时间:2023-08-31 16:07:22
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篇智慧教育与智能教育,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。
先给大家重点推荐一本期刊:中国职业技术教育
中国职业技术教育杂志征稿信息
《中国职业技术教育》杂志是由中华人民共和国教育部主管,教育部职业技术教育中心研究所、中国职业技术教育学会和高等教育出版社共同主办的一份综合性中文期刊,集政策指导性、学术理论性和应用服务于一身,是教育部指导全国职业教育工作的重要舆论工具,是服务各级各类职业教育机构的主要阵地。
中国职业技术教育投稿栏目:主要有职教要闻、专稿专访、综合管理方略、课程教材、教研与教学、师资队伍建设、研究与探讨、职业指导、职业培训、高等职业教育等栏目。
再给大家推荐职业教育范文:人工智能背景下职业教育变革及模式建构
董文娟1,黄尧2(1.天津大学教育学院,天津300350;2.北京师范大学国家职业教育研究院,北京100875)
摘要:顺应人工智能时代的浪潮,基于新兴技术的职业教育变革及新模式建构势在必行。该文从职业教育智慧化、经济发展、政策保障、信息化生态重构四个方面,剖析了人工智能时代职业教育变革的现实诉求,并进一步分析了当前职业教育外部环境及其自身发展的困境。人工智能背景下职业教育的变革体现出融合、创新、跨界、终身化的新特征。基于此,从课程、教学、学习、环境、教师发展、评价、教育管理及组织等方面,探究职业教育的变革路径及模式建构。最后探讨了职业教育模式变革还面临回归教育本质、规避技术弊端等挑战,并提出“适应—引领人工智能”的发展目标。
关键词:人工智能;职业教育变革;模式建构;智慧化
“人工智能的迅速发展将深刻改变人类社会生活、改变世界。特别是在移动互联网、超级计算等新理论、新技术及经济社会发展强烈需求的共同驱动下,人工智能发展呈现出深度学习、跨界融合、人机协同、群智开放、自主操控等新特征。”[1]人工智能作为新一轮产业变革的核心驱动力,为我国供给侧结构性改革下的“新常态”经济发展注入新动能,使人们的思维模式和生活方式发生了深刻变革。近年来,国家高度重视与社会经济发展联系最为密切的职业教育,积极推进职业教育信息化,运用人工智能改革教学方法和人才培养模式,构建新型智能职教体系,提升信息技术引领职业教育创新发展的能力。
一、人工智能背景下职业教育变革的现实诉求
人工智能对传统教育理念产生了革命性冲击,职业教育结构不断调整,劳动力素质与市场需求的矛盾、学习方式与自我价值实现的矛盾等促使职业教育向智慧化、智能化发展。目前,我国处于教育信息化2.0、工业4.0的新时期,全球范围内新一轮的科技革命和产业变革正在加速进行。“一带一路”“中国制造2025”人工智能等重大国家战略的提出,及以新技术、新产业为特征的新兴经济模式要求教育领域,尤其是职业教育培养行业、产业急需的技术技能型、智慧型人才,具备更高的创新创业能力和跨界整合能力,促进智慧化发展,助力经济转型升级。
(一)职业教育智慧化诉求:职业教育信息化发展的必然选择
“智慧教育是以物联网,大数据等信息技术为依托,创造智慧教学环境,转换教育方法,内容与手段,注重教育网络化,个性化和智能化的一种教育新模式。”[2]智慧教育作为“一种由学校、区域或国家提供的高学习体验、高内容适配性和高教学效率的教育行为(系统)”,被视为教育信息化发展的高端形态[3]。因此,职业教育的智慧化并非简单的数字化,强调信息技术推动职业教育教学模式和方法的变革,改变思维模式,创建价值等方面共享的学习共同体,培养创新型、智慧型人才。
职业教育智慧化是职业教育信息化发展的必然选择。目前,我国的职业教育信息化水平正在稳步提高,投入持续增加,各种智能信息技术应用于教育教学、实习实训、测量评价等领域,并逐步成熟,正在努力打造一个信息化、智慧化的现代职业教育生态系统。新时期我国很多地区及职业院校积极提升现有信息化系统的智慧化水平,积极创建智慧校园、智慧社区等,逐步实现了组织管理的智慧化、资源环境的智慧化和服务评价的智慧化。
(二)经济发展诉求:人工智能时代的新兴经济需要高技能智慧型人才
人工智能时代职业教育运用移动互联网、大数据等新兴技术,与经济及其他部门跨界融合,不断创造新产品、新业务,推动职业教育模式创新,形成了以互联网为基础设施、人工智能为实现手段的经济发展新常态。人工智能时代是以现代科学技术为支撑的新时代,各行各业的运作发展和对知识技术的掌握要求达到了更高层面,相应的教育需求也有所提升,市场环境渴求勇于创新、个性化的高技能智慧型人才。职业教育要应对行业上升发展的劳动力需求问题,基于人工智能应用,提高技能培养层级,以适应新的社会劳务需求。现代企业生产依托互联网科技,与智能化设备直接联接,通过数据分析和应用,促进科技成果转化为生产力。劳动密集型企业已不适应现代行业、产业发展,需升级为网络智能型,与此同时,职业院校的课程模式、专业设置、实习实训、师资结构等也做出相应的调整和革新,既促进了职业教育的智慧化、智能化,又推动了产业升级和工业变革。
(三)政策保障:国家从宏观层面保障人工智能时代的职业教育发展
2016年是我国人工智能元年,2017年我国颁布了《新一代人工智能发展规划》,提出了“将发展人工智能放在国家战略层面进行系统谋划和布局”,这预示着我国人工智能时代的全面到来,为我国职业教育的发展提供了良好的宏观政策环境。人工智能给职业教育带来了符合时代精神的新内容,积极融合信息技术,整合职业教育资源,提升公共服务水平,影响和改变了原有的教育生态。紧密依托信息共享平台,突破时空限制,让学习者自我选择,更加人性化和智能化。我国很多职业院校已经开启了智慧校园的行动计划,一些大中城市也在积极制定实施智慧城市的发展规划,在良好的政策保障中提升智慧化水平。
(四)信息化生态重构诉求:人工智能时代的职业教育变革是对职业教育信息化生态系统的重构
“依据《2006-2020年国家信息化发展战略》,我国正在有序推进数字教育向智慧教育的跃迁升级和创新发展。”[4]在新兴智能信息技术的催促下,技术变革带来了职业教育系统的颠覆性创新改革,打破现有的条条框框,改革传统教育模式,再造教育业务新流程。在职业教育领域创新应用物联网、大数据、人工智能等先进技术,提升各科各门教育教学业务,打造各级各类智能实训部门、培训机构,覆盖贯通中高职院校,整合系统内外现有资源,推进智慧教育生态有序发展,为各类用户提供最适合、最智能的职业教育资源和服务,完成对职业教育信息化生态系统的重构。
二、当前职业教育发展的现实困境
人工智能对各行各业的影响具有革命性和颠覆性,可能带来新的发展机遇,也可能带来不确定性的挑战,比如可能会改变就业结构、影响政府管理、威胁经济安全等,还可能会冲击法律与社会伦理,影响社会稳定乃至全球治理。当前,人工智能与“大众创业、万众创新”浪潮席卷而来,职业院校既是人工智能应用的战场,又是培养技术创新型人才的“梦工厂”[5]。人工智能时代的职业教育信息化发展迅速,影响是广而深的,对职业教育外部环境及其本身都造成了极大的冲击。
(一)职业教育外部环境发展困境
“据联合国教科文组织预测,到2020年,人工智能将替代20亿个工作岗位”[6],那些技术含量低、重复性强的技能将被智能机器、数码设备所替代,工业机器人也将大面积应用。智能设备替代行业劳动力,能够降低劳动成本,且具有高效、易操作等竞争优势。传统职业教育培养模式很难适应未来行业、产业的发展需求,人工智能冲击职业教育就业岗位,撼动其所依附的岗位基础,对职业教育的生存与定位产生了威胁。因此,根据智能时代职业教育的岗位特征与需求,提升职业人才的知识结构和专业技能,是新形势下职业教育的发展方向。
(二)职业教育自身发展困境
近年来,人工智能在职业教育领域内的应用和提高是目前职业教育的发展趋势。我国重视职业教育信息化、智能化发展,各级各类职业院校在信息化基础设施建设、校园信息化管理等方面都有了显著提升,但信息技术与职业教育的深度融合仍不够紧密,表现出信息化管理效率低、科学决策水平低等现象。人工智能背景下职业教育自身发展的困境表现在:
1.课程与教学困境
职业院校新课程改革提倡构建智慧课堂,制定个性化学习计划,注重课堂实施效果。但目前的实际课程教学仍是以教师为中心,强调知识的灌输,重视统一性和计划性,与教育改革提倡的个性化教学相去甚远。教学方法、教学理念更新慢,很难激发学生的内在学习动力,创新性思维弱,使得个性化教育的无法实现。近年来,中央、省、市、县四级教育平台逐步建立起来,课程与教学的层级设计逐步完善,但在实施的过程中,各级平台之间存在沟通不畅等问题,各级资源内容不系统,不衔接,导致无序叠加和资源的重复浪费,“精品课程”等项目丰富了课程资源,但质量不高。在线课程与教学以传统的科目、章节为单元,构建系统性的在线教育内容,为用户提供专业化的知识选择,但由于受时间条件等限制,大多数受教育者习惯于碎片化学习,连贯性和整体性差,缺乏对课程与教学体系的系统性学习。
2.认知困境
随着人工智能时代的到来,许多职业院校将“未来教室”“智慧课堂”定位为未来发展方向,进行了多种尝试和改革,如MOOC混合教学、翻转课堂、多屏教学等,但“管理者和施教者对智慧教育的理解多停留在‘智慧课堂=多媒体+传统教学的层面’,教学观念和思维依然固化,并没有因为新技术的参与而得到实质改变”[7],缺乏对多媒体网络架构和智能学习平台的深层认识,更缺乏对管理评价和互动交流等模块的理解与掌握,虽投入大量人力财力采购了数量巨大、设备精良的多媒体设备和智能服务设备,但没有充分有效使用,大大限制了智慧教育的发展潜力。
3.用户困境
传统教学以群体教育为基本单元,教师和学习者作为学习共同体,在管理、学习的互动过程中形成强大的群体约束力,促进双方共同进步。在信息化教育时代,学习者自由掌握学习时间和进度,遇到问题可能无法及时解决并获得反馈,无法进行面对面交流,因此,基于人工智能网络化学习平台,学习者需要高自控力、高学习能力才能适应这种全新的学习方式。
4.评价困境
传统的评价方式多依靠经验和观察,智慧型评价则是基于学习过程的一种发展性评价,以采集到的学习数据为客观基础。在人工智能、数字信息化环境下教育效果的评价实际要受到很多因素的影响和局限,在信息技术与职业教育融合的过程之中,许多智能技术应用于教育教学实践,难以进行定性定量的智慧评价,如互动交流及深层次的学习评价等。
三、人工智能背景下职业教育变革的新特征
人工智能带来了思维模式的创新,改变了人们认识问题、思考和解决问题的方式,越来越多地依赖人与智能网络的协同创新。人工智能背景下的职业教育变革围绕经济社会发展大局,“主动服务国家重大发展战略,加大虚拟现实、云计算等新技术应用,体现校企合作、知行合一等职教特色,以应用促融合、以融合促创新、以创新促发展。”[8]人工智能背景下职业教育的变革必将加速推进职业教育的现代化、智能化进程,表现出了融合、创新、跨界和终身化的新特征。
(一)融合
人工智能技术科学应用于当前职业教育,在最短的时间内整合、重组大量的知识信息,形成科学的技术技能知识体系,为职业教育资源、企业资源、产业资源、社会资源等一切有可能联结的资源融合提供了可能。为促进职业教育的智慧化发展,在现有的合作模式、集团模式、产教融合模式等实体协作发展的基础上,建立智能互动的智慧教育供给平台、常态化智慧课堂和大数据化智慧教育生态系统,为我国新兴经济发展提供高技能、智慧型人才支撑。
(二)创新
信息化时代下“变”为创新立足之要点。创新时代最需要提升的就是创造智慧。“由知识的理解记忆,转向知识的迁移、应用并最终指向创造发明”[9],以提高学习者的学习能力和应用能力,提升其创新思维和智慧思维,不断开拓人类社会发展的高度和宽度。智能化、信息化的时代是创新不断的时代,是原有知识不断被更新、技术不断被升级的时代。人工智能促使社会化协同大规模发展,促进职业教育体系核心要素的重组与重构,创新生产关系,呈现出新的协作架构,开创了新的教育供给方式,增加了教育的选择性,推动了教育的民主化。学习者能够按照自己的价值观、兴趣与爱好等选择适合自己个性发展的学习方式和学习内容,促进学习者个性化、多样化发展,最终实现教育公平。
(三)跨界
智能科学与职业教育连接起来,搭建起两者沟通的桥梁,跨越了人工智能虚拟教育和线下实体教育的界限,实现了两者之间的融合。教育供给由竞争资源转变为协同合作,直线型的中心组织管理转向去中心化、泛化管理。通过大数据智能技术平台、远程教育平台等对职业教育资源进行整合共享,跨越教育边界,与市场、行业、企业以及职业教育培训机构对接,提供更加便捷的智慧化服务。
(四)终身化
人工智能时代职业教育的变革坚持“以人为本”的教育理念,满足学习者在任意时间、任意地点、以任意方式、任意步调终身学习的需求[10]。打破了地域和时间的限制,体现了教育的泛在化、个性化和终身化,与终身教育理念的发展目标不谋而合。人工智能时代社会经济发展加快,人们追求高层次自我价值的实现,充分体现出终身学习的必要性和紧迫性。目前,我国正在积极创建泛在学习环境,致力于构建终身化学习型社会,努力创造有利条件向全民提供终身教育与学习的机会。
四、人工智能背景下职业教育发展的模式建构
