数据技术支持下的教学创新与变革——《2020基础教育创新驱动力报告》解读与启示

张春华 白晓晶 吴莎莎 季瑞芳

（1.北京开放大学 首都终身教育研究基地，北京 100081；2.北京开放大学 事业发展部，北京 100081）

2020年，新冠肺炎疫情暴发造成了有史以来最大规模的教育系统中断，影响了190多个国家近16亿学习者，学校及其他学习场所的关闭影响了世界94%的学生，在低收入和中低收入国家更是影响了高达99%的学生（UNESCO, 2020）。教育工作者在疫情期间面临的最大挑战，就是如何最大限度地减少疫情对教育的影响，积极采取各种方式保障教育有质量地持续进行。5G时代的到来，必定会迎来全新的教学模式，加速传统线下教育与在线教育的融合，促使混合教学成为未来教育的“新常态”（兰国帅 等，2020）。恰当地运用技术，是应对新冠肺炎疫情在全球流行对教育所提出的挑战的首选方案，不仅有助于教师增强教学技能，有效管理课堂，提高同伴合作能力，也有助于丰富学生的学习体验，培养学生在未来数字世界的创造力、批判思考力及问题解决力。

美国学校网络联合会（Consortium for School Networking, CoSN）自2019年开始按照基础教育创新驱动的挑战、趋势和技术驱动三个方面发布年度《基础教育创新驱动力报告》，旨在探索技术丰富学生学习体验的具体案例和智慧环境下学习创新的实践经验，从而促进学生在数字世界中健康成长。下文以2020年度《基础教育创新驱动力报告》（以下简称“报告”）为例，围绕数据技术支持下的教学创新与变革，解读未来教育信息化发展的方向。

一、《2020基础教育创新驱动力报告》：挑战、趋势、技术驱动

《2020基础教育创新驱动力报告》致力于推动基础教育开展富有意义的创新，确保学生成为技术应用的最终受益者。报告提出影响学校教学创新排名前五的挑战为：创新和发展的可持续性、数据隐私、教与学的变革、教学法与技术的差距、数字公平；促进学校教与学的改革，尤其可以帮助学生提高成绩的五项最主要趋势分别是：学习者作为创造者、数据驱动实践、个性化学习、社会情感学习、培养未来领导力；帮助学校和地区减轻疫情对教育负面影响排名前五的技术分别为：数字协作平台、保护隐私与安全的在线工具、分析和自适应技术、云基础设施、移动设备（见表1）。根据克服挑战的难易程度，报告对五项主要挑战划分了等级（按照所得的分数来划分，从1到5，1是最容易克服的，5则是难度最大的）。按照技术对基础教育的影响程度，报告也对五项主要趋势划分了等级（按照所得的分数从1到5，1是影响最小的，5则是影响最大的）。按照全球各学校采用技术的即时性排序，得出排名前5位的技术驱动（从1到5按时间由近及远，1是最直接采用的技术，5是采用时间最远的技术）（CoSN, 2020）。

表1 2020基础教育创新驱动的挑战、趋势及技术驱动

与《2019基础教育创新驱动力报告》相比，挑战方面提出了数字公平和教与学的变革，趋势方面提出了社会情感学习，技术驱动提出了数字协作平台、保护隐私和安全的在线工具、分析和自适应技术。从五大挑战、趋势和技术驱动可以看出，数据既是未来基础创新的挑战，也是基础教育创新的趋势，更是驱动教学实践的关键技术，而社会情感学习与技术使用遥相呼应，技术支持下的教学，更应该关注每一个学习者的情绪、情感、体验和信念。本文围绕《2020基础教育创新驱动力报告》中提到的新内容，探索后疫情时代技术应用为教学创新提供的动力支持及教与学的改革，以期为我国基础教育信息化发展提供国际比较的视角及可供借鉴的案例。

