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0引言
传统时代的智慧教育通常是用一套公众接受的带有真理性质的思维模式来启发和教育学生。进入信息化时代,人们对智慧教育的认识又发生了改变:智慧教育是一种通过信息技术来改革传统教育各个方面,目的在于培养学习者的创新能力、批判思维能力、问题解决能力等高阶思维能力,即发展学习者的智慧[1]。信息时代的智慧教育是利用现代的科学技术,来改进或完善传统教育的缺陷,通过对教育的不断优化来培养学习者终生学习的能力和发展学习者的智慧。智慧实验是智慧教育的一个分支。云计算作为分布式计算的一种,其在教育领域的迁移称为“教育云”[2]。国外研究者在2009年前后开始关注教育云[3]。根据国家十二五规划《素质教育云平台》的要求,各个地区涌现出了诸多教育云的教学应用案例[4]。例如,2014年5月,重庆市召开了教育“云课堂”项目应用推进工作研讨会,会上展示了教育云课堂教师讲授与同学学习和互动的整个过程,整堂课利用云平台+微课+PPT来呈现,学生在课堂上利用平板电脑学习,实现学习资源的共享。明确感受到了实验教育云未来发展的强劲趋势及学校自身发展的需要和办学定位,我校——长春工业大学计算机科学与工程学院的科研团队结合学院自身需要研发了实验教育云平台。
1实验教育云平台的功能设计、架构设计及实现
1.1实验教育云平台的功能设计
实验教育云平台功能模块主要包含系统管理模块、实验教学管理模块和实验进度管理模块。系统管理模块包括班级管理、权限管理、课程管理和镜像管理子模块。班级管理子模块主要是系统管理级以班级为单位导入学生的姓名、学号和密码。权限管理子模块是系统管理者为实验教师和学生分配不同的使用权限。课程管理子模块为教师分配本学期的实验课程。镜像管理子模块为不同的实验课程分配不同的实验环境。实验教学管理模块主要是教师进行实验教学的管理,包括教师上传实验指导书,课前布置每堂课使用的实验环境。教师可以查询学生的实验报告完成情况,并对学生的实验相拟度进行查询,并最终给出学生的实验成绩。实验进度管理模块的操作者是学生。首先学生完成实验教育云平台的登录,然后根据实验指导书的实验内容对实验环境进行实际操作或程序设计,完成实验内容后截图并提交实验报告,最后由教师给出实验成绩后,学生在学生端查询实验成绩。实验教育云平台的功能设计如图1所示。
1.2实验教育云平台的架构设计
在图2中,Web服务器的主要功能是通过互联网接入Web服务,通过虚拟现实技术将虚拟实验环境移植到Web页面和生成动态网页[5],这样使用者就通过虚拟生成的实验环境进行实验操作。将多个Web服务器组成了云端Web客户群。应用服务器端主要负责数据采集,并对采集后的数据进行数据分析和处理,然后将处理后的数据的结果传送到数据库服务器进行保存,同时将处理结果通过Web传送到Web服务器端。由于此可,这种B/S结构极大地简轻了云端Web服务器的工作负荷,只需安装Web浏览器作为云端的运行平台同时只负责一小部分的人机交互的业务逻辑处理工作,主要的业务逻辑处理工作由服务器群实现。所以这种“瘦客户端/胖服务器”模式易于后台管理和维护,并具有良好的稳定性、鲁棒性和可扩展性。
1.3实验教育云平台的实现
按照实验教育云平台的功能设计与架构设计,其教育云平台的实现如图3所示。图3的左侧为学生的实验指导书的内容,图的右侧为R语言的实验环境。学生提交实验报告后,教师可以在后台查询实验报告提交情况和录入实验成绩。
关键词:大数据;校园智慧教育云;成果式教育;摸索式学习
0引言
近年来,云计算的兴起对教育界产生了巨大的影响,将云计算的理念应用到教育教学中,是信息时代的必走之路。云计算在各国的作用不尽相同。早在1976年,美国哥伦比亚师范学院院长克雷明提出教育生态学这个概念:学生是种子,家庭是土壤,教师是园丁,社会是环境。在教育生态系统不断进化的过程中,学生接受教育的方式和特点也在不断改变。从传统社会中的“学会(因才施教)”――“会学(因财施教)”――云计算环境的“慧学时代(因材施教)”,云计算的教育理念在不断深入。云计算在英国的院校中也有一席之地。很多英国高等教育机构,比如,利兹都市大学、格拉摩根大学、阿伯丁大学、威斯敏斯特大学、伦敦大学、皇家理工学院等都借助于云计算的核心能力进行资源整合。
1智慧课堂教学模式的提出
随着教育信息化的发展,带来了教育形式和学习方式的重大变革,提出了智慧教育的模式。根据国家十二五规划《素质教育云平台》要求,围绕智慧教育的理论和实践研究,将“云计算”与“智慧教育理念”相结合,逐步将智慧教育融合到“三网合一智慧教育云”平台上,形成了一站式”教育信息化服务平台。
智慧教育云平台可以打破传统的教育信息化边界,集教学、管理、学习、娱乐、交流于一体,让教育部门、学校、教师、学生、家长及其他教育工作者,可以在同一个平台上,根据权限去完成不同的工作。无需再下载、安装、维护、升级,只要一个账号就可以在线使用到很多的教育应用软件,共享到海量的教育资源。