人工智能背景下职业教育的变革预示着全新思维意识形态、社会发展形态的变革,重塑职业教育可持续发展的新思维,重构信息时代职业教育的价值链和生态系统。智能化技术科学将现代职业教育内部各要素,以及内部要素与外部环境之间,通过虚拟技术和智能化手段互联贯通,突破传统教育价值的链状模式,使职业教育由传统模式走向“人工智能+职业教育”模式的建构。人工智能对职业教育课程、教学、评价、管理、教师发展等方面产生系统性影响,为职业教育提高教育质量和提升服务水平提供了技术支持和现实路径,解决不能兼顾职业教育规模和质量的矛盾问题。下面将从课程、教学、学习、环境、教师发展、评价、教育管理及组织等方面来探究职业教育的变革路径及模式建构。
(一)人工智能背景下职业教育的课程模式
人工智能时代的信息知识、科学技术正在以前所未有的速度增长、更新和迭代,呈现出了碎片化、多元化、创新性、社会性的特征。人工智能背景下职业教育的课程模式是为学习者提供按需可随时选择的知识储备智能模式,解决了传统职业院校课程教学的滞后性,呈现的是现代职业教育的前沿信息和内容。课程革命愈演愈烈,灵活多样的微课、慕课等形式层出不穷,在线课程将成为常态,信息传播媒介、知识获取方式等都发生了巨大改变,课程内容和结构的表现形态、呈现方式、实施及评价等也都进行了相应变革。智能化信息科学技术为课程的设计、架构、实施提供了快捷和便利,为学习者的个性化、终身化选择提供了多种渠道。人工智能背景下职业教育的课程模式的建构表现为:首先,线上线下融合的大规模开放课程融入现代职业教育,课程的表现形态和实施途径呈现出智能化、数字化、立体化的特征,成为学校常态课程的有机组成部分,为学习者提供了更多的可选择机会,使实施个性化课程成为可能。现代职业教育的课程内容强调学术性与生活性相互融合与转化,融入社会资源,立足于我国社会经济的新常态和学习者的全面发展,实现社会化协同发展,共赢共创;其次,课程实施的空间得以拓展,跨越了社会组织边界、职业院校边界,将从班级、年级、全校扩展到网络社区以及更大的空间。课程的整体结构从分散走向整合,以技术为媒介,形成跨学科、多学科整合的课程;最后,课程内容的组织、课程的实施逐步模块化、碎片化、移动化与泛在化,社会化分工更加精细,教师也将承担教学设计、技术开发、在线辅导等不同的角色。
(二)人工智能背景下职业教育的教学模式
人工智能时代将信息技术有效地融合于职业教育各学科的教学过程,从知识的传递转变为认知的建构,从注重讲授和内容,转变成重视学习过程[11],构建“以教师为主导,以学生为主体”的以数字化、智能化为特征的智慧教学模式,重视学生的主体地位,引导学生“自主、探究、合作”。人工智能背景下职业教育的教学模式的建构表现为:首先,人们的学习方法、认知方式和思维模式已经发生了巨大的转变。信息化教学使得信息技术已成为学习者认知的必要工具,认知方式也由“从技术中学”转型为“用技术学”。其次,信息化教学的重点从“面向内容设计”转变到“面向学习过程设计”,更加重视学习者发现问题、分析和解决问题能力的培养,关注学习者的学习过程,以及其获得学习活动的体验。同时,信息化教学要将课堂内的学习知识和课堂外的实践活动联结互动,按照学习者的个性化需求和认知方式自主选择学习内容。第三,智慧教学将成为课堂教学的新重点。日常教学工作形态不再是点线面的连接,而是呈现为智能化、立体化的教学空间,智慧课堂将会促进学习者的深度学习、交互学习和融合学习,智能备课、批阅以及个性化指导等也将成为教育者新的教学工作形式。从机械评价学习结果转变成适应性评价学习结果。第四,在线教学、整合技术的学科教学法将成为新的教学形态,促进教育均衡发展,实现跨学校、跨区域的流转。移动学习、远程协作等信息化教学模式,能够实现教师的“教”与学生的“学”的全面实时互动,最大限度地调动学习者的主观能动性,提升教学质量与人才培养质量。
(三)人工智能背景下职业教育的学习模式
智能系统和互联网络为学习者提供了丰富多元的学习资源和环境,推进了教育教学活动与学习环境的融合发展,人工智能背景下职业教育的学习模式也逐步建立起来,具体表现为:首先,智能时代的互联网络全面覆盖每一个人、每一个角落,活动空间由课堂内拓展到课堂外,学习与非正式学习正在互相补充、互相与融合,导致学习者的学习行为变化、学习方式的革新。其次,基于互联网出现了一批创新的学习方式,借助情景感知技术及智慧信息技术,进行真实过程体验的情境学习,促进学习者知识迁移运用的情境化和社会化。第三,借助互联网云技术和各种应用工具,学习者可根据自身学习需求,选择最优学习方式,也可利用数据分析技术,追踪记录学习路径和学习交互过程,随时随地获取个性化教学服务和量身定制的学习资源,拓宽了智慧教育视野。第四,各职业院校开始拓展校园智慧学习的时间和空间,以实现虚拟和现实相互结合的智慧校园育人环境。推进网络学习空间建设,加强教与学全过程的数据采集和分析,“引导各地各职业院校开发基于工作过程的虚拟仿真实训资源和个性化自主学习系统”[12],强化优质资源在学习环境中的实际应用。
(四)人工智能背景下职业教育的环境模式
智慧教育环境是以大数据、多媒体、云计算等智能信息技术为基础而构建的虚实融合、智能适应的均衡化生态系统。信息技术与职业教育的深度融合,为师生的全面发展提供了智慧化的成长环境,如智慧云平台、智慧校园。人工智能背景下职业教育的环境模式的建构表现为:首先,智慧教育环境将信息技术与职业教育服务结合、面对面教学和在线学习结合,形成数字化的、虚实结合的职业教育智能服务新模式。其次,智慧教育环境将促进各种智能化、数字化信息技术融入职业院校的各个业务范围和业务领域,与系统内的其他业务横向互联、纵向贯通,且信息能够适时生成和采集,全过程实现数字化与互联化。第三,智慧教育环境能够感知学习者所处的学习情境,理解学习者的行为与意图,满足学习者的个性化需求,提供多元化的适应服务和智能感知的信息服务。互联网应用基于智能数据分析,实现智能调节与自动监控,为学习者提供定制式的学习服务和个性化的学习环境。未来教室必将变成“虚拟+现实”的智慧课堂,在网络空间中参与线上课程、线下活动,实现线上线下互动交流。同时,智慧校园的创建和管理,能够对每个班级、学区进行动态管理,构建出一个以问题、任务为线索,学生实现自主学习的知识体系和促进师生互动、生生互动的智慧管理平台。到2020年,“90%以上的职业院校建成不低于《职业院校数字校园建设规范》要求的数字校园,各地普遍建立推进职业教育信息化持续健康发展的政策机制”[13],以学习者为中心的自主、泛在学习普遍开展,精准的智能服务能够满足职业教育的终身化定制。
(五)人工智能背景下职业教育的教师发展模式
人工智能背景下职业教育的变革对教师的专业发展、素质能力提出了新要求,改变了教师的能力结构和工作状态。教育信息化大背景下,互联网技术、多媒体手段的产生、智能化设备的使用极大提高了教师的专业发展和能力素养,以适应新课程改革与教育信息化的要求。人工智能背景下职业教育的教师发展模式的建构表现为:首先,新时代教师专业发展的内在要求和外在环境都要求教师能够认识、了解和应用互联网新技术工具,促使教师专业发展能力和素养的提升和丰富。其次,教师的专业发展要面向实际、情境化、网络化的教学问题,教师需要在多变的教育情境中综合运用核心教学技能,将信息技术知识、学科内容知识、教学法知识很好地融合并迁移运用。新时代的教师要学会掌握使用智能化设备和数字化网络资源,积极加强与其他专家、教师的合作,或远程工作,形成基于智慧教育技术的多元化的学习共同体。教师的工作状态由个体的单独工作转变为群体的共同协作,大大提升了教师的工作效率。第三,信息化背景下教师的教学理念要发生转变,由促进学生“接受学习”转变为“主动建构”,由“被动适应”转变为“主动参与”,越来越强调以学生为中心的过程体验,从了解信息技术转变为掌握智慧教育技术,保持学科知识,教学方法,核心技术的动态平衡,促进学生智慧学习的发生。第四,信息化教师要学会使用智能化教育技术,积极开发数字化学习资源,创设丰富多元的教学活动,鼓励学生掌握智能信息工具,学会探究和解决问题,发展提升学生的创新思维能力和信息化学习能力。教师的信息化教学能力和素养全面提升,信息技术应用能力实现常态化。
(六)人工智能背景下职业教育的评价模式
现代教育价值趋于多元,以互联网为基础的智能化信息技术使教育评价在评价依据、评价内容、评价主体等多个方面实现了全面转变。人工智能背景下职业教育的评价模式的建构表现为:首先,互联网信息技术应用于学习过程使得伴随式评价成为可能,更加关注学习者的个体差异和特点。强调过程评价和多元共同评价,更加客观全面,重视评价过程的诊断与改进功能,以促进学习者的个性化发展。其次,互联网、大数据、智能云技术的出现使得评价的技术和手段多样化、智能化,节省人力物力财力,提高了评价的科学性、针对性。第三,以大数据为基础的适应性评价因人而异,可获得及时反馈,可真实地测评学习者的认知结构、能力倾向和个性特征等,从知识领域扩展到技能领域、情感、态度与价值观,构建以学习者核心素养为导向的教育测量与评价体系,促进学习者发展。
(七)人工智能背景下职业教育的管理模式
智能化信息技术、云计算技术、大数据技术等能够促进大规模社会化协同,拓展教育资源与服务的共享性,提高教育管理、决策与评价的智慧性,因此,基于互联网的教育管理必将逐步走向“智慧管理”模式。人工智能背景下职业教育的管理模式的建构表现为:首先,互联网将家庭、学校、社区等紧密、方便地联系在一起,拓宽了家长和社会机构参与学校管理的渠道,各利益相关者可共同参与现代职业院校的学校管理,协作育人。其次,新时代的职业院校管理模式通过可视化界面进行智能化管理,业务数据几乎全部数字化,能有效降低信息管理系统的技术门槛,使管理工作更加轻松、高效。通过深度的数据挖掘与分析,能够实现个性化、精准资源信息的智能推荐和服务,为管理人员和决策者提供及时、全面、精准的数据支持,以提高决策的科学性。第三,通过互联网信息技术可以实现全方位、随时的远程监督与指导,从督导评估转变为实时评估,可以实现大规模的实时沟通与协作,促进社会化分工,促进职业院校内部重构管理业务流程,使管理智能化、网络化、专业化。
(八)人工智能背景下职业教育的组织模式
人工智能时代信息科学技术的蓬勃发展冲击着学校内部的组织结构向智能化、网络化的方向发展,各职业院校需要合理调整内部组织结构和资源分配,通过互联网加快信息流动等方式,提高各职业院校组织管理的效率和活力。人工智能背景下职业教育的组织模式的建构表现为:首先,当今时代人工智能的产生不可能替代学校教育,但可以改变学校教育的基本业务流程。人工智能推动了学校组织结构向网络化方向发展,教学与课程是提供信息数据的重要平台,学校组织则构成了教育大数据生态系统。其次,“互联网+职业教育”的跨界融合将打破学校的围墙的阻隔,互联网将学校组织与企业、科研院所等社会机构紧密联系起来,提供优质教育资源供给,共同承担知识的传授、传播、转化等功能,促进学校组织体系核心要素的重构。第三,建设“智慧校园”,实现线上线下融合的智慧校园育人环境,实施一体化校园网络认证,推动智能化教育资源共建共享,实现职业教育信息化建设的均衡发展。
五、人工智能背景下职业教育的模式变革面临的挑战及发展目标
人工智能将推进大数据、云技术等智能信息技术深层次融入职业教育课程与教学、组织与管理、评价与反馈等领域,形成社会化多元供给,为学习者提供多样化的参与方式、自主选择的学习形式和及时获得反馈的评价途径,有利于实现职业教育的共建、共享、共治。但其全面实现,还面临着诸多挑战。
(一)挑战
首先,职业教育的新模式建构需要充足的资金支持。各职业院校积极建构智慧校园,努力实现智慧化产学研环境,打造一体化智慧城市网络等核心技术的开发,都需要资金的根本保障。政府要给予资金政策保障并加强监管,资金管理部门要合理规划,合理利用,专款专用,落到实处。其次,职业教育的新模式建构的成果表现离不开学习者对技术的理解、掌握和应用。在实际实施过程中,教育工作者既要利用信息技术优势变革职业教育,也要避免技术中心主义倾向,“避免一味追赶技术新潮而不顾学生身心健康等,技术本身是一个祸福相依的辩证法。”[14]第三,“目前的教育实践中,仍未能充分实现人机合理分工和双边优势互补。人工智能终端系统擅长逻辑性、单调重复的工作,而人类则更适合情感性、创造性和社会性的工作。”[15]现阶段,信息化技术水平还有待提高,智能机器不能完全胜任知识传播、数据处理等工作,有待于进一步开发和完善,绝对依赖互联网络和设备,还存在一定的风险。
(二)发展目标
人工智能时代职业教育变革重新架构了职业教育发展模式,完成了对资源的重新整合配置,改变了人的思维方式、学习方式和生活方式。人工智能时代下没有职业教育模式的改革,就不可能建构真正的现代化职业教育。人工智能背景下职业教育的发展目标可以概括为个三方面:
1.“智慧脑”与“智能脑”融通
随着第四次产业革命的到来,信息技术爆发式发展,造就了以电脑、互联网为基础的智能脑。职业教育智慧化发展的一个目标就是如何让学习者发挥人脑“智慧脑”与机器设备“智能脑”的“双脑”共同协作[16]。人工智能时代职业教育与信息技术的深度融合,就是要通过“智慧脑”和“智能脑”的协同作用,发挥互补优势,进行融通式学习,而不是简单地人脑与电脑的技术对接。
2.“现实世界”与“虚拟世界”结合
