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智慧教育与学校教育变革一、智慧教育是依托新一代的通信技术所打造的互联化、智能化、感知化、泛在化的新型教育形态和教 育模式世界教育信息:尊敬的余教授,您好!很高兴您能接受本刊 的专访。首先,请您介绍一下智慧教育的概念。余胜泉:IBM公司所提出的“智慧地球”的概念后来演化出智慧城 市、智慧交通、智慧电网、智慧医疗、智慧水资源、智慧教育等相关 概念。智慧教育就是、云计算、无线通信等新一代的通信技术所打造 的互联化、智能化、感知化、泛在化的新型教育形态和教育模式。在 这个学习过程中,学习者是自我导向的、充满内在动机的,学习是有 趣的、可定制的、有丰富资源支撑的。智慧教育的本质是智能化的、 可定制的教与学。智慧教育是能够给学习者提供更多的选择性、适切性的教育。它 可以培养有思想和技术素养的公民;可以促进个人的全面发展,包括 智力、生理、情感和精神的发展;可以提供增强个人优势和能力的机 会;可以增强家长、学校、社区、社会等利益相关者的参与。智慧教育通过信息技术分担大量繁琐的、机械的、简单重复的教 学、学习和管理任务,满足教师、学生、管理者、家长以及社会公众 的工作和学习需求,可以让师生有更多的心理资源,如注意力、创造 力、动力系统等,投入到更为复杂的、更有价值的教学和学习任务中, 从而保证学生的批判能力、创造力、思维能力、社会性能力等得以发 展,以适应 21世纪的发展需求。智慧教育的核心追求是技术和教育的深度融合,通过技术与教育 的深度融合,实现教学手段的创新、教学组织形式的创新、内容呈现 形式的创新、教学内容的创新、教与学关系的创新,最终实现教书育 人的创新。世界教育信息:智慧教育环境的核心特征是什么?余胜泉:智慧教育的教学环境是一种智慧的教育环境,它有八个 方面的核心特点。一是情景感知,能够感知教与学活动实施的物理位 置信息,感知教与学活动场所的环境信息,感知学习者的专业知识背 景,感知学习者的学习状态,感知学习者的知识背景、知识基础、知 识缺陷、认知风格等;二是异构通信,智慧教育环境有不同的装备和 设备,各类资源被融合到环境中,不同设备之间可以无缝通信、异构 通信;三是无缝移动,在学校、家庭、社区中,学习是连贯的,不一 定要集中到一个地方,而是可以在整个环境中无缝移动;四是自然交 互,以语音、动作、眼神、手势、姿态等自然姿态进行深度互动并跟 踪记录,且为自然交互的方式;五是任务驱动,学习环境能够理解用 户的行为和意图,主动提供交流和服务,在使用各种系统的时候,从 “人找信息”变成“信息找人”,系统能感知到人所需的服务,人不需要 花很多时间学习技术;六是可视化,各种数据实现可视化的呈现,如 可视化的监控、数据操作、各种图表、各种表格等;七是智能管控, 通过数据精确了解管理对象的深层次信息,并做出科学决策,实现智 能控制、诊断、分析、调节、调动;八是自动适应,系统能根据需要 自动适应,根据用户的学习偏好和学习需求,个性化推送学习资源或 服务。二、智慧教育可以根据个人的独特信息 推送个性化的教育 世界教育信息:请您举出一些智慧教育的典型案例。余胜泉:IBM在推广智慧教育的时候,曾提出“The Classroom Will Learn You”今后你进入教室,它能感知你,知道你是谁,知道你 的特点、个性、知识结构等,根据这些信息来推送个性化的教育。感 知、分析、决策、适应、个性化等是各种智慧教育形态的共性特征, 以下我举出一些具体的实例。第一,可穿戴式无线生理监测传感器网络系统。以前,上完体育 课,教师通过测脉搏跳动来判断学生的运动量。现在,北京有一所学 校上体育课的时候,教师给学生戴上一个智能手环,通过平板电脑, 教师就可清楚知道每个学生的运动量、卡路里消耗等情况,这就是一 个典型的利用传感设备实现运动量监控的案例。第二,智慧博物馆的探究学习。