二、数据成为基础教育创新的核心和热点

数据关涉到教学改革、教育研究、教育决策、教育治理、数据安全、数字公平等。基于数据研究教学现象和学习行为，可以实现因材施教和个性化教学（王鑫，2019）；数据在认识论和研究方法上促进了教育研究范式的转变（朱波，王坦，2019）；学校的海量教育数据通过有效的处理和分析，可以促进科学决策的形成（李艳，刘淑君，2020）；数据治理水平反映了高校治理现代化的程度（刘晓东，丁国勇，2020）。数据可以使决策和行动言之有据，但这种努力也伴随着数据隐私泄露带来的风险和挑战。在学校发展、创新和尝试新技术过程中，遵守数据隐私相关法律是至关重要的。

（一）保护数据隐私成为学校构建数字生态系统的重要挑战

学生数据的使用可以为教学、学习和学生支持提供有力的参考。随着各种数字平台及分析工具对学生数据的收集越来越多，在学生数据收集和管理过程中也存在诸多泄露数据隐私的潜在风险。

1. 数据隐私成为挑战的主要因素

1）教育工作者和学生对数据保护重视不够

教育工作者和学生对数据隐私问题的理解和认识往往十分有限，缺乏数据保护的安全意识和工具，也没有足够的经验避免数据隐私泄露的陷阱。此外，全球范围内绝大多数儿童上网的年龄都趋向低龄，这意味着，在他们能够理解上网可能会造成风险之前，就已经产生了大量关于他们的公开信息（Allaert,Cardinal-Bradette, & Sert, 2019） 。这也对数据隐私保护造成了极大的挑战。

2）数据隐私相关的法律要求解读困难

各类教育机构急于向学生提供资源，而对于泄露数据隐私的后果却认识不足。关于数据隐私的法律尚不完善，对法律的理解也因人而异，而法律又常常需要由不具备法律背景的教育工作者来解释。不同国家和地区对教育法律条文有不同的规定，即使同一国家，各地区的具体规定又有较大差异，教育工作者面对复杂的、多层次的法律条文存在解读困难的问题。在美国，学校必须考虑联邦和州的法律，因此面临解释和应用法律条款的双重压力（Andrade, 2019）。

3）保护学生数据隐私的政策和流程还不完善

现有的学生数据隐私政策和流程与数据技术应用的深入发展尚不匹配，学校在考虑数据政策实施的过程中，面临着资金投入和专业知识不足的压力，技术供应商为学校提供技术过程中，也缺乏对教育和数据隐私相关法律的深入理解。

2. 战胜数据隐私挑战的路径选择

1）全面提高相关人员对数据使用和保护的认识与能力

既要认识到数据应用对教育的突出价值，不应因噎废食，也要重点推出符合数据隐私价值取向的教育创新和技术使用。首先，加强对教育技术负责人及相关教师和管理人员的培训，了解使用未经审核的应用程序和软件的道德及法律后果；其次，提高家长的合作意识，与学校一道关注数据隐私的相关法律法规，监督未成年人网络使用的内容和权限；此外，学生也是数据隐私保护的重要参与者和实践者，培养学生在技术使用、网络安全、数字公民和保护隐私方面的能力。

2）完善数据使用和保护的政策及规范

对于学校系统来说，应紧跟技术发展并遵守相关法律；对于学区来说，数据隐私是需要多部门共同协调并优先关注的问题。明确数据收集和使用的目的是用于支持教学和服务学生；研究数据技术的教育价值，制定数据保护的流程，开发数据集成系统；重点考虑与第三方共享数据时的安全路径及不良后果；形成常态化的数据维护安全责任规范。

（二）数据驱动实践成为学校制定决策和创新教学的趋势

1. 数据驱动实践对教育的影响

2019年美国开展的面向家长和教师的数据质量调查显示，90%以上的家长表示支持教师使用数据，以确保学生得到他们所需的支持和服务，86%的教师认同使用数据是有效工作的重要组成部分（Date Quality Campaign, 2019）。教育工作者通过数据分析可以显著改善教学组织和管理过程，有效指导学生个性化学习，实现教学创新。学校应用数据追踪检测学生的学习过程并对学生做出准确的判断，促进学生根据自身学习数据及时调整学习策略和进度（Aglio, 2019）。此外， 数据驱动实践对于学校数字化管理也具有重要意义，有助于降低决策的风险，实现资源优质配置，提升安全系数（Foresman, 2019）。