在人工智能时代,网络虚拟技术的发展使人类拥有了真实与虚拟两个世界,虚拟信息技术的兴起在一定程度上会影响职业教育的实体教育,实体教育的发展也需要虚拟技术的支撑。但在具体的学习实践中,还会存在利用这两个世界时顾此失彼、难以平衡的问题。目前,虚拟化教育技术在职业教育领域不断应用与推广,职业教育的发展模式不断优化,使得职业院校线上线下的边界逐渐消融,“现实世界”与“虚拟世界”更好地结合。人工智能时代职业教育的本质没有发生根本改变,学习者要学会利用这两个世界虚实融合、高度互动,充分发挥出自身的优势,更好地学习与生活。
3.职业教育“适应人工智能”发展为“引领人工智能”
人工智能为职业教育带来了强大的技术支持,为职业教育带来了便利。初始阶段的职业教育基本知识和技能被数字化和智能化,通过人工智能相关课程,云教育模式,个性化学习计划等,适应并应用人工智能,以提高职业教育的效率和质量。职业教育重在技术创新,对于行业技术发展具有一定的引领性作用。未来人工智能将成为职业院校快速发展和转型的技术支撑。“如某些职业院校基于自身优势专业与相关行业的智能自动化企业合作,实现以职业教育发展引领人工智能。”[17]目前,人工智能处于适应性大发展阶段,随着信息化技术的提高和智能化设备的普及,人工智能时代必将由专用人工智能时代步入通用人工智能时代。在通用人工智能时代,人工智能与职业教育深度融合高效协作,职业教育完全适应且完美应用于人工智能,进一步引领人工智能发展,由“人工智能+职业教育”发展为“职业教育+人工智能”的时代。
【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】教育管理 信息化 新发展 智慧管理
【中图分类号】G647 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)10-0010-02
一、 教育管理信息化的现状及问题
随着科学技术的发展,出现了云计算、大数据、无线通信等技术,这些技术的产生促进了人类由信息化时代走向智慧时代,而智慧教育正是智慧时代的产物,从而智慧管理取代了传统的信息化的教育管理。目前教育管理事业信息化的新发展也是走向智慧管理。智慧,就是对于知识的创新,与客观物体的古往今来的统一。智慧管理,是现今所有的知识管理的创新,让知识管理成为完善的、真正意义上的管理模式。
长久以来,中国教育问题一直是社会焦点问题之一。中国教育的目的是为了培养人才,虽然人口基数过大、数量过多,导致人才市场供不应求现象的产生,造成了“僧多粥少”的局面,但是,国家也一直在改革政策中,争取源源不断的培养人才,争取让每一个学生都受到优秀的公平的教育。继九年义务教育政策的出台之后,国家又相继出台了奖学金以及贫困助学金等政策来保证学生们不因金钱的缺少而缺少教育。在对于教育的质量方面,教师的资格要进行考核,多媒体运用到教学之中等措施的确也让中国的教育质量有了质的飞跃。但是,不可否认的是,教育的信息管理还有待完善,恰恰是没有完善的信息化管理技术导致我国的社会政治经济文化的发展受到了桎梏。
首先是教育管理信息化智能程度太低,很多数据还都是得靠人力来管理,我国科学技术的迅猛发展没有同教育管理信息化密切结合起来。在智慧管理的过程中,仍旧需要管理人员参与数据的统计与管理,不能真正实现教育的智能化。就比如学生选课系统,很多时候错误频出,造成错选漏选。还有学生成绩登记系统也不完善,总是莫名其妙的出现一些为0分的情况。这些事件的发生,说到底还是教育管理信息化智能程度太低所导致的。
其次是不能建立一个完善的并且具有效力的管理体系,没有确立明确的管理制度,以至于不能制止约束各方面的信息管理操作。我国目前的教育管理系统一直没有一个统一的标准,这就导致了许多地方教育部门自行建立自己的教育管理系统,教学信息资源的重复利用与浪费,不完善的教育系统存在的漏洞造成了资源的大量损失。比如多地教育资源的分配不平衡就与教育管理系统的不完善存在密切的关系。
我国的教育监督系统的不完善也是教育管理信息化发展不完善的一个显著问题。国家和政府没有出台一个完善的教育监督系统,不能及时的实现监管与改正过程中存在的不足及错误。比如近几年考研试题频频的泄露,对于辛苦奋斗两三年的考研学子来说是多么不公平不公正的一件事,而这恰恰是教育监督系统的不到位造成的;再比如,基本全国的学校都有监控系统的覆盖,但是,一旦发生偷盗、杀人等社会影响严重的不良事件,监控确需要经过层层的申请才能够调出,给与了犯罪嫌疑人充足的潜逃时间。不可否认,这的确是教育监督系统的不完善造成的一系列潜在的隐患。
最后,教育管理信息化的普及并没有广泛性和普遍性。大山里的孩子们由于资源的匮乏,想要学习,只能依靠书本上的知识来充实完善自我,享受不到智慧教育的优越及便利。虽然越来越多的学生们开始享受到智慧教育的优越性,教育也越来越不仅仅局限于书本之中,但是不可否认的是,教育管理信息化要普及全国仍然是一个长期的艰难的任务。
二、智慧管理
1.智慧管理的定义及内涵
智慧,就是对于知识而产生的创新性,是人类对于客观物体通过知识而产生的一种大脑的活动。智慧管理,是现今所有的知识管理的创新,让知识管理成为完善的、真正意义上的管理模式。
智慧管理的内涵体现在智慧之中。智慧就是意味着创新、智能、高效。对教育管理信息化的新发展,必须要体现出创新的精神、智能的精神、高效的精神。运用智慧管理,是我国对于教育部门的新要求,也是实现教育的可持续发展的一个重要坚持。
2.智慧管理的特性
智慧管理是比信息化管理更进一步的管理,是我国目前发展应坚持的战略与策略,其具有以下特性:
智能化、高效化。智慧管理较之信息化管理最大的一项改变是更加智能化。在教育管理信息化的过程中,学生们对于知识的获取不仅仅是从书本之上,还有互联网、社会实践等,数据的管理更加智能化。而智慧管理的高效化体现在解放人力资源,使教育管理更加人性化、更加高效化。
透明公开性。透明公开性是信息时展的必然趋势。传统的教育管理系统由于其自身的局限性,不能够完全做到透明公开的特点。而智慧管理系统承载与互联网之上,全国教育资源共享,全国教育管理系统公正公开,甚至是普通人也能看到一部分透明化的管理系统。
可视化。可视化是信息化发展过程中必不可少的特征。可视化代表着可以看见,就是让所有人,无论是教育部门的领导、管理人员还是学生等普通的人民群众都可以真真切切的用眼睛看得到,用心能体会到感受到。在智慧管理系统中管理人员可以随时随地通过监控系统去关注教育管理,可以及时解决教育管理系统出现的错误以及漏洞,针对错误与漏洞做出有效的决策,能够及时避免风险的发生。
三、教育管理信息化新发展:走向智慧管理
教育管理信息化新发展,走向智慧管理,这是我国目前针对教育管理的现状。随着科技的迅猛发展,我国已经不再满足于信息化的教育系统的管理,而是趋向于更完善更智能的智慧管理系统。运用智慧管理系统,让教育部门作出更加成熟的决策,智慧的调动教育的资源,实现教育管理中智慧管理的智能高效化、透明公开化以及可视化,培养和发展对于社会有利的人才,推动社会教育事业的持续、和谐以及健康的发展。这是我国实现教育管理信息化新发展:走向智慧管理的目标,也是决心。
参考文献:
智慧云平台的建设
要实现“互联网+”教育的真正落地,少不了应用平台的支撑、资源服务与管理、智能显示终端以及数据评价系统四个方面。
1.应用平台
目前普遍构建的都是以云计算技术为基础,拥有海量教育教学资源,能为学习者推送定制的教育服务,并能进行智能化教育管理的综合性智慧教育云平台。在移动互联网时代,智慧课堂的应用平台通常为移动类APP,包括微课制作、作业平台、家校沟通工具等其他第三方应用软件。例如,无锡正在打造的“智慧教育云服务平台”(如图1),涵盖了“智慧课堂”“智慧学习”“智慧教研”等教育功能服务模块,并开发有相应的移动端APP,主要目标是实现自主学习、个性化学习、协作学习、泛在学习的智慧教学,以及基于互联网、云计算、大数据的智能化教育管理。
2.资源服务与管理
我们基于资源管理平台,建立了数字化教材、微课及多媒体课件、各类题库、拓展知识等资源库,可以在课前、课上、课后为智慧课堂提供、推送教学内容(如下页图2)。
“三通两平台”是我国“十二五”时期教育信息化建设的核心任务,也是教育信息化“十三五”规划的主要任务之一,其中资源涉及“优质资源班班通”和“教育资源公共服务平台”建设两个方面,资源的重要性可见一斑。
3.智能显示终端
智能显示终端可分为教师端工具和学生端工具两种。教师端――传统课堂的板书、投影仪已经变身为电子白板、触控一体机、多屏互动软件,而学生端以智能手机、iPad为主。例如,新东方的“OKAY智慧课堂”,整个系统采用两层结构,上层主要是云平台服务端,下层主要是各类应用端,包括学生Pad、无线AP、充电柜、校园服务器等(如图3)。
教师、学生都匹配有相应的“教”与“学”的应用软件,可以实现智慧课堂的全过程沟通、高频互动、知识传递与扩展。
4.数据评价系统
实现动态学习数据收集、分析、评价,是成功构建智慧课堂的关键。利用智慧云平台,可以对课前、课上、课后进行全过程动态评价和数据分析,基于此,教师可以有效、快速地对学生的学习情况进行诊断、评价,继而形成针对性、差异性的教学内容,促进学生的个性化学习(如下页图4)。
需要注意的是,“互联网+”时代提供了前所未有的智能化软硬件设备,但是有效实现智慧课堂目标的根本,如教师专业能力、灵活的教学设计、高效的课堂掌控、学生自主学习的形成以及核心素养的培养,是无法仅依靠信息技术手段就能解决的。
“互联网+”背景下的智慧课堂
智慧课堂是教育信息化聚焦于学校教育、师生教与学、课堂活动的必然,也是课堂教学自身不断变革发展的结果,从不同角度可以有不同的理解。
从语义角度,“智慧”是让人可以深刻地理解人、事、物、社会、宇宙以及现在、过去、将来,拥有思考、分析、探求真理的能力;“课堂”是学生学习的场所,教师应该运用自己的智慧和创造力,挖掘生机和活力,把课堂营造成生动活泼的学习乐园,让学生在愉快的环境中自然、有序地学习和成长。从教育角度,智慧课堂的根本任务是“开发学生的智慧”,不再是简单的知识传授或灌输过程。从信息化角度,智慧课堂利用先进的信息技术手段,构建智能化的教学环境,实现智慧化的课堂教学,与传统课堂大不相同。
“互联网+”下的智慧课堂,因为新一代信息技术与教育教学的交互、深度融合,从先前的数字化阶段过渡到了“智慧化”的新阶段。智慧课堂实质上就是基于智能终端、云计算、大数据分析运用的新型课堂教学形态,是由信息化平台和工具(系统)、教师和学生(人)及其课前、课中、课后教学环节(活动)等组成的现代信息化课堂教学体系。[1]
具体来说,与传统的课堂教学的目标相比,在课堂形态上,智慧课堂借助于云计算、移动互联网等新兴信息技术和各种智能终端,不受时间与空间的限制,营造更加开放、自主的智能化的教学环境。在资源推送方面,智慧课堂能为学习者提供各种优质的教育资源以及相应的APP、平台,并能有针对性地推送个性化、定制的学习资源,方便学习者查漏补缺、提高优化。在教学方式上,智慧课堂有互联网技术的辅助,采取以学生为中心的小组协作、合作探究和教师参与、引导的方式,变“先教后学”为“先学后教”“以学定教”,师生关系和角色也彻底发生改变。在评价反馈上更为明显,依靠数据收集与分析,课前预习评测、课堂即时反馈调整、课后跟踪反馈,智慧课堂变革评价方式,从传统、主观的“笔纸评价”变为客观、全面的“数字评价”。
简而言之,智慧课堂就是依托信息技术构建的教学环境,为学习者营造丰富的学习情境,促进个性化学习、合作探究式学习,将知识转化为能力,能力内化成素养,以适应未来社会生活和个人的终身发展。
智慧课堂的几种实现模式
1.高效互动
在智慧课堂中,利用智能化的移动学习工具和应用支撑平台,教师与学生、学生与学生之间的沟通与交流更加立体、即时,课堂互动高效、生动。同时,基于动态数据分析和即时教学评价,互动的深度、广度增加(如表1)。
除了课堂内的互动,在课外,师生还可以借助应用平台、移动APP进行课外交流,实现持续沟通,进行任何时间、任何地点、多种方式的交流互动。
2.分层教学
基于大数据的动态学习分析,教师能够准确把握每位学生知识的掌握情况,对其学习能力做出评估,然后将知识水平相近的学生进行分组管理,有针对性地制订教学方案和辅导策略,继而向各小组推送相应的资源,实现一个班级里的分层教学和个性化教学(如表2)。
另外,课上碍于时间和精力无法一一指导的,在课后,教师可以基于学生的课堂表现和“最近发展区”设计内容,进一步推送个别化的作业和辅导,真正实现以学生为中心、服务学生的“一对一”的个性化教学。
3.自主学习
关键词 开放大学 智慧教育 途径
中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2016.04.011
Abstract Based on the analysis of the basic concepts and characteristics of the wisdom of education, combined with the current situation of domestic and foreign intelligence education, the research discusses the way of boosting the wisdom education in Open University, and the construction of the building of Open University, and promotes the development of smart city.
