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前沿关注|无限的可能——世界高等教育数字化发展报告(2023)

无限的可能——世界高等教育数字化发展报告(2023)

世界高等教育数字化发展报告课题组


    [摘  要]数字技术引发高等教育理念、模式、结构、流程、内容等方面的系统性“数字颠覆”。推动高等教育数字化发展,要创设互联互通的教育数字化基础环境,构建灵活开放的数字学习成果互认机制,培育数智素养持续提升的高水平教师队伍,完善数据赋能的高等教育治理体系,共建高等教育数字化研究网络与合作平台。

    [关键词]高等教育数字化;数字技术;人工智能;数字素养


     人类发明技术,技术改变社会。技术在改造教育外部环境的同时,也在改变教育内部的核心关系,从教与学的电子化到多媒体到数字化再到智能化,技术迭代加速 了全新的教育资源供给体系的塑造,为教与学的方法创新提供基础工具,促使教育评价方式不断进步,使得大规模因材施教成为可能,实现了高等教育在育人方式、办学模式、管理体制、保障机制等方面的重塑。同时,在推进高等教育数字化转型中,我们也面临着迅速加剧的人工智能鸿沟、不容忽视的技术伦理风险、日渐模糊的技术应用边界、前景不明的人机协同模式等诸多挑战。我们要以教育数字化为突破口,准确把握数字技术在高等教育中的应用发展趋势,用合作的精神、共同的行动,推动教育变革与创新,不断开辟教育发展新赛道、塑造教育发展新优势。


数字技术推动高等教育深度变革


     数字技术推动高等教育变革可以分为五个阶段。第一个阶段是视听化教学阶段,其主要特征是利用广播、电视、录音等技术帮助教学的开展,为扩大教学规模提供了原始技术基础;第二个阶段是计算机辅助教学阶段,其主要特征是利用计算机、多媒体、程序等技术解放教育生产力,为教育环境、资源和方式的变革提供了手段;第三个阶段是网络教育阶段,其主要特征是利用网络、通信传输、信息软件等技术发展出无处不在的信息化学习环境和开放共享的教育资源,师生的技术素养也在这一阶段正式成为教育的一个要素;第四个阶段是移动互联网教育阶段,其主要特征是移动设备的广泛应用,使得“人人皆学、处处能学、时时可学”成为可能;第五个阶段是智慧教育阶段,其主要特征是大数据、人工智能等技术的应用,促进人机协同智慧泛在的教育变革。


     数字技术作为教育发展过程中的一种新型生产力,在不同阶段推动教育教学在学习环境、教育资源、师生素养、教学方法和教学评价方面发生系统性变革。准确把握教育内部生产关系在技术驱动下发生变化的逻辑内涵,才能正确地处理育人方式、办学模式、管理体制、保障机制等外部生产关系的变化与影响。


     一是技术驱动学习环境变革。学习环境随着时代的发展和技术的革新而迭代升级。自20世纪以来,视听和多媒体技术的发展,促进学习环境从“静态”转向“动态”;移动互联网等信息通信技术对学习环境的创新发展起到了关键作用,促进了学习环境开放互联;5G、互联网、大数据、人工智能等新兴技术推动了学习环境从数字化、网络化向智能化的跃迁。近年来,随着深度学习和自然语言处理等领域的突破,生成式人工智能迅猛发展,为高等教育人机协同的智慧学习环境提供了新的可能,助力高等教育打造更沉浸、更开放、更智能、更人性化的环境。


     二是技术优化教育资源供给。教育资源是教育现代化进程中推动教育创新与变革的基础。高等教育的教育资源既包括课程、教材资源,也包括视听媒体资源、直观教学资源、多媒体资源、在线开放教育资源等数字化教育资源。未来,随着人工智能技术的应用,教育资源生产将逐步转变为人机共同驱动的模式,高等教育资源生产力将进一步释放,各国政府、企业、教育机构及个体需要共同参与教育资源的数字化治理。


     三是技术推动师生素养发展。技术的应用促进学习环境和学习资源的变革,进而推动师生素养转型发展。随着新一代信息技术和人工智能技术逐渐应用于高等教育教学,师生的信息素养正在成为技术融入教与学的关键。高校师生不仅要关注学科知识,更要重视以批判性思维能力、创新能力、沟通能力和协作能力为代表的高阶思维能力的培养。教师可以为不同个性特点的学生建立智能化学习模型,打造个性化学习路径,筛选精准化学习资源,提高学习的吸引力,提升学习效果。