2. 推动数据驱动实践的路径选择

数据驱动实践的过程经历了从无到有、从粗到细、从数据本身到实现创新的过程。实现数据真正有效驱动实践，可以考虑如下内容。

1）提高对数据的理解力和应用能力

教师对数据和教学关系的认识及应用取决于教师对数据技能的掌握程度，对数据分析技术越熟练，在教学过程中越有意愿通过数据来改善教学。经合组织也提出，教师应该掌握利用数据开展教学的能力（Koester, 2019）。学校和学区也应积极推动数据驱动教学的实践，通过技术投资和培训为教师提供使用数据的物力和智力支持。

2）有效、合理、安全地运行数据

数据隐私保护的相关法规有可能影响教师应用数据分析的主动性和积极性。为了鼓励教师积极应用数据技术，企业合作伙伴和供应商作为数据驱动实践的重要合作方，应该与教育工作者和学校系统合作，开发并安装有关教学、学习和运营信息的安全保护工具，列出数据使用的优先级及实施方案。

3）确保数据相关性和可用性的能力

数据只有经过分析才能产生价值，数据本身只是对复杂现象的简单呈现，如果分析不当，也会出现描述简单化、不完整、不相关等问题。因此，获取的数据应该全面且具有关联性和可读性，能反映学习的复杂状态和真实情况。此外，数据驱动的实践也应考虑到公平问题，一方面数据可用于维护公平，让每个学生获得个性化的关注和支持，但使用不当，也有可能加剧现有的偏见和不平等。

三、技术变革与学生需求双向驱动教与学

技术为课堂教学带来了新的机遇，改变了现有的教学模式、教学管理、教学评价、教学效率，提升了教学质量，促使教师角色多样化，有利于学生学习的个性化（周美云，2020）。学校在资源配置和支持体系方面也应与教育技术应用和教学方式转变相适应，积极做出调整和变革。

（一）技术影响下的教与学变革成为影响教育创新的重要挑战

1. 教与学变革成为挑战的主要因素

教与学变革受到技术、教学法、专业培训和发展等方面的影响。

1）技术的发展及采用冲击传统的教与学

技术影响下的教学和学习正在发生变化，如果技术和教学能够深度融合，那技术促进教学就成为可能（Chauhan, 2017）。在过去的五年中，教师对信息和通信技术的获取、理解与使用有所提高。然而，政府仍然注重为学校提供互联网接入、数字内容和设备，而很少关注通过技术帮助教师加强及改进教学（Burns et al., 2019）。技术作为硬件投入已成为趋势，而教师面对不断更新的技术发展、学习者需求的变化及社会未来变革，只有不断调整教学内容和方法才能应对未来挑战。

2）机构领导对教师培训和支持力度不够

教育部门领导对技术应用的重视影响着教学与技术融合的程度。领导者愿意走出舒适区，打破墨守陈规的思想，设定发展目标和行动路线，以实际行动支持创新，才能够在真正意义上促进教与学的发展。如果教育机构只关注学生的学习成绩，将教师业绩与学生的成绩挂钩，那就不易促进教学实践的创新。教师专业能力也会影响教师改革和创新的步伐，甚至会妨碍应用新技术促进教学创新的努力。

2. 战胜教与学变革挑战的路径选择

1）重新定位学习，重视非学业学习成果

传统意义上的学习往往查考学生对知识的记忆程度，而创新性学习往往以项目为目标，考察学生应用知识解决问题的能力。教与学的变革对传统学习的挑战，不仅要重新定位学习，还要重新评估学习者的需求和能力，重新建立课堂规范，设计课程内容，变革教学方式。实践层面的创新必须被视为应对不断变化的课堂挑战的正常反应。变革不是外在的，而是建立在教师创造性、直觉性和个人能力发展基础之上的，并体现在教学问题的解决过程之中（OECD, 2018）。美国加利福尼亚州弗雷斯诺联合学区（Fresno Unified School District）正致力于通过个性化的学习计划来开展学习并发展教学，该项目基于培养合作学习文化的教学模式，在这种文化中，学生和教师分别掌握各自学习的主动权，并很好地利用了专业发展、数据分析和供应商合作伙伴关系（Digital Promise, 2018）。

