智慧教育教育信息化的新境界PPT课件

智慧教育 教育信息化的新境界 祝智庭2013年5月23日于华东师大终身教授报告会 1 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 2 一 智慧教育概念探源 概念的演绎 3 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 4 但是 关于 智慧教育 的国际声音还很小 5 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 6 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 7 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 8 对 智慧 的理解 1 聪慧的智力 智慧 wisdom wit 对人 对事 对环境或其他进行迅速 灵活 正确地理解和处理的能力 利用知识与经验作良好决策判断的能力 theabilitytouseyourknowledgeandexperiencetomakegooddecisionsandjudgments 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 9 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 10 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 11 关于智慧教育 似乎中国的声音最大 12 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 13 大成智慧之要义 来源 钱学敏 复杂系统与大成智慧 2006 03 25 14 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 15 诘问一下 我们有过愚笨教育吗 16 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 17 EDUtech的观点 智慧学习 高效能 低成本 18 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 19 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 为学习者提供适宜的个性化学习服务 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 20 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 21 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 22 二 智慧学习环境构成 环绕智能 在兴起智慧学习环境 SLE 的特征智慧学习环境的构成智慧学习空间 23 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 24 2 智慧学习环境的技术特征 25 2 智慧学习环境的本质特征 学习环境的智慧 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 26 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 27 灵巧计算的5大特性 境觉 分析 抉择 行动 溯因 28 灵巧计算的技术环境Fogcomputingiscomingup 云计算 雾计算 群计算 29 灵巧 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 30 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 智慧学习环境的基本构成 31 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 32 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 33 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 34 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 35 多种角色假定 学习者指导者学伴管理者 36 智慧学习空间 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 37 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 38 智慧终端种种 39 轻薄型终端 40 电子书阅读器 eBookreaders 41 智能点读笔 Handheldscanners 42 幻影电脑 43 第六感集成技术 Mash up GPS QRcodes Camera Mobilephone Barcodes Browser Projector Geomapping Geotagging Personalised Ambient 3 D Video Navigation Communication ccSteveWheeler UniversityofPlymouth 2010 Geotag使用GPS数据对照片添加地理位置 如果你在Geotag开启状态下拍照 照片中会自动记录下GPS数据信息 44 MIT的第六感可穿戴感知装具 ccSteveWheeler UniversityofPlymouth 2010 45 你可以用做框手势拍照 也可用自然手势操作文档 chi2009 org ccSteveWheeler UniversityofPlymouth 2010 46 ccSteveWheeler UniversityofPlymouth 2010 a r u 47 魔幻般的谷歌智慧眼镜 48 RapidPrototypingMachines各种快速成型机 a k a 3 DPhotocopiers 49 用3D打印机打印出人类肾脏 眼见为实 50 来源 台湾 陳立祥 51 智慧教育云 韩国的案例 SvetlanaKim SmartLearningServicesBasedonSmartCloudComputing 52 如何创建以学习者为中心的教育云 Howtobuildalearner centerededucationalcloud 这是一个消弭了网址的数字化学习空间啦 53 来源 构建接地气的云端个人学习环境HowtobuildagroundedPersonalLearningEnvironment 个人信息网 个人学习网 