學習強調關注學生的本能和能力的發展，關注高階的認知目標和深度學習的發生，強調學生的有效學習方式與自身認知發展規律、興趣和本能等的自由發展密不可分。最后是教學方式，強調教師充分應用技術設計靈活多樣的教學方法來提高學生的參與度、體驗感，強化知識與知識之間的關聯程度；更加注重活動設計，強調在小組的合作、探究和問題解決中促進學生的問題解決能力和高階思維的生成。

在教學數字化轉型過程中，由于技術對教學的有效賦能，使得教學的基本要素從根本上發生了轉變并形成了一種全新的、數字化的、“教師—學生”雙主體的穩定教學形式。這一新型教學結構形式涉及理念、教師、學生和環境四大維度，涵蓋了教學理念、教學內容、課堂組織、學習活動、學習策略、學習空間、教學媒體和數字工具七大要素。這一新型教學結構可以作為技術賦能教學的分析框架（如圖2所示）。基于這一分析框架，分析數字技術在教學中的使用是否使得有效教學要素的表現形式發生了根本變化，產生了與傳統教學法不一樣的教學法——數字教學法，以此來判斷教學是否真正發生了數字化轉型。

圖2? ?技術賦能教學的分析框架

（三）數字化教學的根源在于數字教學法

教學數字化轉型的核心目標是推動數字技術在一線教學中的落地應用，借助數字技術優化教學過程、提升教學效率、提高教學質量，培養高質量創新人才[25]。教學數字化轉型并非簡單地從傳統教學向使用數字技術的教學轉變，而是體現了從工具應用到滲透于教育理念、教學環境、教與學方式上的深層變革。由此可知，教學數字化轉型與否的根源在于是否形成了穩定的數字教學法。結合上文提出的技術賦能教學的分析框架，可以對傳統技術與工具應用語境中的教學法和教學數字化轉型視域下的數字教學法做一個對比分析（見表1），進一步提煉出數字時代理想的有效教學的基本樣態——數字教學法。

1. 以學生發展為中心的教學理念

教學理念是對教學價值的精練表述，是對教學和學習活動內在規律認識的集中體現。面向數字時代的教學理念關注如何借助技術更好地促進學生的發展。為此，教師需要對學生的認知發展規律有所認識，需要遵循學生的本能和能力，遵循兒童基本的認知發展規律去實施教學。正如杜威所說：“兒童自己的本能和能力為一切教育提供了素材，并指明了起點……教育必須從探索兒童的能量、興趣和習慣開始。”[26]隨著科技的發展和社會變化日益加快，學會快速掌握大量的知識和技能，發展多方面的能力并積極參與社會生活成了學習者必備的品質。因此，數字時代的教學需要更加重視學生學習的主動性，學生學得積極主動才能使教學發揮更有效的作用[20]。此外，需要著重培養學習者深度學習的能力，以及對未來社會的適應能力和基本素養，強調創新精神、知識遷移能力和與真實世界的互動和問題解決能力。

2. 教學內容和課堂組織

教師教學的關鍵要素涉及教學內容的選取和課堂的組織兩個方面，教師需要提供恰當的教學內容和課堂組織方式來促進學生的學習。教學內容指的是一定的知識、能力、思想與情感等方面內容組成的結構或體系[20]，在教學的數字化轉型過程中，教學內容有了新的表現形式，音視頻、VR游戲、虛擬實驗等多種形式的教學材料均可以作為教學內容的載體。此外，基于知識圖譜的新型教材，通過知識抓取以形成各學科知識融合、聯通的知識圖譜組織體系，提供對內容資源的重新整合和二次加工[27]，能夠為支持教師、學生的多場景、混合式教學，支持基于大數據的學習行為分析，實現精準化教學、個性化學習等提供重要支撐。