2）重新定义教师角色

传统教师被认为是传道授业解惑者，创新性教学认为教师和学生都是知识的共同建构者。教师愿意看到学生的特长并向学生学习是师生共同主导学习的关键一步。美国弗吉尼亚州的温彻斯特公立学校（Winchester Public Schools）已经将教师的角色定位为学生个性化学习的教练和引导者，教师角色的转变为教师重新规划专业发展和成效评价提出了新的要求（Van Heukelum, 2020）。

图1 社会情感学习的能力标准

（二）社会情感学习成为构建学生品格和适应未来发展的重要趋势

技术融入教学变革更倾向于学生的能力培养，这容易忽略对学生情绪情感的感知和关怀，师生之间和生生之间的交互也有可能在线完成，甚至被机器取代，这对学生的人际沟通和交流能力也是一种潜在的风险。因此，社会情感学习（SEL）成为技术融入教学的有力补充，社会情感学习强调同理心、勇气、毅力、适应性等人格能力的培养，这有助于学生价值观和世界观的塑造，为学生未来适应社会发展、具备问题解决能力、公民责任意识及开展合作学习奠定了重要的情感体验。

社会情感学习重在培养自我认知、自我管理、社会意识、交往能力及负责任的决策五个维度的能力（见上页图1）（CASEL, 2020）。推动社会情感学习包括认同价值理念、构建个性化课程、专业学习和非专业学习的整合等。

1. 构建社会情感学习的认同感是首要条件

社会情感学习的重要性往往在学生碰到问题后才会突显出来，学校、教师、家长总是更在意学生的学习成绩，经常忽视对学生心理健康的关怀。教育系统只有重视并肯定社会情感学习在教育过程中及学生未来身心健康方面的价值，树立社会情感学习的认同感才能在教学过程中设定教育活动的重点和目标。

2. 社会情感学习重在个性化指导

有效的社会情感学习应该能够灵活响应不同学生个性化需求。考虑到学生的不同年龄阶段和家庭背景及性格特点，应该采用不同的干预策略，不拘泥于整齐划一的课程，与学生的需求相呼应，才能达到最佳效果（Bailey, Stickle, Brion-Meisels, & Jones, 2019）。

3. 专业学习和非专业学习的整合

社会情感体验往往渗透在学生学习生活的各个方面，如何与“专业学习”挂钩来开展社会情感学习对学校和教师来说都是一项挑战。传统的社会情感学习课程单一且任务繁重，又很难起到明显的效果，如果将技术融入课程之中，通过技术增强的学习体验为学生带来多层交互，促进专业学习与非专业学习的有机整合，将会为社会情感学习带来巨大的吸引力。

4. 推动社会情感学习实践

在考虑如何衡量和支持社会情感学习时，决策者应该通过明确的沟通来建立信任，确保学生能够获得他们所需要的信息，并明确社会情感和学业学习之间的联系（Date Quality Campaign, 2018）。学校在开展社会情感学习时，应重点依托体验性的项目实践或应用程序，潜移默化地融入不同学科中，还应共享社会情感学习的优质资源和案例，持续投资社会情感学习的专业发展。

5. 整合社会情感学习框架

采用社会情感学习的众多途径之一是社会情感学习学术协作组织（Collaborative for Academic, Social,and Emotional Learning, CASEL）提出的框架指南，该指南以CASEL的学校行动理论为中心，主要活动包括：①建立全校社会情感学习的共同愿景；②评估全校社会情感学习的资源和需求；③提供持续的专业学习；④采用循环论证的社会情感学习方案；⑤将社会情感学习纳入学校的核心功能；⑥使用数据和调查改进社会情感学习实践和学生成绩（Meyers,Domitrovich, Dissi, Trejo, & Greenberg, 2019）。虽然这六项关键活动通常包含在跨学科的执行框架中，但为课程实施提供了系统的方法指南，并有助于改善学校的跨学科文化和氛围。

