关键词：世界；高等教育；数字技术；学习环境；教育资源；师生素养；教学方法；教学评价
中图分类号：G434
文献标志码：A
数字技术对教育发展具有革命性影响。作为教育领域的一种新生产力，数字技术正深刻影响着教育生产关系的变革。在以人为核心的教育内部生产关系中，学习环境、教育资源、师生素养、教学方法、教学评价等要素占据基础地位，面对数字技术日益深刻的变革，我们只有深入分析其给学习环境、教育资源、师生素养、教学方法和教学评价等五个要素带来的影响和转变，才能更加准确地把握数字技术这种新生产力如何促进教育变革的内在逻辑内涵，才能更加从容自信地应对未来之教育。
图1高等教育数字化的发展历程
一、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世纪初以来，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。
(一)提升视听感官体验
20世纪20年代，无线电和通信技术迅速发展，带动了视听教学媒体发展，如广播、电影、电视等技术为高等教育营造了视觉与听觉为主的学习环境，引领学习体验从“静态视觉”转向“动态视听”。
世界各地的大学建立了广播电台，拓展了高等教育视听环境。例如，BBC自20世纪20年代起就开始广播教育节目，还专设了学校广播频道;中国为全面推进电化教育，在1949年设立电化教育处和各种广播学校及电视大学;英国1969年成立专门的开放大学，通过广播和电视提供远程教育。
20世纪80年代，计算机和多媒体技术突飞猛进，催生了多媒体支持的学习环境。1991年加拿大SmartBoard公司推出的第一块交互式电子白板，随后逐渐成为各国教育机构的标配。20世纪末，中国高等院校也迅速普及了电子白板，建设了一批电化教育多媒体环境，如综合电教室、多媒体网络教室、视听阅览室、语言实验室、闭路电视教学系统、无线听音系统等，促进了高校教育教学环境的电子化。
这一时期的多媒体学习环境成为高等教育技术发展的重要里程碑，为后续高等教育的发展提供了坚实的基础。
(二)拓展在线学习空间
20世纪90年代起，随着互联网技术在高等教育中的广泛应用，促进了基于网络的学习环境快速发展。1993年，琼斯国际大学成为第一所获得认可的完全基于网络教学的大学，随后基于网络环境的在线远程教育开始为成人学习者提供学位教育。网络技术为促使学习环境进一步走向开放共享提供了支撑，美国麻省理工学院在2001年启动开放课件运动，通过互联网向全球免费开放学校的课程教学材料;2006年，萨尔曼·可汗在网上发布其录制的教学视频，并于2009年开始全职在线教学。2010年，可汗学院将教学视频翻译为多国语言并面向全球传播。
在技术的支撑下，具备开放性、交互性等特点的网络学习环境不仅为高校的教与学提供了新的方法和模式，而且在教育思想观念上带来新的变革，让“时时、处处、人人”都能获取所需要的知识成为可能，为高校教学改革提供了契机。
(三)塑造泛在学习环境
21世纪10年代起，移动互联技术开始在高等教育中广泛应用，推动大规模开放在线课程的开发和共享，为师生创设泛在学习环境，促进了无处不在的学习。
随着第四代与第五代移动通信技术、全球定位系统、射频识别、增强现实、游戏化虚拟仿真等技术的应用，高等教育教学的环境拓展到更多真实的情境之中，将学校为代表的正式学习环境进一步拓展至户外学习等更多非正式学习环境，支持不受时空限制的泛在学习，为高校教学改革提供了契机，促进基于问题的学习，提高学生对真实问题的解决能力，如图2所示。
图2泛在学习环境模型①
基于知识联通的泛在学习环境不断模糊高等教育中正式教学与非正式教学的界限，碎片化学习、游戏化学习、混合式学习等学习形式拓展了知识获取的边界。泛在学习环境为高等教育提供了多样化、灵活性的教与学，高校教师逐渐从传统的知识传授者，转向学习内容的设计者与引领者。
(四)催生智慧人机协同
21世纪10年代以来，云计算、大数据、物联网等新型数字技术加快迭代发展的脚步，使高等教育线上线下融合的泛在学习空间向终端交互、智能感知的智慧学习环境拓展，增强了教与学的技术支撑和资源供给，为面向个性化学习的教育变革提供了契机。
图3全景智慧教学②
图4VR360°实境教学
图5智慧多媒体教室
图6远程互动教室
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，其与人类的复杂交互能力空前提升，为高等教育人机协同的智慧学习环境提供了新的可能，有望大幅提升师生的感知、分析与决策能力，让个性化学习和培养高阶认知能力的教学活动变为可能。在人工智能的参与下，传统的“师—生”二元结构逐渐演变为“师—机—生”三元结构，多主体协同的教育环境由此形成。未来，数字技能将为高等教育助力打造更沉浸、更连接、更开放、更智能、更人性化的环境，真正成为促进高等教育环境变革的加速器。