学生:创建自主探究、协同学习、及时互动、动态跟踪与智能评价的智慧课堂和随时随地的个性化自主学习系统,促进素质教育,大面积提高学习质量。云教育平台提供了全新的学习空间,不再受到传统课堂教学制约,随时与教师在线沟通,疑难解答,可以与同学、好友间在线互动,在线交流。我们的目的是让所有来“云”的朋友都能够享受轻松的云端漫步。
教师:基于云概念的资源共享互动平台,有利于实现教学资源和技术服务的动态、均衡配置和全面共享。借助教学诊断,全面把握学生学习情况,根据提升方案进行个性化教学,并有利于实时实施教学研讨和科研分享,促进教学改革。
家长:通过家长社区交流,分析学习辅导及家庭教育经验,更有效提高家长自身素质;建立家校互通的平台和蕴涵教育智慧的校园文化,有利于构建家长、学校、教师、学生的四维度沟通渠道。
学校:课程作为实施“智慧教育”模式的先行者,其实践经验可作为教学教改的依据和参考。并随着对于课题实施推广的研究,就高职院校而言,合理有效的智慧课堂教学平台,不但能降低教学管理成本,而且能提高管理效率和办学效益。
2新型智慧教育云平台实践研究
国内关于智慧教育云平台的实践研究尚存在一些问题。(1)教育资源难共享。云教育就是通过云计算核心技术,把所有的教育资源连接起来,形成教育资源库的共享。因此,云教育的核心就是教育资源的导入问题,没有教育资源的整合,云教育就无从谈起。(3)实践维度局限。云教育的最终目的是实现教育资源的共享,解决教育资源的分配不公问题,因此如何走出理论阶段,让云教育不再成为“浮云”。(4)网络环境下互动性缺乏监管机制,学生参与度难提高、信息化手段应用不到位、设备平台兼容性差等问题,需要进一步研究,以期待更加完善。
新型的智慧教育云平台构建一个以信息资源获取为中心的即插即用的“快乐学习”的“云”,使得教育的主体在云技术情况下进行任务聚焦、泛在感知、协作互动、自主探究、数据留存。课程教育向“剥离知识,贴近应用”靠近一步;实验教育向“知其所以然”提升一步;学生向“以我为中心、协作学习”深入一步;教师向“以教育为本,快乐培育”回归一步如图1所示。
透过“软件服务”与“硬设备”的云端整合,协助教学模式的多元发展与设计,创造对老师与学生负担更轻、学习成效更好、发展能力更多元的学习模式。
翻转课堂教学:借由科技的辅助,让以往教室内的单向式教学在课外完成;进到教室内,让老师能够辅助学生发展更高层次的多元能力,如:创新创意、问题解决、沟通协调等。
教学资源共享:透过云端的服务,让多元丰富的数字教材能够无限制地传播,好的教材不会受到地域或空间的影响受限于某些学校内使用,让更多老师教学负担更轻。
基于教育云平台实践智慧教育不仅仅是通过机械的教学实践就能获得,它需要教师把教育理论的学习和教学实践的反思有机结合起来,才能不断趋向新境界如图2所示。
3“云计算”环境下课程智慧教育云平台的创新
3.1技术创新:终端、系统与平台的智能化
基于教育云计算(云教育)的智慧教育,通过智能分析为教师和课程设计者提供反馈,使他们能够有的放矢地改进教材。鼓励学生用技术辅助学习。通过使用方便的信息技术,学生可以更容易地查询资源,进行交流与讨论,更快地完成学业管理和更方便地进行学术研究。
在教学系统层面,教学管理系统,课程管理系统,课程采集系统,协作学习系统,多媒体投放系统,以及教学分析及预测系统是当今智慧教育的主要支撑。这便于高科技供应商与高校合作,通过云端缩放技术增加课件的应用价值。智慧教育在这些系统的辅助下,可使教师通过言传身教、解疑、辅导等教学活动触及每个学生。学生可接受到校外乃至国外的课堂教学内容,他们在课堂内外可积极参与各种学习讨论。这使学生的学习将更多样化和人性化,大大丰富教学内容,提升教育质量。
3.2模式创新:混合式教育渐成主流
传统课堂教学模式的效果如今已备受质疑。教育技术的不断创新,学生越来越多地在学习中使用技术工具,使教师在课堂上面临更多挑战。实践证明,通过教育技术驱动的探索式学习,是以学者为中心的更好的教学方法。
智慧教育将面对面学习,在线学习,以及混合式学习的行为和动态进行提升,绘制出高校学习方法创新的路线图。在这个教育创新中,混合式学习被公认是最为激进的学习方法创新,学生和教师之间的接触明显增加,并且可以更好地融入探索式教学方法。总之,混合方法利用研究型大学的传统优势,强调学生利用技术作为“思考和学习”的工具,从而提高了学生的教育经验。
3.3评估创新:改革传统“输入式”教育
关键字:智能公交系统;“互联网+智慧公交”;公交服务
社会经济的快速发展给我们带来的是城市规模的逐渐扩大,城市交通压力的增加,城市交通运输系统也变得越来越复杂,公众对城市交通的服务质量也提出了更高的要求。我国的智能公交系统虽然起步晚,但是近几年发展迅速,将GPS技术、GIS技术、无线通信技术与公交系统相结合,构成了现在智能公交系统,实现了实时数据采集、远程控制、运营调度、公交信息等,在很大程度上提高了公交系统的服务质量。
2016年8月,国家发改委、交通部印发了《推进“互联网+”便捷交通促进智能交通发展的实施方案》(简称:方案)。方案明确,到2018年要基本实现公众可“通过移动互联网终端及时获取交通动态信息”,享受导航、票务和支付等“一站式”服务。这意味着我国交通运输正在进入综合协调、优化发展的新阶段。在新的发展阶段,如何提高综合交通运输体系的运行效率和管理效率、如何为公众提供更优质的运输服务成为了交通运输发展成了关键问题。
