新装备实验：区域信息技术实验室标准的生成机制

编者按：2018年第一期的新年展望当中提到“信息技术课的教学场所将从机房转变为信息技术实验室”，很多一线教师听闻这个消息之后，觉得信息技术实验室的想法和整体布局正符合当前信息技术教育发展趋势，能够帮助解决信息技术学科专业化以及在创客教育、STEAM教育深入发展的过程中所亟待解决的一些关键问题，但是信息技术实验室如何建设？需要哪些实施主体的参与？其标准在制订过程中，又能够给信息技术学科发展带来哪些契机和挑战？本期信息技术实验专栏，特别刊登一篇专题论文，期望能够针对大家关心的问题做一些前瞻性的探讨。

在“文革”结束以后的中国教育的迅速发展过程中，教育装备行业的行事风格和内部结构也在不断地变化，从最初的黑板、粉笔到现在的智慧教室、课程服务，通过装备现代化促进教育现代化的呼声一直都没有断过。学科装备一直是教育装备行业的一个重要组成部分，如物理实验室的电流表、电压表，小学科学教学使用的科学耗材包等，它们各自代表着需要重复使用的学科教学仪器和学科耗材两种形态。伴随着学科教学的发展，特别是现代信息技术教育的参与，出现了数字化物理实验室、数学实验室等新兴的实验室形态，但是这些形态从量的普及上仍无法和传统实验室相比，而且因为普及度不高，也很难和普及层面上的教学和评价有效地融合起来。在“创新、协调、绿色、开放、共享”的新发展理念的指引下，这一轮从创客、STEM教育、综合实践活动、信息技术课程标准、中高考改革等多个角度同时发力的“信息技术实验室”的建设，能否在区域标准和推进上促进，在开放共享的基础上协调创新，构建绿色持久的新装备的实验和普及机制的生成机制，应成为配合新一轮高中信息技术课程标准及其教材编写、教师培训等工作开展的一个总体布局的重要组成部分。

信息技术实验室是根据信息技术课程标准、教学和评价的总体需要，结合信息技术学科发展的预期而建设的专用教室。可以预期，其中除了计算机、网络、多媒体等设备外，还应包括符合从小学到高中各个学段教学需求的开源硬件教学具、数字化采集和实体化设备、演示仪器、情境教具和自制教具等，其核心作用是促进学生信息技术学习和应用水平的提高，促进学科专业化发展。

开源硬件教学具：各种可编程硬件，如机器人、传感器板等一直都被认为能够有效地改善信息技术教学的效果，但是一直以来处于比较散乱的厂家主导的状态，缺乏一个总体的平台。开源硬件的出现解决了这个问题，一个超越商业知识产权的开放设计方案，使各个参与主体可以共享设计标准，优化方案。针对大班教学需求的各种教具和针对小组学习和创意作品的各种学具，可以通过通用或者类似的软件平台统一起来，这样就保证了教学的连续性。且软件也是开源的，不依赖于某一个具体的装备企业，甚至教师自己可以根据开源方案自制教学具，这就保证了装备配备的持久性和安全性。

数字化采集和实体化设备：数字化和实体化的各种设备，构成了一种虚实关系，它一直是信息技术的核心内容。就像键盘、鼠标和打印机，麦克风和扬声器一样，只有在教学中始终强调和演示这种虚实关系，才能让学生建立一种正确的信息技术应用观念，不至于沉迷于虚拟世界不能自拔。3D建模软件、扫描硬件和3D打印机也构成了这样一种从数字化采集、编辑和设计到实体化的关系，而且伴随着技术的普及和开源，在成本不断下降的同时，技术的使用也越来越方便。

演示仪器：信息技术涉及到一些核心的概念，如信息的编码和解码、信息通信的一般过程、信息的保密和破解技术等，这些概念比较抽象，用语言解释显得干涩，存在着小学讲，初中讲，高中还讲，但始终都讲不透的问题。通过演示仪器，特别是源程序可以追溯的演示教具，学生不但可以明确了解这些复杂概念或过程的细节原理，而且还可以通过分析源程序进一步探究演示仪器的改进方向。

情境教具：环境育人是一种潜移默化的育人形式，我们在与国外同行的交流中常常可以看到教师会和学生一起布置专业教室，教室里不但有挂图、学生作品，还体现着教师的育人观念。情境教具可以是师生共同制作也可以是外部引进，如墙壁上的触摸钢琴、窗边的自动浇花装置等，情境教具体现了信息技术实验室建设的灵活性和教师的主观能动性。