二、技术优化学习资源供给
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，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。生成式人工智能提供的教育资源，为教师的多样化教学和学生的个性化学习提供了有力支撑。高等教育数字学习资源的发展历程与技术的发明应用关系密切，经历了从视听媒体资源到生成式教育资源的四个发展阶段(见图7)。
图7高等教育数字学习资源发展历程
(一)丰富资源媒体形态
视听教学阶段的资源从传统纸质转变为更加生动形象化的电子形式，丰富了资源形态，提高了学习资源在高等教育中传播与共享的效率。
(二)促进资源广泛开发
20世纪50年代末，计算机和多媒体技术的发展为教育资源的专业化开发提供了工具支撑，直观形象的多媒体教育资源日益丰富。教师基于计算机辅助系统与多媒体教育资源，可以直观地向学生展示教学内容，丰富呈现方式。美国伊利诺大学研制的计算机辅助教育系统PLATO，为高等院校提供200多门大学课程(见图8)。高校教师利用多媒体计算机生成PPT课件、电子教案、电子教材等多样化资源，转变了基于课本、粉笔与黑板的传统教学资源形态。
图8计算机辅助教育系统PLATO
以计算机为载体，文字、图像、声音等多媒体结合呈现的教学资源，提供了更加形象、更加多维的内容呈现，提升了高等教育教学的效率和效果。
(三)推动资源开放共享
2001年，美国麻省理工学院的开放课程首次将大量的高等教育课程资源免费在互联网开放，引领高等教育开放资源运动。2002年，联合国教科文组织提出“开放教育资源”概念，开启了教育资源共享和交互的新纪元。随后，Udacity、Coursera等平台提供了大量的开放共享在线课程。2013年，中国高等教育出版社牵头创建“中国大学MOOC平台”，截至2023年9月，中国慕课数量超过7.68万门，注册用户4.54亿，学习人数达12.77亿人次，中国慕课数量和学习人数均居世界第一。中国教育部2018年上线“实验空间”国家虚拟仿真实验教学课程共享平台(www.ilab-x.com)。截至2023年9月，已认定虚拟仿真实验教学国家一流课程1200门，实验项目共计3511项，覆盖2687所高校，实验人次1600余万次(见图9、图10)。
图9虚拟仿真实验教学课程共享平台
随着移动互联网技术的发展，智能手机、移动终端等设备的出现，高等教育资源同步拓展至移动端，社交网络、短视频、网络直播等推动了高等教育资源的普及，促进了教育资源的全球共享。
(四)实现资源自动生成
随着生成式人工智能技术的应用，教育资源生产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。但随着应用的深入，将面临资源公平、信息安全、伦理挑战等诸多问题，需要各国各级政府、企业、教育机构、个体等多方协同共同参与教育资源的数字化治理，推动高等教育资源的现代化进程。
三、技术推动师生素养发展
技术在高等教育中的应用和发展历程主要从视听多媒体到移动互联网再到智能技术，对师生教学提出了不同阶段的要求。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，学生的培养目标由单一知识学习逐渐融入信息素养、数字素养和高级思维能力(见图11)。
图11技术推动高等教育师生素养发展走向图
(一)视听多媒体为代表的媒介素养
20世纪20年代，视听技术的发展革新了高等教育资源的产生方式，改进了教师的教学方法和学生的学习模式。随着计算机等技术在高等教育中的应用，传统依赖书籍和口述传授的教学方式开始向包含教学视频、动画、模拟实验和音频的多媒体教学转变。
对高校教师而言，视听技术将复杂的概念用视觉化手段简化，从而增强了学生的理解力和记忆力。多媒体工具的个性化学习体验进一步促使教师根据学生的不同需求提供定制化的教学内容。此外，教师利用技术手段提升自身专业素养和能力的意识逐渐增强。20世纪90年代，加拿大安大略省将媒介素养教育从法律上规定为必修课;2004年10月，中国举办首届媒介素养教育国际研讨会，强调高校应把媒介素养作为大学生能力的基本要求、必备的基本素质。
对高校学生而言，学生的学习行为、技术应用意识和能力正在发生改变。冲击视听感官的新兴新颖知识，比如电子教科书、光盘等，吸引学生的注意力，为学生提供优质的学习体验。多媒体演示、教育视频、互动模拟等知识传播手段，使学生更好地理解抽象概念和实际应用。1987年，加拿大已有50家大专院校提供90多个媒介素养教育项目，其中包括单个短期课程和完备的4年学位课程。
