◎上海大學(xué)王國(guó)中

上海國(guó)茂數(shù)字技術(shù)有限公司 孫 潔

智慧教育產(chǎn)業(yè)觀察及智慧校園解決方案

◎上海大學(xué)王國(guó)中

上海國(guó)茂數(shù)字技術(shù)有限公司 孫 潔

數(shù)字教育技術(shù)基礎(chǔ)已經(jīng)成熟，正面臨飛速發(fā)展的時(shí)期，受到國(guó)家政策大力支持，數(shù)字教育投入也在逐年遞增。簡(jiǎn)單描述了中國(guó)的教育現(xiàn)狀，對(duì)傳統(tǒng)教育的弊端進(jìn)行了解讀和分析。探討了智慧教育產(chǎn)業(yè)的機(jī)會(huì)和發(fā)展模式，創(chuàng)新性地提出并實(shí)現(xiàn)了兩套智慧校園解決方案，以供參考。

傳統(tǒng)教育；數(shù)字教育；智慧教育；智慧校園

智慧教育產(chǎn)業(yè)觀察

1.傳統(tǒng)教育弊端——智慧教育產(chǎn)業(yè)新機(jī)會(huì)

對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)信息有突出貢獻(xiàn)的科學(xué)家有許多，如被稱(chēng)為“美國(guó)無(wú)線電廣播之父”的David Sarnoff（1891—1971）、發(fā)明了留聲機(jī)和電影攝影機(jī)的Thomas Alva Edison（1847—1931）、電子電視發(fā)明第一人Philo T.Farnsworth（1906—1971）等，而眾多科學(xué)家中以美國(guó)人居多，這跟美國(guó)歷來(lái)的教育制度不無(wú)關(guān)系。

針對(duì)當(dāng)前中國(guó)的教育現(xiàn)狀，其主要教學(xué)特點(diǎn)如下：

1）通常以班級(jí)授課為教學(xué)的組織形式；

2）教學(xué)過(guò)程集中；

3）以教師為中心，老師在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中始終處于主導(dǎo)地位；

4）教學(xué)評(píng)價(jià)方式基本上以考試為主。

筆者通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間在學(xué)校和企業(yè)的觀察發(fā)現(xiàn)，普遍來(lái)說(shuō)，高校剛畢業(yè)的學(xué)生到企業(yè)均不能馬上開(kāi)始新產(chǎn)品研發(fā)工作，學(xué)生的溝通能力、處理問(wèn)題能力，特別是創(chuàng)新能力都比較差，究其原因，與當(dāng)前的教育制度息息相關(guān)。傳統(tǒng)教育的弊端總結(jié)為以下幾點(diǎn)：

1）傳統(tǒng)教育約束并限制學(xué)生的想象范圍；

2）傳統(tǒng)教育是一種機(jī)械式的學(xué)習(xí)過(guò)程；

3）傳統(tǒng)教育的基本要素極為統(tǒng)一和死板。

2.信息化讓教育產(chǎn)業(yè)“如虎添翼”

近期以來(lái)，數(shù)字教育、網(wǎng)絡(luò)教育發(fā)展迅速，但總體應(yīng)用效果并不樂(lè)觀。

1）發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)迅猛發(fā)展數(shù)字教育。在美國(guó)，Harcourt公司專(zhuān)門(mén)為Apple iPad開(kāi)發(fā)了數(shù)字課程，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的課本；2008年加州宣布全州使用電子教材。在日本，松下和索尼推出了Pin change電子書(shū)包，通過(guò)采用嵌入式系統(tǒng)“T-Engine”，學(xué)生老師可以下載電子教材。韓國(guó)用20億美元發(fā)展數(shù)字化教科書(shū)，計(jì)劃在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)平板電腦教學(xué)；2014年將給全部中小學(xué)生提供免費(fèi)電子教科書(shū)。新加坡、馬來(lái)西亞以及中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)等也先后提出電子書(shū)包計(jì)劃。

