教育信息化视角下青少年学业表现的提升路径研究

［摘要］教育信息化是提升教育质量、推动教育现代化转型的重大战略选择。本研究对信息技术的教育结果进行了经验评估。通过对中国教育追踪调查数据的分析发现：学校信息化和家庭信息化对青少年的学业表现都有促进作用；从影响机制来看，学校信息化和家庭信息化可以通过强化青少年的认知能力来改善其学业表现。上述结果表明，信息技术对提升教育质量发挥了积极作用，这意味着中国的教育信息化基本上实现了预期目标。本文为教育信息化如何迈入“以人为本”的2.0时代提供了政策建议。

［关键词］教育信息化；教育质量；学业表现；认知能力

［中图分类号］G434［文献标识码］A［文章编号］1005-5843（2023）03-0127-07

［DOI］10.13980/j.cnki.xdjykx.2023.03.021

提升教育质量是世界各国普遍追求的教育目标。随着信息技术在教育领域的快速应用，传统教育模式迎来挑战和机遇，教育信息化逐渐成为各国政府推动教育现代化转型的战略选择。在教育信息化程度日益加深的背景下，信息技术究竟对教育发展产生怎样的影响成为政府和学术界非常关注的问题。

在发达国家和发展中国家进行的经验研究对信息技术能否提升青少年的学业表现存在很大的分歧。同时，国外的多数学者认为教育不平等并没有因信息技术的使用而缩小，反而出现扩大的趋势。但在以中国学生为对象的研究中，学者们对信息技术与青少年学业表现的关系同样存在争议。从长远看，教育信息化将成为推动中国教育现代化转型的重要路径，并且也被政府赋予了提升教育质量的重要使命。因此，有必要在中国情境下全面评估信息技术的教育结果，这将有助于相关部门完善教育信息化政策，从而提高青少年的发展质量进而推动经济社会高质量发展。

一、文献回顾

（一）信息技术对青少年学业表现的影响

对于正在完成教育阶段的个体来说，教育质量的高低直接通过其教育阶段的学业表现反映出来［1］。在信息技术尚未普及的时期，学生必须及时且亲身参与到以教师主导的教学活动中，并且必须由教师口头传授才能获取知识，这使得其在获取知识的过程中会受到时间和空间条件的较大约束。在这一时期，授课教师的人口学特征以及行为特征会对学生的学业表现产生重要影响［2］。然而，随着信息技术广泛应用到教育领域，传统教学活动发生巨大变化。一方面，教师传授知识越来越依赖技术工具，其在教学活动中的主导地位有所下降；另一方面，学生在教学活动中所受到的时空限制也大大减少，可以直接通过外部教育资源获取知识，甚至可以自主学习，从而使其对教师的依赖性下降。

面对信息技术与教学活动日益融合的趋势，世界各国政府先后制定了教育信息化战略规划，并且采取一系列举措落实教育信息化政策目标。在全球教育信息化程度不断提高的背景下，学术界围绕信息技术是否产生了提升教育质量的效果这一问题展开了大量的经验研究。首先，信息技术对学生学业表现的正向影响和负向影响都有证据支持。针对美国非洲裔青少年的研究表明，学生所在的学校和家庭拥有电脑并且接入互联网对学习成绩具有提升作用［3］。基于2009年国际学生评估项目（PISA）的研究也发现，使用计算机对阅读、数学和科学成绩都有促进作用［4］。然而，也有研究提供了与上述结论相悖的证据。Wittwer和Senkbei［5］利用PISA德国学生数据的研究发现，使用计算机与学生的数学成绩没有联系。Fairlie和Robinson［6］对美国贫困学生进行的随机对照试验表明，即使其中一部分人免费获得了计算机，但他们的学习成绩与那些没有获得计算机的学生没有显著差异。

与信息技术和教育质量的关系尚无定论相比，国外学者对信息技术与教育公平之间关系的认识较为一致。然而，研究结论并不是信息技术促进了教育公平，而是教育不平等的现象并没有因新技术的使用而缩小。在西方国家，教育不平等主要在性别、种族和社会经济地位等方面表现出来［7］。虽然促进教育公平是所有教育政策都试图达到的目标，但实际效果往往并不令人满意，这也是当前教育信息化面临的主要问题。Jackson等［8］对美国非洲裔和白人青少年的比较研究发现，非洲裔的男孩和女孩在信息技术的使用强度上高于白人男孩和女孩，这造成非洲裔青少年的学习成绩低于白人青少年。此外，经济合作与发展组织（OECD）在2015年发布的报告系统分析了全球教育不平等的现状，明确指出虽然全世界的贫困学生接触互联网的机会大大增加，但从中汲取知识和技能的效率较低，这不仅导致他们的能力未得到显著提升，而且使他们与富裕学生的教育差距不断拉大［9］。

