信息技术
用于管理和处理信息所采用各种技术总称
信息技术(Information Technology,缩写IT),是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。它主要是应用计算机科学和通信技术来设计、开发安装和实施信息系统应用软件。它也常被称为信息和通信技术(Information and Communications Technology, ICT)。主要包括传感技术计算机与智能技术、通信技术和控制技术。
基本含义
人们对信息技术的定义,因其使用的目的、范围、层次不同而有不同的表述:
信息技术教育”中的“信息技术”,可以从广义、中义、狭义三个层面来定义。
信息技术的应用包括计算机硬件和软件,网络和通讯技术,应用软件开发工具等。计算机和互联网普及以来,人们日益普遍地使用计算机来生产、处理交换和传播各种形式的信息(如书籍、商业文件、报刊、唱片、电影、电视节目、语音、图形、影像等)。
在企业、学校和其它组织中,信息技术体系结构是一个为达成战略目标而采用和发展信息技术的综合结构。它包括管理和技术的成分。其管理成分包括使命、职能与信息需求、系统配置和信息流程;技术成分包括用于实现管理体系结构的信息技术标准、规则等。由于计算机是信息管理的中心,计算机部门通常被称为“信息技术部门”。有些公司称这个部门为“信息服务”(IS)或“管理信息服务”(MIS)。另一些企业选择外包信息技术部门,以获得更好的效益。
物联网和云计算作为信息技术新的高度和形态被提出、发展。根据中国物联网校企联盟的定义,物联网为当下几乎所有技术与计算机互联网技术的结合,让信息更快更准地收集、传递、处理并执行,是科技的最新呈现形式与应用。
发展历史
人类从起源开始,就在与大自然的搏击中努力提高着信息表达的能力,不断拓展着信息交流的方式。人类在劳动实践中产生了语言,发明了文字。烽火台、纸张、印刷、书籍、图形、电报、电话、音像、磁盘等与信息相关的发明创造产生,又为人类生存发展提供了方便与快捷。信息技术在历史上共经历了五次重大革命性的突破。
第一次突破发展时期
信息技术第一次突破变革是语言的使用,发生在距今约35000-50000年前。劳动创造了人类,人类创造了语言,并获得了人类特有的交流信息的物质手段,同时拥有了加工信息特有的工具概念。语言的使用是人类从猿进化到人的重要标志。
第二次突破发展时期
信息技术第二次突破变革是文字的创造,大约在公元前3500年出现了文字。文字的创造第一次打破了信息传输和存储在时间、空间上的限制。它使人类信息传递突破了口语的直接传递方式,使信息可以储存在文字里,超越直接的时空界限,流传久远。文字既帮助了人们的记忆,又促进了人类智慧的交流,成为人类意识交流和信息传播的第二载体。
第三次突破发展时期
信息技术第三次突破变革是造纸和印刷技术的发明。大约在公元1040年,中国开始使用活字印刷技术(欧洲人在1451年开始使用印刷技术)。这一发明扩大了信息交流和传递的容量和范围,使人类文明得以迅速传播。在这一时期,书籍成为重要的信息存储和传播媒介,推动了人类文明的进步。
第四次突破发展时期
信息技术第四次突破变革是电磁技术(电报、电话、电视)的发明。19世纪中叶以后,随着电磁波的发现,电报、电话的发明,人类对信息的存储、传输发生了根本性的变革,实现了用金属导线上的电脉冲来传递信息以及通过电磁波来进行无线通信,这使信息的传递手段发生了根本性的变革,加快了信息传输的速度,缩短了信息的时空范围,信息能瞬间传遍全球。传播的信息从文字扩展到声音、图像,先进的科学技术更快地成为人类共有的财富。
第五次突破发展时期
从通信技术到计算机通信技术的发展
1946年,美国宾夕法尼亚大学成功研制出世界上第一台计算机设备,意味着计算机通信技术的“问世”。随着计算机集成电路的发展和软件技术的进步,计算机设备的存储容量、运算速度以及数据处理能力都不断提高,计算机的功能也从最初的单一计算功能演变为具备数字处理、语言文字、图像视频等多种信息处理功能,计算机的应用范围也涉及了社会的方方面面。
从晶体管到以集成电路为基础的微电子技术的发展
人类于1948年发明了第一个晶体管,于1958年研制出第一块集成电路,引发了一场波及全球的微电子技术革命。微电子技术能够将日益复杂的电子信息系统集成在一个小小的硅片上,使电子设备向着微型化发展,使计算机系统的能耗越来越低。微电子技术促进集成电路的发展,中、小规模集成电路逐步发展为大规模集成电路和超大规模集成电路,同时让每一个集成电路芯片上所能集成的电子器件越来越多,而集成电路的整体价格却保持不变或者下降,从而带动以集成电路为基础的微电子信息技术的迅速发展。
网络技术到人工智能技术的形成
