祝智庭等｜发展新质教育：基础教育数智化转型的新路向

随着新质生产力逐渐成为推动社会进步的重要力量，教育领域面临着培养新时代所需新质人才的迫切任务。通过构建出的“新质”愿景，学校能够汇聚师生和各界的力量，共同为加快推进教育高质量发展而努力。

在明确基础教育的“新质”愿景时，首要关注的是未来期望通过教育培养出什么样的人这一问题。新质生产力以创新为核心驱动，以数据为关键要素，以智能化为主要特征（肖峰等，2023），对既有的经济结构、劳动力市场乃至生产关系产生了冲击。面对知识和技术的指数级增长，当前劳动者的知识生产力难以与更高的知识密集度和更快的创新速度相匹配，传统教育暴露出在知识供需关系上的局限性。

由此，基础教育的“新质”愿景逐渐浮现，即迫切需要构建一个模式扩优、内容提质和资源增效的集约型教育系统，以培养能够适应未来社会需求、具备鲜明新质特征的可塑之才和后备力量。

为了实现这一愿景，需要从新质人才培养的远景目标出发，谋划教育扩优提质增效的旨向与进路。与普通技能型人才主要从事重复性体力劳动不同，新质人才不仅需要有持续成长的心态、高意识学习的特质、人机协同的能力，还需具备人文精神，能够寻求科技与伦理之间的平衡，通过开拓精神与破界能力，将创想转化成实践智慧，进而推动人类命运共同体的跨文化合作（祝智庭等，2024a）。这些特质为新质后备人才的培养提供了根本指南。

形成新质后备人才的新质素养发展框架，其六大构成要素之间存在着内在逻辑和外在张力，如图1所示。这一框架不仅呈现了中小学生素养的进阶路径和各发展阶段间的逻辑关系，还兼顾了学生的个性发展和终身学习需求，为素养的持续提升预留了发展空间和接口。

一是持久的学习兴趣与数智增强的学习力。此素养强调个体内在学习动力和数智技术支持的协同作用。从小学低段起，通过有趣的互动学习工具激发学生学习兴趣，逐步使其养成主动学习的习惯；在小学高段，学生通过数智工具规划和管理自己的学习行为；在初中阶段，学生提升自主学习能力，并运用数智平台提高学习效率；在高中阶段，学生深入追求知识，并利用先进的数智系统提升学业水平。这个过程可以为学生在高等教育阶段的持久和深度学习奠定坚实的内驱动力基础。

二是共同主体性与协同创造技能。此素养反映了人机共生和价值共创的未来趋势。从小学低段起，学生体验与电子产品的互动过程；在小学高段，学生掌握基本技术原理并使用这些技术；在初中阶段，学生运用科技解决实际问题，理解人机协同的意义；在高中阶段，学生探索人机协同中的“智能脑”和人际交互中的“社会脑”，逐步建立“复合脑”思维方式（沈书生等，2023）。这些能力可以为学生高等教育阶段的人机协作和优化工作流程打下坚实的数字素养基础。

三是人文素养与科技伦理融合力。此素养重点在于培养学生的同理心和道德感。从小学低段起，学生养成基本文化修养和行为规范；在小学高段，学生关注科技应用中的道德规范；在初中阶段，学生逐步接触和理解文化价值和科技伦理；在高中阶段，学生较为全面地思考伦理道德，并平衡技术效益与伦理考量，形成正确的价值观。这个过程为学生在高等教育阶段及未来职业生涯中坚守道德底线和秉承科技伦理奠定了基础。

四是探究志趣与跨学科学习力。此素养体现了个体的好奇心和创造力。从小学低段起，通过引导学生探索新事物激发其学习兴趣；在小学高段，通过综合实践活动培养学生的批判性思维；在初中阶段，学生开始尝试运用跨学科方法解决复杂问题；在高中阶段，注重引导学生突破学科界限，从多角度进行研究性学习。这类素养的培养为学生在高等教育阶段跳出定式思维和实现跨界整合奠定了基础。

五是创想思维与未来适应技能。此素养关注学生的想象力和适应性。从小学低段起，通过艺术创作和科幻想象引导学生发展创新意识；在小学高段，学生可以将创意转化为具体作品或解决方案；在初中阶段，学生能够将理论知识应用于科学实验或社会实践；在高中阶段，学生实现理论与实践的深度融合。这类素养为学生在高等教育阶段的创新实践和远景规划奠定了知识和能力基础。

六是全球视野与跨文化理解力。此素养强调成长的多样性和包容性。从小学低段起，培养学生的团队协作和分享意识；在小学高段，引导学生了解、理解和尊重不同文化，培养其文化敏感性；在初中阶段，学生能够在多元环境中进行有效沟通和合作，注重培养其文化适应性；在高中阶段，学生能够从全球视角思考问题和关注多元文化发展。这个过程为个体在全球化环境中的工作和生活奠定了多元文化基础。

