大数据与智慧教育

柯清超@126.com大数据与智慧教育华南师范大学教育技术研究所2013.08要点•信息化的顶层设计与发展路径1•教育应用新技术：云计算与大数据2•信息时代的学校教育：从封闭走向开放3•智慧学习与智慧教育4华南师范大学柯清超一、信息化的顶层设计与发展路径华南师范大学柯清超教育的革命性影响产生了吗？教育为什么需要革命？教育产生变革的条件是什么？华南师范大学柯清超华南师范大学柯清超可汗学院的微课教学华南师范大学柯清超可汗学院的微课资源华南师范大学柯清超华南师范大学柯清超华南师范大学柯清超华南师范大学柯清超华南师范大学柯清超华南师范大学柯清超华南师范大学柯清超华南师范大学柯清超华南师范大学柯清超视频：”Holeinthewall”华南师范大学柯清超华南师范大学柯清超各种突破传统学校教育模式的新型教育教学模式不断涌现：基础教育：翻转课堂、未来学校高等教育：视频公共课、MOOC(Cousera,edX，Udacity)终身教育：云课堂、MOOC这些模式与学校教育模式兼容吗？破坏性创新者还是学校的延伸？对抗与还是走向融合？华南师范大学柯清超华南师范大学柯清超华南师范大学柯清超变革的路径：通过技术帮助学生改善学习，让学生掌握适应信息时代的学习与生存方式，从而促使传统教学做出改变，继而促使课程、教师、学校、政策等要素做出相应的变化。变革发生的条件：技术促进学校的结构性变革，提高学校生产力。华南师范大学柯清超五大行动计划：优质数字教育资源建设与共享行动学校信息化能力建设与提升行动（数字校园）国家教育管理信息系统建设行动教育信息化可持续发展能力建设行动教育信息化基础能力建设行动华南师范大学柯清超“三通两平台”工程宽带校校通-基础设施问题优质资源班班通-教的问题网络学习空间人人通-学的问题优质教育资源共享云平台国家教育管理信息系统平台核心：技术与教育的深度融合华南师范大学柯清超如何认同技术对教育具有革命性的影响，让革命性影响产生的发展路径是什么？美国：由学习方式推动，自下而上；中国：自上而下与自下而上结合？如何认为变革需要自上而下的设计，那么如何做好教育信息化的顶层设计：教育制度、机制、人才目标、课程体系？技术重构学校教育系统，促进学校的结构性变革？华南师范大学柯清超二、教育应用新技术：云计算与大数据华南师范大学柯清超2012年2013年华南师范大学柯清超2012年2013年华南师范大学柯清超新技术：移动计算（平板电脑）云计算、自然用户接口增强现实、物连网3D打印、穿戴科技新模式：基于游戏的学习、移动学习MOOC（大规模开放在线课程）开放内容、学习分析、个人学习环境华南师范大学柯清超华南师范大学柯清超华南师范大学柯清超学校B学校A学校C学校A学校B学校C互联网云平台服务商发电厂像用电、水一样来使用信息系统华南师范大学柯清超云计算是一种以服务方式提供给用户的计算机能力，允许用户在不了解提供服务的技术、没有相关知识以及设备管理能力的情况下，通过因特网获取需要的服务。教育云指的是应用云计算技术建设的教育信息化支撑系统，是未来教育信息化的基础架构，它包括相关的硬软件资源，这些资源经虚拟化之后，向教育用户提供一个统一的教育服务平台，为教育领域提供“云服务”。华南师范大学柯清超服务器&云服务电视/电子白板电脑手机/电子书包省/市教育云学校华南师范大学柯清超大数据是指无法在可容忍内用传统IT技术和软硬件工具对其进行感知、获取、管理、处理和服务的数据集合。它需要新处理模式才能让其具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力，是一种海量、高增长率和多样化的信息资产。物联网、云计算、移动互联网、手机、平板电脑、PC以及遍布地球各个角落的各种各样的传感器，都是数据来源。