Key words Open University; wisdom education; method
当前世界各国尤其发达国家相继提出智慧城市战略,其目的是力争在新一轮信息技术变革中处于优势地位。随着我国社会经济三十多年持续高速增长以及城市化和全球化步伐的进一步加快,构建智慧城市,已成为了我国城市发展令人关注的重要战略问题。智慧教育是智慧城市重要组成部分,是智慧城市健康顺利发展的保障。开放大学教育作为一种新的教育形态,是以终身教育理念为先导,以服务学习型社会建设为宗旨,以现代信息技术为支撑,整合共享各类优质教育资源,实施远程开放教育的新型高等学校,①②是智慧教育实现不可或缺的重要组成部分。因此,研究探索开放大学建设助推智慧教育的路径,有利于进一步优化终身教育资源布局,满足不同层次的终身教育需求,推动城市率先基本实现现代化,进而向智慧城市迈进具有重要意义。
1 智慧教育内涵与特征
智慧教育即是指以物联网、云计算、大数据处理、无线宽带网络为代表的现代信息技术为基础,以互联网与智能仪器设备等为铺垫,以大量的教育资源建设为中心,通过各项配套保障措施,深化教育体制改革,全面实施与构建网络化、数字化、个性化、智能化的现代教育体系,是以政府为主导,学校、企业及相关机构共同参与构建的现代化教育服务体系。智慧教育是智慧城市重要组成部分。
智慧教育即具备“教育”的属性,又具有“信息化”的属性。从其教育属性来看,智慧教育的基本特征有开放性、共享性、交互性与协作性等几个方面。第一,其开放性就是突破了传统教育的以学校教育为中心的瓶颈,促进了教育的社会化、终身化与个性化;第二,共享性使得丰富的教育资源为全体学习者所共享,是教育信息化的本质特征之一;第三,交互性即是实现人机之间的沟通和学习者人与人之间的在线远程学习交流;第四,协作性体现为教育者提供了更多的科学有效的相互协作的机会。从信息化技术属性来看,智慧教育具有数字化、网络化、智能化和多媒体化等特征。第一,数字化使得教育信息技术系统性能更加可靠,更便于使其标准统一;第二,网络化使得教育资源更便于共享,更易实现人与人之间交流合作,第三,智能化使智慧教育系统能够实现教学行为个性化、充分体现人文关怀。第四,多媒体化使得智慧教育相关设施设备一体化、教育信息表述多元化,使得相关教育资源内容更加直观,更加丰富多彩。
2 国内外智慧教育相关发展状况
智慧教育对传统教育理念、模式、内容和方法带来了强大的冲击,促使现代教育形式和学习方式的发生了重大变革。以教育信息化促进教育现代化,借助先进的现代信息技术完善传统教育模式,是教育现代化、实现教育的跨越式发展的必然趋势。当前国内外在智慧教育建设方面取得了一些成绩,许多成功案例值得我们深思和借鉴。
目前,国外走在前列的以美国、韩国和日本为代表。例如,美国北卡罗来纳州格雷汉姆小学尝试开展了教育云计算项目,取得了良好的效果。该校600名师生可通过“通用云计算服务”获取虚拟电脑桌面,并可方便地使用其中包含的丰富多彩的学习内容。弗吉尼亚州Passage中学允许学生在课堂上使用手机等终端进行学习。为了充分调动学生学习兴趣,创设了许多可以使用手机参与的学习活动,并将学习过程与内容写成博客或录制为视频在网络上共享。有些教师也开始尝试利用手机来加强教学过程中与学生互动。如在课堂中提问时,不再只是指定某个学生回答,而是通过短信的方式,并将学生的答案投影到教室的大屏幕上供学生讨论;还有的教师通过Twitter平台与学生一起协作创作故事,取得了良好的教学效果。
另外,日本总务省于2010年启动了国家级教育信息化项目――“未来校园”智慧教育项目。该项目建立了具有良好人机交互的计算机应用系统、互动性白板和连接家庭与学校的协同教育平台,为所有六至十二岁的学生提供丰富的电子学习资源。韩国教育科学技术部与国家信息化战略委员会一起,于2011年6月推出了“智能教育推进战略”,即从2015年起将在相关学校推出“量体裁衣”式的智慧教育体系,用电子数码教科书取代传统的纸质教科书。韩国政府为此将投入约合21亿美元的资金来完成此项战略,将在所有学校建设以云技术为基础的教育环境,使得学生能够通过计算机、各种智能数字终端进行学习活动。
近年来我国各省份和城市围绕智慧教育建设也做了卓有成效的探索。例如,湖南省为了进一步加快湖南职业教育信息化建设着力打造了职教新干线,构建了基于云计算服务、覆盖湖南全省职业院校、基于网络的开放式学习互动交流平台。湖南职教新干线现已建有平台161个,师生教学空间30余万个,教学内容视频25万个。广东省佛山市南海区积极开展智慧教育探索,形成了一个中心(云计算管理中心)、3个平台(云基础平台、资源平台和管理服务平台)的智能教育模式,构建的云计算环境下的区域教育公共服务平台――“南教云”主要有电子政务云、学校管理云、教育资源云、互动社区云、智能课堂学习云等,③对区域教育现代化建设起到了良好的推动作用。
3 助力智慧教育实现的开放大学建设策略与路径
3.1 搞好顶层设计,明确定位及目标
开放大学是智慧教育实现不可或缺的重要组成部分,它是全民学习的服务平台和终身教育的支持体系。
3.1.1 明确定位
开放大学是全民学习的服务平台和终身教育的支撑体系,不仅为全民学习提供服务,同时还为构建终身教育学习平台提供支撑,充分体现开放大学的开放性和社会责任。第一,要立足省情和市情。制定富有特色和针对性的实施方案,切实增强服务全省社会经济发展的能力。第二,要面向未来。努力将开放大学建设成为满足全民教育多层次多方位的教育需求的新型大学和终身教育平台。第三,通过创新不断谋求发展。以社会的学习化进程为出发点,以终身教育和学习型社会的构建为立足点,使开放大学真正成为构建终身教育和学习型社会的有生力量,实现开放大学建设助推智慧教育的目标。
3.1.2 明确职能目标
一是办学职能,继续办好学历教育与非学历教育,当前仍以专科和本科为主,并积极探索与高校合作开展面向社会的研究生教育。二是服务职能,充分运用现代信息技术,依托互联网环境,采用远程教育技术手段,为广大民众提供优质的学习资源。三是管理职能。积极创新管理模式,开展决策咨询、发挥好业务指导、过程监督等管理职能。
3.2 进一步加大开放大学信息基础设施及长效运营体系建设力度,助力智慧教育体系的构建
开放大学在远程教育方面有着多年的经验积淀,已形成较为成熟的教育网络,较早地涉足了云计算、社交网络、移动互联网、SAAS等现代信息新技术。但同时我们也要清醒地认识到在信息基础设施及长效运营体系建设力度方面仍需进一步加强,软硬件等方面距离智慧教育的要求仍有较大的距离。因此亟待搭建实施智慧教育的相关平台。
智慧教育的构建离不开现代信息技术,云计算技术的发展与逐渐成熟为智慧教育体系的搭建奠定了基础。它为智慧教育提供了强大的底层技术支撑和服务支撑,因此,借助已云计算技术为代表的现代信息技术,搭建长效运营支撑平台是智慧教育体系建设所不可缺少的,该支撑平台包括:一是智慧教育的计算与安全能力核心的云计算与云服务管理平台;二是保障系统运维的常态化的集中式的系统运维团队及专业面向客户服务的呼叫中心。
3.3 加快优质教育资源的共建共享与整合
现有教育资源与应用已达到一定积累,亟待整合。随着我国教育改革的深入,教育行业的各类参与者已积累了丰富的教育教学数字资源,但我们也应该清醒认识到当前教育运行体系仍存在着诸多问题,如各种教育产品的“炮楼”模式,不适合交叉、跨界,缺乏真正意义上的网络在线教育平台,因此智慧教育体系构建必须充分解决好跨界问题,从而实现各类优质教育资源的共建共享。又如当前我国网络在线教育在连续性方面仍显欠缺,主要表现在从幼儿园、小学、中学、大学、成年、职业、老年的终身教育体系不完备,受众缺乏终身的、延续的教育场所。
开放大学应着眼社会经济转型发展需要,围绕智慧教育体系的构建,坚持内涵式发展,立足区域、面向全国,借助国家和省教育资源公共服务平台,建设学科门类齐全、内容丰富、彰显区域特色的数字化教学资源库,并使教学资源得到可持续的更新。一是充分运用开放大学系统的现有课程体系;二是同自学考试系统的自考课程互通;三是通过政府购买等形式,向各级各类学校、企业、科研单位与社会相关机构征集优质课程,从而促使教学资源更具针对性、历久弥新。
3.4 积极探索“人人、处处、时时可学”的以面向社会公众的在线教育超市为代表的智慧教育运作模式
“教育超市”是一种全新的教育办学模式,它的构建不仅体现了“以学生为本”的教育改革理念,而且有利于有限的教育资源利用效率的提高。“教育超市”实行开放式教学,能为各类受教育者提供层次多样、质量高、数量足的教育资源,提供了更加人文化的学习环境,从而进一步激发受教育者的潜能。在搭建面向社会公众的在线教育超市时应注意以下策略:
(1)明确定位与服务目标。应充分体现学历与非学历教育兼顾,积极推进各类教育形式之间互通,通过在线教育超市平台内容丰富的优质课程满足广大学习者多种层次的需求,并赋予他们充分的选课自,为渴望通过学习提升自我的社会公众提供终身学习的机会。
(2)构建科学设计的课程体系。课程体系是面向社会公众的在线教育超市的主要功能模块,科学合理的课程体系是面向社会公众的在线教育超市的运行永葆活力的源泉。它主要包含两方面的内容,即公共基础课程超市与专业课程超市。在设计公共基础课程超市时应注意既要课程内容符合相关专业修业的基础性要求,又要注重激发学习者的学习兴趣,提高职业素养应变能力等需求;在设计专业课程超市时要在保证专业体系完备性的同时尽量突出专业特性。
(3)构建健全的自选课程制度。应摒弃原有普通高校的管理模式中只能在狭窄的专业计划限定的范围内选课的制度,既要遵循教育规律,建立符合学习者需求的选课制度,使学习者可以依照自己的意愿选修课程,又要注意有利于学生向多元化方向发展的需求,充分体现了“以生为本”的教育理念。
(4)探索实施学分银行制度。课程在各层次高校教育间的互认互通及转换,是面向社会公众在线教育超市可持续健康发展的重要保障。搭建各类教育之间的有序衔接和灵活沟通的“学分银行”平台,是解决当前各类教育资源各自为政、学分不能互认等问题的有效途径。具体实施中可借鉴欧洲学分转换系统( ECTS) 模式,即通过政府和教育主管部门牵头成立全国和省市级高校学分认证机构,由认证机构制定和执行一系列课程学分评估项目和评估标准,确定各个高校教育的各门相关课程学分兑换系数及跨行提取学分的相关标准,从而建立起网络教育与其他教育形式间学分互认互通的立交桥,促进各类教育间的有序竞争和资源的优化配置。
(5)完善课程导师制度。网络是面向社会公众在线教育超市的主要载体。构建完善的导师制度,对学生从入学到毕业的进行全过程指导,不仅可以有效地降低学生选课的盲目性,而且有助于学生自主学习能力的提升。在构建课程导师队伍时,应从长远发展出发,充分考虑导师队伍的专业学科类别、职称、年龄等因素,以保障对学生学习过程中指导服务的针对性和实效性。
(6)制订统一的课程遴选制度。包括课程遴选的评估入市、检验复评、退市的标准,应进一步引入竞争激励机制,充分调动各方参与者的积极性与主动性,促成面向社会公众的在线教育超市资源开发整合和应用升级的良性循环。
注释
① 江兴代.教育超市――现代教育新模式[M].北京:华龄出版社,2006.
>> 智慧实验:教育信息化的新阵地 智慧教育:教育信息化的新境界 幼儿教育信息化新典范:成长的智慧树 郑州:建立全国智慧教育实验区 信息化托起智慧“教育梦” 智慧教育新范式驱动“十三五”教育信息化深入发展 “错误实验”――启迪智慧的钥匙 用实验点燃智慧的火花 智慧校园:智慧校园助力教育信息化 一项富于教育智慧的教改实验 智慧的物理教育:从学生自主实验入手 信息化智慧拼图 教育信息化多元理解.智慧行动.突破藩篱 智慧校园建设,助力教育信息化 高校智慧实验教学中心的研究 智慧实验室管理系统的设计 基于教师实践性智慧发展的智慧课堂实验室设计研究 试论会计实验的信息化 教育信息化背景下智慧校园的关键技术应用 “智慧学习”提升党员教育的科学性与信息化水平 常见问题解答 当前所在位置:l.
