智慧教育：教育信息化的新境界（简版）20130801

智慧教育 教育信息化的新境界 祝智庭华东师大开放教育学院院长暨教育信息化系统工程研究中心主任教育部教育信息化技术标准委员会主任2013年8月1日于北京 要点 一 智慧教育概念探源二 智慧学习环境构成三 智慧学习应用发展四 智慧教育的新挑战 一 智慧教育概念探源 概念的演绎 IBM智慧教育 IBM提出智慧教育发展五大路标 学生的技术沉浸个性化 多元化的学习路径服务型经济的知识技能系统 文化 资源的全球整合为21世纪经济发展起关键作用 IBM全球教育产业副总裁Michael King IBM破译知识教育的密码 但是 关于 智慧教育 的国际声音还很小 智慧教育较早见于马来西亚的智慧学校计划 SmartSchool 摘自 马来西亚智慧学校蓝图 提供个人的全面发展 智力 身体 情感和精神 提供增强个人优势和能力的机会 产生有思想的具有技术素养的劳动力 民主化教育 增加利益相干者的参与 让孩子为信息时代作好准备 topreparechildrenfortheInformationAge 韩国智慧教育推进战略 采用数字化课本 推进在线课堂与评估 加强教师能力建设 教育云基架与平台开发 澳洲推出智慧教育计划 用互动课程与学习资源吸引学生对科学和在线学习兴趣 用技术增强教师与管理者能力 培养具有高尚价值观和全球技能的劳动力 对 智慧 的理解 1 聪慧的智力 智慧 指人辨析发明和创造的能力 在线辞海 智慧 利用知识与经验作良好决策判断的能力 剑桥英语词典 哲学智慧 反思的 批判的 创新的智慧 见孙正聿 哲学修养十五讲 改自知识管理的DIKW模型 对 智慧 的理解 2 高阶的知识 在知识管理领域如何看待智慧 知识 信息 数据之关系 对 智慧 的理解 3 多样的思维与施为 多元智能 Gardner H 的疑惑 智力测验可以预测人在学业上的成功程度 但在学业之外 尤其在有更强力因素如社会或经济因素介入时 却毫无评估能力 关于智慧教育 似乎中国的声音最大 关于智慧教育的钱学森假设 1997年春 钱学森在对科学与艺术 逻辑思维与形象思维 哲学与科学技术以及微观与宏观 部分与整体等进行综合思考以后 更为明确与全面地阐述了 大成智慧 的实质与核心 他说 我想我们宣传的 大成智慧 就在于微观与宏观相结合 整体 形象 思维与细部组装向整体 逻辑 思维合用 既不只谈哲学 也不只谈科学 而是把哲学和科学技术统一结合起来 哲学要指导科学 哲学也来自科学技术的提炼 这似乎是我们观点的要害 必集大成 才能得智慧 大成智慧之要义 来源 钱学敏 复杂系统与大成智慧 2006 03 25 为了求解钱学森之问 中国人应该担当破解智慧教育难题 信息化助力 打开智慧教育之门 诘问一下 我们有过愚笨教育吗 试为 愚笨教育 画像 凡是抹杀个人特性 拒绝因材施教的教育是愚笨教育 凡是以书本知识为上 忽视实践能力发展的教育是愚笨教育 凡是固步自封 不能与时俱进的教育是愚笨教育 凡是割断历史文化 不能继往开来的教育是愚笨教育凡是自我封闭 不能主动面对国际挑战的教育是愚笨教育凡是搞超标建设 导致高成本低效益的教育是愚笨教育 美国人如是说 智慧学习 高效能 低成本 探问一下 智慧技术真能促进人的智慧发展吗 他山之石 案例1 数码相机使人人能够用其快捷拍照 因此被称为 傻瓜相机 智慧技术的作用 使不能为可能案例2 KTV的普及大大提升了人们的歌唱水平 类似的技术被用于语言复读机 智慧技术的作用 变小能为大能 智慧教育的初步定义 智慧教育的真谛就是通过利用智能化技术 灵巧技术 构建智能化环境 让师生施展灵巧的教与学方法 为学习者提供最适宜的个性化服务 使其由不能变为可能 由小能变为大能 从而培养具有良好价值取向 较高思维品质和较强施为能力的人才 智慧学习空间 智慧教育图式 SmarterEducation WisdomEducation智慧教育 SmartComputing智慧计算 SmartTeaching SmartLearning智慧教学 智慧终端 智慧教室 智慧校园 智慧学习生态 个性学习 群智学习 入境学习 智慧教育云 泛在 普适学习 技术创新 方法创新 技术应用 教育实践 教育理念 智慧人才 革命影响 人才观变革 期望提升 要点 一 智慧学习概念探源二 智慧学习环境构成三 智慧学习应用发展四 智慧教育的新挑战 二 智慧学习环境 环绕智能 在兴起智慧学习环境的构成 1 环绕智能 AmbientIntelligence 简称AmI 在兴起 人工智能 人机交互 促动器 