信息技术在学校教育中的开发与应用
20世纪70年代以来，随着微型计算机的出现与广泛应用，信息技术在教育领域中开始进入开发应用阶段。在这一阶段，信息技术在教育中的应用大致经历了三个交叉的、跨越性的发展阶段：计算机辅助教学（Computerassisted Instruction，CAI）——信息技术教育（Information Communication Technology Education，ICTE）——教育信息化（Educational Informatization，EI）（如图2.3所示）。
图2.3 信息技术在教育中的应用演进图
1.CAI——计算机作为工具阶段
这一阶段自20世纪70年代开始。1977年，斯蒂芬·乔布斯（Steve Jobs）与斯蒂芬·沃兹尼亚克（Steve Wozniak）引入了苹果电脑的完全组装版——AppleⅡ计算机。从此，教学中应用的计算机开始从大型机转向桌面电脑（即微型计算机）。微型计算机在教育中的普遍应用，推动了教育软件制造商的出现。20世纪80年代初，美国明尼苏达教育计算机联盟（The Minnesota Educational Computing Consortium，MCC）在国家自然科学基金的资助下，成为美国最大的微型机软件提供商，开始大量生产和提供课件，接着其他教育软件公司也相继出现。
与此同时，许多学校教师也深感教育软件的不足，主动参与了教育软件的设计，如，美国等许多发达国家在20世纪80年代初兴起了一股教师参与编写教育软件的高潮。当时，美国有许多中小学教师开始运用如Pilot以及Superpilot编写程序设计教育软件。[32]但很快，教师编写教育软件的热情开始减退，因为，教师们发现编写有用的课件需要花费大量的时间与精力，同时，编写课件对专业的知识要求也较高。相反，他们发现购买套装的软件更加有效。除美国之外，法国、英国等国家也都在政府的支持下开始了小范围的在学校中应用计算机的试验。
这一阶段信息技术在教育中的应用主要是将计算机作为一种教学辅助工具，借助教学软件或课件协助教学开展教学，主要路径是继承了第一阶段在大型主机上进行计算机辅导教学程序的研究成果，将计算机辅助教学程序移植到微型计算机上，并进行开发利用。这一阶段的主要成果是开发了大量的CAI课件，利用计算机的快速运算、图形动画和仿真等功能辅助教师解决教学中的某些重点、难点，协助教师开展教学。因此，这一阶段计算机在教育领域中的应用模式基本上与教学机器如出一辙，主要是为了解决教与学过程中的“个别化问题”，应用定位基本上是功能更为强大的教学机器。
2.ICTE——计算机作为内容阶段
这一阶段自20世纪80年代初期开始。由于计算机在社会中广泛使用，人们普遍认识到，在学校教育目标中，让学生掌握一定的计算机基本知识和技能必不可少。于是，各国中小学开始开设大量的计算机课程，最初大多用来教程序设计语言，后来改为信息技术课程，关注信息技术的应用。
计算机教育的构想最初来自于对计算机素养（后改为信息素养）的关注。1972年，阿瑟·列尔曼（Arthur Luehrman）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”。当时的计算机素养主要包括编程技能及诸如文字处理等其他计算机操作技能，其中计算机编程在计算机素养中占有重要地位。[33]但由于教育软件的限制与不足，刚开始的计算机教育主要是教BASIC程序语言，随后不久才出现了Logo语言。
1974年，美国信息产业协会主席泽考斯基（Zurkowski，Paul G.）正式提出了信息素养（Information Literacy）的概念。信息素养的概念扩大了计算机素养的内涵，引导人们从单纯重视学习计算机的程序编程，到关注如何利用计算机等信息技术获取信息，并通过信息加工处理问题（包括教学和学习中遇到的问题）。因此，信息技术的提出使得编程和计算机历史等内容纷纷让位于文字处理、数据库和电子表格等应用软件教学，计算机开始慢慢贴近学生和教师的学习和生活。