1 智能公交系统的研究现状
近几年,智能公交系统得到了很大的发展及广泛的应用。系统通过GPS/BD卫星定位、无线通信、地理信息地理信息、网络、计算机、自动控制、软件等多种技术,实现了调度信息管理、运营计划管理、调度执行管理、实时监控、实时调度、公交信息、统计分析决策、视频监控等功能,公交管理中心与公交车之间实现了良好的信息互动。各系统之间的互联和大量的数据交换指挥并协调着整个系统的正常运行,推动了城市公共交通管理规范化、运行监管自动化、决策支持科学化、运营调度合理化、信息服务一体化,提高城市公共交通运输服务与管理水平,全面提升城市公共交通吸引力,让市民出行更安全、便捷、环保。
2 “互联网+智慧公交”应用平台的功能
“互联网+”就是“互联网+各个传统行业”,但这并不是简单的两者相加,而是利用信息通信技术以及互联网平台,将互联网的创新成果深度融合于经济、社会各个领域之中,提升全社会的创新力和生产力,形成更广泛的以互联网为基础设施和实现工具的经济发展新形态。为了使公共交通更好的为市民服务,提供更全面的服务,“互联网+智慧公交”平台的建设也势在必行。
2.1 公交查询
用户可以直接选择查看该站点电子站牌所示车辆位置信息来了解线路的到站情况,线路规划结果也会显示用户所乘车辆的到站时间预测。乘客也可以通过公交网站和手机APP或微信平台查询实施的公交信息,包括下一趟车在哪一站、大概几分钟到站。
2.2 最优路线规划
当前的线路规划基本以静态数据为主。智能线路规划功能综合考虑乘客出发的时间及目的地,出发时间的路况预测,公交到站预测等因素,给出最优出行方案,包括所选择线路、车辆,所消耗时间,所换乘次数及所花费费用等信息,同时会对车辆拥挤度做提示。乘客也可以直接输入自己的所在位置、目的地和时间限制,系统将根据目前的交通拥堵情况来规划最佳的路线,使出行更加便捷和高效。
2.3 手机移动支付功能
目前公交系统大部分使用的都是投币或者刷卡系统,但近年来使用移动支付功能,尤其是微信支付的消费者越来越多,而现金支付和刷卡支付占领的市场比例正在减少。同时,手机自带的NFC功能正在逐渐完善当中,因此,“刷手机”坐公交的想法也正在被实现。
2.4 报警功能
公交车上偷窃、骚扰事件频发,但是很多乘客出于安全等多种因素的考虑选择了沉默,而让犯罪分子更加猖狂。可以在手机APP中加入报警选项直接连接到110报警中心,输入乘坐的车辆,指挥中心根据响应的GPS信息可以连接实时的车内视频监控系统,及时派出警力,保证乘客的财产及人身安全。
2.5 B2B业务
根据不同公司、小区的需要,可以添加以公司、企业、小区、社区、物业等为客户的B2B业务,提供公司员工接送上下班定制服务、市中心接送服务等,也可以添加旅游包车服务等。使公共交通服务更加人性化、更加方便快捷。
2.6 智能广告推送
通过公交客流数据分析挖掘可以辅助解决户外广告无法精准评估广告的到达率及转化率的问题,可以将乘客出行信息、线路信息、地理位置信息等多种信息融合挖掘,实时获取公交站点客流量及停留时间,分析出不同渠道广告受众的流量,为广告商提供精准的广告投放。[2]
3 “互联网+智慧公交”新技术的应用探索
3.1 微信公众平台
为了发挥公交系统的优势,并更好地为市民提供便捷的服务,智能公交系统需要建立一个微信公众平台,让乘客可以随时了解路线信息、到站情况等,还可以进行留言,对公交管理系统提出建设性意见和建议。
3.2 大数据、云计算技术
目前城市交通发展的趋势就是智能化,交通信息来源于直接的交通参与者。利用互联网企业的数据能力,实现“事前预判”, 将“先知”逐渐变为现实,通过信息整合最终为人服务。云计算技术的应用,使得大数据信息被合理的利用,在乘坐公交车规划最优路线上起到了重要的作用,不仅节约了时间,还大大提高了交通工具和道路的使用效率。
3.3 NFC技术
NFC(Near Field Communication,近距离无线通讯技术)是一种非接触式识别和互联技术,可以在移动设备、消费类电子产品、PC和智能控件工具之间进行近距离无线通信。NFC 提供了一种简单、触控式的解决方案,可以让消费者简单直观地交换信息、访问内容与服务。NFC功能目前大家熟悉的主要是应用在手机应用中,主要是接触通过、接触支付、接触连接、接触浏览和下载接触等方面。而自带NFC设备的手机充当公交卡的功能已经实现,坐公交刷手机的方式即将被广泛应用。
4 结束语
随着信息技术、网络技术的快速发展,智能公交系统必将逐步完善,“互联网+智慧公交”平台也将逐步建立并推广,为市民提供更好的公交服务。市民通过查询路线相关信息,可以快速高效地找到最优线路,以达到高质量、高效率的现代生活[3]。同时,也使公交公司管理中心更好地、更高效地管理车辆,整顿公交运营的客观环境,创新运营模式,强化公交企业自身的监管改革,推行人性化管理方式。
参考文献
[1]梁春雷;基于移动互联网的智能公交系统研究[J];电子技术与软件工程;2014年14期.
