信息技术在教育中的应用史

一、信息技术在教育中的应用史

1.国外发展史

（1）计算机在教育中的早期应用

以计算机和网络为标志的信息技术在教育中的应用堪称人类教育发展史上的一场伟大革命。这场革命的源头可追溯到20世纪40年代至60年代的美国，以美国1946年第一台电子计算机的问世和1969年因特网的创建为标志。尽管因特网（前身被称为阿帕网）最初的研制目的是出于军事需要，但这项技术不久便为科研和教育部门所采用。

①计算机在教育领域的最早应用。1950年，美国宾夕法尼亚大学和麻省理工学院开始进行数字模拟计算机研究，用计算机模拟驱动飞行仿真器（computer-driven flight simulator）来对飞行员进行单项训练。经过多年的努力1960年终获成功。1964年生产出第一批商业用数字式飞行仿真器产品。

②计算机在基础教学领域的最早应用。1954年，数据处理用的大型机IBM702与中小型计算机IBM650先后制成成功，计算机的逻辑元件采用电子管，主存储器采用汞延迟线、磁鼓、磁芯；外存储器采用磁带；软件主要采用机器语言、汇编语言；其主要应用于科学计算。1959年，美国纽约城市小学利用IBM650计算机帮助小学生学习二进制算法（binary arithmetic），被学界认为是计算机在基础教育领域的最早应用。同年，大型晶体管计算机IBM7090问世。次年，高级语言ALGOL—60、COBOL—60文本发表，揭开了计算机在基础教学领域应用的序幕。

③小型机在教学领域中的早期应用。1959年12月第一台PDP 1问世了，它是一台通用晶体管计算机，拥有键盘、显示器，4K内存，每秒运算10万次，该机被应用于教学中，标志着小型机在教学中的首次应用。1966年，美国数字设备公司（Digital Equipment Corporation）在新的矩阵管理模式下推出的首个产品是PDP 8型计算机，它小巧玲珑，价格便宜，可以放在办公桌上，以此优势数以千计的PDP 8被销售给了大学，中学等，标志着小型机在教学领域中的早期大规模应用的开始。

④程序教学运动。一般认为，程序教学最早是由普莱西（Sidney Pressey，1888—1979）创立，后来又经过彼得逊（J.Petersong）等人的加工、改造，逐渐发展演变而成。

1953年，斯金纳（B.F.Skinner，1904—1990）依据其在动物实验中得到的经验，提出了程序教学法并且总结了一系列的教学原则。1954年斯金纳发表了《学习的可续和教学的艺术》一文，提出了实用教学机器能解决许多教学问题，逐步形成了自己的程序教学理论，推动了当时的程序教学运动的发展。

20世纪50年代末到60年代初，是程序教学迅速发展的时期，该时期的程序教学运动具有两个方面的特点:一是各种教学机器纷纷问世，从不具备信息显示装置的简单教学机器，到克劳德（Norman A.Crowder）分支装置那样能对数千个框面的信息进行随机提取的教学机器。二是程序设计广泛开展，并取得了很好的效果。20世纪60年代后期，程序教学运动开始衰退。

⑤问题解决运动。美国麻省理工学院终身教授，教育信息化奠基人西蒙·派珀特（Seymour Papert），于1968年发明了一种专门用于教学的计算机程序语言——LOGO，标志着问题解决运动的开始。

问题解决运动强调计算机环境的创造力，在计算机环境里，学生把计算机用作一种思维的工具，从而引导学习者解决问题。它的基本流程是:“思考问题—算法—编程实现—控制（仿真）机器人的动作外化问题解决结果—问题解决结果—反思问题解决的思路与过程”⁽¹⁾，通过该过程来激发学习者的深层次思考和对相关问题的深度探究，而利用信息技术激发和支持学习者的深层次思维是最具潜力和吸引力的信息技术应用方式之一。

