生态学视角下数智教育的本质解析与发展路径探究

　　从生态学视角理解数智教育，需首先明晰这一“新物种”的本质特征及其生态属性。数智教育概念的形成经历了从信息技术教育、教育信息化、数字教育到数智教育的演化过程，代表了教育数字化发展的高级阶段。基于已有理论研究和实践调研，本研究将数智教育界定为：以人工智能、大数据、云计算为代表的数智技术与教育教学各环节有机融合，重塑教育教学结构，推动教育教学模式深度变革，促进学生个性化学习、泛在学习，助力学生核心素养的发展的新型教育。深入剖析数智教育本质，需从理念、内容、教学范式、评价四个维度进行生态学解析。　　（一）数智教育理念的人本性　　以人为核心、促进师生发展是对“数智教育应然”的理性认识和客观要求。在生态位理论框架下，这一理念确保了数智教育生态中各要素的合理定位：学生生态位由被动接受者转变为主动建构者，教师生态位转向学习设计者、引导者和促进者，数智技术则形成独特的辅助性生态位，成为师生发展的有力支持。数智技术融入教育教学各环节，使得学生学习更加个性、自主、泛在，学习体验更好、效果更优，同时，减轻教师不必要的机械重复的工作负担，充分彰显教师之为人师的情感性、人文性和创造性，让教学效率更高，效益更好，更有温度，更加凸显教育过程的精神品质。这种“通过人、依靠人、为了人”^[12]的价值取向构成了数智教育生态系统的核心调控机制，确保技术服务于人的发展，而非反之。　　（二）数智教育内容的素养导向性　　数智教育内容的选择、呈现方式以培养学习者核心素养为基本取向，体现了教育系统对数字时代的主动适应。正如达尔文（Darwin）适应性理论所阐释的，生物为适应环境变化而发展出特定的结构和功能。数智教育内容的素养导向性正是教育生态系统对数智时代社会需求的适应性响应。这种适应表现为两方面：一是在跨学科学习、项目化学习等主动探究、协作互动过程中培育对问题的分析、评价和创造能力，以及社会情感能力、创意设计能力、领导力等综合素养。二是强化数据思维、数据意识、数智技术应用、数智伦理等数字时代特定素养。　　（三）数智教育过程的融合性　　数智教育过程的融合性体现生态学中的“共生关系”原理，构建了“人—机—环境”三者间的互惠共生模式。这种融合突破传统教学的时空限制和环节割裂，形成全场景、多模态、跨边界的泛在教学范式，具体表现在三个层面：一是物理空间融合，实现线上线下、室内室外、虚拟现实等多维学习场景的有机统一；二是技术融合，将人工智能、大数据、云计算等数智技术无缝嵌入教学全过程；三是人机融合，遵循“把教学交给机器、把育人还给老师”^[13]的原则，充分发挥人工智能和人类智能的互补优势。正如生态系统理论所强调的，系统各组分间的相互关联与相互作用是系统功能发挥的基础，数智教育正是通过构建多元融合的生态关系网络，实现教育功能的拓展与优化。　　（四）数智教育评价的过程性　　数智教育评价的过程性对应生态学中的“反馈调节”机制，它通过持续的数据采集、分析和即时反馈，形成“教—学—评”一体化的适应性循环系统。与传统静态、终结性评价不同，数智教育评价呈现四大特征：一是多维度性，关注学生知识、态度、能力、情感、思维等全面表现；二是全历程性，采集学习各阶段数据，立体呈现学习状态；三是即时性，通过教学平台无痕采集教学数据、形成诊断结果；四是调控性，实现“评价即反馈，反馈即调控”的闭环机制。这种过程性评价帮助教师利用评价数据调整教学策略，学生借助反馈改进学习方法，系统整体保持最优运行状态。

　　与上述数智教育的生态特性相适应，数智教育的实施依赖于一系列相互支撑的生态环境要素，缺少任何一项都可能导致生态系统的失衡，进而影响数智教育的正常开展。正如有学者提出“由于缺乏相应的新型学校管理以及教育行政方式的支持，在学校信息化课堂教学改革中，本应具有巨大结构优势的、信息技术与课堂教学相融合的教学实践并没有发展成为常态化活动”^[14]。调研分析表明，数智教育生态环境主要由五大核心要素构成。　　（一）数智教育实施的软硬件技术资源　　软件和硬件条件为数智教育的开展提供了物质基础和关键依托，支撑整个系统的信息交换和功能实现。