[关键词]资源平台 工学结合 人才培养
高职教育一直强调开展产学合作、工学结合的实践探索,这是在遵循高职教育发展规律的前提下,充分利用企业、政府和社会的物质资源、技术技能资源、人力资源和科研资源办学,也充分利用高职教育的人力资源和教育资源为企业和社会服务,实现高职教育的健康持续发展和校企合作双赢。
三峡电力职业学院作为中国葛洲坝集团公司这个国有大型企业举办的高职院校,同样也在思考着如何充分利用社会、企业优势资源,搭建资源平台,依托平台开展人才培养工作。学校前身是为适应葛洲坝水利水电枢纽工程建设需要,于1973年成立的葛洲坝职工大学。办学40多年来,累计为集团公司及其他水电企业培养和输送了优秀毕业生3万余人,培训职工2万余人。特别是进入新世纪以来,学校抓住全国高等教育迅速发展的有利时机,利用三峡工程等全国大型水电施工建设快速发展的有利条件,与时俱进,不断地改革创新,通过与企业、政府、社会等各方密切联系,搭建了汇集各种优质资源,促进学校又好又快发展的平台,走出了一条“依托企业搭建平台、服务企业用好平台,校企合作共享平台”的发展道路。
学校利用企业、社会资源组织教学,教学改革得以稳步推进,学生职业技能水平也有了很大提高,学生参加各级各类职业技能大赛屡获殊荣。电力工程学院学生谢尊国、张东庆、李晓杰在全国大学生电子设计大赛上获得高职组全国一等奖;机电工程学院数控专业学生李军波获得湖北省第二届“华中数控杯”技能大赛高职组数控铣工第一名、全国数控技能大赛全国决赛高职组数控铣工第八名……充分展示了学校教学改革的成效。
通过资源平台,强化学校教学内涵建设,学生的就业问题也迎刃而解,学校毕业生就业率连续多年保持在96%以上。特别是在去年被称作“最难就业季”异常严峻的形势下,学校毕业生就业率创下了96.5%新高,被报界称为“三峡电力职业学院就业暖冬现象”。如今,在三峡工程、在清江水布垭电站、在溪洛渡施工现场、在“非洲的三峡工程”――尼日利亚蒙贝拉水利枢纽工程、在巴基斯坦最大水电工程――尼鲁姆・杰卢姆水电站……到处都活跃三峡电力职业学院毕业生的身影。人才培养的骄人业绩铸就了具有“水电”特色的三峡高职教育品牌。
一、依托企业搭建平台,汇集使用优势资源
1.政策资源
三峡电力职业学院是企业举办的高职院校,作为企业的一个组成部分,学校的发展应该纳入企业发展战略的总体规划。近年来,葛洲坝集团公司多次召开关于学校发展的专题会议,并累计投资1.3亿元用于加强校园建设。学校在集团公司支持下,成立了以“合作共赢、共谋发展”为主旨的三峡电力职业学院董事会,来自全国46家企业(单位)加盟董事会,形成了汇集社会优质办学力量,校企共同参与职业学校教育管理的新体制。
2.设备资源
葛洲坝集团公司拥有净值近50亿元的各类装备27032台套,具有年土石方挖填5000万立方米,混凝土浇筑400万立方米,机电安装210万千瓦的综合生产能力,各种设施、设备完全能满足学校水工、电气、机械等专业的实习和实训要求,而且设备调配和使用渠道通畅,只要学校需要,即可安排,满足了职业教育需要,为培养高技能人才奠定了基础。
3.师资资源
学校常年聘请集团公司76位高级工程师、高级技师作为兼职教师,建设了一个较大的兼职教师队伍人才库,每学期担任专业核心技能课和实训课教学工作的企业能工巧匠达50多位,占校内专业教师总数的三分之一以上。集团公司高级技师吴立格同志受聘为学校“楚天技能名师”,从事钢筋工实训教学指导工作。他具有丰富的现场工作经验和较高的实践技能水平,不仅校内实训课程教学很受学生欢迎,而且主动帮助学校联系落实学生校外顶岗实习岗位,密切了校企合作关系。
4.实习实训基地建设资源
葛洲坝集团在国内有100余个大型项目施工点,在国外有10余个国家有项目施工点,含盖盾构技术、高寒地带混凝土浇筑、高程面板堆石坝、国外工程管理等国际一流施工技术100多项。这些项目施工点和施工技术,学校都可以根据教学需求,安排学生进行实践训练,把企业的生产一线变成学校的教学一线,而且能做到“企业怎么工作、学校就怎么训练”,从而确保学生实习实训效果。这种资源共享模式被形象地称为“企业有多大、学校就有多大。”
5.技术资源
学校与企业建立了“企业出题目、学院做文章”的科研合作机制,多年来,企业委托学院开发新技术20余项。近两年来,学校又开展“跟踪企业新技术”教科研活动,指定48名教师跟踪企业17项核心技术,与企业技术人员合作进行技术研究和开发。
6.文化资源