对既有文献进行梳理可以发现，虽然当前全球的教育信息化已经达到相当高的水平，但其实际效果并不能令人满意。这不单单体现为信息技术改善学生的学业表现会受到诸多条件的约束，更表现为教育不平等并未因新技术的使用而发生根本性改变。近年来中国政府制定了一系列关于教育信息化的国家级战略规划，试图将教育信息化作为推进教育现代化转型的路径。因此，有必要在中国情境下考察信息技术对教育质量和教育公平的影响。

（二）中国教育信息化进程及其影响

与欧美发达国家相比，中国的信息技术发展起步较晚，并且在发展初期与教育的融合程度不高，从而使教育信息化进程相对迟缓。2010年国务院颁布的《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》首次将“加快教育信息化进程”列为重点规划发展内容，2019年中央政府《政府工作报告》首次明确提出“互联网+教育”的重大发展战略。在上述政策红利的激励下，中国教育信息化工作快速推进。

在教育信息化突飞猛进的同时，信息技术与学科教学融合程度不深的问题依然亟待解决。学术界更关心的是教育信息化是否达到了提升教育质量和促进教育公平的政策目标。首先，与国外研究类似的是，国内学者对信息技术是否改善了学生的学业表现存在不小的争议。辛涛等［10］对北京市中学生的研究发现，使用计算机辅助学习的学生的数学表现明显优于很少或不使用计算机的学生。田亚惠等［11］对南京市中学生的研究也取得类似的发现，即学校多媒体教室的比例与学生成绩呈正相关关系。然而，利用基于2015年北京、上海、广东和江苏调查数据的研究则表明，学生上网时间越长，学生的数学和阅读成绩越低，并且科学素养会变差［12］。其次，一些学者对信息技术可以缩小教育不平等的作用进行了实证研究。程千里和张炜华［13］对上海中学生样本的分析发现，学生接触互联网的年龄与学习成绩存在正相关关系，但这一关系受到家庭经济地位的影响，富裕家庭的学生接触互联网的时间更早，获得的信息技术的红利更多。陈纯槿和顾小清［14］利用相同的调查数据研究发现，使用互联网学习的偏好对学生学习成绩有促进作用，并且这一关系受到家庭经济地位的正向调节影响。

上述研究对信息技术的教育效果进行了全方位评估，提供了诸多学术洞见，对完善教育信息化政策具有重要参考意义。不过，这些研究在方法和内容上有不小的改进空间。首先，已有实证文献所使用的数据来自对东部省份或城市的抽样调查，因而其结论很难适用于其他地区，存在研究结论在全国范围内的解释力不足的问题。而且，现有研究对学生成绩的测度不够客观，未能妥善处理内生性问题，这使得研究结论的准确性和可靠性难以得到保证。本文认为，数据代表性、变量测度的有效性以及因果关系识别等方面存在的短板，很可能是造成关于信息技术对青少年学业表现影响的研究存在意见分歧的原因。其次，已有文献对教育信息化表现形式的考察较为单一，没有对其在学校和家庭的表现形式全部考虑在内。更重要的是，现有研究只关注信息技术对教育质量的直接影响，但忽视了其中的作用机制。这造成我们对信息技术与学生学业表现关系的认识深度不够，并且效果评估在政策层面的意义也大大削弱。最后，现有研究仅针对经济维度的教育不平等讨论教育信息化的影响，忽视了青少年固有的性别差异以及在中国独有的城乡差异所造成的教育不平等。

鉴于此，本文尝试在中国情境下评估教育信息化的效果，重点考察信息技术对教育质量的影响。具体而言，即是考察学校信息化和家庭信息化对青少年学业表现的影响，并且检验认知能力的机制效应。由此，本文在中国情境下提供了信息技术与教育质量关系的可靠证据，从而展示了中国教育信息化的真实效果，这对有关部门完善教育信息化的政策具有参考意义。

二、研究设计

（一）数据来源

本文所用的数据来自中国人民大学中国调查与数据中心在2014—2015学年实施的第二轮中国教育追踪调查（China Education Panel Survey，以下简称CEPS）。CEPS项目组在2014—2015学年开展实施的调查是以2013年的全国调查为基础，成功追访7年级学生9 449人。由于基线调查中关于学校信息化和家庭信息化的信息不够充分，我们使用2014—2015学年的调查数据进行分析。在剔除变量存在缺失值的样本后，最终保留7 415个学生样本。