美国于1969年成功建成了ARPANET(AdvancedResearch Project Agency Net,高级研究计划局网络),它是世界上首个采用分组交换技术组建的计算机网络,也是现代计算机因特网的前身。到了1986年,美国又成功建设了国家科学基金网(NSFNET),并于1991年推动互联网进入商业应用领域,从而为互联网的飞跃性发展奠定了基础。这一发展对信息技术产业及人类社会的进步产生了深远的影响。进入20世纪80年代末,随着多媒体技术的兴起,计算机逐渐具备了处理文字、声音、图像、视频等多种信息形式的能力,成为信息处理的核心工具。与此同时,人类社会也从工业时代迈向了信息时代,各国加大了对信息技术的研究投入,并积极构建“信息高速公路”。随后,网络技术不断进步,从电子会议、网络传真到网络电话、网络冲浪,再到电子商务等一系列变革,不仅为个人和企业参与全球竞争提供了前所未有的机会,也催生了大量互联网新兴行业的兴起与发展。与此同时,人工智能(AI)作为一种跨领域的技术,涵盖了机器学习、计算机视觉等多个方向,旨在使计算机具备像人类一样的思维和学习能力,从而进一步推动了信息技术的革命与应用。
基本原理及应用
主要特征
有人将计算机与网络技术的特征——数字化、网络化、多媒体化、智能化、虚拟化,当作信息技术的特征。我们认为,信息技术的特征应从如下两方面来理解:
1. 信息技术具有技术的一般特征——技术性。具体表现为:方法的科学性,工具设备的先进性,技能的熟练性,经验的丰富性,作用过程的快捷性,功能的高效性等。
2. 信息技术具有区别于其它技术的特征——信息性。具体表现为:信息技术的服务主体是信息,核心功能是提高信息处理与利用的效率、效益。由信息的秉性决定信息技术还具有普遍性、客观性、相对性、动态性、共享性、可变换性等特性。
技术分类
按表现形态的不同,信息技术可分为硬技术(物化技术)与软技术(非物化技术)。前者指各种信息设备及其功能,如显微镜、电话机、通信卫星、多媒体电脑。后者指有关信息获取与处理的各种知识、方法与技能,如语言文字技术、数据统计分析技术、规划决策技术、计算机软件技术等。
按工作流程中基本环节的不同,信息技术可分为信息获取技术、信息传递技术、信息存储技术、信息加工技术及信息标准化技术。信息获取技术包括信息的搜索、感知、接收、过滤等。如显微镜、望远镜、气象卫星、温度计、钟表、Internet搜索器中的技术等。信息传递技术指跨越空间共享信息的技术,又可分为不同类型。如单向传递与双向传递技术,单通道传递、多通道传递与广播传递技术。信息存储技术指跨越时间保存信息的技术,如印刷术、照相术、录音术、录像术、缩微术、磁盘术、光盘术等。信息加工技术是对信息进行描述、分类、排序、转换、浓缩、扩充、创新等的技术。信息加工技术的发展已有两次突破:从人脑信息加工到使用机械设备(如算盘,标尺等)进行信息加工,再发展为使用电子计算机与网络进行信息加工。信息标准化技术是指使信息的获取、传递、存储,加工各环节有机衔接,与提高信息交换共享能力的技术。如信息管理标准、字符编码标准、语言文字的规范化等。
日常用法中,有人按使用的信息设备不同,把信息技术分为电话技术、电报技术、广播技术、电视技术、复印技术、缩微技术、卫星技术、计算机技术、网络技术等。也有人从信息的传播模式分,将信息技术分为传者信息处理技术、信息通道技术、受者信息处理技术、信息抗干扰技术等。
按技术的功能层次不同,可将信息技术体系分为基础层次的信息技术(如新材料技术、新能源技术),支撑层次的信息技术(如机械技术、电子技术、激光技术、生物技术、空间技术等),主体层次的信息技术(如感测技术、通信技术、计算机技术、控制技术),应用层次的信息技术(如文化教育、商业贸易、工农业生产、社会管理中用以提高效率和效益的各种自动化、智能化、信息化应用软件与设备)。
技术基础
微电子技术
微电子技术是信息技术的核心基础之一。它主要聚焦于对半导体材料进行微小型化的加工与制造,通过光刻、蚀刻等精细工艺,在微小的芯片上集成数量庞大的晶体管等电子元件,从而实现电路的高度集成化。例如常见的 CPU(中央处理器)、GPU(图形处理器)等芯片,都是微电子技术的产物。微电子技术的不断进步,使得芯片性能持续提升、功耗不断降低、体积越发小巧,这为各类电子设备,从智能手机到超级计算机,提供了强大且可靠的运算核心,是整个信息技术能够快速发展并广泛应用的硬件基石。
通信技术
通信技术保障了信息的传输与交互,是信息技术不可或缺的基础支撑。从早期的有线通信,像通过电话线进行语音传输,发展到如今的无线通信,涵盖了多种通信标准与协议,例如 4G、5G 乃至正在研究的 6G 等蜂窝网络通信技术,以及 WiFi、蓝牙等短距离无线通信方式。这些通信技术能够实现不同距离、不同场景下数据的高效、稳定、快速传输,让人们可以随时随地与他人进行语音通话、发送消息、传输文件等,也为物联网等大规模信息交互场景奠定了基础,使万物互联成为可能。
计算机技术
计算机技术包含了硬件和软件两大部分。在硬件方面,除了前面提到的基于微电子技术的处理器芯片外,还有内存、硬盘、主板等诸多组件,它们协同工作构成了计算机的物理实体,为信息的存储、运算提供了基础平台。软件层面则更加丰富,操作系统如 Windows、Linux、macOS等负责管理计算机的硬件资源并为各类应用程序提供运行环境;而应用软件则涵盖办公软件、图像编辑软件、游戏等各种各样的程序,满足人们不同的使用需求。计算机技术通过不断的创新发展,实现了运算速度的飞速提升、存储容量的极大扩充以及人机交互体验的持续优化,是人们处理、利用信息的关键手段。
技术特点
发展高速化