課堂組織是指教師以什么形式把學生組織起來，并通過什么形式與其發生聯系，需要考慮教學活動如何安排，教學時間如何分配等[15]。在傳統的教學中，最典型的課堂組織形式是班級授課制，即把學生按照年齡和知識水平編成固定的班級，在固定的時間教授固定的教學內容，這使得學生的主體地位和獨立性受到限制，不利于學生積極主動的學習和創造性思維的養成。在教學數字化轉型過程中，課堂組織形式更加多樣化，既包括在線下課堂教學中實施的小組合作、分組教學等，也包括線上線下融合教學、同步在線課堂教學、異步在線課堂教學等。此外，隨著人工智能、大數據等在教育中的深度融入，基于證據的教學逐漸成為趨勢，教師需要學會運用數據為課堂教學的組織實施提供證據基礎。

3. 學習活動和學習策略

學生學習的關鍵要素涉及學習活動和學習策略兩個方面。學習活動的設計需要充分考慮學生的興趣、動機和本能。學習者身心發展水平、已有的知識結構、個性特點、能力傾向和學習前的準備情況等與活動的契合程度，都會影響學習活動的有效性。杜威認為，判斷一個活動好壞的標準在于它是統一的活動還是分裂的活動[26]。當學生感到其學習活動只是一項被迫完成的任務時，一旦這一外部的壓力中止，學習就會終止；與壓力和強迫不同的另一個極端則是不斷地求助于興趣原理從外部刺激兒童而終致過度娛樂化，這將導致學生注意力缺失，在虛構的興趣中消磨了意志和專注力。這樣的活動均是“分裂的活動”，是對學習者天賦和學習力的浪費[26]。真正好的活動應該是所學習的事實或行動與正在成長的學習者自我之間保持一致，是生長所迫切需要的發展本能[26]。杜威將兒童的本能描述為交流、建構、探究和藝術表現四大類[26]，因此，有效的學習活動需要關注學習者交流、建構、探究和表達等本能的自由發展，教師需要綜合應用各類數字技術來支持這些學習活動的開展。

學習策略是學習者為了提高學習的效果和效率，有目的、有意識地制定有關學習過程的復雜方案，學習策略是有效學習所必需的[28]，有助于學生更加有效學習的策略包括：（1）認知學習方面的策略：為學生提供一個可以將所學概念置于其中的框架，借助概念圖、思維導圖等工具，幫助學習者更好地建立知識、概念之間的聯結。清晰完整的反饋能更好地促進學習效果，學生如果能夠清楚知道自己為什么對、為什么錯，將更有助于學習[8]，因而可利用即時反饋工具和評估工具，幫助學生及時了解學習成效并作出調整。（2）元認知方面的策略：引導學生通過自我監控來進行學習，包括目標的確立、學習方法和學習策略的選擇、認知活動的監督和控制、反饋調節、行為動機的管理等，能對學習有促進作用。（3）資源、時間管理方面的策略：利用時間管理工具制定合理的學習計劃，高效利用狀態最佳的時間，有效利用數字化工具和資源開展協作學習，在交流合作解決問題中達到共贏。（4）促進知識遷移方面的策略：創建問題探究情境，鼓勵學生把在某一門學科中學到的知識運用到其他學科中，引導學生在解決問題的過程中培養遷移能力[8]。

4. 數字化學習環境

數字化學習環境包括學習空間與教學媒體和數字工具。已有研究表明，學生的學習成績好壞在很大程度上取決于學習空間的功能[29]，學習空間的不同會對學生處理學科內容的方式產生不同影響。在傳統學習空間中，學生更傾向于使用傾聽、記憶的方式，學習是聆聽教師指令，重復定義、公式、記憶理論和定期演練主題的過程；而在具備智能化的、靈活組合的、技術增強的學習空間中，學生會更多地參與“聯系、建構、創造思維”和“小組討論”活動，更傾向于尋找不同部分之間的聯系和融合新想法的協作過程[30]。因此，數字時代的學習空間建設要能夠為學生提供沉浸式的學習體驗和個性化的學習需求，不僅需要靈活的調整和變化以支持合作、探究和問題解決等多樣化的學習方式，而且也需要為移動學習和泛在學習提供必要的支持。

