●聶川 吳小春

數字影像技術對基礎教育觀念變革的促進*

●聶川 吳小春

數字影像的非攝影鏡頭成像，以及與攝影鏡頭成像的無縫連接特性，使知識表達的語言和文字，從數理邏輯關系的數字、符號表達的形式，升級到直觀的視覺影像表達?？茖W知識、文化成果的數字影像表達是人類發(fā)展到數字時代的重要標志之一，數字影像的科學技術成果促進基礎教育觀念變革是教育科學發(fā)展的必然結果。

基礎教育；數字影像；教育觀念

教育觀念是受國家教育理念，文化傳承背景，科學技術發(fā)展水平和當代社會科學、政治、文化需求等因素制約的，是教育科學體系完整而系統(tǒng)的表達。教育觀念的形成對于教育改革和發(fā)展以及科學技術進步又具有反作用，任何一個國家教育科學研究的先進性，實際上就體現在對這一矛盾主體的迅速判斷和科學規(guī)律的及時運用上。以計算機科學為基礎的數字科學，無疑是當代最為重大的科學成果，把人類發(fā)展推到了“數字時代”，其對教育科學的影響，同樣具有劃時代的意義。數字影像是“數字時代”背景下，形成科學教育觀念最為重要的影響因素之一。

一、數理邏輯規(guī)律的視覺直觀表現影響教育觀念

數字影像技術突破了攝影鏡頭光學成像的科學成像唯一途徑，實現了物質存在科學分析基礎上的計算機建模成像，意味著學校教育進入到形象可視時代。可能有些教育家認為從電影或電視普及，就可以認定學校教育進入到可視時代，電化教育技術就是在這樣時代背景下形成的重要教育科學成果。而之所以說以計算機建模成像為基準，標志著教育進入到形象可視時代，主要有以下觀點。

第一，不是攝取表面現象和模擬現象，而是揭示物質存在的科學相關性和進步方式。數字影像對于教育的基本意義，不是便捷和低成本的影像制作技術，而是影像制作的科學性?？茖W性永遠是教育追求的第一目標，以往無論是通過語言、文字描述，還是用數理邏輯方法揭示物質存在的科學規(guī)律，實際上都是在追求教育對象接受知識，認識知識和運用知識的科學性。以往的繪畫，鏡頭光學成像的攝影作品和影像作品，無論是描繪，還是攝取了物質存在的形狀與結構，色彩，運動狀態(tài)和存在環(huán)境等信息，都是直接觀察和模擬表現的結果。這些觀察和視覺感知的科學成果，與數字影像的本質區(qū)別在于，現代數字影像技術是整體的，綜合的，開放的知識教育主體。將知識教育主體置于更大的參照系中，檢驗其科學性是數字影像最重要的教育價值。影像表現出來的各種狀態(tài)，不是人的主觀表達，而是各種設計和非設計因素的綜合科學表現。

第二，可以用模塊理論多途徑構建知識教育主體。學校的知識教育類似于切西瓜，呈現在低年級學生手上的那一角西瓜的大小，永遠是符合他們心理適應的。這樣一來，西瓜是個什么樣子，成長過程等關于西瓜的整體性、綜合性概念和結構關系，學生們難以知道。在傳統(tǒng)的教育實踐中，往往是教師、家長根據自身的知識、興趣及對受教育者的綜合判斷，適當補充關于“西瓜”整體的、綜合的概念和結構關系。數字影像技術可以輕而易舉地解決類似問題。

第三，快速地演示知識教育主體的變化和進步。關于從猿到人的進化，學生的課本上有一個插圖，傳統(tǒng)的電教片有一個幾十分鐘的電影。插圖是典型形體特征排列，電影是典型進化事件的羅列，實際上這是一個不連續(xù)的過程。數字影像則不同，可以利用迄今為止，所有關于人類進化的科學成果制作成一部人類進化的數字影像教學片，這部影片可能無比龐大，但它可以按照要求的速度，或感興趣的知識點，或提出的問題等進行播出。達到這樣的設計要求，實際上是實現了“關于人類進化”知識的連續(xù)性表達，或者是當前知識背景和科學水平下的連續(xù)性表達。