信息技术是发展最快的技术,可以说没有任何一项技术能像信息技术这样日新月异。不仅是更新迭代快,而且创新发展快。由于计算机技术遵循了摩尔定律,即集成电路芯片上所集成的电路的数目,每隔18个月就翻一番;微处理器的性能每隔18个月提高一倍,而价格下降一半,因此计算机技术使得信息技术持续了近半个世纪的高速发展。与此同时,计算机技术也支撑和促使了网络技术、互联网技术、云计算、物联网,大数据、人工智能等现代信息技术的迅猛发展。
传输网络化
信息网络传输由最初的固定网络传输(局域网、广域网、互联网)到移动信息网络传输(5G、移动互联网),从人与人的信息传输到物与物的信息传输、人与物的信息传输,从而使信息传输更加便捷、高速,信息网络系统成为“信息高速公路”,在现代信息社会中发挥着重要的作用。
信息数字化
信息的数字化就是将信息用电磁介质或半导体存储器按二进制编码(“0”和“1”)的方法加以表示,实现了现实世界中所有物质的、非物质的信息数字化,从而为计算机对现实世界中各类信息(文本信息、语音信息、图形图像信息,结构化和非结构化的信息)的采集、存储、处理、传输、显示奠定了基础,这也是信息技术实现飞速发展的前提。
应用个性化
信息技术在信息采集、传输、处理、显示等方面的不断突破与创新,使得其应用更加个性化、柔性化、便捷化,特别是信息传输由广播式转变为点对点方式,解决了每个人的社交、工作、学习、娱乐的个性化需求,甚至也为个性化的服务、个性化的制造等个性化的应用提供了可能。
技术智能化
信息技术在云计算、移动互联网、物联网、大数据和人工智能技术的支撑下,智能化应用已经成为未来的主要方向。智能机器人、医疗诊断专家系统、智能化的教学软件、自动考核与评价系统、视听教学、自动驾驶、城市大脑、智慧应用等等已经在社会经济发展的各个方面开始显示出巨大的威力。
应用范围
信息技术的研究包括科学,技术,工程以及管理等学科,这些学科在信息的管理,传递和处理中的应用,相关的软件和设备及其相互作用。
信息技术的应用包括计算机硬件和软件、网络和通信技术、应用软件开发工具等。计算机和互联网普及以来,人们日益普遍地使用计算机来生产、处理、交换和传播各种形式的信息(如书籍、商业文件、报刊、唱片、电影、电视节目、语音、图形、图像等)。
计算机为代表的信息技术引发了第三次工业革命。信息技术产业已成为新时期经济增长的重要引擎,有力地促进了可持续发展,深刻地改变着人类生产生活方式。
相关研究与发展
发展趋势
智能融合,提升服务与决策能力
信息技术正朝着智能化与自动化方向深度发展。一方面,人工智能与机器学习不断深化拓展,在诸多领域实现突破并广泛应用,人机协同模式渐成主流,助力各行业实现智慧化决策与高效服务。另一方面,机器人技术与自动化流程相结合,在更多行业发挥作用,承担多样化工作任务,且自动化流程借助人工智能得以优化,整体提升生产效率、降低成本。同时,虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术也在不断拓展应用场景,为用户提供沉浸式或虚实融合的创新体验,变革生活与工作模式。
网络互联,构建万物互通新生态
网络化与万物互联趋势愈发凸显。5G 及后续通信技术持续推进,为物联网发展筑牢基础,实现设备间高速、稳定的数据连接与传输。在此基础上,物联网与大数据、人工智能、区块链等技术深度融合,催生出更多智能化应用场景和商业模式,推动智慧城市、智能家居等领域蓬勃发展,逐步达成万物互联的宏大愿景。
数据驱动,保障资产价值与安全
数据化与大数据应用成为关键。数据量呈指数级增长,促使企业和组织着重挖掘大数据蕴含的价值,通过分析数据洞察客户需求、把握市场趋势等,用以优化运营、辅助决策以及创新产品服务。与此同时,鉴于数据作为重要资产的地位,数据治理和安全保障备受关注,需建立完善体系确保数据质量及合规性,并运用多种安全措施应对复杂威胁,保护隐私与商业秘密。
架构创新,强化协作与开放环境
一是计算架构迎来变革,为应对新兴技术对计算性能的高要求,诸如 Chiplet 技术、类脑计算、光计算等新型计算架构正不断被探索与应用,有望突破传统限制,提升计算效率。二是云计算持续发展并创新服务模式,而边缘计算兴起与云计算协同互补,共同应对不同场景需求。三是开源与开放创新理念深入人心,开源软件、硬件项目蓬勃发展,开放平台与生态系统不断构建,各方通过合作共享整合资源、创造价值,共同推动信息技术的进步与广泛应用。另外,随着信息技术应用广泛,网络安全技术持续升级,隐私保护法规日益严格,强化对信息系统安全及用户隐私的保护。同时,受微电子等技术进步影响,设备朝着微型化、便携化方向迈进,进一步便利人们获取和处理信息。
人工智能
人工智能(AI)是一门极富挑战性的科学,从事这项工作的人必须懂得计算机知识,心理学和哲学。人工智能是包括十分广泛的科学,它由不同的领域组成,如机器学习,计算机视觉等等,总的说来,人工智能的目的就是让计算机这台机器能够象人一样思考。
在1955的时候,香农与人一起开发了The Logic TheoriST程序,它是一种采用树形结构的程序,在程序运行时,它在树中搜索,寻找与可能答案最接近的树的分枝进行探索,以得到正确的答案。这个程序在人工智能的历史上可以说是有重要地位的,它在学术上和社会上带来的巨大的影响,以至于我们所采用的思想方法有许多还是来自于这个50年代的程序。
