时间:2023-05-30 10:18:14
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇校园智慧课堂,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
小组建立
在全面深入学习了合作教学理论后,笔者按照“组内异质、组间同质”原则将学生合理分组。先确定7个组长,之后把全体同学按成绩高低排列,每4人为一组,组长抓阄确定组员,保证组间同质。A为优生,组长,B中上,C中下,D学困生。首先,座位安排:4人围坐,A左前,B右后,C左后,D右前,避免C、D出现聊天现象。A与B讨论交流,达成共识。B教会C,A教会D。四人资源共享。其次,明确职责:A组长,B负责纪律,C统计分数,D在黑板上书写成绩。由组长召集设计组徽,制定口号,然后各组展示评价,形成团队意识,为今后的小组合作学习打下基础。最后,问题赋分:每回答一个问题A得0.1分,B得0.2分,C得0.3分,D得0.4分,小组总分值1分。根据问题难易让学生抢答或竞答。
教学实践
课堂实践 笔者选择有挑战性、开放性、探索性的问题先让每个学生自主学习思考后再开展合作学习。组员之间对话、交流、合作,笔者深入到每个小组,平等地参与,耐心地引导,热情地帮助,并对各种情况进行调控。为了激发学生主体参与的广度、深度,笔者引进组际间的竞争。每一个课堂活动,学生只要会就自动站起来展示,为本组加分,学生的学习热情特别高涨,团队凝聚力极强,每个小组成员都全力以赴。对于教学重难点,笔者又让学生静下心来,采用小组合作探究方式,从而突破。
比如学习《Unit5 Lesson14 Helping Each Other》一课时,课堂设计了三个小组活动。第一次阅读活动,学生自主完成填写Amy和Carrie成为好朋友的经历表格,之后小组A、B学生讨论、交流,达成共识,然后B生看C生答案,A生看D生答案,给予纠正,讲解,订正答案时,全班同学几乎都站起来了,效率极高。第二遍阅读,讨论“Helping her also helped me find a friend”的深层含义,这时组内四人通过交流、碰撞,各组均给出精彩答案:“当我们遇见有困难的人,即使是陌生人,也要伸出援手,让世界充满爱。”在语言输出环节,让各组挖掘Amy和Carrie的性格特点,给出原因,各小组学生热情讨论,积极板书,展示各组观点,分析出Amy胆小但善良,助人;Carrie礼貌、友好、热心、助人,通过小组合作,学生们的情感得到升华。
课外活动 第一,组长布置课外作业:A、B生完成阅读完形等能力提高题,C、D生完成单选等基础题,由组长组织讨论。第二,期中考试后,由组长组织组员进行自我审查分析:总体把握、发现问题、对症下药、制定考后计划。
小组评价
教师对学生的评价 这是笔者感触最深的部分。教师在合作学习中是组织者、引导者、参与者。认真观察了解每个小组的活动情况,发现个别小组或个别学生不能认真参与,及时地加以引导,把“人人进步”作为评价的目标尺度,变个人竞争为小组竞争,变个人计分为小组计分,把小组总成绩作为奖励依据,评价的重心转向合作达标,形成“组内成员合作,组间成员竞争”的新格局。笔者每月评选出冠军组长、小组之星,亚军组长、小组之星,每组两个贡献之星,给他们颁发奖状、奖品并拍照,激发学生的集体荣誉感和学习积极性。
小组之间的评价 在合作学习中,对于表现出色的小组,其他组举起笑脸棒,有节奏地击打手掌以鼓励,对于课堂结束时表现出色的小组,连着击打两次,学生的脸上洋溢着开心的表情。小组之间良性竞争促进了班级和谐,提升了学习实效。
学生自评 在课后学生完成自评表,由组长统计,发现问题,及时开会讨论、调整。比如《Unit 5 Lesson 14 Helping Each Other》一课的自评表如下:
实施效果
——宁波市职业技术教育中心学校信息化教育改革访谈
文/本刊记者 鲁玉婷
一只手机、一台电脑就能玩转校园?宁波市职业技术教育中心学校的答案是肯定的。
随着时代信息化潮流,高科技设备渐渐走进师生的学习生活。在宁波市职业技术教育中心学校,师生置身于全网络覆盖的校园,上课不再局限于单调的黑板,阅读不再受限于纸质书,应聘信息无需层层传递……一场数字化教育改革,让学校变成更为智能、人性的智慧化校园。
智慧课堂,多屏互动灵活教学
“今天,我们讲白居易的《琵琶行》。先请同学们来谈谈这三首音乐分别对应《琵琶行》里的哪三段内容?”走进宁波市职业技术教育中心学校的智慧教室,记者亲临了一场别开生面的公开课。课堂上,教师的平板电脑、学生的交互式电子白板以及讲台上方的双屏投影各显其能。学生手中的电子白板能实现资源共享、当堂在线互评、在线考试,多屏互动的课堂极大地丰富了教学内容。这堂公开课通过智慧教室的录播功能,可以把整堂课记录下来,也能将课堂现场直播到该校任意一间教室。
智慧课堂是该校智慧校园建设的重点,除了资源共享、在线互评等功能外,还将学校课堂与企业车间融为一体。学生能在课堂上通过电子屏幕与企业工程师远程互动对话,请教专业难题。工程师只要在企业车间装上一个摄像头,就能把现场操作视频传到课堂上,让学生有身临其境之感。
智慧课堂除了实现数字化设备的更新换代,还需要与之相匹配的师资力量。张国方校长道:“我们一向主张培训先行。在建设智慧课堂前,教师都要经过系统的学习与考核,每位参与培训的教师必须做出符合要求的课件才算过关。”两年来,该校的教师培训都围绕着数字化建设——计算机高级工培训、交互式电子白板培训、“微课”制作培训……一系列培训提升了教师在数字化环境下的教学设计能力。
在宁波市职业技术教育中心学校,大部分教师的办公电脑没有主机,只有一台显示屏,教师的相关资料均放在“桌面云系统”里。每位教师都有一个账号,无论在哪里,只要用计算机登录自己的“桌面云系统”账号,就能与学校内网建立安全链接,实现远程备课与办公。在校长对数字化教学“鼓励创新、宽容失败”理念的引领下,每位教师都放开手脚大胆实践,让智慧课堂发挥出最大的教学效果。
陈凌燕是数媒班的学生,现已走上了实习岗位。陈凌燕说:“学校先进的数字化设备和超前的智慧化教学,为我实习上岗打下了基础。其他学校的同届毕业生需要一段时间来适应企业的先进设备,而我在校时就已经基本熟悉了企业的大多数设备,学习与实践实现了无缝对接。”
创新结硕果,在2014年全国职业院校技能大赛上,该校学生还获得了三块金牌、两块银牌的好成绩。
便捷服务,远程遥控智慧生活
宁波市职业技术教育中心学校的智慧校园体现了三大智慧:一是“物”要智慧,二是“管理”要智慧,三是“教学”要智慧。其中“物”要智慧体现在便捷服务上,比如该校会议室实行物联网管理,会议室的窗帘、空调等都能远程遥控。“按‘会议模式’键,会议室的窗帘、电灯、空调等都能遥控开关,即使人在外地,也能通过手机远程遥控。”副校长傅卫东说。在学生宿舍,智慧服务亦无所不在:宿舍智能控制系统可以自动开关空调,当学生下课后回到宿舍,如果室内温度超过28℃或者低于5℃,空调就会自动开启,人离开宿舍,则自动关闭。
在校园里,学生每天都会用到一卡通,该校改良升级的一卡通——“智慧校园卡”给学生带来了不少便利。该校是宁波市“智慧校园卡”的试点单位,如果试点成功将在全市推广。“智慧校园卡”除拥有电子钱包、图书借阅等常规功能外,还体现了以下几个特点:一是远程感应,学生携带“智慧校园卡”进出校门,无需刷卡,系统能自动感应;二是走班考勤功能,学生上课的课堂不固定,流动性较大,学生携带该卡进入指定教室后,系统能自动显示多少学生已经到达教室,哪些学生迟到、旷课,并能准确定位学生,将名单自动发送到班主任的手机上;三是与宁波市公共自行车、公交车、地铁服务相联,集宁波市民卡功能于一体,实现校内校外服务一体化。“智慧校园卡”的推行为学校管理提供了便捷服务,亦提升了师生的生活品质。今年5月22日,该校的“智慧校园卡”在第二届全国中小学教学信息化应用展览中展出,浙江省教育厅厅长刘希平等领导参观了该校的智慧校园展位,并详细了解了“智慧校园卡”建设情况。
在该校立体式图书馆,不仅能借阅纸质书,还可以通过手机扫描移动图书馆里报刊、书籍的二维码,将电子书下载到手机里。傅卫东说:“现在很多学生及年轻教师都喜欢拿手机看书,不受时间、地点限制,还省去了借阅的麻烦。”移动图书馆是一台立式显示屏,内含杂志、书籍和报纸,内容丰富且实时更新,为师生阅读提供了极大方便。在图书馆一侧的阅览室里,每张桌子上都放有一台iPad,学生可以拿着iPad在图书馆任何地方看书、游戏。馆长孙薇薇说:“学生刚进校时,总喜欢来图书馆上网、游戏。随着来馆次数增多,那些喜欢玩游戏的学生看到周边同学都在看书,也慢慢放下游戏开始看书了。我们图书馆温馨、舒适,潜移默化地影响着学生的兴趣爱好。”
搭建平台,互通共享智慧管理
数字化校园只是对校内各类数据进行收集,提供一个数据集成平台,而智慧化校园则对数据进行综合分析,提供更为人性化的管理。傅卫东说:“智慧校园综合管理平台是智慧化校园建设的集大成者。以往学校每个处室都有自己的数据平台,但互不相融,各部门的业务系统仅从满足本部门需求出发,客观上形成了一个个‘信息孤岛’,系统中存在大量重复数据、垃圾数据。智慧校园建设初期,考虑到外面买来的成品软件与学校实际不相符,无法真正契合我们的需求,因此,学校招标了一家软件设计公司。”往年,学校教师都是以各自工作为需求进行行政课题研究,而2013年年底,学校统一以“如何用信息化手段更好地完善工作”作为年度行政课题。以课题为契机推动改革,学校教务处、政教处、招生就业处、团委等各个处室均作了详细的课题报告。收集到学校各处室的数字化需求后,学校利用软件公司的技术力量,量身定制开发了“智慧校园综合管理平台”。
“任何高科技的产品只有符合实际需求才会有永恒的生命力,信息化是一种辅助手段,它可以优化我们的工作模式。”傅卫东道。在智慧校园综合管理平台上,教师、学生、家长、企业等各方均能实现信息互通共享,提升了学校有效管理的含金量。
首先,智慧校园综合管理平台减少了教师的工作量。以往每到期中、期末,班主任及教务处都要忙着汇总分数、计算平均分、统计各分数段人数等等,放假前还要将成绩报告单一张张填好,稍有大意,就会出错。智慧校园综合管理平台则可以将任课教师输入的每次考试成绩进行系统智能分析,将各科成绩汇总后自动生成统计表格,传送给班主任、教务处等。此外,系统还会对每门学科、每个班级和每位学生的成绩定期进行动态分析,促进教学评价方式改革。“有了这套软件,老师不再需要一遍遍地统计分数,可以将更多时间用于教学研究;同时系统自动生成的数据准确性更高,毕业生学籍卡上的成绩也由该系统自动生成。”傅卫东道。
其次,智慧校园综合管理平台增强了家校互联。在该平台,除老师有账号可以登录外,学生、家长也有账号。学生登录账号能看到自己的课表、学习成绩,可以实现网上选课,家长登录账号可以看到自己孩子在学校的表现,除成绩外,还有在学校参加的各类活动等。
