從智慧教育到智慧課堂：理論、規(guī)范與實踐.ppt

1、趙建華 教授、博導(dǎo) 南方科技大學(xué)高等教育研究中心、聯(lián)合國教科文組織國際高等教育創(chuàng)新中心 Email: ,從智慧教育到智慧課堂：理論、規(guī)范與實踐,智慧教育的內(nèi)涵與特征,3,智慧戰(zhàn)略引重視,2008年IBM提出智慧地球戰(zhàn)略,智慧教育已成共識,新加坡,iN2015計劃,2006年,智慧教育計劃,提出,建立學(xué)習(xí)者為中心的個性化學(xué)習(xí)空間,建設(shè)國家范圍的教育基礎(chǔ)設(shè)施,使新加坡成為全球教育領(lǐng)域使用信息技術(shù)的創(chuàng)新中心,5,智慧教育已成共識,智慧教育推進戰(zhàn)略,2011年,數(shù)字教科書的普及推廣,核心,6,智慧教育已成共識,7,智慧教育,智慧教育旨在提升現(xiàn)有數(shù)字教育系統(tǒng)的智慧化水平，深度融合信息技術(shù)與教育主流業(yè)務(wù)。

2、,什么是智慧教育？,在信息化基礎(chǔ)之上建構(gòu)的信息時代的教育新秩序，是信息時代的教育新形態(tài)、教育的“新常態(tài)”，是信息化元素充分融入教育以后，在“時代催化劑”的作用下教育發(fā)生的“化學(xué)反應(yīng)”。,智慧教育體系,智慧教師 智慧管理 智慧學(xué)習(xí)者及智慧學(xué)習(xí) 智慧課程 智慧教學(xué) 智慧教育資源,智慧評價（教、學(xué)） 智慧服務(wù) 智慧教室 智慧校園 智慧平臺 智慧教育方式,10,智慧教育的特征,技術(shù)特征,12,情境感知,情境感知是智慧教育最基礎(chǔ)的功能特征，依據(jù)情境感知數(shù)據(jù)自適應(yīng)地為用戶提供推送式服務(wù)。,13,內(nèi)在,個人學(xué)習(xí)狀態(tài)感知內(nèi)容,外在學(xué)習(xí)環(huán)境感知內(nèi)容,感知學(xué)習(xí)者的專業(yè)知識背景； 感知學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀態(tài)，如焦慮、煩躁

3、、開心等； 感知學(xué)習(xí)者的知識背景、知識基礎(chǔ)、知識缺陷等； 感知學(xué)習(xí)者的認知風(fēng)格、學(xué)習(xí)風(fēng)格等； 感知學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)與交往需求。,外在,情境感知,感知教與學(xué)活動實施的物理位置信息； 感知教與學(xué)活動發(fā)生、進行與結(jié)束的時間信息； 感知教與學(xué)活動場所的環(huán)境信息，如溫度、濕度等；,14,無縫連接,泛在網(wǎng)絡(luò)是智慧教育開展的基礎(chǔ)，基于泛在網(wǎng)絡(luò)的無縫連接是智慧教育的基本特征。,15,無縫連接,為特定學(xué)習(xí)情景建立學(xué)習(xí)社群，為學(xué)習(xí)者有效聯(lián)接和利用學(xué)習(xí)社群進行溝通和交流提供支持,無縫切換,系統(tǒng)集成 遵循技術(shù)標準，跨級、跨域教育服務(wù)平臺之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、系統(tǒng)集成,虛實融合 通過增強現(xiàn)實等技術(shù)實現(xiàn)物理環(huán)境與虛擬環(huán)境的無縫融

4、合,多終端訪問 支持任何常用終端設(shè)備無縫連接到各種教育信息系統(tǒng)，無縫獲取學(xué)習(xí)資源與服務(wù),聯(lián)接社群,學(xué)習(xí)者的多個學(xué)習(xí)終端之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步、無縫切換，學(xué)習(xí)過程實現(xiàn)無縫遷移,具體 體現(xiàn),16,全向交互,自然交互 深度互動 過程記錄,17,智能管控,教育環(huán)境、資源、管理與服務(wù)的智能管理是智慧教育的核心特征。,智能控制 智能診斷 智能分析 智能調(diào)節(jié) 智能調(diào)度,18,按需推送,智能教育要達成“人人教、人人學(xué)”的美好愿望，教育資源可以按需獲取和使用，教與學(xué)可以按需開展。,按需推送資源 按需推送活動 按需推送服務(wù) 按需推送工具 按需推送人際資源,19,可視化,可視化是信息時代數(shù)據(jù)處理與顯示的必然趨勢，是智慧教

