夏鲁惠
数字化是指将各种信息通过数字信号或数字编码进行表达和传输，并可通过各种计算机程序进行处理的一种综合性技术、一种技术变革的过程。经过20多年发展，我国高校数字化取得了丰硕成果。目前全国高校上线的慕课、国家精品开放课程、视频公开课、虚拟仿真实验课等超过5万门，注册学习人数近8亿人次，获得慕课学分的人次超过3亿。今年3月国家智慧教育平台上线，标志着国家教育数字化战略行动正式启动。作为国家教育数字化战略行动的重要组成部分，高校教学数字化面临着新要求、新任务，并赋予新的内涵。
我国高校教学数字化的内涵及三个发展阶段
数字化的基座是数据。我国高校教学数字化已经走过了以下两个发展阶段，正在向新的发展阶段迈进。
第一阶段是教学信息数据化阶段。高校通过计算机信息系统，将教学信息以数据的形式录入信息系统中（ 如O A 系统、门户网站、微信微博平台、网络教学平台等），并且通过计算机技术、网络技术、数据库技术，对教学信息数据进行共享和有效利用。目前， 高校基础网络设施、机房硬件资源已基本完备，无线网全覆盖已经成为高校基础网络建设的主流。80%高校使用管理信息系统开展教学质量评价， 93%高校使用信息门户为师生提供信息服务，81%高校使用企业微信号、微信服务号提供信息服务。
教学信息数据化的一项重要内容是网络课程（电子教材）建设。为了加快现代远程教育工程资源建设步伐，教育部于1999年启动实施“新世纪网络课程建设工程”，建设了300门高校网络课程。2007年教育部、财政部启动实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”，开展了（网络）精品课程建设，以及网络教育资源共享平台、现代远程教育信息管理系统、网络教育统考网上考试系统、高校数字化教室等建设。截止到2010年，高校国家级、省级、校级（网络）精品课程达到14000多门。虽然网络课程、（网络）精品课程把纸质教材内容或教师的讲课录像搬到网上供学生学习， 提高了教学效率，但它们没有从根本上改变传统教学的范式， 即教师讲授、学生听讲。大部分网络课程仅供各高校自用。可以看出，这时的教学数字化是为各高校线下教学活动服务的。
第二阶段是教学信息数据的集成和重构阶段。在这一阶段，信息技术与教学过程产生了真正的交互。在计算机网络技术、多媒体通信技术支持下，各种教学信息数据（如文字、音频、视频、PPT、多媒体动画等），不论是否来自于同一个数据源，都可以被集成到一个统一的数据集合中，用户能够以透明的方式访问这些数据。
2012年，一种大规模的、开放的、在线的网络课程（即慕课）在我国兴起。与传统课程只有几十个或几百个学生不同，这类课程动辄上万人，甚至几十万人， 且不受时空限制。教学过程中师生可以开展线上讨论，学生可以反馈学习信息，教师也可以开展线上测试。目前，基于网络教学的在线教育（或在线学习）主要有三种形态。一是以学生的在线自主学习为主的异步教学模式。教师预先设计和制作好教学资源（慕课、录播、文字+ 音频、PPT等）并在网络上进行共享，学生开展网上学习和交流， 完成在线作业、在线测试。二是以教师的直播讲授为主的同步教学模式。教师基于腾讯会议等直播平台，开展课堂讲授、布置作业、考勤管理、在线答疑辅导、师生交流等教学活动。三是混合式教学模式。该模式将线上学习与线下讨论相结合。课前，学生先在网上学习慕课等教学资源， 在课堂上再与师生就不懂的问题或学术问题开展研讨。可以看出， 对教学信息数据的重构，带来了教学形态和教学过程的多元化。据统计，2020 年各类高校完全采用线上教学的课程占比16%~19%，采用线上线下混合式教学的课程占比16%~35%，使用视频会议系统的课程占比10%~17%， 使用直播系统的课程占比16%~18%。