2.新质素养的进阶式发展

新质素养进阶式发展的四大特点：首先，全面发展是新质素养培育的关键要义。其次，循序渐进是新质素养培养的基本原则。再则，量质共进是新质素养发展的重要特征。最后，螺旋上升是新质素养“炼化”的必经路径。

在数智化浪潮的影响下，人类赖以生存的整个生态环境面临着多重变化。新质生产力的发展引发了技术更新和社会文化的变迁，也推动着社会生态系统的演变（祝智庭等，2022b）。新质教育的发展不仅关乎技术层面的革新，更涉及教育文化、人才培养等多个层面的全面升级。这是一场面向未来的教育“转基因”工程，为的是回应社会对于教育更加公平包容、优质均衡和全面个性的发展关切。

新质教育系统是一个集成化、个性化、自适应和可扩展的教育综合体系。首先，新质教育系统提供了以高度集成与去中心化为特点的教育资源。其次，新质教育系统提供了虚实结合的学习模式。最后，新质教育系统支持约束与自由相结合的学习引导机制。

新质教育系统的整体架构包括新质教育文化建设层、新质人才培养导航层、教学资源层、数智赋能层、新质素养评价层、个性化服务层、新质学校发展层和教育拓展层等多个层级，如图2所示。这些层级相互支撑和传导，并与外部环境发生作用，构成了一个完整的教育生态系统。

在近未来的教育发展中，新质教育将以其独特的教育理念和实践模式引领教育变革。下文从新质教育的五大发展方向出发，分析新质教育系统各要素在教育变革中应发挥的关键功能。

（1）新质素养导向：引领教育变革的方向。这一理念的实现与新质教育文化建设层、新质人才培养导航层的功能密切相关，反映了对传统教育模式的深刻反思和对未来教育趋势的敏锐洞察，构成了新质教育的文化根基和实践指南，引领着教育变革的推进。

（2）新质教育主体：角色重塑与协同发展。具体而言，新质后备人才是具备新质素养的学习者，是新质教育的主要受益者。他们不再是被动接受知识的施教客体，而应当成为探索未知、超越自我的学习主体。“面向未来、自由全面”是新质教育重塑学习者角色的生动体现。“开放包容、共创共享”是新质教育重塑教育管理者角色的重要表现。

（3）融创教学策略：教育实践的创新动力。首先，通过引入跨学科的主题，还原真实的学习情境，促进理论与实践的互动，使得学生更好地适应未来社会需求。其次，构建完整的新质课程体系，既注重对基础知识的深入理解，又强调对学科前沿的充分接触，从而建立起学科素养和核心素养的逻辑联系，促进知识深度与广度的协同发展。

再者，秉持以学生为中心的教学法，既考虑到学生的共性需求，又注重发挥学生的个性特长，引导学生在认知过程中进行自我决定，促进其发现问题、解决问题、迁移问题。最后，提供适应性的优质教学资源，既考虑资源的广泛性和优质性，更注重资源的适应性与针对性，建立起知、行、意的统一，实现优质资源的最大化利用。

（4）数智技术赋能：拓宽教育的智慧边界。数智赋能层涵盖了先进技术的融合应用、数字化资源的开发与整合、智慧校园与实训场所的建设，以及与之相关的校园文化与价值观塑造等多个方面，这些要素之间相互依存、互为支持。

（5）敏捷创变机制：教育系统的动态演进。新质素养评价层作为循证的基础，通过知识、技能和情感等维度的指标，全面评估学生新质素养的发展；结合形成性与终结性评价，追踪学习过程和结果；建立实时反馈机制，解读教学成效和学习绩效，提供学生能力画像和教学改进方向。

数智化转型对于新质教育的最大优势在于，它在传统教育和智慧教育之间找到一个新的平衡点，既充分利用了现代科技的优势，又保留了传统教育的精华。

在这一过程中，融创教育提供了跨学科整合的内容基础，成为教育的创变基点；设计思维则根据这些内容设计出符合学生需求的教学方案，构成新质教育促进个体新质素养发展的基本路径；数字孪生技术为教学方案提供了混合式学习环境，成为新质教育的实践场域；而CPSS基架则为整个学习过程提供了技术支撑和平台保障，构筑起新质教育的空间生态。这四个维度相辅相成，推动着新质教育向更高层次、更广领域的发展，为学生提供更加公平、优质和个性化的教育服务。

创教育旨在弥合研究、教育、创新和生产之间的鸿沟，促进四者的协同发展。作为跨学科教育的新范式，融创教育体现了从整合到融合再到创新的演进过程。在数智时代，知识是人类创新智慧的结晶，技术是人类智慧的实践成果，领域则是人类实践的社会表达。在真实的棘手问题驱动下，融创教育的融通生态通过内容体系、工具系统、思维方式等层面的深度融合（祝智庭等，2024c），展现出知识、技术和领域的全面整合与系统融合，如图3所示。