（2）计算机辅助教学系统

①第一个计算机辅助教学系统——柏拉图系统。1960年，美国伊利诺大学的唐·贝泽（Donald L.Bitzer）和查莫斯·谢文（Chalmers Sherwin）合作研制出第一代柏拉图系统（PLATOI），全称为“用于自动教学操作的编程逻辑”（Programmed Logic for Automatic Teaching Operations），此系统被世人公认为第一个专门的计算机辅助教学系统，也是计算机技术与教学方式结合的最初尝试。PLATO使用一种称为TUTOR的专门语言来写教学软件。根据斯金纳的行为学习模式设计学习过程，PLATO成为第一个交互式教育网络和第一个在线群体的家园，其使用的显示器也是平面电视的先驱。

②IBM1500辅助教学系统与课件概念的产生。被誉为计算机辅助教学研究鼻祖之一的美国斯坦福大学的帕特里克·素帕斯（Patrick Suppes）教授对IBM1500和PDP 1在教学中的应用开展了广泛深入的研究和开发工作。1966年，美国斯坦福大学和IBM公司合作开发出“IBM1500辅助教学系统”，该系统使用“课程开发器”（Coursewriter）编制课程，这些课程被称为课件（Courseware）或教学软件（Instructional Software），课件和教学软件的概念即起源于此。此系统除了为正常人开设教学课程外，还为聋哑人等特殊学生设计课程。

图10-1　70年代的犘犔犃犜犗教室⁽²⁾

图10-2　帕特里克·素帕斯教授的主页⁽³⁾

③SCHOLAR计算机辅助教学系统。1970年，美国卡博内尔（J.R.Carbonell）为教授南美洲地理而研制SCHOLAR系统，这是一个智能型计算机辅助教学系统（ICAI）。SCHOLAR系统具有较强的自然语言理解能力和逻辑推理能力，允许学生与计算机进行较为自由的对话。它以大量的描写事实和概念的信息单元组成数据库，并按照这种信息单元的含义及其相互关系构成语义网络，使用苏格拉底对话方式进行教学，并能通过推理机制生成对学生的提问及对学生的应答作出相应的评价，且能设法诊断出学生的错误概念，然后引导学生自己去纠正错误。

④TICCIT计算机辅助教学系统。1972年，美国犹他州立大学教育技术系主任，当代著名教学设计理论家戴维·梅里尔（M.David Merrill）教授和德克萨斯大学的邦德森教授（Vic Bunderson）等人设计开发了TICCIT（Time‐shared Interactive Computer‐Controlled Instructional Television）系统。它是一款以学习者为中心并能自行控制的教学设计创作型系统。

在TICCIT系统设计和开发的过程中，梅里尔教授将基本呈现形式中所涉及的规则、范例以及实践理念应用于TICCIT系统，并在此基础上增加了“简单（easy）”、“困难（hard）”以及“帮助（help）”功能按钮，以帮助学生自主选择需要的帮助以及帮助的程度。依靠这些按键，TICCIT成为当时唯一允许学生不仅可以控制学习内容，而且可以控制学习策略的教学系统。

（3）微型计算机在教育领域的应用

①计算机系统进入中小学。20世纪70年代后期，基于大型机和基于小型机开发的计算机管理教学系统和计算机辅助教学辅助系统陆续进入中小学。而由于当时大多数教师对提供教学的计算机系统知之甚少，在课程开发方面也没有发言权，所以教师并不欢迎这些计算机辅助教学系统。而且人们开始逐渐认识到计算机不可能像变革商业领域的办公形态那样从根本上变革课堂教学的形态，因此，那一时期人们对计算机辅助教学的态度从开始的狂热追逐回归到现实的平静，开始追求易学、易用、实用的计算机辅助教学系统。

②第一台微机进入中小学。1977年，个人微型计算机Applen、RET、TRS80问世。同年，第一台微机进入中小学，标志着教学中计算机的应用开始从大型机、小型机转向微型机的桌面办公系统。1981年，美国IBM公司进入个人微型计算机市场，并开发了16位机，率先进入微型机的高级机时代，从而奠定了微机在基础教育领域广泛应用的基础。