中国葛洲坝集团公司转战江河、艰苦奋斗的企业精神、“建坝育人”的人才思想、“五个一”经营理念,即“干一项工程,树一座丰碑,育一批人才,拓一片市场,交一批朋友。”企业文化精髓,具有丰富的内涵。三峡电力职业学院在校园文化建设中,坚持将这些企业文化作为校园文化的主要内容,使校园文化充满了企业文化的特征,培养出来的毕业生,与企业的文化是完全对接的。他们进入企业之后具有先天的亲和感,会成为一种长久的内化的精神资源。
二、服务企业用好平台,增强学校发展实力
1.根据行业企业需求,合理设置和调整专业
“以服务为宗旨,以就业为导向”是高职教育的本质属性。企业高职教育,更应该着眼于企业和企业所属行业。三峡电力职业学院近些年根据全国电力行业发展和宜昌建设水电名城的需要,在聘请企业专家组建专业建设指导委员会进行专业论证的基础上,确立了重点发展电力建设类专业的发展思路。学校以水利水电建筑工程、发电厂及电力系统省级重点专业为核心,带动了机电一体化技术、高压输配电线路施工运行与维护、供用电技术等学院特色专业建设。企业的师资、设备、实习实训资源等多渠道地深度介入专业建设全过程,满足了技能人才培养的需求。
2.以企业生产活动和职业岗位能力分析为基础,校企共建课程体系。
校企共建课程体系关键在于把岗位职业能力标准作为教学核心内容,与行业企业合作开发与生产实际紧密结合的核心课程和实训教材,并根据产业需求、就业市场信息和岗位技能要求组建课程群。以职业能力导向改革教学方式,在教学过程中突出实践技能的学习,注重对能力的评定和实践的考核。学校在与中铁电气化局运营管理与维护有限公司长期合作中,企业连续4年在学校开设“中铁定向班”, 实行“订单”培养,执行由企业参与修定的教学计划,重点讲解接触网和电气自动化部分的专业知识,使用企业自编的教材,企业安排专家来校授课,学生能够“零距离”上岗。
3.从企业岗位所需技能素质入手,开展有效的教学设计。
学校在人才培养方案制定和课程教学改革设计过程中,坚持基于职业岗位工作过程,采用融“教、学、做”于一体的教学模式,进行实境训练,学训合一。如教师在讲授建筑施工课程时,主动与企业联系,将葛洲坝集团房地产开发公司“锦绣天下”房建施工案例直接引入课堂教学,教学任务就是生产任务,教学过程就是施工过程。师生教学活动围绕共同实施一个项目工作而进行,真正做到“做中学、做中教”,学生毕业后即有部分被安排到葛洲坝集团房地产开发公司工作,能很快适应企业的工作要求。
4.实现教学与企业生产的深度融合
在教学过程中,学校教师直接将企业大量的新技术、新设备、新材料、新工艺引进教案,引进课堂。有时将课堂直接设置在生产现场,教学内容直接利用工程建设中的现场实例,能够实现“理论实践一体化教学”,形成了“专业+项目”、“专业+车间”、“专业+公司”等多样化的人才培养途径,有效提高了人才培养质量。在教学内容上,教师还增加了企业制度、服务规范和文化的内容,有利于学生了解企业文化,接受企业文化,强化职业意识的培养。
5.充分利用高职资源实施企业职工培训。
开展职工培训,是教育主管部门赋予学院的职能,也是学校用好平台服务企业的义务。中国葛洲坝集团公司在实施二次创业过程中,计划通过全面实施职工素质工程,在更高层次和综合素质上更新一代员工。三峡电力职业学院及时把握企业发展需求,主动融入企业人才队伍建设规划之中。近三年,学校每年为企业培训员工10000人次以上,培训内容涉及大型水轮发电机组安装技术、砂砾石大深度沉井群施工技术、巨型船闸人字门现场拼装焊接变形控制技术等当今世界一流的顶尖级水电施工技术,为公司培育一流水电施工技能人才提供了良好基础。
关键词:智慧教育;智能教育;智慧校园;电子书包
中图分类号:G434 文献标志码:A 文章编号:1673-8454(2014)01-0010-04
一、引言
物联网、云计算、移动互联网等新一代信息技术的发展推动了教育由信息化向智能化的整体跃升,智慧教育形态已初现端倪。泛在化的学习时空、个性化的学习方式、智能化的教学管理、一体化的教育资源与技术服务等智慧教育特征日益凸显。智慧教育研究已成为当前教育信息化领域关注的热点,实施智慧教育战略已经成为破解我国当前教育信息化困境的必然选择。
二、智慧教育的概念与特征
1.什么是智慧
在中文语境中,智慧是“能迅速、灵活、正确地理解事物和解决问题的能力”。[1] 在大部分文献中,智慧作为哲学名词而存在。笔者认为哲学层面的智慧内涵有助于我们对智慧进行溯源式的追踪和探讨,但从教育视角来看,智慧与知识紧密相关,若能从知识与智慧的比较分析中明确二者的不同,将具有更为直接的教学指导价值。一般认为:知识表现在信息和信息之间的关系,通常是被公认并经实践检验的是正确的,能指导决策和行动的结构化信息,包括事实、经验、技巧。知识虽然是不断丰富和发展的,但其具有静态属性,可以通过识记和传授得以传承。而智慧是富有洞察力的知识,表现为对事物发展的预判并提前进行决策和行动。智慧是基于对知识的有效整合,其核心要件是思维。智慧无法通过识记习得,形成智慧的有效途径是经历和体验。
