中國數(shù)字教育國際競爭力的多維分析

張 雷

一、引言

數(shù)字教育是指在現(xiàn)代教育思想和理論指導下，應用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等平臺工具為學習者提供一個與傳統(tǒng)授課形式不同的教育新形式。2018年中國教育部發(fā)布《教育信息化2.0行動計劃》《中小學數(shù)字校園建設規(guī)范(試行)》等文件，明確提出要全面實施中國數(shù)字教育。2020年世界經(jīng)濟論壇發(fā)布《未來學校：為第四次工業(yè)革命定義新的教育模式》(“Schools of the Future:Defining New Models of Education for the Fourth Industrial Revolution”)的報告，2021年中國教育部發(fā)布《高等學校數(shù)字校園建設規(guī)范(試行)》的通知，明確指出推動信息技術與教育深度融合，推進數(shù)字教育，是教育現(xiàn)代化的戰(zhàn)略抉擇。2020年我國教育信息化市場投資金額達117.76億元，較2019年增加了65.30億元，同比增長124.48%；2021年1-11月教育信息化市場投資金額已完成146.63億元；2021年我國數(shù)字教育用戶規(guī)模已達2.98億人，市場規(guī)模為2573億元，數(shù)字教育發(fā)展速度已經(jīng)躋身世界前列，有效推動了我國教育發(fā)展，提高了教育公平性。本研究使用R語言進行主成分分析和因子分析，對比研究中美英日韓印六個國家數(shù)字教育發(fā)展特點與發(fā)展經(jīng)驗，找出我國存在的差距與不足，以期為提高我國數(shù)字教育的國際競爭力提供理論支持。

二、中美英日韓印數(shù)字教育發(fā)展現(xiàn)狀

(一)中國數(shù)字教育的跨越式發(fā)展

近年來，數(shù)字化發(fā)展為中國教育提供了創(chuàng)新發(fā)展的新途徑，中國教育數(shù)字化比率由2016年的8～10(%)提升至2021年的23～25(%)。近十年，中國數(shù)字教育用戶規(guī)模穩(wěn)定增長(如圖1)。2020-2021年間，受全球疫情影響，中國數(shù)字教育行業(yè)市場需求大幅增長，數(shù)字教育用戶規(guī)模同比增長35.5%。隨著中國信息基礎設施的完善，數(shù)字教育在內(nèi)容和形式上都得到了極大豐富，靈活性和便捷性進一步提高，數(shù)字教育也成為新的投資熱點。

圖1 2012-2021年中國數(shù)字教育用戶規(guī)模(萬人)

(二)美國數(shù)字教育的推動式發(fā)展

美國計算機技術、通信技術以及網(wǎng)絡技術是帶動其他行業(yè)發(fā)展、推動美國經(jīng)濟發(fā)展的基礎。2002年1月，由布什總統(tǒng)簽署的NCLB法案推動了美國數(shù)字教育的發(fā)展。近年來，美國政府不斷加大對數(shù)字教育投資，11個州政府支持各自的地區(qū)發(fā)展在線教育項目，為其提供資金和財政政策，并量身定制相應的財政方案。此外，一些企業(yè)看到數(shù)字教育市場的超大需求量，也加入數(shù)字教育的建設。2012-2021年美國數(shù)字教育市場規(guī)模發(fā)展平穩(wěn)(如圖2)。據(jù)統(tǒng)計，2021年美國數(shù)字教育用戶規(guī)模達到1715.86萬人，市場規(guī)模達到129.2億元，融資金額為6571.74萬美元。

圖2 2012-2021年美國數(shù)字教育市場規(guī)模增長率(%)

(三)英國數(shù)字教育的持續(xù)式發(fā)展

(四)日本數(shù)字教育的階段式發(fā)展

(五)韓國數(shù)字教育的高效式發(fā)展

圖3 2012-2021年韓國數(shù)字教育融資金額(萬美元)