2）數(shù)字教育建設(shè)是基本國(guó)策。教育數(shù)字化已成為教改方向，《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》中指出建成覆蓋城鄉(xiāng)各級(jí)各類(lèi)學(xué)校的數(shù)字化教育服務(wù)體系。我國(guó)教育部、新聞出版署、工信部對(duì)電子書(shū)包均高度重視，引領(lǐng)相關(guān)規(guī)范制定。新聞出版總署明確將電子書(shū)包列入新聞出版產(chǎn)業(yè)的“十二五”規(guī)劃當(dāng)中。

數(shù)字教育成為熱點(diǎn)，國(guó)內(nèi)紛紛啟動(dòng)試點(diǎn)，各地的應(yīng)用情況如表1所示。

表1 國(guó)內(nèi)各地?cái)?shù)字教育試點(diǎn)情況舉例

中國(guó)在數(shù)字教育方面的投入如圖1所示，可以看到中國(guó)財(cái)政性教育經(jīng)費(fèi)逐年遞增，并在2000年后每年增幅更加明顯。而財(cái)政性教育經(jīng)費(fèi)對(duì)GDP的占比也呈明顯上升趨勢(shì)。

3）數(shù)字教育的技術(shù)基礎(chǔ)已趨成熟。在數(shù)字教育的基礎(chǔ)性設(shè)施配備方面，各項(xiàng)技術(shù)已日趨完善和成熟。首先是終端移動(dòng)化，比如平板電腦、智能手機(jī)、電子閱讀終端等；其次是平臺(tái)資源云化，教學(xué)資源集中、系統(tǒng)建設(shè)容易、云端應(yīng)用豐富，而且擁有WiFi等寬帶網(wǎng)絡(luò)的保障；再有，數(shù)字教育的內(nèi)容也開(kāi)始呈現(xiàn)多媒體化，比如電子教材、多媒體課件、趣味學(xué)習(xí)應(yīng)用、仿真試驗(yàn)、公開(kāi)課堂、互動(dòng)問(wèn)答等。

圖1 中國(guó)財(cái)政性教育經(jīng)費(fèi)變化情況

3.互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下的智能教育新思維

互聯(lián)網(wǎng)大潮來(lái)勢(shì)洶洶，圖2是2010—2015年間中國(guó)智能手機(jī)出貨量變化情況，可以看出移動(dòng)終端的普及仍處于高速增長(zhǎng)時(shí)期，移動(dòng)互聯(lián)已經(jīng)成為當(dāng)代生活中必不可少的一部分?；ヂ?lián)網(wǎng)的沖擊也對(duì)教育產(chǎn)生了巨大的影響。

在這樣的市場(chǎng)背景下，教育也要變換新思維，探索新技術(shù)與新模式。現(xiàn)在新興的主要熱點(diǎn)技術(shù)有：移動(dòng)計(jì)算機(jī)、平板電腦；云計(jì)算、自然用戶接口；增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、物聯(lián)網(wǎng)；3D打印、穿戴科技等。互聯(lián)網(wǎng)教育新模式也快速步入人們視野中：

1）基于游戲的學(xué)習(xí)、移動(dòng)學(xué)習(xí)，將趣味性和學(xué)習(xí)便捷性結(jié)合在一起。

2）MOOC。大型開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)課程（Massive Open Online Courses，簡(jiǎn)稱(chēng)MOOC，中文譯為慕課），2012年由美國(guó)幾所大學(xué)提出，是免費(fèi)開(kāi)放給學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，現(xiàn)已在各國(guó)開(kāi)始出現(xiàn)并應(yīng)用?，F(xiàn)在MOOC在國(guó)內(nèi)外的高校中還沒(méi)有與學(xué)分掛鉤，但這個(gè)方式非常好，由專(zhuān)業(yè)的課程提供商制作，內(nèi)容豐富，可以節(jié)約大量的教育資源。全球參加MOOC課程人數(shù)的分布見(jiàn)圖3，可見(jiàn)中國(guó)也屬于大量使用MOOC的國(guó)家與地區(qū)之一。

圖2 中國(guó)智能手機(jī)出貨量變化情況

圖3 全球參加MOOC課程人數(shù)的分布

3）開(kāi)放內(nèi)容、學(xué)習(xí)分析、個(gè)人學(xué)習(xí)環(huán)境。比如基于網(wǎng)絡(luò)的自組織學(xué)習(xí)系統(tǒng)、網(wǎng)易云課堂、可汗學(xué)院、TED課堂等。

