从数字教育到智慧教育

从数字教育到智慧教育杨现民博士江苏师范大学2014.01.19内容大纲一．智慧战略波及教育二．智慧教育的内涵特征三．智慧教育的创新应用四．智慧教育的转型方向智慧战略波及教育•2008年发生了什么？智慧战略引重视•IBM提出智慧地球战略智慧城市建设纷纷启动北京市经济信息化委员会于2012年3月发布《智慧城市行动纲要》上海市2011年制定了《上海市推进智慧城市建设2011-2013年行动计划》北京、上海、广州、宁波等国内发达城市自2011年以来纷纷提出智慧城市发展战略和行动计划。智慧城市与智慧教育•智慧教育是智慧城市的重要组成部分！•随着交通、医疗、物流、能源等各个领域智慧化水平的不断提升，教育领域面临前所未有的巨大压力和挑战。智慧教育已成国际共识新加坡iN2015计划2006年智慧教育计划提出建立学习者为中心的个性化学习空间建设国家范围的教育基础设施使新加坡成为全球教育领域使用信息技术的创新中心智慧教育已成国际共识韩国智慧教育推进战略2011年数字教科书的普及推广核心•数字教科书的开发和应用•推广在线学习•构筑教育内容的公共利用环境智慧教育已成国际共识•强化智慧教学与管理•推行以云计算为基础的教育服务•设立未来教育研究中心韩国智慧教育已成国际共识马来西亚1999年“智慧学校计划”2010年将所有学校都转型为智能学校台湾桃源县“智慧台湾U桃园计划”从e化教育向u化教育（泛在教育）美国IBM智慧教育解决方案：教育数据的收集、管理与分析，为学习者提供独特的学习体验，教学制度优化智慧教育内涵与特征数字教育数字教育是信息化环境开展的基于各种数字技术的教育方式。智慧教育智慧教育是依托物联网、云计算、无线通信等新一代信息技术所打造的物联化、智能化、感知化、泛在化的新型教育形态和教育模式。从数字教育到智慧教育，已成为信息时代教育发展的必然趋势。智慧教育是数字教育的高级发展阶段，旨在提升现有数字教育系统的智慧化水平，深度融合信息技术与教育主流业务。数字教育与智慧教育数字教育智慧教育学习方式多媒体学习、网络学习泛在学习、云学习、无缝学习教学方式以教师为中心，多媒体辅助教学、网络教学、远程教学以学习者为中心，大规模在线开放教学（MOOCs）、深度互动教学、智能教学（智能备课、智能批阅等）科研方式基于有限资源的、小范围协同科研跨地域大规模协同科研，科研数据及时分享与深度挖掘管理方式管理信息分散，标准各异，人管、电控高度标准化，归一化管理，智能管控评价思想经验导向的评价数据导向的评价，基于大数据库的科学评价数字教育智慧教育发展目标提高教育质量和效率培养智慧型、创新型人才技术作用技术是工具、媒体，高效率传递知识技术变革教育，改变教育战略实施的生态环境核心技术计算机、多媒体、互联网、Web2.0云计算、大数据、物联网、增强现实、移动通信、定位技术建设模式建设导向，建网、建库、建队伍应用驱动，根据教育教学应用建设配套环境、资源和队伍学习资源静态固化、结构封闭，CAI课件、网络课程、数字图书、专题网站动态生成、持续进化、开放建设，MOOCs、微课、移动课件、电子教材、可进化的内容库数字教育与智慧教育数字教育智慧教育学习方式多媒体学习、网络学习泛在学习、云学习、无缝学习教学方式以教师为中心，多媒体辅助教学、网络教学、远程教学以学习者为中心，大规模在线开放教学（MOOCs）、深度互动教学、智能教学（智能备课、智能批阅等）科研方式基于有限资源的、小范围协同科研跨地域大规模协同科研，科研数据及时分享与深度挖掘管理方式管理信息分散，标准各异，人管、电控高度标准化，归一化管理，智能管控评价思想经验导向的评价数据导向的评价，基于大数据库的科学评价信息技术与学科教学深度融合全球教育资源无缝整合共享无处不在的开放、按需学习基于大数据的科学分析与评价绿色高效的教育管理智慧教育的教育特征智慧教育环境下电子书包、平板电脑、智能手机等移动终端将成为课堂教学的常规载具•课堂教学组织灵活多样，丰富学科教学专用软件•高效的学科知识传授与学科能力培养•教师和学生从关注技术逐步转变到关注教学活动本身，是智慧教育成功的重要标志和核心特征。