     四是技术助力教学方法迭代。纵观技术应用于教育的整体发展历程,其角色从辅助到支撑,从赋能到引领,推动高等教育教与学的理念、技术、方法和模式的变革,助力高等教育人才培养改革与创新。当前,虚拟现实与增强现实、教育大数据挖掘等多种技术的涌现正在掀起教与学的新浪潮,加速促进教与学的个性化、精准化发展。例如,智能技术的应用不仅可以利用人工智能创建、编辑和审核教学内容,实现沉浸式和情境性教学体验,还可以动态监测教学数据、常态追踪教学状态以及精准辅助评估学习成效。


     五是技术赋能教学评价创新。数字技术推动了高等教育教学评价的发展和进步,使教学评价的不同主体从既往“评与被评”的主客体关系转向“共同参与”的主体间关系,使教学评价的目的从“甄别选拔”转向“因材施教”。数字技术促使教学评价更加科学,通过教学评价为教育者提供智能实时诊断,精准反馈问题并提供针对性的指导,最终实现人才培养的重要创新。


数字技术助力高等教育范式再造


     以互联网、大数据、人工智能、元宇宙为代表的数字技术对高等教育的内涵与外延产生深刻影响,引发高等教育理念、模式、结构、流程、内容等方面的系统性“数字颠覆”。数字技术带给高等教育无限可能,数字化已成为众多国家推进高等教育高质量、可持续发展的战略支撑和必由之路。


     第一,催生更加个性精准的育人方式。一方面,数字技术如虚拟仿真、数字孪生、元宇宙等不断涌现,为教育注入了新的生命力。这些技术不仅丰富了教育的内容和形式,还有助于培养学生的创新能力和实际操作能力,将更多的情景模拟和交互性元素融入教学,使学习过程既生动又贴近实际。另一方面,人工智能融入教学已成为不可逆转的趋势,教师与人工智能的合作模式需要不断创新。当人工智能协助完成课堂管理、评分、反馈等任务时,教师能够把更多时间和精力投入到课程设计、学生辅导和教学研究中。通过人机合作,不仅可以减轻教师的工作负担、提升教师的工作效率,还有助于激发教师的教育创新活力。


     第二,创新更加开放共享的办学模式。数字技术和数字化工具的应用促使高等教育办学模式发生新的变化。一是跨国合作办学与跨校学分互认。随着数字技术的发展,全球范围内许多高校尝试突破传统办学边界,积极探索构建跨国合作、校内校外融通的办学模式,推出微证书、学分互认等创新举措,实现学习资历的互鉴、互通、互认。二是基于网络平台的资源融通办学。网络平台是推进高校教育资源集成与共享、在线教学与学习、教育服务以及数据分析评估的载体,各国致力于构建互联互通的国家级教育平台,逐步形成网络平台互联互通的教育资源与服务共享模式,促进高等教育公平办学、优质发展。三是基于智能平台的产教融合办学。大数据、人工智能等技术与教育的深度融合推动教学方法、研究模式和产业创新,高校与企业积极探索跨界联合办学模式,发挥校企合作办学优势,通过创新教学与学习环境培养符合产业需求的人才,提高研究成果在实际生产中的转化效率,实现产学研用协同高质量发展。四是元宇宙支持的无校区开放办学。无时空限制的元宇宙可将现实世界与虚拟空间连接,提供与现实世界类似的真实体验。通过打造虚实融合、沉浸体验的开放式、移动式办学新生态,如虚拟大学和元宇宙大学等,能够打破教育教学的时间空间、经济文化壁垒。


     第三,实现更加高效灵活的管理体制。通过数字技术、平台与数据驱动促进高等教育管理形态与模式、资源与内容、技术与手段、结果与评价等更加高效化与精准化,重塑高校治理体系。一是基于智慧校园的数字化治理。当前,借助数字化加强智慧校园建设已逐渐成为共识,数据化管理、智能化决策和效能化服务可以助力实现高效、智能和综合的学校管理和运营。二是基于数据大脑的业务流程再造。数据大脑和管理驾驶舱推动高校业务流程再造与管理机制优化,使教育教学管理走向全量化、扁平化、精准化。三是全过程智能在线教育管理模式。高等教育机构持续推动数字技术与各类平台、综合系统以及管理资源的深度融合,努力提升教育管理服务效能,建立了全过程智能在线教育管理模式。四是基于区块链的协同与信任管理。数字技术有助于加深跨国高校间的交流,催生跨国跨校数字化协同教育管理体系。同时,区块链和信息安全等技术的纳入,有助于构建安全可信的教育体系,为数字证书、学业证明管理的认定与推行提供有力支持。