当前， 随着人工智能、云计算、大数据、虚拟现实、5G和区块链等新一代数字技术的发展和应用，高校教学数字化将进入新的发展阶段，即教学信息数据全方位赋能高校教学。在这一阶段，信息技术深入融合到高校教学的各个层面，“业务数据化，数据业务化”，形成“教”与“学”的数字生态系统。
一些研究文献将信息技术与教学深度融合称为数字化转型，这也是从英文单词“Digital Transformation”翻译过来的。如果说高校教学数字化第一、第二阶段的发展还依赖于信息技术发展水平的话，那么，在教学信息数据全方位赋能高校教学阶段， 信息技术发展水平已经足以满足高校教学的需求，关键是教师如何统筹应用这些信息技术设置教学场景、教学过程、教学内容、教学要求、教学方法，并基于教学数据进行分析，以提高教育教学质量。可以看出，在教学数字化时代，教师的地位和作用依然无可替代。
教学信息数据全方位赋能高校教学的主要特征
一是数据集成、分析与赋能广泛存在于教学过程中。高校通过互联互通、应用齐备、协同服务的教学平台，在确保数据的完整、安全、标准、准确的前提下，对教学和网络学习终端、应用和服务产生的数据进行集成，构建不同类型的教学数字基座。通过对海量数据的挖掘分析，实现高校教学数字化转型，助推教学质量和办学水平的提升。例如，教学平台通过人工智能专家系统， 为学生提供个性化的学习路径、职业规划、学业辅导、学习进度分析等服务，使学生获得成功。
二是数字素养成为学生发展的必然要求。数字素养是数字化社会公民学习工作生活应具备的数字获取、制作、使用、评价、交互、分享、创新、安全保障、伦理道德等一系列素质与能力的集合，主要包括以下几个方面：数字获取（包括搜索和筛选、评估和评价、存储和检索）；数字交流与合作（包括互动、分享、合作）；数字生产和使用（包括研发和生产、进一步处理和集成、遵守法律要求）；数字安全（风险识别和应对、个人数据及隐私保护） ； 数字技能（使用数字化工具、寻找数字化解决方案） ； 分析和反思（进行统计分析、文本分析、预测分析，对复杂问题的深入认识）。
三是高校实施大面积数字化教学。数字化教学是指基于各类“互联网+”数字教学平台（包括录播系统、视频会议、虚拟实验室等），借助虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、人工智能等信息技术开展的数字化、虚拟化、智能化教学。数字化教学具有虚实融合、智能导学、智能助教、智能学伴、智能分析等特点，使数字教学资源更好地服务于师生的知识建构、技能训练、交流协作、反馈评价等教学活动。虚拟仿真和数字孪生改变了现实物理空间的教学流程，赋能教师因材施教，赋能学生个性化学习。目前，高校数字教学平台使用情况如下：网络教学平台（93%高校使用）、教学资源平台（87%高校使用）、虚拟仿真实验平台（71%高校使用）、试题库系统（57%高校使用）、教学状态数据库（3 8 % 高校使用）、教学质量评价系统（62% 高校使用） 、视频会议系统（53%高校使用）。
四是建设学生学习成长、教师职业发展的数字档案。数字档案全面记录学生学习、教师教学的实践经历。通过学生学习行为全数据采集分析，真实地测评学生的认知结构、能力倾向和个性特征，构建以学生核心素养为导向的教育测量与评价体系，实现实时采集、及时反馈、适时干预，促进学生的全面发展。教师教学数字档案则为教学质量评价、职业培训、职业发展提供多维度的参考。
五是在线教育（ 在线学习） 无处不在。在数字化时代，基于兴趣和爱好的泛在学习成为人们生活的组成部分。而数字经济、数字社会的快速发展， 推动着数字技术与经济、社会、文化深度融合，促使人们不断学习，以提升其数字化适应力和职业发展能力。高校在线教育集聚了丰富的优质教育资源，没有时间、空间和地点的限制，满足了学习者碎片化、个性化、职业化学习的需求。
高校教学数字化面临的主要任务
（一）加快推进数字经济相关专业的教学数字化