自制教具：严格来讲之前所涉及到的开源硬件教学具、数字化采集和实体化设备、演示教具和情境教具都可以由师生自制来完成，因为它们很多都是基于开源硬件或者开源方案来完成的，并且很多制作过程也有非常详尽的说明。自制教具本身可以作为信息技术课的一个教学内容，也可以作为已有信息技术装配方案的有效補充。

以上五类设备构成了信息技术实验室的一般硬件结构，考虑到线上线下的教学需求，一些网络学习平台和评价录播工具也可以根据教学需要配置。但是信息技术实验室是根据国家课程配备，不像创客空间往往从校本课程的角度配备，需要考虑到区域推进的成本、教师的基本素质、已有教学内容的衔接等多方面的具体因素。特别是伴随教材的全市、全省范围内的使用，信息技术实验室往往需要一个区域标准，而在标准的研制过程中一开始就需要考虑到各种参与主体的需求和角色，平衡和协调各方权利，才能够将信息技术实验室建设作为教育装备行业促进新旧动能装备，推动新装备实验的一个抓手。

由于短期内难以出现信息技术实验室的国家标准，在区域内实验信息技术实验室的地方标准或指导建议，仍然是构建国家标准的一种必要的阶段，而且即使有了国家性的标准，针对区域发展不均衡的现状和区域特色发展的需求，仍然需要针对地区的特殊需求对国家标准制订地方化的配套标准。标准的制订过程需要平衡行政权力、学术权力、资本权力和实践权力的关系，同时，在制订的过程中应首先充分征求区域教研部门的意见，在教育主管部门和财政部门的统筹协调下，在教学具设计和采购的环节中充分发挥中国作为制造业大国的优势，优化装备配备格局，提升装备对服务一线教师教学的促进作用。与此同时，也需要建立双向建设的补充机制，充分挖掘一线教师自制教具的创造性，设计课程的主动性，建立信息技术实验室标准的动态修订机制，保证区域标准制订中原则性和灵活性的统一。

新装备是通过装备配备机制的动态协调发展，鼓励和推广教育创新实践的一种机制改革的尝试，也是新时代落实“以装备现代化促进教育现代化”的一种具体实践形式。新装备实验的核心是装备标准和配备方案的动态调整，实验成功的关键是多种实施主体的主动参与，实施的重点是通过新旧动能转换做大做强教育装备行业，提升这一领域的国际竞争力和影响力。信息技术实验室是一个新兴的教育装备热点领域，因此以制订区域层面上的信息技术实验室的标准为先导，有效促进装备配备和管理思路的转变，建立一种新的沟通机制，在当前的形势下显得尤为重要。

目前，针对高中新的信息技术课程标准的各个版本的教材正处在紧锣密鼓地编写过程中，有些在2018年暑期后投入使用，有些在2019年暑期后投入使用，从现在了解到的情况来看，对信息技术实验室装备的配备需求在各个版本的教材中均有体现。但是仍然需要从整体的角度考量未来在教材推广和使用过程中对应的区域信息技术实验室配备的实际需求，虽然工作量很大，但仍然需要通盘考虑。因此，在这样的一个时间节点考虑信息技术实验室区域标准的生成机制，具有特殊的实际意义。

参考文献：

[1]吴俊杰.密码的编制与破译：破译时间的研究[J].中国信息技术教育，2014（19）：78-79.

[2]吴俊杰，卢斌.Scratch硬件传感器类型综述[J].中国信息技术教育，2013（12）：81-82.

[3]吴俊杰.STEM教育视野下信息技术课程的变革[J].中国信息技术教育，2013（9）：11-14.

[4]吴俊杰.信息技术实验的核心概念：编码、通信、效率和信息量[J].中国信息技术教育，2013（4）：89-91.

[5]吴俊杰.信息技术实验的定義和两个核心概念[J].中国信息技术教育，2013（3）：90-91.

[6]刘炳昇.继承传统——开发自制教具的创新教育功能（上）[J].教学仪器与实验，2013，29（1）：3-7.

[7]吴俊杰，梁森山.Ledong Scratch互动教学平台的应用与研究（七）——基于自制光敏扫描仪谈STEM教育[J].教学仪器与实验，2011，27（7）：8-12.

[8]吴俊杰.信息技术需要实验室而不是机房[J].发明与创新（教育信息化），2014（8）：60-62.