1956年,作为人工智能领域另一位著名科学家的麦卡希召集了一次会议来讨论人工智能未来的发展方向。从那时起,人工智能的名字才正式确立,这次会议在人工智能历史上不是巨大的成功,但是这次会议给人工智能奠基人相互交流的机会,并为未来人工智能的发展起了铺垫的作用。在此以后,人工智能的重点开始变为建立实用的能够自行解决问题的系统,并要求系统有自学习能力。在1957年,香农和另一些人又开发了一个程序称为General ProblemSolver(GPS),它对Wiener的反馈理论有一个扩展,并能够解决一些比较普遍的问题。别的科学家在努力开发系统时,如图《约翰·麦卡锡》所示科学家作出了一项重大的贡献,他创建了表处理语言LISP,直到许多人工智能程序还在使用这种语言,它几乎成了人工智能的代名词,到了今天,LISP仍然在发展。
在1963年,麻省理工学院受到了美国政府和国防部的支持进行人工智能的研究,美国政府不是为了别的,而是为了在冷战中保持与苏联的均衡,虽然这个目的是带点火药味的,但是它的结果却使人工智能得到了巨大的发展。其后发展出的许多程序十分引人注目,麻省理工大学开发出了SHRDLU。在这个大发展的60年代,STUDENT系统可以解决代数问题,而SIR系统则开始理解简单的英文句子了,SIR的出现导致了新学科的出现:自然语言处理。在70年代出现的专家系统成了一个巨大的进步,他头一次让人知道计算机可以代替人类专家进行一些工作了,由于计算机硬件性能的提高,人工智能得以进行一系列重要的活动,它作为生活的重要方面开始改变人类生活了。在理论方面,70年代也是大发展的一个时期,计算机开始有了简单的思维和视觉,而不能不提的是在70年代,另一个人工智能语言Prolog语言诞生了,它和LISP一起几乎成了人工智能工作者不可缺少的工具。不要以为人工智能离我们很远,它已经在进入我们的生活,模糊控制,决策支持等等方面都有人工智能的影子。让计算机这个机器代替人类进行简单的智力活动,把人类解放用于其它更有益的工作,这是人工智能的目的。
截至2020年底,全球人工智能产业规模达1565亿美元,同比增长12.3%;我国产业规模为434亿美元,同比增长13.75%,超过全球增速。在全球人工智能竞争格局中,中国已跻身第一梯队。大会治理论坛上发布的《2020全球人工智能创新指数报告》也显示,中国人工智能创新指数升至第2位,仅次于美国。
目前,人工智能领域在深度学习、强化学习、大模型、人机交互以及通用人工智能等方面均取得了丰硕的研究成果,并在众多行业和生活场景中得到广泛应用,对社会发展产生了深远影响。
深度学习在多方面成果显著,先是创新的模型架构如 Transformer架构及其衍生模型问世,有效解决长距离依赖问题,推动自然语言处理进步;而后预训练模型(如 BERT、GPT 等)凭借预训练后微调模式在众多自然语言任务中大放异彩;同时,轻量化模型(像 MobileNet、ShuffleNet等)被研发出来,在保障一定性能基础上降低计算和存储需求,整体拓展了其应用边界与适用场景。
强化学习取得的关键成果在于深度强化学习算法的发展,像 Deep Q-Network(DQN)及 Proximal Policy Optimization(PPO)等算法实现了深度学习与强化学习的有机结合,使智能体在复杂环境里更高效学习并优化策略;并且多智能体强化学习不断进步,着重探索多个智能体协同学习与决策机制,增强系统应对复杂问题的扩展性与适应性。
大模型方面,语言大模型(例如 ChatGPT、文心一言、通义千问等)持续迭代升级,语言理解、生成和推理能力日益强大,能产出高质量文本;多模态大模型实现对多种模态数据的融合处理与交互,打破数据模态限制;同时通过改进训练算法、优化模型结构以及增加数据规模等手段,不断提升模型性能、降低训练和推理成本。
人机交互的研究成果体现为,语音交互技术愈发成熟,语音识别准确率和语音合成自然度都达到较高水平,实现了流畅自然的语音交互;多模态交互蓬勃发展,整合语音、文字、手势等多种方式打造出更丰富、自然的交互体验;脑机接口技术尽管处于研究阶段,但已取得阶段性进展,为未来更直接高效的人机交互开拓了新的可能。
发展前景
21世纪,人类将全面迈向一个信息时代,信息技术革命是经济全球化的重要推动力量和桥梁,是促进全球经济和社会发展的主导力量,以信息技术为中心的新技术革命将成为世界经济发展史上的新亮点。信息技术将使人类能够进一步把潜藏在物质运动中的巨大信息资源挖掘出来,把世界变成一个没有边界的信息空间,以微处理机进入亿万办公室和家庭、超级计算机问世、卫星通信与光导通信的发展,特别是网络化的迅速发展为标志的,信息技术革命不仅以最为便捷的方式沟通了各国、各地区、各企业、各团体以及个人之间的联系,而且在一定程度上打破了种种地域乃至国家的限制,把整个世界空前地联系在一起,推动了全球化的迅速发展。由于这次新科技革命主要是从美国兴起,日本和西欧各国随后迅速推进,形成了一个强大的中心区和三角地带,所以约阿吉姆·比朔夫甚至列出了这样一个公式:“全球化等于世界中心区域的紧密网络化”,但由于新科技革命的发展需要科研力量、昂贵的设备器材、巨额资金和良好的革础设施,而广大发展中国家经济发展水平普追较低,不仅难以跟上世界新科技革命的脚步,而且被西方国家越拉越远,从而在全球化进程中也就被进一步边缘化。