     第四,构建更加规范可靠的保障机制。政府、高校、企业为确保高等教育数字化安全、健康、优质、高效、可持续发展,采取了系列策略、措施、行动和准则。一是数智融合的智慧校园一体化保障。高校正在打破单一技术布局和技术变化造成的技术壁垒,将5G、人工智能、大数据、物联网等新兴技术融入高等教育全业务、全流程,夯实高等教育数字化转型数字基座,建设数智融合的数字教育生态系统,形成基于智慧校园的普惠便捷保障机制新形态。二是人本取向的教育服务伴随式保障。在资源优化、人才优化的双重加持下,高等教育形成覆盖全流程、全业务的伴随式保障模式。高校坚持以学生为中心,将人本价值作为高等教育数字化转型服务的核心取向,改进和重组技术服务生态系统,改善终端用户体验,提升高等教育保障服务的灵活性、敏捷性和增值性。三是“校—企—政”联动的教育信息安全保障。数字技术发展与应用可能引发隐私泄露、算法偏见等问题,这也对教育信息安全保障提出了更高要求。高校、政府、企业凝聚共识、形成合力,协同保障教育信息和数据安全。四是跨界融通、系统规范的教育质量保障。为满足新时代教育高质量发展需求,高校以教育评价改革为抓手牵引数字化发展,构建教学质量、办学水平、育人效果综合评价模型,实现不同领域、不同学科、不同形式之间的教育评估过程与结果相互渗透融合,助推全方位、多领域、高效率的监测创新与服务共享。


数字技术在高等教育中的应用趋势


     数字技术已成为新一轮科技革命和产业革命的核心驱动力,在未来十年里,数字技术将持续发展和不断演进,重塑我们的生活方式、经济模式和社会结构。新一代互联网、物联网、大数据、区块链、生成式人工智能、元宇宙等数字技术的发展对教育教学领域的影响愈发显著,将深入推进高等教育育人方式、办学模式、管理体制和保障机制变革,形成数字化、网络化和智能化高等教育新生态。


     第一,新一代互联网强化教育要素新联结。新一代互联网将凸显零距离、平台化、高联通的管理理念,挣脱传统思维和观念桎梏,在管理体制互联互通中寻求新的突破点和增长点。高校将构建多元主体参与的共治网络,运用新一代互联网推动教育管理体制改革,更好地提供确定性服务和差异化服务,优化师生交互体验;充分发挥互联网平台优势,在注重建设应用子系统的同时,促进高校各系统之间的衔接联结与融会贯通,支持更多实时应用,实现应联尽联,推动创新、提高效率,促进教育公平。


     第二,物联网助力打造数字教育新空间。物联网推动大学基础设施应用持续转型升级,加快智慧校园、智慧教室等新型教育教学空间构建。尤其是人工智能和物联网技术相结合,打造了智能化的物联网系统,其在课堂教学中主要体现为物联网感应设备与智能系统间的实时交互。物联网感应设备大多安置于物理空间、依附于教学设备或穿戴于师生身上,能够实时捕获师生在课堂中的语言、动作以及情绪等各类信息,实现多模态数据的采集。而智能系统则围绕教学问题进行特征抽取、数据融合以及动态建模,并实时反馈给教师和学习者,以便及时调整教与学的策略。二者有机结合,创新课堂教学环境,使得新形态课堂成为现实。


     第三,大数据有力支撑精准化教育服务新范式。大数据与高等教育的深度融合支撑精准化的教育服务新范式生成,有效提升信息利用率和教育服务效能。课堂教学方面,可基于大数据分析学生的行为数据和表现数据,如学习行为、出勤情况、社交互动等,以精准掌握学生学习情况并发现潜在问题,教师可以根据分析结果提供针对性的支持和干预,及时解决学生的学业问题。教育管理方面,大数据可以为管理者提供可视化分析结果和关键数据支持,精准呈现教育系统整体运行状态和具体存在问题,并基于数据驱动制定和调整决策,优化教育资源分配,提升教育质量和效果。