信息技术与学科教学深度融合智慧教育秉承“开放共享”理念•多途径实现•随意获取任何适合自己的教育资源•突破教育资源地域限制•缩小世界教育鸿沟•提升欠发达国家和地区的教育质量全球教育资源无缝整合共享智慧教育环境不是一个割裂的教育空间，而是通过网络将学校、家庭、社区、博物馆、图书馆、公园等各种场所连接起来的教育生态系统。无处不在的开放、按需学习智慧教育需要更具“智慧”的教育评价方式，靠数据说话是智慧教育评价的重要指导思想。基于大数据的科学分析与评价“绿色教育”强调教育事业的可持续发展•实现管理数据的统一采集与集中存储•实现管理业务流程的统一运行与监控•有效提高管理效率和质量绿色高效的教育管理技术特征情景感知无缝连接可视化按需推送智慧教育核心特征全向交互智能管控情境感知情境感知是智慧教育最基础的功能特征，依据情境感知数据自适应地为用户提供推送式服务。内在个人学习状态感知内容外在学习环境感知内容感知学习者的专业知识背景；感知学习者的学习状态，如焦虑、烦躁、开心等；感知学习者的知识背景、知识基础、知识缺陷等；感知学习者的认知风格、学习风格等；感知学习者的学习与交往需求。外在情境感知感知教与学活动实施的物理位置信息；感知教与学活动发生、进行与结束的时间信息；感知教与学活动场所的环境信息，如温度、湿度等；无缝连接泛在网络是智慧教育开展的基础，基于泛在网络的无缝连接是智慧教育的基本特征。无缝连接为特定学习情景建立学习社群，为学习者有效联接和利用学习社群进行沟通和交流提供支持无缝切换系统集成遵循技术标准，跨级、跨域教育服务平台之间实现数据共享、系统集成虚实融合通过增强现实等技术实现物理环境与虚拟环境的无缝融合多终端访问支持任何常用终端设备无缝连接到各种教育信息系统，无缝获取学习资源与服务联接社群学习者的多个学习终端之间实现数据同步、无缝切换，学习过程实现无缝迁移具体体现全向交互智慧教育系统支持全方位的交互全方位交互人与人之间的交互人与物之间的交互全向交互•自然交互•深度互动•过程记录智能管控教育环境、资源、管理与服务的智能管理是智慧教育的核心特征。•智能控制•智能诊断•智能分析•智能调节•智能调度按需推送智能教育要达成“人人教、人人学”的美好愿望，教育资源可以按需获取和使用，教与学可以按需开展。•按需推送资源•按需推送活动•按需推送服务•按需推送工具•按需推送人际资源可视化可视化是信息时代数据处理与显示的必然趋势，可视化是智慧教育观摩、巡视、监控的必备功能，也是智慧教育系统的重要特征。•可视化监控•可视化呈现•可视化操作智慧技术的创新应用物联网大数据云计算泛在网络①②③④四种智慧技术•物联网：提升教育环境与教学活动的感知性•大数据：提高教育管理、决策与评价的智慧性•云计算：拓展教育资源与教育服务的共享性•泛在网络：增强教育网络与多终端的连通性物联网•课堂教学•课外学习•教育管理•优化教育环境物联网现有应用•2011年，无锡成为江苏省首个感知教育实验示范区，累计建设28所感知教育应用实验学校，建成中小学物联网比特实验室20个。•国内北京大学、清华大学、北京邮电大学、江南大学等高校正在应用物联网技术积极建设“智慧校园”。•IBM、希沃等企业相继推出完整的智慧校园解决方案，并开始与国内部分高校开展合作。物联网创新应用学生体质健康监测学习情境数据采集拓展课外教学活动教育安全监控与危机快速处理教学设备管理大数据2012联合国大数据白皮书《大数据促发展:挑战与机遇》大数据时代已经到来！大数据技术•通过对全数据的采集、存储和分析，能够发现已知变量间的相关关系，进而实现有效的科学预测。•随着教育信息化进程的推进，学习、教学、科研、管理过程中无时无刻不在产生海量数据，大数据技术将对我国的教育信息化产生巨大冲击和深刻影响。