美国是世界上最早开设计算机课程的国家。20世纪80年代初期，美国就开始正式在中学开设计算机课程。到20世纪80年代末，美国基本上所有的中小学都开设了计算机教育课程。许多学校的计算机课程是以计算机的应用作为主要内容，例如教学生使用计算机来进行文字处理、电子报表生成、编辑组织数据库等，培养学生的应用能力和使用计算机来解决问题的意识。当然，也有许多学生学习各种程序设计语言，这些语言种类较多，常用的有BASIC、LOGO、PASCAL等。[34]
为明确信息技术教育标准，提升学生的信息技术素养，1998年，美国教育技术国际协会（the International Society for Technology in Education，ISTE）出版了面向学生的国家教育技术标准（National Educational Technology Standards，NETS）。面向学生的国家教育技术标准划分了六方面的技术能力：基本操作与概念；社会，道德与人性问题；技术绩效工具；技术交流工具；技术研究工具；技术问题解决与决策制定工具。这个分类为各个年级提供了与标准相匹配的行为指引框架，为美国中小学开展信息技术教育提供了标准指引。
2000年，美国教育技术国际协会在面向学生的国家教育技术标准的基础上出版了面向教师的国家教育技术标准（National Educational Technology Standard for Teachers，NETS-T）。2002年，美国教育技术国际协会又出版了面向学校管理者的教育技术标准（the Technology Standard for School Administrators，TSSA）。并且，美国教育技术国际协会的国家教育技术标准还随着技术的不断发展而更新，除了体现标准的与时俱进之外，也规划了清晰明确的发展蓝图。[35]美国教育技术国际协会先后出版的三个国家教育技术标准不仅为美国中小学开展信息技术教育提供了清晰的课程标准，同时也对教师和学校管理者提出了明确的专业要求，极大地推动了美国中小学信息技术的开展，值得世界各国借鉴。
2003年3月，美国已经有29个州将教育技术国际协会的标准作为对学生的要求，有30个州将教育技术国际协会的标准作为对教师的要求（ISTE，2003）。在一些州，如亚拉巴马州与北卡罗来纳州，学生在毕业前必须通过一个计算机技能考试。在另一些州，如特拉华州、马里兰州、南卡罗莱纳州、田纳西州以及得克萨斯州，则要求学生通过一个技术课程（作为他们课程的一部分）（Burke，2001）。
英国也是较早开设信息技术课程的国家。1988年，英国通过《教育改革法案》，制定了统一的国家信息技术课程标准，要求在中小学的“技术”（Technology）课程中增加“计算机和媒体技术”的内容。1994年，英国修订的国家课程标准有了一系列明显的变化：原有只是作为技术课程一个组成部分的“计算机和媒体技术”内容，如今综合概括为信息技术课程，被放在突出的重要位置上。[36]
2000年，英国再次修订国家信息技术课程标准，把信息技术（IT）课程改名为信息与通信（ICT）课程，并将ICT课程作为5到16岁中小学生的一门必修课，列为与核心课程同等重要的地位。在英国，所有完成义务教育的学生都必须取得合格的ICT课程学习成绩。英国《信息技术能力——2000课程标准》（Information Technology Capability Curriculum 2000）（见表2.1）将中小学信息技术课的内容分成五个大的部分：信息的交流与共享、信息查询技术、通过模拟环境，培养学生的和能力、通过控制设备培养学生的智能控制意识、发展性学习，每一部分针对学生的不同年龄段分别提出了不同的要求。英国《信息技术能力——2000课程标准》作为指导英国中小学开展信息技术课程的教学大纲，对学校要开设哪些课程，在学生的不同年龄阶段应达到怎样的运用信息技术能力水平都作出了具体而明确的规定，极大地推动了中小学信息技术教育的开展。