(六)印度數(shù)字教育的后發(fā)式發(fā)展

印度有著悠久的歷史和古老的文明，IT業(yè)發(fā)達，建立了一個集科研、技術開發(fā)等于一體的現(xiàn)代科技體系。印度年輕人口超8億，互聯(lián)網(wǎng)人口4.5億，手機網(wǎng)民超4億人，具備上網(wǎng)的移動設備是接受數(shù)字教育的基礎條件。目前印度總體識字率很低，存在約3億的文盲。2009年印度頒布《兒童免費和義務教育法》，實行“10+2”模式，初高中采用英式兩年制。據(jù)orcale數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計，2021年印度數(shù)字教育市場總規(guī)模達111.69億元，比2020年增長了9.91%，數(shù)字教育用戶規(guī)模達1483.32萬人，較2020年增長了11.33%。

三、數(shù)字教育國際競爭力評價指標體系

(一)構建原則

(二)評價指標體系

根據(jù)指標體系的構建原則，選取經(jīng)濟環(huán)境指數(shù)、科技環(huán)境指數(shù)、人文環(huán)境指數(shù)、基礎設施建設指數(shù)、教育環(huán)境指數(shù)、數(shù)字教育發(fā)展指數(shù)，總共1個一級指標，6個二級指標，23個三級指標。(見表1)。

表1 數(shù)字教育業(yè)國際競爭力評價指標體系

表1 數(shù)字教育業(yè)國際競爭力評價指標體系(續(xù))

(三)數(shù)字教育主要指標比較

1.經(jīng)濟環(huán)境比較。2011-2020年間，世界經(jīng)濟環(huán)境發(fā)展良好，除日本國民生產(chǎn)總值呈微下降態(tài)勢外，其余五國均穩(wěn)步增加(如圖4)。2020年受疫情影響，全球經(jīng)濟發(fā)展速度大部分放緩，與之相對比的是，中國經(jīng)濟在2020年總體發(fā)展平穩(wěn)。其中，國內(nèi)生產(chǎn)總值14.72萬億美元，穩(wěn)居世界第2位(如圖4)，比2019年增長2.67%；國民總收入101.6萬億元，比2019年增長2.3%。與其他五個國家相比，我國國民經(jīng)濟核算總增長值次于印度與日本，家庭消費能力次于美國，失業(yè)率次于日本(如圖5)，宏觀經(jīng)濟穩(wěn)定指數(shù)排名第39位，市場規(guī)模排名第一，對世界經(jīng)濟增長貢獻率30%左右，經(jīng)濟環(huán)境整體發(fā)展良好。

圖4 2011-2020年各國國民生產(chǎn)總值(萬億)

圖5 2020年各國宏觀經(jīng)濟環(huán)境對比圖

2.科技環(huán)境比較。隨著計算機和智能手機的大范圍普及、WIFI網(wǎng)絡的快速發(fā)展、人工智能技術成熟，為數(shù)字教育的進一步發(fā)展奠定了基礎，極大提升了教學質(zhì)量，推動了數(shù)字教育更好更快的發(fā)展。2020年中國研發(fā)支出占國內(nèi)生產(chǎn)總值6.96%，較2019年占比2.1%提升了4.86%(如圖6)；常住人員申請專利數(shù)量1344817，位于全球第一位；2020年高科技出口額達7576.82億美元，在全球排名第一位。但是高等院校入學率卻在六國中排名第五位。

圖6 2020年各國研發(fā)支出占國內(nèi)生產(chǎn)總值百分比(%)

3.人文環(huán)境比較。本文采用全球繁榮指數(shù)、人類發(fā)展指數(shù)、幸福指數(shù)、社會進步指數(shù)四個指標對人文環(huán)境進行綜合評比，其中人類發(fā)展指數(shù)中國在六國中排名第一，在全球排名第五，就業(yè)人口比率在六國中排名第一，具體分值和排名如表2。

表2 2020年各國人文環(huán)境指數(shù)

4.基礎設施建設比較?；A設施的建設是應用的前提和基礎。起步階段主要是教育的網(wǎng)絡與信息化，只有在互聯(lián)網(wǎng)基礎環(huán)境建設完善的基礎上，才有可能形成數(shù)字教育。2020年互聯(lián)網(wǎng)用戶比率(成人人口)中英國占比94.9%，中國占比54.3%，美國占比87.3%，日本占比84.6%，韓國占比95.9%，印度占比34.5%(如圖7)，韓國位于六國中第一位；從信息通信利用指數(shù)角度看，仍以韓國為首；從安全的互聯(lián)網(wǎng)服務器數(shù)量來看，2020年中國較2014年增長了99.52倍，增長速度在六國中排名第一(如表3所示)。