4）翻轉(zhuǎn)課堂。所謂“翻轉(zhuǎn)課堂”，即指讓學(xué)生按照自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度在家中聽(tīng)課，然后在課堂上與老師和同學(xué)一起解決問(wèn)題。兩種教學(xué)模式對(duì)比如表2所示。

表2 傳統(tǒng)課堂與“翻轉(zhuǎn)”課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)比較

綜上可以總結(jié)出教育新思維特點(diǎn)：

1）智能化技術(shù)能更好支持人的個(gè)性化、全面化發(fā)展，支撐教育系統(tǒng)的智能化管理與決策；

2）可以充分考慮學(xué)習(xí)者的認(rèn)知特點(diǎn)、認(rèn)知思維與認(rèn)知風(fēng)格，是學(xué)習(xí)者智慧學(xué)習(xí)的工具與新的智慧學(xué)習(xí)方式。

4.“大數(shù)據(jù)”智慧教育的新手段

1）大數(shù)據(jù)將實(shí)現(xiàn)教育的個(gè)性化。大數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生的個(gè)性化、民主化有非常好的影響，這將可以實(shí)現(xiàn)學(xué)校、學(xué)院等區(qū)域化的教育，各展所長(zhǎng)，各得其所，并促進(jìn)教育的精準(zhǔn)決策和優(yōu)化服務(wù)導(dǎo)向，見(jiàn)圖4和圖5。

2）教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用在崛起。大數(shù)據(jù)在教育方面的應(yīng)用也在逐步崛起，比如，美國(guó)高等教育大數(shù)據(jù)分析案例——PAR，可實(shí)現(xiàn)美國(guó)西部16所高校的在線學(xué)習(xí)預(yù)報(bào)分析，總共有170萬(wàn)學(xué)生，810萬(wàn)個(gè)修課記錄，33個(gè)變量；面向?qū)W生個(gè)人的學(xué)習(xí)分析“儀表盤(pán)”——SoLAR等。

圖4 大數(shù)據(jù)時(shí)代學(xué)生教育個(gè)性化

圖5 大數(shù)據(jù)下教育的決策和優(yōu)化機(jī)制

智慧校園解決方案

1.校園信息發(fā)布系統(tǒng)

盡管現(xiàn)今高校里逐漸出現(xiàn)一卡通、多媒體教室、PPT教學(xué)等多形式的智慧校園解決途徑，但筆者發(fā)現(xiàn)，學(xué)校的信息發(fā)布方式仍舊非常傳統(tǒng)，將通知、報(bào)告、宣傳單頁(yè)等打印成紙張貼在宣傳欄，既不能有效達(dá)到目的又極易互相覆蓋，還需要定期的清掃，非常不方便、不環(huán)保。于是，筆者所在學(xué)院設(shè)計(jì)了一套全新的在線信息發(fā)布系統(tǒng)，其建設(shè)思路如圖6所示。

該系統(tǒng)為三網(wǎng)融合的無(wú)線信息發(fā)布平臺(tái)，其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖7所示。校園內(nèi)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)普及，局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、WiFi等將發(fā)布前端與各種終端（如電視機(jī)、廣告機(jī)、手機(jī)等）連接在一起，可以隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)各類(lèi)信息的發(fā)布。加之現(xiàn)在學(xué)生基本上都有智能移動(dòng)終端，為信息的及時(shí)發(fā)布打下了良好的硬件基礎(chǔ)。

該校園信息發(fā)布系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多種功能：

1）電視直播，讓學(xué)生更好地了解時(shí)政動(dòng)態(tài)；

2）視頻播放，回放學(xué)生活動(dòng)等精彩瞬間；

3）校園導(dǎo)視，直觀了解學(xué)校環(huán)境；

4）教育刊物，掃描二維碼下載；

5）天氣預(yù)報(bào)，了解天氣信息；

6）學(xué)校宣傳，了解學(xué)校校園文化；

7）通知專(zhuān)欄，優(yōu)秀學(xué)生展示平臺(tái)。

2.iClass——移動(dòng)互聯(lián)教育改革新思路

微軟公司創(chuàng)始人Bill Gates與蘋(píng)果公司聯(lián)合創(chuàng)始人Steve Jobs在一次會(huì)面中均表示，教育的未來(lái)成為他們共同關(guān)注的焦點(diǎn)。Gates描述了他對(duì)未來(lái)學(xué)校的設(shè)想——學(xué)生們自己觀看講座和視頻課程，而課堂時(shí)間用來(lái)討論和解決問(wèn)題。他們一致認(rèn)為，迄今為止計(jì)算機(jī)對(duì)