传感器 网络 普适计算 泛在计算 环绕智能 环绕智能环境的本质特征 复杂心智联机社会的隐喻 改自Ciar nO Leary Technologyforautomatedassessment TheWorld Wide Mind ppt 网络成了人类智慧的 栖息地 啦 灵巧计算 SmartComputing 各种智慧环境的核心技术 网络计算 个人计算 主机计算 灵巧计算 制造时代 发布时代 信息时代 客制时代 灵巧计算的5大特性 境觉 分析 抉择 行动 溯因 灵巧计算的技术环境Fogcomputingiscomingup 云计算 雾计算 群计算 环境感知 资源库 情境识别 学习数据 智能决策 多模 选择 工具集 关联规则 学习活动 推送服务 多元评价 检索定位 传递资源 支撑设备 选择 过程记录 选择性激活 建议反馈 支持 数据分析挖掘 推送 角色 参与 适配 2 智慧学习环境的基本构成 智慧学习环境的特征 位置感知 感知学习者的物理位置情境感知 探测学习者的不同场景以及他与谁在什么时间 地点做什么的知识社会感知 感知社会关系互操作性 不同学习资源 服务和平台的标准之间无缝式连接 在任何设备以任何连接时 提供持续的服务会话适应性 根据某时的学习访问 偏好和需求推送学习资源泛在性 提供直观和透明的方式访问学习材料和服务 在他们明确表达的需要之前预测学习者过程记录 记录学习历史数据 便于数据挖掘和深入分析 作出科学合理的评价 建议以及推送相应的服务自然交互 如自然识别姿势 表情深度参与和互动 为多种角色服务 学习者指导者学伴管理者 环境感知 侧重于学习环境的客观性物理信息 学习发生的物理空间 如教室 实验室 会议厅 电影院 咖啡厅 公园 博物馆 设备类型 如PDA 笔记本 iPad 带宽 网速 RFID性能参数 情境识别 主要集中于 谁在什么时候 与哪些人 学习什么内容等有意义的较为完整的信息 Chen Kotz将情境分为主动的 可直接决定学习行为 被动的 相关但非决定 两种 丰富多样的资源库 素材课件电子教案录像试题试卷案例内容包评价评价量规应用软件学习元网络课程 学习工具集尤为重要 认知工具创作工具交流工具协作工具过程记录工具调查工具 智慧学习空间的构成 智慧终端智慧班级智慧校园智慧教育云网上个人学习空间 教育部提出我国教育信息化近期目标 宽带网络校校通 优质资源班班通 网络空间人人通 不可或缺的智慧物联 现实世界的对象 具有丰富的信息处理能力嵌入式处理器日常生活中的对象均植入小型 廉价 轻量通讯能力有线或无线自然联网与交互传感器与激发器 RFID 智慧终端种种 轻薄型终端 电子书阅读器 eBookreaders 智能点读笔 Handheldscanners 星空虚拟现实 魔幻般的谷歌智慧眼镜 RapidPrototypingMachines各种快速成型机 a k a 3 DPhotocopiers 来源 台湾 陳立祥 智慧教育云 韩国的案例 SvetlanaKim SmartLearningServicesBasedonSmartCloudComputing 智慧环境能使人类更美好吗 英国太阳报2012年10月公布 千年以后的人类 预测报告 你可别吓着了 要点 一 智慧教育概念探源二 智慧学习环境构成三 智慧学习应用发展四 智慧教育的新挑战 三 智慧学习应用发展 智慧学习即灵巧学习的视角智慧学习行为分析智慧学习生态 一种当代的 新的学习范式 个性化学习 按需服务 民主开放的教育主张感知技术 移动技术 无线技术 云技术的催化作用 1 智慧学习即灵巧学习 Smartlearning 的视角 灵巧学习 以美好的工具促进美好的学习 灵巧学习是信息化教育的第四次浪潮 我们的研究 电子书包作为灵巧学习平台的设计视图 云上资源 校园管理学习环境 网络教育服务供应商 强制Push 正式学习 关联机制 非正式学习 学习服务平台 Pull 学习资源 Push 分析 Pull 数字课堂 协同探究 个人学习 情境模式 引自 郁晓华 2011 网上社区 我国电子书包技术标准研制在行动 虚拟学具 个人学习 学习服务 本机 学具 服务 班级学习 关联阅读 选读行为 关联阅读 电子商务 关联阅读 泛资源 学具 服务 社会学习 电子课本 e Books 电子书包系统功能框架 来源 祝智庭 2010 公元105年 1041年 2010年 电子课本作为教育技术革命的千年机遇 基于标准的电子课本 课后作业学生在电子书包上做作业支持语音作业 手写作业 试卷作业 以及作业的附件上传等 