教育信息化2.0:中小學教學信息化建設與應用評價體系教育信息化綜合指數的構建及應用研究|邢單霞 吳砥 陽小 盧春
黨的十九大報告提出要辦好網絡教育，這是黨的全國代表大會報告首次對教育信息化作出部署，也標志著我國教育信息化全面進入新時代。
2018年，教育部印發《教育信息化2.0行動計劃》，提出新時代賦予教育信息化新的使命，也必然帶動教育信息化從1.0時代進入2.0時代。教育部副部長杜占元在2018年全國教育信息化工作會議上表示：“全力寫好教育信息化奮進之筆，努力讓教育信息化2.0變為現實。”
在教育信息化2.0階段，通過開展教育信息化評估準確了解區域教育信息化發展現狀，是教育行政部門制定教育信息化政策、推動教育信息化發展的重要支撐。文章在借鑒社會領域的各類發展指數和探索性研究的基礎上，構建了教育信息化指數。該指數由基礎設施、數字教育資源、教學應用、管理信息化、機制保障等五個維度指數構成。該指數用于反映區域層面教育信息化綜合發展水平，以此為基礎對中部H省份開展了實證研究。
準確評估教育信息化發展水平有利于保障教育信息化持續快速發展，這是我國教育信息化發展進程中必須考慮的重要問題。特別是面向區域的評估結果可以為下一階段制定戰略規劃和科學調配資源提供重要的依據[1-2]。國務院教育督導委員會在2014年和2016年開展了全國范圍的教育信息化工作專項督導檢查并頒布了相應的評估報告。《教育信息化十年發展規劃(2011—2020年)》提到，“完善和發展教育信息化發展水平的評估類指標等系列標準規范”[3]。《教育信息化“十三五”規劃》指出，“要制訂針對區域、學校信息化水平的評價指標體系和評估辦法，將相關評估納入教育督導工作”[4]。《教育信息化2.0行動計劃》中也強調，“要全面開展面向區域教育信息化的督導評估和第三方評測”[5]。評估成為了解各地區和各級各類學校發展教育信息化的效率、效果和效益，有效推動教育信息化發展的重要驅動力[6]。指數作為一種創新性量化評估方法，相比于單一的評估指標而言，是評估教育信息化發展水平的有效工具。本研究基于社會領域各類發展指數和探索性研究構建了教育信息化指數，該指數以指數理論為指導、以大數據為基礎、以服務利益者需求為目標，旨在綜合評估教育信息化發展水平。
一、指數的構建研究
20世紀60年代，社會發展領域的“指數”運動逐步興起，至今已經歷50年的發展歷程[7]。最初，社會指數的研究主要用于審核或報告社會政策的完成及達標情況，對政策實施的過程和效果可以形成積極的影響[8]。指數作為反映社會經濟的動態或計劃完成情況的一個相對數[9]，按所反映現象的范圍不同可以分為個體指數和綜合指數[10]。個體指數是反映個別現象數量變動的相對數，綜合指數則可以綜合反映復雜現象總體數量變動情況，同時，比單一指標更容易理解。當多個指標按數學模型匯聚成一個單一數值時，就會形成綜合指數。本文所構建的教育信息化指數是一個綜合指數，主要由基礎設施、數字教育資源、教學應用、管理信息化、機制保障等五個維度指數構成。
綜合指數的構建方法及一般理論已廣泛應用到信息化、教育、電子政務等各個公共領域當中，其中，影響力較大的有信息化發展指數(ICT Development Index，簡稱IDI)[11]、教育發展指數(The Education for all Development Index，簡稱EDI)[12]、網絡就緒指數(Networked Readiness Index，簡稱NRI)[13]、人類發展指數(Human Development Index，簡稱HDI)[14]、電子政務發展指數(E-Government Development Index，簡稱EGDI)[15]等。經合組織(OECD)歸納總結了綜合指數構建的一般流程，主要包含以下幾個步驟：第一，編制理論框架，明晰綜合指數的要素。第二，選擇代表性指標，根據指標可靠性、可測量性及其與所測量對象的相關性以及數據的可用性等因素選取指標。第三，估算缺失數據，構成完整的數據集。第四，多變量分析，采用多變量因素分析等方法確定編制指數所使用的數據集。第五，數據標準化，根據指標量綱和單位合理選擇合適的數據標準方法，保證計算結果的可比性。第六，指數合成，依據指數構建的理論框架和數據屬性，選擇加權方案和指數合成方法。第七，不確定性和敏感性分析，明晰綜合指數構建過程中所有可能的不確定性因素，確定各因素對綜合指數或排名的影響程度。第八，返回原始數據，分析綜合指數中各維度指數的重要性。第九，指數相關性分析，通過回歸分析等方法探究綜合指數與其他變量的關系。第十，綜合指數可視化，借助圖形化手段，清晰有效地傳達與溝通信息，增加綜合指數的可解釋性。