5、育觀摩、巡視、監(jiān)控的必備功能，是智慧教育系統(tǒng)的重要特征。,可視化監(jiān)控 可視化呈現(xiàn) 可視化操作,智慧技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用,21,智慧技術(shù),物聯(lián)網(wǎng),通過各種信息傳感設(shè)備，實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程等各種需要的信息，實現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接，方便識別、管理和控制。,23,物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用,2020/7/30,大數(shù)據(jù),大數(shù)據(jù)技術(shù)是一系列收集、存儲、管理、處理、分 析、共享和可視化技術(shù)的集合。大數(shù)據(jù)并非等同于 大量的數(shù)據(jù)，其具有兩個更加重要的特征：跨領(lǐng)域 數(shù)據(jù)的交叉融合與數(shù)據(jù)的流動生長。,25,大數(shù)據(jù)創(chuàng)新應(yīng)用,26,云計算,云計算中的“云”主要用來強調(diào)計算泛在性和分布性，實質(zhì)上

6、是分布式計算、并行計算和網(wǎng)格計算等技術(shù)的發(fā)展。 將分布在各地的服務(wù)器群進行網(wǎng)聯(lián)，能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模計算能力、海量數(shù)據(jù)處理和信息服務(wù)的需求。,27,云計算創(chuàng)新應(yīng)用,28,泛在網(wǎng)絡(luò),泛在網(wǎng)絡(luò)是通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的高度協(xié)同和融合，將實現(xiàn)跨網(wǎng)絡(luò)、跨行業(yè)、跨應(yīng)用、異構(gòu)多技術(shù)的融合和協(xié)同。,29,泛在網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新應(yīng)用,三方連通,智慧教育：促進智慧學(xué)習(xí),31,智慧教學(xué)的特征,智慧教學(xué)是教師在智慧教學(xué)環(huán)境下，利用各種先進信息化技術(shù)和豐富的教學(xué)資源開展的教學(xué)活動。,32,常規(guī)(課堂)智慧教學(xué)過程,智慧學(xué)習(xí),智慧學(xué)習(xí)是在智慧環(huán)境中開展的完全以學(xué)習(xí)者為中心的學(xué)習(xí)活動。,基本特征,34,智慧慧學(xué)習(xí)框架,智慧課堂：智慧教育

7、主陣地,課堂信息化演變過程,Classroom 2.0基本特征,案例：南方科技大學(xué)附屬實驗學(xué)校信息化應(yīng)用環(huán)境建設(shè),自帶設(shè)備學(xué)習(xí)（BYOD）,新技術(shù)全學(xué)科運用,我們以云計算為基礎(chǔ)，在語文、數(shù)學(xué)、英語、音樂、美術(shù)、科學(xué)等學(xué)科中開展基于移動終端的云學(xué)習(xí)，并借助無線互聯(lián)網(wǎng)和智能移動終端，進行教學(xué)創(chuàng)新，以期探索出具有南方科技大學(xué)實驗學(xué)校特質(zhì)的信息化教與學(xué)模式。,配備PAD移動終端（板書、分享、評價、展示）,Windows8操作系統(tǒng)、多點觸控顯示器,1.構(gòu)建新技術(shù)支持的全新教學(xué)環(huán)境,終端：IPAD,學(xué)習(xí)環(huán)境,學(xué)習(xí)環(huán)境：STEAM 學(xué)習(xí)實驗室,STEM 學(xué)習(xí)實驗室,2,充分激活學(xué)生潛能與創(chuàng)意，促進數(shù)字技術(shù)和

8、個人制造的有效融合，讓學(xué)生有更多的實踐動手的機會，我們高標準建設(shè)“STEM創(chuàng)新學(xué)習(xí)實驗室” ，讓學(xué)生在實踐操作中開展創(chuàng)客式學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。,S學(xué)習(xí)實驗室 （ 科學(xué)Science） T學(xué)習(xí)實驗室 （ 技術(shù)Technology） E學(xué)習(xí)實驗室 （工程Engineering） A學(xué)習(xí)實驗室 （藝術(shù)Arts） M學(xué)習(xí)實驗室（ 數(shù)學(xué)Mathematics）,正在建設(shè)中,+,Learning Laboratory,Learning environment,變換學(xué)習(xí) 組織形式（桌椅文化）,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生學(xué)習(xí)需求，適時調(diào)整變換教學(xué)組織形式，提升學(xué)習(xí)效率。如，扇形、馬蹄形、半圓形、圓形等座位排序，便