表2.1 英国信息技术能力——2000课程标准[37]
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2013年2月，英国教育部公布新的国家课程方案，将ICT课程改名为Computing课程，课程名称的改变体现出英国政府对于信息通信技术认识的进一步加深，课程重心由应用能力培养转向操作思维培养，并于2014年9月正式开始实施。英国的Computing课程的目的是通过在不同阶段开展与学生认知水平相适宜的教学，培养学生的计算思维和创造力，同时提高学生的信息素养，使学生能够通过ICT表达自己的想法，以适应未来工作，并成为数字社会的积极参与者。[38]
新一轮的英国信息技术课程变革将计算思维理论作为指导性理论，倡导学生像计算机专家一样的思维，并将计算思维作为新Computing课程的核心目标。在这个近乎全新的信息时代，教育信息化被赋予了新的含义，英国国家课程中ICT更名为Computing，表现出新的国家课程将计算思维作为指导性理论，核心目标就是能让学生通过计算思维来理解和改变世界。[39]
综观上述，英国的信息技术课程经历了三个发展阶段，第一阶段是将信息技术作为技术课程的一个组成部分，尚未作为一门课程进行设置；第二阶段，随着信息技术逐渐受到重视，重要性日益凸显，英国政府将信息技术从技术课程中独立出来，作为一门单独的课程进行设置，并在信息技术中加入通信技术，丰富了课程内容，实行以ICT为核心的国家课程；第三阶段，基于ICT课程在理念方面落后于时代发展，在实际教学实践中受到质疑，英国政府大刀阔斧地革新课程理念，转变课程培养方向，实行新的Computing国家课程。
欧洲其他国家也非常重视中小学信息技术教育课程。如，德国的信息技术教育主要安排在中学进行（初中和高中），既有专门的计算机课程，也在其他学科教学中融入信息技术的内容。[40]信息技术教育课程的重点之一就是用数据库处理软件对信息进行处理和传播，主要的工具是计算机技术和信息学课程。信息技术教育的主要任务就是向学生传播各种工具使用的概念，要求学生学会信息和通信工具的使用，通过分析、关联，加深对信息学的结构和方法的理解，拓展已在使用的基础知识。
法国把信息技术教育作为学生技术课（Technology）教育的一个部分，分别在小学、初中和高中开设信息和通信技术（TIC）教育，这一技术是学生必须掌握的，是国家教育制度的目标之一。[41]2000年6月20日，法国新任教育部长雅克·让对新闻界宣布，设立面向全体学生的信息教育文凭，从2003年开始，所有的小学生在离开学校时都必须持有这张文凭。
法国的信息技术教育在各个学段均有不同要求，同时也十分注重信息技术在其他学科中的应用。[42]如，在小学阶段，学生被要求逐步熟悉并学习使用计算机、各种多媒体产品，以及电子邮件和因特网。在初中的技术课上则开始培养学生的对信息技术的使用技能，并帮助他们获得合理使用这些工具的相关知识。而在高中阶段，信息技术教育则开始有计划地出现在各学科中，并注重引导学生对多种操作系统或同样运行状态下的各种软件进行比较，以期找出隐藏其中的普遍原则，使学生能面对并适应软件产品不断改进和更新的现状。
目前，世界上大多数国家，如加拿大、澳大利亚、爱尔兰、日本、韩国、新加坡等国，以及我国香港、台湾地区都开设了信息技术课程，培养学生正确选择、加工、处理信息的能力，以适应信息化社会的发展需求。
我国自20世纪80年代中后期开始在部分中小学试行计算机教育，重点是让学生学习计算机基础知识和编程技能。在这段时间内，我国中学计算机课程由无到有，并开展重点试验，几年间全国有数千所中小学相继配备计算机，开设选修课，或开展课外活动，编写教材，探索教学方法。[43]20世纪90年代开始，国家高度重视计算机教育，我国计算机教育进入快速发展时期。1996年，我国颁布《计算机教育五年发展纲要》，1997年，我国颁布《中小学计算机课程指导纲要》（修订稿）。