為有效學習而設計的教學可以運用各種媒體來進行傳輸，媒體作為各種事物或其系統的組合，用來把交流或其他教學刺激傳輸給學習者[31]。在教學數字化轉型過程中，教學媒體和數字工具的使用為教學提供了更多的可能性，技術革命重新定義了教育體驗的本質，學生學習不再受時間和地點的限制。各類智能設備、可穿戴技術為學生的學習提供了豐富的感知與體驗的機會；可信的學習資源、網站和技術工具的使用充分支持了學生交流、建構、表達和創造本能的發展；教師、學生與人工智能之間的人機協同，重塑了師生的角色，為教學帶來了新的可能性。

四、全域教學變革的基本路徑：發展數字教學法

教學法是實施教學應遵循的基本原則、方法，是為了滿足特定環境下社會對人才的需要而逐漸形成的一套“教學實踐體系”[32]。數字化教學的根源在于數字教學法，隨著教學數字化轉型的持續深入，發展數字教學法成為促進全域教學變革的基本路徑，需要予以高度關注并開展持續研究。從數字時代的基本教育理念、學習環境、教學方式和學習方式的發展趨勢出發，本文提出了發展數字教學法的基本觀點：數字教學法應錨定有效教學與深度學習，以數字環境優化為基礎，以數字資源與新技術應用為手段，以學與教的有效實踐為目的。具體而言，包含四個維度（如圖3所示）：一是技術賦能的深度學習，引導學習者有效利用數字資源和工具提升學習效果；二是綠色魯棒的數字學習環境，以可信、智聯、融通為特征，增強學與教的體驗；三是循證導向的教學實踐，以可解釋性證據基線來踐行學習者為中心的理念；四是人機互信的協同教育，促進教學中人機合作互動的效能疊加釋放。

圖3? ?數字教學法概念模型

（一）技術賦能的深度學習

深度學習強調學生在學習過程中通過利用分析技能、交叉參照、想象重建和獨立思考來關注課程材料和經驗的潛在意義[33]。與深度學習相比，表層學習更多地強調對課程內容的簡單描述[34]。深度學習關注高階思維的發展，指向形成學生的核心素養，尤其關注提升學習能力和思維品質的學習發展及其遷移應用[35]。深度學習的生成要求教師在對知識本身獲得深度理解的基礎上，能夠合理地安排教學內容，設計教學活動，也強調學習者在學習過程中必須親身去實踐、體驗和探究，以此來完善認知結構，培養問題解決能力。隨著數字化學習環境的不斷優化升級，教師能夠應用數字技術設計更加真實、有吸引力的學習情境來激發學習者的學習動力和興趣，強調學生在真實情境中問題解決、協作探究、深度思考等能力的發展，為學習者實現深度學習提供了有利條件。教師在教學中要積極采用數字賦能的教與學模式支持學生的自主學習、小組探究與協作學習等，充分運用各類數字化工具和資源設計有利于學生交流、表達、建構和創造的學習活動。

為有效地實現技術賦能的深度學習，需要關注三個方面的內容：一是師生的人機協同教學。數字化環境下，教學實踐中的人機共存、人機協同成為可能，要求人類教師和機器在數字化學習環境下作為整體交互共同發揮效用，以實現共同目標，提高教學效果[36]。二是教師的數字教學。要求教師充分利用數字技術和數字資源做好教學準備，選擇適當的教學策略和方法，利用數字技術輔助課堂，增強課堂教學，并根據實時教學數據做好教學評估，及時調整教學計劃[37]。三是學生的數字學習。要求學生積極主動應用數字技術進行協作學習和自主學習，通過與他人進行溝通協作、經驗交流分享等完成知識的深度建構，并使用數字技術計劃、監控、反思和評估自己的學習進程，利用數字化賦能自主學習與個人發展。