2.智能教育与智慧教育
从相关文献来看,“智能教育”与“智慧教育”均源自英文“Smart Education”。由于关注的重点不同,国内学者在翻译、引用时略微产生了差异,在大部分文献中二者意思相同或相近,但也有一些文献将“智能教育”译为“Intelligent Education”。对于智能教育,主流的观点主要有三类:一是认为智能教育主要是使用先进的信息技术实现教育手段的智能化,该类观点重点关注技术手段,如蒋家付(2011)认为智能教育,就是为了全面提高教育质量与效率,运用先进的信息技术,对教育过程的各种信息进行感知、识别、处理、分析,为教育参与者提供快速决策和反馈评价的教育方式。[2]二是认为SMART是由自主式(Self-directed)、兴趣(Motivated)、能力与水平(Adaptive)、丰富的资料(Resoure enriched),信息技术(Technology embedded)等词汇构成的合成词,认为智能教育是一种基于学习者自身的能力与水平,兼顾兴趣,通过娴熟的运用信息技术,获取丰富的学习资料,开展自助式学习的教育(李洲浩,2012)。[3]该类观点重点关注学习过程与方法。三是认为智能教育是指在传授知识的同时,着重培养人们智能的教育。该观点直指教育目的,与智慧教育异曲同工。关于智慧教育目前也尚无统一的认识,国际学界鲜有系统深入的研究。以祝智庭(2012)为代表的国内教育信息化权威学者提出了较为完整的智慧教育概念。认为从教育信息化角度来看,智慧教育是指运用物联网、云计算、移动网络等新一代信息技术,通过构建智慧学习环境(Smart Learning Environments),运用智慧教学法(Smart Pedagogy),促进学习者进行智慧学习(Smart Learning),从而提升成才期望,即培养具有高智能(High-Intelligence)和创造力(Productivity)的人。[4]综合以上观点,笔者认为:智慧教育的手段是新一代信息技术全面、深入、综合的应用,智慧教育的重点与前提在于智慧学习环境的构建、智能化系统及产品的研发与应用,智慧教育的直接目的在于大幅度提高教学、科研、管理的效率与水平,其本质目的在于培养学习者的创新能力、批判思维能力、问题解决能力等高阶思维能力,即发展学习者的智慧。从智能教育与智慧教育的比较来看,前者更为强调技术手段的智能化,后者更为关注技术手段的适宜性,也即智慧地使用技术从而促进学习者形成并发展智慧。
3.智慧教育的特征
(1)智慧教育的技术特征
智慧教育在技术层面是通过新一代信息技术如物联网、云计算、移动互联网等技术,对教育信息进行感知、识别、捕获、汇聚、分析,进而辅助智能化的教育管理与决策。智慧教育的技术特征在宏观层面主要表现为采用面向服务的SOA软件架构体系,实现了各类应用、数据及业务流程的有效整合,大大提高了系统的适应性、扩充性、可维护性和易用性。在微观层面主要表现为对学习环境进行感知和智能调节,对校园环境进行智能化管理,对教与学的过程进行跟踪与记录,对家校互通提供立体化的网络支持。智慧学习环境中部署了传感网,利用各类传感器能捕获并识别各类学习环境中当前的温度、湿度、照度等物理信息,并根据预设,将其调整为最适宜的状态,为师生提供最佳的学习环境;通过传感网技术还可实现对重要设备的位置信息、工作状态进行捕获与跟踪,实现智能安防和校园智能化管理;通过部署在教室和其他学习环境中的智能录播系统,可在不打断正常的教学秩序的情况下,将师生的教学实况自动录制,并实时存储于一体化的资源平台,学生可借此进行巩固复习,老师可借此进行教学反思和教学观摩;智慧环境实现了传感网、有线网、无线网的无缝融合,形成了一体化的网络环境和应用环境,为构建家校互通的绿色学习社区提供了有效的技术支持。
(2)智慧教育的资源特征
云计算的在教育领域的应用推动了教育资源建设、存储、共享与应用模式的变革。智慧教育视域下的资源建设体现出全新特征。从资源平台的建设理念与技术模式来看,首先,资源平台的建设理念正在从产品层次上升至服务层次,资源平台建设的中心任务正在从技术平台的搭建转向服务体系的构建;第二,平台功能正在从单纯的资源存储与管理转变为容知识获取、存储、共享、应用与创新于一体的知识管理平台;第三,在运作机制上,Web2.0时代的以用户为中心的理念正在逐步体现,各种有效的社会化驱动和信息聚合机制正在逐步引入,资源平台的建设和应用绩效逐步提升;第四,在技术模式上,正在从传统的数字化向智能化方向转变。从资源的表现形式来看,已从传统的静态、封闭的文本、图像等素材资源转向动态、开放、共享的移动学习资源、微课资源、幕课资源(MOOCS大规模开放在线课程)、基于社会化网站(SNN)学习资源建设及电子教材的设计与开发等。