四、对我国基础教育信息化改革的启示

《2020基础教育创新驱动力报告》融汇了国际知名的教育技术专家和一线教育者的最新观点与实践，每一项成功案例的实施都离不开教育管理部门的支持、技术开发和实施者的协作、家长的认可及教育一线工作者的有效实践。无论是数据驱动的教学实践，还是社会情感学习的变革，都不是学校一方可以应对的趋势，也不是学校自身能应对的挑战。教育管理部门、教育工作者、家长和社区是否能秉持共识，对于基础教育创新和变革都具有至关重要的意义。教育机构构建和谐安全的数字化校园环境，整合社会情感学习与学业学习，提升学生的同理心和责任意识；技术供应商与学校、教师和学生开展积极的对话，以促进学生的“学习”为目标探索技术的开发和应用；家长积极关注学校的相关政策和教学方法，了解技术在教育实践中的积极作用，关注数据隐私和数据安全；教与学的变革有可能将教育从分工式的教学过程转向教师和学生共同创造学习过程的互济伙伴关系。技术融合下的教学创新和改革离不开所有利益相关者的关注和支持，建立多方参与的发展共识，形成信息化教学的创新团队，真正促进技术与教育教学的融合发展，才能真正服务于学生，促进学生的个性化和全面发展。

1. 加强数据隐私保护力度，促进数据的合理使用

在教育中产生的数据往往涵盖了诸如学习者身份信息（含家庭信息等）、性格特点、行为偏好、思维习惯、学习画像、学习表现等，也包括教师的身份信息以及教学过程中的个人信息。教育数据为教育治理和教学变革带来了机遇，同时也对数据隐私保护提出了挑战。与我国互联网的普及和智能设备在教育中的应用相比，学生数据隐私保护法律法规尚不健全，“知情同意”的“告知与许可”形同虚设，学生隐私安全边界模糊，技术应用时常僭越隐私规范（侯浩翔，2019）。南京某高校在建设无卡校园时，未经师生知晓，就可以获得消费数据、成绩数据、社群数据等，但对保护师生隐私权和数据安全却未在方案中有所体现（尚嵘嵘，林山，2019）。

完善数据使用的法律法规是当务之急。2019年12月20日，全国人大常委会提出中国将制定个人信息保护法和数据安全法。政府加强数据安全的立法，提升专业审查力度，对乱用、滥用、售卖数据隐私的行为进行追责，与学校一道合力促进数据隐私保护的时效性。学校在收集、分析和使用数据时，要建立严格的操作流程和规范；鼓励教师参与以数据为支撑的教学活动，围绕学习或测量的内容收集相关数据，不仅要保持数据的真实性，同时保证其实际可用。管理部门构建以数据为基础的学校治理方案时，应严格遵守数据的使用要求和范围。

在保护数据隐私的相关法律尚不健全之际，数据伦理的建立和健全更显重要，谢娟（2020）提出应该在数据收集阶段进行伦理考量，把教育价值和技术规范嵌入其中，在数据分析阶段进行伦理调适，在教育决策阶段进行伦理评估。数据伦理规范有助于人们对数据的使用形成正确的价值观，并内化为自身行为的准绳和信念，在使用数据的过程中，心怀对他人隐私的尊重，即便在技术上没有限制或者法律没有明确约束下也能始终坚守内心的道德修养。

2. 关注教师数据素养的提升，促进数据支持下的精准教学

在普遍应用和强化技术的时代，教师甚至存在被技术奴役的风险，不自觉地丧失独立思考的能力，教师面临技术环境变化和教学变革带来的艰难抉择，对如何做出变革和怎样做出变革存在盲从或不知所措的现象。随着智能教学系统在各级各类学校的广泛应用，我国一线教师已日渐熟悉教学场景中出现的不同来源及不同类型的教育数据。然而，如何有效挖掘和利用教学场景中出现的教育数据对大多数中国教师而言还是巨大的挑战（张治，2020）。利用数据诊断学生的学习需求和存在的问题，了解学生的学习进度和学习目标，及时根据数据调整教学方式和课程计划，有效地指导教学实践，这些都依赖教师数据素养水平和使用数据进行教学决策的能力。