(二)移动互联网技术为代表的信息素养
20世纪末以来，随着互联网、手机、社交媒体崛起，基本实现其对高等教育的全面渗透，覆盖教学场景、学习场景、管理考核等多个场域。信息素养成为社会公民必不可少的基础素养，对师生而言更加重要。教师除了基本的教学能力以外，信息素养成为职业所需的基本能力，利用信息技术促进教学成为时代的必然要求。优质的在线资源为课程升级提供支持，显著提升了学生的学习体验和教师的教学成果，但同时对师生的信息素养也提出了更高的要求。
随着新一代信息技术逐渐应用于高等教育教学，师生的信息素养逐渐成为技术融入教与学的关键。新一代信息技术实现了高等教育知识传播方式的开放与自由，将知识传播方式由单向接收变为多向传递、由延时变为实时、由被动接受变为主动选择，学习者的主客体角色正在逐渐发生转变。值得注意的是，技术与教育教学的融合，对师生的信息素养提出了严峻的挑战。
(三)智能技术为代表的数字素养
随着生成式人工智能技术、大数据分析等技术与教育教学的深度融合，师生的数字素养日渐成为掌握教与学的重要基础要素。2006年，欧盟发布终身学习关键能力参考框架，数字能力是八个关键能力之一。2013年，欧盟发布第一版数字能力框架，2016年发布“数字能力框架2.0”，注重师生信息与数据素养、交流与合作、数字内容创造、安全、问题解决五个方面的能力提升。2022年11月，中国教育部颁布了《教师数字素养标准》，明确了教师数字素养的数字化意识、数字技术知识与技能、数字化应用、数字社会责任、专业发展等五个维度。
四、技术助力教学方法迭代
图12高等教育技术发展历程
梳理其整体发展历程，可以窥见应用技术的角色，从辅助到支撑，从赋能再到引领，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。
(一)单向传递的多媒体教学
视听技术的应用，推动了传统教与学模式向视听化教与学的变革。教师逐步开始采用幻灯机、投影器、无线广播、电视、电影等视听技术进行教学，学生可以从感官上逐步感受到课堂教学视听的变化。20世纪90年代，计算机辅助教学开始萌芽，教案及电子文档成为师生最常用的存储、传递知识的媒介。学生可以通过电脑软件、辅助教学系统等方式，与多媒体教学内容进行初步互动。这一阶段高等教育教学的特点，是知识传播媒介的转变，改变了纸质图书、板书等相对静态、单一的教学媒介，更加多元化、更具交互性的教学媒介类型开始出现。技术首次大规模作为辅助工具在高等教育中出现，丰富了教师的教学方法，调动了学生的多感官学习，但主要还是以单向知识传递为主。
(二)双向交互的网络教学
2002年，互联网技术逐步成熟，教师可以通过建立教学网站发布课程资料、作业和考试信息，学生也可以通过网站获取教学资源，浏览海量资源，进行在线学习。2003年，学习管理系统等教学辅助工具也得到迅速发展。作为一种用于计划、实施和评估特定的软件，学习管理系统可以帮助教师管理课程、跟踪学生的学习进度和成绩，为学生提供一个交流和学习的平台。以学习管理系统为代表的新一代教学系统推动了高等教育的教学模式创新，为更多学习者提供贯穿整个学习过程的规模化、个性化、高品质学习资源，它贯穿于整个学习过程，实现了师生与教育资源的交互，为高等教育数字化改革奠定了基础。
(三)泛在联通的混合教学
进入21世纪，基于联通主义的在线学习平台的应用，教师逐渐开始采用混合式的教学方式，有力地促进了学生的知识建构与联通。加拿大的斯蒂芬·道恩斯(StephenDownes)和乔治·西蒙斯(GeorgeSiemens)于2008年在曼尼托罗大学推出的课程“联通主义和连接知识”被认为是第一门慕课课程。随后，中国的数字化教与学平台也快速崛起，自2012年以来，雨课堂、超星学习通、爱课程等教学工具逐渐被应用于混合式教学中(见图13、图14)。线上线下混合式教学模式成为此阶段最常应用的教学方法之一，推动了传统课堂教学和教育技术的深度融合。技术支撑下的在线教育平台实现了同时同地、同时异地、异时异地和异时同地的混合式教学，有助于提高学习的互动性，可为学习者学习进度和需求提供个性化的支持。
图13“爱课程”平台
图14“学堂在线”平台
(四)个性服务的智慧教学
随着新一轮技术变革，第五代移动通信、虚拟现实+增强现实、生成式人工智能、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，促进了个性化、精准化的教与学。智能技术的应用不仅可以利用智能创建、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。