第四，能夠直觀、快捷、多種形式地驗證知識教育主體的正確性與相關性。因為數字影像技術的影像是由數字按照數理邏輯規(guī)律組成的，所以任何代表數理邏輯關系的數字、符號都可以轉換為數字影像，因此，學生學習過程中的任何一個錯誤都能夠被檢驗出來，同時，可以指出學習者形成錯誤的原因，以及這樣的錯誤在科學、生產、生活中會造成怎樣的后果等的數字影像演示。

從以上內容不難看出，數字影像不僅僅是可視的物質存在的影像記錄那樣簡單。傳統(tǒng)影像只能提供物質存在的可視現象。物質存在的形成機制，形成過程，個案的普遍意義等都是建立在數理邏輯基礎之上的科學描述?；A教育課程中數學、物理、化學課程等，最重要的目的就是為培養(yǎng)受教育者這樣的理解能力、判斷能力和分析能力而設置的教學內容。傳統(tǒng)教育觀念認為，通過學科的學術概念，例如名詞概念；公理、定理、定律；公式和對應的數學計算能力等，構成了培養(yǎng)科學理解、判斷和分析能力的學習內容。于是，課程內容也是按照上述順序設置和展開的，再通過多年的教學實踐，各個學科的基本教學內容被固定下來，形成基礎教育的基本課程結構。

在以往的教育過程中，教學難點往往表現為名詞概念的范疇不明，公理、定理、定律等的相互聯系不清和數理邏輯計算能力低下。傳統(tǒng)影像或者電化教育手段雖然可以在名詞概念，定理、定律的解釋，以及相關存在的表面現象等方面降低受教育者學習的難度，但不能改變學習者學習這些知識的邏輯規(guī)律。數字影像的形成機制是建立在數理邏輯規(guī)律之上的科學技術，所以，用數字影像科學技術展現或表達物質存在的內在數理邏輯關系是能夠實現的。

傳統(tǒng)影像只能科學記錄物質存在的現象，數字影像不僅可以記錄物質存在的現象，還可以用數字精確表達物質存在各要素的量變、質變關系。并且可以任意選擇表現的時間節(jié)點和路徑。

數字影像的這一個基本性質，為人類提供了一個全新的學習方式。傳統(tǒng)的學習是一個從低級向高級，從局部到整體，從現象到本質的過程。數字影像能夠為普通教育提供更科學、更高效的教育模式。強調物質存在與形態(tài)變化數理邏輯規(guī)律的形象化表達，和任意空間位置、任意時間節(jié)點，單獨物質狀態(tài)的科學解釋，是數字影像給教育帶來的最為深刻的變化。

二、數字影像促進基礎教育變革

以往任何一個國度，任何一個歷史階段的教育觀念，都是一個相對封閉的空間里的產物。教育觀念在這樣相對封閉的空間里不斷被優(yōu)化，與教育相關的科學研究和實踐也是在這個相對封閉的空間里完成的。計算機互聯網、移動通信技術和數字影像技術打破了這個界限，為學習者創(chuàng)造了一種超視覺、超背景的學習環(huán)境，而我們的教育觀念還沒有與之相匹配，形成了科學生產力倒逼教育觀念的基本局面。事實上，現代教育的基本觀念是工業(yè)革命的產物，中國的基礎教育，基本是秉承這個觀念的具有中國特色的教育實踐。

現在無論在高教，還是在普教的教室里，多媒體教學設備配置率使用效率一般卻很低，大都是黑板的代用品。過去在評價這一現象時，大都歸結于教師的多媒體設備和課件使用水平不高，設備維護費用昂貴等問題。實際上這個問題反映出來的恰恰是教育觀念對教材，教學過程的本質影響。換句話說，現在基礎教育目標的知識結構設計體系；基本能力、基本素質評價體系，對多媒體教學設備不構成直接的，必須的要求。從教育觀念來考量這個問題，以下幾個方面值得注意：