(3)智慧教育的教学特征
新一代信息技术的应用为开展多种教与学的方式提供了可能,智慧教育视域下的教与学也体现出了崭新的特征。具体表现在:第一,实时、便利的教学资源获取及课堂生成性资源的捕获和存储。智慧的教学可根据实际需求,在不打断原有思路的情况下便捷地获取海量的优质教育资源,实时拓展教学内容,调整教学进度。实现动态、灵活、开放的课堂教学。此外,可将学生的笔记、课堂问答,老师对教学内容进行的标注、修改等生成性信息实时存入资源平台,为学生巩固复习、交流经验,教师专业成长提供资源支持; 第二、对课堂教学状态信息进行跟踪、分析,辅助教学决策。智慧的教学可对学生的学习状态信息进行及时的收集、统计与分析,辅助教师进行教学决策。同时,可基于教学反馈信息的分析,进行分层教学、个性化教学;第三,实现了自然、高效的课堂互动。新一代信息技术为课堂互动提供了有效的技术支持,实现了人与技术、设备、资源、环境的多维度互动,创设了高效、自然的体验环境;第四,自主学习真正成为主要学习方式。智慧环境下,学生的主体地位进一步凸显。技术的发展提供了高效便捷的互动交流,协作分享的工具,为学生开展自主学习提供了有效支持,研究性学习、协作学习、混合学习、竞争性学习将会易于开展;第五,教学将突破明显的时空界限。随着移动互联网技术的成熟、移动终端的普及、移动学习资源及工具的进一步丰富,学生可以通过无线网络,利用电子书包、智能手机等移动学习终端,随时随地进入资源系统点播教学视频,下载学习资源,开展自主学习。同时可随时随地和老师进行互动交流,获取帮助,学生的学习不再局限于教室空间和课堂时间。
三、智慧教育的研究与应用现状
从文献梳理来看,目前关于智慧教育的研究主要聚焦在智慧学习环境构建、智能化的教育装备与应用系统开发与应用、学习终端产品的研发与应用等方面,其中以智慧校园建设及其应用研究,电子书包的开发与应用研究尤为突出。
1.智慧校园的研究与应用现状
关于智慧校园(Smart Campus),在理论研究方面,不同学者从多个角度对智慧校园的内涵进行了解读。黄荣怀等(2012) 从环境构建的角度,认为智慧校园是指一种以面向师生个性化服务为理念,能全面感知物理环境,识别学习者个体特征和学习情景,提供无缝互通的网络通信,有效支持教学过程分析、评价和智能决策的开放教育教学环境和便利舒适的生活环境。因此智慧校园应具有以下特征:环境全面感知;网络无缝互通;海量数据支撑;开放学习环境;师生个。[5] 蒋家傅等(2011)经过长达两年的智慧校园项目实践,从智慧校园与传统校园环境相比较的角度,认为智慧校园应具备九大特征:融合的网络与技术环境;广泛感知的信息终端;智能的管理与决策支持;快速综合的业务处理服务;个性化的信息服务;泛在的自主学习环境;智慧的课堂;充分共享、灵活配置的教学资源平台;蕴含教育智慧的学习社区。[6]也有研究者强调物联网技术在智慧校园建设中的应用,如严大虎等(2011)认为,智慧校园是把感应器嵌入到教室、图书馆、食堂、供水系统、实验室等各种物体中,并且被普遍连接,形成物联网,然后将物联网与现有的互联网整合起来,实现教学、生活与校园资源和系统的整合。[7]周彤等(2011)认为,智慧校园是以物联网为基础的智慧化的校园工作、学习和生活一体化环境,这个一体化环境以各种应用服务系统为载体,将教学、科研、管理和校园生活进行充分融合。[8]可见,对智慧校园的解读,其内涵和特征各有不同又趋于一致。总体上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。