教育信息化是教育發展領域的重要組成部分，國內外相關學者正積極開展對教育信息化指數的研究和探索。韓國學者Aoki等人采用線性加權模型測算了中小學學校的教育信息化的綜合指數[16]。我國此類研究目前主要聚焦在評估指標和方法兩個方面。在評估指標方面，王珠珠等構建了中小學教學信息化建設與應用評價體系[17]。吳砥等提出一套宏觀通用的教育信息化核心指標體系[18]。在評估方法方面，盧春等采用綜合指數法對教育信息化發展水平進行了評估[19]。劉鵬圖采用層次—模糊綜合評價法對教育技術工程建設的情況進行了評價[20]。丁金龍應用逐層計算的方法測算出教育信息化的總體指數[21]。徐顯龍運用生產函數方法計算教育信息化就緒指數，對基礎教育信息化發展水平進行了評測[22]。宋亦芳基于國家信息化發展指數測算公式計算出了城市社區教育信息化發展指數[23]。
二、教育信息化指數構建研究
教育信息化指數是反映不同時間或空間條件下教育信息化變動方向和變動程度的相對數。本文采用綜合指數法構建教育信息化指數，指數值越大，代表教育信息化的發展水平越好。
圖1 教育信息化指數評估框架
參考國際典型評估項目經驗和發達國家教育信息化評估框架[24-26]，以及國外學者典型的評估模型[27-30]，同時考慮《教育規劃綱要(2010—2020)》對教育信息化提出的要求和核心發展目標，綜合教育信息化關鍵因素層級關系[31-34]，構建了包含五大維度和四大層次的指數評估框架，如圖 1所示。框架構建依據宏觀通用性原則，提取基礎教育信息化的共性內容形成五大維度，分別是基礎設施、數字教育資源、教學應用、管理信息化、機制保障[19，35]。包括學校多媒體教室比例、師生信息化終端數等基礎設施建設情況，學校校本資源庫、網絡學習空間等數字教育資源建設情況，網絡空間應用、教師曬課等教學應用現狀，管理數據應用、學校網絡安全系統等學校管理信息化情況，以及信息化經費投入、教師信息化培訓等機制保障建設情況。四大層次為參與人員、資源環境、應用服務、綜合評價。參與人員層主要包括學校領導、行政管理人員、信息化專職人員、教師和學生等主體，他們的應用能力、信息素養、協同能力都影響著學校信息化的應用水平。資源環境層是指服務于教育教學的信息化支撐環境，既包括硬件環境，也包含覆蓋教學和管理的信息系統與資源平臺，共同構建成完整的學校信息化教學環境。應用服務層主要包含信息技術輔助的各項教學教務環節，例如，數字校園管理、校務管理、教師研修、課堂教學等，相關內容為提升教學效率效果、實現校園管理現代化提供了重要支撐。綜合評價層主要關注基礎教育教學、教研、管理和服務四個核心業務，各參與主體在學校信息化環境支撐下有效應用各類數字資源和平臺，服務于各教育教學環節，最終實現學校教育質量的整體提升。基于教育信息化指數評估框架，遵從指標設計的全面性、可獲得性和可擴展性等三個基本原則，并結合專家的意見，構建了含31個二級指標在內的教育信息化評估指標體系，見表 1。
表 1 教育信息化評估指標體系
本指標體系中所有指標均為正向指標。為方便數據比較，本文采用對數法對所有指標進行標準化處理，將2018年中部H省教育信息化各指標中間值設為50，二級指標的原始值為Xt，不同地區各指標標準化后的值Zij為：
(1)
在權重確定上，采用基于博弈論的組合賦權法確定各指標的權重。該方法有效避免了單一權重系數夸大權重系數大的因素和掩蓋權重系數小的因素的缺點，一方面兼顧教育信息化專家經驗決策的科學性、合理性和必要性，另一方面也保證了評估對象各指標的客觀性及權重隨時間漸變的特性[36]。綜合采用德爾菲法(Delphi)和CRITIC客觀賦權法這兩種主客觀賦權來確定指標體系的權重。首先采用德爾菲法對16位教育信息化領域的管理專家、校長進行了2輪現場咨詢和2輪在線(郵件)咨詢，得到各指標的主觀權重u1。再利用CRITIC法計算客觀權重u2。CRITIC指標賦權過程中指標間的沖突性越小，權重越小;沖突性越大，權重越大。對主、客觀權重進行一致性檢驗后，構造主、客觀權重向量集U，如公式(2)所示：