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一、华为“云、管、端”,助力教育信息化
云:华为为教育客户提供存储、服务器、数据中心、桌面云等全系列IT产品。云操作系统(Fusionsphere)拥有自主知识产权,性价比业界最佳,能够实现端到端软硬件垂直优化,兼容多家虚拟化引擎和硬件,从而满足解决教育资源集中建设、总校与分校之间IT资源共享需求;融合一体机(FusionCube)实现了计算存储真正融合,内置高性能内部交换网络,完美支撑高性能科研计算、云存储、多媒体教室、数字图书馆应用;云桌面(FusionAccess)是端到端优化整合的桌面云,具有端到端系统化的安全设计、丰富的接入认证方式,低带宽,高网络容忍度,音视频优化,GPU直通的卓越体验,是校园办公协同、计算机上机室、电子评卷、多媒体教学等的最佳选择。
分布式数据中心(DC2)不仅可以大大提高IT资源的利用效率,还可实现数据中心之间的资源共享和统一管理、数据中心之间的容灾和备份。微型数据中心(MicroDC)将网络、计算、存储、安全、语音通信、远程管理集成在标准机柜中,实现3小时安装、1天上线敏捷部署,满足中小学、院系的IT信息化建设需求。
管:华为致力于面向教育客户提供全场景的网络承载及安全解决方案,包括光传输、骨干路由器、企业出口路由器、防火墙、流量整形、行为监管、多业务网关、园区及数据中心交换机、无线WLAN、XPON接入等产品。在CERNET骨干网、区域教育云网络、校园网精细化运营、无线校园、职教及普教校园网等多个场景均有成熟的解决方案及实际应用。
端:华为面向移动学习提供系列化MediaPad、面向校园安全的高清视频监控摄像头、面向协同办公提供的高清视频会议终端及客户端软件平台。基于需求深度定制的平板电脑课取代课桌上的书本和学生肩上的书包,成为电子书包,助力智慧课堂的各类教学应用。高清摄像头的全高清全智能保障校园安全。而高清的视频会议终端使得远程教学成为可能,促进区域教育公平化,使得偏远地区的孩子也能享用优质老师的面对面辅导。
二、华为智慧教育解决方案,助力教育信息化
顺应第四波教育信息化建设浪潮的发展趋势,以“网筑数字校园,云播智慧教育”为核心理念,华为凭借在教育行业多年的深耕、对校园客户需求的深入理解,在整合“云、管、端”ICT产品基础之上,推出“智慧教育云”、“智慧校园”、“智慧云课堂”、“移动书包”四层次的智慧教育ICT解决方案。
智慧教育云解决方案:以华为服务器、存储、网络、云操作系统、数据中心为基础,集成业界领先的教育软件供应商,构建一个整体的、可部署的教育云数据中心、教育云网络解决方案,实现了教育资源共享,让更高效的教育管理服务成为可能。
智慧校园解决方案:以万兆校园骨干网络为核心,提供有线无线一体化校园覆盖、泛在无线宽带、校园精细化运营、校园网络泛在安全、IPv4/IPv6平滑演进、校园网络可视化管理中心、校园安全视频监控、校园网络及能耗节能管理、教育E卡通、校园办公协同、视频会议等解决方案,可满足校园学习、科研、办公、生活、管理、节能、服务方面的需求。
智慧云课堂解决方案:教室作为教学的重要场所,在第四波教育信息化大潮中,正在从多媒体化向智能化升级,颠倒课堂教学模式日益普及。华为为此设计了PI3教学活动模型及SMART教室信息化模型,并在此模型基础上推出以云计算为核心架构,以物联网使教室智能化,以专为智能教室设计的“四合一“教室云边界(CCE),资源下沉、提升教学体验的校园云边界(SCE),简化运维管理的智能管控中心(COC),预集成教学应用平台的云课堂中心(CCC)为核心设备的智慧云课堂解决方案,满足网络课堂、远程课堂、颠倒课堂、网络教室、移动学习等教学应用场景需求,助力教学模式变革。
移动书包解决方案:提供从学习终端(电子书包)、到网络安全接入策略、终端设备管理,到电子教本内容平台的端到端解决方案,以实现教学内容实时共享,教师有效监控课堂,即问即答的互动式教学;通过增加学习的趣味性,调动学生的积极性,提高学生的学习效率、自学能力。
三、开放协作,共筑未来智慧教育生态
【关键词】数字化教学案 智慧课堂 互动教学系统
随着时代的发展,人们更加关注教育的品质和质量,关注个性和智慧的发展。21世纪人类文化正从知识文化走向智慧文化,培养“有智慧的人”已成为时展的迫切要求。然而审视现在的课堂,过于注重知识和技能,从根本上失去了对学生生命存在及其智慧发展的整体关怀。课堂要主动适应时代的发展,必须从单纯传授知识的课堂转向培育“有智慧的课堂”,实现“转识成智”的转变。基于“数字化教学案”的智慧课堂互动教学系统的构建,正是借用数字化手段营造智慧课堂的有益探索。
一、什么是智慧课堂
随着课改的深入,越来越多的教师意识到课堂不仅要关注学生的知识、技能、分数,更要关注学生的未知世界、生命感知,给予其人生以智慧的启迪。教师应该是充满智慧的人,课堂应该是智慧的课堂,课堂要以教师的智慧激发学生的智慧潜能。
然而,智慧是“只可意会不可言传”的东西,很难说清楚什么教育是智慧的。孔子说:“智者乐水,仁者乐山。”这句话告诉我们,智慧具有流变、灵动的特性,人们给它罩上了神秘的外衣,使智慧变得虚无缥缈。因此,很难对智慧下一个统一的定义。智慧是教育的理想,乃至一种境界。但如此“虚”而难于把握的“智慧”,在教学过程中怎样实现,有无规律可循?怎样的课堂是智慧的课堂呢?
教育家陶行知认为:“智慧是生成的,知识是学来的”。中央教科所副所长田慧生认为:“智慧不能像知识一样直接传授,但它需要在获取知识、经验的过程中由教育的细心呵护而得到开启、丰富和发展”。国家督学成尚荣指出:“课堂教学改革就是要超越知识教育,从知识走向智慧,从培养知识人转为培养智慧者;用教育哲学指导和提升教育改革,就是要引领教师和学生爱智慧、追求智慧”。
我们认为,智慧课堂是基于生命发展、基于唤醒智慧、基于培养合格公民的课堂,是启迪学生智慧的场所。“智慧课堂”改变了传统的注重知识发展的课堂教学形态,由从学生知识的增长到着眼于学生的全面发展,通过师生交往,创设自主的课堂、活动的课堂、情感的课堂、生活的课堂和趣味的课堂;通过学习共同体的构建,培养学生思维能力、创新能力和实践能力的发展;通过智慧教师富有智慧的教学,培育学生灵性、完善学生个性、开启学生智慧。智慧课堂的核心思想是促进学生的思维发展,目的是促进学生的创新和解决问题的能力的发展。智慧课堂中的教学内容、方式和策略、教学设计等以学生的智慧发展为目的,是以教师的教学智慧为根本条件,运用现代教育手段,在教学设计、教学实施以及教学评价中体现“转识成智”,促进学生智慧成长的教学过程。
由此可见,让智慧唤醒课堂,让智慧引领教师专业成长,是时代的呼唤,是教师专业成长的需要,是课堂教学焕发生机与活力的契机,也是新时期教育教学改革的重大使命,本课题的研究有着鲜明的时代意义。
二、智慧课堂的基本特征和理念
智慧课堂中教师是智慧的教师,课堂是智慧的课堂,管理是智慧的管理。宗旨在于以教师的智慧激发学生的智慧潜能,指导学生应用自己的智慧,协助学生发展自己的智慧,培养学生创造自己的智慧。
智慧课堂中的每一组材料、每一个环节、每一处细节都是教师精心选择、理性思考的结果。理性的设计引起学生理性的思考,理性的思考促进学生对课程本质的理解与掌握。其最重要的价值在于帮助学生建构一种自我组织、自我进化、自我完善、自我构建、自我发展的,具有独特个性的、完整的集成智慧体系。教师的教学策略不仅局限于怎样把本课知识讲清楚,而是包含了怎样创设问题情境,怎样把现实生活中蕴含的大量课程信息引入课堂,怎样引导学生进行观察、实验、归纳、类比、推理、合理猜想、寻求证据、作出证明、举出反例、社会调查、小组讨论、发表意见等等,从而引导学生动手实践、自主探索、合作交流。这样,学生在课上得到的就不仅仅是知识,而是实践经验和解决方法,从而也就有了创新的可能和成功的体验。
与“智慧课堂”对立的是“知识课堂”、“应试课堂”。所谓“知识课堂”、“应试课堂”,主要特质在于其教学的最高目的是以对“课本知识”的单向习得为中心,教师是课堂的垄断者,课本是毋庸置疑的“权威”,而学生的学习方式则是以知识死记硬背和机械训练考试为主。
综上所述,可以知道:让课堂成为智慧课堂,就必须充分尊重学生的主体地位,指导他们独立思考、自主学习、拓展思维,培养学生的学习兴趣,养成良好的学习习惯,提高他们的学习和沟通、合作和交往、实践和创新的能力,让他们敢于独立思考、大胆质疑,提出自己的见解,发挥自己的创造,这才是真正意义上的“转识成智”。
归纳一下,智慧课堂具有三大基本特征:一是课堂是一个“生活场”,它应当让学生在活动中体验,在体验中使生命得到不断成长;二是课堂是一个“思维场”,它应当有利于学生高智慧的形成与发展;三是课堂是一个“情感场”,它应当有利于学生的情感世界在一种自由、和谐的氛围中不断得以陶冶与美化,成为合格公民。智慧课堂教学的基本理念包括:一是教学目的以追求学生的智慧发展为指向。二是教学过程以强调师生情智交流为本体。三是教学评价以关注学生智慧发展过程为重点。
三、构建互动教学系统对智慧课堂的作用
(一)课前―发挥教师网络集体备课磨课的优势
一堂好课必须“赢在起跑线上”,课前的认真备课非常重要,需要有丰富的教学资源;一堂好课也要讲究技巧和效率,必须经过千锤百炼、反复磨课,才经得起推敲和学生检验。如果能发挥学校的引领主导作用,构建一个互动教学系统,开展网络集体备课磨课,将原来课前同行间的局部交流扩大到全校甚至校外,或者进行其它学科及社会资源的渗透,将为教师合作搭建一个坚实的平台,设计出一堂更好的课。
所以智慧课堂互动教学系统的构建不能光局限于课内,还要包括课前备课的模块,教师可以在这里方便地上传、搜索、共享教学案(包括课件、试题、微课视频)等各类教学资源,可以自动进行格式转换,并且有不同的工具可以使用,例如查字典。
发挥网络的优势与集体的力量,突破传统纸上备课的限制和时空限制,任课教师在平台上备好课并共享,其他教师登录后即可查看这节课的每一个教学环节,通过大家的交流建议,互通有无,最终反复修改形成磨课共识,再交还给任课教师充实自己原有的教学案等教学资源。这样可以使每一节课都融入集体的智慧结晶,同时每一节课的资源还可以反复使用和不断提高,大大提高每节课的效率,也减轻了教师的工作量。
(二)课内―全方位超越传统的教学模式
传统的课堂教学模式一般是讲练结合的模式,课堂效率低,教师很难实时了解不同学生的学习程度,进行有针对性、个性化的辅导,往往是凭经验猜测重点、难点,导致已经掌握的学生也要跟没掌握的人一起反复炒冷饭,没有掌握的学生有问题却得不到点拨。长此以往,学生两极分化严重,教学进度受阻,思维走向凝固。
如今在新课程改革的要求之下,学生的人性品质、信息素养、创新精神日益受到重视,如果能构建一个互动教学系统,将极大地打破传统课堂的樊篱,全方位超越传统的教学模式。
例如:为了推进数字化教学,构筑智慧课堂,在2013年举行的由杭州市人民政府等部门承办的“第二届移动教育高峰论坛暨移动智慧教育的实践与发展研讨会”上,来自香港和台湾的专家介绍了“未来教室”及“智慧教室”的概念和经验。所谓“未来教室”,就是通过领先的互联网技术,利用云端服务器建立资源和学习平台,让教师和学生能随时随地进行教与学。目的就是为了促进高效的互动,从而提高教学质量。因此,智能终端和学习内容的整合、师生间工具透明化的互动至关重要。“智慧教室”的贡献,在于让老师的课堂时间分配更有效率,腾出更多时间与学生互动,提高学生上课兴趣。“智慧教室”中的智能终端可以将学生在课堂上所做的笔记或习题等城即时呈现在电子白板上。实物展台则可以将作品或文稿等传输到电子白板,帮助教师更好地完成教学材料呈现、教学情境创设及数据分析整理等工作。
专家讲的“未来教室”及“智慧教室”,其实就是我们说的智慧课堂。目前智慧课堂项目已经在杭州不少学校开展,包括杭州再灵科技和施强国际等公司都在杭州各区县学校进行试点,比如上城区有13所学校与再灵科技合作试点两年,试点学科已经覆盖到语文、数学、英语、科学、综合实践活动、美术绘画、阅读理解等全部基础教育学科。下城区也与施强国际旗下的施强网校合作,在春蕾中学等三所学校进行试点并取得了一定的进展,试点学校的数字化教学装备及模式也得到了更新。
考虑到听众的接受程度,香港和台湾的专家讲得都比较浅显,主要介绍了硬件终端的情况,较少涉及软件平台,其实,要全方位超越传统的教学模式,构建一个互动教学系统显得非常重要。因为不同的学校,硬件配置可能差不多,主要的差距是在软件平台建设上。
以下城区的施强网校项目为例:他们的智慧教育平台界面,打通了电脑、电子白板和平板电脑等三大终端,可以线上进行数百人的名师课堂教学。平台界面是一块网络黑板,在三大终端中都可以调用,左上角展示摄像头中教师教态,包含录制的声音。左下角是在线学生的状态,对学生可以在线点名及锁定学生机或平板电脑屏幕防止学生开小差,学生有问题可以随时网上举手。教师上课时网络黑板界面中可以随时调入已经上传到服务器并自动转换格式的课件等资源,也可以直接在平板电脑上板书并体现到网络黑板上并进行多页保存,还可以调用画笔等工具或通过搜索得到各类图形、试题库、字典等资源。教师还可以把网络黑板上展示的课堂重点部分操作过程及教师的教态和声音录制成微课,还可以调用黑板上的试题集并自动或手动进行作业批改、统计和点评。学生利用平板电脑可以将上课时老师的板书、课件展示及标注拍照或截屏存笔记,方便课后复习,对有疑问的地方可以在线与教师交流。