正如传统教育教学的开展离不开教室、教科书、课桌椅，数智教育所需的硬件包括网络基础设施（有线与无线网络、云数据中心、边缘计算节点等），智慧学习空间（智慧教室、智慧操场、智慧图书馆等），感知与终端交互设备（智能传感器、摄像头、环境监测工具、点阵笔、AR/VR工具、智能手环、电子班牌等）。与此同时，数智教育离不开相应的软件环境，如教学管理平台（学习管理系统、教学资源库、数据分析平台等）、智能学习工具（AI辅助工具、以DeepSeek为代表的大语言模型、适应性学习系统等）和教育数字资源（数字教材、微课、虚拟仿真资源等）的支持。　　（二）与数智教育相适应的数智治理方式　　数智治理是指以数智化的思维方式和技术重构学校全方位、各环节的业务流程，为数智教育实施提供制度性支撑。如果说课程教学是学校教育的生产力，那么，数智治理就是生产关系，决定了系统内部资源分配和能量流动的方向与效率。它主要体现为创新与完善数智课程资源、开展人机协同的智慧教学、深化数据驱动的师生评价、推进智能化管理、加强数据治理等，其核心在于通过数据分析和智能算法，提供精准的教育服务，保障学生核心素养的发展。从生态视角来看，数智治理形成了数智教育生态系统的“功能群落”，课程建设、教学实施、学习评价、学校管理等各治理环节如不同的生态群落相互依存、协同演化，确保了整个生态系统的稳定性和弹性。　　（三）实施数智教育的体制机制　　体制机制是决定治理行为和方式的运行结构和能量转换系统，确保将外部资源转化为内部发展动力。体制侧重于管理机构和规范的体系，而机制则关注组织内部运转方式、动力来源和制约关系^[15]。正如维克托·迈尔-舍恩伯格（Viktor Mayer-Sch?觟nberger）等在《大数据时代》中提出：“大数据时代，对原有规范的修修补补已经满足不了需要……我们需要全新的制度规范，而不是修改原有规范的适用范围”^[16]。同样，实施数智教育，需要有与之相应的教育管理体制和机制，如在组织内设置相应的数智领导组和工作组，负责数智教育转型方案的设计与具体实施；管理架构从原来的科层制管理转为基于网络平台的扁平式、敏捷式管理；重塑或完善原有管理制度，激励数智教育实施成效好的个人和团体等。从生态学角度看，这种全新的制度构建过程，本质上是教育系统对数智环境的适应性进化过程。　　（四）教师和管理者的数智素养　　教师和管理者是数智教育生态系统中的“关键物种”，其能力和行为直接影响整个系统的健康状态和演化方向。不论在何种体系中，教育的质量永远超不过教师的质量^[17]。教师对数智教育的情感与态度、知识与技能、行为与做法、坚持与韧性，是实施数智教育的重要支持性条件。因而，教师需深化对数智教育的理解与认识，具备数智化教学的思维和意识，掌握数智化教学的设计与组织实施能力，开展基于数据的备课、教学与教研，并在教学过程中科学应用数智技术，增强专业发展和数智化教学软实力，培植数智社会责任等。管理者数智领导力同样关键，校长及其团队需为数智教育变革进程提供具体指导和有效管理，增强对数智转型风险的评估与应对能力。作为数智教育生态系统中最具活力的关键主体和最具变量特性的支持主体，教师和领导者的素养发展应与环境要求相互适应、共同进化，形成推动系统良性发展的正反馈循环。　　（五）数据与信息安全　　数据与信息安全构成了数智教育生态系统的“免疫机制”，保护师生个人信息和行为数据免受盗用、篡改、泄露等风险，确保系统健康运行。诚如杨宗凯所言：“数字技术赋能教育数据规模指数级增长、海量式集聚，这些数据庞杂、敏感，使用不当易引发师生隐私泄露、数据侵权等风险，数据分析中的算法‘黑箱’可能造成歧视与偏见”^[18]。因而，数智教育的发展亟须化解隐私侵犯、数智鸿沟等方面的伦理风险。基于师生数据的脆弱性、动态性，以及安全风险后果的严重性，关注数据收集、共享、应用过程，动态维护教学全过程中师生的隐私数据；对产品合理性、技术使用正当性进行识别，规避技术应用风险；明确多元参与主体的义务范围和责任边界，确保教学数据和产品及时维护与更新；完善数据伦理建设等工作。如此，方能改善数智教育生态系统的脆弱性，降低风险，确保其安全、可信、健康运行。　　