个人学习环境 54 GeneratingContent SharingContent OrganisingContent Blog Mashup Wiki Tagging 个人信息网工具 E portfolio ccSteveWheeler UniversityofPlymouth 2009 Communication 55 ExternalServicesWeb2 0 Selforganised Institutionallymanaged AdaptedfromDavidDelgado 2007 E Portfolio Aggregator SocialNetwork 个人学习环境 PLE 的模型 Blog LMS PersonalLearningEnvironment ccSteveWheeler UniversityofPlymouth 2009 56 虚拟学习环境 VLE 含LMS 作为正式学习管理系统 57 个人学习环境 PLE 的功能 Conversion与他人交流 对话 Sharing与他人分享 交换 Learning 记录与分享成果 e portfolio ccSteveWheeler UniversityofPlymouth 2009 58 个人学习环境 PLE 本质上是个人知识管理系统 59 个人学习环境的教学法与技术基础 60 个人学习空间 PLS 的电子学档引擎 61 个人学习空间对学习个性化的核心支撑作用 62 个人学习空间的定位 Informal Formal Collaborative Reflective E portfoliosEssaywriting GroupworkCo operativelearning Socialnetworking BloggingMicroblogging ccSteveWheeler UniversityofPlymouth 2010 PLSPersonalLearningSpace 63 PLE VLE PLS PLE与VLE整合的增强型学习系统 64 学习活动 智慧教育环境的整合框架 谁在学 和谁学 学什么 用何工具学 学习如何发生 用何器具学 65 智慧教育环境的评估框架 学习者视角 智慧教育环境的评估框架 草 66 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 67 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 68 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三路合一智慧学习设计的贯一性原则智慧学习行为分析智慧学习生态远教应用实践 用灵巧方法开发灵巧课程 69 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 70 灵巧学习 以美好的工具促进美好的学习 71 灵巧学习是信息化教育的第四次浪潮 72 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 73 我国电子书包技术标准研制在行动 74 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 75 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 76 基于标准的电子课本 77 2 智慧学习三路合一 面向学习者的视角 协同 78 虚拟现实技术 连续统思维 混合现实 增强现实 增强虚拟 AdaptedfromNijholt Traum 2005 79 星空虚拟现实 80 3 智慧学习设计的贯通性原则 智慧学习环境让智慧学习成为一种可能贯通性原则要求环境设计的认识论 核心基础和假设和方法手段之间的内在一致不提倡和假设某种特定的认识论和方法论对设计具有内在的优先权 而是提供了一个框架 将不同的设计实践和相关思想系统的基本信条融合在一起 Hannafin M J Land S Thefoundationsandassumptionsoftechnology enhanced student centeredlearningenvironments InstructionalScience 25 1997 167 202 81 贯通性原则的启示 82 4 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 83 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 84 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 85 专心度分析 集中精力学习的程度依据 回应时间 86 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 87 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 88 学习分析学框架解释 Greller W Drachsler H 2012 TranslatingLearningintoNumbers AGenericFrameworkforLearningAnalytics EducationalTechnology Society 15 3 42 57 89 面向学生个人的分析工具 仪表盘 SoLAR OpenLearningAnalytics anintegrated modularizedplatform 2011 07 28 90 面向班级的分析工具 SoLAR OpenLearningAnalytics anintegrated modularizedplatform 2011 07 28 91 学生课程体验分析 SoLAR OpenLearningAnalytics anintegrated modularizedplatform 2011 07 28 92 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 93 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 优化结果 94 5 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 95 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 融合阶段的信息化教学形态 96 领会三维课标 恶补目标教学 认知 行为 智慧 能力 社会 文化 97 设计本真问题 任务 融合三维课标 问题1 学校机房长15 3米 宽8 5米 请你计算机房面积 问题2 学校机房长15 3米 宽8 5米 请你 1 计算机房面积 2 有一种防静电地毯宽度为1 