•美国普渡大学的“课程信号”项目，通过“课程信号”平台全程采集、汇聚学生课程学习数据，根据成功预测算法分析学生课程学习的成功概率，进行针对性指导。•华东师范大学利用预警系统跟踪学生的餐饮消费数据，发现低于警戒值就发出短信慰问，确定学生是否有经济困难需要帮助。大数据现有应用大数据创新应用教育舆情监测与剖析教育信息化与现代化发展水平评估教育机构布局与教育经费调整学生的发展性评价基于大数据的科学研究云计算•云计算中的“云”主要用来强调计算泛在性和分布性，实质上是分布式计算、并行计算和网格计算等技术的发展。•将分布在各地的服务器群进行网联，能够实现大规模计算能力、海量数据处理和信息服务的需求。•广东省佛山市南海区教育云采用云计算技术建设了智能教育信息网络服务体系。•许多企业也推出了教育云解决方案，如思科教育云解决方案、微软教育云解决方案、华为eSpace教育云方案等。•“三通工程”作为十二五期间教育信息化重大工程，将充分应用云计算技术搭建了“教育资源公共服务平台”和“教育管理公共服务平台”。•教育部“中国学术会议在线”平台和“基于网络的双课堂教学应用试点示范项目”两大项目也都采用了云计算技术。云计算现有应用云计算创新应用•学生通过电子书包等终端随时随地享受云端的各种学习服务云学习环境•保证学习数据的永不丢失，为学习分析提供数据支持存储学习过程数据泛在网络泛在网络是通信网、互联网、物联网的高度协同和融合，将实现跨网络、跨行业、跨应用、异构多技术的融合和协同。泛在图书馆•北京数字学校，歌华有线+互联网泛在网络现有应用泛在网络创新应用学习、生活与工作的连通学校教育、家庭教育和社会教育的连通；手机、平板、PC、学习机、电视等各种终端设备的连通。三方连通智慧教育转型方向•十八届三中全会吹响深化教育领域综合改革的总号角！•共同编制我们的“教育梦”！–有教无类、因材施教、终身学习、人人成才•科技推动下的教育将何去何从？智慧教学智慧学习智慧管理智慧评价技术支持下的教学发展过程教学转型：从数字化教学走向智慧教学传统多媒体网络教室中的数字教学，主要以PPT投影、网络资源搜索、在线讨论、在线测试等形式为主，仍需要教师花费大量时间备课、批改作业、课堂观察、操作设备等，难以真正做到“因材施教”，远未达到智慧化的程度。智慧教室是一种基于物联网技术集智慧教学、人员考勤、资产管理、环境智慧调节、视频监控及远程控制于一体的智能化教学环境。运用智慧技术，支持智慧教与学，实现教室的智慧管理。智慧教学的特征智慧教学是教师在智慧教学环境下，利用各种先进信息化技术和丰富的教学资源开展的教学活动。特征高效开放多元互通深度交互常规(课堂)智慧教学过程智慧翻转课堂教学过程教师的智慧教学能力结构数字学习移动学习泛在学习移动性交互性自主性个性化多样性共享性可扩展性可再生性跨时空性永久性可获取性即时性教学行为的场景性……个性化高效性沉浸感自然化持续性……智慧学习技术支持下的学习发展过程传统数字化学习•在固定地点通过固定的数字化设备开展学习活动，“PC+平台+资源”模式，不够开放、灵活和个性化。•由于网络、终端技术的限制以及传统观念的影响，数字化学习始终未能在教育变革浪潮中发挥实质性作用。学习转型：从数字化学习走向智慧学习•在智慧化的教育环境中，让学生以各种方式（手机、平板、电视、电脑等）按需获取学习资源，颠覆了数字时代在固定地点通过固定设备的学习模式。•走向真正的个性化、促进学生智慧发展！智慧学习智慧学习是在智慧环境中开展的完全以学习者为中心的学习活动。基本特征培养技能认知创造内省交际个性化高效率沉浸性持续性自然性基本特征获取自己所需的资源、信息和服务享受个性化定制的资源和服务发掘自己的兴趣爱好挖掘自己的潜能学习过程更加轻松高效学习者智慧学习框架泛在网络物联网感知需求分析需求发现所需上传需求储存信息推送所需建立网络提供资源和服务无缝过渡信息、数据、服务支持环境、终端外部支持模式1:独立自助式学习智慧个人学习空间搭建智慧资源超市形成学习流程智慧感知学习分析模型构建语义聚合联通进化智能分类与转化提供服务