以美国一个博物馆的感应系统为 例,当学生在博物馆参观金字塔的时候,通过平板电脑拍照,就可看 到实体的金字塔模型以及背后更丰富的信息,通过视频、音频、图形、 图像等形式,将这些采集到的数据在课堂上交流。这种感应系统是虚 实融合的信息空间。第三,基于工作场所的学习。我们今后到一个工作场所,拿手机 一拍就能获得场所的相关信息。例如,在学校的小树林,用手机一拍 就可以知道树木、花草等各种各样的信息。这种感知技术可以将有意 义的公众场所变成学习环境,可以把知识推送到实际工作场景中。第四,虚实结合的交互式排球战术意图展示系统。学生在打排球 之前,需要了解排球战术。在排球战术意图展示系统中有一个小摄像 头,学生拿着一些标签在桌子上摆出各种排球战术,系统根据学生摆 的标签展现各种三维人形,排出各种阵势。第五,感知情境的移动探究学习。美国有一个学校的教师在讲古 生物学的时候,专门找了一个有很多白垩纪、侏罗纪植物和岩石的地 质公园,布上无线网让学生在公园里探究。学生通过平板电脑或手机 拍照,就会呈现猛犸象、恐龙、暴龙等形象,就像真的回到侏罗纪公 园一样,把一种真实的环境改造成一种具有科学探究意义的环境。信 息技术能够感知学习情境,从而实现移动性的探究学习。这是一种典 型的智慧教育形态。第六,韩国智慧教育云平台。韩国研发了智慧教育的云平台,将 平台资源库中的资源与资源的关系描述出来,然后通过移动终端感知 学习者的特征、知识结构及终端特征等信息。当学习者连接了云平台, 系统根据这些信息挑选和推送最符合学习者的内容,并进行转码变换 成最适合学习者学习的终端格式。它实现了适应性的个人推荐和学习 从“人找资源”变成“资源找人”,这是一种典型的智慧教育云平台。第七,智慧管理应用实例。麻省理工学院的健康检测工具是智慧 管理的一个应用实例。美国北方冬天比较冷,教室经常不开窗户,空 气不流通导致污染很厉害。为此,麻省理工学院安装了测试污染的传 感器,有各种污染指标的监控,只要PM2.5 一超标就会预警。三、智慧教育的发展促进教学、课程、 学习、管理、评价的转型, 推动教育信息化的思路和理念转变 世界教育信息:您认为,从数字教育到智慧教育的发展过程 中,教育发生了哪些变革?余胜泉:智慧校园的发展会推动教育信息化发展,促进数字教育 向智慧教育转型。过去,信息化强调信息技术在教学中的应用,而智 慧教育强调技术和教学的双向融合。第一,技术与教学双向融合。从应用定位的角度来看,以前强调 借助技术提高效率,现在更多强调用技术来推动教育变革;从技术所 起的作用来看,过去的教育信息化是个人电脑将计算带给所有人,网 络将信息技术带给所有人,而智慧教育是云计算将创新服务带给所有 人;从技术在教育中的作用来看,以前信息化处在边缘位置,起到一 种“锦上添花、装点门面”的作用,而现在,强调技术会越来越成为学 校的核心,是破解教育难题必不可少的条件;从技术观的角度来看, 以前强调技术是一种工具、媒介,而现在更多地强调信息作为无缝的 信息生态;从核心技术来看,以前关注多媒体、WEB2.0的技术,而 现在更多要关注云、语义网、增强现实、 3D 打印、情景感知、智能 终端等新一代的智能技术;从技术协同性来看,以前的信息化是各种 技术各自发挥作用,而现在越来越强调技术的协同,以及信息的无缝 流转、技术的沉浸;从建设模式来看,以前推进信息化的模式是建网、 建库、建队伍,而现在强调要破解难题,推动应用;从建设的内容来 看,以前的核心是网络和网站,而现在越来越多地强调云网端一体的 智慧教学环境;从教学方式来看,以前推进的是以多媒体辅助教学、 教师为中心的教学方式,而现在更多地强调以电子书包、个性化学习 为路径的“学习者为中心”的学习方式; 从人的地位来看,以前是人找 信息,而现在更多体现的是信息找人;从学习方式来看,以前是数字 化学习( Electronic Learning ),而现在更多强调的是泛在的学习(Ubiquitous Learning);从教育范式来看,以前是知识传递的范式, 而现在更加强调的是知识建构的范式。