综上，数智教育四大生态特性共同构成了完整的数智教育生态系统运行机制：人本性理念为整个系统提供价值导向，素养导向的内容选择体现系统适应性，融合性过程创造系统协同关系，过程性评价确保系统动态平衡。与之相适应，五大环境支持条件层级递进、相互支撑：软硬件技术资源为整个系统提供基础设施和物质条件；数智治理方式构建系统的组织框架和运行规则；体制机制提供系统运转的动力源泉和制度保障；主体数智素养决定系统运行的质量和效果；数据与信息安全确保系统稳定和可持续发展。不同维度共存共生、相互竞争、协同进化，共同维持着数智教育生态系统的有序发展，如图1所示。这种复杂的动态互动关系是具有生命力的逻辑系统：遵循数智教育的本质属性，依靠内生性力量的驱动，在发展体系和支持机制中，包容了所有构成数智教育过程的环节和参与主体、资源、组织、制度等，涵盖了彼此间的联结交互活动，且不断调试自身边界、结构和功能，确保丰富的物质、能量和信息交换，实现最优教育效果。

图1 数智教育生态系统

　　不同于自然生态的自发形成，数智教育生态需要自觉引导与系统构建。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》明确提出“营造良好数字生态”的战略部署。黄荣怀提出，“构建智慧教育发展新生态，涉及数字战略与体系规划、新型基础设施建设、技术支持的教学法变革、技术赋能的创新评价等”^[19]。李永智强调，“教育数字化转型，是复杂的社会系统工程。必须充分调动政产学研社各方力量，通过生态培育，奠定基础，注入动力，激发活力，形成持续发展的基础”^[20]。综合已有理论基础和实践诉求，本研究提出从微观、中观、宏观三个层面协同构建数智教育新生态的系统路径。　　（一）微观层面：基于数智教育构成要素的科学落实　　从微观视角而言，数智教育生态的营造首先关注师生教与学行为、教学方式变革。作为实施数智教育的基层单位，学校需要从数智教育构成要素出发，进行相应维度的变革，具体包括五个方面。　　1.聚焦数智教育目标，优化教学内容　　在有效落实国家课程的基础上，学校应以促进学生核心素养发展为目标，对数智教学内容进行重组与优化。例如，针对学生数智素养提升，真实情境中解决问题能力、创意设计能力、社会情感能力以及领导力的发展等目标，学校应充分整合现有的线下线上资源、办学条件，结合社会和家庭的力量，利用课堂以及课后服务时间，开设相关人工智能素养提升课程；推进线上线下融合的项目化、研究性、社团活动、社会实践等学习内容和学习形式，突出情境化和问题化，为学生提供沉浸式、交互式的学习体验，发展学生的综合素质和创新能力。　　2.创新应用场景，重塑教学结构与流程　　数智教育不是简单地应用技术，而是打破路径依赖，结合数智技术重塑教学结构与过程。例如，在人工智能教室内引入虚拟仿真体验、智能实验室、智能运动场馆等创新应用场景，推动线上线下、虚拟与现实、校内与校外的教学深度融合。通过构建人机协同的教学新范式，汇集人的智能和人工智能的优势，实现“先学后教、以学定教”的教学模式，推动教学过程的个性化与精准化。　　3.实施数智教育评价，牵引数智教育开展　　数智教育实施需要评价的牵引。应构建以核心素养为导向、以数智技术为支撑的新型评价体系：伴随式、无痕采集学生学习全过程、多模态数据，常态化生成学生的个人综合素质画像。增强评价结果呈现的可视化，引导师生读懂评价信息，识别每个学生的独特需求，提供针对性的支持和资源，切实做到教学评的一体化实施，以教师精准、动态、灵活的引导促进学生全面成长。　　4.迭代教育技术，保障教育教学实施　　数智教育的实施需要适合教育特点的技术和产品，而不是直接移植其他领域的技术产品。因此，学校必须基于教育教学情境适应性与目标实现效用，主导教育技术产品的研发与应用。实践中，数智教育实施成效好的学校，无一不是以学校教师的教学需求和场景需要为主。数智技术人员研发新技术或调试原有技术产品，要做到技术支持教学，技术无痕无感融入教学过程。当然，教师从教学需求的角度学习数智技术，进行低代码产品开发，升级自身的数智素养，亦是必要和必需的实践。上海市宝山区的实践表明：技术人员和教师团队各向对方领域跨一步、深一层，相互了解、相互扶持，是开发教育技术产品、实现教学与技术深度融合的有效策略和机制。　　