9、于學(xué)生討論交流，縮短師生、生生之間的心理距離，提升學(xué)生的群體合作意識，便于群體智慧共享。,學(xué)習(xí)環(huán)境：根據(jù)學(xué)習(xí)需求調(diào)整學(xué)生座位,3,Learning environment,學(xué)習(xí)環(huán)境：以課程內(nèi)容布置教室,教室文化課程特色,4,以課程內(nèi)容為基礎(chǔ)進行教室文化布置，用學(xué)生課程學(xué)習(xí)作品來裝點教室，讓學(xué)生浸潤在課程文化中。,全球生態(tài)統(tǒng)整課程,Learning environment,45,智慧課堂的功能,智慧呈現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容； 泛在獲取學(xué)習(xí)資源； 生生和師生的立體、多樣化交互； 現(xiàn)實學(xué)習(xí)空間與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間相互融通； 學(xué)生主體作用和教師主導(dǎo)作用充分發(fā)揮； 智能管理情境； 自動感知環(huán)境。,46,智慧課堂：促進學(xué)生

10、成功的新智能,在校學(xué)生的績效數(shù)據(jù)增長非?？?46,智慧體現(xiàn)在什么地方？ 將學(xué)生的績效數(shù)據(jù)集成在一起，以更好支撐對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的理解。 了解學(xué)生參與習(xí)慣，實現(xiàn)對學(xué)生施加具有針對性的干預(yù)策略。 智慧教育結(jié)果 掌握學(xué)生每年的進步情況 早期診斷學(xué)生學(xué)習(xí)中遇到的困難，并施加補救措施。,矩陣,儀表盤,學(xué)習(xí)分析,管理報告,智慧課堂：促進學(xué)生成功的新智能,高等教育入學(xué)率每年增加4百萬。,智慧體現(xiàn)在什么地方? 企業(yè)信息門戶具有促進協(xié)作的能力。 在專業(yè)課程中增加了Web 2.0內(nèi)容。 智慧教育成果 基于角色的、為所有學(xué)生學(xué)習(xí)和資源提供個性化服務(wù),新加坡職業(yè)學(xué)院自從1954年以來，已培養(yǎng)了14.5,萬畢業(yè)生。,智慧

11、課堂：智慧工作，實現(xiàn)可達性學(xué)習(xí),與學(xué)生一起工作：將團隊、學(xué)習(xí)者和教師連接在一起。 將個體需求融合到團隊需求中：有利于培養(yǎng)創(chuàng)新能力。 實現(xiàn)參與性和交互性用戶體驗：通過Web 2.0實現(xiàn) 在學(xué)習(xí)中充分利用開放資源工具: 桌面應(yīng)用和環(huán)境 課件平臺與工具 內(nèi)容和課程材料,智慧課堂：Lotus，Sakai CLE， Moodle,50,50,智能工作,綠色與其它,新智慧,能源結(jié)構(gòu),IBM幫助教育創(chuàng)建智慧設(shè)施，在減少成本的前提下，提供能源和安全。,提升學(xué)生、教育和社會的成果,為教師和學(xué)生提供個性化學(xué)習(xí)資源,保證實現(xiàn)投資目標,通過靈活性系統(tǒng)實現(xiàn)環(huán)境改變,IBM智慧課堂,1:1學(xué)習(xí),可視化,共享服務(wù),在一個刀

12、片上（每個刀片上具有10-12個桌面圖像）支持多種操作系統(tǒng) 對于新的桌面體驗來講，用戶需要最小的適應(yīng)性。 虛擬桌面架構(gòu),通過分享應(yīng)用環(huán)境，每個刀片支持50-100個用戶 需要用戶適應(yīng)新的桌面體驗 終端服務(wù),基于1:1理念，每位學(xué)習(xí)者擁有一臺PC或者服務(wù)器 桌面超薄式設(shè)備 流操作形態(tài)和應(yīng)用,Linux或者Windows虛擬桌面架構(gòu)e: 用戶可以擁有操作系統(tǒng) 低成本的弱功能客戶機,Linux或者Windows終端服務(wù)： 按比例具有低成本優(yōu)勢 用戶分享式操作系統(tǒng) 用戶不具有管理者權(quán)限 低成本的弱功能客戶機,Windows流提供如下功能： 圖形和視頻優(yōu)化 低能源服務(wù)器架構(gòu) 需要功能強大弱功能客戶機,智

13、慧課堂：IBM桌面虛擬化的三種實體模型,刀片或傳統(tǒng)Servers,智慧課堂：基于云計算的虛擬計算,WFU,NCA&T,OC12 (622 Mbps Circuit) OC48 (2.4 Gbps Circuit) DWDM (10 Gbps Ethernet),+ NC Community College System + NC K-12 school districts,智慧課堂的價值,在課堂中能夠利用用數(shù)據(jù)和觀點 利用數(shù)據(jù)分析和在線工具，促進教師對學(xué)生績效產(chǎn)生新的理解。 從利用技術(shù)幫助學(xué)習(xí)，轉(zhuǎn)變?yōu)槔眉夹g(shù)回答問題：學(xué)生學(xué)習(xí)到了什么？我可以為他提供什么幫助？ 利用開放式學(xué)習(xí)工具對資源社區(qū)進行