（二）綠色魯棒的數字學習環境

隨著新一代智能數字技術在教育中的不斷滲透融合，在為教育帶來便捷的同時，也帶來了數據倫理風險、算法黑箱等一系列問題[38]。在實施數字化教學的過程中，安全可靠的數字學習環境對教師的教和學生的學都至關重要，需要構建綠色魯棒的數字學習環境，以增強教學和學習體驗。首先，數字學習環境強調安全且符合教育倫理與法規。在數字教學過程中，學生和教師都會使用各種在線平臺、應用程序和數字教育資源進行學習和教學活動，因此，必須建立穩定的網絡基礎設施，保證提供高速、穩定的互聯網連接，保障網絡設備與服務器的正常運行。其次，要采用安全措施和隱私保護機制。加強數據加密、用戶身份驗證、訪問控制和內容過濾等安全措施，保護學生和教師的個人信息和學習數據隱私安全。第三，要強化數字學習環境的穩定性、可靠性和可擴展性。數字教學需要依賴各種技術設備和網絡基礎設施，如電腦、平板電腦、互聯網連接等，為了確保教學的順利進行，應具備高度的穩定性和可靠性，能夠承受大量用戶同時訪問和使用。數字學習環境還應具備良好的擴展性，以適應不斷增長的用戶量和日益發展的技術需求。

（三）循證導向的教學實踐

循證是一種利用證據追求實踐科學化和專業化的價值觀，也是一種重視證據指導實踐的理念和運用證據解決實踐中問題的思維[39]。近年來，隨著能夠記錄學生學習過程數據的學習管理系統（LMS）、適應性學習平臺、學習分析技術和數據分析等數字技術、平臺、工具在教學中的應用不斷深化，使教師從基于經驗的、主觀的教學向基于以過程性學習數據為證據的教學轉變，從而實現了循證導向的教學實踐。主要表現為教師利用學習證據，精準識別并解決教學關鍵問題，創新性地應用資源以提升學生學習成效，實現教學的持續創新與改進。循證導向的教學實踐涉及以證據為基礎的學習分析和以證據為基礎的教學組織兩個方面。以證據為基礎的學習分析要求利用各種數據收集、測量、分析和可視化等工具，系統性地從教學過程產生的大量數據中提取有潛在價值的規律信息。在教學中應尋找“最佳”及最適合的證據，實時獲取和分析學生學習的各類多模態數據，洞察學生真實的學業表現；實時獲取和分析教師教學的各類課堂行為數據，了解教師自身的教學表現，以促進教師的教和學生的學。以證據為基礎的教學活動組織，要求教師根據學習分析的結果，設計與證據所支持的最佳實踐相一致的教學策略和學習活動，并根據教學活動組織實施，做好效果評估，幫助學生實現學習目標，提高學習成效；幫助教師不斷優化和提升自己的教學實踐，助力教學提質增效。

（四）人機互信的協同教學

隨著智能時代的來臨，教師將與人工智能協同工作，利用精準、適時、個性化的學習資源，充分發揮學生主體地位，幫助培養學生的數字智能、可持續發展能力、自我認同與自我整合能力，提升人機協同工作所必備的思維能力、倫理觀念和價值取向。在開展人機協同教學的過程中，教師角色將發生革命性的改變，教師從知識的傳授者變為學習情境的建構者、學習的組織者和引導者，更多地專注于更具創新性和啟發性的教學活動中，將教學中心更多地放在與學生進行情感交流和個性化的支持服務和學習促進上。人工智能則可以更多地承擔內容呈現、人機互動、學習指導等可替代的程序性工作[13]。在人機協同教學中，需要考慮學生的身心健康、認知發展規律、教師職業發展需要等，確保協同教學的可靠可控、透明可釋與包容公正，以此促進人工智能在教育領域中應用的高質量發展與高水平互動[40]。需要注意的是，在人機協同教學中會涉及師生大量隱私數據和敏感信息，在收集、使用和傳播過程中容易出現數據安全問題[36]，為確保合理合規性，必須遵守相關的隱私法律和規定，建立數據合規標準體系和工作流程，保護師生的數據隱私安全。在技術倫理問題方面，為保障人機協同教學的技術倫理，設計者在開發智能體的過程中要注重以人為本，多方面考慮不同的需求、觀點和目標，使用多樣化和代表性的訓練數據集，避免歧視和偏見，以確保智能體公平、有效地服務于教學系統。