第一，強調知識本體的獨立性，忽略了跨學科知識的聯系性。雖然近些年來基礎教育開始強調學生的綜合思維能力培養(yǎng)，但是從高考、中考的考試題中，既可以看到命題者希望考察應試者綜合思維能力的初衷，又能看到命題者對綜合思維能力認識的局限性。這種認識的局限性，可以從多個角度，多個層次反映教育觀念滯后對基礎教育水平的制約程度。首先，傳統(tǒng)教育觀念強調知識的分割性，就形成了對學科性教材的強調。其次，過分強調知識的學科性，就必然形成對教師單一專業(yè)性知識技能的強調。再次，課程設計，教學實施和教師、學生評價體系不統(tǒng)一。例如，高考有文綜、理綜考試卷，但真正以文綜和理綜理念的命題并不多，而是一張卷子化學占多少分，物理占多少分。即便考題中出現了需要運用數學、化學、物理和生物學知識解答的命題，學生不能答出正確的答案，責任應該歸咎于哪科教材，或哪位教師呢？

第二，過分強調知識體系的完整性，忽略了知識的開放性。在這個過程中，最重要的是對“完整性”的認定。在任何一個教育觀念指導下的教育過程都是一個相對封閉的系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中教育年限與課程結構成為一對永恒的矛盾。在科學資源相對封閉的時代，任何一個國家或社會，都需要專業(yè)知識完備的人才。為專業(yè)人才培養(yǎng)打下良好的基礎，正是在這樣人才需要的背景下，形成了當今的基礎教育觀念。高考的文、理分科是這種觀念最直接的反映。當人類的絕大多數科學成果，成為可以直接利用的公共資源的時候，人才的衡量標準實際上已經發(fā)生了重大改變，而人才教育的觀念卻未能跟上這個改變的步伐。

第三，將教師設定為知識的傳授者，而非人才的識別者，人才培養(yǎng)的引領者。事實上，如何認定基礎教育階段教師專業(yè)化，是新中國成立以來一直不太明晰的問題，其緣于教育目的、教育觀念、課程理念與教學設計、學校教學管理、教育評價諸多因素的不統(tǒng)一。往往教育觀念、課程理念的先進性與教學管理、教學設計和評價改革的滯后性同時存在，以致于窄化對教師職能的認識。實際表現為無論口號是怎樣喊的，也無論文件是怎樣要求的，學校、社會都對傳授專業(yè)知識是教師的第一職能深信不疑，因為教材設計、教學實施、學科評價系統(tǒng)是這樣要求的。

以上三點決定了基礎教育領域的教師不可能充分的使用多媒體教學工具。強調知識的學科性、完整性，決定了知識學習過程的典型性。無論知識的傳授者，還是知識的接受者，評價的標準都是所謂的“知識點”及其學科體系內的知識推演或形態(tài)變化。學生的個性發(fā)展遭到低視，多媒體應用反而成了代替科學實驗、弱化學生的動手能力的罪魁；教學軟件也成為弱化教師存在價值的工具。也就是說，教材固定了學科知識的基本內容，教師具備系統(tǒng)的學科知識，多媒體教學工具被弱化到了幫助教師把教材內容講清楚的地位。所以，現實中多媒體教學應用實際上淪為了影像播放器。

三、數字影像技術在教育教學實施過程中的策略選擇

（一）教師觀念的變化與培訓

數字影像的設計、遠程傳播和開放等性質改變了人類認識世界的方式，這種方式對于基礎教育的意義非常重大，其體現在對教師提出了教育觀念更新和提高的要求。在教育的教學過程中，教學工具、課程軟件等出現了普遍的使用率低下等問題，一定是教師的教育觀念與教材要求出現了分歧，這樣的分歧不是教師能力低下，或者觀念落伍那樣簡單的問題，而是教師既有的教育觀念與生產力和科學發(fā)展水平的不適應問題。以往在多媒體普及的過程中，培訓的往往是硬件和教學軟件的技術操作等方面的內容，對設備、技術背后隱藏的觀念認識不足，是基礎教育教師培訓存在中的普遍問題。在專業(yè)知識的培訓過程中，往往也是強調知識的高度和廣度。在教學法上也主要強調兩個方面的問題：教學方法的規(guī)范性和優(yōu)秀教學案例的推廣。以提高和規(guī)范域內的教育水平，這樣的培訓無可厚非，但是，在學習和當代生產力發(fā)展水平的更大參照系中考察這樣的培訓，不僅不能起到推動教育科學進步的作用，相反，總是讓人感覺試圖通過教學設備的先進性，教育實施過程的規(guī)范性，來彌補教育觀念落伍的事實。