中国的国家高等教育智慧教育平台在三个方面实现了技术创新与突破：一是服务智能化。依托大数据、云计算、人工智能等技术，通过快捷搜索、智能推荐等方式，为学习者提供多种符合个性化学习要求的智慧服务，优化了用户体验;二是数据精准化。平台对课程信息及学习数据进行实时采集、计算、分析，为教师教学与学生学习提供定制化、精准化分析服务;三是管理全量化。集中反映中国在线课程发展全貌，具备门户的汇聚集中能力、开关控制能力，将在线课程平台的学分课程纳入管理范围，实现“平台管平台”。
五、技术赋能教学评价创新
教学评价是高等教育领域的核心组成部分，是教学信息反馈的重要方式。教学评价不仅评价教师的教学效果，同时也评价学生的学习成效。从视听化教育阶段到数字化教育阶段，评价要素更加多元、评价方法更加科学、评价策略更加多样(见图15)。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”。
图15技术对于教学评价的影响走向图
(一)评价方式由单一到多元
在智慧教学工具的支持下，高校教师利用学生的在线活动记录、小组合作项目、实际应用案例等数据，建立多层的神经网络模型，使用学生的行为数据作为输入、输出学习表现等级和相应的权重，形成一个结合学生表现权重的评教模式;结合在线教学平台，高校教学管理者可以获得教师和学生的数字画像，将教学评价范围拓展至“一切的教育和教育的一切”，借助可视化技术，更直观地反映评价对象的优势与不足，以制定更个性化的培养方案和开展更全面和客观的评价工作。中国西安电子科技大学使用数字技术建成学生综合性成长电子档案与电子能力证书，引导学生个性化发展，通过物联感知各类场景和移动端小程序等全方位沉淀学生成长全周期数据，基于区块链实现成长数据在链上记录，针对本科生构建了涵盖76个大类137个子类的观测模型，对12项核心能力素养画像;针对研究生构建了涵盖619项行为考察点、1475个评价点的观测模型，对10项核心能力画像(见图16)。
图16中国西安电子科技大学学生能力素养“飞环模型”
(二)评价取向从结果到过程
(三)评价依据由经验到科学
传统的教学评价掣肘于数据采集技术和分析方法的落后，评价方法主要是基于假设的“小数据”评价方法，使评价结论的生成多侧重于“路径依赖和对研究者主观的个性依赖”。这一点在高等教育领域多有体现：不同国家、不同地区、不同学校、不同教师、不同课程，可能都拥有着截然不同的评价标准，这些截然不同的评价标准，无法用于评价不同标准下的学生，亦无法衡量教育政策的优劣和成效。
21世纪以来，数字技术的迅猛发展尤其是大数据和可视化技术的进步，推动教学评价由经验主导向数据驱动迈进。教学数据在教学评价各个环节的持续累积、动态生成与无缝流转，促使教育评价方法从“始于假设”的小数据评价走向“数据驱动”的大数据评价。数字技术推动“全样本+复杂模型+归纳分析+可视化反馈”的评价方法体系的建成，推动大规模教学评价成为可能。
在评价数据采集阶段，实现多模态教育教学数据的动态抓取，再现真实、自然的教育样态，不断提升评价依据的客观性;在评价数据分析阶段，综合运用教育数据挖掘、学习分析等算法技术，对多模态教育数据进行清洗、加工和转换;在评价数据反馈阶段，利用大数据可视化技术，将评价数据分析结果以直观、具象的方式表达为可感知的图表或图形，真实刻画评价对象的成长轨迹，持续增强评价反馈的有效性。2000年，经济合作与发展组织发起国际学生评估项目，每3年测评不同国家15岁在校生的核心素养，通过大数据技术为跨国、跨文化的教育改进提供了有效证据。
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。
从技术对高等教育环境变革、资源转型、素养发展、教学方法及评价策略的历程来看，数字技术作为教育发展过程中一种新型生产力，深刻影响并改变着教育的各类元素。
从以上学习环境、教育资源、师生素养、教学方法和教学评价五个方面来看，技术的作用是革命性的，我们应该清醒地认识到技术正在成为教育的第一生产力，正在变革着教育的内部生产关系。准确把握教育内部生产关系在技术驱动下的变化这一逻辑内涵，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。
注释：
①PhumeechanyaN,WannapiroonP.(2014).Ubiquitousscaffoldlearningenvironmentusingproblem-basedlearningtoenhanceproblem-solvingskillsandcontextawareness.arXivpreprintarXiv:1401.2234.
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