③自制微机课件热潮。20世纪80年代初，美国明尼苏达教育计算机科学联盟得到自然科学基金的资助，开始大量制作和提供课件，其他教育软件公司也相继成立，出现了教育软件出版的高潮。由于微型计算机的操作难度逐渐降低，这就使得许多一线教师有能力、有兴趣开始学习计算机及其各种应用软件，并逐步熟知，从而在计算机应用方面逐步获得了发言权。这一时期，教师参与课件设计的热情很高，美国等发达国家也曾兴起过教师参与课件编制的热潮。但经过时间的推移和计算机应用的深入，教师逐渐认识到要想编制出专业级的课件几乎不可能，除了需要花费更多的时间、精力，而且对专业知识要求非常高。在此背景下，教师们参与课件编制的热潮逐步降温⁽⁴⁾①

（4）计算机素养运动

①计算机素养的最初定义。1972年，阿瑟·列尔曼（Arthur Luehrmann）在美国波士顿教育大会上第一次面向中小学提出“计算机素养”的概念，被人们称为计算机素养之父。他提倡将编程作为计算机素养的核心。列尔曼写道:“要想告诉计算机你想干什么，你必须能和它交流，因此，你就需要学习一门计算机语言，用它写下你的想法，检查、交流、并改进你的想法”。⁽⁵⁾对于许多教育工作者来说，计算机素养和编写程序成了同义词。因此，当时的计算机素养主要被用来界定编程技能及诸如文字处理等其他计算机操作基本技能，其中，计算机编程在计算机素养中占有更为重要的地位。而微机开始进入教育领域时，实际上并没有足够的软件可用，唯一可用的是机器固有的BASIC编程语言。因此，计算机素养运动是以当时学校开始学习编程开始的。

②计算机素养的新内涵。1974年，美国信息产业协会主席泽考斯基（Zurkowski，Paul G.）在报告《信息服务的环境、关系和重点》中首次提出“信息素养”一词。他认为“在如何将信息资源应用到工作中这一方面得到良好训练的人被称为具有信息素养的人。有信息素养的人已经习得了使用常见信息工具和主要信息来源的技术和能力，以形成信息解决方案来解决他们面临的问题”。它主要包括文化素养（知识层面）、信息意识（意识层面）和信息技能（技术层面）三个方面。1990年，美国成立了由75个教育部门组成的名为信息素养论坛（the National Forum on Information Literacy，简称NFIL）的组织，其宗旨是提高全球和全美的信息素养意识，鼓励各种获得信息素养活动的开展。两年后，美国图书馆协会给信息素养下了新定义:信息素养是人能够判断确定何时需要信息、并能够对信息进行检索、评价和有效利用的能力。由此可见，信息素养扩大了计算机素养的内涵。

为了让计算机在教育中发挥更大的作用，教师开始关注应用软件，引发了前面所讲的教育软件开发的热潮。同时，计算机素养课的内容和教育模式也开始发生转变，编程语言和计算机历史等枯燥的内容纷纷让位于文字处理、数据库和电子表格等操作性实用性强的应用软件教学，计算机开始慢慢贴近学生和教师的生活与学习。

（5）整合学习系统

信息技术与课程整合的目的是改善学习。20世纪80至90年代，在应用计算机开展教学的过程中，大多数教师和学者们认识到从教学的有效性来看，网络系统比单机效益更高。因此，教育技术开发商开始研制网络版的辅助学习系统，统称为“整合学习系统”⁽⁶⁾。这些系统均通过一个中央服务器联成网络并通过服务器统一提供课程、资源和进行其他核心控制，而且根据学习者的需要直接面向学习者提供内容演示、过程模拟、并支持学习者的实验和探究等等。在当时的整合学习系统中，数字化学习初具雏形，标志着信息技术在教学中的应用开始了从计算机辅助教学向数字化学习的范式转型。但由于那个时代因特网还没有普及，这些系统当时大多只与提供商的服务器联网，而不是基于因特网的开放式的在线学习，应用性非常狭窄，这种局面一直到21世纪到来后，随着网络的普及而逐渐被改变。