圖7 2021年各國信息通信利用指數(shù)和互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量(成人人口比率)

表3 2014-2020年各國安全互聯(lián)網(wǎng)服務器數(shù)量

5.教育環(huán)境比較。從免費義務教育年限角度分析，美國、日本有12年免費義務教育，英國設置11年免費義務教育，中國和韓國為9年免費義務教育，印度是8年免費義務教育。本文教育環(huán)境指標采用教育經(jīng)費指數(shù)、平均受教育年限指數(shù)、學校預期壽命指數(shù)、初等教育師生比率四個指標對教育環(huán)境進行綜合評比(如圖8)。

圖8 各國教育環(huán)境對比圖

6.數(shù)字教育發(fā)展比較。據(jù)統(tǒng)計，2020年中國數(shù)字教育用戶規(guī)模42296萬人，英國達到607.03萬人，美國有1645.62萬人，日本和韓國分別是136.19萬人和1741.91萬人，印度用戶規(guī)模為1483.32萬人，相對來說中國具有最大市場規(guī)模。中英美日韓印六國數(shù)字教育融資金額2021年比2020年分別增長了137.22%、0.57%、36.93%、-0.93%、-11.79%、-7.54%，中國增長速度在六國中排第一位。

四、數(shù)字教育國際競爭力綜合評價

(一)主成分分析法

通過R語言得到方差貢獻率和累計貢獻率，選取主成分個數(shù)。一般情況下對于主成分個數(shù)的提取有兩種方法：一種是提取特征值大于1的主成分，一種是提取累積貢獻率達到85%的主成分。這里運用第二種方法，選取3個主成分。用3個主成分來代表原始變量，此時累積貢獻率已經(jīng)達到92.13%(見表4)，可以反映數(shù)字教育的國際競爭力，達到降維目的。三個主成分載荷如表5所列。

圖9 主成分3D散點圖

表4 主成分特征值和累計貢獻率

表5 因子載荷矩陣(Loadings)

根據(jù)上述結果，整理數(shù)據(jù)進一步計算得到各國的主成分評價值與綜合評價值，如表6所示。

表6 2020年中英美日韓印數(shù)字教育因子得分和排名

(二)極大似然因子分析

因子分析是用來分析隱藏在現(xiàn)實表面現(xiàn)象背后的因子作用的一種統(tǒng)計模型，通過對相關陣或協(xié)方差陣內(nèi)部依賴關系的研究分析，將多個變量降維為少數(shù)幾個因子，以此反映原始變量和因子的相關關系。本文選取2020年數(shù)據(jù)，根據(jù)指標體系對中美英日韓印數(shù)字教育國際競爭力指標進行因子分析，該分析方法采用極大似然估計，在R語言軟件構造模型實現(xiàn)，得出因子排名情況(如表7)。

表7 2020年中英美日韓印數(shù)字教育各項指數(shù)排名

通過對各項指數(shù)進行因子分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，韓國在科技環(huán)境、基礎設施建設方面非常有優(yōu)勢，這對于數(shù)字教育的發(fā)展具有極大推動作用。英國在人文環(huán)境指數(shù)和教育環(huán)境指數(shù)方面具有優(yōu)勢，英國是世界上第一個工業(yè)化國家，在經(jīng)濟、文化等方面具有舉足輕重的影響力，世界一流的教育歷史可追溯到12世紀，義務教育階段相對來說年限較長，普及率較高，在師生比率的配置上也較為合理。與其他國家相比，中國數(shù)字教育的發(fā)展速度排在第一位，且發(fā)展方向一直向上，但是還有很多需要改進的地方，同時也表明有很大的發(fā)展空間。

五、政策建議

(一)優(yōu)化政策體制

發(fā)展數(shù)字教育需要大量的經(jīng)費投入，公共數(shù)字教育必須堅持政府主導，確保經(jīng)費投入到位，才能保障教育平臺、課程資源的建設和應用，才能有效發(fā)揮其公益性運行機制的優(yōu)勢。財政對教育信息化建設的投入要確保基礎設施建設的完善，針對城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡的狀況，加大對經(jīng)濟相對弱勢學校發(fā)展公共數(shù)字教育的投入，使其與其他學校在設施配備方面保持統(tǒng)一水平，從資源層面推進新時代數(shù)字教育的供給側(cè)改革。