5.重构学校管理机制和制度，实现数智教育治理　　学校管理机制的变革是数智教育生态建设的基础保障。学校可以内设机构，如数智教学领导小组、数智教学研发和教研中心；秉持凸显和关注数智教育实施成效与贡献的基本思想，升级完善原有机构的职能，变革机构之间的协作关系，重塑原有的教学管理制度与教师评价制度。总之，学校层面需要开展配套管理变革，激发师生实施数智教育的动力，规范师生数智教育教学的行为。　　（二）中观层面：基于数智教育支持条件的区域协同　　相较于微观层面，中观层面数智教育生态营造的关键是促进数智技术与学校教育实践的融合。在这一层次上，涉及学校、教育行政部门、相关企业与社会机构之间的协作与整合。　　1.建设区域教育数智基座　　数字基座是以区域为整体，以学校为单元的基础设施和生态底座。区域在推进数智化项目时需改变“各校建平台、各自引技术”的零和思维方式，确立联通共享的思维共识，建设区域的数智基座，从而为区域内学校协同建设多元化、个性化的应用场景，实现数据、应用、软硬件资源的智联、数联和物联统一支持。因而，在总结区域经验的基础上，做好顶层设计，研制学校、区（县）、市、省四级数字基座总体架构，明确区级层面提供基础支持，让学校的数智教育实践更具有系统性、整体性和协同性。　　2.提供经费与资源保障　　数智教育的持续推进需要稳定的经费与资源支持。近年来，我国教育信息化持续投入了大量资源，其中不乏资源浪费和使用效益不高的现象，著名的“乔布斯之问”亦指向此。改革即探索的过程，技术的迭代持续性及对教师能力不断提出的新要求，决定了数智教育需要持续稳定的经费和资源投入。因而，需要研制经费和资源动态供给指南、区域教师数智能力提升计划，强化相关经费和资源保障。与此同时，实施数智教育的过程是范式转换的过程，这一转换过程中，在经费总额不变的情况下，需调整经费使用结构，合理分配经费比例。　　3.构建“政—校—社”协同治理机制　　区域政府应牵头构建多元主体参与的协同治理机制。数智教育是促进教育公平、提高教育质量的社会性事业，但其实施过程并非一帆风顺，政府、企业、学校、家庭等参与主体的认识不一、出发点不同，使得技术进步成果转化为现实福利时往往出现巨大分歧。因此，由区域政府部门牵头，建立多个行政部门协同，教育不同层级行政部门、中小学校、企业、区内高校、社会团体、家委会等相互配合和支持的联动机制，在资源统筹、人员流通、经验共享、信息互通的协同治理中达到“互惠共生”状态，是促进区域内数智教育生态正向发展和持续性创新的重要保障。　　4.强化区域层面的教师素养发展　　区域教研室应组织教师开展专题研修与校本培训，提升其数智教学能力。“教—学—研—评”一体化能够提升教师的数智素养及其人机互动、人机协同能力，直接影响数智教育教学效果和学生学习体验。因此，应发挥区级教研室对区域教师研修的组织和指导功能，开展教师专题集中研修、基于数智教学现场的校本研修。同时，书记（校长）是关键人物，其对数智教育实施的态度情感、理念认识、教学指导等数智化领导力，决定学校能否适应数智时代的挑战以及数智教育实施的成效。可见，需重视组织区域内校长数智化领导力的专题培训，提升校长的数智化领导力。　　（三）宏观层面：服务数智教育健康发展的多维保障　　数智化转型仅靠学校和区域层面的努力是不够的，国家层面的政策环境与制度设计不仅为中观、微观层面创造条件和基础，还对数智教育生态的演化与发展发挥引领、支撑和规范作用。　　1.加强政策引导，强化政策协同　　截至目前，从国家到地方政府以及教育行政部门都非常重视数智技术在教育领域的应用和普及，出台了诸如《关于大力加强中小学线上教育教学资源建设与应用的意见》等系列政策，为建设在线资源、完善基础设施、开展试点案例等指明了方向。但是如何实现政策实效性，就需要政策制定者深入实践前沿，了解和把握实践现状与需求，制定出包含落实机制、指导策略的具体配套政策。同时，关注政策与政策之间的协同，尤其是同级行政部门出台政策之间的价值协同、理念协同、举措协同，确保不同部门政策相互支持和强化，避免政策冲突给实践者带来不必要的困惑和麻烦。　　2.