14、管理 教師能夠更加關(guān)注學(xué)習(xí)結(jié)果。 教育者開發(fā)并使用工具。,降低成本 集中化設(shè)施更加易于維護； 軟件易于升級維護 基本可以放棄桌面端的支持需求。 提高可靠性、利用性和產(chǎn)出。 有能力運行最新的應(yīng)用 控制、安全、集中放置。 當出現(xiàn)錯誤時可以無縫連接到空閑設(shè)備上； 教育者不必在糾結(jié)于技術(shù)問題,集中式架構(gòu),為在客戶端和服務(wù)器之間提供高速網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù),集成性門戶為實體接入應(yīng)用和內(nèi)容提供了可能,虛擬桌面服務(wù),學(xué)生、教師和職員,公共架構(gòu),IBM,公有云,舊的桌面服務(wù),開放教育資源,來自與IBM和其他服務(wù)商的的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能夠提供協(xié)作和生產(chǎn)效率,基于虛擬桌面的課堂、實驗室和手機接入,弱功能客戶機和移動設(shè)備為用戶提供

15、便捷式接入系統(tǒng),虛擬云服務(wù)：為分布式校園和課堂提供集中式支持。,作為一種選擇，IBM可以承擔傳遞服務(wù),開放資源和電子學(xué)習(xí)&電子檔案袋、課件、內(nèi)容和服務(wù),商務(wù)智能為學(xué)生績效提供新的視角,利用開放資源，虛擬舊計算機桌面應(yīng)用和服務(wù)，降低成本,智慧課堂：利用21世紀技術(shù)提高質(zhì)量、提高接入和降低成本,工業(yè)標準框架,為資源管理和支持學(xué)習(xí)提供管理服務(wù),智慧課堂：利用21世紀技術(shù)（IBM及其伙伴）,虛擬架構(gòu)、計入虛擬客戶端解決方案,IBM 服務(wù)器與存儲器,客戶設(shè)備、弱式客戶端,IBM 管理的服務(wù),集中式架構(gòu),虛擬桌面服務(wù),學(xué)生、教師和職員,公共架構(gòu),IBM,公有云,舊的桌面服務(wù),開放教育資源,工業(yè)標準框架,智

16、慧課堂案例,65”互動電視,65”互動電視,65”互動電視,65”互動電視,分組桌椅 3,分組桌椅 5,分組桌椅 1,分組桌椅 2,分組桌椅 4,投影機,充電柜,OPS box,網(wǎng)絡(luò)孔及電源,無障礙坡道,分離式 冷氣,分離式 冷氣,退縮 空間,退縮 空間,退縮 空間,投影機,案例一：多功能教室整體設(shè)備配置圖,案例二：合作探究學(xué)習(xí)情境,案例三: 未來教室環(huán)境,案例四：混合式課堂與實驗室,智慧課堂的教學(xué)優(yōu)勢,學(xué)生在“一對一”環(huán)境中開展學(xué)習(xí)，人手一臺平板電腦。,教室利用教室墻開展教學(xué)活動,基于新技術(shù)的未來學(xué)習(xí),未來教室環(huán)境的支撐技術(shù),環(huán)境創(chuàng)設(shè)：利用技術(shù)手段，為基于未來教室的學(xué)習(xí)提供虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，增強體驗感。,課室燈光：更加綠色與環(huán)保,課室黑板：綠色板,智慧課堂的類型,實用型未來教室,指在傳統(tǒng)教室基礎(chǔ)上，改進優(yōu)化教室的物理環(huán)境，增添適量數(shù)字化設(shè)備，初步實現(xiàn)傳統(tǒng)教室的數(shù)字化、多功能化的一種未來教室類型。 優(yōu)勢 環(huán)境簡易變革，實現(xiàn)教學(xué)理念及方式大幅改進 低投入，高產(chǎn)出 使用簡單，師生能夠快速適應(yīng)新環(huán)境 小步子逐步實施，保證教育生態(tài)平衡發(fā)展,互動型未來教室,構(gòu)建基于一對一的教學(xué)環(huán)境，學(xué)習(xí)者能夠有序開展小組合作學(xué)習(xí)、項目學(xué)習(xí)等多樣互動的學(xué)習(xí)方式。教師可基于教學(xué)環(huán)境開展深度互動教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者創(chuàng)造性學(xué)習(xí)、體驗做中學(xué)的樂趣。 優(yōu)