1999年，我国计算机教育更名为信息技术教育，课程的目标实现了从掌握计算机知识和技能到信息技术素养的转变。1999年11月，教育部基础教育司发布了《关于加快中小学信息技术课程的指导意见（草案）》的修改意见通知，在草案中涉及加快中小学信息技术课程建设的重大意义、实施规划，中小学信息技术课程的基本任务、教学目标、课程内容、课时安排、教材编写原则、教学评价和组织实施，要求各省、自治区、直辖市教育委员会等对草案中的内容进行研究讨论，并将讨论后的意见上报教育部基础教育司。2000年10月，我国教育部发布《关于在中小学普及信息技术教育的通知》，颁布《中小学信息技术课程指导纲要（试行）》，要求在中小学开展信息技术教育，培养学生的信息获取能力、信息分析能力、信息加工能力、信息创新能力、信息利用能力以及协作意识和信息交流能力，如表2.2所示。
表2.2 我国中小学信息技术教育内容[44]
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在教育部的推动下，我国各地开始大力推进信息技术教育。据统计，到2003年，全国将信息技术列为必修课的高中学校比例已达到92.15%；全国大中城市的初中将信息技术列为必修课的开课率达到65.32%；全国独立建制的小学将信息技术列为必修课开课率达到10.33%（主要集中在大中城市）。[45]到2004年，全国中小学开设信息技术课程的比例进一步提高，全国普通高中基本普及信息技术必修课，大中城市初中也基本普及了信息技术必修课。全国小学普及信息技术课的比例尽管不高，但有部分城市和地区开始探索从小学一年级开设信息技术课，并拓展信息技术课的教育形式。
截至2006年底，普通高中开设信息技术课程的比例达100%，初中开设信息技术课程的比例达90%以上，小学开设信息技术课程的比例在20%左右。每年有1亿多中小学生接受信息技术教育，信息技术必修课已经成为全国中小学生信息素养提高的主要渠道。[46]
2012年，中国教育技术协会信息技术教育专业委员会颁布了《基础教育信息技术课程标准（2012）版》，对信息技术课程的教学目标、教学内容、教材编写建议、教学建议和教并且对信息技术教师基本能力和专业发展提出了更为具体要求，表明我国信息技术课程发展正趋于一体化。
在《基础教育信息技术课程标准（2012）版》中，小学和初中基础模块的专题有硬件与系统管理、信息与加工表达和网络与信息交流，进一步突出对学生信息素养的培养。每个专题由若干单元组成，如，“硬件与系统管理”专题包括硬件与数码设备、计算机软件、信息安全三个单元，“信息与加工表达”专题包括文本、表格、图片、声音、动画、视频、综合七个单元，“网络与信息交流”专题包括信息网络、信息获取、信息交流三个单元。[47]基础模块的专题和单元结构如表2.3所示。
表2.3 基础教育信息技术课程标准专题及单元内容
综观上述，在这一阶段，由于对计算机素养（后改为信息素养）的关注，世界各国普遍将计算机作为一种教育的内容，把学习计算机本身的内容和程序设计语言作为信息社会的第二文化。其主要的路径表现为世界上许多国家的中小学校将计算机作为教育的内容，纷纷开设了计算机课程（或信息技术课程）。
3.EI——计算机作为环境阶段
这一阶段自20世纪90年代开始。随着互联网技术的出现与发展，世界各国政府进一步认识到了信息技术的巨大教育潜能，并进一步加大了对信息技术的投资力度。与此同时，信息技术在学校教育中的应用也开始跨越作为工具、作为内容的阶段，逐步被视为重构一种新的教育环境的重要组成部分，成为教育改革的一个新的制高点，受到了世界各国政府前所未有的关注。信息技术开始进入从与学校教育的整合走向融合阶段。