国际互联网的普及提供了加强各国经济联系的新纽带,信息的快速搜集、加工、储存和传递,使各国政府、公司企业和个人能便捷地获取信息。信息的这种透明性(公开性)和流动性,有利于各国政府和人民间的相互了解、有利于科学文化知识的传播、有利于政府和企业的科学决策,从而必然有利于各国间的经济合作.国际互联网将不断提高金融、贸易、企业全球经营的效率和质量.计算机技术的不断发展,使国际互联网可以及时处理几乎无限的信息,这就为全球居民提供了参加国际经济合作的手段:银行可以每天处理1.5万亿美元的货币交易:证券市场每年可以处理几十万亿美元的证券交易:海陆空运输可以从容地把数亿个集装箱送往世界各地:跨国公司可以了如指掌地指挥全球的分厂在流水线上按顾客的需要生产出同一牌号、不同个性的产品(如汽车)。企业在新世纪里的竞争力将取决于它对于网络的运用,企业若不利用网络,则会在未来的全球竞争中处于劣势、甚至会被排斥在商务圈之外。信息技术的发展,对企业管理也提出了新的挑战,它要求企业实行集成管理,将上游和下游的环节形成一个整体,通过网络对全球的资源进行优化配置,取得最佳的经济效益.因此,企业只有放眼世界,才有可能在未来的信息时代求得生存和发展。
国际互联网的发展将在21世纪大大促进全球实务经济和服务业的发展,极大地改变人类的生产、生活方式.知识将成为对世纪生产要素中的一个独立成分。哪个国家能在技术创新和制度创新方面走在世界的前列,这个国家就能在21世纪的国际竞争中立于不败之地。20世纪的历史表明,单靠不断增加资本、人力和原材料的投入不能实现经济的可持续发展,也不可能在因际竞争中处于有利地位.只有稗于技术创新和制度创新的国家,才能充分利用各种资源,实现经济的可持续发展,并在国际竞争中立于不败之地。技术创新和制度创新需要受过良好教育的高素质的公民和让每个公民的才能得以充分发挥的社会环境。显然,技术创新和制度创新需要知识,而全体国民知识水平的提高需要发展教育。然而,一个国家国民教育的高水平,并不等于这个国家就善于进行技术创新和制度创新,就一定能够嵌得国际竞争的胜利。前苏联就是一个国民教育水平很高但没有赢得国际竞争的国家,更重要的是要创造让全体公民充分发挥自己才智的社会条件。在21世纪,哪些国家认识到了这一点并做到了这一点,这些国家就会在国际竞争中成为强者。
但是,全球生活在贫困之中的人尚难得到信息革命的实惠。联合国的资料显示,在发达国家,信息产业正成为朝阳产业,而穷国和富国在因特网用户数量方面的差距比其在国民收入方面的差距更为悬殊。55个信息技术领先国家投入信息技术产业的资金占全球信息技术投资的99%,世界上93%的互联网用户生活在发达国家,在全世界数亿网民中,收入最低的1/5人口中只拥有全球因特网用户的0.2%。美国所拥有的计算机数量多于世界其他国家的总和。由此可见,现代信息技术的飞速发展,将使不同国家之间以及不同地区之间信息化的差距逐渐拉大。“信息贫困”和“数码鸿沟”会在富裕国家与贫穷国家之间筑起。
教育体系
信息技术教育有两个方面的涵义:一是指学习与掌握信息技术的教育。二是指采用信息技术进行教育活动。前者从教育目标与教育内容方面来理解信息技术教育,后者则从教育的手段和方法来理解信息技术教育。由此,可对“信息技术教育”作如下定义:
信息技术教育是指学习、运用信息技术,培养信息素质,实现学与教优化的理论与实践。
该定义的理解中值得注意的几个问题:
1.信息技术教育包括理论与实践两个领域。理论领域指信息技术教育是一门科学,是现代教育学研究的一个新分支,又具有课程教学论的一些特征,具体包括概念体系、理论框架、原理、命题、模式、方法论等研究内容。实践领域指信息技术教育是一种教学活动,一种工作实践,一项教育现代化事业,具体包括信息技术的软硬件资源建设、课程教材的设计开发、师资培训、教学中各种信息技术的综合运用、学习指导、评价与管理等。
2.信息技术教育的本质是利用信息技术培养信息素质。这里,“利用信息技术”只是一种手段和工具,最终目的是培养学生的信息素质,以适应信息社会对人才培养标准的要求。信息素质是指人所具有的对信息进行识别、加工、利用、创新、管理的知识、能力与情操等各方面基本品质的总和,是人的一种基本生存素质。为此,我们应明确信息技术教育的指导思想:不只是为了让学生掌握信息技术知识而开展信息技术教育,而是通过信息技术教育,全面提高学生的信息素质。换句话说,信息技术教育不等于软硬件知识学习。而是要使学生通过掌握包括计算机、网络在内的各种信息工具的综合运用方法,来培养学生的处理、创新的能力,为适应信息社会的工作、学习与生活打下良好基础。
3.信息技术教育的范畴包括学习信息技术和利用信息技术促进学习两个方面。这里明确指出了开展信息技术教育的两种教学形式(专门课程式与学科渗透式)。我们不但要开设专门的《信息技术》课程,重点培养学生运用计算机与网络等现代信息工具的知识和能力;而且要在所有课程的教学中,运用各种传统的与现代的信息工具促进了学生的学习,要渗透信息技术教育思想,培养学生对各种学科信息的综合处理与创新能力。