广东省珠海市香洲区“学习型智慧校园”项目(为方便且直观,本文以下简称为“智慧校园”,两者内涵、外延一致)是在珠海市香洲区教育局信息装备中心和香洲区教育科学培训中心指导和组织下,基于“互联网+”理念和背景积极构建的一种新型信息化教育模式,是脚踩“互联网+教育”的时代大潮而蓬勃兴起的教育新势力、新趋势,它有着自己独有的一套网络平台,秉持为学生“构建无处不在、无时不在的学习环境”的理念,最大程度地发挥互联网技术在新时代教育中的优势和作用,从而改善教和学的固有模式,提高教学效率和质量。《珠海市深化教育综合改革提升基础教育发展水平三年行动计划(2015-2018年)》提出,要积极推进智慧校园建设,努力在全市一半以上中小学校建成在课堂、学习、教研、管理、服务等五个方面领先的数字化校园。文件让人欣喜、前景催人奋进。
“智慧校园”力求打破传统意义上的课堂和教学模式在时间、空间、学习主体、同伴、学习方式对孩子们学习兴趣及其能力的限制,以更好地提高自主学习能力、最终提高综合素养。2015年,珠海市香洲区开始探索并实践“智慧校园”工作,经过我们一段时间的探索和实践,“智慧校园”平台已经在日常教学实践中围绕“在线互动协同课堂”“在线教研”“在线测试”“远程辅导”等方面展示它特有且强大的教育生命力。
我也是该项目的首批语文学科实验老师和首批“在线名师候选人”之一,在日常的教育教学实践中,我切身感受到了“智慧校园”平台在小学语文教学中激发学生学习兴趣、提高学生语文自主学习能力、提升语文综合素养上的良好效果和远大前景。具体到小学语文教学来说,如何能更充分地利用“学习型智慧校园”平台,通过利用不同形式、创设不同情境,提高学生的学习兴趣和自主学习能力?有哪些有效的策略?这是一个重要且亟需研究的课题,它有着丰厚的时代背景和现实需要。
二、什么是“自主学习能力”
所谓“自主学习能力”,心理学家Amold指出,自主学习能力由心理―社会支持和技术支持组词。前者指动机及其影响因素;技术支持指培养学习者制定目标的能力,选择材料、方法、任务、和执行任务的能力以及自我监控的能力、选择评价标准和自我评价的能力。本文中的“小学生语文自主学习能力”即是指在小学语文学习过程中学生具有的上述内容的能力。
本文的研究目标即是提出有效的策略和方法来丰富、高效利用“智慧校园”平台,在小学语文教学中提高学生自主学习能力。
三、利用“智慧校园”平台,提高小学生语文自主学习能力的策略
(一)大量制作适用于“智慧校园”平台的HTML技术的微课,积极参与构建“香洲微课云”,并积极形成学校微课集,发挥微课在预习和课外自主学习,课堂自主、合作学习上的突出作用
“微课”是互联网教育的“火热角色”,它方便并引导学生进行积极的碎片化、高效率学习,提高自主学习兴趣和自主学习能力。基于HTML技术量身制作的微课,不仅可以在电脑上播放,在手机、平板上都可以轻松观看,真正让孩子们进入“无处不在 无时不在”的学习环境。
我在教授《杨氏之子》时,针对孩子们第一次接触小古文,有浓烈的兴趣的同时也因为语感和语言知识缺乏而有一定的学习难度的情况,我就制作了14个经典、有趣的小古文的微课,上传到“香洲微课云”,孩子们在家进行自主学习,轻松、自由、有趣,大大提高了学习的兴趣,很好地突破了学习文言文的第一道坎。
(二)不断探索多形式、高质量且常态开展的“在线互动协同课堂”
“在线课堂”是“智慧校园”平台的重要内容,因此,运用平台提高小?W生自主学习能力首要任务和主要手段就是进行多形式、高质量且常态开展的“远程在线协同课堂”的探索和实践:利用平台打破两个教室甚至更多教室的空间距离,实现“同上一节课”,让孩子们感受不同老师和学习同伴的风采,课堂上在展示和竞争中自主学习、合作学习、共享学习,同时学生小群体升级为大群体后思维间会更高强度、更高质量的碰撞、交融、提升。这种在线课堂相比传统的课堂在激发学生兴趣和培养语文学习能力上定会有更好的效果。
(三)常态开展“在线辅导”,打造更加自主、个性化的“第二课堂”
课堂上有问题上位解决,或者错过了重点知识的理解,在“智慧校园”平台上,学生可以进入老师的“在线课室”进行交流,他们可以轻松简单地在手机、平板或PC上登录平台,老师在线与孩子们进行交流和辅导,这里的交流是平等的、轻松的、自主且个性化的,这样就能极大地促进孩子自主学习的兴趣和能力的提高。如果未到直播的时间,孩子们也可以在线留言提问,所有“路过”的老师都能进行解答,这样就能确保及时解决孩子们课上或课后出现的困惑,提高孩子们学习的效率和质量,保证学习兴趣和自主、探究等能力的提高。
(四)探索进行“在线测试”,从此考试和复习其实也很自由、轻松
我每周都定期在平台上“在线测试”,学生登录平台后,就可以自由地完成我的测试,测试结果也能随即以多种形式出示,孩子们能立即发现自己的不足。从此,考试不会那么压抑,评价也没有那么呆板。我批改后,平台会自动进行全部数据的横向和纵向的分析,这样的分析能一直保留,也为老师们的教学提供了支持。
构建一个数字空间下的虚拟校园
市梅苑学校校长段红波,刚刚被淮北市推荐为“全国教育信息化创新应用新闻人物”,安徽师范大学教育管理专业研究生毕业的他深知,从一所农村学校发展起来的梅苑学校,只有把信息技术真正有效应用于课堂教学,应用于学校的方方面面,大力构建智慧型校园,才能打造出梅苑学校自己的品牌。
梅苑学校针对本校特点,确立了信息化建设的总体目标,即利用现代信息技术将梅苑学校的教学、科研、学科建设、管理等活动移植到一个数字网络空间环境下,从而达到提高梅苑学校教职工的工作效率、教学质量、科研实力、人才培养质量和管理水平的目的,并最终将梅苑学校构造成为一个数字空间下的虚拟校园,使现实校园在时间和空间上延伸开来。
学校将智慧校园建设工作列入学校三年发展规划。在教育管理、教育教学过程、教育教学资源建设、教育科研、校园安全、德育工作及家校互动等方面深入推进智慧校园及信息化应用层次,制订出台《淮北市梅苑学校智慧校园建设工作实施方案》,成立智慧校园工作领导小组、信息化教学资源应用教学管理工作小组、信息化教育资源应用德育管理工作小组、信息化教育资源应用后勤管理工作小组、信息化教育资源应用工作技术维护小组、教育信息化应用智慧办公及档案资料工作等多个小组认真落实方案实施。
五个一体智能化工程
2013年,学校建成了皖北地区首家高规格的录播室,75个班级“班班通”建成并全面投入使用,学校全面改造校园网站,将校园网络宽带升级到100兆。规划建设独立的内外网服务器,将视频服务器与网络进行整合,最大限制发展网络宣传及资源共享的功能。
学校一方面充分依托现代信息通讯和安徽基础教育资源应用平台等技术,或以其它各类教育资源库为依托,多种途径开展学校信息化教育资源的建设和使用,同时又和深圳一家科技公司共同开发具有学校特色的“乐教云”教育云平台,构建出高效、便捷的学校信息化支持环境以及以人为本的学校教育教学服务体系。
为了建好智慧校园,学校实施了“基础设施、教育资源、教育管理、教育服务、校园信息安全” 五个一体智能化建设工程。构建覆盖全校的校园网,使信息资源通畅到达管理和教学终端,包括校园网站、学校“班班通”、学校计算机教学机房、多媒体教室、录播室、电子阅览室建设,实现了基础设施一体化;建设全校教育资源共享体系、教师继续教育培训资源、学校数字图书馆、录播室、电子阅览室,实现了教育资源一体化;建设覆盖中学部和小学部的校园教学管理系统、教育教学管理、教师管理以及智慧课堂教学支持系统、学生智慧学习系统等其他教育服务管理在内的统一电子校务平台,实现了教育管理一体化;以省市“校安系统”为基础,构建学校的统一的校园安全工作应急反应系统、网络信息安全系统和校园监控系统,实现了校园信息安全一体化;建设教育质量监控与评估系统、在校学生数字化学习系统、校园教学管理系统、智慧课堂教学支持系统、学生智慧学习与评价系统、后勤服务管理系统体系,实现了教育服务一体化。
信息技术助“同课异构”
为了更好地运用信息化服务于教学、服务于学校管理,学校构建了多元的信息技术培训体系。依托长三角网络结对学校联盟,定期选派学校领导班子和骨干老师观摩学习应用信息技术的理念和管理方法,开展校际间应用信息技术“同课异构”活动和异地网络教研活动,邀请信息技术方面的专家进行技术指导和专题讲座,进行校际培训;根据学校各年龄段教师信息技术应用的能力,定时、定点、定人、定内容,对全校师生进行有针对性的校本研修培训和层次培训;利用学校网站、淮北教育网、安徽教育网、安徽基础教育资源应用平台、乐教云资源应用平台,引导教师积极进行网络教研。
学校每学年组织一次信息化资源教学应用课堂教学比赛活动,每学期举办一次信息化教学课件评比活动,鼓励教师自制课件,积累学校的优秀课件,推荐参加各级课件比赛,同时推进学校的校本资源库的建设。学校开展聚焦信息化课堂“三课活动”,暨新招聘教师的“上岗课”、中青年教师的“评优课”优秀教师的“示范课”教学展示活动,并将优秀展示课拍摄成课堂实录,放在网络平台上“晒课”,供网络教研之用。
如今,梅苑学校将信息化应用囊括到教育教学、教科研、学校管理等方方面面,教育信息化建设更便捷、教师教学更轻松、学生学习更快乐、学校管理更高效,建成了立足于以教师教学为核心的“助教”平台、以学生学习为核心的“助学”平台和以数字化校园管理为核心的“助管”平台,实现了以应用为主线的信息技术教学与实践,构建了以体现教育信息化思想和要求的信息化校园,同时实现了以网络共享思维为特点的管理模式创新,使学校的管理全部移植到网络环境下,增加了管理的透明度。
信息化建设也带动了学校各项工作快速发展。庞莹老师在2013年全国历史优质课评比中荣获国家一等奖;周伟老师辅导的学生参加第十二届全国中小学电脑制作活动电脑机器人竞赛,荣获小学组足球比赛“冠军”一等奖。刘婷婷老师荣获2014年淮北市小学信息技术优质课大赛一等奖,安徽省小学信息技术优质课大赛二等奖。
【关键词】物联网;云计算;智慧校园
【中图分类号】G40-057
【文献标识码】A
【论文编号】1009-8097(2013)02-0109-06
一 研究缘起及项目背景
1 研究缘起
信息技术的快速发展促进了教育观念和教学方式的变革。随着物联网、云计算、移动互联网等新一代信息技术的发展,随时随地的师生互动、无处不在的个性化学习、智能化的教学管理和学习过程跟踪评价、一体化的教育资源与技术服务、家校互通的学习社区、师生共同成长的校园文化等新型“智慧校园”教学管理模式已展现在人们面前。关于“智慧校园”的研究已成为当前教育信息化领域关注的热点。
自从IBM提出“智慧地球”概念后,国内外不少学者提“智慧校园”的概念和解决方案。在国外,具有代表性的实施案例有韩国与马来西亚。韩国教育科学技术部于2011年6月向总统府递交了《通往人才大国之路:推进智能教育战略》提案,并于同年10月了《推进智能教育战略施行计划》,提出五大战略举措:(1)数字化教材的开发与应用;(2)在线学习常态化与在线评价体系的构建;(3)营造教育资源用于公共目的的环境与加强信息通讯伦理教育;(4)加强教师的智能教育实践能力;(5)构筑基于云计算技术的教育服务基石。马来西亚政府为促进教育系统的整体性变革于2006年提出的一项宏伟工程――“智能学校”(Smart School)计划,到2010年,马来西亚所有的中小学都将转型为智能学校。智能学校实施计划有四项目标:提供个人全方位的发展;注重智能、情绪与身体的发展;培育科技的素养能力及建立教育民主化制度。在国内,有学者对“智慧校园”的概念提出了不同的解读。黄荣怀等认为,“智慧校园”是一种智慧的学习环境。还有学者认为,“智慧校园”是以物联网为基础的校园应用。在实施方面,南京邮电大学于2010年实施了基于物联网的“智慧校园”建设方案,浙江大学、西南大学、成都大学、同济大学等几十所高校正在筹划、实施智慧校园建设;中国电信等移动互联网运营商实施了基于e卡通的“智慧校园”解决方案。目前“智慧校园”解决方案还处于探索阶段,在技术方面,没有建立统一的“智慧校园”的系统架构和技术规范;在应用方面:物联网和云计算等先进技术应用处于初级阶段,技术、业务、资源、信息、数据与用户服务的融合度不够,没有从如何利用信息技术支持学生的自主学习、协作学习,如何支持师生互动与快速准确反馈,如何支持教师教学决策等方面提出有效的解决方案。
