教科文摘|杨宗凯：教育信息化2.0视角下的STEM教育

杨宗凯

西安电子科技大学校长

教育部高等学校教学信息化与教学方法创新指导委员会主任委员

国家数字化学习工程技术研究中心和教育大数据应用技术国家工程实验室主任

本文系杨宗凯校长在中国教科院主办的第三届中国STEM教育发展大会上的主题发言，内容有删减：

信息化时代的变化

教育改变人生，技术改变教育。我们从农业社会的教育、工业社会的教育，已经进入到信息时代的教育。

教育形态的变化

工业时代最重要的两个特征：标准化、流水线，所以工业社会的教育是以老师为中心、以课堂为中心、以教材为中心、以导师为中心的教育，虽然我们实现了规模化，但也带来了同质化的教育。

到了信息社会，互联网的接入使人们进入信息时代的教育。这个时代我们更需要个性化的教育，从以知识的传授为主的教育转到以能力为先、德育为重、知识为基的教育时代，所以整个教育形态正在发生变化。

人才需求的变化

在信息时代，我们需要大批创新人才，不是生产线上同质化的知识拷贝性的，所以人才的需求发生很大的变化。

另外，信息时代是知识处于爆炸的时代。根据联合国最新统计，农业时代我们的知识是800年变一次，到工业时代大概是80年，到信息时代特别是知识的生产能力大幅度加快，3年就变一次，所以我们到底能给孩子什么？这个时候，我们对学生能力需要一个非常大的转化。例如4C（批判性思维、沟通能力、团队协作、创造与创新），特别是解决复杂问题的能力和创新能力，这是IT时代对每个学生所期待的。

思维方式的变化

工业时代我们考虑的是机械思维、工具思维、甚至演绎出逻辑思维，那么到IT时代我们应该给孩子更多的计算思维、编程思维、创新思维以及逻辑思维。

这些能力和思维的转变对教育提出了更高的要求。比如人工智能时代的编程思维，美国即将发布新的教师标准，把编程能力作为标准的重要内容，不管你教音乐还是艺术，都要具有编程能力，毕竟我们已经进入了信息时代。

社会进入信息时代，如何构造信息时代新的教育支撑体系，这是我们所面临的挑战。

什么是教育信息化？教育信息化需要以人的发展为本，通过信息技术与教育教学的深度融合来重构、重造、重组新的教育体系和流程，以转化教育的动力结构。从工业时代的教育体系过渡到IT时代的教育体系、支撑体系，来构建信息化时代的学习、提升教育的内在品质，构建新的学习生态，这是教育信息化的目的。信息化的实质，就是重组与再造。

信息化有其自身发展的规律。2012年发布了中国第一个国家教育信息化10年规划，10年规划分为两个阶段，起步和应用阶段及融合和创新阶段。到2017年底我们已经完成了第一个阶段，进而转段到教育信息化2.0阶段，即融合和创新阶段。

如果我们的教育教学离不开信息化、离不开信息技术即意味着进入了融合阶段。进入融合之后才能到再造创新阶段。现在我们已经全面进入到信息化2.0阶段，重塑教育与生态。

2018年教育部发布了中国《教育信息化2.0行动计划》，标志着我们从1.0开始转到2.0阶段。1.0阶段是建设和应用阶段，新瓶装老酒，用信息化的工具做工业化时代的教育。2.0阶段即要进入到新瓶装新酒的阶段，用信息化的手段做信息化时代的教育，对教育的支撑体系进行重组和再造。

教育信息化视角下的STEM教育

STEM教育顺应时代人才培养的需求，它的目标与信息化时代的教育目标一致，是同步向前、同频共振，即打造能力为先、德育为重、知识为基的教育。

教育信息化2.0要重建教育支撑体系，是教育系统的再造，也是信息技术与教育教学的深度融合。STEM教育，也是融合，是学科融合。教育信息化2.0与STEM教育是一样的，共同构建新的能力、以能力为先的教育，根本目标是大力培养创新人才，而不是工业化时代的拷贝性人才。所以STEM教育与教育信息化2.0是同频共振、同向而行的。

教育部印发的《教育信息化“十三五”规划》明确指出，有条件的地区要积极探索信息技术在“众创空间”、跨学科学习(STEAM教育)、创客教育等新的教育模式中的应用，着力提升学生的信息素养、创新意识和创新能力，养成数字化学习习惯，促进学生的全面发展，发挥信息化面向未来培养高素质人才的支撑引领作用。

由此看来，信息化2.0跟STEM教育不仅是同频共振，同向而行，而且是相互支撑的。信息化的体系再造就包括学科的融合和内容再造，系统再造包括内容的再造。另外STEM教育也是信息化2.0的重要组成部分，所以它们之间的关系是相互支撑的。 

STEM教育高度契合教育信息化2.0的目标。《教育信息化2.0行动计划》提出从1.0到2.0有三个重大的转变：第一从数字教育通用资源向大资源转变，第二注重信息技术应用能力向信息素养转变，第三从融合应用向创新发展转变。这三个转变与STEM教育的立场非常一致。

思维的转变，计算思维、编程思维、逻辑思维、创新思维都是信息素养的重要组成部分。素养是养成的，不是教出来的，不是开设一门信息技术课、开设一门人工智能课就能做的，信息素养可以通过STEM教育养成。

信息技术如何赋能STEM教育

未来十年人工智能将成为教育最具颠覆性的技术。我们要高度重视人工智能的发展，特别是ABCD的导入，不仅仅是教育与信息化，还为STEM教育注入了新的活力。A是人工智能，B是区块链，C是云技术，D是大数据，简称ABCD。另外还有5G技术的导入，这些为STEM教育的发展注入新的活力。

AI技术为STEM教育赋能，赋能老师、学生、课堂、学校。美国高度重视信息技术对未来教育的研究，美国国家科学基金会制定了下一轮最前沿的六大计划，美国工程院、中国工程院等联合发布了21世纪14个重大工程，其中一个就是构建新时代教育体系。

中国科学院也高度重视人工智能对未来教育的影响，我国已经开始出台一些计划，如仿真实验中心、高等学校人工智能创新行动计划、人工智能+教师队伍建设行动，还有中国现代化教育2035计划，都高度重视技术对教育的影响。

人工智能和大数据的新的教育生态正在形成，教与学的方式发生了革命性转变，必须要通过信息技术创造新的教与学环境，促进包括STEM教育在内的整个教育体系的全面创新。

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