(2)
為了找到最優權重向量u*，需要在若干權重間尋找契合點，通過優化權重系數α1和α2，使得權重集U與權重向量u1和u2間的離差值極小化，如公式(3)所示：
(3)
將公式(3)簡化可得到公式(4)：
(4)
其中u1、u2均已知，解方程組(4)，可得到α1和α2，標準化后得到指標體系的權重系數α*1和α*2。最后得出組合權重為：
(5)
在指數合成上，本文參考采用了UNSECO測算教育發展指數(Education Development Index，EDI)[37]的計算方法測算教育信息化指數和各維度指數。具體測算公式如下：
(6)
(7) 其中，i為教育信息化維度指數的分類個數，n表示一級指標的個數，m表示一級指標對應二級指標個數，Zij為第i個一級指標下對應的第j個二級指標的標準化后的值，u*ij表示第i個一級指標下對應的第j個二級指標的權重值，且
，u*i表示第i個一級指標對應的權重值，且
。IEDI(ICT in Education Development Index)表示教育信息化指數數值，DI(Dimension Index)表示教育信息化維度指數數值。
三、教育信息化指數的實證研究
基于構建的教育信息化評估框架及指標體系，編制了中小學校信息化發展狀況調查問卷(2018年)，并于2018年5月在中部H省13個地市開展了調研。根據H省《城鎮體系規劃》將地市劃分為三類，即省會城市(A)、省域副中心城市(B)以及周邊城市(C)[38]。為保證樣本的代表性，每個參與調研的地市中小學數量占該地市學校比例不低于65%，最終回收問卷5968份，其中有效問卷數量為5285份，見表 2。
表 2 調研省份學校分布情況
根據教育信息化指數編制方法，測算得到13個地市基礎設施、數字教育資源、教學應用、管理信息化、機制保障五個維度指數和教育信息化指數，具體見表 3。為了方便對比研究，表3中，地市按指數由高到低排序。對各地市的教育信息化指數和維度指數進行排名比較，發現并不是所有地市的維度指數和指數排名都一致(-)，有部分地市維度指數排名高于指數排名(↑)，或低于指數排名(↓)。教育信息化的發展與地區經濟發展緊密相關，經濟發展水平較高的地市教育信息化投入也相對較大，其公共信息化基礎設施對教育信息化的支撐能力也相對較好，本研究對教育信息化指數排名與地區生產總值(GDP)[39]排名進行了比較分析，從側面驗證指數構建的合理性與科學性。
表3 各地市教育信息化指數、GDP排名情況
(一)全面普及網絡學習空間是破解數字教育資源困境的有效途徑
目前我國正在積極推動網絡學習空間的普及，探索以應用促進區域教育均衡發展的新模式。要求將空間打造成為各級各類學校、全體教師和適齡學生教育信息化應用的主要入口。網絡學習空間建設與應用對全面推進“網絡學習空間人人通”，實現地區教育信息化均衡發展具有重要意義[40]。網絡空間更成為優質數字教育資源建設、共享、應用的主渠道。對比各地市維度指數發現，數字教育資源維度差異系數最大，地市間發展極不均衡，成為各地市教育信息化發展的短板。尤其體現在學校空間和學生網絡學習空間開通比例這2個指標上。在學校空間開通上，A1作為H省省會城市達到86%，而該指標排名末尾C4、C6兩個地市開通比例均不足8%。在學生網絡學習空間開通上，同樣僅有省會城市A1和省域副中心城市B1、B2普及情況較好，均達到50%以上。學校和學生的網絡空間開通率偏低，將難以發揮學習空間對學生創新學習和教育現代治理的主渠道效應，難以實現跨班級、跨學校、跨區域的開放式共享服務。各地區應制定有效的激勵機制，鼓勵學校建設網絡學習空間以推動信息技術與課程的深度融合;教師利用網絡學習空間開展網絡教學、教研，實現優質數字教育資源的共建共享;學生能夠充分發揮學習主觀能動性，利用網絡學習空間實現學習方式的多元化。
(二)補齊數字教育資源和基礎設施短板是實現區域內部均衡的首要任務