4.信息技术教育的途径与模式有多种。除采用学校课堂教学模式外,还可采用课外活动模式、家庭教育模式、远程协作学习模式。其中,基于项目活动的教学模式能较好解决理论知识与实践技能、学习竞争与协作的结合问题,能有效地培养学生的信息素质,是一种非常实用的学校信息技术教育模式,值得推广。
目标体系
信息技术教育目标的涵义有二:一是作为总揽信息技术教育教学活动全局的一种指导思想而存在的、概括性的总体要求,又称为总目标或目的。二是指对达到信息技术教育目的的各个方面进行精确、详细的说明,是学生在完成一个教学单元的学习后应达到什么要求(具有哪些效果)的具体明确的表述。信息技术教育的目标体系是指将信息技术的总目标与分目标,课程目标与知识点目标,认知目标、动作技能目标与情感目标,知识目标、能力目标与情意目标等不同层次、不同角度、不同领域的教育目标整合与系统化。
信息技术教育目标体系具有三重功能:一是定向功能,它是编写教学大纲、设计课程教材、控制教学过程的行动指南。二是激励功能,它能激发教与学的紧迫感与内驱力。三是评价功能,它提供了教学效果的评价尺度和教学设计的参考标准。
信息技术教育目标体系的编写,应满足五个基本要求:
1.时代性(先进性),要紧扣飞速发展的信息时代脉搏,满足信息社会对人才信息素质培养的基本需要。
2.科学性,不同的教育对象、不同的年龄阶段有不同的知识起点、不同的接受能力。因此,教学目标要有针对性,注重因材施教。同时,目标编写中应注意运用教育心理研究的新成果,将外显行为目标与内部心理发展目标结合起来;要注重学生的言语信息、智力技能、认知策略、动作技能、情感态度等方面的综合培养。
3.具体性,表述中尽量避免含混和不切实际的语词,应明确、详细,可以观察和测量。
4.递进性(层次性),如,总目标、课程目标、章节(单元)目标、课时目标、知识点目标的关系,是一种学习内容方面的递进关系;认知领域中的识记、理解、简单运用、综合运用、创建,是一种学习结果方面的递进关系。
5.系统性,应列出全部知识点的教学目标,不同层次不同难度的教学目标搭配合理,能起到相互促进、总体优化的作用。
基本定位
国家教育部基础教育司2000年1月9日制订的《关于加快中小学信息技术课程建设的指导意见(草案)》中,已就信息技术教育的意义、要求、内容、教材等方面的定位问题进行了阐述:“在全国中小学积极推进信息技术教育,促进中小学课程、教材、教学的改革,是贯彻邓小平同志‘三个面向’指示精神,实现教育现代化的需要;是落实《面向21世纪教育振兴行动计划》,深化基础教育改革,全面实施素质教育的需要;是面向21世纪国际竞争,提高综合国力和全民素质,培养具有创新精神和实践能力的新型人才的需要。
“加快中小学信息技术课程的建设,是积极推进信息技术教育的重要措施。
“信息技术课程是中小学一门知识性与技能性相结合的基础工具课程,应作为必修课单独开设。
“中小学信息课程的任务是:培养学生对信息技术的兴趣和意识,让学生了解或掌握信息技术基本知识和技能,使学生具有获取信息、传输信息、处理信息、应用信息技术手段的能力,形成良好的文化素养,为他们适应信息社会的学习、工作和生活打下必要的基础。”“教育内容的选取应考虑信息社会对公民的基本要求,既要符合中、小学教育规律,又要体现时代特征。
教育信息化
“信息化”一词最早是与“信息产业”、“信息化社会”联系在一起的,其提出源于日本。1963年,梅棹忠夫在《信息产业论》一书中首先向世人描述了“信息革命”、“信息化社会”的诱人前景。此后,“信息化”一词在全世界得到了广泛使用。人们从技术、知识、生产、经济、社会、国家等多角度对“信息化”的定义与内涵进行了阐释。
教育信息化,是教育领域的信息化的简称。关于教育信息化这一概念,有的学者认为其本质是要创设“一种充满信息,而且方便教育者和学习者获取信息的环境。”也有人说:教育信息化的主要特点是在教学过程中,比较全面地运用以计算机和网络通讯为基础的现代化信息技术,促进教学过程的全面革新,使学校能够适应信息化对教育的新要求。我们认为,教育信息化应包括如下九个方面的内容:
教育思想的“信息化”。要从工业化社会的班级批量化、“一刀切”教育思想转向信息化社会的个性化、人本化教育思想。
教育资源的“信息化”。要创建分布式的、超链接的、非线性的、多媒体化的、开放的、智能生成式的多种教育信息资源库,使学校教室、办公室、实验室、图书室、阅览室电子化、网络化;要建立教育资源信息系统,使人、财、物、时间、空间等各种资源要素的调控与管理最优化。
1.课程教材的“信息化”。要适应信息社会发展的需要,不断深化课程教材改革;开设信息技术课程,加强信息技术教育;努力提高各科教材的技术含量,注意培养学习者的信息能力。
2.教学模式的“信息化”。要注重建构主义、人本主义、行为主义、认知主义理论的综合运用,构建适应信息时代要求的新型教学模式,要将信息的获取、处理、应用、创新等环节的组配作为教学模式构建的基础。
3.教学技术的“信息化”。以现代信息技术为教育技术的核心,提高各种软件、硬件、潜件中的技术含量与信息质量。
4.教育环境的“信息化”。创设丰富、多样、美好的教育信息环境,使师生在任何时间任何地点都能获得充满生机和活力的校园环境的熏陶。