在实施方面,南京邮电大学联合江苏金智科技于2010年实施了基于物联网的智慧校园建设方案。南邮智慧校园依托数据平台、身份平台、门户平台、GIS平台,建立公共的信息标准,进行数据融合、服务融合、网络融合,实现了分散、异构的应用和信息资源整合。目前南邮智慧校园已经上线运行(http:///ccs/main/loginIndex.do)。为师生提供管理、教学、科研、生活、感知等五大类服务;浙江大学与中国电信于2011年7月签署了“智慧校园”战略合作协议,计划在未来5年里协助浙大建设“智慧校园”项目。该项目将基于物联网及移动互联网新技术,建设浙江大学统一的移动办公平台、信息平台、校园一卡通平台等智慧校园应用,并凭借感知、智能、挖掘、控制等各种信息化技术,建成安全监控、平安校园网络管理系统建设、自助图书网络管理系统等。此外西南大学、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。在基础教育领域,笔者所在的项目团队承担了佛山市禅城区“智慧校园”示范工程建设项目,在国内产生了一定影响。该项目是由佛山市政府于2010年启动的“四化融合,智慧佛山”重点示范项目。该项目面向基础教育,创新性地采用政、产、学、研合作模式,整合多方优势力量,历经两年多的研发、实施,开发了智慧校园教育云资源平台、智能管理系统、智能教学系统、数字化实验系统、移动学习系统、家校通系统、智慧文化系统等智慧校园应用系统;研制了电子书包、电子课桌、智慧讲台等多个教育产品;建立了智慧教室、数字化实验室等多个功能场室;取得了多项专利成果。该项目已于2012年通过政府验收并上线运行(http://),是国内目前较为系统、完整,且已投入使用的智慧校园解决方案。
2.电子书包的研究与应用现状
台湾地区在2002年就有比较完整的电子书包计划;2003年,香港10 所小学正式推行“电子书包”试验计划,经过一年试验,“电子书包” 计划效果良好, 开始向全港1000 多所中小学推广。在内地,早在2001年,北京伯通科技公司生产的“绿色电子书包”已经通过了教育部的认证,并在北京、上海等4 个城市试推广;2003 年,上海金山区金棠小学已开始试用电子书包代替传统书本教材;2011年11月,作为国家中长期教育改革和发展规划在上海先行先试的部市合作项目之一,虹口区推广电子书包项目;南京从2012年试点电子书包进课堂,目前全市有21所中小学成为试点学校;2012年,广州四所学校的千余名学生开始试用电子书包;佛山南海南光中英文学校从2009年开始在一年级新生的英语课程中推行电子书包;佛山市禅城区“智慧校园“示范工程的四所示范学校也于2011年开始试用电子书包,目前已经取得较好成效。目前电子书包在全国的中小学校应用遍地开花,除上述城市外,重庆、青岛、宁波、山西、陕西等地都开展了电子书包试点项目。目前关于电子书包的研究和应用主要还是面向基础教育低年级阶段,定位于课堂教学。未来的发展趋势可能会与移动学习相结合,面向高等教育和社会教育。
电子书包虽然广受重视,但实际试用效果却差强人意。电子书包的推广和应用中还存在诸多问题亟待解决。首先是传统应试教育中“逐分”导向与电子书包的“育人”理念产生冲突,使得电子书包的大面积推广遇到障碍;其次,电子书包的安全、价格等现实问题也在一定程度上影响了其推广;第三,现有电子书包产品,基本上是由IT企业主导研发,一线学校被边缘化,导致现有产品很难满足实际需求;第四,与之配套的优质电子课本学习资源匮乏,使得基于电子的课内外学习难以全面开展;第五,电子书包涉及硬件终端、应用软件、服务平台、数字内容等诸多方面,使其处于多家政府部门的交叉管理范围,此外还需要政府、企业、学校通力配合,这也在一定程度上影响了电子书包的大面积使用。
四、智慧教育所面临的主要问题
我国教育信息化正由初步应用融合阶段向着全面融合创新阶段过渡。目前关于智慧教育的研究还处于起始阶段,所存在的问题也逐渐凸显。如缺乏专门的研究和管理机构,导致系统化的解决方案和应用研究较少,多停留在个别终端产品的开发和应用;缺乏统一的建设标准和技术规范,导致各系统、各产品间的兼容困难,难以真正发挥系统优势,阻碍了智慧教育的发展和应用;缺乏有效的政、产、学、研合作机制,难以整合优势资源,实现优势互补,不利于有关成果的大面积推广和应用;现有产品和技术多为企业在各自已有技术基础上进行的转型应用,缺乏创新和核心成果孵化平台与基地,新技术、新设计难以有效转化为教育服务;完整健康的产业链仍没有形成,难以实现智慧教育产业的可持续发展。?筅
参考文献:
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[2]蒋家傅,钟勇,王玉龙等.基于教育云的智慧校园系统构建[J].现代教育技术,2013,2(23):109-24.
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[5]黄荣怀,张进宝,胡永斌,杨俊锋.智慧校园:数字校园发展的必然趋势[J].开放教育研究,2012,18(4):12-16.
[6]蒋家傅,钟勇,王玉龙等.基于教育云的智慧校园系统构建[J].现代教育技术,2013,23(2):109-114.