（二）學科課程的適當整合

基礎教育的學科設置是社會科學進步與發(fā)展最重要的成果之一，可以這樣說，沒有工業(yè)革命，就不會有現在普遍認同的基礎教育學科設置。當數字革命給我們提供了更新的認識方法；更便捷的學習方法；更廣闊的參照系統(tǒng)的時候，既有的基礎教育學科課程，必然存在一個重新認識與整合的過程。因為以遠程傳播、綜合呈現和自由設計為基本特征的數字影像技術，首先以高科技產品形態(tài)進入到現代人日常生活當中，所以，學科課程的整合與分化是從高等教育開始的。正是因為現在高等教育遇到了專業(yè)知識精細化和專業(yè)學習時間不充分的教育現狀，對基礎教育效率提出的質疑，引發(fā)了關于基礎教育學科課程適當整合的思考?；A教育的學科課程整合，一般情況下采取最保守的態(tài)度，所以，有非常明顯的滯后性特征。這里只能猜想，在未來的基礎教育學科課程設計中，數學不會是獨立的學科課程，會通過不同形式的“科學需要”完成對受教育者的數理邏輯能力的培養(yǎng)；化學、物理、生物等課程可能會高度整合，是課題形式的復合螺旋上升，類似基因鏈式的課程教育體系。

（三）提倡教學設計與教學過程的開放性

為了提高多媒體教學設備的使用效率，為了提高學生的應試能力，很多學校和任課教師都在自覺，不自覺之間努力進行著適應數字影像給教育帶來的這種觀念的變革，一般只是不能明確數字影像對這種教育變革的基本意義。在國家教育理念尚未對這種變革作出判斷，形成結論以前，基礎教育單位提倡教學設計與教育過程的開放性，是解決教育環(huán)境、教育對象與教學內容之間沖突的必然選擇。從一些取得較好教學成果的學校和教師來看，絕大多數案例都具有在明確學科教學任務的前提下，借助背景教育資源和相關學習方法，構建立體的，多通道的，開放的知識、技能和思考的綜合訓練模式的特點。

（四）在教學中適當體現數字影像技術的科學觀念

數字影像技術本身是數字革命的產物，運用數字影像產品輔助教學司空見慣，然而，數字影像本身的科學觀念和構建方法更具教育意義。例如，我們的航天員在太空為學生們做的科學實驗，意義不在這幾個實驗的科學原理，而在于理想的實驗環(huán)境，證明了原理的正確性。在這樣的科學實驗面前，數字影像的成像技術與傳統(tǒng)的影像成像技術區(qū)別不是很大，但傳輸技術卻是最先進，最高端的。如果教師能將這節(jié)舉國公開的實驗課講解好，一定能夠體會到數字影像技術的科學理念在基礎教育的教學過程中具有怎樣的意義。

總之，數字影像技術使攝影鏡頭成像與計算機設計成像無縫連接，實現了任何物質存在和人類科學文化成果橫向和縱向的鏈接。在大數據庫和遠程傳輸技術設備的支持下，數字影像可以自動將設計要素的數字數理邏輯關系轉化為物質存在的可視影像的科學成果，由此可能會改變人類認識世界的基本方法和基本路徑，并迫使教育觀念不斷適應，順從這種改變。這種改變在現實生活中已經成為非常典型的社會現象，然而，只有這種改變成為基礎教育的基本教育觀念的時候，才能夠成為人類科學認識和教育進步的標志性成果。

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（責任編輯：曾慶偉）

*課題項目：河北省教育科學研究“十二五”規(guī)劃課題《以數字影像為例，研究數字革命對基礎教育變革的影響》的研究成果之一。課題編號：13060202

聶川/河北師范大學美術與設計學院講師，研究方向為數字科學藝術

吳小春/河北省教育科學研究所編審，研究方向為中小學美術教育