人类社会经历了漫长的“原始社会、农耕社会、机械化的工业社会、电气化的工业社会、自动化的工业社会”之后,正在急速地向“信息化、数字化、智能化、智慧化、网络化和虚拟化”的“智慧时代社会(智能社会)”迈进,世界正面临一场百年未有之大变局,各行各业都在积极地进行数字化转型。在这场史无前例的数字化转型历史变革中,我国的教育技术首当其中、正在经历着一场从“教育电子化(电教馆),到教育信息化,再到现在的教育智慧化”的深刻革命。
“智慧教育”是指以物联网、云计算、大数据、无线宽带网络等新兴技术为基础,以智能设备和互联网等为依托,构建的智能化、数字化、个性化的现代教育体系。“智慧教育”的研究范围涉及“教学环境、教育规律、教学模式、教学策略、教学方法、教学艺术,学校对学生自主学习力度的把握、学校对学生自主学习任务的安排、方法的指导、兴趣的激发、能力的培养、争取家长对加大学生自主学习力度的共识和支持配合”等方面。
随着信息技术的发展及其在教育领域的广泛应用,信息技术对教育教学的影响将不断深入,教育信息化的进程已经从过去的“辅助”教学时代,逐渐进入“融合、创新与变革”的全新时代。在数字化转型的当下,我们国家乃至整个世界正面临着百年未有之大变局,教育信息化技术应用发展的分水岭特征已经鲜明显现,以“融合、创新、智慧、生态”为核心的新时代正在来临。
教育新型基础设施是以新发展理念为引领,以信息化为主导,面向教育高质量发展的需要,聚焦信息网络、平台体系、数字资源、智慧校园、创新应用、可信安全等方面的新型基础设施体系。教育新型基础设施建设(简称教育新基建)是国家新基建的重要组成部分,是信息化时代教育变革的牵引力量,是加快推进教育现代化、建设教育强国的战略举措。
智慧教育中,学生的思维是有效连接行动和创造的中间桥梁;学生的思维不仅包含基本的思维技能,如记忆、理解、概括、归纳、推理,也包含更高水平的思维技能,如综合分析、评价、问题解决、创造等。
智慧教育的真谛就是通过构建技术融合的生态化学习环境,通过培植人机协同的数据智慧、教学智慧与文化智慧,本着“精准、个性、优化、思维、共享、创造”的基本原则,让教师能够施展高成效的教学方法,让学习者能够获得适宜的个性化学习服务和美好的发展体验,使其由不能变为可能,由小能变为大能,从而培养具有良好的价值取向、较强的行动能力、较好的思维品质、较深的创造潜能的人才。
信息时代的智慧教育是在信息技术支持下,培养具有主动实践能力的智慧型人才。他们通常具有心灵手巧、人格美好、务实创造等鲜明特征。要成为这样的人才,需要在智慧教育的大背景下,学习者学会将“智能”(intelligence)、“机智”(smart)和“智慧”(wisdom)融于一身。从实践(做事)的视角看,Intelligence相当于“事办好”,即要有能力保证把事情和任务顺利完成,这是智慧型人才的先决条件;Smart相当于“好办事”,即能够针对不同情境下的不同任务,灵活组合各种有利条件、选择最恰当的策略方法,把事情和任务完成;Wisdom相当于“办好事”,即做事要遵从社会伦理与主流价值观,学会平衡社会、他人和自己的利益,做有益于共同体的事,即斯腾伯格所说的“共同助益”(common good)。与智慧相关的英文单词有:wisdom;intelligence;smart;mind;wit;wise;sapientia;brainpower。
智慧教育的理论研究框架涵括基于技术创新应用的智慧环境、基于方法创新的智慧教学法、基于人才观变革的智慧评估三大要素;由智慧教育、智慧环境、智慧教学法、智慧人才四部分构成;它们分别与教育理念、技术创新、方法创新和人才观变革相对应。
智慧教育既需要智慧环境(由智慧终端、智慧教室、智慧校园、智慧实验室、创客空间、智慧教育云等构成)的支撑,更需要智慧教学法(如差异化教学、个性化学习、协作学习、群智学习、入境学习、泛在学习等)的保障,还需要智慧评估(采用基于数据的全程化、多元化、多维化、多样化、个性化、可视化的以评促学、以评促发展的评估方式等)的卓越实践,方能培养出智慧型人才。