首先，学校系统必须为教育工作者提供专业发展支持，建立数据驱动教学创新的信心和愿景，为教师制定与学科专业发展相结合的数据素养提升方案；积极创建新技术试验区，进行基于数据驱动精准教学的实验班，形成技术应用于课堂的创新分享机制，在更大的范围内保持并扩大创新；与技术提供商合作，形成技术专家与一线教师充分沟通交流的合作机制，技术专家走进一线教师课堂，帮助教师提高数据采集和分析的知识与技能，提升数据使用的针对性和相关性，确保教师能够依据数据进行精准教学。其次，作为教师，应该了解数据素养层级标准，结合自身学科需要，选择和应用可融入教学的数据技术，并能够依据数据分析对学生的智力类型、能力水平、学习特征、内容掌握情况进行分类，关注每位学生的优势和特长开展分层教学；摒弃对技术的排斥，积极了解技术的成本、可持续性、可扩展性等问题，愿意走出课堂，积极参与技术公司的合作对话，共同研发支持有效教学的新技术产品。最后，专业发展与技术使用的效果息息相关，面向教师真实工作场景的技术支持和问题反馈才是引导教师积极应用技术，促进数据驱动精准教学的关键，基于实践的学习有助于学习与技术应用无缝衔接，促进教师的能力转移。

3. 教学变革围绕“学生学习为中心”，合理利用技术

技术融入教育有三个层级：第一，技术作为教学的内容；第二，技术作为教育工具；第三，技术和教育相互结合，将技术嵌入学习系统，促进学习方式的创新发展（祝智庭，彭红超，雷云鹤，2017）。我国“信息技术与教育融合发展”的理念业已形成，但信息技术在教育层面的应用还停留在工具层面的简单应用，也就是第二层级，技术支持下的教学模式变革以及技术与教学深度融合的发展应用尚需深度发掘（杨宗凯，吴砥，郑旭东，2018）。

技术是一把双刃剑，既可帮助教师教学，提高学生成绩，促进学生社会参与，也有可能导致学生沉迷，教师对技术无所适从，从而丧失信心。探索技术与教学的深度融合，衡量标准应以是否促进了学生的学习为标准，教育工作者的创新努力必须平衡学习目标、可用技术、学生既有知识和学习需求以及教学和学习发展的背景，而不是仅仅专注于技术的实施。探索技术支持下的学习方式多元化，将学习者置于技术使用、数据分析和数据驱动实践的核心，关注学生的个性差异、学习兴趣和动力来源，促进学习者全面个性化的学习与发展。与此同时，学生也应理解并合理使用技术，了解教师的教学设计和教学计划，积极探索适用于自己的学习方式和学习内容。

4. 关注社会情感学习的教学变革

报告将社会情感学习作为学生学习的基础，了解和管理情感有助于学生在学校取得成功，这一点也被看做美国新一轮教育改革和探索的主要特征，即社会情感学习与学校教育的融合（周金燕，张亚星，李玉凤，2020）。为了应对新技术革命的冲击和社会经济发展的挑战，学校教育应将教学重心适当转向学生情感能力的培养，这也有助于学校解决学生在面对学业压力时出现的各种心理问题及校园霸凌。

教育技术的智能导学功能，为教师可有更充裕的时间转向学生的个性能力、素养提升、心理辅导及价值观塑造等情感学习的培养提供了条件。学校可以从教材选择及教学安排等方面加强社会情感学习内容的设计，将“自我认知、自我管理、社会意识、交往能力、负责任的决策”五大能力，贯穿于显性课程的设计中，并同时融入隐性的教学过程中；既应该设计专门的理论课堂，也应该考虑与之对应的社会实践。社会情感学习不是走过场，而是看实效，依据本校学生的实际需求设计普适性与特殊性相结合的教材，为社会情感学习课程的开展提供物质载体，课程内容应该丰富多彩，增强趣味性和适切性。从传统的知识课堂转向技术支持下有情感、有温度的深度互动课堂，充分培养学生自尊自爱、尊重他人、善于沟通、勇于担当的精神和品质。

教育信息化是实现教育现代化的必由之路，也是衡量一个国家教育水平高低的主要指标，它的发展为提高教学质量、变革教学模式、构建和谐的教育生态系统起到了举足轻重的作用（柳春艳，傅钢善，2015）。《2020基础教育创新驱动力报告》指出了国际基础教育未来发展的挑战、趋势及技术驱动，在技术融于教学的国际大环境下，我们只有积极了解国际信息化发展环境，认识并利用未来发展的趋势与挑战，才能在战略层面从容应对。