2米 试计算需要购买几米地毯铺设机房 问题3 学校机房长15 3米 宽8 5米 现要铺设地毯 请你考虑到安全环保 经济美观等因素 做一个合适的采购方案 不仅要能计算 更需要常识智慧 变成研究项目啦 98 不同学习活动承载不同的教育目标 情感价值 知识技能 过程方法 学习活动 99 针对问题化学习 过程性评价的量规案例 用量规 Rubric 评价破解新课标实施难题 100 评价方法组谱 101 颠倒课堂 微视频学习资源带来的教育冲击波 102 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 103 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 104 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 105 RobertTalbert Computers theInternet andtheHumanTouch 颠倒教堂的学习序列 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 106 颠倒课堂 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 107 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 108 班级教学之授导 探究结合 答案不确定 答案确定 良构问题 中构问题 劣构问题 109 小组合作研究型学习 110 问题化学习 信息时代的学习范式 课程转移模式图 Tan 2000 内容 讲授者 问题 指导者 111 问题化学习与创新教育 112 问题化教学的统一思维 已知世界 答案空间 未知世界 问题空间 授导 中构问题 良构问题 113 问题化设计 培养教师学员的问题设计能力用问题线索贯穿单元学习过程针对单元目标设计启发性问题创设情境引导学员自行发现问题工具模版的辅助 114 问题化教学 案例1 中国菜的味型中国菜有哪些味型 中国菜味型如何分布 中国菜味型与西菜有何区别 当前有哪些流行味型 115 问题化教学 案例2 116 问题设计的教育文化差异 中国的高二历史课考题成吉思汗的继承人窝阔台最远打到哪里 他死于那一年 美国的高中世界史课考题如果成吉思汗的继承人窝阔台不是早死 对欧洲会产生什么变化 试从经济 政治 社会三方面分析 117 高智慧学习 避免过度操练变简单操练为智慧练习适当增大知识粒度注意发展集体智慧 118 博士生的算术题 清华文教授喜欢在网上给博士生出小学数学题 两个苹果与三个梨能否相加 如果能 和两个苹果与三个苹果相加有什么不同 圆与正方形哪个面积更容易求 1 2为什么与2 4相等 甲答 不能做 因为2个苹果 3个梨 5个xx没有意义 乙答 能做 2个苹果 3个梨 5个水果 1群黑羊 1群白羊 119 渐受重视的项目学习 教育定位 符号世界 真实世界 分析思维 综合思维 决策能力 改编自Owen C DesignThinking NotesonItsNatureandUse J DesignResearchQuarterly 2006 1 2 16 27 120 为什么需要项目学习 新的 教育逻辑 pedagogicallogic 祝智庭 2009 科学探究发现真理技术应用实现价值设计创意提升价值项目锻炼创造能力 格物致知 格物致用 121 通过 设计学习 开发右脑 在2008年2月18日的美国学校教育管理者年会上 DanielPink 前美国副总统戈尔的报告起草人 在报告说 在知识经济时代 左脑 线性的 逻辑的 推理的思维方式主导的时光已经过去了 现在最需要的是右脑思维方式 综合性 创造性 情境化 项目学习基本上属于右脑主导的学习方式设计学习是21世纪的主流模式 122 开发右脑 发展创造力 左脑思维 逻辑的 循序的 理性的 分析的 客观的 关注局部的 右脑 随机的 直觉的 整体的 综合的 主观的 关注全局的 你看那右脑都干些什么呀 呵呵 123 创新决定价值 以iPod为例 124 单元教学设计 中观 的 教法生态 问题化学习 项目学习 案例学习 模拟学习 协作学习 问究学习 授导型教学 125 新型教学模式与高阶思维发展 126 个人兴趣拓展学习 高中选修网课 127 网众互动生成学习 红气球项目案例 128 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 129 红气球 项目成为众智 Wisdomofcrowds 生成的经典案例 130 红气球项目引发美国高校本科教育变革 131 课程开发 培训实施 课程本体 学习者支持服务 Learnersupportareallthoseelementscapableofrespondingtoaknownlearnerorgroupoflearners before duringandafterthelearningprocess Thorpe 2002 显性学习者支持 隐性学习者支持 用灵巧方法开发灵巧课程 1 设计灵巧课程 支持大规模教师培训项目的 去专家化 实施 132 大规模教师培训项目的 去专家化 实施 interaction 133 用灵巧方法开发灵巧课程 2 理论导学型 1 练习操作性 2 问题引领型 3 案例学习型 4 模拟观察型 5 实验操作型 6 探究学习型 7 其他 8 提炼课程样式 将课程设计知识显性化 134 用灵巧方法开发灵巧课程 3 通过眼动分析改进课程界面设计 135 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 136 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 137 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 138 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 139 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 140 数字化教育的新难题 从数字鸿沟到浪费时间鸿沟 141 个性化学习推荐机制作为自组织学习支架 http www nottingham ac uk epreferencemodel keydocuments Annex 206 pdf 142 3 对智慧教育理论的挑战 1 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 143 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 144 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