电子书包作为学生作业平台 手写作业功能示意 学生做作业 老师布置作业 家长查看孩子的作业 2 智慧学习行为分析 学习效率 EfficiencyofLearning 学习意愿 Willingness 耐心度 Patience 专心度 Concentration 闲置度 Idleness 理解度 Comprehension 聊天 Chat 状态 学习意愿分析 分析学生用心学习的意愿依据 有效登录时间 登录时间 耐心度分析 浏览一幅画面的持续度依据 画面学习时间 预估学习时间 专心度分析 集中精力学习的程度依据 回应时间 聊天状态分析 学生利用线上讨论区闲聊而非学习依据 学习相关比率 学习分析学 智慧教育的科学力量 Greller W Drachsler H 2012 TranslatingLearningintoNumbers AGenericFrameworkforLearningAnalytics EducationalTechnology Society 15 3 42 57 面向学生个人的分析工具 仪表盘 SoLAR OpenLearningAnalytics anintegrated modularizedplatform 2011 07 28 面向班级的分析工具 SoLAR OpenLearningAnalytics anintegrated modularizedplatform 2011 07 28 学生课程体验分析 SoLAR OpenLearningAnalytics anintegrated modularizedplatform 2011 07 28 PAR 美国高教大数据分析案例 美国西部16所高校在线学习预报分析项目170万学生810万个修课记录33个变量 学习分析学的教育价值 教育行为 教育结果 Greller W Drachsler H 2012 TranslatingLearningintoNumbers AGenericFrameworkforLearningAnalytics EducationalTechnology Society 15 3 42 57 精准决策 个性服务 优化结果 3 智慧学习生态 7种学习模式 self pacede learning 自定步调学习 virtualclassrooms webinars Web BasedSeminar 网上研讨 mobilelearning 移动学习 collaborationbasedlearning 协作学习 sociallearning 社交学习 simulationbasedlearning 仿真学习 gamebasedlearning 悦趣学习 资料来源 MarketsandMarkets咨询公司 全球智慧教育与学习市场预测报告 2012 06 01 二大策略 基于标准的目标教学 资源型自导学习适应性测评 个性化学习服务四大组态 班级差异化教学 在线个别辅导 小组合作研究型学习 问题化 项目化 个人兴趣拓展学习网众社会生成性学习 以不变应万变的信息化教学策略 班级差异化教学 基于课程标准的目标教学加强形成性评估与学习诊断数据驱动的教学决策 动态分组与针对性学习干预 追加在线个别辅导 可汗学院 微视频引发的学习革命 翻转课堂 课堂教学变革新风向 传统知识学习过程的两个阶段Twophasesoflearning 知识传授 知识吸收与掌握 变革教育 Knowledgedelivery Knowledgeinternalization 如果知识传授和知识内化的环境能颠倒过来 学习的有效性将大大提高 Transmition 事实上 学生需要克服学习中的重点难点时教师往往并不在现场Factually teachersarenotpresentwhenstudentsneedhelps 变革教育 颠倒一下怎么样 Iflearningsequencesareflipped 知识传授 在教室外 知识吸收与掌握 在教室内 变革教育 RobertTalbert Computers theInternet andtheHumanTouch 翻转教堂的学习序列 Flippedclassroom 参与实验的中学学生的数学成绩得到明显提升 观看教师讲课视频 针对性练习 快速 少量的测评 解决问题促进学习 情况简述 反馈 Beforeclass InClass 变革教育 翻转课堂 给我们什么启示 要进行信息化学习教学创新必须实现三个突破 突破时空限制突破思维限制改变教师角色 经典数学问题 