5.教学评估的“信息化”。注重计算机与网络在评估信息的采集、传输、处理和结果分析中的应用,使评估经常化、自动化、智能化。特别要注重信息导航与实时评估,使教学过程能朝向自动教学目标演进。
6.教育管理的“信息化”。以绩效为价值取向改革教育管理模式;注重现代信息技术在教学常规管理、人事管理、工资管理、档案管理、设备管理中的应用。
7.教师素质的“信息化”。要注重培养教师的信息素质,提高其运用信息技术进行教育教学的能力。
就业前景
1.人才需求伴随着互联网的发展。IT人才的短缺现象将会越来越严重。据保守估计,中国市场对IT人才的需求每年超过20万人。而国内IT教育主要是高等学校计算机、电子、电信、信息技术等相关专业的学历教育,每年培养的大学毕业生约为5万,远远不能满足市场的需要。IT技术人员的极度短缺,迫使许多公司不得不提供高薪才能聘请到符合要求的专业人员,而这些职位优厚的待遇吸引了很多非IT人员。于是许多人设法通过各种培训来获得这些职位
2.工作需求IT行业良好的就业前景及薪酬待遇吸引了大量非计算机专业的人,大部分是年轻人。他们迫切需要依靠学习和培训获得进入IT业的技术能力。而另一个方面,IT行业中职业的变化和更替也是最为频繁的,它要求从业者必须不断地学习才能保持这种持续工作的状态。同时一个人学习的技术越先进,掌握的技术越全面,那么这个人的事业发展前景就越广阔,工作选择的机会就越大。此外,由于互联网技术的飞速发展,很多掌握过时技术的人员也不得不重新进行培训,以使自己能够与最新的技术同步。随着中国经济的不断发展,信息化程度不断提高,各个企业对信息化投入的比例逐步加大,因此要求在职人员必须要学会操作微机。
3.加入WTO刺激了培训市场的需求中国加入WTO,商务运作将会呈现出举足轻重的地位。国际、国内商务、企业竞争将使得商家对人才的要求更高,只有那些接受过专业培训的、具备熟练技能和扎实专业知识的人才能适应全球化贸易市场的要求。
4.兴趣爱好现代人面临的并不是知识危机,因为很多人都拥有大专以上的学历,知识不再是危机。现代人越来越多体验到的是本领和技能的危机。他们个人需要培训的愿望很强烈,愿意出钱培训,所以针对本领和技能方面的培训市场会越来越大。另外,现代人生活质量提高了,面对个人兴趣方面的培训市场会多起来,在工作之后,人们根据自己的兴趣爱好来选择一些培训,充实和丰富自己的生活。
5.高校教育机制存在着不足高等教育在计算机专业传统的教育理论型、研究型人才培养上有较大的优势,但在应用型人才的培养上存在层次单一,教学内容滞后,理论与实践严重脱节的情况,课程设置陈旧,设施跟不上,使得大多数毕业生理论有余,岗位需要的专业应用技术相对不足。许多毕业生、甚至需要较长的培训才能胜任工作,有的甚至还不如参加过短期培训的人员。这种状况最终造成很多计算机专业的专科、本科毕业生,捧着大学毕业证找不到工作。
社会功能和影响
信息产业
随着信息化在全球的快速进展,世界对信息的需求快速增长,信息产品和信息服务对于各个国家、地区、企业、单位、家庭、个人都不可缺少。信息技术已成为支撑当今经济活动和社会生活的基石。在这种情况下,信息产业成为世界各国,特别是发达国家竞相投资、重点发展的战略性产业部门。在过去的10年中,全世界信息设备制造业和服务业的增长率是相应的国民生产总值(GNP)增长率的两倍,成为带动经济增长的关键产业。其中美国经济在近10年的持续快速增长中,年均GDP增长3.6%,而电子信息产业对GDP增长的贡献为1.4个百分点。可以毫不夸张地说美国经济的持续增长得益于信息技术的支撑和信息产业的带动是不为过的。信息产业本身经过多年的高速增长,已成为全球最大的产业之一。在二十世纪九十年代中期,一些发达国家信息经济领域的增长超过了GNP的50%,美国则超过了75%,2000年全球信息产品制造业产值高达15000亿美元,成为世界经济的重要支柱产业。
“九五”期间,中国的信息产业以三倍于国民经济的速度发展,主要产品销量迅速增加,结构调整初见成效,部份关键技术有所突破,产业规模已居世界第四位。2000年底信息产品制造业总产值达10000亿元,销售收入5800亿元,成为国民经济第一支柱产业。信息产业的增加值占全国GDP的4%,电子产品出口额约占全国出口总额的1/5,信息产业对国民经济的贡献率显著提高。
2022年9月20日,工信部举行“新时代工业和信息化发展”系列第九场“大力发展新一代信息技术产业”主题新闻发布会,介绍党的十八大以来新一代信息技术产业取得的主要成就,并答记者问。相关负责人指出,党的十八大以来,我国新一代信息技术产业规模效益稳步增长,创新能力持续增强,企业实力不断提升,行业应用持续深入,为经济社会发展提供了重要保障。十年来,我国电子信息制造业增加值年均增速达11.6%;软件和信息技术服务业业务收入从2.5万亿元增长至9.5万亿元,年均增速达16%。
信息技术推动企业升级
信息技术代表着当今先进生产力的发展方向,信息技术的广泛应用使信息的重要生产要素和战略资源的作用得以发挥,使人们能更高效地进行资源优化配置,从而推动传统产业不断升级,提高社会劳动生产率和社会运行效率。就传统的工业企业而言,信息技术在以下几个层面推动着企业升级:
1. 将信息技术嵌入到传统的机械产品中;
2. 计算机辅助设计技术、网络设计技术可显著提高企业的技术创新能力;