2.我国发展史

我国中学的信息技术教育始于20世纪70年代末，起步应该说还算比较早，但由于各方面原因的制约和限制，徘徊的时间较长，发展也不够均衡。总体来看，我国中学信息技术教育的发展共分为三个阶段:信息技术课程、课程整合、网络教育。

（1）信息技术课程

信息技术课程阶段从20世纪70年代末、80年代初开始，重点是计算机学科教学。1982年9月，国家教育部决定，在北大附中、清华附中、北师大附中、复旦附中、华东师大附中进行计算机选修课教学的试点，开创了校内计算机教育的历史。

1984年，在邓小平同志“计算机的普及要从娃娃做起”指示的鼓舞下，全国掀起了“微机热”，计算机教育也呈现出蓬勃发展的新局面。当年，全国就有十所中学开设了计算机选修课。次年，全国各省市自治区都有不少学校开设了此课程，有的学校还将其作为必修课。

1986年，在福建召开的第三次全国中学计算机教育工作会议，制定了发展我国中学计算机教育的指导方针，通过了《普通中学电子计算机选修课教学大纲（试行）》，据此编写出版了全国通用教材。次年，正式颁布了《普通高中电子计算机选修课教育纲要》。

当时计算机教育的主要目标是让学生学习和掌握信息技术的基础知识与基本技能。课程内容从开始的以程序设计为主到后来逐步增加了应用软件的操作与使用。经过多年的发展，课程的名字已由计算机课改成涵盖面更为宽泛、与国际接轨的“信息技术课程”。

（2）课程整合

课程整合阶段从20世纪80年代中后期开始，重点是计算机辅助教学与计算机辅助管理。主要应用是开发教学软件、课件和教育教学管理软件，将计算机与教育教学相结合。目的是通过学科课程把信息技术与学科教学有机地结合起来，将信息技术与学科课程的教与学融为一体，将技术作为一种工具。信息技术与课程的整合主要有三个方面:信息技术课程与其他学科之间的整合；课堂教学和社会问题的整合；信息技术课程内各模块知识之间的整合。通过整合来提高教与学的效率，改善教与学的效果，改变传统的教学模式。

（3）网络教育

网络教育阶段从20世纪90年代中后期开始，重点是网络化教育。2000年10月25日召开的全国中小学信息技术教育工作会议，是信息技术教育发展中的一个里程碑。教育部长陈至立在会上作了题为《抓住机遇，加快发展，在中小学大力普及信息技术教育》的报告。会议印发了《关于在中小学普及信息技术教育的通知》、《关于在中小学实施“校校通”工程的通知》和《中小学信息技术课程指导纲要（试行）》三个重要文件。会议决定:从2001年起用5到10年的时间在全国中小学基本普及信息技术教育，努力实现基础教育跨越式发展⁽⁷⁾:

①2005年前，所有的初级中学以及城市和经济比较发达地区的小学开设信息技术必修课，并争取尽早在全国90%以上的中小学校开设信息技术必修课；

②2005年前，争取使东部地区县以上、中西部地区中等以上城市中小学都能上网，这些地区的中小学生都能够学会使用网上资源，学习运用基于网络技术的现代远程教育资源自主学习；

③2005年前，使更多的教师能够利用网上教育资源，利用现代信息技术手段进行教学，提高教育教学质量；

④2005年前，在西部地区及中部边远贫困地区的县和县以下的中学及乡镇中心小学普遍建立远程教育接收站，通过中国教育卫星宽带网接收系列的优秀教学课和丰富的课程资源，使这些地区广大中小学生能够接受到高质量的基础教育；

⑤2010年前，争取使全国90%以上的独立建制的中小学校都能上网，不具备上网条件的少数中小学校也可配备多媒体教学设备和教学资源。

网络教育的应用主要是建设多媒体网络教室、校园网，实施校校通工程；对学生开设网络课程；建设网络教育资源库；研究基于网络的教学模式；探索基于网络的研究性学习；试验完善远程教学模式等。虽然目前仍处于积极探索实验性阶段，但发展十分迅速，并前景广阔。