迭代智慧平台，深化数为基础、学为中心　　高质量的公共教育服务平台是实施数智教育的基础，也是数智时代开展高质量教育的重要保障。目前，国家中小学智慧教育平台已有1.47亿用户，积累了3万亿条数据。但是，该平台难以满足不同学段学生个性化诉求，应用体验亦有待提升^[21]。正如《教育强国建设规划纲要（2024—2035年）》强调，要“建强用好国家智慧教育公共服务平台，建立横纵贯通、协同服务的数字教育体系”^[22]。未来，应进一步迭代升级智慧平台，实现集成化、智能化、国际化，让平台更好地深化“数为基础”，助力“学为中心”，促进学生学习的个性化、自主性、泛在化；强化其与地方和学校平台的连接性和一体性，构建平台生态。　　3.完善标准，规范数智教育实施过程　　标准具有规范和引领作用，出台或完善数智教育领域相关标准，能够加快数智教育实施过程，提升数智教育发展水平。当前，我国已经出台了《国家智慧教育公共服务平台接入管理规范》《教师数字素养》《直播类在线教学平台安全保障要求》等多项标准。此外，未来还需在《教育信息化标准化工作管理办法》的引导下，尽快制定或完善相关技术和产品质量、数智课程与教学质量、数智实验、校长数智化领导力、学校数智化建设等与一线教学和管理直接相关的标准，切实以标准来规范和指导数智教育实施、评估数智教育成效。　　4.完善立法，确保经费投入　　实践调研发现：不少地区数智教育实施以项目来推进，经费和资源往往关联于“教科研”“教育数智化试点”“智慧教育示范”等项目，具有一定随机性和周期性。随着项目的终结，经费供给无法保障，一旦设备、技术出现问题，就无法得到及时解决，数智教育发展难以持续。此外，硬件设施、网络等得不到持续稳定保障，是阻碍数智教育实施的首要因素^[23]。因而，需加强立法，规定每年4%财政性教育经费投入中的一定比例用于数智教育的实施和运维。与此同时，还需改进财政拨款的方式，将数智化项目的“建设费”与“运维费”加以区分，确保运维经费和资源的稳定，对于支持和保障数智教育的可持续发展具有直接价值。　　此外，虽然国家已经出台了多项法律法规，如《中华人民共和国个人信息保护法》《中华人民共和国数据安全法》《中华人民共和国未成年人保护法》《中华人民共和国网络安全法》等，以保障师生数据和网络活动安全，但在实践中，大量教育类APP安全问题频出，多款教育类APP曾因违规收集或使用个人信息等原因被工信部通报。个人信息泄露导致的诈骗事件可能威胁学生及家人的财产及生命安全。因此，教育领域加强数据安全建设的执法力度，在全社会形成震慑作用，势在必行。　　（四）系统平衡：建设开放协同的内外互动系统　　生态系统天生具有整体性和关联性^[24]。因此，不能将微观、中观、宏观层面的努力视为独立的存在。一方面，需要探索价值共识。价值共识能够驱动不同主体达成一致，使教育数智化在现实中不断推进^[25]。在强调微观层面以人为本的基础上，还要重视实现国家层面对教育高质量发展和高位公平的诉求、企业对经济利益和品牌价值的追逐、区域教育行政部门落实立德树人工作的需要等不同层面价值需求的统一。另一方面，需要构建互动机制。在数智教育实施的微观、中观和宏观之间，创建能体现互利互惠的开放协助交流平台和渠道，实现自上而下的顶层设计与自下而上的经验创新联动、校内对校外的引导与校外对校内的支持一体化。通过问题共解、经验共享，既能实现国家数智教育政策的及时下达与准确落实、区域之间以及区域层面有效协同，又能充分保障学校在数智教育实施过程中的自主性，激发各学校改革创新的活力。此外，开展数智教育过程中，还需保持教育生态系统和整个社会经济运行系统的动态平衡，以积极开放的态度及时吸纳和接受其他行业的先进经验和典型做法，凸显教育系统的特色和优势，引领社会其他行业和整个数字时代的系统发展。　　综上，促进教育数智化转型、实施数智教育，既是时代之需，更是建设高质量教育体系、助推教育强国建设的必然选择。数智教育生态系统，具有复杂性、整体性和开放性，生态学理论为数智教育发展提供了一个全新视角。借鉴生态学原理，明晰数智教育内涵、构成要素、支持条件，并从微观、中观和宏观层面营造良好生态，助力数智教育教学核心业务的健康顺利实施，是目前亟须解决的系统难题。