     第四,区块链加速释能学习新评价。区块链具备的特殊数据结构与运作机理,具有去中心化、共识机制、可追溯性及高度信任等特征,在学习认证、资源质量与服务评价等领域具有较大应用潜力。如区块链可实现互联网学分记录、认证与转换的数字代码化,使学历验证更有效、安全和简单,推动终身学习成果评价体系构建。同时,区块链可构建数字资源及平台运行新模式,实现资源上传、认证、流转等工作自动化执行。


     第五,生成式人工智能重构教育教学新形态。依托移动通信技术和互联网平台,生成式人工智能将触角延伸到每一位用户。在教学层面,生成式人工智能推动建构多元化、智能化、综合化的教学体系,成为人类教师的工作助理,加速教学模式从“师—生”二元结构转变为“师—机—生”三元结构,推动教学内容从人工创造转向智能生成,促进教学评价从单一评价转向多元评价。在学习层面,生成式人工智能在信息检索、知识问答等方面赋予学生更大的自主权和选择权,打造泛在化、个性化、协作化的学习形态,重塑学习空间、学习过程、学习方式,形成“以学生发展为中心”的育人模式。


     第六,元宇宙推动形成虚实一体教育新场域。元宇宙的虚拟与现实融合特征推动网络空间由平面转向立体,形成沉浸、多维的虚实融合空间,极大拓展教与学的时空边界,推动高等教育向更加灵活化、个性化、互动化和全球化的方向发展,实现教育系统全要素虚实融合升级。元宇宙将虚拟化身引入教育场域,使得学习者可以在与同伴或虚拟化身的“在场”互动中释放其内在特质、个性和能力,根据自身兴趣和学习需求选择课程活动,真正实现有教无类和因材施教。同时,通过连接学校各类教育政务服务信息化平台,进行虚实双空间教育教学全过程数据的实时采集,结合智能建模、学习分析、精准干预等技术,形成数据驱动的教育决策方式,持续优化教育监测与管理效能。


数字技术在高等教育中应用所面临的挑战


     随着科技的飞速发展,数字技术已经深入到教育全领域。然而,数字技术为高等教育发展带来机遇的同时,也面临诸多现实挑战。


     一是传统教育范式亟待重塑。当前,教育改革与发展已不再局限于教育系统内部,而是与科学技术进步、社会结构变迁和国际局势演变等息息相关。智能技术对教育产生了巨大的外驱力,并对人才规格、人才质量等提出了新诉求,进而促使教育的各要素发生连锁式变化,以适应未来社会的发展。二是人工智能鸿沟日益加深。以ChatGPT为代表的新一代人工智能迅速崛起,为高等教育教学带来了全新的可能。但同时,不同主体(个体、学校、企业、国家)之间,对于人工智能技术掌握和应用能力上的差距及数字鸿沟比以往更加严峻。三是网络安全威胁愈发严峻。高等教育机构利用人工智能技术收集和存储语料、知识,汇聚大量与教学、科研、管理相关的信息与数据,已成为数据富集部门。随着人工智能深度融入高等教育,数据安全、内容安全、隐私保护等成为未来高等教育发展中无法回避的重要课题。四是算法偏见加剧伦理风险。隐藏在“数字纱幕”之后的歧视言论与虚假信息引发师生对“过滤泡沫”与“信息茧房”的担忧。五是数字素养差距逐渐加大。智能技术的发展使得社会对人才的数字素养需求越来越高,但许多国家和地区的教育体系尚未适应这一变化,一些高等教育机构还没有条件及时调整学科专业布局,以应对人工智能带来的挑战。六是人机协同呼唤全球合作。人类与人工智能之间的协作已成为人工智能时代的一大趋势,人机协作正在迅速成为全球高等教育的重要内容与教育目标。探讨出一种恰当的、创新的人机协同模式成为迫在眉睫的课题。


未来高等教育数字化发展的行动策略


     数字化转型是全球范围内教育转型的重要载体和新方向,为高等教育创新路径、重塑形态、实现可持续发展提供了重大机遇,也带来了严峻挑战。各国政府、国际组织、高等学校及教育机构、研究部门和企业,应当携起手来共同行动,把握和适应数字变革,寻求解决全球教育问题的新方案,积极稳妥地推动高等教育数字化变革走向深入。