（二）变量说明

1.因变量：学业表现。本文以学生在2014年秋季的期中考试成绩测量学业表现，包括语文成绩、数学成绩、英语成绩，所有考试成绩满分均为150分。变量的数值越大，表示学生的学业表现越好。

2.自变量：学校信息化和家庭信息化。其一，学校信息化。“三通两平台”是当前中国教育信息化的基础性工程。其中，“三通”指的是“宽带网络校校通、优质资源班班通、网络学习空间人人通”；“两平台”指的是“建设教育资源公共服务平台和教育管理公共服务平台”。CEPS向受访学校的校长询问了所在学校推进“班班通”的情况，答案选项为：1=完全没有，2=一部分教室，3=大部分教室，4=全部教室。该变量的数值越大，表示学校信息化程度越高。其二，家庭信息化。在线学习是教育信息化的重要组成部分，而家庭接入互联网则使学生拥有了课堂教学之外的学习机会。CEPS向学生询问了家里拥有电脑和网络的情况，答案选项是：0=都没有，1=有电脑无网络，3=有电脑和网络。据此，我们构建了一个关于家庭信息化的虚拟变量，将同时拥有电脑和互联网赋值为1，将其他两个选项都赋值为0。

3.中介变量：认知能力。本文以CEPS提供的学生认知能力测试标准化得分作为认知能力的测度。该测试采用3PL模型进行，它是由3个维度涉及11个概念的试题构成，主要包括语言文字推理概念、文字概念、几何图形、图形规律分析、数学应用、自定义运算规则等内容。该变量的数值越大，表示学生的认知能力越强。

4.控制变量：涵盖了学生、家庭、教师和学校等4个层次。学生特征变量包括年龄、性别、独生子女、住校、户籍、同辈群体质量；家庭特征变量包括父辈受教育程度、父母教育期望、家长监管、亲子关系、学生自评家庭经济状况；教师特征变量包括教师的年龄、性别、学历、职称和教龄；学校特征变量包括学校区位和学校质量。

表1展示了上述变量的操作化定义。

三、数据分析结果

（一）描述性分析

表2报告了变量的描述性统计结果。学生的语文、数学和英语成绩平均为82.66、77.72和75.13分。学生所在学校的大部分教室实现了“班班通”。学生所在家庭拥有电脑和互联网的比例约为66%。学生在认知能力测试上的标准化得分为0.35，表明其认知能力处于良好状态。此外，青少年的平均年龄约为14岁，其中有51%为男性，独生子女所占的比例为45%，在学校住宿的比例超过30%，同辈群体的不良行为较少。学生父亲的平均受教育年限约为13年，家长监管较为严格，学生对家长较为亲近，家庭经济状况处于中等水平。在任课教师中，男性教师的比例为32%，平均年龄约为39岁，平均教龄约为17年。学校排名平均处于中上水平，具有较高的教学质量。

本文进一步考察了学生的学业表现是否在学校信息化和家庭信息化程度不同的两组中存在显著差异①。首先，我们对学校信息化变量进行重新编码，将“完全没有”选项编码为0，其余选项编码为1，由此将样本区分为两组。结果显示，“信息化”组的学生在语文、英语、数学以及综合成绩上都高于“未信息化”组的学生，并且二者的差距在统计上是显著的（p都小于0.01）。其次，我们直接根据家庭信息化这一虚拟变量将样本区分为两组。结果显示，“信息化”组的学生的各项成绩都显著高于“未信息化”组的学生。上述结果为使用统计模型验证研究假设提供了证据支持。

（二）基准回归结果

表3报告了使用多元线性模型估计信息技术对教育质量的影响结果。模型的因变量分别是语文、数学和英语三科的单项成绩。由于我们关心的是自变量的效应，加之文章篇幅的限制，所以省略了控制变量的估计结果。包含学校信息化变量的模型1、模型3和模型5的结果显示，自变量的系数值都大于0，且在1%水平上显著，这说明实行“班班通”程度越高的学校，学生的学习成绩越高。在为检验家庭信息化效应而设置的模型2、模型4和模型6中，自变量也显著为正，这表明当家庭同时拥有计算机和互联网时，学生的学习成绩显著高于没有上述信息设备的家庭的学生。