华南师范大学柯清超华南师范大学柯清超体量浩大Volume多样性Variety价值大密度低Value生成速度Velocity非结构化数据的超大规模和增长总数据量的80~90%比结构化数据增长快10倍到50倍是传统数据仓库的10倍到50倍大数据的异构和多样性很多不同形式（文本、图像、视频、机器数据）无模式或者模式不明显不连贯的语法或句义大量的不相关信息对未来趋势与模式的可预测分析深度复杂分析实时分析而非批量式分析数据输入、处理与丢弃立竿见影而非事后见效华南师范大学柯清超华南师范大学柯清超教育网络平台是大数据汇聚的基础，大数据是提供教育服务的关键；建立可流动、可获取、可应用的大规模非结构化教育数据：更好把握教育系统整体，而不仅仅是抽样；要效率不要绝对精确；教育评价、决策的重要支撑。华南师范大学柯清超智慧校园是基于物联网和云计算技术的数字校园，通过物联网传感器实现对物理校园的全面感知，利用云计算对感知的信息进行智能处理与分析，实现了校园内任何人、任何物、任何信息载体、任何时间、任何地点的互联互通，海量信息在物联网平台的聚合而产生新的信息，从而给广大师生提供了智能化的教育教学信息服务和管理。华南师范大学柯清超华南师范大学柯清超支持学习者碎片化学习、移动学习的智能终端、传感设备日益丰富多样；云计算、大数据技术将对教育信息系统重构，推动教育资源与教育大数据的汇聚与整合，为智慧化的教育系统提供重要技术基础；新技术的普及与应用将催生更多新型的学习方式，对学校传统教学带来新的挑战。华南师范大学柯清超三、信息时代的学校教育：从封闭走向开放华南师范大学柯清超•多媒体授课课件，学科工具课堂教学•视频公开课、微课、移动学习资源个性化自主学习•网络课程、精品课、精品资源共享课混合式教学•开放课程、MOOC社会化教学华南师范大学柯清超封闭式教学半开放式/连接式教学（ConnectedTeaching）社会化自组织（开放式）教学课堂教学翻转课堂混合式学习开放课程MOOC课程华南师范大学柯清超教学活动(翻转)支撑环境(学习分析支持)课程资源(微课)华南师范大学柯清超可汗学院的故事华南师范大学柯清超研究表明，大学生在听课时只能全神贯注10分钟到18分钟；课程资源由各种教学短片构成，内容以知识点为单位，聚焦新知识讲解，形式上强调片段化、碎片化，便于网络传播与学习。教学过程强调知识与思维的可视化与动态展示。华南师范大学柯清超面向学生，聚焦学习；知识粒度适中，支持碎片化学习；思维的可视化与动态展示；语言精炼，讲解亲切；符合网络传播的技术规范。华南师范大学柯清超翻转课堂把知识传授的过程放在教室外，让大家选择最适合自己的方式接受新知识；把知识内化的过程放在教室内，以便同学之间、同学和老师之间有更多的沟通和交流。由传统的教-学到技术支持的学-教“知识传授”与“知识内化”两个认知环节的优化。华南师范大学柯清超提供支撑师生开展教学活动、管理教学过程的支撑环境，提供教学分析、评价与诊断功能；如：教师发现课程视频的某个环节或知识点，被学生们反复浏览和点击的时候，要意识到这可能是一个对学生来说难以掌握的知识点，或者自己的讲解有问题，需要据此调整教学。华南师范大学柯清超MOOC(Massiveopenonlinecourse)大规模开放在线课程是通过社会化网络学习环境向参与者提供围绕某个主题的分布式开放教育资源和活动，允许参与者在领域专家指导下通过自组织学习方式参与课程资源建设与分享、建构个人学习与概念网络，形成个性化意义与观点的关联式课程。