1946年,世界上第一台计算机ENIAC在美国宾夕法尼亚大学的诞生为人类开启了一个崭新的信息时代。在经历过以程序教学、广播电视教育和多媒体教学等为代表的电化教育阶段以及以计算机辅助教学、网络教育和数字校园等为代表的数字教育阶段之后,第四次教育革命以“互联网+”为核心正在向智慧教育阶段演变。智慧教育是第四次教育革命的未来趋势,当前主要有如下热点。
微课是指以视频为主要载体,记录教师围绕某个知识点或教学环节开展的简短、完整的教学活动,一般用于解释知识点的核心概念或内容、方法演示、知识应用讲解,时间长度一般在5~10分钟。除了视频,微课还包括教学设计文本、多媒体教学课件等辅助材料。微课短小精悍、生动灵活,不能采用课堂教学过程再现的实录方式或剪辑课堂实录的方式制作。
翻转课堂是在信息化环境中,教师通过平台推送以微课为主要形式的学习资源,学生在上课前完成对教学视频等学习资源的观看和学习。师生在课堂上一起完成作业答疑、协作探究和互动交流等活动的一种新型教学模式。首先,从教学流程的角度看,翻转课堂颠覆了教师讲授+学生作业的教学过程,学习过程由课内“翻转”到课外,知识内化由课外“翻转”到课内。其次,从师生角色的角度看,教师由演员变为教学活动的导演和学生身边的教练,学生由观众变为积极主动的参与者。再次,从教学资源的角度看,学习任务单、微课、活动设置、学习测验等是翻转课堂教学资源最为重要的组成部分。最后,从教学环境的角度看,翻转课堂通过一定的学习平台(学习管理系统简称LMS)整合线下课堂与网络空间,形成O2O环境。
智慧校园指的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。2010年,在信息化“十二五”规划中,浙江大学提出建设一个令人激动的“智慧校园”的提议。这幅蓝图描绘的是:无处不在的网络学习、融合创新的网络科研、透明高效的校务治理、丰富多彩的校园文化、方便周到的校园生活。正如国家主席习近平给国际教育信息化大会发来贺信贺信中强调的那样:顺应信息技术的发展,推动教育变革和创新,构建网络化、数字化、个性化、终身化的教育体系,建设“人人皆学、处处能学、时时可学”的学习型社会,培养大批创新人才,是人类共同面临的重大课题。
麦肯锡全球研究所给大数据定义的是:一种规模大到在获取、存储、管理、分析方面大大超出了传统数据库软件工具能力范围的数据集合,具有海量的数据规模、快速的数据流转、多样的数据类型和价值密度低的四大特征。
大数据技术的战略意义不在于掌握庞大的数据信息,而在于对这些含有意义的数据进行专业化处理。换而言之,如果把大数据比作一种产业,那么这种产业实现盈利的关键,在于提高对数据的“加工能力”,通过“加工”实现数据的“增值”。
从技术上看,大数据与云计算的关系就像一枚硬币的正反面一样密不可分。大数据必然无法用单台的计算机进行处理,必须采用分布式架构。它的特色在于对海量数据进行分布式数据挖掘。但它必须依托云计算的分布式处理、分布式数据库和云存储、虚拟化技术。
随着云时代的来临,大数据(Big Data)也吸引了越来越多的关注。分析师团队认为,大数据通常用来形容一个公司创造的大量非结构化数据和半结构化数据,这些数据在下载到关系型数据库用于分析时会花费过多的时间和金钱。大数据分析常和云计算联系到一起,因为实时的大型数据集分析需要像MapReduce一样的框架来向数十、数百甚至数千的计算机分配工作。
大数据需要特殊的技术,以有效地处理大量的容忍经过时间内的数据。适用于大数据的技术,包括大规模并行处理(MPP)数据库、数据挖掘、分布式文件系统、分布式数据库、云计算平台、互联网和可扩展的存储系统。
教育大数据和学习分析是大数据技术在教育和学习领域的应用,其目的在于通过测量、收集、分析和报告有关学习者及其学习情景的数据集,以理解和优化学习及其发生情景。
数据驱动学校,分析变革教育的大数据时代已经来临,利用教育数据挖掘技术和学习分析技术,构建教育领域相关模型,探索教育变量之间的相关关系,为教育教学决策提供有效的支持将成为未来智慧教育的发展趋势。
慕课是近几年涌现出来的一种在线课程开发模式,它发端于过去的那种发布资源、学习管理系统以及将学习管理系统与更多的开放网络资源综合起来的课程开发模式。通俗地说,慕课就是大规模的网络开放课程,它是为了增强知识传播而由具有分享和协作精神的个人或组织发布的、散布于互联网上的开放课程。
慕课(MOOC),“M”代表Massive(大规模),与传统课程只有几十个或几百个学生不同,一门慕课课程动辄上万人,甚至最多的达16万人;第二个字母“O”代表Open(开放),以兴趣为导向,凡是想学习的,都可以进来学,不分国籍,只需一个邮箱,就可注册参与;第三个字母“O”代表Online(在线),学习者在网上完成,不受时空限制;第四个字母“C”代表Course,即课程的意思。
这一大规模在线课程掀起的风暴始于2011年秋天,被誉为“印刷术发明以来教育最大的革新”,呈现“未来教育”的曙光。2012年被《纽约时报》称为“慕课元年”。多家专门提供慕课平台的供应商纷起竞争,Coursera、edX和Udacity是其中最有影响力的“三巨头”,前两个均已进入中国。
2015年2月,由北京大学与阿里巴巴集团联合打造的华文慕课上线发布。慕课有助于优质教育资源的广泛共享,能够促进教育公平和学习型社会建设,有利于国际化和信息化的教育生态的形成。基于慕课,学习者可以进行自主学习,教师可以开展翻转课堂教学,而基于慕课平台记录的学习大数据及其分析有助于客观且科学地评价教学过程。
创客一词源于英文单词Maker或Hacker,指那些乐于动手实践和分享交流,努力把各种创意转变为现实的人或群体。《连线》杂志前主编克里斯·安德森(Chris Anderson)将创客描述为:首先,他们使用数字工具,在屏幕上设计,越来越多地用桌面制造机器、产品;其次,他们是互联网一代,所以本能地通过网络分享成果,通过互联网文化与合作引入制造过程,他们联手创造着DIY的未来,其规模之大前所未有。
创客教育是创客文化与教育的结合,基于学生兴趣,以项目学习的方式,使用数字化工具,倡导造物,鼓励分享,培养跨学科解决问题的能力、团队协作能力和创新能力的一种素质教育。在创客教育中,学生被看作是知识的创作者而不是消费者,学校正从知识传授的中心转变成以实践应用和创造为中心的场所。过去教材是学生的世界,今天世界是学生的教材。创客运动正在创造一种教育文化,鼓励学生参与其中并针对现实世界的问题探索创造性的解决方案。
透过微课、慕课、智慧校园、教育大数据、翻转课堂和创客运动,我们还可以清晰地看到第四次教育革命所带来的教育理念和教学模式的变化,即基于班级授课制,以教师为中心、教材为中心、教室为中心的知识传授模式逐步让位于基于广泛学习资源,以学生为中心、问题为中心、活动为中心的能力培养模式。这种教育理念和教学模式的变化才是第四次教育革命浪潮中智慧教育的实质与核心。