圖6 智慧校園在線管理系統(tǒng)

圖7 校園信息發(fā)布系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接示意圖

學(xué)校的影響小得令人吃驚——比對(duì)如媒體、醫(yī)藥和法律等其他社會(huì)領(lǐng)域的影響都小。Gates談到，要改變這一點(diǎn)，計(jì)算機(jī)和移動(dòng)設(shè)備必須致力于提高更多個(gè)性化的課程并提供有啟發(fā)性的反饋。

鑒于此，筆者提出并實(shí)現(xiàn)了一套新的智慧教育方案——“我的課堂”，英文名稱(chēng)iClass。iClass是一種新的教育模式初探，可以用它進(jìn)行授課、點(diǎn)名、提問(wèn)、收集數(shù)據(jù)等。此外，使用iClass將趣味性融入教學(xué)當(dāng)中，用iClass平臺(tái)進(jìn)行滾動(dòng)抽取學(xué)生回答問(wèn)題，可讓學(xué)生集中注意力，積極參與到課堂內(nèi)容中來(lái)。

以前，“手機(jī)”往往是課堂的天敵，是學(xué)生上課時(shí)消遣和玩樂(lè)的工具，對(duì)老師來(lái)說(shuō)可謂一種“痛苦”。而現(xiàn)在，筆者在教學(xué)當(dāng)中采用了iClass的教學(xué)方式，讓學(xué)生們利用移動(dòng)終端隨時(shí)參與進(jìn)來(lái)，“手機(jī)”儼然成了老師的好幫手。iClass系統(tǒng)在手機(jī)終端和教師前端的界面示意圖如圖8和圖9所示。

圖8 iClass系統(tǒng)在手機(jī)終端界面（截圖）

由于學(xué)生的智能手機(jī)平臺(tái)不同，開(kāi)發(fā)了基于iOS和Android平臺(tái)的APP，還特備了備用手機(jī)借用給不支持該系統(tǒng)的同學(xué)使用，能夠保證所有同學(xué)都能使用iClass系統(tǒng)。課堂授課時(shí)，老師的提問(wèn)方式可以有多種選擇：通答（所有學(xué)生都可通過(guò)手機(jī)端輸入問(wèn)題答案，非常迅速地傳到后臺(tái)）；搶答；邏輯選項(xiàng)問(wèn)題，就像娛樂(lè)節(jié)目計(jì)票一般，可實(shí)時(shí)顯示選擇百分比。下一步還準(zhǔn)備繼續(xù)開(kāi)發(fā)“點(diǎn)贊”功能，學(xué)生之間可以互相點(diǎn)贊。iClass系統(tǒng)可以讓學(xué)生完整地參與教學(xué)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)：

1）課程設(shè)置——定向開(kāi)發(fā)課程內(nèi)容；2）交互式學(xué)習(xí)——通過(guò)終端實(shí)時(shí)交互；3）電子化作業(yè)——電子化完成作業(yè)和批改；4）數(shù)據(jù)分析——后臺(tái)分析教學(xué)數(shù)據(jù)。

王國(guó)中，上海大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，上海國(guó)茂數(shù)字技術(shù)有限公司董事長(zhǎng)。曾兩次榮獲“國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)”，獲“信息產(chǎn)業(yè)部科技創(chuàng)新先進(jìn)工作者”等多項(xiàng)科研獎(jiǎng)項(xiàng)和榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)；入選“國(guó)家萬(wàn)人計(jì)劃”，近年來(lái)一直從事視音頻編解碼與數(shù)字電視技術(shù)等方面的研究。

圖9 iClass系統(tǒng)在教師前端界面（截圖）

G521;TP319

A

【本文獻(xiàn)信息】王國(guó)中，孫潔.智慧教育產(chǎn)業(yè)觀察及智慧校園解決方案[J].電視技術(shù)，2014，38（22）.