在全面性和系统性深层互动下，有助于促进以下三种思维的高度融合：一是指数思维，即结合学科深度与跨学科广度；二是专家思维，即结合科学体系与科技决策；三是设计思维，即结合跨界思维与智能工具。这些思维的融合与互动，促进了科学体系、工具系统和思维方式的量变到质变，推动教育进入一个新的量变阶段，有助于激发原始创新。

数智技术以其强大的亲和力和渗透性，逐渐打破了传统学科的边界。在融创教育的实践中，生成式人工智能（Generative Artificial Intelligence，GAI）作为一种突破性的工具，不仅能够帮助学生理解和应用先进的数智技术，还能促进其对知识的综合应用和原始创新，实现跨学科的学习与探索。在开发融合微课程方面，GAI的应用是教育数智化转型的重要体现。在建设融创实验室方面，GAI不仅作为教育的辅助工具，更成为教育的内在组成部分。在组建融智课堂方面，GAI的应用体现了技术与人类的和谐共生关系。

思维（Design Thinking）是当教育遇到诸多系统性难题时，确保以最优、最适的教育体系来加以应对的策略性思维（祝智庭等，2023a）。这种思维以人为本，综合考虑个体发展的需求、技术的可行性和教育变革的可持续性。

设计思维驱动的教学设计存在着涉及棘手问题的驱动明线和涉及逆向设计的目标暗线，最终达成主观经验与客观世界的统一，在能动中促进认知更新（Barad，2007），如图4所示。具体来看，一方面，将设计思维融入教育的全过程，有助于在解决棘手问题的过程中培养学生的复合型思维。另一方面，设计思维体现了新质教育以形成大观念为目标的逆向工程设计思路。

数字孪生（Digital Twin）技术通过传感器采集真实世界数据，在虚拟环境中模拟、监控、预测和优化物理世界中的复杂系统，实现双向映射和交互，能够提高系统的运行效率、可靠性和智能化水平。在教育领域，数字孪生技术有助于解决教育的规模、质量和成本问题。它能够跨越地域限制，整合优质资源，降低迭代成本，通过虚拟环境为教师和学生提供丰富的学习资源和交互工具。

在新质教育实践中，数字孪生技术通过构建混合式教学环境，能够促进教育的公平、优质和高效发展。具体来说，一是提供均等学习机会。虚拟学习环境不受地理和经济因素约束，让偏远地区的学生也能获得优质资源，促进教育公平。二是增强学习体验。其通过模拟多元化的现实环境，促进跨学科教学和沉浸式实验，推动学生从被动接受向主动探索转变，丰富学习体验。三是优化教学评价。其通过捕捉行为数据，全面反映学生学习情况，实时提供资源支持，提高教学效果。四是降低试错成本。其能够提供安全的实验环境，师生可以基于此开展创新尝试，减少真实环境中的风险和成本，从而提高教育效益。

4.跨域互联生态体：基于CPSS架构的个性化学习

跨域互联生态体：基于CPSS架构的个性化学习信息—物理—社会融合系统（Cyber-Physical-Social Systems，CPSS）架构是一种集成信息流、物质流和社交流的智能生态系统。CPSS架构可作为新质教育的基础环境，支持教育的全方位发展。

CPSS架构通过整合各种优势，能够为基础教育提供技术支持和创新动力：首先，CPSS架构的信息系统可以为个性化学习提供丰富的数据支持。它能够分析学生的学习行为、成绩和兴趣等多源数据，智能推荐学习路径和资源，有助于提高教育的针对性和实效性。其次，CPSS架构的物理系统可以为学生的实践操作提供有效支持。其通过联通传感设备和虚拟环境，利用群智感知计算（Mobile Crowd Sensing and Computing）来从数据中生成知识图谱和认知风格，优化系统的推荐策略，推动资源的持续进化。

最后，CPSS架构的社会系统可以为学生的协作交流创造融合环境。它通过人机交互和人际对话的混合智能（Hybrid Intelligence），使学生可以跨时空、跨学科和跨文化交流与合作，提升工作效率和决策质量。

综上所述，CPSS架构在教育的跨域互联生态体的构建中扮演着关键角色，通过信息、物理和社会系统的融合，为教育提供了全新的个性化学习模式，使优质资源更加适性，学习体验更加丰富，推动新质教育的集成化、智能化和国际化发展。

数智技术为我国基础教育的改革与创新注入了强劲动力，有助于推动传统教育向新质教育的有机转型，使我国教育从“跟跑”迈向“领跑”。基础教育的核心在于促进人的全面发展、可持续发展和终身发展。因此，在新质教育的具体实践中，必须注重促进技术融合与坚守教育本真之间的平衡，维护教育的人文精神和情感纽带。同时，必须认识到，基础教育的新质发展是教育内部全覆盖、全流程、全要素的发展，需要积极构建教育链、产业链、创新链和人才链紧密关联的教育新生态，以更好地响应发展新质生产力对新质后备人才的迫切需求。

作者：
祝智庭 系华东师范大学终身教授，博士生导师；
李天宇 系华中师范大学人工智能教育学部；
张屹 系华中师范大学人工智能教育学部教授，博士生导师