本文以作者主持的佛山市禅城区“智慧校园”示范工程项目为例,阐述如何采用先进的教育理念和物联网、云计算等先进信息技术构建“智慧校园”系统,探讨“智慧校园”系统的基本特征、系统架构、功能模块、技术路线和实施方法等整体解决方案。
2 项目背景
佛山市禅城区“智慧校园”示范工程是禅城区人民政府于2010年9月启动、2012年5月正式上线运行的“四化融合、智慧佛山”首批重点示范项目。本项目分别选择高中(佛山三中)、初中(汾江中学)、小学(佛山实验学校和南庄中心小学)四所不同类型的学校,建立禅城区“智慧校园”示范工程试点学校和示范系统。
禅城区在教育信息化环境建设、教育资源建设、教师教育技术能力培训和教育信息化推广应用方面具有良好的基础,是“广东省推进教育现代化先进区”,四所“智慧校园”示范工程学校具有较高的教育信息化建设与应用水平。但由于信息技术发展等历史原因,项目实施前,禅城区教育信息化建设面临的主要挑战在于:
(1)“信息孤岛”现象。各个学校的信息化应用系统采用的技术标准、数据规范不一致,缺乏甚至没有数据共享关系和交换途径,形成“信息孤岛”;
(2)信息系统的综合服务能力弱,难以实施综合业务流程和综合查询与决策支持;
(3)教育资源存储分散,数据标准不同统一,资源共享困难、检索低效,教育资源的数量和质量难以满足日常教学需要;
(4)信息化建设对提高教学质量和学校管理效率的有效支持不够。
因此,禅城区教育信息化建设需要一个统一的平台,统一的技术标准,统一的数据规范来整合各类信息,实现校园内各个信息管理系统的无缝连接。本项目的实施,着重在解决以上问题方面进行探索。
二 智慧校园的内涵与特征
“智慧”(wisdom)一词是指对事物能迅速、灵活、正确地理解和解决的能力。“智慧”是一个相对概念,并不局限于人类,任何物体组成的体系都有智慧,只是高低不同。IBM提出的智慧系统特征是3I:即能够更透彻的感知和度量(Instrumented),更全面的互联互通(Interconnected),更深入的智能化(Intelligent)。
关于“智慧校园”的特征,国内一些学者提出了不同的解读。黄荣怀等认为,智慧校园(Smart Campus)应具有以下五个特征:(1)环境全面感知;(2)网络无缝互通;(3)海量数据支撑;(4)开放学习环境;(5)师生个。宗平等人认为,“智慧校园”的核心特征主要在三个方面:一是为广大师生提供一个全面的智能感知环境和综合信息服务平台,提供基于角色的个性化定制服务;二是将基于计算机网络的信息服务融入学校的各个应用与服务领域,实现互联和协作;三是通过智能感知环境和综合信息服务平台,为学校与外部世界提供一个相互交流和相互感知的接口。笔者认为,“智慧校园”是信息技术高度融合、信息化应用深度整合、信息终端广泛感知的信息化校园。“智慧校园”系统兼有技术、教育和文化等多重属性,具有如下9大特征:
(1)融合的网络与技术环境。实现校园有线网、无线网、传感网、视频监控网等多种网络的融合和多种信息化应用系统的融合,形成一体化的网络环境和应用环境;
(2)广泛感知的信息终端。为广大师生提供一个全面的智能感知环境;
(3)快速、综合的业务处理服务。能够对教学、科研、管理的各种业务、信息、数据按照基于流程的方式进行快速、综合处理,为广大师生提供一个全面综合业务处理与服务平台;
(4)智能的管理与决策支持。具有架构科学合理、低耗高效运转的学校智能化管理与决策支持系统,能够对学校的人、财、物、活动、事件和业务流程进行感知、识别、跟踪、判断、处理、评价与提示指引;
(5)个性化的信息服务。能提供基于角色的个性化信息定制服务;
(6)泛在的自主学习环境。通过实施有线和无线网络的全面覆盖,借助移动学习终端和教育云服务平台,任何时间可以在学校任何地点在线学习、互动交流和辅导答疑。实现教育无处不在,学习随时随地;
(7)智慧的课堂。具有满足师生个性化教与学需求,实现自主探究、互动教学、协同学习等多种教学模式,并能对学习过程进行动态跟踪与评价的智慧课堂;
(8)充分共享、灵活配置的教学资源平台。建有教育云服务平台,能实现教育资源的按需动态分配和技术服务的充分共享。具有统一的教育资源建设标准和存储规范,能实现教育资源的高效检索和智能汇聚。能提供海量的优质教育资源,并与教学系统无缝对接,满足教学需求;
(9)蕴含教育智慧的学习社区。具有家校互通的沟通平台和学习社区,教师、学生、家长能够及时互动,分享教育经验与智慧。能整合各种社会力量,共同促进学生快速健康成长。
三 智慧校园系统架构
佛山市禅城区“智慧校园”系统的构建是在现有校园网和学校教育信息化设施及应用系统的基础上,通过应用RFID等传感技术组建校园物联网,应用无线网络技术组建校园移动学习网,实现对校园内的人(教师、学生、管理者、家长及其他人员)、财(学校经费、个人消费等)、物(教学大楼、图书馆、教室、实验室和教学设备等)和信息(教学资源、教学管理信息、学校公共管理信息、活动信息等)进行识别、传输、存储、处理和控制,为师生提供智能化的管理和个性化的信息服务。
“智慧校园”系统平台采用面向服务的多层架构模式(SOA),将学校的资源、数据、信息和业务流程,按照基于服务的方式整合起来,使平台具有很强的适应性、扩充性、维护性和易用性。平台总体架构如下图1所示:
智慧校园系统架构包括4大体系4个支撑平台和8个应用系统。
4 大体系包括标准体系、安全体系、云平台监控体系和教育云服务体系。
1 标准体系
基于教育云的智慧校园标准目前还没有统一规范。云计算本身就缺乏统一的标准,在云平台上运行的应用系统又千差万别,难以有统一的资源管理、资源、资源应用。因此,本系统平台的构建首先需要建立一套标准体系。
智慧校园系统标准体系建设分三个层次:信息编码与数据交换,软件开发与集成;硬件环境;在线应用。包括:
(1)建立完整的信息编码与数据规范体系。采用国际通用标准和中国教育信息化标准委员会的制订的学习技术系统《体系架构与参考模型(CELTS-1)》和《教育资源建设规范CELTS-41》等10个标准以及《智慧校园示范学校自定义信息编码标准》多种代码体系相互补充,代码分层定义,方便用户分级选择输入信息,同时支持代码扩充、自定义和更新。
(2)软件开发采用《GB/T19001ISO 9001在软件开发、供应和维护中的使用指南》、《计算机软件产品开发文件编制指南(GB/T 8567-1988)》和《角色访问控制标准ANSI INCITS359-2004》等国际与国家标准。
(3)智慧校园硬件设施标准。采用中国教育技术协会技术标准委员会制定的《多媒体教学环境工程建设规范》。
2 安全体系
智慧校园安全体系建立了包括操作系统级安全、网络级安全和应用级安全三层安全体系。
(1)操作系统级安全。在操作系统级,平台使用最新的主流Linux操作系统,启用Linux的内核防火墙和身份认证机制保障操作系统的安全,基于心跳(Heart Beat)技术检测系统的崩溃并尽可能自动恢复。如果安全服务系统没有收到某一计算节点的定时心跳数据流,则说明该节点或网络出现了故障,此时重新启动该节点,如果不成功就将该节点排除在计算之外。
(2)网络级安全。在网络级,平台使用下列手段保证平台的网络传输安全:使用硬件防火墙保障整个云平台的安全。为了防止教育云平台系统被非法侵入,在前端计算机安装双网卡将内部和外部网络隔离开。在系统区域网络中使用在Internet上没有实际意义的内部IP地址,并用IP伪装(IP Masquerading)和IP端口转送(IP Port Forward)技术实现网络地址转换。为了防止云平台与用户之间网络通信的被窃取,教育云平台采用了基于SSL安全协议的扩展HTTP协议HTTPS。
(3)应用级安全。在应用级,平台使用下列手段保证平台的应用安全:①可信的单点登录(SSO)。单点登录是解决门户系统安全认证问题的一种理想和有效的认证策略,我们采用的CAS(Central Authentication Service)是Yale大学发起的一个开源项目,作为智慧校园平台的一个安全而又简单的SSO安全实现。②云平台权限控制。为了防止非授权用户的非法入侵和授权用户的越权使用,教育云平台进行各种级别的权限控制,并具备审核功能,自动记录用户访问的情况和操作过程,以备日后查询。
系统开发中,由于不同身份的用户其业务处理逻辑不同,如果单独为每类用户开发与之工作相对应的应用程序,无疑将十分复杂,也不利于以后的维护工作。为控制系统信息的阅读范围和业务办理权限,系统将用户划分为不同的角色,不同的用户角色具有不同的系统操作权限和查询权限,通过权限控制为不同身份的用户赋予与之身份对应的各项操作,屏蔽不能执行的操作调用,以此实现分工负责。系统用户按照其职务、业务类别、管辖区域,被授予不同的操作权限。操作权限包括数据库(表)操作限制、业务模块操作限制、地理范围限制、数据读写操作的限制等。平台采用专业的用户细分,针对教育系统的独特性,研发出一套专业的用户系统,将用户根据教育部门,学校,地区,身份,角色,岗位,职位,科目,年级,班级等分类归档,并赋予不同功能和权限,同时,云教育的用户将终身有效。
系统也采用严格的权限和隐私设置,用户可为自己的内容和上传的资料快速设置或详细设置读写权限。详细设置可将权限赋予指定地区、身份、年级等细分用户和指定好友等。同时还为用户提供私密保护,设置为私密的信息,除了用户本人,其他任何人包括平台管理员也无法查看到该信息,最大程度地保护了用户的隐私。
3 云平台监控体系
云平台监控体系建立了包括教育云平台访问量数据统计分析、用户数统计分析、功能模块访问统计分析、用户使用习惯统计分析、用户在线时间统计分析、流量统计分析等完整的平台使用监控策略。
4 教育云服务体系
教育云服务体系以教育资源共享为核心形成多层次的服务体系:
(1)基础设施即服务(Infrastructure as a service)
平台以服务的形式提供虚拟硬件资源和服务器租用等,使教育相关部门无需购买服务器、网络设备、存储设备,只需通过互联网租赁即可搭建自己的应用系统。
(2)平台即服务(Platform as a service)
平台能提供完善的平台即服务功能,包括云应用支撑服务、云系统支撑服务和智慧校园云服务总线。平台通过提供二次开发接口、教育软件定制接口等功能以及开放式的支撑服务功能,提供完善的应用服务引擎和应用编程接口,用户能通过应用服务引擎,构建相应的教学应用。
(3)软件即服务(software as a service)
智慧校园服务平台的用户和客户端软件均能通过标准的Web浏览器来使用云平台上的各类在线服务,用户不必另行购买软件,平台能提供完善的软件即服务功能。
本平台通过集成三个层次的服务,能全方位满足各级学校各类服务的需要。4个支撑平台包括云平台基础设施支撑平台、云系统支撑服务平台、智慧校园服务总线和云应用支撑服务平台。
①云平台基础设施支支撑平台。包括底层的服务器集群、数据仓库集群、云存储和监控系统。该平台为整个系统提供稳定、可靠的应用基础支撑平台。
②云系统支撑服务平台。通过系统中间件和应用服务器进行系统支撑。云系统支撑层能提供业务功能模块与云平台层的连接,包括单点登陆、统一用户授权、统一消息服务、统一数据交换服务、工作流服务、信息门户服务、统一搜索服务、统一信息服务等云支撑服务。
③智慧校园云服务总线。这是各类学校和教育机构的数据融合和交换中心,包括数据融合、重组、加工、管理、变换和集成,服务感知、消息感知、事件感知、任务调度、服务编排和调度、服务QoS、数字证书等功能。
④云应用支撑服务平台。该平台形成用户的基本信息数据、教育资源数据、师生成长档案,并提供数据分析和挖掘、教育资源共享等;
8个应用系统分布在教育在线应用服务层,能提供各类在线教育软件服务,包括智慧校园管理系统、智能教学系统、移动学习系统、数字化实验系统、教育资源库、智慧系统文化、家校通系统、数字图书馆系统等在线服务系统。
四 实施方法与技术路线
1 总体实施策略
“智慧校园”示范工程建设起点高、时间紧、技术难度大,本项目通过创新的政产学研合作机制,采用“以政府主导、以产学研为依托、以应用为驱动、示范引领、逐步推广”的实施策略,边研发边建设,由教育主管部门、本地高校和相关专业公司多方合作,组成佛山市禅城区“智慧校园”示范工程课题组,充分利用教育主管部门和示范学校的项目组织管理优势、需求分析优势、教学资源建设和推广应用优势,高校的系统设计与研发优势,企业的资金、产品和技术服务优势,实现强强合作。这种创新的机制和项目推进策略,有利于实施“起点高、时间紧、技术难度大”的项目,为其他示范工程项目的建设探索可供借鉴的模式。
2 系统开发方法
“智慧校园”项目采用的开发方法是基于RUP的迭代开发方法,RUP是一个面向对象且基于网络的程序开发方法。由于本项目的实施尚无成功经验可循,系统庞大,且涉及众多新技术的应用,开发难度大。在软件开发的早期阶段无法全面准确地明确用户需求,确定详细技术路线。而迭代式开发允许在每次迭代过程中需求可能有变化,通过不断细化来加深对问题的理解。迭代开发可有效降低项目风险。本项目开发依据迭代开发方法的核心理念和操作模式,实施过程按“调研-需求分析-原型构建-系统开发-测试-适用评-示范应用-深化应用-总结推”广9个阶段进行。
3 主要实现技术
(1)开发环境和工具。以Linux作为底层操作系统,使用JAVA语言作为主要的开发语言,开发环境为JDK1.6+和eclipse3.7,完全满足J2EE和servlet2.4+的开发规范,web容器使用tomcat7.0。整个平台基于SOA方式,采用Apache的CXF作为数据的整合和共享方式,智慧校园各系统的数据互通都是通过该方式实现;该方式独立于操作系统和开发语言,可灵活部署,兼容性和性能优越。
(2)单点登录。平台的各个系统之间的登录整合以Yale CAS(Central Authentication Service,中央认证服务器)方式实现。Yale CAS是耶鲁大学的一个开源项目,Yale cas是目前项目中用到最多的SSO整合方案,该方案提供一种标准的用户认证服务,实现了单点登录功能。
(3)Web部署。Web部署使用前端服务器加后端服务器的耦合方式实现,前端使用高性能的Nginx,后端则使用标准的serlvet容器Tomcat实现,Nginx专为性能优化而开发,它支持内核Poll模型,能经受高负载的考验,有报告表明能支持高达50,000个并发连接数,这样的搭配可以很好的解决性能和应用的兼容性问题。使用Nginx按照调度规则实现动态、静态页面的分离,为了提高访问性能,以Nginx的ip哈希方式实现了应用的负载均衡。
(4)工作流引擎。使用/BOSS成熟的JBPM工作流引擎作为解决方案,JBPM是一个开源的、纯JAVA的、轻量级的支持多种可执行流程语言的工作流程管理(BPM)工作流引擎。
(5)数据存储。使用分布式的关系型数据库Mysql Cluster作为关系型数据的存储,使用分布式的Hadoop作为非关系型数据的存储解决方案。
(6)云平台虚拟化。采用Linux的KVM解决方案,KVM虚拟化平台是linux内核原生的组成部分,它使用Linux自身的调度器进行管理,所以相对于其他虚拟化平台其核心源码很少,速度更快更稳定。
(7)网络性能优化方法。在网络优化和传输方面主要使用gzip压缩技术、浏览器缓存技术、服务端动静态分离的处理技术和服务端缓存技术;
五 智慧校园示范应用系统
智慧校园示范系统基于教育云平台构建,包括智慧校园管理系统、智能教学系统、移动学习系统、数字化实验系统、教育资源平台、智慧校园文化系统、家校通系统和数字图书馆系统。
1 教育云平台
教育云平台是智慧校园的底层支撑。采用先进的虚拟化技术,通过租用世纪互联的硬件服务,构建了禅城区全新的、动态扩展的、分布式存储教育数据中心。教育云平台建立了统一的单点登录系统,实现了用户界面整合、业务流程整合和系统数据整合,为禅城区所有学校师生提供了统一用户授权、统一信息服务、统一数据交换服务、工作流服务、电子表单服务、数据存储与计算服务、教学资源共享服务等硬件、软件和应用服务,避免了重复建设,大大提高了资源与技术服务的利用率。
2 教育资源平台
教育资源平台是七个子系统的接入口。通过整合全区各类学校的教学资源、建立了涵盖中小学各学科的素材库、课件库、教案库、电子教材库、试题库、名师讲堂库、同步视频课堂库等优质的教学资源,实现了跨校共享。教育资源平台具有良好的用户体验。支持教学资源的智能管理、智能检索和智能汇聚,用户可以对资源进行订阅与推荐,可以设定资源的访问、下载的权限,保护知识产权。支持动态生成作业和试题,并具有作业、作答、批改、查询、修改、删除和统计分析功能;支持动态组卷,具有试卷、作答、批改、查询、修改、删除和统计分析功能。
3 智能管理系统
智能管理系统以先进的物联网技术为基础,实现了校园进出人员身份管理、考勤管理、学校资产监控与数据泄密管理、办公管理、教学活动管理、教学设备管理、教务管理和安防管理智能化。智能管理系统提供智慧校园各个业务系统的单点登录接口和用户管理配置。办公管理系统根据学校管理架构和业务流程定制开发,包括公文管理、个人事务管理和统计查询系统。实现了办公业务全流程的跟踪管理、统计查询和辅助决策。教学活动管理系统提供各类校园活动申请、安排,跟踪和查询等功能。教学设备管理系统提供设备申购、入库、报损、借用、领用、维修管理、账物卡管理、重要设备跟踪管理和统计、查询等功能。教务管理系统提供智能化的教学排课、成绩录入、教务信息、查询、教学评价、成绩统计分析等功能。
4 智能教学系统
智能教学系统依托教学资源平台,为教师编写教案、制作课件、批改作业和辅导答疑提供智能化服务。包括智能备课系统、互动课堂系统、辅导答疑系统、电子作业系统和综合评价系统五部分。
智能备课系统提供了基于教学流程选择、备课资源智能汇聚、轻松编辑素材、快速制作教案、自动生成教学网站的智能备课功能。让老师备课像写博客一样轻松省力。
互动课堂系统由教师电脑、电子白板、短焦投影、实物展台、录播系统、电子书包、无线网络和智能讲课系统组成,为老师开展互动教学提供了先进的教学环境。利用智能讲课系统,老师可以按备课的教学流程在电子白板上点播素材、任意调整播放窗口、任意书写,既像写黑板一样轻松自如,又能随时保存。在课堂练习环节,老师通过电子白板把题目发给学生,学生利用电子书包接收、作答,提交答案,老师可以在白板上看到每个学生的答题结果,及时、精确地掌握每个学生的学习情况。课堂练习的结果可以保存在课堂学习档案。学生利用电子书包按照老师控制的课堂活动进度自主学习、练习、提问和作笔记等。
课堂录播系统可以将教师的授课过程自动录制成视频,供学生课后复习,也可以实现“翻转课堂”。
辅导答疑系统直接建立了老师和学生之间的信息交流。
电子作业系统提供了覆盖各个年级各学科的作业库和试题库,具有作业布置、提醒、作答、批改、统计分析功能和自动组卷、智能评分功能。
综合评价系统提供了学生平时成绩、课程作业、考试统计分析等信息,为老师教学决策提供了重要依据。
5 移动学习系统
移动学习系统主要电子书包、手机等移动学习终端为载体,基于统一的教育资源平台支持,实现任何时间、任何地点的个性化学习。移动学习系统能够为移动学习终端有效地呈现学习内容并且提供教师与学习者之间的双向交流,具有提供随时随地地学习环境和学习情境的功能。主要包括:电子教材阅读、课堂笔记、课件下载和信息订阅、教学视频点播、作业下载和提交、辅导答疑、考勤信息和成绩查询、学习工具等。
6 数字化实验系统
数字化实验系统主要由传感器、数据采集器、计算机、实验教学平台和多媒体互动投影系统组成。实现了从实验数据采集、传输、处理和生成输出全过程数字化。为学校师生创设了开放、协作的科学探究实验环境。系统还具有实验教学管理、实验设备管理、实验室开放管理和实验成绩管理功能,并与智慧校园其他子系统无缝对接。
7 家校通系统
家校通系统实现了家校沟通无障碍。老师和家长之间,可以直接使用家校通系统互动交流。譬如学校向家长报告学生在校情况,通知,布置作业,家长查询学校的规章制度、课程安排,或与老师一起切磋教育心得等,十分便捷。
8 智慧校园文化系统
智慧校园文化系统包括校园多媒体信息系统、虚拟校园交互式演示系统和智慧学习社区三部分组成。智慧校园多媒体信息系统以数字化方式展示学校形象与文化特色。即在学校主要场所与主要通道,应用电子显示屏展示校园文化特色、办学理念、校园动态信息、教学活动信息、楼层、场所导览信息、宣传表彰、通知公告等。虚拟校园交互式演示系统通过虚拟现实技术逼真再现校园的地形地貌、建筑物、绿化、运动设施及场地等,并可以在校园主页以各种方式进行导览,展示学校形象;与智慧校园共用同一个数据库系统,让管理者随时随地直观地了解学校的资产情况,实现资产管理,还可辅助实现消防安全管理;智慧学习社区整合了博客、QQ等多种功能,为学生、教师和家长提供了一个便捷交流互动的平台,包括智慧讲坛、创意乐园、智慧活动、名师支招、智慧之星等,为广大教师交流教学经验,分享教学智慧,为学生分享学习心得,开展科技创新活动提供有效的支持。
9 数字图书馆系统
数字图书馆系统是为了适应图书馆未来的发展要求,满足示范学校对馆藏资源充分共享、高效管理等方面的实际需求构建的。本系统包含了目前图书馆管理业务的每个环节,具备系统图书采访、图书编目、图书流通、期刊管理、公共查询、系统管理等功能,并与本区e卡通系统无缝对接,实现成员馆馆藏资源的互借、互还和互通。
六 结束语
[关键词] 大数据;智慧校园;教学改革
doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 03. 132
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194(2017)03- 0235- 02
0 引 言
教育关乎国计民生,大数据正在走向教育的领地,一个属于教育的大数据时代已经到来,随着网络的发展,新的技术和手段促使中国传统的教育方式发生了质的变化。大数据环境下,对传统的教育思维和理念产生着颠覆性的影响,能够大大地提高教学效率和科研的有效性。“互联网+”时代,已经从数字化校园发展到智慧校园,智慧校园备受关注,已经成为研究的热点[1],智慧校园的建设是教育信息化发展的必然趋势[2]。以教育信息化促进教育现代化已经成为当前必须具备的思维,教育信息化不仅改变着中国的教育,也在创造着中国教育的未来,信息化的智慧应用已经开始广泛应用。它既影响学校内部的管理和改革,也驱动着整个教育领域的变革,不仅仅可以用于在线学习,还可以应用于招生、教学科研、学校管理、家校互动、教育决策,还可以进行个性化匹配,照顾学生的个性化需求,关爱每一个学生的成长。
1 智慧校园
1.1 智慧校园的概念
智慧校园是以借助新一代的智能物联、大数据、移动互联、商业智能、知识管理、社交媒体等新兴信息技术,全面感知校园群体的工作、学习、生活场景特征;并对信息处理加工,从而为师生群体建立智能的教育教学环境和舒适便利的工作学习生活环境,实现可定制的个性化服务需求;打造物联化、智能化、感知化、信息化的新型校园。智慧校园是对原有的数字化校园的扩展和提升,可以更好地面向学校资源的管理和调度。
1.2 智慧校园的特征
智慧校园要实现将个人拥有的各种资料和信息进行收集、整理、消化吸收、分享和创新,为广大师生提供一个全面的智能感知环境和综合信息服务平台;基于云计算,通过智能融合技术的应用实现对海量数据的存储、计算与分析;通过智能感知环境和综合信息服务平台,为学校与外部世界提供一个相互交流和相互感知的接口,来推动学校的可持续创新发展;提供基于角色的个性化定制服务。
1.3 应用
智慧校园应用系统及平台的建设应根据各个学校的应用实际,购买或开发具有针对性的应用软件系统或平台。应用系统及平台的建设包括应包含网络教学平台、科研管理平台、校展芾硐低场办公系统和校园服务系统等。这几个应用系统及平台统一数据格式和接口,相互间根据通用的标准和规范,彼此信息共享、畅通,从而实现对学校教学、科研、管理、服务相关的数据进行整合、集成,统一管理和控制,实现全面智能化的应用和监管。
2 智慧学习环境
2.1 智慧学习环境的概念
学习环境的要素包括学习者(Learner)、资源(Resources)、技术(Technology)、地点(Location)和情境(Situation)等[3]。物理环境包含一些可以学习的场所,虚拟环境包含各种学习系统和学习社区等,智慧的学习环境是这些系统的资源整合,可以利用系统进行学习、资源利用和智能分析等。因此智慧的学习环境是物理环境与虚拟环境的深度融合,可以让学习者感知学习场景,还能够对学习者进行身份识别,为其提供适合的学习资源等,同时可以记录学习者的学习过程,进行分析和评价,从而达到提高学习效率的作用。总之智慧的学习环境就是利用网络信息技术,物联网技术、智能感知技术等,为学习者提供一个集环境、资源为一身的智能的学习环境,为个性化学习的开展提供的强有利的支持。智慧学习环境的基本特征是智能性、人性化、开放性和社会性。
2.2 如何推动教学改革
智慧校园和智慧学习环境是教育信息现代化的热点问题,与传统数据相比,大数据具有独特的优势,智能化地进行信息的采集、分析和反馈,从而可以适应改变,调整当前的教学计划,实现因材施教。学习环境中的自然环境因素主要指声、光、温度、空气等,智慧校园中可以进行智能控制,将为学生创造更舒适的学习环境[4]。智慧学习环境使学校的教学更加人性化和智能化,在构建自主探究的学习环境中,对教学质量的提高有重要的应用价值。
(1)未来教室是智慧校园建设中的一个重要成果,它将彻底颠覆学生、家长对传统教室的想象。未来教室里,只有一个超大电子白板,老师只需用手指,所有的教程就以图文并茂、声像结合的形式出现在学生的眼前。而学生只要随手拎一个“电子书包”即可轻松上课,未来教室最大特色在于互动连结,除了课堂多媒体互动,还可以通过远程互动系统实现班级与班级、学校与学校之间的高清互动学习,学生就像坐在一个超大公共课堂,分享来自全球最好的老师讲座与教学资源。
(2)网络学习平台也是智慧校园的一部分,现在校园网、无线网无处不在,学习者可以通过电脑、Ipad、手机等随时随地的进行学习,可以满足不同学生的不同需求。只要有网络,学生可以在任意场所除了上课、完成作业,教学反馈还以在平台上与老师或者同学进行远程互动。
(3)模拟真实的场景进行教学,可以使学生的感知更加直观,理解更加容易,体验更加真实,不但激发学生的学习兴趣,同时也开阔了学生知识空间和视野。传统教学会碰到一些局限,比如实验材料或者器材的缺乏,使一些教学活动无法开展,智慧的学习环境可以采用多媒体数字模拟的方法来演示教学及实验过程,智能感知的课堂会给学生一种全新的体验。同时也使教学从知识传授过渡到培养学生科学素养和信息素养,对提升学生独立思考和协作交流均有促进作用。
(4)智慧的学习环境中,通过分析系统中记录的学习过程可以为学习者提供个性化服务定制[5]。即通过统计分析学习者的学习过程,总结出其行为模式特点和学习基本情况,然后为学习者提供合理化的建议和适合的学习资源和课程。大数据提供的数据更加科学和直观,作出的评价更加准确,对于指导学生的学习更加有效和个性化。同时教育大数据可以客观地反映教育事实,呈现教育现象,给教育教学改革提供决策参考。高校中的数据具有很高的教学和科研价值,开展高校数据分析的应用可以辅助高校教学管理,改变教育领域传统的授课模式和学习模式。
3 结 语
我国教育大数据处于起步阶段,数据采集网络处于布局和建构中,在教育决策和教学的运用中也处于摸索阶段,大数据人才培养的体系还没有建立起来。未来十年,是IT时代向DT时代逐步演进的十年。教育信息化需要研究如何让数据驱动业务,让数据变成业务。IT时代强调的是“服务”,DT时代强调的是“体验”。只有治理好的教育大数据才可能为用户带来良好的体验。建立和发展智慧校园是优化教育教学环境、深化教育改革的重要途径,是未来教育发展的方向。智慧校园作为数字校园发展的高级阶段,国内目前尚无成熟案例,而且很多高校在建设中也存在一些问题。智慧校园的建设不是一蹴而就的,而是一个漫长的系统过程。在加强校园网络建设的同时,也要提高教职工和信息化水平,在总结经验的同时,考虑自身的发展特点,最终建设适合自身的特色智慧校园,推动教学改革。
主要参考文献
[1]周文清. 数字时代的关联主义学习理论研究[D]. 上海:华东师范大学,2014.
[2]熊频,胡小勇.面向智慧校园的学习环境建设研究:案例与策略[J].电化教育研究,2015(3).
[3]胡钦太,郑凯,林南晖. 教育信息化的发展转型:从“数字校园”到“智慧校园”[J]. 中国电化教育,2014(1).
一、在智慧中巧引入――引导学
课堂教学机智的引入来自智慧的设计,教师必须把学生作为学习的主体,把学习的权利还给学生,设计富有魅力又符合学生生活实际的数学活动,认真地思考比较,选择实践。如教学“亿以内数的写法”我这样导入:
师:今天早读,同学们在我们学校校园里阅读了学校简介,谁能跟同学们汇报一下:我们学校现有学生多少人?校园面积是多少平方米?校舍建筑面积是多少平方米吗?
生:在校生两千零八十二人,校园面积四千二百三十七平方米,校舍建筑面积八千五百六十平方米。
师:你们能把这些数据写出来吗?。
找一名学生到黑板上来写,教师同时巡视指导,2082人;4237平方米;8560平方米。
师:谁能说说这些数你们是怎样写的吗?
生:从高位写起,哪一位上一个数也没有,就在哪一位上写0(教师板书)。
教师激情的话语开启了学生的智慧,充满智慧的设计点燃了学生的激情。数学模型的建构中学生以情促智,以智促情,学生乐学,想学,学得投入高效。
二、在智慧里巧传授――引导想
教师在能力传授时,必须机智巧妙,力戒空讲,要智慧地传授,诸法皆备,运用自如。减少对学生学习时间的占用,把学习的时间交给学生,让学生自己生成知识,只有学生浸润着自己血脉的知识才是有生命的。例如,教学《亿以上数的写法》例2:
师:同学们对亿以上的数已经知道怎么读了,那又怎样写呢?课件出示例2:七亿三十一亿七千万五千零六亿零三十万
师:你们都很优秀,请同学们按读数时的小组,我们再来试一试,把这三个数写出来好吗?(课件出示数位顺序表)
师:请同学们独立写一写,写完之后在组内互相交流,说一说自己是怎么写的?(给学生充足时间去写去交流,教师巡视发现情况。)
师:第三小组交流的很好,能告诉大家你们是怎么写的吗?
组3:先写亿级,再写万级和个级,哪一位没有数就用0补齐。
师:现在请小组之间总价交流一下,亿以上数的写法。
师强调(课件出示):亿以上数的写法和亿以内数的写法相同,从高位写起,先写亿级再写万级和个级,哪一位上一个单位也没有,就用0补齐。
师课件出示“做一做”,让学生独立完成后互相评价。
在这充足的时间、宽松的空间里,学生凝神深思,默默地想着,用心徜徉在数学模型的建构中,犹如一只只勤劳的小蜜蜂,在百花丛中酝酿心灵中的“蜜”。
三、在智慧间巧点拨――引导说
“问题是数学的心脏”,智慧课堂如何让学生由被动变主动,关键是看教师如何引导学生提出有价值的问题。教师要细心观察,摸清脉搏,捕捉时机,给予点拨和鼓励,让学生有敢问的勇气,有会问的方法,有巧的智慧,陶行知说过“智者问的巧”。例如教学《除数是两位数的口算除法》。
1.生成问题。课件出示例1:有80面彩旗,每班20面,可以分给几个班?
师:谁能解决这个问题?
生1:用除法计算,80÷20
2.探究方法。师:怎样算80÷20呢?,先自己想一想,再小组之间交流、讨论,互相说一说口算方法。
3.展示汇报。生1:80÷20=4。因为4个20是80,所以80÷20=4。
生2:因为8÷2=4,所以80÷20=4。
生3-80是8个十,20是2个十,8个十除以2个十就是4个一,所以80÷20=4。
4.演示算理。师:同学们,说得很好,让我们一起来检查结果好吗?(课件出示结果)
5.拓展练习。师:估算:64÷30=80÷19=103÷20=
通过“说”提升了学生对口算过程的认识,在“说”中培养了数学表达能力。
四、在智慧点巧转化――引导做
教师要智慧地利用现代化手段,调动一切智力储备,化抽象为直观,化难为易。找准问题突破口,用数学眼光看世界,懂得数学的价值。鼓励学生解决问题时敢于打破常规,寻求多种方法解决问题,锐意创新,使学生在多变、多解、多思中把握问题的本质,生成数学模型。如学习《角的分类》一课,我设计了三个探究活动:
1.动手折一折。我们已经学习了角,你还知道角的那些知识?谁能利用手中的纸片分别折出这几种角呢?(找1名学生演示,边演示边说出所折的是什么角。)
2.折出直角。同学们想不想亲自动手折一折?请你们利用手中的长方形纸片,折出一个直角。
请把折出的直角打开,出现了几个直角?这2个直角组成了一个什么角?师演示两个直角组成一个平角的过程。同桌互相做一做。
3.折出周角。请同学们用另一张纸片,先上下对折,再左右对折,再打开,看一看,折出了几个直角?这几个直角有什么关系?教师演示角的一条边旋转一周组成的周角的过程。
师:当一条射线绕着它的端点旋转一周,两条射线重合时,所组成的角叫作周角。同桌互相演示,找一名学生到前面演示。
师:你们在生活中见过平角和周角吗?4.合作探究。师:我们已经认识了一些角,同学们观察下面这些角各是什么角?课件出示:
分组探究,按角的度数进行分类。
师:那个小组汇报一下是怎么分的?为什么这样分?
学生在“做”中体验感知,建立概念表象。
五、在智慧地巧应变――引导用
“学”是为“用”服务的。未来社会是数字化社会,数学的应用越来越被社会所重视,我们教师要善于把课堂中书本上所学的知识应用到实际中去,让生活数学化,让数学生活化,让数学主题化,帮助学生建立系统完整的数学模型。如教学加法运算定律的应用,教师课件出示教材情境图,让学生观察李叔叔四天的行程计划,发现了那些数学信息?你能提出那些数学问题?引导学生发现信息,整理信息:李叔叔第一天骑行115千米,第二天骑行132千米,第三天骑行118千米,第四天骑行85千米。李叔叔四天一共要骑多少千米?
学生独立列式,教师指名学生说一说算式。根据学习过的加法运算定律,你怎么计算?
生1:115+132+118+85生2:115+132+118+85
=247+118+85=f115+85)+(132+118)
=365+85=200+250
=450(千米)=450(千米)
师:观察上面的两种方法有什么区别?那种算法更简便?
生:把85和115结合,132和118结合,就凑成整十数和整百数了,这样简便。
给大家介绍一下我的智慧校园,美丽的校园是位于博颂路和丰庆路交叉附近,周围绿树成荫,生机勃勃。我们的智慧校园有二个校区:丰庆路校区和博颂路校区,丰庆路校区主要是一至三年级,博颂路校区是四至六年级。
我们的智慧校园很大,大的像个小星球,多媒体教学设备,老师做好的很多课件,都可以智能化播放,各种功能很齐全。智慧校园里还有很大的操场,在操场里可以打篮球,踢足球,跑步,抖空竹,跳绳等,特别是跳绳,上次学校测试,我还名列前茅呢!以操场为中心,操场的北边是大门,西边是升国旗的地方,东边和南边有花有树。我们的校园充满了智慧,我带你去体验一下吧!
智慧校园的上课铃声一响,我们有序地来到教室里,第一时间做好课前准备,安静地等待老师讲课。我们的老师很温柔,每次讲要点,我们就做好笔记。当老师说到“同学们,这个怎么写”?同学们争先恐后举起手来,老师看到谁不会做就挑谁回答,让他(她)起来说,如果发现课堂没有听明白,真不会做的同学,老师就找来学会的同学教不会做的同学,直到明明白白,清清楚楚为止。那些表现积极的同学还有奖励。老师有空闲时,会给我们讲一些课外知识,名人智慧的故事。
智慧校园的课间时间,同学们有的在讨论问题,有的在玩耍,还有的在跳大绳......有时候玩的特别兴奋,根本停不下来,需要老师亲自出面才能叫停。
我的智慧校园里,还安排了一些特色的课程,比如我们周一和周三练习毛笔,使人能够心平气和;周二和周四看课外书,可以阅读古今中外名人录,寓言故事,科学发明,科学实验等,这些都是我最喜欢的;周五练“习字册”,老师要求字体一定要好,常言道:“字如其人”嘛。这就是我们的智慧校园,既生气勃勃又充满诗情画意的校园。
关键词:云平台;智慧校园;学生能力;信息化
中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1672-3198(2015)14-0148-01
高等职业技术教育是一种以培养生产、服务、管理一线技术应用型人才为主的教育,它不仅要培养学生对未来职业岗位的胜任能力,还要培养学生适应科技经济快速发展、社会不断变化的职业核心能力。除了有针对性地采取与之相适应的教育教学方法外,把职业能力的培养融入到高职院校数字化校园建设中来,也是我们研究的主要内容。
1 高职院校云平台智慧校园平台
“智慧校园”这个概念的蓝图描绘的是:无处不在的网络学习、融合创新的网络科研、透明{效的校务治理、丰富多彩的校园文化、方便周到的校园生活。
1.1 移动学习是大势所趋
随着移动互联网的普及,利用平板电脑和手机提前下载教师录制的微课视频,回到课堂进行师生和学生之间的讨论并完成练习成为大势所趋。因此,需要构建全方位支持移动学习的新平台,使学员不局限于电脑一种终端进行学习,而是实现跨平台、跨终端,随时随地的碎片化学习。
1.2 用户数量激增,云计算平台支撑高并发访问
随着移动互联网的普及,教学网站平台的用户数量快速增加。传统网站技术无法适应大量用户访问网站,经常出现网站访问慢、资源无法打开的情况。购置的大量的课程资源无法达到良好的使用效率。云平台智慧校园方案可有效地解决这个问题。
1.3 适应移动学习需要的手机端平台和响应式平台
学生课外的移动学习主要基于移动互联网。移动互联网的计费、带宽特性、终端特点决定了移动学习资源不能是和PC―样的高清视频资源,而必须是体积短小、适合移动互联网点播的微课。
为了适应移动学习的发展,现存大量教育资源需要转化为适合于移动学习的手机端平台和响应式平台,同时需要引入工具方便的制作新的微课资源,并鼓励师生加入资源的建设,降低资源扩充的成本,实现资源建设的持续性发展。
1.4 支持新的沟通机制的微信互动平台
微信发展已成N原之势,大量的用户使用微信进行沟通交流。微信已不仅仅是众多手机用户的必备软件,更是一种交流方式,一种文化,很多网民已不可一日无微信。为了适应移动学习的发展和微课的应用,学习平台需要支持微信方式互动,促进学生的学习交流。
2 云平台智慧校园建设助力高职院校人才培养
高职院校为提高教学质量,改变现有人才培养模式,必须利用教育信息化的良好时机。云平台智慧校园对高职院校人才培训主要体现在以下3个方面:
(1)促进教学方式的变革。在有线网络的基础上采用物联网和云计算技术,利用无线信号覆盖图书馆、办公楼、自修室、报告厅、实训楼、综合楼、各教学楼、学生公寓以及体育场等场所,提供室内外直接覆盖与分布式覆盖相结合,互相补充的多种不同目标区域的无线覆盖方式,实现所有无线信号覆盖区域的校园网络接入。在校园网自动办公系统的基础上,能够通过手机、平板电脑、笔记本电脑等便携的智能移动终端构建移动办公系统,实现随时随地的移动办公。以学生为主体,以项目化教学为实施方法,以具体案例为实施点,使学生学习和教师教授同步进行。以较新的授课方式,调动学生的积极性,真正做到“学生爱学,教师乐教”。
教学方式的变革使得利用移动互联网技术进行自主学习、探究式学习、讨论式研究学习成为可能,自适应网站技术为学习提供了灵活多样学习式,使师生交流和学生之间的交流成为常态。
(2)利用“翻转课堂”培养学生的职业技能与职业核心能力。互联网尤其是移动互联网催生“翻转课堂式”教学模式。学生在自习课或课外,用平板电脑或手机从服务器上下载并学习教师预先录制的教学精讲视频,回到课堂上师生之间、生生之间面对面交流、讨论和完成练习。在这种教学模式下,学生能有效地利用课余时间在互联网查找网上资源并找到问题答案;在课堂学习中,通过项目化学习,与同学和教师进行交流探讨,逐步完成任务。通过这种方式,能使学生对所学课程更有兴趣,通过课后引导自学,学生的学习积极性更高。这种个性化学习适应学生的学习需求,能极大提高学生的学习兴趣,培养学生的职业技能和职业核心能力。
(3)促进校务管理信息化,提高学校管理水平。统一身份认证、统一门户、统一数据库,规范数据的采集、管理和统计分析,快速集成学院长期积累的数据,实现数据标准化和全域资源共享,提升资源管理水平,提高管理效率,节约管理成本,并为科学决策提供可靠、合理的技术支持。
3 总结
云平台智慧校园建设,可提高数字化校园建设过程中的应用水平,解决建设规模、组织管理和成本控制等方面的问题,可以实现资源数字化、终端智能化、管理规范化、工作效率化、校务公开化等目标。另外,建立、健全完善的教学、管理和校园生活服务功能,融合学生职业能力培养,是我们的最终目标。
参考文献
[1]党伟华.高职院校信息化与数字化校园建设难点[J].科技传播,2013,(1).
[2]亓婧.浅析高职院校学生职业能力的培养[J].职业时空,2013,(2).
关键词:教育信息化;大数据;智慧教育;学习分析技术
中图分类号:TP3 文献标志码:A 文章编号:1673-8454(2013)24-0008-04
数据已逐渐成为信息时代社会发展最重要的资产,但在另一面,各种网络终端激增生成的海量数据,在网络世界中表现出无序生成与泛滥的特征:体量浩大,非结构化,价值大密度低,人们期望找到一种能够更加“智慧”的方式处理这些数据。2008年IBM公司提出了智慧地球(Smart Planet)的概念,采用新的信息处理技术把大量收集到、感知到的数据进行汇聚与分析,为人类生产、管理、消费等不同领域提供“智慧”,为人类社会实现所谓的智慧城市、智慧交通、智慧医疗等等。而作为在教育领域的延伸,“智慧教育”也同样成为了教育信息化发展的最新愿景。
一、大平台大数据对教育信息系统的重构
实现智慧教育的前提是应用新思维、新技术,重构已有教育信息系统,推动教育数据的汇聚、存储与处理,形成教育大平台与大数据。国家教育信息化规划中提出来的“两平台”(国家教育资源公共服务平台、国家教育管理公共服务平台)建设、基于云计算理念的智慧校园建设、大规模开放在线课程教学实践,在教育信息化建设的不同层次上为建设教育领域的大数据迈出了有历史意义的一步。
1.国家教育信息化“两平台”与大数据汇聚
国家教育资源公共服务平台、教育管理公共服务平台是目前国家在建的两个教育大平台,其目标是汇聚教育管理、教学支持领域的海量信息,形成有效支持教育教学过程、教育管理的教育大数据。其中国家教育资源公共服务平台采用资源征集、资源汇聚、资源共建、资源捐赠几种方式实现教育教学资源数据的汇聚;国家教育管理公共服务平台采用学生和教师“一人一号”、学校“一校一码”的思路,全面准确地汇聚全国学生、教师和学校办学条件的动态数据。这些大数据成为我们观察、监测教育系统的“显微镜与仪表盘”,成为智能化教育分析与决策的基石。
2.云计算理念下的“智慧校园”建设
传统的数字校园建设导致大量的信息孤岛与数字鸿沟,云计算为新时期的教育信息化建设带来了新思路。“集中力量办大事”、“集中建设、分散使用”的建设方式,将更有利于教育信息资源的收集、存储、共享与应用,有利于形成区域性的教育大数据。基于教育云的信息化系统建设,对传统的校园网络系统进行重新整合与优化,将促进学校教育系统的深刻变革。应用云计算技术开发的教育信息服务平台,有助于将越来越庞大复杂的教育管理、教务教学、课改教研、教育资源、安全管理等应用,抽象为简单、个性化、智慧型、支持多终端且具有良好用户体验的应用,让每一个用户都可以通过个人电脑、移动终端、数字电视等设备访问所关注的教育服务,最终实现任何人在任何时间、任何地点,以任何方式开展的数字化学习。
3.基于开放资源与网络自组织的社会化课程学习
近年来大量涌现的网络自组织学习模式、MOOC(Massive Open Online Course)社会化学习模式,以更大范围的开放、深度协作为基础,聚合了大量的非结构化教育数据,如开放教育课程资源、网络学习过程数据等等,突破了以学校传统课程体系为核心、以LMS(Learning Management System)为基础的网络课程模式。社会化深度协作的开放式教育平台,实现了人类有史以来最大范围的教育资源分享与教育合作,是大数据时代的课程教学大平台。
二、基于学习分析技术的智慧教育教学
教育信息化语境中的“智慧教育”最早是受“智慧地球”概念的启发而延伸过来的。IBM公司倡导的“智慧地球”是应用物联网、移动通讯、智能分析等新一代信息技术,促进世界更全面地互联互通,改变政府、企业和人类的生产、协作与管理方式,让所有事物、流程、运行方式都实现更深入的智能化,最终让人类能够更透彻地感应和度量世界的本质和变化。智慧教育的本意也是应用新一代信息技术,变革今天依然停留在工业时代的“教学工厂”式学校教育,提升教育系统的效率和智能化程度,为信息社会培养适应时展的人才。随着教育信息化的发展,不同国家、不同研究团体也将赋予智慧教育不同的内涵,它最终将是信息时代教育发展的一种形态,是未来教育的常态。
1.智慧教育的发展愿景
最早倡导智慧教育概念的是IBM公司,IBM公司认为未来智慧教育的内涵是[1]:(1)以学生为中心:教学活动以学生为中心而设计;关注个性化学习与发展;(2)实时统计与分析:对教学、教育资源的科学分配、集中管理、实时监测;“对教学效果和学生学习进展与技能水平的实施评估和考量;针对不同角色的实时的统计分析,支持管理方(教育局)、服务方(学校、第三方教育机构)、公众等多视角多层次的统计分析;(3)集成管理:对教学过程和管理过程的集成化操作和处理;对教育辅助设施的智能化管理;对优秀教育教学管理体制、流程和规范的快速复制和推广;对个人和群体教育信息的完整性记录和管理;(4)多样化的互动式体验:多样化的教学工具和方式;无地域和时间限制的公众在线学习;互动式的、体验式的教学模式;(5)共享资源:高度集成的资源共享;随处随时可得的优质资源。
韩国政府发展智慧教育(SMART Education)的目标是培养在21世纪社会中能够引领国际社会,具有创造力和个性的全球化人力资源。韩国认为SMART Education=Intelligent Customized Teaching & Learning[2],即智慧教育是智能化的、可定制的个性化教与学。SMART的内涵包括:Self-directed(自我导向);Motivated with fun(通过兴趣激发学习动机);Adaptive based on level(支持分层适应式教学);Resource Free(丰富的免费教学资源);Technology embedded(技术融入)。
台湾学者张奕华则把SMART Education中的SMART阐释为[3]:Student-centered approach(以学生为中心的教学)、Motivate students to learn(通过多元取向引起学生学习动机)、Accessing online education(无处不在的学习机会)、Resource availability and diversity(丰富的学习资源)、Technology support and service(技术支持与服务)。
由此可见,智慧教育发展的愿景是在新一代信息技术支持下,尊重每位学习者的个性化与多元化发展需要,创建智能化的教育环境,推动信息时代的教与学变革,以最有效的方式促进学习者的知识建构与智慧发展。
2.学习分析技术解决问题的途径
基于大数据的数据挖掘与学习分析技术是实现智慧教育的两大基石。根据Johnson等学者对学习分析技术(Learning Analytics)的定义,学习分析指的是对学生生成的海量数据进行解释和分析,以评估学生学业进展,预测未来表现,并发现潜在问题。数据可以来自学生的显性或隐性学习行为,如完成作业、参加考试、参与课外活动、论坛发帖等。目前学习分析技术已引起全球教育界的关注,美国教育部教育技术办公室2012年10月的《通过教育数据挖掘和学习分析提升教与学:议题简述》(Enhancing Teaching and Learning Through Educational Data Mining and Learning Analytics: An Issue Brief)一文,提出应用数据挖掘和学习分析技术解决教学实际问题的一些基本途径,明确了学习过程领域问题的解决途径[4]:学习者知识模型(学习者的前序知识、高层次思维掌握情况如何);学习者行为建模(学习者的学习行为是否是主动、有意义的);学习者学习体验建模(学习者对学习体验满意吗?);学习者学习档案(学习者喜欢加入什么样的学习小组?);知识领域建模(如何保证学习内容符合学习者认知层次?如何建立这些学习内容的学习路径?);学习要素和设计原则分析(哪些要素能提升学习者的学习?哪些设计最符合学习者?);趋势分析(哪些方面发生变化了?如何发生变化的?);适应性和个性化分析(如对学习者的下一步建议等)。
3.可汗学院的学习分析技术
广受全球关注的可汗学院的成功有三个因素:微课堂式的授课课件、颠覆性的教学流程(由传统的教学过程优化为技术支持的“先学后教”)、学习分析技术的应用。可汗学院平台提供了强大的学习分析功能,其教学活动分为学业成就(Accomplishments)、重要统计(Vital Statistics)、社区(Community)三个部分,每次进入学习页面都提示“建议的下一个学习活动”。系统随时监测各学习者的行为,如教师发现某个环节或知识点的教学视频被学生们反复浏览和点击时,要意识到这可能对学生而言是一个学习难点,或者自己的讲解有问题,需要据此调整教学。可汗学院为应用学习分析技术促进教学提供了一个典型、成功的案例。
三、智慧教育的发展路径
信息技术对教育的“革命性影响”产生了没有?如果要让这种“革命性”影响发生,教育信息化的发展路径是什么?“翻转课堂”、MOOC等新型教学模式让人们看到了希望,但如何让工业时代的学校教育模式真正适应信息时代人才培养的需要,使其发展成为信息时代的智慧教育模式,还需要教育界不断探索,在制定清晰的发展路径的基础上,进行广泛深入的实践。
1.以促进智慧学习(Smart Learning)为核心
美国教育部在《美国教育技术发展计划2010》(简称NETP2010)中,提出了以“应用技术推动学生的学习”作为促进美国教育系统变革的路径,其关键是以使用技术帮助学生改善学习为起点,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[5]。这一路径基本包括[6]:(1)建立面向21世纪的学习模型。重新审视信息时代的学习目标,人们需要学什么和怎么学,21世纪需要怎样的学习,信息时代需要什么样的学习方式,其最终目标是将21世纪的技术引入到有意义学习中,推动和鼓励每个年龄段的学生取得成就,让所有学习者在校内外都享有参与式的学习体验,使其成为全球性网络社会中积极的、富有创造力的、有知识、有道德的参与者;(2)用技术支持学习评价。其目标是各级教育系统将充分利用技术的力量来测量各要素,尤其是学生的21世纪技能和复杂思维能力,并使用评价所得的数据来促进教育系统的持续改进。(3)应用技术促进教师专业发展及课堂教学方式变革。技术可以为教师团队提供各种支持,包括教学资源的获取、教师间的协调、师生的互动等,帮助学校发展具有在线教学技能的师资力量。NETP2010提出了一个连接课堂教学、社区学习、资源环境的“联结”教学模型,通过网络虚拟环境和在线社区来连接教学、教师与学习者,实现学生的个性化学习、增强学生的学习动机。(4)完善信息化基础设施。为促进学生的学习与教师的有效教学,通过整合新一代网络技术、云计算技术、开放教育资源等,为师生提供随时随地的支持服务。(5)不断测量和改进教育系统,提高学校的生产力。用技术重构教育系统的基本过程与结构,从衡量“在座位上的学习时间”转移到衡量“学习效率”,充分利用技术来改善学习结果。这种由“转变学习方式”驱动的发展路线,是一种“自下而上”的变革模式,它对推动我国智慧教育的发展有着非常积极的借鉴价值。
2.基于云计算的信息化建设模式
基于云计算、传感技术、物联网和海量信息处理等新技术的教育系统让教育信息化进入了全新发展的阶段。利用云计算对传统的教育信息系统、校园网络系统进行整合与优化,建构教育云服务平台,形成新一代的数字校园系统、智慧校园系统,实现对教育信息系统的重构,聚合更大范围的教育资源,建立可流动、可获取、可应用的大规模非结构化教育数据,形成教育大数据,以支持教育教学的智能决策、实施、评价等全过程。在教育云时代,数字校园不再孤立,所有的教师、学生都能随时随地共享优质的教育资源,教育大数据将有助于推动教育评估、教育决策,创新教育实践,为教育教学过程的智能化支持提供了巨大机遇。
3.大数据支持的课程教学模式创新
借助海量开放教育资源、大平台(如国家资源公共服务平台),学生不再局限于在课堂上进行学习,云平台的各种资源为学生提供了一个无墙的课堂。各种新型的课程教学方式,将突破学校教学时空的局限,推动学校的教学模式由封闭走向开放。在课程教学组织方式上,从结构化良好的封闭式课堂教学逐步发展到半开放的混合式课程、完全开放的社会化课程教学,教学时空、师生关系进一步多元化。如翻转课堂拓宽了课堂的教学时空,构建了一个“半开放式”的教学系统;MOOC课程则是完全依赖于网络的社会化学习,是基于自组织的深度协作式、开放式教学。在课程评价方式上,借助于基于大数据的学习分析技术,对学生的知识建构与复杂能力评估,将为学生学习提供更加个性化、有效的支持,实现“智慧化”学习。这些课程教学模式的创新丰富了智慧教育的内涵和实践。
四、结束语
大数据时代的教育创新以变革工业时代的“教学工厂”,构建适应信息时代人才培养需要的教育模式为根本目标,智慧教育将是教育信息化发展的新阶段,是人文、科技与教育的高度融合,也将是信息时代教育发展的未来。
参考文献:
[1]IBM.Education for a Smarter Planet The Future of Learning[EB/OL].http:///smarterplanet/us/en/education_technology/ideas/.
[2]SunghoHwon, PPT: Educational Technology in Korea, Issues&Challenges, 2012.
[3]张奕华.智慧教育与智慧学校理念[J].中国信息技术教育, 2013,(6):15-17.
[4]U.S. Department of Education Office of Educational Technology.Enhancing Teaching and Learning through Educational Data Mining and Learning Analytics: An Issue Brief[DB/OL]. http://ed.gov/edblogs/technology/files/2012/03/edm-la-brief.pdf.