(三)课后―方便多方协作助推教育
学生智慧的生成要经历知识经验的准备、积累、酝酿、顿悟的过程,所以课后的复习和交流也很重要。需要构建一个互动教学系统,学生可以在课后随时调用课件、微课视频、拍照和截屏的笔记等进行复习并完成作业,也可以有针对性地调用下一课老师的教学案或备课笔记来进行课前预习。
同时,学生课后的回家作业,无论是读、写、听、说,老师和家长既能远程“监控”,又能对孩子进行实时辅导。甚至老师明天的授课内容,家长今天就能提前知晓,方便多方协作助推教育。
四、数字化智慧课堂构建的功能需求
俗话说:授人以鱼不如授人以渔,从智慧课堂的特征和理念出发,我们可以认识到培育智慧课堂的重点是“转识成智”。数字技术的发展,为智慧课堂的构建提供了良好的基础,智慧课堂的物理架构设计是在无线网络环境支持下,由多屏交互系统、无线反馈系统、平板电脑、远程教学系统、课堂实录系统等部分构成。数字化智慧课堂在功能需求上应充分利用技术手段,调动课堂各要素的作用,促进人的认知、技能和情感的学习与发展,其大致有以下功能需求:一是配有电子白板,能将教师或学生端的平板电脑内容通过投影机投影到电子白板上。配置网络统计和分析软件,能对学生答题的情况进行统计分析。二是具备智能化交互的功能,配备高清交互设备,能实现远程控制、远程音视频交互、远程视频会议和网络直播点评等功能。三是能够全程智能录播,教师走动或学生回答问题时的场景能智能跟踪录像。支持电子白板中演示界面内容的录制,电子白板及平板电脑中书写、演示的内容均能记录下来,可录制多画面授课场景最终自动生成一个视频文件。四是拥有网络或本校提供的泛在的教学资源,包括电子书包、有声课本、错题云等。
以上功能并不要求全部都有,有些学校仅仅只是搭建了一个数字化的平台,通过多屏交互系统,也能很好地实现数字化智慧课堂的构建,只需要有以下基本功能:一是电子白板与平板电脑的智能交互与分析系统,支持随时随地任意组成虚拟学习小组,进行协作学习。二是智能课堂实录系统(具备微课视频录播、复习点评等功能)。
以上数字化智慧课堂的构建中,硬件主要是电脑、电子白板和平板电脑三样,软件主要是支持这三大终端的安装在服务器上的智慧课堂互动教学系统的建设。相比之下,软件的功能需求要远大于硬件,可以有许多个性化的设计,例如:动画有声课本的设计,既可满足教学内容的实际需求,又可增强教学内容的生动性、趣味性和交互性,极大提升教学效果。普通话、英语评测功能,能有效解决学校长期以来难以开展口语教学和测试的难题,能全方面提升学生的语言综合应用能力。手写板书实时朗读功能可以使教师写板书时“即写即读”,减轻教师工作量。语音搜索功能可以免除教师使用软件和课件时的繁琐操作,只需一句语音指令,软件便自动为教师调用相应功能和资源,大大提高使用终端的效率,节省课堂宝贵的时间。
五、如何构建基于“数字化教学案”的智慧课堂互动教学系统
构建数字化智慧课堂,需要构建互动教学系统,才能实现“转识成智”。下面就以杭州市大成实验学校为例,介绍一下学校是如何构建基于“数字化教学案”(是广义的数字化教学案,包括课件、试题、微课视频等各类资源)的智慧课堂互动教学系统的。
(一)总体思路
通过实践研究,参考MOOC(幕课,即互联网大规模在线开放课程)成功的经验,建立起一个适合九年一贯学校本土化的“类幕课平台”,为学校的智慧课堂教学提供强有力的平台支撑和技术保障,为教师的数字化成长提供极大的空间,并力争让来自五湖四海,有着明显不同的教育背景、知识基础的孩子,跨越数字鸿沟,提高课堂教育教学效能,推进教育均衡发展。
(二)预期目标
一是实现课堂教学过程数字化,实现课堂教学实时互动反馈。二是实现学生评价体系数字化,形成完整的学生成长电子档案袋。三是打造多维立体的家校沟通新模式,形成家校合力,共同促进学生和学校的可持续发展。四是实现数字教学资源的积累,为教师、学生、家长提供个性化、指向性的服务,提高教育教学质量和效能。五是逐步提升教师的数字化教学能力,提高学生的信息素养,提升家长、社会的数字化意识。
(三)具体内容
开发建设“一中心、四平台”,构建基于“数字化教学案”的智慧课堂互动教学系统。
“一中心”即信息存储智能处理中心,可以将现有的教学案分年级、学科、章节、课时进行存储、并方便地在平台中进行编辑、导出、打印和管理。建设教学资源库,提供包含中小学主要学科的全部课件、试题、微课视频,并实现教学资源按年级、学科、章节、课时等方式的管理、检索、上传和存储。开发管理平台软件,建立用户管理机制,实现资源和信息的智能化处理。“一中心”是构建基于“数字化教学案”的智慧课堂互动教学系统的基础。
“四平台”包括课堂教学、教师应用、学生应用、家长助力四个平台。
课堂教学平台,是构建基于“数字化教学案”的智慧课堂互动教学系统的核心,它包含“学情调查、目标问题、交流展示、学能监测、拓展提高、反思评价”六个功能模块。能够实现对前期学生错题云和当前学情调查情况的智能处理并给出教学建议;能够随时调用信息存储智能处理中心中的教学案(包括课件、试题、微课视频)等资源,帮助教师备课磨课,同时能够检索题库自动或手动组卷,根据作业情况建立错题云,实现对每次作业及每道题的数据分析;能够利用开发的专用电子白板软件,实现随意书写、随意作图和微课的自动录制;能够让师生通过平台进行主、客观问题和学生综合素质评语的交互反馈,并通过直观统计图表显现。
教师应用平台主要包括PC端教师备课和平板电脑端教师授课(网页版和安卓版)两大功能。网页版能实现基于学情调查等六个模块的备课,能实现文档的格式转换并打印,能对权限下教学资源按年级、学科、章节、课时等多种方式进行管理;能完成班级管理和学生分组管理;能完成题库的检索、组卷和上传以及对错题云的教师端查看和处理等功能。安卓版能让老师在授课时对试题进行手写批改和交互反馈,并查看每次作业及每道题的数据分析。
学生应用平台的网页版可以查看每门学科每次作业及每道题的答题情况并订正;可以查看学生个人错题云;也可以观看微课视频多次学习。安卓版除以上功能外,还可以在课堂上实现问题的接收、查看、手写答题、提交和即时反馈等功能。
家长助力平台也包括网页版和安卓版两部分。主要用来查看自己孩子每门学科每次作业及每道题的答题情况,并与班主任、学科教师、学校管理层、社区实时沟通反馈,共同促进孩子的成长。
数字化教学不再“遥不可及”,智慧课堂也“不再是梦”。目前,大成实验学校基于“数字化教学案”的智慧课堂互动教学系统正在招标建设过程中,其中课件、试题、微课视频等教学资源已经比较完善,教师开展“数字化教学案”备课、上课的热情也很高,已有一定的基础。等2014年暑假智慧课堂互动教学系统建成并投入使用后,将极大地提升课堂教学效果、丰富课堂教学资源、调动师生家长的应用积极性。下城区教育技术中心将根据学校使用的情况,适时将该校的经验向全区、全市推广。
今后,大成实验学校将在完善平台和资源建设的基础上,进一步丰富智慧课堂互动教学系统的功能,比如课前的教师网络集体备课磨课、课中的错题云数据库、课后的学生电子书包等模块。进一步完善云平台和云资源,运用电子书包开展“智慧课堂”教学。进一步推动数字化校园建设的创新,开展个性化教学,迎接教育信息化的新挑战,促进学校教学模式的新变革。
参考文献:
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高校教育信息化的发展不断深入,智慧校园理念在数字校园以及网络校园的发展实践基础上将高校教育信息化建设推向了新的阶段。本文从智慧校园理念的提出环境以及其发展过程分析入手,简要分析智慧校园的组成结构以及典型模块,结合已有智慧校园的应用示例效果,对智慧校园建设进程中出现的问题予以归纳,在此基础上,对今后我国高校智慧校园理念的进一步建设趋势进行阐述,以供相关人士参考。
【关键词】高校智慧校园 应用效果 策略研究
高校教育信息化建设的推进将高校教育功能推向了网络校园、数字校园的阶段,这两个阶段的实践过程已经取得一些成绩,而智慧校园则是继数字校园建设后的又一阶段目标。智慧校园的建设需要在网络校园以及数字校园的基础上进行,集合网络校园、数字校园在实践应用中的效果分析,寻求可行途径解决网络校园及数字校园在应用中出现的典型问题,不断优化校园教育信息化配置,为高校学生提供一个更加便捷、现代化的学习生活氛围。
1 高校智慧校园的提出背景及发展历程
高校教育信息化建设的着眼点在于现代信息化技术与高效校务管理的有机结合,随着云理念及云计算技术的不断革新,新一代网络技术俨然成为智慧校园建设的支撑引擎。现阶段我国智慧校园建设仍旧处于较为初期的阶段,需要各界人士加大智慧校园建设进程中的努力程度,实现高效能、低成本、多角度、全方位的可为高校师生提供智慧服务的校园环境。
1.1 智慧校园的提出环境
进入现代化社会,随着社会进程的不断推进,各行各业掀起了信息化升级的浪潮,对于高校校园信息化建设而言,其所需要达到的应用需求越来越高。智慧地球、智慧城市等智慧系列理念的提出,推进了信息化时代的智慧演化进程,高等院校作为知识和信息服务的重要媒介,其势必会加入智慧化转型大军,借助先进相关技术信息手段的发展与应用,建设智慧校园。
智慧校园理念的正式提出源自2010年浙江大学在信息化十二五规划中提出的议题,其建议宗旨在于创建无处不在的网络学习、融合创新的网络科研、透明高效的校务治理、丰富多样的校园文化生活、便利舒适的校园生活。也就是说,智慧校园概念自诞生以来,便伴随着安全、稳定、环保、节能等特征。浙江大学提出智慧校园建设意见后,便引起了教育领域众多高等院校的积极响应,在不断的探索与研讨过程中,人们在智慧校园的核心特征上达成了共识。智慧校园理念中包含三个核心特征:
(1)智慧校园建设工作旨在为高校环境中的广大师生营造一个全面的、智能感十足的、综合的信息服务品台氛围,并根据师生及校务相关的不同角色、诉求,提供个性化定制服务;
(2)智慧校园建设的技术支撑为融入高校的各个服务领域的计算机网络信息服务技术,其技术目标在于实现校务相关的互联以及即时写作;
(3)智慧校园的建设主体在于通过智能感知环境和校务综合信息服务平台的有效结合,为学校内部与外部环境提供一个可供师生之间、学生之间以及其与高校相关角色之间相互交流、相互感知的接口。
智慧校园建设的理念内涵与智慧地球理念如出一辙,其与当前流行的物联网技术有着密切关联,智慧校园的首要目标也是将物联网技术与校园应用进一步融合,借助物联网技术连接高校局域网中的各类型物件。
关于智慧校园在实际应用中的概念解析,不同应用目的的组织或企业有着不同的看法,有些企业认为智慧校园与特定的产品之间有着捆绑关系,有些企业则认为智慧校园的主要载体是运营商的相关产品。但从高校角度看,智慧校园是数字校园建设发展到一定阶段的表现形式,因此,智慧校园的概念可以理解为是数字校园的发展版。从这一理解方式看,智慧校园建设的首要任务便是建立一个具有统一性的基础设施平台以及具有统一性的数据共享平台和校务相关综合信息服务平台。
1.2 智慧校园的发展历程
我国在“十二五”以来对高等院校的教育投入比例有明显增加,越来越多的高校逐渐将革新眼光放在信息化特色与教育环境的结合上。教育信息化这一概念便应运而生,在众多高校响应国家政策号召兴建的新校区配置中,不乏一些具有典型现代社会信息化特色的教育资源,完成了教育教学环境逐步向网络化、信息化、数字化、智能化、多元化的转型雏形。这也为智慧型校园建设奠定了背景基础。信息化校园的建设目标在于培养集合创新性、应用性、复合型的综合人才,通过为学生提供良好的学习和生活环境的方式提升学生培养的多元化转型力度。
网络校园建设阶段回顾:从技术层面看,高校教育信息化建设中的网络校园阶段将原有校园网进行双栈式网络升级,实行IPv4与IPv6并存的校园局域网环境。引进了有线网络和无线网络的技术,为高校学生构建了一个连接所有校园内教学楼、支持多种数据终端访问校内资源的技术途径。在网络校园建设阶段,应用重点在于高校 门户站点、校内邮件系统、职能部门管理信息系统互通、视听教学、网络课程、教学资源库共享、图书馆文献资源系统查阅、网络办公等网络技术支持的项目建设。虽然在网络化高校校园建设阶段,师生们体会到网路化学习环境的优势,但不能忽略的是,在网络校园阶段存在着信息门户与身份认证方面有效的统一手段。
数字校园建设阶段回顾:数字校园理念出现于网络校园实践之后,其在网络校园建设成果的基础上以壮大信息化校园为核心目标,进一步整合了网络校园MIS系统、实现身份认证与信息系统的统一。可以说,数字校园建设阶段的应用重点在于校园内网络相关资源的统一化建设,从校园基础数据库、校园数据交换系统、校园信息门户站点到校园管理信息平台登录的身份认证,都实现了网络化校园阶段并未出现的统一化转变。从高校教育资源的整合及优化方面看,数字校园将校园一卡通以及包含智能决策支持系统在内的高校教育资源计划系统引入建设体系中,创建了数字图书馆、网络视听课程以及网络协同工作等应用系统,进一步方便了高校师生的日常工作及学习。