     一是创设互联互通的教育数字化基础环境。未来,应贯彻“联结为先、内容为本、合作为要”理念,加快数字化设施系统升级、服务升级和功能升级,推动教育大数据中心建设,深化新一代互联网、云计算、人工智能、大数据、虚拟现实等数字技术在教育场景中的应用。应协同制定和推广更加统一的教育数字化技术标准和协议、技术标准更新机制、数据标准和交换格式、安全协议和隐私保护标准,共建技术标准体系,推动平台互联互通、资源共建共享,依托广泛联通的数字平台惠及更广泛的群体,助力填补高等教育数字鸿沟,提升高等教育质量。


     二是构建灵活开放的数字学习成果互认机制。数字学习成果的认定和互认,是积聚高等教育发展新动能、开辟高等教育新疆域的关键制度。应协同构建高等教育机构之间灵活开放的数字学习成果互认机制,支持各类数字教育途径、教育场景下课程学分、学历、学位和资格的认定、积累和转换。探索建立被广泛认可和应用的数字学习成效评估技术和数字教育质量标准与评估体系,确保数字学习质量。深化区块链、可信计算等先进技术应用,实现学分银行、微证书、数字认证、电子文凭等互认互通,推动建立可靠、透明的数字化学习过程和成果互认信息管理系统,确保数字学习过程可追溯、学习成果真实可信。


     三是培育数智素养持续提升的高水平教师队伍。数字化增加了教师数字社会交往、数字技能提升、数字伦理修养的迫切性,也赋予不同国家间教师交流新途径。各国、各高校应充分尊重和发挥教师在推动高等教育数字化变革中的主体作用,充分利用数字化手段,有组织、常态化地开展数字技能培训,帮助教师掌握混合式教学技术、智能教学系统和智能教学助手等工具。应支持建设国际教师协作网络,促进教师交流互鉴,培养教师跨学科和跨文化教学能力,以适应不同背景学生的需求,提高教学的包容性。


     四是制定教育数字化技术伦理安全规范。为应对数字化带来的不确定性和日趋严峻的伦理安全挑战,必须始终坚守安全底线,确保数字教育技术安全运行。以强化数据网络安全、个人隐私保护、知识产权保护、反算法歧视等为重点,依托国际组织和多种国际合作平台,携手确立相关国际共识、公约、准则,推动各国完善相关法律,制定数字教育技术产品质量和安全标准,建立技术伦理和安全规范。加强师生数字伦理和安全教育培训,提高数字教育参与者的法律、安全和风险防范意识,构建更安全、公正和负责任的全球数字教育环境。


     五是完善数据赋能的高等教育治理体系。数字化为开辟高等教育新赛道提供难得机遇和无限可能,高等学校要本着应用为王、服务至上的原则,强化以人工智能为核心的学科交叉,更新研究范式,探索数智时代的产学研深度融合路径。要加速推进信息系统与数据平台深度整合和一体化建设,提升数字化教育教学组织保障与协同协作力度,综合应用大数据、人工智能等技术,实现业务协同、流程优化、结构重塑、精准管理,推动教育决策和治理向以数据为核心的模式转变,实现从经验驱动到数据驱动的重大跃升。


     六是共建高等教育数字化研究网络与合作平台。无论是数字技术本身的发展、教育范式变革、教育形态重塑,还是由此引发的伦理和安全挑战,都需要凝聚全球智慧共同面对。世界各国需要就此持续开展对话交流,不断凝聚共识,进行卓有成效的合作。为此,应积极倡导建立国际高等教育数字化研究与合作联盟,协同推进数字教育规划、标准制定、监测评估,开展知识产权保护、数据安全管理、数字伦理风险防范和隐私保护等方面的研究与合作,持续推动优质资源在全球范围内共建共享,让更多国家和人民搭乘数字时代的快车、共享数字教育发展成果,为人类命运共同体建设贡献全球高等教育的强大力量。


     【本文由王烽、王繁整理。整理人单位:王烽,中国教育科学研究院;王繁,教育部高等教育司】


      原载2024年第3/4期《中国高等教育》杂志

原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/u9bZgdGIlnvIwAr0QzIs5g