3. 利用信息系统实现企业经营管理的科学化,统一整合调配企业人力物力和资金等资源;
4. 利用互联网开展电子商务。
劳动力结构变化
随着信息资源的开发利用,人们的就业结构正从农业人口为主、工业人口为主向从事信息相关工作为主转变。以美国为例,1956年,美国的“白领”人数第一次超过“蓝领”,到1980年,美国就业比例为:农、林、渔业从业人数占总就业人数的3.38%,采矿业和建筑业占7.23%,制造业占22.09%,服务业占67.2%。这种趋势进一步发展,到1997年其农、林、渔业从业人数占总就业人数的2.63%,采矿业和建筑业占6.88%,制造业占16.08%,服务业扩大为73.34%。服务业中,绝大多数是从事与信息处理、信息服务有关的职业。对于这种趋势,美国学者总结说:“从农民到工人再到职员,这就是美国的简史。
信息技术促进人类文明的进步
信息技术在全球的广泛使用,不仅深刻地影响着经济结构与经济效率,而且作为先进生产力的代表,对社会文化和精神文明产生着深刻的影响。
信息技术已引起传统教育方式发生着深刻变化。计算机仿真技术、多媒体技术、虚拟现实技术和远程教育技术以及信息载体的多样性,使学习者可以克服时空障碍,更加主动地安排自己的学习时间和速度。特别是借助于互联网的远程教育,将开辟出通达全球的知识传播通道,实现不同地区的学习者、传授者之间的互相对话和交流,不仅可望大大提高教育的效率,而且给学习者提供一个宽松的内容丰富的学习环境。远程教育的发展将在传统的教育领域引发一场革命,并促使人类知识水平的普遍提高。
互联网已经成为科学研究和技术开发不可缺少的工具。互联网拥有的600多个大型图书馆、400多个文献库和100万个信息源,成为科研人员可以随时进入并从中获取最新科技动态的信息宝库,大大节约查阅文献的时间和费用;互联网上信息传递的快捷性和交互性,使身处世界任何地方的研究者都可以成为研究伙伴,在网上进行实时讨论、协同研究,甚至使用网上的主机和软件资源,来完成自己的研究工作。
信息网络为各种思想文化的传播,提供了更加便捷的渠道,大量的信息通过网络渗入到社会各个角落,成为当今文化传播的重要手段。电子出版以光盘、磁盘和网络出版等多种形式,打破了以往信息媒体纸介质一统天下的局面。多媒体技术的应用和交互式界面的采用为文化、艺术、科技的普及开辟了广阔前景。网络等新型信息介质、为各民族优秀文化的继承、传播,为各民族文化的交流、交融提供了崭新的可能性。网络改变着人与人之间的交往方式,改变着人们的工作方式和生活方式,也就必然会对文化的发展产生深远的影响,一种新的适应网络时代和信息经济的先进文化将逐渐形成。
社会影响
积极影响
人工智能作为信息技术发展的一个新的坐标,已经以不同的方式在人们周围出现。物联网已经成为信息技术的重要发展方向。以信息技术为引领,实现经济持续、健康、快速发展的新经济已经深入人心。互联网的普及带来了社会政治、经济、文化、民生等领域深刻的社会变革。高科技产品的层出不穷使人们的生活方式、思维方式都在悄然改变。而信息技术革命以及由此形成的连锁反应,给人类社会带来生产力水平提升的效果。
在经济管理上,信息技术的发展使生产要素得到优化配置与合理流动,传统产业得到改造,减少物质资源和能源的消耗,同时也促使管理结构优化,高层决策者与基层执行者可直接进行信息交流,从而有助于完善管理方法,适应虚拟办公、电子商务、软式制造、即时生产等新的运作方式。
在科学研究上,信息技术的进步促进了人们思维方式的科学化、现代化、多元化,使人们在对信息大量和快速的摄取中,思想产生新的见解、新的发现、新的突破等,从而有利于科学研究工作的顺利开展,使检索学术信息的范围和线索更全更广。利用信息技术,人们可以快速完成大规模的数据处理,提高了科研工作效率。
在社会生活上,信息技术从技术手段上为决策提供实时、全面、可靠的数据和信息依据,使各部门及时沟通和协调,促进了不同国度、不同民族之间文化的碰撞与交流、学习与借鉴。利用网上图书馆和博物馆及电子服务项目等手段,也使文化更加大众化,家庭成为人们生活的新中心。
消极影响
信息技术带来信息爆炸和信息犯罪。美国加利福尼亚大学伯克利分校研究人员发现,全球新产生的信息量成倍增长,在信息量加大的同时,也导致大量垃圾信息的产生。同时,信息犯罪越来越严重,小到磁卡的伪造,大到金融系统的信息犯罪以及黑客犯罪等,已成为不容忽视的问题。另外,信息病毒和信息渗透也带来安全保密问题。在信息病毒方面,世界上每天有5~10种新计算机病毒在不断地产生和蔓延,计算机黑客每年给全世界网络带来约100亿美元损失。在信息渗透方面,西方发达国家向第三世界输出影视作品、广告、艺术品信息网络的同时,也在潜移默化地输出他们的生活方式、伦理道德、文化观念和行为规则,使各民族文化的独特性和差异性也受到了挑战。同时,全球一天的金融交易量达到1万多亿美元,而金融安全基础就是信息技术的安全性,因此金融安全问题也不容忽视。
参考资料
最新修订时间:2024-12-19 04:08
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概述
基本含义
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