五、結? ?語

在新一輪科技革命的浪潮中，數字技術的迅猛發展對人類社會的思維方式和運作模式產生了顛覆性的影響。基于數字技術重新設計有效教學，是當前教育數字化轉型的關鍵議題。技術在教育中的核心作用是促進學習者更有效的學習，因而理解技術如何促進學習的發生機制至關重要。這一機制包括技術應用、機能擴展和人機共存三個層次，展現了技術與學習者互動關系的逐步深化，即從“有意識”使用技術到“無意識”使用技術，再到與技術的“互適應”。當技術作為應用工具時，學習者需要刻意學習、逐步適應來提升使用效果；當技術作為學習者機能的延展而存在時，技術增強了學習者的感知和認知能力；而在人機共存的情況下，技術創造了新的學習環境，與學習者形成了協同關系，進一步擴展了大腦認知和思維能力。

技術對教學的有效賦能依賴教學的基本要素實現全面數字化轉變。教學的本質是教與學的雙邊活動，是包含了教師、學生、理念和環境的整體性結構。有效教學遵循上述結構，涵蓋教學理念、教學內容、課堂組織、學習活動、學習策略、學習空間以及教學媒體和數字工具七大要素。當有效教學過程中的各要素在數字技術的賦能下實現了轉變，則形成了有別于傳統信息化環境下的教學，即數字教學法，也意味著教學的數字化轉型過程得以完成。

教學數字化轉型是深入到教育理念、教學環境和教與學方式中的深層次轉型過程，其錨定的是有效教學與深度學習，以數字環境優化為基礎，以數字資源與新技術應用為手段，以學與教的有效實踐為目的，體現為技術賦能的深度學習、綠色魯棒的數字學習環境、循證導向的教學實踐和人機互信的協同教育。數字教學法是面向智能時代人才培養的方法論體系，能夠有效推動教學的數字化轉型，促進教育形態的革新，從而建設以人為本、高效且富有韌性的數字教育生態。

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Towards the Basic Theories of Teaching Transformation in the Digital Age：

Digital Pedagogy

HUANG Ronghuai，? HU Ying，? LIU Mengyu，? PAN Jingwen，? ADARKWAH Michael

（National Engineering Research Center of Cyberlearning and Intelligent Technology，

Beijing Normal University， Beijing 102200）

[Abstract] With the development of emerging technologies such as artificial intelligence， the application of digital technology in education is deepening. Whether the use of technology can effectively improve the learning effect and teaching quality remains a global hot topic， especially in terms of effective methods， applicable objects， and effective scenarios， where evidence is still insufficient. Therefore， there is an urgent need to study the laws of digital learning and teaching under the digital transformation of education. The key to the transformation of digital learning is how technology facilitates learning， and its mechanisms can be summarized into three levels： technology application， skill extension， and human-machine collaboration. The key to the digital transformation of teaching is that technology serves effective teaching. In order to achieve this goal， it is necessary to follow the basic laws of teaching and learning in the digital age： （1） the essence of teaching is a bilateral activity between teaching and learning; （2） the role of technology is to effectively empower teaching and learning; （3） the root of digital teaching lies in the digital pedagogy. Based on the exploration of the basic laws of teaching and learning in the digital era， the research further clarifies that the basic path for the comprehensive teaching reform is the development of digital pedagogy， which specifically contains four dimensions： （1） technology-enabled deep learning; （2） green and robust digital learning environments; （3） evidence-oriented teaching practices; （4） human-machine collaborative education with mutual trust.

[Keywords] Technology-empowered Learning; Digital Transformation of Teaching; Digital Pedagogy; Deep Learning; Human-Machine Collaborative Teaching