“ 十四五” 规划纲要提出，打造数字经济新优势，加快推动数字产业化，推进产业数字化转型。数字产业化是指为产业数字化发展提供数字技术、产品、服务、基础设施和解决方案，以及完全依赖于数字技术、数据要素的各类经济活动。相关专业主要包括电子信息类、电气类、自动化类、计算机类等。根据《中国教育统计年鉴》，2020年电子信息类、电气类、自动化类、计算机类本科毕业生分别为17.4万人、9.2万人、5.2万人、29.1万人，总计为60.9万人；工学研究生毕业人数为24.8万人，初步估算上述几个专业研究生毕业人数约为9万人；专科层次电子信息大类毕业生46.7万人。三者相加，2020年数字产业化相关专业本专科及以上学历毕业生总量约为117万人，相较于数字产业化每年新增的数百万个就业岗位，仍存在很大缺口。
产业数字化是指应用数字技术和数据资源为传统产业带来的产出增加和效率提升， 是数字技术与实体经济的融合。产业数字化可按三大产业进行分类，即农业数字化、工业数字化、服务业数字化。根据中国信息通信研究院统计， 我国每年新增产业数字化就业岗位2200多万个。产业数字化最大的挑战还是数字人才的短缺，主要体现在：（1）缺乏信息技术硬件设备操作及其维护方面的应用型人才；（2）缺乏精通数字技术与实体经济相融合的农业数字化、工业数字化、服务业数字化方面的专业人才；（3）缺乏推动产业经济数字化转型、改造、创新的创新型人才。
加快推进数字经济相关专业的教学数字化，就是充分发挥在线教育的优势，满足在校大学生和社会成员提升其在数字经济领域的适应力和职业发展能力的需求，促进数字经济领域专业人才的培养培训工作。为此，高校要加快推进人工智能、大数据、区块链、云计算、物联网、工业互联网、网络安全等相关专业，高端芯片、操作系统、人工智能关键算法、传感器等关键领域，以及农业数字化、工业数字化、服务业数字化相关专业的教学数字化。
（二）探索数字化背景下创新人才培养模式
“ 十四五” 规划纲要提出，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，完善国家创新体系，加快建设科技强国。2021年中央网络安全和信息化委员会印发的《提升全民数字素养与技能行动纲要》提出，到2025年， 全民数字化适应力、胜任力、创造力显著提升，全民数字素养与技能达到发达国家水平。因此，探索数字化背景下创新人才培养模式，加强学生数字素养教育，是顺应数字时代要求，提升国民素质，提高学生数字生活能力、数字学习能力、数字工作能力、数字创新能力的关键举措。
一是聚焦量子信息、光子与微纳电子、网络通信、人工智能、生物医药、现代能源系统等国家科技创新前沿领域， 构建基础理论、技术设计、数字制造、实习实训全过程的数字化教学体系， 丰富相应的数字教学资源，包括数字课程、教学视频、多媒体课件、技术设计平台、虚拟仿真实验平台等。
二是把数字素养教育融入学科专业的数字化教学中。结合专业知识讲授，注重培养学生的数据管理和统计分析能力、数学建模和软件编程能力、网页设计和网络管理能力、音视频编辑能力、数字设备操作能力等，改变当前专业人才培养与学生核心素养发展、社会发展需求契合度不高，学生创新精神和实践能力培养不足的状况。
三是实施数字技能产教融合工程。围绕集成电路、人工智能、工业互联网、电子商务等数字技术重点应用领域， 深入实施产学合作协同育人项目， 建设数字化、高水平、专业化、开放型的产教融合创新平台和数字技能实习实训基地。通过建设“虚拟仿真实训中心”，服务职业教育实训教学、技能鉴定和竞赛考试等应用需要，从而改变当前职业教育存在的产教脱节、工学分离，学生难以掌握新技术、提升新技能的状况。
四是开展数字技能培训。围绕数字生活、数字工作、数字学习、数字创新等需求，运用视频、动画、虚拟现实、直播等载体形式，对学生开展数字技能培训。鼓励学生参与智慧城市、数字社区、数字乡村建设实践活动，体验人工智能、虚拟现实、大数据、区块链等数字技术的应用，使学生紧跟上社会数字化发展的步伐。