(二)科學建設信息化環(huán)境

(三)拓展數(shù)字教育覆蓋面

處于我國農(nóng)村偏遠地區(qū)的一些學?；ヂ?lián)網(wǎng)基礎設施相對不足，國家和地方政府要加大對這些地方的教育投入力度，優(yōu)化資源配置，逐步建立優(yōu)質(zhì)數(shù)字教育資源的共建共享機制，提高數(shù)字教育資源的覆蓋水平。各地要統(tǒng)籌“全面改善貧困地區(qū)義務教育薄弱學校基本辦學條件”工作和鞏固“教學點數(shù)字教育資源全覆蓋”項目成果，建立起利用信息化手段幫助教學點開好國家規(guī)定課程的機制，實現(xiàn)以學生為中心，滿足學習者的個性化需求，最終建立廣覆蓋、多類型、多層次、開放便捷的教育資源體系。

(四)建設數(shù)字教育師資隊伍

(五)打造數(shù)字教育共享平臺

目前，在國內(nèi)市場中，各種中小學校外數(shù)字教育平臺未充分地規(guī)范化和信息化，家長和學生在校外數(shù)字教育領域的信息不對稱情況非常嚴重，這就要求國家教育部出臺這方面的規(guī)劃，建立全國性或區(qū)域性的數(shù)字教育公共服務平臺，通過區(qū)域性或者全國性的數(shù)字教育平臺共享系統(tǒng)，讓全民共享校外數(shù)字教育資源。同時，鼓勵中小學校外數(shù)字教育機構在共享平臺的基礎上，開發(fā)出更深入、更具發(fā)散性的課程，運用教育理論開發(fā)數(shù)字化素質(zhì)教育游戲，搭建學習程序性知識的平臺。

(六)形成數(shù)字教育產(chǎn)業(yè)集群

六、結論

相比傳統(tǒng)學習，線上學習擁有時間靈活、高效、便利、低風險的特性，打破了傳統(tǒng)教育地域、時間等的限制，更有利于實現(xiàn)教育資源的互通?；谥袊?021年數(shù)字教育綜合國際競爭力情況，結合對經(jīng)濟環(huán)境、科技環(huán)境、人文環(huán)境、基礎設施建設、教育環(huán)境、數(shù)字教育發(fā)展環(huán)境的競爭力具體分析情況，可以得到如下結論：

1.主成分分析中將23個原始指標降維為3個因子，建立數(shù)字教育國際競爭力綜合評價模型。從主成分分析法結果看出，數(shù)字教育水平美國排名第一位。一方面，美國經(jīng)濟生產(chǎn)總值在全球排名第一位，為在線教育的發(fā)展提供了良好的經(jīng)濟基礎；另一方面，美國平均受教育年限達13.4年，在六國中排列第一位。在疫情期間，基本上實現(xiàn)了在線上課，在數(shù)字教育方面的投融資金額數(shù)量極大，因此數(shù)字教育保持較好的發(fā)展態(tài)勢。

2.極大似然因子分析對各項指標進行因子分析與排名，從中我們可以發(fā)現(xiàn)，中國在科技環(huán)境、人文環(huán)境、基礎設施建設、教育環(huán)境等方面不具備絕對優(yōu)勢?？萍辑h(huán)境和基礎設施建設排名第一位的韓國，正是得益于網(wǎng)絡基礎設施建設的完善、互聯(lián)網(wǎng)的普及與人才多樣化培養(yǎng)。韓國的互聯(lián)網(wǎng)基礎設施、網(wǎng)速與網(wǎng)絡普及率在全球排名前列，高等院校入學率達96%，遠遠高于其他國家。教育環(huán)境與人文環(huán)境排名第一的英國，其教育經(jīng)費指數(shù)5.5，平均受教育年限13.2年，遠遠高于其他五個國家。

3.中國可以從基礎設施建設、科技環(huán)境、人文環(huán)境與教育環(huán)境等方面進一步發(fā)展數(shù)字教育，形成更強的國際競爭力。