教育信息化均衡是實現教育公平的基礎與前提，促進地區教育信息化均衡發展是現階段我國教育信息化深入發展的核心任務[41]。省域層面，教育信息化均衡發展目標正在由基本均衡向優質均衡過渡，一方面需要鼓勵發達地區的先行創新，另一方面還要通過提升發展、補齊短板的方式應對和解決區域間不均衡的客觀狀況。中觀層面，教育信息化均衡發展最終要把縮小地市間發展差異和實現各維度均衡發展兩方面一起抓，實現可持續提升和優質均衡發展。通過對比省域內各地市各維度指數的差異系數發現，數字教育資源和基礎設施兩維度地市間的差異最為突出。同時，橫向對比各地市內部五大維度指數之間的差異值發現，教育信息化發展后位地市五大維度間的不均衡情況較為明顯，其發展短板同樣集中在數字教育資源和基礎設施兩方面，其指數平均值僅為39.64和43.56，但其機制保障指數相對較高，平均指數值達45.90，表明其在經費投入、培訓安排和專職人員配位上情況較好。可以借助其保障機制的前期積累，落實政策文件中對教育信息化經費投入比例，重點保障多媒體教室的升級換代和學校無線網絡建設，搭建良好的智慧學習環境，滿足學習者泛在學習需要，使校園信息化建設朝著更為先進智能的“智慧校園”邁進。同時，后位發展地市還應充分利用好學校信息技術專職隊伍優勢，建設優質校本資源庫，實現優質教育資源融合創新應用，從而輻射帶動周圍學校，以地市內教育信息化均衡發展逐步實現區域內整體均衡。
四、教育信息化指數的應用與完善
本文在借鑒社會領域的各類發展指數和探索性研究的基礎上，提出了教育信息化指數構建的方案。根據指數的框架結構和測算方法，測算了中部H省份各地市教育信息化指數并進行了橫向比較分析。
教育信息化指數測算過程使用的指標體系和評測方法是一個不斷“研究—測試—修正”的過程。基于實證研究發現，教育信息化指數測算可以從以下三個方面進一步發展和完善，一是要進一步樹立科學的教育信息化發展觀，使教育信息化指數指標體系能夠反映和體現教育信息化各參與者的現實需求，包括管理部門、學校、學生、家長等;二是融入大數據的基本理念和技術，形成依賴教育數據驅動、強調信息技術與學科融合創新應用狀態描述等特征于一體的教育信息化評估體系，增加評估的精確性、即時性、開放性，強化評估的預警與預測功能;三是增強國際化研究視野，通過國際比較研究增加代表教育信息化未來發展方向的前瞻性觀測指標，方便開展發展水平國際比較研究，準確定位我國教育信息化整體發展階段和國際發展差距，為教育信息化發展現狀的監測評估設立國際坐標。
作者：
邢單霞 吳砥：華中師范大學 國家數字化學習工程技術研究中心， 湖北 武漢 430079;
陽 小：華中師范大學 湖北教育信息化發展研究中心， 湖北 武漢 430079;
盧 春：華中師范大學 教育部教育信息化戰略研究基地(華中)， 湖北 武漢 430079)本文發表于《電化教育研究》2020年第1期，轉載請與電化教育研究雜志社編輯部聯系(官方郵箱：dhjyyj@163.com)。
引用請注明參考文獻：吳砥，邢單霞，陽小， 盧春.教育信息化指數構建及應用研究[J].電化教育研究，2020，41(1)：53-59.
【參考文獻】
【作者簡介】 吳砥(1978—)，男，湖北洪湖人。教授，主要從事教育信息化區域評估方向的研究。E-mail：wudi@mail.ccnu.edu.cn。盧春為通訊作者，E-mail：luchun_et@163.com。
基金項目：國家社科基金全國教育科學規劃一般課題“我國基礎教育信息化發展指數構建及應用研究”(課題編號：BCA180091)
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《電化教育研究》創刊于1980年，是我國教育與電教界的學術理論園地和權威性刊物，素有“中國電化教育理論研究基地”之稱譽。主要研究現代教育前沿問題，服務全國教育教學改革;關注國內外信息化教育理論的創新。
《電化教育研究》開設的欄目主要包括理論探討、網絡教育、學習環境與資源、課程與教學、學科建設與教師發展、中小學電教、歷史與國際比較等。
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