可以说,整个教学环境是从数 字教育向智慧教育转变。第二,泛在的计算和泛在的学习。随着无处不在的计算机数据、 无处不在的计算机以及移动通信技术的发展成熟,人们开始考虑用 Ubiquitous这个词取代以前经常讲的“Electronic”,来描述21世纪“无 所不在的啲信息社会。从“Electronic”到“Ubiquitous”,看上去只是一 个词的改动,其实蕴含着理念、目标、路径乃至整个战略框架的深刻 转变。也就是说,教育信息化的战略框架从强调数字化转到强调智慧 化,计算无处不在。第三,信息生态模型。美国的国家教育技术规划提出了一个 学习的信息生态模型,我认为它是今后数字化校园发展的基本方向。 这个模型认为,未来的学生在学校里就如同进入一个虚实结合的信息 生态空间。在这个生态空间中,学生除了存在于可以接触教师、同学、 家长、教练的实体空间外,还可以通过平板电脑、手机等智能化装备, 进入网络的教育空间,从而找到更多的学习共同体、知识创建的工具、 有共同兴趣的同伴、权威的在线指导课程、专业知识和可靠的数据库, 以及各种信息沟通的工具,学校的育人环境不再是单纯的物理育人环 境,而是物理的育人环境和网络的育人环境交织在一起,形成一个虚 实融合的、联合的信息生态育人环境。在此模型中,技术不再是单纯的工具,而是蕴含了许多不同类型 的专业资源、人和工具。它们以互补的方式共同运作,革新了学生及 其环境之间的作用关系,建立和维护了一种创新性生态圈或者学习文 化。在这种生态圈中,学习者之间、与教师之间、与家长之间以及与 社会专业人士之间存在着不同于现在形态的互动关系。学生的主体地 位明显凸现,学习内容的来源、学习方式发生了根本性变革,每个人 既是知识的生产者,也是知识的消费者。学校和教育机构不再是封闭的社会单元,而是通过网络汇聚作用 形成集体智慧聚变的节点,是一个充满活力、人性化和高度社会化的 地方;学校不再是静态知识仓储,而是开放的、流动的、社会性的、 分布的、连接的智慧认知网络和个性化发展空间。学校的信息生态环境不是一个割裂的学习空间,而是通过网络连 接全球性社会,连接学生日常生活经验与未来生活,学习也不仅仅发 生在教室和学校里,而是终身的、全面的、按需获得的。这个模型之所以具有重要的启示性作用,是因为该模型不仅关注 校园的硬件信息化,更加强调技术和教育服务的融合,数字化校园建 设不光是买一堆设备,而是通过设备提供创新性服务。它强调技术和 教育服务的融合、人和技术的融合、实体空间和虚拟空间的融合,形 成一个技术完全融入“学习”的和谐教育信息生态。从整体优化的视角 考察技术在教育中的角色与定位,不再只是考察技术本身,而是强调 从技术要素的关注到人和技术之间关系的关注,强调技术和人相互作 用的整体优化变革,强调技术与技术之间、技术与人之间信息的无缝 流通、认知的分布均衡。这就是智慧化校园的基本趋势,强调从人和 技术的整体作用关系的角度推进教育信息化,推进数字化教育建设。世界教育信息:那么,请您具体谈谈智慧化校园的环境使教 学、课程、学习、管理、评价以及学校的组织形态所发生的变革。余胜泉:第一,教学转型。当学生人手一部手机和平板电脑、随 处都有网络的时候,他们可以凭借网络获得丰富的信息资源和广泛的 人际互动交流机会。这一事实可以促使我们对于教育者自身所承担的 角色进行新的思考。教师作为权威知识讲述者的角色,会受到越来越 多的挑战。现在,很多大学生上课时都喜欢玩手机、电脑。因此,有 的教师会抱怨信息技术使学生注意力不集中。实际上,学生在网上快 速获取知识的能力以及处理事情的能力得到了很大提高。因此,真正 要转变的不是学生,而是教师。教师的教学方式要从原来的讲解型转 向引导学生自主学习型。无处不在的电脑和终端会倒逼教师角色的转 变,要从知识的讲授者变成学习过程的设计者,要从面向内容的设计 变成面向学习过程的设计,
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