（三）提升数字教学资源平台的服务水平
一是进一步完善平台服务功能。升级教学资源搜索引擎和资源库，系统梳理各学科专业知识体系和知识点间的关系，建立跨学科专业的知识联系。学习者通过快捷搜索， 平台就能提供精准的资源服务， 包括课程讲授、专业知识点介绍，以及相关跨学科知识、科技前沿、应用前景介绍。完善平台的数据收集、分析功能。通过大数据分析， 平台对学习者具有学习路径引导、学习过程干预的作用，并引导教师不断优化改进教学设计、教学内容和学业辅导，实现精准化教学。
二是进一步丰富平台数字教学资源。平台既要提供丰富的课程资源，也要提供开展研究性学习、数字能力训练方面的资源。例如，以问题为导向，训练学生的数学建模、数值分析、文本分析能力以及编程能力； 基于数字多媒体，特别是AR和VR技术，展现各行业的工程设计过程、机械加工过程和密闭工艺流程， 并显示参数变化， 引导学生提出工程问题解决方案； 开展基于虚拟仿真实验教学平台的工程训练， 等等。平台要具有实时采集学习数据的能力， 实现基于动态数据的资源更新。
三是加快研发适用于教学资源平台的多租户技术、海量数据处理技术、多维数据分析推送技术，使各类教学资源如在线课程、试题库、教学课件资源库、多媒体教学视频库等以“共享型数据库”存储在云端的数据库中，实现平台数据海量存储和处理，以及教学资源的精准推送。
（四）探索教学数字化新范式
数字技术改变了人才培养的时空环境，不但驱动了教与学形态、方法的改变，而且通过物理空间、数字空间的相互交汇， 改变了人们传统的知识构建与知识创新的途径。随着信息技术与教学的进一步融合，数字教学资源平台的不断完善，教学数字化新范式一定会探索建立起来。需要说明的是，探索教学数字化新范式， 主要目的不是要研究应用哪些信息技术形成新的教学形态，而是探索通过信息技术的应用提升教学质量的有效途径。在这一过程中，教师仍然是最重要的教学资源，教学数字化不可能削弱教师的重要作用，但会对其提出更高的要求。
（五）构建服务全民的终身学习体系
截至2021年12月，我国网民规模达10.32亿，互联网普及率达73.0%，其中手机网民规模达10.29亿。数字化浪潮深刻影响着我国社会生活的方方面面。中共中央、国务院印发的《中国教育现代化2035》提出， 构建服务全民的终身学习体系， 建设更加开放畅通的人才成长通道，开展多类型多形式的职工继续教育。“十四五”规划纲要指出，发挥在线教育优势， 完善终身学习体系，完善注册学习和弹性学习制度，建设学习型社会。各级各类数字教学资源平台建设，将为终身学习提供丰富的学习资源和有针对性的学习指导，极大地满足自学者的需求， 为实现人人皆学、处处能学、时时可学的全民终身学习目标创造了条件。
在终身学习体系建设中， 应进一步完善高等教育自学考试制度。我国高等教育自学考试制度创建于1981年。自学考试是对自学者进行的以学历考试为主的高等教育国家考试， 由政府授权的考试机构代表国家行使考试权，按照国家规定的要求和标准，面向全体自学考生实施严格的国家考试。其考试结果国家承认，所取得的毕业证书是国家承认的学历文凭。作为成人继续教育（包括成人高考、自学考试、开放教育、网络教育）的一种主要形式，自学考试覆盖的人群面广量大（ 包括在校大学生） ， 2020年全国本专科在档考生人数达到3750万人，报考科次达到1395万，本专科毕业生42.4万人。因此，探索建立数字化时代的自学考试体制与机制，有利于丰富高等教育的供给主体构成以及教育类型和形态，增加学习者的选择性，形成良性互动的网络化、数字化、个性化、终身化的学习体系。
作者为高等教育出版社编审
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