智慧教育研究框架
信息化环境下的智慧教育指信息技术支持下为发展学生智慧能力的教育,旨在利用适当的信息技术构建智慧学习环境(技术创新)、运用智慧教学法(方法创新)、促进学习者开展智慧学习(实践创新),从而培养具有良好的价值取向、较高的思维品质和较强施为能力的智慧型人才(人才观变革,要培养善于学习、善于协作、善于沟通、善于研判、善于创意、善于解决复杂问题的智慧型人才),落实智慧教育理念(理念创新),深化和提升信息时代、知识时代和数字时代的素质教育。下图是理解智慧教育的基本图示,描述了智慧教育、智慧学习环境、智慧教学的关联性。其中,根据不同的尺度范围,智慧学习环境可以划分出不同的学习空间,譬如智慧终端、智慧教室、智慧校园、智慧实验室、智慧教育云等多种范型;根据学习情境和方式的不同,可将智慧教学法划分为差异化教学、个性学习、协作学习、群智学习、入境学习和泛在学习等等。
随着新兴教育技术的飞速发展,数字校园的建设重点将逐地渐聚集在应用服务上,包括“课堂上的教学应用软件、教学管理、校园管理上的服务应用”等。以教育新基建“壮大新动能、创造新供给、服务新需求”的理念,通过“准确地把握新发展阶段、深入地贯彻新发展理念、着力地构建新发展格局”的思路和举措,来实现教育数字转型和高质量发展。
教育信息化技术正围绕“教、学、练、研、评、管”等核心业务不断地发展和丰富,数字校园的建设需要考虑“适度超前、特色发展”的需求,在满足学校教育教学现实需求的基础上,对校园基础设施、应用系统进行一定的前瞻性设计和实现。同时,还要兼顾到智慧服务应用的建设,“学生、职教员工”是智慧服务的主要对象,智慧服务要以师生的“学习、生活”等层面为抓手,全面提升师生校园生活的便利性,培训学生的信息化应用能力和教职员工的信息化素养与服务能力。学校智慧教育业务数据流分析模型如下:
利用成熟的“网络技术、Wi-Fi技术、云计算、大数据、AI(人工智能)”等信息技术,实现校园宽带网络“万兆骨干、千兆到班,高速、稳定、安全” 校园环境的数字化、为智慧校园创建“一个平台,三大中心、四大服务体系”:教学数据资源管理平台、教学中心、管理中心、生活服务中心、校园安全服务体系、校园生活服务体系、运维保障服务体系和虚拟校园服务体系,其总体架构如下图所示:
高可用网络是智慧校园平台的载体,可以将新一代物联网技术融入信息化升级建设中,统一整合视频监控、选课、考试、门禁、巡更等各种信息系统,构建校园运营蓝图,实现教育过程的全面信息化。网络层可以采用集“高可用、高扩展、高安全、可维护和先进性”于一体的“极简以太全光3.0”架构,助力学校快速打造一张“全IP”“极简、绿色、业务永续的高品质智慧校园IP网络”。
智慧教室是实施智慧教育的主战场,旨在为教学活动提供人性化、智能化的互动空间,促进个性化学习和泛在学习。智慧教室可以分为“精品录播智慧教室、研讨型智慧教室、讲授型智慧教室、自助录播教室”等多种类型。
“备、研、评、管”的一体化智慧教研系统,通过备授课工具,实现对教师备课、授课、教研、听评课以及班级管理的全面覆盖,实现对上述教学模块过程性和结果性数据进行无感采集,从而助力教师开展更加便捷的教学教研,助力学校开展更加高效的校园管理。
日益增多的网络设备(包括机房及机房设备)已成为学校的关键资产,需要从设备层开始进行物理安全管理。信息安全体系的建设要考虑数据开放本身的安全,涉及到诸如“脱敏技术、数据整性双向强身份认证”等众多技术,需要采用现代信息安全技术对数据进行主动防护,通过数据备份、异地容灾、防火墙防止攻击等手段来保证数据的安全。
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