2012：“MOOC年”华南师范大学柯清超MOOC的核心是社会化学习，是基于社会化网络的以连接、沟通、分享和创新等为主要活动的一种新型学习方式，是通过协作共享空间寻找、消费、创建和贡献信息的新范式华南师范大学柯清超对比维度网络课程MOOC学习内容课程内容大部分是预设的，采取结构化线性树状结构组织课程内容小部分是预设的，大部分依靠参与者来生成，以非结构化的网络方式组织支撑环境以学习管理系统为主社会性网络软件作为课程支撑环境，参与者采用个人学习环境辅助学习参与者参与者一般来源于特定机构，有教师与学生角色区别参与者来自世界各地，无明显的教师与学生之分学习支持一般会提供在线答疑、复习指导、新课预习等指导，技术支持、学习支持、考核支持等课程组织者通过DailyLetter为参与者提供每日提醒，而且与参与者相互讨论、创作，共同建构对意义的理解。华南师范大学柯清超对比维度网络课程MOOC学习评价以教师设定的教学目标为参照，提供统一考核方式，提供课程认证以个人学习目标为参照，以自我评价为主，融合过程性评价，但一般不提供课程认证学习活动主要是由教师设计，学习者在教师组织要求下参与活动参与者可以参与浏览、分享、评论、协作创作等多样性活动，学习活动一般都是参与者自发组织的。学习过程学习过程是教师为主导的，是基于课程教学大纲的学习过程是参与者主导的，没有固定的学习路径，参与者都有个性化的学习路径华南师范大学柯清超以微课、视频公共课等资源为基础的社会化自组织学习模式受到全球关注；在教学组织方式上，从结构化良好的课堂教学到逐步发展到半开放的混合式教学、完全开放的自组织社会化教学，教学时空、师生关系进一步多元化；移动互联网技术支持下的微型学习、碎片化学习、非正式学习、社会化学习将成为人类学习的重要方式。华南师范大学柯清超四、智慧学习与智慧教育华南师范大学柯清超在1998年1月31日，美国前副总统戈尔(ALGORE)提出“数字地球”的概念，这一概念后在全世界被普遍接受。2008年，IBM提出“智慧地球（SmartPlanet）”的概念。随后IT业界提出智慧城市、智慧交通、智慧医疗等概念。智慧教育由此演变而来，教育界继而提出智慧学校、智慧教室、智慧学习等概念，并开始相关的探索与实践。华南师范大学柯清超IBM的智慧教育愿景使用分析捕获移动化干预管理学习环境学习库电子书包学生单一视图仪表盘协作预测分析SmarterEducation›围绕着一个关于学生所有数据的视图›通过分析工具提供给教师学生发展的洞察力›用一套早期预警系统预测分析判断at-risk的学生›为学生成功而管理干预计划和团队›便于建立协同学习和教学环境›用课程工具和评价，结合了正式与非正式的学习方式›管理和提供多出版商的学习内容›捕获和广播多媒体学习展示›存储、组织和保护代表个人学习的项目›记录和分析学生学习环境使用率和成果›向各种智能手机扩展了使用引自《IBM智慧教育及云计算》华南师范大学柯清超引自《IBM智慧教育及云计算》华南师范大学柯清超引自SunghoHwon,EducationalTechnologyinKorea,Issues&Challenges华南师范大学柯清超引自SunghoHwon,EducationalTechnologyinKorea,Issues&Challenges华南师范大学柯清超线性思维文本优先机械学习基本技能从学校学习线性处理印刷教材结构化学习…非线性思维图形优先协作建构高层次思维从社区中学习并行处理网络课程非结构化学习…传统学习者新一代学习者华南师范大学柯清超华南师范大学柯清超华南师范大学柯清超智慧教育是人们对教育在信息时代发展的一种美好憧憬：智能化技术更好支持人的个性化、全面化发展，支持教育系统的智能化管理与决策；智慧型教育教学环境的设计必须要充分考虑下一代学习者的认知特点、认知思维与认知风格，探索适应新一代学习者的智慧学习工具，培养下一代学习者的智慧学习方式（自组织学习方式？）。谢谢！[e-mail]