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探索|智慧教育:新时代的教育变革与转型

2018-02-02

党的十九大报告明确指出要“加快教育现代化”“办好网络教育”。随着云计算、大数据、移动互联网、人工智能等现代科技的发展与应用,“互联网+”与教育的融合渗透不断深入,信息化教育在内涵、深度和质量上也不断发展,教育教学系统的结构和形态正在发生变革与转型,逐步形成新的教育理念与模式——智慧教育。智慧教育是信息化教育发展的高级阶段,是以全体学生的学习与发展为中心,利用“互联网+”的思维和技术,打造富有智慧的学习环境,为学习者提供智慧、高效的教育服务,促进传统教学结构性变革,促进学生个性化成长和智慧发展。

变革之一:

从数字化教育向智慧教育转型

目前国内外对智慧教育的内涵有多种不同的理解,典型的有从教育的视角和从信息化的视角两种理解,“互联网+”背景下从信息化视角研究与构建智慧教育新模式,是时代发展的客观要求。

一方面,智慧教育是信息化教育深化发展的必然结果。信息化教育的早期发展阶段为数字化教育,自上个世纪末“数字地球”的提出及在教育领域的应用,出现了数字化教育、数字化校园、数字化学习等概念。随着信息技术从数字化向智能化方向发展,IBM在2008年提出“智慧地球(Smart Planet)”概念并将其应用于教育领域,最早提出了智慧教育的概念,并认为智慧教育具有五个方面的内涵:以学生为中心进行教学活动设计,关注个性化学习与发展;对教学资源集中管理、实时监测、科学分配,并进行实时统计分析;对教学过程和管理过程实现智能化的决策与管理;多样化的互动式、体验式教学;随时随地可方便地共享优质资源。在“互联网+”背景下,我国许多地区和学校积极探索智慧教育、智慧课堂教学模式,教育部在2016年教育信息化工作要点中首次正式提出智慧校园建设与应用,智慧教育成为信息化教育发展的高级阶段和新的形态。

另一方面,智慧教育是利用新一代信息技术更好地实现“为全体学生服务”的新教育模式,为学习者提供智慧、高效的教育服务。实施智慧教育的关键,是要以全体学生的学习与发展为中心,围绕学习者个性化成长和发展的需要,运用云计算、大数据、移动互联网、人工智能等新的信息技术手段来对传统教育信息系统进行重构,汇聚、整合教育数据资源,形成具有智能感知能力、增进交流互动、有利于协作探究的理想学习环境,以支持智慧的教和智慧的学,使得每个学习者都能沿着符合个性化特征的路径成长,得到充分、有效的发展。

变革之二:

从传统教室向智慧学习环境转型

实施智慧教育,需要构建和为学生提供富有智慧的学习环境,而互联网、人工智能等现代信息技术为此提供了重要的手段。智慧学习环境包括校内外、课内外、线上线下各种类型的有利于学习者知识学习,帮助学习者能力和素质提升,促进学习者个性化成长与发展的学习场所、平台和环境。课堂作为学校教育的主渠道,是智慧学习环境建设的重点。基于“互联网+”的思维方式和新一代信息技术打造信息化、智能化的智慧教室平台,其后台数据资源存储、处理和服务支撑是利用智慧教育云平台,前端应用是利用智能手机、平板电脑等智能移动终端设备以及APP服务,并通过教室无线网络等,实现“云”“网”“端”的数据传输和交流互通,构成以动态学习数据分析为核心的智慧学习支撑环境。

智慧学习环境在服务学习上具有四个方面的特征:一是教学决策数据化,依靠数据精准地掌握学情,实现以学定教;二是评价反馈即时化,贯穿教学全过程的学习诊断与评价,有利于学习改进;三是交流互动立体化,通过端工具及其与云服务平台的对接,无障碍地进行全时空的交流互动,促进协作学习;四是资源推送智能化,可以根据每个学生的具体需求,智能化地推送具有针对性的学习资料和辅导微课。

变革之三:

从经验性教学向基于证据的教学转变

“互联网+”时代教育思维方式发生了变化,数据改变教育是教学变革的核心理念。基于全过程教学大数据的采集、分析和应用,传统经验性教学向基于证据的教学转变。

首先,数据是“互联网+”背景下智慧教育的关键要素。利用教学全过程动态数据进行学习测评分析是智慧课堂构建的技术特色,基于数据的教学形成了全新的教学模式。在“互联网+”时代,利用大数据分析使课堂决策成为依据教学数据的科学决策,教学可以是实证性的科学。

其次,学习全过程广泛存在各种类型的教学数据。在课堂教学中生成了大量的教学行为数据和过程数据,这些数据来源于课堂互动、测试、学案、即时反馈、学生作业、考试、学习社区访问等数字化学习全过程,是反映学生学习态度、学习效果的最为重要的指标。

再其次,通过教学数据挖掘与应用实现基于证据的教学。通过教学数据的“伴随式”采集和汇聚,利用大数据技术进行挖掘和分析,对学生的学习行为、学习效果进行测评和判断,准确了解学生对知识技能掌握的水平,基于大数据制定教学决策,及时调整课堂教学策略,更好地为学生学习服务,同时在课堂教学中实现了基于证据的教学,这一直是人们所追求的未来教育的理性形态。

变革之四:

从“标准化生产”向个性化学习转变

在工业化时代,以规模化、标准化、任务化等为主要特征的生产模式,要求通过教育培养大量具备基础知识技能、具有严格服从精神的标准化人才。而在“互联网+”时代,生产过程已由单一、重复的流水线生产模式转变为大规模、个性化、自动化的智能制造模式,亟须培养个性化、创新型人才。智慧教育要破除传统教育“班级授课制”“标准化生产”的弊端,利用互联网、人工智能技术手段真正实现个性化的学习。

实施个性化学习,要在教学内容、方法、手段和组织形式等各方面进行深刻的变革,改变统一化和单一化教学模式,倡导学习的个性化、多样化。一是学习内容个性化,基于学生学习档案库历史数据记录,据此制定相应的教学内容和教学进度安排,以适应学生个性化的学习需求。二是学习方法个性化,基于学习行为和学习过程的数据分析,分析每一个学生在学业成绩、学习习惯、学习态度方面的个体差异,采取不同的教学策略和方法,做到因材施教。三是学习情境个性化,利用现代化教学技术,对学习情境进行个性化设计,运用各种新媒体新技术组织个性化的学习活动。四是学习组织形式个性化,学生可以自主选择学习内容,自主安排学习进度,能够与教师和合作伙伴进行个别的、平等的交流,每个人都将享受到真正的个性化的教育。

变革之五:

从翻转课堂向教学结构性变革转变

智慧教育作为信息化教育发展的高级阶段,其突出标志是实现技术支持下的课堂教学结构性变革。在信息技术应用的早期,许多学校探索应用微视频进行“翻转课堂”教学,颠倒了传统的教学流程。随着信息技术在学科教学中的深度应用和整合发展,使得这种流程颠倒向课堂教学的结构性变革转变。

其一,教学结构性变革是信息技术与教育教学深度融合的核心。教育系统结构性变革的关键及主要内容是学校教育系统的结构性变革,课堂教学是学校教育的主阵地、主渠道,因而学校教育系统结构性变革的核心是要实现课堂教学结构的变革。

其二,信息技术支持的翻转课堂颠倒传统教学流程改进了课堂教学。翻转课堂基于技术支持实行“先学后教”,学生在课前观看视频的基础上参加课中学习讨论,将“知识内化”提前到课中,通过颠倒传统的教学流程实现了课堂教学的改进。

其三,“互联网+课堂”促进了教学结构性变革。互联网及各种新技术、新媒体的使用为学习者提供了丰富的认知工具与智能化的支撑环境,在“先学后教”的基础上进一步实现“以学定教”,使翻转课堂从“流程颠倒”进入“结构性变革”的2.0阶段,形成了“互联网+”时代的新的课堂模式——智慧课堂,将教师主宰的“以教师为中心”的传统教学结构,改变为“以学生为中心、主导与主体相结合”的新型教学结构,促进“课堂革命”,有利于学生个性化成长和智慧发展。