智慧校园构建设想概况:智慧校园的发展依托于已经有明显成效的数字校园实践成果,是高校教育信息化发展的创新目标,也是教育信息化建设的新兴模式。目前,智慧校园的应用尚处于构建阶段,其将尝试以有线无线一体化校园网、物联网、移动网等多类型网络进行融合,并以此为基础,采用近年来兴起且势头正猛的云计算技术,配合应用层数据交换技术以及应用集成框架技术等高端计算机技术,进一步推进教育信息化建设的力度。智慧校园的建设目标在于实现高校校园环境内的物物之间、物人之间、人人之间的感知互通、互联,从而改变传统静态状态中的校园管理模式,实现高校教学以及其他方面的动态管理,并通过一系列高端技术作为保障手段,不断提升教育信息化建设应用过程中的精细化程度。智慧校园目前在我国南方多所高校有所应用,例如,浙江大学将智慧校园建设的范围确立在平安校园建设、绿色校园建设、和谐校园建设、生态校园建设、科学校园建设等项目上;上海交通大学在国内高校首次提出“智慧泛在课堂”的智慧校园建设理念,将图书馆电子教参资源融入学校教务系统之中,方便师生在教学课程信息与教参资源之间的即时互通操作。
2 高校智慧校园建设的架构介绍
结合智慧校园的概念解析以及其在实际应用中的实践整合成果,按照鲁东明在《信息化VS高等教育创新-融合-发展》文中的观点,将智慧校园的定义所蕴含的总体架构可以分为基础网络、公共支撑、数据资源、共享服务、应用服务、用户访问等六个环节,具体的结构展示图如图1所示。
按照顺序对于高校智慧校园建设的结构中的典型主要模块的具体细节做如下分析:
(1)基础网络环节主要包括三个部分:数据通信、语音通信、电视传输。基础网络环节所依托的技术手段主要是超高速局域网技术,利用有线网络以及无线网络的相关计算机技术,构建智慧校园建设的基础平台,可支持包括文本、图形、图像、语言、媒体等多类型、大规模的数据之间的传输与共享,并支持校园一卡通的数据传输。前文提到的平安校园的视频流传输也可以通过智慧校园结构中的基础网络环节实现。而电视传输的主要对象则是数字化有线电视和校本电视,语音通信则是依托电信建设,实现有线电话以及近年来兴起的4G移动通信等。
(2)公共支撑环节主要包括多业务融合的高性能复合云计算、数据中心智能机房环境、校内楼宇集合的智能大楼以及智能场馆、协同感知相关设施等。
数据资源缓解主要包括基础数据库、办学资源库、图书文献库、物资环境数据库、人文环境数据库五类。其中,基础数据库包括教务管理、科技管理、人事管理、财务管理、学生管理、校务资产设备管理、高校体育运动管理、高校后勤服务管理、校园卡管理等。而办学资源库包含高校教学及辅助用场地、高校办公行政用房及场地、高校学生宿舍、高校学生食堂等数据库以及高校教育科研仪器资产数据库等。图书文献库主要指的是数字图书文献、学报校刊数据库等。物资环境数据库包含高校校园建设规划、高校校园卫生、高校校园绿化、高校校园景观等。人文环境数据库则主要包含高校校容校貌、高校班级风范、校规校纪、高校环境下的师生礼仪和人际关系等。
(3)共享服务环节包含六个模块:公共数据交换系统、统一身份认证、公共通讯系统、校园卡系统、平安校园监控系统、应用服务层、用户访问层。其中需要格外注意的是统一身份认证环节,其支持用户、权限管理以及应用服务注册等功能,保障平台使用的每一个用户均具有一个唯一的电子身份。统一化的身份认证也是智慧校园区别于网络校园的重要指标。
3 高校智慧校园建设的应用示例展示
高效智能校园建设在一些地区的高校应用所取得的成绩是令人们欣慰的,针对其中几项较为典型的应用及其效果,笔者将作如下分析:手机开门:鹰潭某学院施行了凭借手机扫描门禁读卡器的智慧校园建设项目,让学生们体会到了在校园生活的便利。手机考勤:对于高校学生而言,用手机进行考勤可以不用花费过多的时间在点名上,缺勤与出勤的确定可以在短时间内完成,尽可能少的占用课程时间,从某种程度上促进了学生上课的积极性。
校园一卡通:作为网络校园、数字校园的产物,在智慧校园中的校园一卡通相对于此前有更进一步的升级,不仅结合了多类型计算机高端网络技术,更在原有基础上,添加了网络校园以及数字校园建设中所缺少的统一身份认证,实现高校校务数据管理的集成和共享。
4 高校智慧校园建设应用中的问题分析
虽然智慧校园建设的应用成果展示了其方向的正确性,但对于高校智慧校园应用过程中出现的一些问题也不能忽略,对于其中的典型问题及结合实际的可行对策分析如下:
首先,智慧校园参与师生对于现代化信息素养程度有待提升。信息化技术的迅猛发展令高校师生在具体操作中对于相关技术的适应程度与智慧校园建设的要求之间出现差距。由于技术限制,造成智慧校园建设中的相关部门对于信息化的接受热情并不是很高,造成新进系统资源的利用率下降。现阶段我国高校在智慧校园建设的具体操作中多数将精力放置于外包网络技术公司完成,这一现状并不利于智慧校园建设的深入进行。正确的操作模式应该是外包公司与本校信息化部门共同完成,根据学校的不同需求将网络高端计算技术进行本土化、个性化加工、开发。
其次,可以尝试校企合作的模式推动智慧校园建设的发展。结合智慧校园建设的实践情况可以发现,高校环境下的师生对于技术性智慧校园的应用参与度并不高,一方面源于高校环境的影响,一方面源于缺乏有效激励手段。而校企合作的模式不仅可以提升办学水平,也可以推进信息技术在高校中的快速发展,更能通过人才培养计划吸引学生的对于智慧校园建设的参与热情。也就是说,高校可以通过认真调研以及与企业之间的商谈过程,确定合作企业,借助校企合作在高校人才培养方面的优势,推进本校智慧校园的信息化建设。
5 结语
基于本文分析不难看出,智慧校园建设已经成为未来较长时间内我国高校教育信息化建设的主要任务,虽然就目前智慧校园在国内高校的应用效果看,仍然存在一些不足,但对于问题原因的准确分析可以有效改善现状,通过参与师生观念的更新以及操作模式的多样化转变,进一步推进高校内智慧校园的渗透程度。
参考文献
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知识与智慧,是衡量学生综合素质的重要方面,也是考核教师教学效果的重要因素,在教学实践中,要注重学生个性差异与知识素养等多方面的因素,应用“知识与智慧”的综合智能化教育平台,构建学生评价的有效策略,有利于促进学生综合素质的培育,促进教学相长。
1 “知识与智慧”职能教育平台的含义
智能化教育模式的运用 智能教育平台是当前在学生思维教学、知识引导、智慧开启等多方面形成的一种多功能的教学平台,主要适用于教学过程中的课件制作、课堂演示等,以及在综合实验过程中进行课题研究,侧重于满足学生在动手实践、自主实践、合作交流等多方面的需求,在教学过程中,教师通过采用智能教育平台,有效地实现教学内容的多样化,打破传统的教学方式,并借助多媒体,有效实现教学互动,提升教学质量。
综合应用 在应用智能教育平台的教学过程中,注重对学生在知识、技能、实践操作、智慧形成等多方面的影响,并围绕学生在知识、兴趣、爱好、道德培养、行为习惯等多方面的考核指标进行综合化教学引导。结合分析小学生学习成绩、身体素质、学习能力、行为修养、兴趣培养等,通过现代信息手段及方法,譬如对学生学习形成不同时期表现进行综合评估,并录入计算机的管理系统,从德智体美劳等多方面形成数字化的评价,全面反映小学生学习成长的整体情况。
智能教育平台以学生为主体,充分考虑各方面的因素,既有社会因素,也有家庭和学校因素,从学生的自我的分析解决问题能力、认知能力、思维能力、兴趣养成等情况入手,构建综合的教学模式,围绕学生的情感态度、思维认识、朗读能力、心理需求、思维障碍突破、学习积极性等进行量化,形成科学有效的教学手段。
2 分析智能教育平台在教学实践中的整体作用
情境交融的兴趣引导 通过智能化教学平台的搭建,能有效克服传统的教学模式,尤其是在情境交融模式的运用中,对于学生感受知识、应用图解的方法和信息化、测量技术,对学生的学习成长状况形成科学理性认知,在此基础上,教师可以采用动态化的兴趣引导模式,将智能平台的综合效能与情境模式相融合,通过演示表演、动态设计等,引发学生学习兴趣,集中精力,突破重点难点,教师要注意教学的连贯性设计,使学生能对每个重要节点都形成深刻的印象。
数形结合的思维启智 通过智能教育平台的引导,让学生在各种数字、图形的学习中,构建理性思维与形象思维以及抽象思维之间的桥梁,注重学生在个性思维方面的引导,形成知识的系统化。
动手实践 通过构建智能教育平台,引导学生通过实践来解题释疑,譬如,在学生学习有关三角形的知识时,学生在测量三角和为180的基础上,自己动手制作,深入理解三角形的稳定性等,并通过多媒体教学网络展示出不同的作品,培养学生探究兴趣。
3 积极开展教学实践
生活化趣味化 在智能教育平台的作用中,可以融入生活化的趣味情境教学,这样,更加有利于提高学生个性学习的效果。譬如,在语文教学中,结合多元文化的发展情况,融入生活化的教学手段,采用多种有趣的活动教学模式,找出学生个性学习与本土文化特色的结合点,开展社会调查、文学沙龙、校园征文、本土文化探索等活动,培养学生的思维能力,并在学校组织文学社团、演讲协会等,开展辩论赛、社会实践活动等,让中学中在生活化场景中增强语言表达能力、合作能力、创新运用能力等,强化语文知识的全面运用。
合作学习 教师要将智能化综合评价与探究相结合,形成交互式的合作学习方式,根据学生个性差异、学习情况的不同,构筑多种学习活动,使不同小组的成员都能收获成长。可以采用问题讨论式、操作活动式、互助组式、切块拼接式、角色表演式等进行合作学习。譬如,在英语教学过程中,教师和学生共同学习课文,熟悉剧情,编排动作,通过课本剧的表演,让学生更加了解和掌握英语句型的运用以及有些外国风俗等,激活学生英语学习的兴趣。
智能化评价 采用形成性评价和总结性评价结合的方法,定性评价和定量评价结合,开卷考试、闭卷考试、口试、操作、活动等多种评价方式并存的智能化评价方式,进行综合评价。
4 结语
在教学过程中,采用智能化教育平台和教学方法,注重学生综合素养的培育,不仅促进教学效果提升,而且也能为学生的全面发展奠定良好的基础。
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1.智慧城市的概念与内涵
1.1智慧城市的概念
智慧城市是把新一代信息技术充分运用在城市的各行各业之中的基于知识社会下一代创新(创新2.0)的城市信息化高级形态。智慧城市是基于互联网、云计算等新一代信息技术以及大数据、社交网络、Fab Lab、Living Lab、综合集成法等工具和方法的创新应用。智慧城市实现全面透彻的感知、宽带泛在的互联、智能融合的应用以及以用户创新、开放创新、大众创新、协同创新为特征的可持续创新。
1.2智慧城市的内涵
1.2.1 更透彻的感知,更全面的互联互通
智慧城市基于无处不在的智能传感器,实现对城市物理空间的全面、综合的感知,动态的获取城市的各种信息,对城市核心系统进行实施感测,实现“无所不在的连接”。
1.2.2 更深入的整合,更协同的运作
通过城市“三网”融合,再加上物联网和基于云计算平台的多元异构数据(多参考系、多语义、多尺度、多时相等)的整合,构建智慧城市的信息基础设施。1.2.3 更多样的服务,更积极的创新
智慧城市所构建的服务,是一种新的提供服务的体系结构,对所感知到的海量数据能够进行不同深度的处理、挖掘与延伸,为人们提供不同种类、不同层次、不同要求的低成本、高效率的智慧化服务。同时智慧城市给了政府、企业、个人更多的创新的机会,鼓励在智慧城市提体系内寻找新的经济增长点,为社会进步、经济发展、文明前进提供不息动力。
2.智慧城市实现的关键技术
2.1物联网技术
物联网的网络架构可以分为三层:感知层、网络层和应用层,如图1所示。感知层对物理世界感知、识别并控制。网络层实现信息的传递。应用层在对信息计算和处理的基础上实现在各行业的应用。
图1
2.2云计算
2.2.1云计算的定义
现今,广为接受的是美国国家标准与技术研究院(NIST)定义:云计算是一种按使用量付费的模式,这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问, 进入可配置的计算资源共享池(资源包括网络,服务器,存储,应用软件,服务),这些资源能够被快速提供,只需投入很少的管理工作,或与服务供应商进行很少的交互。
2.2.2云计算的特点
云计算是通过使计算分布在大量的分布式计算机上,而非本地计算机或远程服务器中,企业数据中心的运行将与互联网更相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上,根据需求访问计算机和存储系统。特点如下:(1) 超大规模(2) 虚拟化(3) 高可靠性(4) 通用性(5) 高可扩展性(6) 按需服务(7) 极其廉价2.3物联网与云计算的关系
目前物联网的发展存在“信息孤岛”现象,其在各个行业、各个小地域的应用互相隔离,不能形成城市范围的一体化协作平台。究其原因除,社会经济层次上的困难外,主要是标准化程度较低,缺乏统一的中间件接口,以及各部门、各行业应用融合所带来的海量信息存储和计算的压力,而云计算技术为后者提供了很好的解决方案。
3.智慧城市建设应用体系
3.1智慧公共服务体系:建设智慧公共服务和城市管理系统。通过加强就业、医疗、文化、安居等专业性应用系统建设,通过提升城市建设和管理的规范化、精准化和智能化水平,有效促进城市公共资源在全市范围共享,积极推动城市人流、物流、信息流、资金流的协调高效运行,在提升城市运行效率和公共服务水平的同时,推动城市发展转型升级。