关键词:高职院校;智慧化校园建设;特点及发展趋势
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2017)02-0037-02
在社会不断发展的过程中,衍生了众多的高新科技,互联网技术就是其中的一种,随着互联网技术的不断发展,也出现许多的计算机技术,比如大数据、云计算及物联网等等。目前我国对高职教育的要求越来越高,高职院校应该充分利用这些高新技术,创新传统的教学理念及管理理念,认真规划校园资源及环境,提高高职院校的教育管理模式,使培养出来的人才可以满足社会的需求。在此背景下,建设智慧化校园也就成了各高职院校讨论的重点内容。
1智慧化校园
智慧化校园是指在现如今信息化的背景下,使环境、设备、社会及人相结合,从而构成的数字化的校园系统。智慧化校园主要是以互联网技术为主,以信息化平台为交流,从而实现信息化教育与管理。从技术方面分析智慧化校园,其主要是结合感应技术、智能技术和控制技术,与网络管理系统、安全系统及学习系统相结合,从而创建的具有实时性、快捷性、智能型的高职院校。
建设智慧化校园,主要是以一系列的技术手段构成,比如物联网技术、互联网技术及云计算技术。互联网技术主要是实现专业教学活动,而物联网技术和云计算技术则是建立教育平台及校园感知系统。以这三个技术为支撑点,高职院校才可以迈向信息化及智慧化的方向发展。【1】
智慧化校园与信息化校园是有一定的本质区别的,信息化校园主要是以信息化的专业课程的教学为主,使用信息技术为教师教学提供一系列的资源,从而有效提高课堂质量及学生的学习效率。智慧化校园则不同,它是以数据信息为依据,它的功能不仅能够实现信息化教学,还能够实现信息化管理、服务及信息评价等等,通过云计算等技术对校园中的数据信息进行收集、分析和处理,从而构建集学生学习、探索、实时追踪及智能评价为一体的智慧化系统,教师可以利用此结合学生的个性、学习创建教学活动,促进教学活动进程,使培养出来的人才不仅具有较高的技能水平,同时还具备综合素养。【2】
2 高职智慧化校园建设特点
创建高职院校就是为社会的发展培养应用型的技术人才,所以与其他本科院校有所区别,这就使高职智慧化校园的建设具有个性的特点。高职教育是使学生具有职业能力及就业能力为主,目的就是为了培养具有高技术及应用型的管理人才、建设人才、生产人才及服务人才等,所以高职院校的教育内容具有实用型及针对型的特点。目前我国大部分高职院校的各部门的管理设置都较为简单,所以与本院校的智慧化校园具有一定的本质区别。在高职院校中的智慧化建设中,各部门之间的相互协调、信息资源共享等问题是尤为重要的。那么高职院校智慧化校园的建设主要就是以物联网、云计算等为基础,打造具有信息化、数字化及智能化的高职院校。那么高职智慧化校园的建设具有以下特点:
2.1具有校企合作的特点
高职院校具有校企互动合作的特点,在高职智慧校园建设的过程中,为了能够使高职学生的专业技能水平得到进一步的提高,学校就要为提供给学生实习的机会,使学生能够在使系统培养自身的实践操作水平及创造性思维。学校与社会企业相互合作,能够有效体现出智慧化校园的特点,还能进一步的提高高职院校教学的开展效率。在校企相互合作的过程中,企业能够为学生提供专业实习机会,使学生能够进行实习教学,实现了高职院校专业化教学的目标,同时企业在此过程中还能吸纳更多的人才,一举两得,有效促进了校园和企业双方的合作进程。高职智慧化校园与企业相互合作,开辟了高职院校的另一发展途径,也为学生的就业教育提供了另一发展空间。【3】
2.2具有网络互通的特点
高职智慧化校园的建设在网络通讯技术的支持下,具有网络互通的特性。在构建教学与管理的系统中,硬件设备与软件设备的连接创造了信息的感知能力,在此基础上融入通讯技术,保证了数据信息的实时传输。在引入移动互联网技术之后,高职院校中的信息管理工作实现了高速传输功能,也促进了智能化校园的网络建设。在此基础上,智能化校园使师生之间的沟通交流不受时间、地点的限制,有效提高了校园数据信息之间的网络互通性。为了能够使智慧化校园的网络互通性更加稳定,还要对其进行进一步的完善和修复,提高智慧化校园的安全性和稳定性。【4】
2.3具有海量数据的特点
高职智慧化校园建设在云计算技术及大数据挖掘技术的支持下,还具有海量数据的特点。智慧化校园能够以原有数据信息内容为基础,对数据进行深入分析及建模处理,然后对数据的变化进行全面总结,然后引入全新的信息,丰富了校园文化的信息内容。另外,智慧化校园还可以根据不同的专业信息进行预测,以网络智能为基础制定具有针对性的教学模式,有效的丰富了校园文献信息,也促进了高职教育的发展步伐,使高校教学工作及管理工作 能够更具针对性,体现了智慧化校园的智能化特点。【5】
3 高职院校智慧化校园建设的发展趋势
在建设信息化校园的时候,有一大部分的生并没有感觉到与普通校园的区别,这主要是因为学校在建设信息化校园的过程中只重视建设,没有对其合理的应用,这才使得信息化校园没有发挥出自身的作用。在智慧化校园建设的过程中,是以网络技术为基础,使用较为先进的技术为依托,使教学环境、校园环境、校园管理、图书管理等等都实现信息化、数字化及智能化。今后高职院校智慧化校园建设的发展趋势主要有以下几方面:
3.1优化教学环境
随着高职智慧化校园的开展,教学环境也会得到全面优化。在今后,智能化的高职教学将会变为虚拟教学环境,在此环境中,使用智能化的教学设备,教师可以更加准确的获取学生的信息,并且对这些信息进行分析和处理,然后对学生布置具有针对性的教W方式及作业。教师在教学的过程中还可使用不同的教学工具进行多样化的教学,从而有效的提高学生的学习兴趣,实现高效率的专业教学课堂。【6】
3.2 构建智慧化校园云系统
以云计算技术、大数据挖掘技术及网络通讯技术为主,今后的智慧化校园将会实现云模式校园系统,这也是目前智慧化校园的主要发展趋势。其中智能化校园云模式系统的构建主要是以智慧化校园为基础,从而丰富数据信息,促进高职院校中的人文素质教育及管理服务的开展步伐,不仅可以有效提高高职院校的教学质量和效率,还可以促进现代化的社会建设工程的开展。在智慧化校园中构建中,云模式系统的构建是其发展的需求,在网络化时代迅速发展的背景下,高职智慧化校园必然会有飞跃的进步,也为云模式系统的构建提供了基础。
3.3构建智慧化校园资源平台
构建智慧化校园资源平台也是高职智慧化校园的发展趋势,那么首先就要构建智慧校园平台。在虚拟化教学环境的迅速发展背景下,教学服务将会全部以数据应用的形式呈现,教师能够在其服务平台中进行教学,学生也可以在其服务平台中进行学习。在此基础上,智慧化校园资源平台的建设要以应用教学软件为基础开展。教学软件是教师在教学中的辅助工具,可以使原本抽象化的概念具体化,学生也可深入的学习专业知识。构建智慧化校园资源平台不仅仅是智慧化校园的发展趋势,还是我国高职院校资源整合的发展特点,在教学资源及技术不断发展的过程中,高职智慧化校园的建设也会不断深入及丰富,促进我国高职教育的可持续发展。【7】
4 结束语
通过以上描述,高职智慧化校园的建设不仅重要,而且其过程非常复杂。高职智慧化校园作为一个全新的领域,还正在发展及摸索的阶段,需要高职院校对其重视,不断引进高新技术及理念,对其创新和完善,以促进高职智慧化校园的建设步伐。
参考文献:
[1] 沈光美.高职智慧化校园建设的特点与趋势分析[J].兰州教育学院学报,2016,32(5).
[2] 刘斌.高职院校数字化校园建设现状及发展趋势研究[J].知识经济,2012(22):29-30.
[3] 朱迅,杨丽波.高职院校数字化校园建设研究和思考[J].中国现代教育装备,2011(11):24-26.
[4] 鲁波.高等职业院校智慧校园建设现状及趋势研究[J].无线互联科技,2016(6):84-85.
[5] 赖建书.高职院校智慧校园建设探讨及应用研究[J].湖北函授大学学报,2016,29(14).
学校现有教职工34人,招生覆盖四村一社区。现有教学班10个,学生346名,幼儿班2个,学生57名。80载沧桑岁月,厚重了学校的文化。培养出了一大批诸如艾道淳主任等在各行各业卓有建树的优秀学子,学校先后获得“市级安全文明校园” ,区级“文明礼仪示范学校”“语言文字示范学校”“文明单位标兵”“特色教育学校”等殊荣,办学水平多次被评为区一等奖。
近年来,学校在各级领导的关心支持下,不但狠抓了学校内部管理,而且在硬件设施上取得了长足的进步和发展,特别是随校舍改造工程同步推进的班班通设备和智慧教育平台建设,为我校的教育教学插上了腾飞的翅膀。下面我将这项工作的具体情况给领导们做个汇报:
一、关于设施的配备情况
近两年里,在区教委、区技装中心的大力支持下,学校高标准的完成了智慧校园的建设。
1. 学校所有的教室安装了多媒体教学一体机及投影仪,投入资金39万元。
2. 学校所有的教室和功能教室安装知识点测评与学习系统(畅言智慧课堂系统),投入资金20万元。
3.学校所有学科教师配备教学平板电脑,投入资金15万元。
4. 学校微机室完成了英语听说模拟考试系统的建设,同学们可以在计算机教室完成在线的英语考试,投入资金2.5万元。
以上四项,总计投入资金76.5万元。
二、关于设施的使用情况
由于我们学校地处山区,各种信息同城区比较,相对闭塞,但智慧平台的建设,将学校各自独立的资源及服务系统进行了统一,建立了一个全面的综合信息服务平台,不但为老师们的教学提供了极大的便利,而且为学生的学习提供了更好的空间,实现了平台软件和学校硬件之间的无缝对接,有力地促进了城乡教育的均衡发展。具体使用情况如下:
1. 落实主体责任,实行专人管理
我校自智慧平台建立后,为了高效利用智慧教育平台,学校对此项工作进行了细致的分工,明确了一名副校长分管智慧平台工作,由教导主任主抓教师培训,信息技术教师主抓技术支撑和平台维护,后勤主任负责资产管理和设备送修。
2.创新培训方式,教师学有所得
智慧校园设施刚一到位,我校及时与区技装中心和科大讯飞公司一道,就教师培训内容和方式进行了多次交流。对教师在智慧平台的使用上,进行了针对性的问卷调查,全面了解教师在使用中的情况及培训需求,既有教师面上的全员培训,满足教师培训共性的需求;也有某个方面的具体指导,满足教师的操作实际,做到了培训的针对性和实效性有机结合。
3.明确使用目标,人人参与应用
学校对全校34名教师明确了使用目标,全体教师在临空智慧教育平台上注册了账号,进行了网上的研修培训,全体教师都能在平台上下载电子教材、教学资源,学校也要求凡在教室、功能室上课,均要使用智慧平台,同时做好班班通使用登记。教师的“教、学、考、评、管”各项教育教学工作均要求在平台上完成,学校进行的定期检查。
4.有效利用科研,提高课堂效益
为更有效的提高智慧平台使用效果,学校专门申报了区级科研课题《信息技术与教学资源整合策略教学研究》,把研、训、教融为一体,最大程度的提高运用水平及教学效果。目前,我校全体教师都能利用教师机上课,教师能在教室的任意角落控制教学,能有效地避免教师在讲台上挡住部分学生视线的不利因素。通过信息化教学,增强教师与学生的课堂互动,极大提高学生学习的兴趣,实现了信息技术与学科教学的有机整合。
5. 充分整合资源,做到共建共享
智慧平台实现了教学、教研资源的汇聚共享。学校有计划的将教学课件、课程设计、一师一优课、微课等资源充实完善,教师将优选后的课件、资源为己所用,避免了教师们重复制作而浪费时间和精力,并让老师逐步形成自己的教学资源库,有效指导自己的教学。教师还通过空间将自己的资源进行分享。不仅能促进教师间教学经验和方法的交流与讨论,还可以汇聚到校本资源库或资源中心,实现资源更大范围的辐射。
6. 加大家校互动,形成教育合力
在教师尽力用好智慧平台的同时,学校还将智慧平台向部分有条件的家长进行开放,家长通过平台账号,与教师、孩子互动,实时地了解学生在校的学习情况、接收学校通知信息。通过此种方式,争取了家长的积极配合,形成强大教育合力。
三、对智慧校园工作的一些建议
1.增加网络的带宽。学校现在使用的城域网由于建设年代较远,带宽只有10M,只能满足一间办公室一台计算机,一个网点。现在每个教师都需要平板下载资源,再加上教室、微机室的几十台电脑同时上课,网速远远不能满足需要,要下个资源往往要等上好几个小时。为确保使用效果,现在急需加大有线网络和无线网络对校园的覆盖范围,教室要有网点,办公室每个老师要有网点,并保障有足够的带宽进行支撑。
2.加强设备间的技术融合,促进设备的高效使用。我们要打破各种设备之间的各自为主的现象,加强各种设备的技术融合与支持,让老师们更加方便、高效地使用一体机、投影仪、平板电脑等设备来为教学服务。
3.建立设施设备的使用保障体系。当设施设备出现故障时,要在极短的时间内,排除故障,提高设备使用效果。如果一旦出现故障,迟迟没法处理,很容易造成设备的闲置。