你能否用四段折线一笔贯穿3x3方阵 小组合作研究型学习 请你欣赏 智慧环境中的项目学习 个人兴趣拓展学习 网课 微课在兴起 网众互动生成学习 红气球项目案例 红气球项目简介 2009年11月美国防部发起 红气球 项目 旨在测试社交媒体的威力 项目设计 10个直径8英尺的红气球被随机悬挂在美国各地 距地面30 50英尺 第一个能够通过社交网测定这些气球方位的个人或团队可得4万美元奖金 有4000个团队参加竞赛 MIT以8小时52分成绩夺冠 秘诀 一是巧妙设计激励机制 二是很强的跨社交网沟通能力 其后 红气球 项目成为美国州立高校大学生协会主办的大型赛事 气球数量也在增加 红气球 项目成为众智 Wisdomofcrowds 生成的经典案例 红气球项目引发美国高校本科教育变革 蓬勃兴起的众量在线公开课 MOOCs MOOCs与开放教育的不解之缘 要点 一 智慧教育概念探源二 智慧学习环境构成三 智慧学习应用发展四 智慧教育的新挑战 四 智慧教育的新挑战 1 对智慧教育的美好期望2 对智慧教育实践的挑战3 对智慧教育理论的挑战4 更多挑战 1 对智慧教育的美好期望 智慧教育环境可以减轻学习者认知负载 从而可以用较多精力在较大的知识粒度上理解事物之间的内在关系 从知识接受学习上升为知识本体建构智慧教育环境可以拓展学习者的体验深度和广度 从而有助于提升学习者的情 智 行聚合水平和综合能力发展智慧学习环境可以增强学习者的学习自由度与协作学习水平 从而有助于促进学习者的个性发展和集体智慧发展智慧学习环境可以给学习者提供最合适的学习扶助 从而有助于提升学习者的成功期望 2 对智慧教育实践的挑战 如何培养自组织学习能力 FormalLearning正式学习 InformalLearning非正式学习 SelfOrganisedLearning自组织学习 SOL 在SOL中 要求学生对自己的负责并付诸于成功的行动 Source http www equal ccSteveWheeler UniversityofPlymouth 2010 Selforganisedlearning自组织学习要件 凡成功的自组织学习具有以下要件 Communication善于沟通Reflection善于反思Collaboration善于协作Community善于入群CreativeTools善用工具Amplification善于发挥 ccSteveWheeler UniversityofPlymouth 2010 3 对智慧教育理论的挑战如何从碎片化学习向连通化学习转化 Fromthis Tothis ccSteveWheeler UniversityofPlymouth 2009 http sm irsd k12 de us 根茎式学习 Rhizomaticlearning 作为连通主义学习的隐喻 根茎植物没有中心 没有边界 有许多半独立节点 各自能够不断生长与扩展 只受其栖息地边界所限 Arhizomaticplanthasnocentreandnodefinedboundary rather itismadeupofanumberofsemi independentnodes eachofwhichiscapableofgrowingandspreadingonitsown boundedonlybythelimitsofitshabitat SteveWheeler UniversityofPlymouth 2008 Source Cormier D 2008 ccSteveWheeler UniversityofPlymouth 2009 根茎式学习的个人知识建构以社会协商为前提 以根茎式学习观 知识只能通过协商而建构 个人知识建构过程带有多重目标且经常协商的前提 Intherhizomaticview knowledgecanonlybenegotiated andis apersonalknowledge creationprocesswithmutablegoalsandconstantlynegotiatedpremises Source Cormier D 2008 SteveWheeler UniversityofPlymouth 2008 ccSteveWheeler UniversityofPlymouth 2009 从根茎式学习走向全球脑 http www laetusinpraesens org docs globrain php 对全球脑的智慧贡献知多少 中国人在全球脑缺位