3.2智慧城市综合体:采用视觉采集和识别、各类传感器、无线定位系统、RFID、条码识别、视觉标签等顶尖技术,构建智能视觉物联网,对城市综合体的要素进行智能感知、自动数据采集,涵盖城市综合体当中的商业、办公、居住、旅店、展览、餐饮、会议、文娱和交通、灯光照明、信息通信和显示等方方面面,将采集的数据可视化和规范化,让管理者能进行可视化城市综合体管理。国内公司也在“智慧地球”启示下提出架构体系,如“智慧城市4+1体系”(图2),已在城市综合体智能化天津智慧和平区等智能化项目中得到应用。
图2
3.3智慧政务城市综合管理运营平台:此类项目已有实际案例,天津市和平区的“智慧和平城市综合管理运营平台”包括指挥中心、计算机网络机房、智能监控系统、和平区街道图书馆和数字化公共服务网络系统四个部分内容,其中指挥中心系统囊括政府智慧大脑六大中枢系统,分别为公安应急系统,公共服务系统,社会管理系统,城市管理系统,经济分析系统,舆情分析系统。
3.4智慧安居服务体系。开展智慧社区安居的调研试点工作,在部分居民小区为先行试点区域,充分考虑公共区、商务区、居住区的不同需求,融合应用物联网、互联网、移动通信等各种信息技术,发展社区政务、智慧家居系统、智慧楼宇管理、智慧社区服务、社区远程监控、安全管理、智慧商务办公等智慧应用系统,使居民生活“智能化发展”。
3.5智慧教育文化服务体系:积极推进智慧教育文化体系建设。建设完善我市教育城域网和校园网工程,推动智慧教育事业发展,重点建设教育综合信息网、网络学校、数字化课件、教学资源库、虚拟图书馆、教学综合管理系统、远程教育系统等资源共享数据库及共享应用平台系统。
3.6智慧服务应用。组织实施部分智慧服务业试点项目,通过示范带动,推进传统服务企业经营、管理和服务模式创新,加快向现代智慧服务产业转型。
智慧贸易:支持企业通过自建网站或第三方电子商务平台,开展网上询价、网上采购、网上营销,网上支付等电子商务活动。积极推动商贸服务业、旅游会展业、中介服务业等现代服务业领域运用电子商务手段,创新服务方式,提高服务层次。
建设智慧服务业示范推广基地。积极通过信息化深入应用,改造传统服务业经营、管理和服务模式,加快向智能化现代服务业转型。
4.智慧城市建设面临的挑战及未来展望
伴随网络帝国的崛起、移动技术的融合发展以及创新的民主化进程,知识社会环境下的智慧城市是继数字城市之后信息化城市发展的高级形态。智慧城市建设需要技术和金融的创新,需要有统一的标准和完善的法规,更需要政府的引导和市场的主导。但是发展智慧城市要防止一哄而起,急于求成,炒作概念。希望我们智慧城市的建设能够健康可持续的发展。我们相信我们通过城市的智慧的发展,我们一定会迎来一个幸福城市、智慧城市、绿色城市和和谐城市的时代。
然而,智慧城市建设必然会改变城市人的生活和生产方式。21世纪的“智慧城市”,能够充分运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息,从而对于包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能的响应,为人类创造更美好的城市生活。
参考文献
关键词:移动终端;学习平台;互动;高校
中图分类号:G434 文献标识码:B 论文编号:1674-2117(2017)06-0090-04
智慧学习支持平台的要素分析
1.学习者特征分析
在本研究中,大学生是智慧学习支持平台的主要使用者。他们已经成年,是具有独立性的人,相比儿童及青少年有着不同的心理特点和学习特点。他们经历了高考,积累了较多的理论与实践经验,并能依靠这些经验丰富他们的学习资源,升入大学后,他们渴望得到更多的知识。
然而,学生普遍反映进入大学后,教师的课堂教学会显得有一些枯燥,这是因为大学的课程教学任务较重,且在课堂教学中,学生上课的班级容量普遍偏大,因此教师经常采用单一的灌输式讲授方式。同时,教师普遍反映在教学过程中缺乏学生的配合,一直处于唱独角戏的状态,难以实现师生间的有效互动,教师在课堂上无法及时有效了解每位学生的学习情况,教学质量不能得到有效保证,更谈不上享受教学过程了,因此教学效果可能会不尽如人意。
笔者通过走访调查,根据调查结果设计开发了智慧学习支持平台并将其应用在教学中。同时,配合了相应方式方法的改革后,笔者发现,学生的学习兴趣得到了极大的提高,增强了学习积极性,课堂教学中师生互动、生生互动效果很好,课堂教学得到了学校、专家、学生的好评,教学效果突出。
2.智慧学习支持平台能够实现个性化教育
个性化教育是一个通过调查、分析、诊断,根据被教育对象的具体情况为其量身定制教育目标、教育计划、教育培训方法、学习管理和执行管理系统并提供有效的教育资源的教育和培训系统,实现量身定做的自我成长、自我实现和自我超越,旨在提升学生的(优良)个性的教育。个性化教育有两个基本前提条件:一是发现并尊重学生现有个性,二是提供有利于学生个性提升的物质条件。
个性化教育的终极目的就是培养个性化的人,而教育个性化是一个必经途径。教育个性化是实现个性化教育,进而培养个性化人的过程。个性化教育对我国来说尤其重要,主要体现在学生、教学资源和教学媒体等方面。
(1)学生方面
学生是未来社会的主体,应针对学生的个性特点有选择地开展教育教学活动,要确立学生主体地位,提高学生主体意识、主体能力和主体价值。目前,高等教育的班级编制都是几十人甚至上百人一个班,集中授课,教师教学只能根据教学经验,针对大多数学生情况写好一个教案,实行“一对多”“一刀切”的教学模式。在此种教学模式下,会出现一些学生“吃不饱”、一些学生又“吃不了”的现象,无法真正因材施教,学生如果不适应这种教学模式,就会跟不上教师的正常教学节奏。
(2)教学资源方面
个性化学习对教学资源提出了更高的要求。在各n程的教学中,计算机及其他多媒体视听设备早已被广泛使用,为配合这种教学方式,应把各类教学软件及配套的视听教学资源作为教材开发重点。
(3)教学媒体方面
个性化学习对教师也提出了更高的要求,教师在做到因材施教的同时,还要应用好各种教学媒体。在教学中,教师应能较好地应用计算机、平板电脑、移动终端和VR、ER等设备开展有效的教学活动,利用这些设备辅助学生学习,使每位学生都能在学习中有所体验、有所收获。
因此,怎样有效地开展个性化教育,为不同学生提供个性化的学习服务,使每位学生都能受到较好的教育,达到较好的教育效果,是我们面临的一个重大课题。
智慧学习支持平台分析
智慧学习支持平台是一个基于智能移动终端的课堂教学互动系统,由智能移动终端、反馈器、多媒体教学展台和教室公共计算机等教学设备组成,这些设备可按照无线短距离通信协议运行。教师和学生每人一部智能移动终端,智能移动终端设置至少包括蓝牙、WIFI或其他任意一种短距离无线通信芯片,师生的智能移动终端通过控制模块进行双向无线通信。
1.智慧学习支持平台的架构设计
智慧学习支持平台包括教师端、学生端和后台管理端,学生端APP和教师端APP是基于Android系统和IOS系统的。本平台是采用B/S与C/S的混合架构模式,结合PHP基本架构开发出运行稳定、可操作实施的智慧学习支持平台。
2.智慧学习支持平台的功能
(1)教师端的功能
教师端功能包括以下三个模块。
①登录模块:授课教师使用智能移动终端登录,经控制器确认后,向教师智能移动终端发出认证成功信息,并向多媒体教学设备中的计算机发出显示授课教师信息的指令,具体内容包括授课教师姓名、职工号、职称、手机号、办公地点等信息。授课教师点击“上课”按钮,便可使学生端与教师端建立连接。
②考勤模块:授课教师可以查看和管理学生的出勤情况。学生的出勤情况分为迟到、病假、事假和旷课四种情况。系统会将学生的考勤情况自动记录在学生课堂考勤表中,学生考勤表含有学生姓名、学号、课程代码等信息,并会保存到服务器数据库中,以作为期末对学生出勤考评的依据。
③出题模块:授课教师在课堂上讲完知识点后,若要了解学生的掌握情况,可以即时通过出题模块提出问题。问题类型主要包括选择题、判断对错题、简答题。学生通过学生端APP回答问题,学生的答题情况可以及时反馈到教师端,并同时显示在教室的大屏幕上,教师可以快速准确地了解学生的知识掌握情况,做到对每位学生了如指掌,大大方便了教师课上提问和学生课下学习。
(2)学生端的功能
学生端功能包括以下三个模块。
①登录模块:学生使用智能移动终端登录,经控制器确认后,向学生智能移动终端发出认证成功信息,具体内容包括学生姓名、所在学院、专业、班级、学号、手机号以及所修课程。
②签到模块:不能按时到课的学生可通过远程登录此平台进行请假,学生姓名、学号、课程代码和出勤情况都会被记录在后台数据库中。教师可以看到每位学生的签到、出勤、旷课、请假、迟到的具体数据,并可通过点击“详情”按钮,查看他们的详细考勤信息。
③答题模块:学生在授课教师通过出题模块提出问题后,使用学生端APP回答教师提的问题。如果是选择题,学生选择字母A、B、C、D即可;如果是判断对错题,学生直接选择正确或错误按钮即可;如果是简答题,学生则需要输入相应的文字答案。
(3)后台管理端的功能
后台管理端的功能主要包括授课教师和学生的信息、课程信息的管理模块,学生考勤分析模块和学生答题分析模块三部分。
后台管理要由管理员来负责。管理员按照权限可分为总管理员和一般管理员。总管理员一般是由教务部门负责课程的人员担任,主要工作是添加和删除用户。在智慧学习支持平台中,用户的用户名就是教师的职工号或学生的学号,在校内均是唯一的,且不可修改,但用户可以自行修改登录密码。总管理员的工作还包括管理用户数量、用户等级,维护用户资料;保护后台管理服务的安全性;对教师、学生和课程进行编辑、添加和删除;对学生的考勤和答题情况进行数据统计和分析,可以分别统计分析每个学院、每个专业和每个班级的学生出勤到课情况和课堂答题情况等,也可以分析每位学生在不同课程中的上课情况,这会帮助教学管理部门及时了解教师的教学情况和学生的学习情况,及时解决教师教学和学生学习中出现的各种问题。一般管理员由任课教师担当,主要是对学生考勤和答题情况进行数据统计和分析,可以分析每位学生的出勤到课情况和课堂答题情况等,也可以分析不同班级的学生上课情况,帮助教师及时调整教学进度,改进教学方法。
智慧学习支持平台的应用
在传统的课堂教学环境中,由于受班容量和上课时间等因素的限制,大量来自学生群体和个体的数据都被忽略了,教师很难及时了解和判断每位学生的学习情况,也很难对每位学生进行精确的、有针对性的个别化指导。在传统教学环境下,教师如果要对学生的学习效果进行检验,就要通过考试和作业的方式,但是教师无法当堂获得考试数据,获得及时反馈,因此无法及时调整课堂教学内容和方法。
智慧学习支持平台为师生沟通和交流建立了新的广阔的沟通空间和更多的交流途径,充分体现了交互性、动态性、开放性、个别化等特点。教师运用智慧学习支持平台可进行动态诊断、反馈,并以后台大数据为基础进行统计分析,在这个过程中实现对学生学习效果的动态评估和针对性跟进,在教学各环节的设计与实施上提高针对性。
关于智慧学习支持平台的具体应用,笔者将以为计算机科学与技术专业的大二学生开设的“PHP网站设计与开发”课程为例来说明。教师提前进入教室,打开所需的设备。在课前10分钟,教师登录智慧学习支持平台,点击“上课”按钮,进入上课状态;学生也陆续进入教室,登录并签到;有个别学生上课未能按时到达教室,在进入教室后,登并签到;有的学生因病不能上课,也远程登录并点击“病假”按钮,请了病假。教师查看了本节课的学生出勤情况后,开始讲课。学生的出勤情况会被保存在后台数据库中,为教师在期末评定学生成绩提供数据,具体的应用流程如下页图所示。
在课堂教学中,教师需要对学生学习的知识进行考核,以便进行后续知识的讲解,因此教师需提前设计好检测题(题型是选择题、判断对错题和简答题)并,然后要求学生答题。学生使用智能手机或平板电脑等智能移动终端进行答题,学生的答题情况很快就能反馈到教师端和教室的大屏幕上,教师和学生在课堂上就看到了全班学生的各项答题数据和数据统计分析图,也看到了每位学生的答题情况数据分析图。通过阅读学生答案和答题数据分析图,教师发现学生的字符串知识掌握得较好,于是就稍微加快了教学速度,增加了难度较深的知识,并适度扩充了知识面。这些数据也会保存在后台数据库中,为教师在期末评价学生提供参考。这样的课堂教学数据的反馈和分析有效地帮助了教师了解学生的学习情况,有利于教师及时调整教学进度,充分利用课堂教学时间,更好地开展课堂教学。
结论
经过教学实践,笔者认为智慧学习支持平台能切实提高学生的到课率,强化课堂教学互动,帮助教师了解每位学生的学习情况,客观、公正地记录和评定学生学业成绩,提高教师的课堂教学质量。智慧学习支持平台与高校课堂教学相结合,符合教育部教学改革的要求,使课堂教学实现了“三新三动”,即适应教学新形式、教学新技术,了解学生新动向;实现师生互动、生生互动、课堂教学与智慧学习支持平台互动。
智慧学习支持平台应用在高校课堂,从宏观上讲,体现了信息时代高校教育教学的特点和要求,体现了教育改革的趋势,有利于学生全面发展;从微观上讲,高校的信息化建设,特别是校园网的全覆盖和多媒体教室的配备已经为智慧学习支持平台应用于教学提供了一定的硬件和资源支持。在今后的很长一段时间内,高校的教学形式将会从面对面、多媒体集体教学方式,逐渐向线上线下相结合的教学方式转变,让学生的学习充满自由和个性,使学生得到全面健康的发展。
参考文献: