智慧教育的基本特征十篇

发布时间:2024-04-29 18:42:35

智慧教育的基本特征篇1

关键词:智慧教育;多媒体;教学环境

中图分类号:G434文献标志码:a文章编号:1673-8454(2017)13-0072-03

在教育信息化飞速发展的时代,经常会听到某高校建成了“智慧教学环境”或“智慧校园”,甚至有些高校进行了简单的信息化教学设施的改造,也冠名为“智慧教育环境”建设。是技术发展太快,还是概念炒作呢?或者是人们对“智慧教学环境”的内涵理解有偏差呢?带着这些问题,笔者对智慧教育的概念进行了深入研究,并对现阶段已经建成的智慧教学环境进行了实地调研。希望通过开展此项研究找到当前智慧教学环境建设中存在的问题与漏洞,为今后智慧教学环境的建设提供建议。

一、智慧教学环境的内涵

今天我们所说的智慧教育源于iBm提出的“智慧地球”,智慧地球的核心是以一种更智慧的方法通过利用新一代信息技术来改变政府、公司和人们交互的方式,以便提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度。智慧地球具有三个明显的特征:①对环境透彻的感知力,通过利用物联网等实现随时随地感知、测量、捕获和传递信息;②更全面的互联互通,在有线和无线网络支持下,利用先进的系统协同工作实现全面互通;③深入的智能化,利用人工智能技术获取智能化的洞察并付诸实践,进而创造新的价值。[1]

《2015中国智慧学习环境白皮书中》指出,智慧学习作为一类学习系统,是通过物联网技术、大数据系统和人工智能技术等现代高科技来全面感知学习情境、识别学习者特征,提供合适的学习资源与便利的互动工具,自动记录学习过程和测评学习结果,有效支持人们的终身学习、职业发展和自我价值的实现。从而可以实现人们能够在任意时间(anytime)、任意地点(anywhere),以任意方式(anyway)和任意步调(anypace)(简称4a)进行学习,这类学习环境能够支持学习者轻松地(easyLearning)、投入地(engagedLearning))和有效地(effetiveLearning))(简称3e)学习。[2]

我国学者祝智庭教授认为:智慧教育的真谛就是通过构建技术融合的学习环境,让教师能够施展高效的教学方法,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。[3]

通过对上述概念的分析可以看出,智慧教学环境的基本条件是对环境的感知、全面的互联互通和深入的人工智能;智慧教学环境中主要用到物联网、大数据和人工智能来感知学习环境和学习者特征、营造学习情景,主动提供学习资源、自动记录和评价学习结果;智慧教学环境建设为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,提供环境保障。

智慧教学环境主要具有如下特征:①ρ习者和环境的感知,比如,通过一些传感设备(物联网)实时控制教室的温度、湿度、亮度等,为学习者提供最为舒适的学习环境;②个性化资源的推送,在智慧教学环境中,可以实时感知学习过程,并主动推送个性化的学习资源;③对学习结果的记录与分析。智慧教学环境通过对学习者学习过程的记录与分析,可自动分析学习者的特征和学习情况,并产生相应的学习报表或者学习建议;[4](4)智慧教育最根本的特征是要实现教育信息化的终极目标。

二、智慧学习环境的建设现状

当前智慧教学环境的建设正在如火如荼的进行,部分高校已经建成了智慧教学环境示范区。为深入研究智慧教学环境的建设与应用情况,笔者对部分高校的智慧教学环境示范区进行了实地考察,发现当前的智慧教学环境可分如下几类:

1.普通多媒体教室的改造升级

在已经建设成功的“智慧教室”中最为初级的是普通多媒体教室的升级版,此类教室只是对普通多媒体教室进行了装修和改造,使得教室中的座位灵活、舒适,其多媒体设备配置更加先进。当前改造成功的多媒体教室中基本都安装了高清投影、交互式电子白板或互动式大屏幕、无线扩音系统等。

2.课堂互动工具应用型

当前智慧教室中的互动系统种类繁多,比较常见的主要包括:利用台式电脑通过局域网进行互动、利用internet进行远程的互动教学、基于手机或平板电脑的互动系统:

(1)基于台式电脑的互动系统。这种类型的教室中,每个学生座位上配有一台台式计算机,通过相关的互动软件,可实现师生之间、学生之间在网络环境下的实时互动交流,包括教师单独辅导,下发、上传资料等。

(2)基于网络的远程直播、互动系统。为实现跨校区之间、跨区域之间的教学直播互动,部分院校建设了“远程直播”教室。在此类型教室中通过高清摄像机、直播管理系统,可实现远距离直播、互动等功能。此外,通过录播控制系统,也可以实现对教师授课过程的自动录制和保存。

(3)基于智能手机或平板电脑的课堂互动系统。有些学校的“智慧课堂”可以看到基于手机或平板电脑的互动系统,此类互动系统可以让师生之间通过智能手机或平板电脑进行互动,下发、上传资料,也实现了学生实时投票、抢答等功能。另外,此类课堂互动系统已经初步实现记录课堂教学过程,并对授课情况可进行初步分析与统计。

3.教学资源库及社会化软件应用型

(1)有些地区或学校建设了相应的资源库或学习平台,便称之为智慧教育环境。

(2)还有些学校可利用微信、QQ等社会化软件实现新生注册、宿舍查询等功能,他们把这些社会化软件的简单应用说成了智慧校园。[5]

4.环境友好型

(1)教学环境的提升

部分智慧教学示范区中教室颜色鲜艳、明亮,走廊和学习区温馨、清爽,桌椅板凳舒适、灵活,教室里面配置了中央空调、电动窗帘等,整个示范区使学生能感受到愉悦、清新。但在信息化智能技术的应用方面,很少看到大数据分析系统、物联网、云计算等新型技术的应用,因此,这些环境也难以称为智慧教学环境。

(2)物联网的初步应用

有些学校建成的“智慧教室”中开始使用一些初级的物联网设备,比如,显示温度、湿度、照度等参数设备。仅仅使用一些物联网设备也难以称之为智慧教学环境。

5.综合应用型

一些学校智慧教室中综合了各种前沿技术,我们似乎看到了智慧教育的影子。此类教学环境中:教室实现有线和无线网络的全覆盖;教室外安装了人脸识别系统和RFiD考勤机,这些系统采集的数据可直接传送到教务系统;可以感知教室的温度、光线等,并可实现自动控制;开发了基于云计算的教育资源库和移动学习管理系统;此外,还有智能控制系y、增强现实的互动演示和视频会议系统、自动录播系统等。[6]

三、现阶段高等院校智慧教学环境“智慧”的缺失

通过对智慧教育内涵的研究,结合智慧教学环境的建设现状,发现现阶段“智慧教学环境”的建设与传统教学环境相比已经有了很大的提升,但还没真正实现“智慧教育”。下面笔者对照智慧教育的概念与特征,从环境建设、技术的运用以及对人才培养的支持等方面对现阶段的“智慧教学环境”加以分析:

1.对环境和学习者的感知

感知学习情景涉及学习者特征分析、传感器技术和自动推理等方面的应用,通过信息采集、动态建模和情景推理三个模块来实现[7],要感知学习情景,物联网和人工智能技术是必不可少的。目前,智慧教学环境中对物联网技术的应用还处在最初级的对基本环境的感知方面,比如,温度、湿度和光线的感知,缺乏对物联网的深入应用。要实现对学习者特征的自动识别,必然用到人工智能、学习分析等技术,但在目前的智慧教育环境中还没有看到成功案例。

2.智慧教育资源的提供

智慧资源是指以培养具有21世纪生存技能的智慧创造者为目的,支持智慧学习和智慧教学活动的有效开展,具有泛在性、情景感知性、联通性、进化性、多维交互性和个性化智能推送等核心特征的新型数字化学习资源[8]。在智慧教育资源的建设和应用过程中:首先,用到大数据分析技术,对学生的学习特征和学习情况进行全面的分析;其次,通过人工智能等技术实现向学习者进行优质教育资源的精准推送;第三,可通过物联网、大数据和人工智能来全面感知学习环境,利用VR技术营造更为真实的学习情境。在当前建设的“智慧教学环境”中,虽然可以看到丰富的学习资源和互动工具,但它们并没有达到智慧资源的标准。

3.对学习结果的记录与分析

Siemens认为学习分析是:“关于学习者以及他们的学习环境的数据测量、收集、分析和汇总呈现,目的是理解和优化学习以及学习情境”[9],学习分析必然会用到学习科学、人工智能、大数据等方面的理论和技术。目前我们看到的是一些授课软件对课堂的记录与初步的数据统计,并不能达到学习分析的标准。在对教学过程的记录过程中,通过自动录播系统,可以实现对教学过程的自动录制,但这种记录只能是机械的记录,缺少智能成分。

4.对教育目标的实现

智慧教育最根本的特征是要实现教育信息化的根本目标,即“要破解制约我国教育发展的难题,促进教育的变革与创新;要对教育发展具有革命性影响”[10]。要对教育发展产生革命性影响,智慧教学环境应做到如下几点:首先,要改变知识产生、传播和管理的方法和模式,让知识变得触手可及;其次,要支持学习者的终身学习、职业发展和自我价值的实现;第三,要营造良性的教育生态环境,使学习者能随时、随地开展所需的学习。显然目前的“智慧教学环境”还不能支持实现教育信息化的根本目标,因此还难以称之为智慧教学环境。

四、智慧教学环境建设建议

通过上述分析可以看出智慧教学环境的建设还处在初级阶段,目前建设的很多“智慧教学环境”只能说是现代教育环境,还不能称之为智慧教学环境。要真正实现智慧教学环境,还需要在教育理论、技术和方法等方面大幅提升。结合上述分析,本文对智慧教学环境的建设提出如下几点认识:

1.强化顶层设计,准确定位,系统规划

智慧教学环境的建设是一个系统工程,它包括校园环境、教室环境、硬件设施、软件系统,甚至还包括教师的教学理念、方法,学生的学习习惯、方式等方面的内容。因此,智慧教学环境的建设首先需要明确目标,强调顶层设计,对我们将要实现的目标进行系统的规划。

2.遵从事物发展规律,循序渐进,稳步推进

智慧教学环境的建设是一个长期的过程,不可能一蹴而就。在智慧教学环境的建设过程中还伴随着教学方法、理念的转变。因此,智慧教学环境的建设应该在系统规划的基础上分阶段开展,循序渐进地做好每个阶段的工作,最后才有可能实现真正的智慧教育。

3.明确智慧教育本质,平心静气,不忘教育根本

智慧教育的本质是利用信息化手段,为学习者的学习提供更优质的环境、更人性化的服务。智慧教学环境的建设必然用到云计算、物联网、大数据和人工智能等技术;智慧教学环境必然能给师生提供更便捷的教与学支持,让学生可以开展任何时间、任何地点、任意方式的学习;智慧教学环境必然给师生提供丰富的、个性化的资源和及时的教与学的分析报告;智慧教学环境可以支持实现教育信息化的根本目标。满足了上述条件才可称之为智慧教学环境,切不可将简单的环境改造、软件应用和资源建设冠名为智慧教学环境。

五、结束语

智慧教学环境的建设应该有一个长远的、系统的规划,盲目的、填鸭式的建设只会造成对人力、财力的浪费,不利于智慧教学环境的应用;而把普通的信息化教学环境冠名为“智慧教学环境”是对“智慧教学环境”这一概念的滥用,这样不利用智慧教育的良性发展。在智慧教学环境的建设中,我们应该在认清现状的基础上循序渐进,站在教学理论和技术的前沿脚踏实地,不断追求,逐步实现真正意义上的智慧教学环境建设!

参考文献:

[1]iBm商业价值研究院.智慧地球赢在中国[eB/oL].https:///services/multimedia/smarter_planet_zh_cn.pdf.

[2]黄荣怀等.2015中国智慧学习环境白皮书中[R].北京:北京师范大学智慧学习研究院,2015.9.

[3]祝智庭.智慧教育新l展:从翻转课堂到智慧课堂及智慧学习空间[J].开放教育研究,2016(2):18-25.

[4]黄荣怀等.智慧教育的三重境界:从环境、模式到体制[J].现代远程教育研究2014(6):8-9.

[5]陈琳,王蔚,李佩佩,李冰冰.智慧校园的智慧本质探讨――兼论智慧校园“智慧缺失”及建设策略[J].远程教育杂志2016(4):17-24.

[6]聂风华,钟晓流,宋述强.智慧教室:概念特征、系统模型与建设案例[J].现代教育技术,2013(7):5-8.

[7]张永和,肖广德,胡永斌,黄荣怀.智慧学习环境中的学习情景识别――让学习环境有效服务学习者[J].远程教育杂志2012(2):85-89.

[8]郑旭东,杨现民,岳婷燕.智慧环境下的学习资源建设研究[J].现代教育技术,2015(4):27-32.

智慧教育的基本特征篇2

在新形势新时代的要求之下,各国均将“智慧教育”作为国家信息化的战略重点优先部署,推进信息技术与教育教学的全面深度融合,加快提升教育信息化整体水平。为实现教育现代化,发达国家均采取了各种措施促进“智慧教育”的发展。

一、“智慧教育”的特征

“智慧教育”是指以物联网、云计算、大数据处理、无线宽带网络为代表的一批新兴信息技术为基础,以智能设备和互联网等为依托,以教育资源建设为中心,以各项配套保障措施为基础,以深入实施教育体制改革为主导,全面构建网络化、数字化、个性化、智能化的现代教育体系。“智慧教育”是政府主导、学校和企业共同参与构建的现代教育信息化服务体系。该体系由云计算、物联网、互联网、数字课件、公共服务平台和先进的云端设备组成开放校园。任何人可以在任何时候、任何地方借助电脑、数字电视、手机等各种云端设备进行主动、高质量和个性化的学习。教育主管部门和学校也可以通过该体系实现廉洁高效的管理。对照“智慧城市”、“智慧教育”的概念、内涵,可以清楚看到,“智慧教育”正是“智慧城市”建设在教育领域的具体体现。

“智慧教育”具备以下基本特征:“智慧教育”的本质就是要通过教育信息化的手段,来实现教育信息与知识的共享。“智慧教育”具有“教育”的属性,同时也具有“信息化”的属性。

从教育属性来看,“智慧教育”的基本特征是开放性、共享性、交互性与协作性。开放性打破了以学校教育为中心的教育体系,使得教育社会化、终生化、自主化;共享性是信息化的本质特征,它使得大量丰富的教育资源能为全体学习者共享,且取之不尽、用之不竭;交互性能实现人-机之间的双向沟通和人-人之间的远距离交互学习,促进教师与学生、掌生与学生、学生与其他人之间的多向交流;协作性为教育者提供了更多的人-人、人-机协作完成任务的机会。

从信息化技术属性来看,“智慧教育”的基本特征是数字化、网络化、智能化和多媒化。数字化使得教育信息技术系统设备简单、性能可靠、标准统一;网络化使得信息资源可共享、活动时空较少受限制、人际合作易实现;智能化使得系统能够做到教学行为人性化、人机通信自然化、繁杂任务化;多媒化技术使得信息化传媒设备一体化、信息表征多元化、复杂现象虚拟化。

二、国内外智慧教育建设成功经验

1.国内“智慧教育”建设成功案例

旨在加快湖南职业教育信息化建设步伐而着力打造的职教新干线,是基于云计算服务、覆盖湖南全省职业院校、以个人空间为基础的实名制、开放的网络学习互动交流平台。至2012年,“职教新干线”已建有机构平台161个,师生教学空间30余万个,发表文章660万篇,教学内容为主的视频25万个,其中录制的湘绣大师刘爱云、湘菜大师许菊云等技能大师的技艺视频2万多个。

佛山市南海区通过一个中心(云计算管理中心)、3个平台(云基础平台、资源平台和管理服务平台)的建设,打造云计算环境下的区域教育公共服务平台(简称南教云),主要有电子政务云、学校管理云、教育资源云、互动社区云、智能课堂(电子书包)学习云等。目前,教育资源总存量达25.6tB,自主创作的中小学新课程资源容量达39,500件,资源课程化率达到95%,在线使用人数日均两千多人次。从2009年开始,南海区在部分小学逐步试点电子书包项目。通过3年的实践,一对一数字化学习模式试点班级里,学生成绩突出,自得学习之乐。在好效果的鼓励下,从2011年10月开始,南海在7所区直高中16个班级中正式试点,并于2012年推广到15所区直高中。到2015年,南海区所有高中、初中及小学将逐步普及使用“电子书包”。

2.国外“智慧教育”建设成功案例

美国北卡罗来纳州格雷汉姆小学开展了教育云计算项目。全校600名师生通过“通用云计算服务”来获取虚拟电脑桌面,里面有非常丰富的学习材料。弗吉尼亚州passage中学允许学校学生在课堂上利用手机进行学习。学生为此备受鼓舞,发明了很多能够使用手机的学习活动,并写成博客或录制视频在网络上分享。一些教师也开始使用手机来加强互动,譬如课堂提问不再指定某位学生回答,而是通过短信的形式将学生们的答案投影到教室前方的屏幕上,也有英文教师带领学生在twitter上协作创作故事。

2010年,日本总务省启动了“未来校园”项目。这是日本最大的部级教育信息化项目,项目将建立其一对一电脑应用系统、互动性白板以及连接家庭和学校的协同教育平台,为所有6~12岁的学生提供电子课本和学习资源,并于2020年前,完成全国范围的普及和应用。

韩国教育科学技术部协同国家信息化战略委员会于2011年6月向李明博总统汇报了《智能教育推进战略》,其核心内容为:自2015年起将在一线学校正式实施“量体裁衣”式的智能教育,用纸张制作的传统教科书将在学校消失,取而代之的是数码教科书。韩政府为此将投入2兆2281亿韩元(约合21亿美元)。根据战略要求,至2015年韩国将在所有学校建设以云技术为基础的教育环境,即将教育内容存放在网络服务器中,学生们可以通过计算机、智能平板、智能电视等各种数码终端灵活使用。韩国教科部计划自2014年起从小学课程开始制作数码教科书,至2015年扩展到小学、初中、高中的所有教学科目,推行初期将采取数码教科书与纸张教科书并行的方式。

三、“智慧南京”建设总体架构设计

智慧南京的总体架构为1+4:即一个综合应用体系加上组织领导、政策法规、信息共享和安全保障等四个支撑体系。

(1)综合应用体系是智慧城市顶层架构的核心。其内部可分为基础服务层、行业应用层、集成应用层三个层面,体现系统融合和信息共享的导向。

(2)组织领导体系是智慧城市建设的关键。组织领导体系包括组织协调、实施推进、专家咨询体系

(3)政策法规体系是智慧城市建设的保障。从以下4个方面进一步加强智慧南京政策法规的制定工作:一是强化依法管理。二是完善绩效考核。三是完善投入机制。四是出台信息化项目建设绩效评估办法。

(4)信息共享体系是智慧城市建设的主线。在市级信息资源体系数据的采集方面,分为两种方式,一是部门交换,二是自建自采。在智慧南京建设过程中,将广泛征集部门业务需求的基础上,梳理数据源,推进共享交换,逐步实现基础信息资源的大集中。

(5)安全保障体系是智慧城市建设的基础。在全市网络与信息安全的总体架构下,智慧南京将遵循贯彻落实国家信息安全等级保护制度要求,从组织、管理、技术与运维等多方面入手,提升基础信息网络和核心要害信息系统的安全可控水平,保障核心要害信息资源的安全,形成可靠、完善的信息安全保障体系。

四、对南京市“智慧教育”建设的展望

根据“智慧南京”总体架构并结合国内外“智慧教育”建设的成功案例,我们可以看出:“智慧教育”的发展不是一蹴而就的,需要各方面的配合支持,如智慧城市的统筹规划、教育政策的倾斜、硬件建设的持续发展、软件资源的开发与应用推广等。只有各种规划、政策、措施以及资金投入等相互配合,协调一致,才能够推动“智慧教育”的发展。为使南京市“智慧教育”迈出较大的步伐,我市应该借鉴国内外的成功经验,结合我市“智慧南京”建设实际,有效促进“智慧教育”建设,真正使教育实现现代化。

1.加快教育基础设施建设

多媒体教学的普及、教育信息资源的汇聚、云服务模式的推行,都需要较高的带宽、较强的运算能力和较大的存储空间。因此,提高教育基础设施水平,推进教育数据中心建设,是发展“智慧教育”的先行条件。按照加快创建智慧城市的要求,全面建成“标准统一、全面覆盖、互联互通、智能服务”的市、区、校三级“智慧教育”网络,切实解决郊区、农村教育网络覆盖问题。同时应统筹规划建设全市教育数据中心。

2.推行教育资源云服务

云计算技术、云服务模式将对“智慧教育”建设产生深远的影响。基于全市教育云服务平台,推进优质教育资源共享和教育管理信息系统互联互通,实现教育部门业务协同。因此,有必要构建南京市“智慧教育”公共服务平台,该平台是基于云计算与大数据的信息化服务平台,是“智慧教育”的大脑和枢纽,在整个“智慧教育”系统架构中起到匹配、整合、协调、联动各个应用系统和管理系统的作用。通过“智慧教育”公共服务平台,实现各类教育资源的整合,一方面可为各类教育应用提供公共基础设施、开发平台及应用服务,此外可将“智慧教育”各子系统高层业务数据统一抽取,形成报表供实时查询,以及各种指令与信息高效、完整的下达到各个应用系统末端,从而实现领导决策与控制的完美循环。公共服务平台也是“智慧南京”的其他模块,或其他的“智慧城市”与南京“智慧教育”的进行系统交互的中枢。市、区各级教育行政部门可利用公共服务平台实现网络化办公协同、教育数据采集分析,并实现全局的监督;全市学校可通过公共服务平台构建独立的数字化校园环境,以提升管理水平和管理效率,同时降低学校的信息化建设资金投入和it专业管理人员的投入;教育者和被教育者可通过公共服务平台便捷、低成本地获得优质的教育资源和创新的教育服务,体现教育公平,实质性地提升教学质量和教育管理水平。

制订和规范一批信息化教育管理、教学应用的制度、措施。逐步形成合理的信息资源开发与应用框架,以统一的规划和标准规范跨区域、跨学校的信息资源开发,实现信息资源的有效整合与广泛共享。

3.构建智能化学习环境

构建数字化、网络化、个性化、智能化的校园和教室,教育者可以通过多种媒介直观呈现教学内容,学生可根据个人兴趣、知识盲点进入智能学习系统进行学习和体验。有条件的学校可推广数码教科书,减轻家庭为子女额外购买学习资料和参考书所带来的经济负担,提高民众对公共教育的满意度,降低学生对课外辅导的依赖程度。

4.加强教育信息资源建设

智慧教育的基本特征篇3

一、学贵为师

1.一种独特的研究视角

导师的《陶养生命智慧:社会转型期的一种价值追求》一书立足于当代人类社会转型期,对教育如何变革问题进行了深入思考。她跳出科学主义与人文主义两大范式之争,回到生命本身、生存本身来理解教育,阐明生命智慧教育是当代教育变革的—种可能性、一种价值追求。正如导师认为的那样:以生命论宇宙观、非线性的复杂思维方式,审视现代教育,有可能为跳出机械论宇宙观、线性思维方式的羁绊,跳出科学与人文纷争,使教育走向整合与统合,寻找一种出路。

2.深入浅出的写作模式

《陶养生命智慧:社会转型期的一种价值追求》一书共有7章:智慧及其相关问题;生命智慧及其源泉;生命智慧的显现与价值;智慧教育的时代呼唤;生命智慧教育的基本主张;生命智慧的早期开发;生命智慧教育的教师。无论是从整本书的构成还是从每一章的构成来看,成书内容既有深厚的理论功底做支撑,也有活泼阅读生动的案例做补充,阅读起来不至于晦涩难懂。阅读的过程中总有与导师相识的感觉。以第一章为例,导师用了大篇幅来介绍“智慧”。首先以师生讨论“智慧”所展示的问题为引子,从“智慧”的字词含义,从智慧与聪明、明智、智力、智能、经验等多关系的角度,特别是智慧与知识的关系,来揭示智慧内涵的多样与丰富。突然想到了“文如其人”这个词,我认为在导师身上十分贴切。导师是个严谨的人,对于关键概念的理论工作令人钦佩。

3.关于“智慧”的三个维度

阅读全书,可以看出老师从智慧、生命智慧、智慧教育三个维度展开,而侧重点则是探讨生命智慧的内涵、特质,生命智慧的泉源及其显现。阅读中我领悟到:生命智慧不是外在于生命的,而是就在生命之中,生命智慧不是找到的,而是生命智慧潜能的适时的生长与显现。因而当我们对待生命智慧的基本态度就要做到以’下几点:相信生命、“殷勤”等待、虚怀若谷。另外,生命智慧教育的基本原则是:第一,遵循生命的特征。首先,是尊重个体生命的独特性;其次,是尊重个体生命的现实存在的状态;再次,是给生命成长以时间;最后面对个体成长中的“噪音”,应“创造性地等待”。第二,遵循左右脑工作原理。教育要同时注意左脑和右脑的开发,使其均衡发展。第三,关注身体。身体不仅是个体生命的载体,而且是生命智慧的源泉之一,是生命智慧的“居所”。因此,生命智慧教育不仅不能不关注身体,而且还应将其作为—项基本原则。

二、亦贵得友

1.鞭策之友

阅读书中的文字,无时无刻都有一种受“智慧源”的感染,虽然现在自己还没有真正成为一名教师,但是读到以下文字,内心更明确了师范教育中我要去努力和提升的方向:凡是优秀的教师无不是自主成长型的教师,自主成长是教师职业人最好的生存方式。教师要实现自主成长,就需要不断地扩展自己的心胸、提升境界、陶冶情操,成为一个既有广博的知识基础,又有专精的学科知识的教师;此外,教师还需要学习哲学、学习教育史,了解中外教育的思想精华以及教育的经验,并且在教育职场的实践中逐渐地用这些哲学的、历史的知识来充盈自己、丰富自己,使之变成个人化的教育哲学的信念、理想和情操。忽然想起了导师的另一部著作《生命德育论》中提到的“优质的自己”,当我把“教师”、“优质自己”这两词慢慢品味,在内心书写着自己‘馓白”后的思考,这一份情感,应该说是“小智慧”让我欣喜,让我无以言表。

2.为师之友

朱小蔓导师在总序中写道:“教育要挖掘、培植和开启人的道德智慧,而道德智慧的教育是靠教师来落实完成的。价值,教师是要在做中学习,在做中做人、成人,在做中转化人,所以教师必须是一个有道德智慧的人。”在这本书中导师用一个章节的内容潺潺细流般地向我们道出了如何成为一个生命智慧教育的教师。“生命智慧教育离不开教师,但只有智慧型教师才有可能陶冶学生的生命智慧。”导师在对魏书生、刘彭芝、杨瑞清、郑汉文四位老师的点滴事例来探讨智慧型教师的内涵和特征。基本观点是智慧型教师本身是充满生命智慧之人,是生命智慧的陶养“源”。智慧型教师的基本特征主要体现为:有善良、美好的人性信念,有强烈的生命感,是生命关怀者;对教育有着深刻的理解,是学生成长的促进者;具有积极的态度和思维方式,具有很强的自我激励、自我超越意识与能力;充满教育智慧与教学机智,是教育实践与教育研究的“一体者”。智慧型教师那临场的天赋、即席的创作、完美的应答以及润物细无声的绝妙,是孩子们成长的福音,是人们对教育、对好教师永远的景仰。

3.治学之友

王国维在《人间词话》中说:古今之成大事业、大学问者,必经过三种之境界:“昨夜西风凋碧树,独上高楼,望尽天涯路。”此第一境界也。“衣带渐宽终不悔,为伊消得人憔悴。”此第二境界也。“众里寻他千百度,蓦然回首,那人却在,灯火阑珊处。”此第三境界也。从导师完成这本书的历程来看,是需要一种执著与勇气的。从选题来看,导师着眼于“生命德育”,是因为基于博士期间对于生命道德教育的研究。进入博士后流动站工作期间,与一些中小学校长、教师接触处,他们对当代学校教育现状的反思,让导师更明确地意识到研究生命智慧的必要性。这一种“咬定青山不放松”的功夫是我们应当学习的。从文本完成的过程看,无论是从她的合作博士田正平的叙述中:她一次次到浙江、南京、北京等地的图书馆查阅文献资料,一次次到浙江、北京、沈阳、陕西等地的学校调查研究;还是从成书的内容上,《我就是要上去》《郑汉文:“体验”现象学》等,这些老师在观察中、记录中完成的案例撰写,都凝聚着导师治学的一份严谨与用心。

智慧教育的基本特征篇4

一、立足时代背景,极具现实性和实用性

教育是经济繁荣、政治进步、文化发展的基础,没有良好的教育基础和教育成果作为支撑点,国家和社会便会缺少相应的建设人才,进而难以取得社会建设的进步和科学技术的创新。进入新世纪以来,我国在教育事业上投入的人力、物力和财力持续增长,并坚持贯彻落实人才强国战略,党和国家领导人也曾多次在公开场合发表关于重视教育、建设和谐校园、培养高素质人才的重要讲话,可见教育事业已成为政府关注的焦点。智慧校园是在信息时代背景下应运而生的现代化校园,其诞生和发展需要以先进技术、社会环境和产业基础作为支撑。关于智慧校园的构建,国外已有所实践并取得了较大进展。但我国智慧校园的构建和实施却依然处在初级探索阶段,无论是在理论模型的构建,抑或实际举措的实施均需要不断进行信息融合和反馈。然而,国内尚未有完善统一的技术指导和系统架构。本书中作者以马来西亚、韩国为案例,分析了这些国家在构建智慧校园方面提出的战略举措,并结合当今中国教育发展的现实状况(例如广东省佛山市的“智慧校园”示范工程项目等),深刻论述了构建智慧校园的重要性和必要性,对我国其他地区构建智慧校园具有重大指导意义,因此极具现实性和实用性。

二、结合互联网特征,有的放矢解决问题

若能充分利用互联网资源的共享性和信息的时效性、多样性等优点,便可最大限度发挥互联网的优势,服务于人类社会。经研究发现,依靠互联网发展建构的智慧校园充分展现了鲜明的互联网特征:信息化、全面化、快捷化、智能化、自由化。首先,智能校园的建设需要大学校园里覆盖有线网、无线网、局域网和视频监控网等多种类型的网络相互融合;其次,智能校园需要能将校园内的新闻、通知等信息以最短时间传递到校园网的各个责任主体以及每位学生、老师等,这便体现了互联网的时效性和快捷性;再次,智慧校园需要强有力的幕后执行和监督团队,不仅要科学架构,更要实现低成本高效率的运作要求,这和互联网的发展趋势不谋而合;最后,智慧校园需要开放、自由的学习环境和学习氛围,这也是构建智慧校园的关键所在。通过智慧校园建设,完善校园信息交流、共享、反馈平台,从而学生、教师的资源共享更为便捷。因此,智慧校园可以看做是一个缩小版的、单纯面向校园的互联网集,方便学生、老师以及学校领导进行教学、科研、教务工作等信息的快速查询、处理、上情下达等工作。基于智慧校园的这些特征,作者在书中系统进行了智慧校园的规划,通过对智慧校园建设进行需求分析、必要性分析来制定相应的建设目标,从而有的放矢提出相应的实施策略,逻辑严谨,内容全面而深刻。

三、研究范围全面,技术分析到位

智慧教育的基本特征篇5

关键词开放大学智慧教育途径

中图分类号:G642文献标识码:aDoi:10.16400/ki.kjdkz.2016.04.011

abstractBasedontheanalysisofthebasicconceptsandcharacteristicsofthewisdomofeducation,combinedwiththecurrentsituationofdomesticandforeignintelligenceeducation,theresearchdiscussesthewayofboostingthewisdomeducationinopenUniversity,andtheconstructionofthebuildingofopenUniversity,andpromotesthedevelopmentofsmartcity.

KeywordsopenUniversity;wisdomeducation;method

当前世界各国尤其发达国家相继提出智慧城市战略,其目的是力争在新一轮信息技术变革中处于优势地位。随着我国社会经济三十多年持续高速增长以及城市化和全球化步伐的进一步加快,构建智慧城市,已成为了我国城市发展令人关注的重要战略问题。智慧教育是智慧城市重要组成部分,是智慧城市健康顺利发展的保障。开放大学教育作为一种新的教育形态,是以终身教育理念为先导,以服务学习型社会建设为宗旨,以现代信息技术为支撑,整合共享各类优质教育资源,实施远程开放教育的新型高等学校,①②是智慧教育实现不可或缺的重要组成部分。因此,研究探索开放大学建设助推智慧教育的路径,有利于进一步优化终身教育资源布局,满足不同层次的终身教育需求,推动城市率先基本实现现代化,进而向智慧城市迈进具有重要意义。

1智慧教育内涵与特征

智慧教育即是指以物联网、云计算、大数据处理、无线宽带网络为代表的现代信息技术为基础,以互联网与智能仪器设备等为铺垫,以大量的教育资源建设为中心,通过各项配套保障措施,深化教育体制改革,全面实施与构建网络化、数字化、个性化、智能化的现代教育体系,是以政府为主导,学校、企业及相关机构共同参与构建的现代化教育服务体系。智慧教育是智慧城市重要组成部分。

智慧教育即具备“教育”的属性,又具有“信息化”的属性。从其教育属性来看,智慧教育的基本特征有开放性、共享性、交互性与协作性等几个方面。第一,其开放性就是突破了传统教育的以学校教育为中心的瓶颈,促进了教育的社会化、终身化与个性化;第二,共享性使得丰富的教育资源为全体学习者所共享,是教育信息化的本质特征之一;第三,交互性即是实现人机之间的沟通和学习者人与人之间的在线远程学习交流;第四,协作性体现为教育者提供了更多的科学有效的相互协作的机会。从信息化技术属性来看,智慧教育具有数字化、网络化、智能化和多媒体化等特征。第一,数字化使得教育信息技术系统性能更加可靠,更便于使其标准统一;第二,网络化使得教育资源更便于共享,更易实现人与人之间交流合作,第三,智能化使智慧教育系统能够实现教学行为个性化、充分体现人文关怀。第四,多媒体化使得智慧教育相关设施设备一体化、教育信息表述多元化,使得相关教育资源内容更加直观,更加丰富多彩。

2国内外智慧教育相关发展状况

智慧教育对传统教育理念、模式、内容和方法带来了强大的冲击,促使现代教育形式和学习方式的发生了重大变革。以教育信息化促进教育现代化,借助先进的现代信息技术完善传统教育模式,是教育现代化、实现教育的跨越式发展的必然趋势。当前国内外在智慧教育建设方面取得了一些成绩,许多成功案例值得我们深思和借鉴。

目前,国外走在前列的以美国、韩国和日本为代表。例如,美国北卡罗来纳州格雷汉姆小学尝试开展了教育云计算项目,取得了良好的效果。该校600名师生可通过“通用云计算服务”获取虚拟电脑桌面,并可方便地使用其中包含的丰富多彩的学习内容。弗吉尼亚州passage中学允许学生在课堂上使用手机等终端进行学习。为了充分调动学生学习兴趣,创设了许多可以使用手机参与的学习活动,并将学习过程与内容写成博客或录制为视频在网络上共享。有些教师也开始尝试利用手机来加强教学过程中与学生互动。如在课堂中提问时,不再只是指定某个学生回答,而是通过短信的方式,并将学生的答案投影到教室的大屏幕上供学生讨论;还有的教师通过twitter平台与学生一起协作创作故事,取得了良好的教学效果。

另外,日本总务省于2010年启动了部级教育信息化项目――“未来校园”智慧教育项目。该项目建立了具有良好人机交互的计算机应用系统、互动性白板和连接家庭与学校的协同教育平台,为所有六至十二岁的学生提供丰富的电子学习资源。韩国教育科学技术部与国家信息化战略委员会一起,于2011年6月推出了“智能教育推进战略”,即从2015年起将在相关学校推出“量体裁衣”式的智慧教育体系,用电子数码教科书取代传统的纸质教科书。韩国政府为此将投入约合21亿美元的资金来完成此项战略,将在所有学校建设以云技术为基础的教育环境,使得学生能够通过计算机、各种智能数字终端进行学习活动。

近年来我国各省份和城市围绕智慧教育建设也做了卓有成效的探索。例如,湖南省为了进一步加快湖南职业教育信息化建设着力打造了职教新干线,构建了基于云计算服务、覆盖湖南全省职业院校、基于网络的开放式学习互动交流平台。湖南职教新干线现已建有平台161个,师生教学空间30余万个,教学内容视频25万个。广东省佛山市南海区积极开展智慧教育探索,形成了一个中心(云计算管理中心)、3个平台(云基础平台、资源平台和管理服务平台)的智能教育模式,构建的云计算环境下的区域教育公共服务平台――“南教云”主要有电子政务云、学校管理云、教育资源云、互动社区云、智能课堂学习云等,③对区域教育现代化建设起到了良好的推动作用。

3助力智慧教育实现的开放大学建设策略与路径

3.1搞好顶层设计,明确定位及目标

开放大学是智慧教育实现不可或缺的重要组成部分,它是全民学习的服务平台和终身教育的支持体系。

3.1.1明确定位

开放大学是全民学习的服务平台和终身教育的支撑体系,不仅为全民学习提供服务,同时还为构建终身教育学习平台提供支撑,充分体现开放大学的开放性和社会责任。第一,要立足省情和市情。制定富有特色和针对性的实施方案,切实增强服务全省社会经济发展的能力。第二,要面向未来。努力将开放大学建设成为满足全民教育多层次多方位的教育需求的新型大学和终身教育平台。第三,通过创新不断谋求发展。以社会的学习化进程为出发点,以终身教育和学习型社会的构建为立足点,使开放大学真正成为构建终身教育和学习型社会的有生力量,实现开放大学建设助推智慧教育的目标。

3.1.2明确职能目标

一是办学职能,继续办好学历教育与非学历教育,当前仍以专科和本科为主,并积极探索与高校合作开展面向社会的研究生教育。二是服务职能,充分运用现代信息技术,依托互联网环境,采用远程教育技术手段,为广大民众提供优质的学习资源。三是管理职能。积极创新管理模式,开展决策咨询、发挥好业务指导、过程监督等管理职能。

3.2进一步加大开放大学信息基础设施及长效运营体系建设力度,助力智慧教育体系的构建

开放大学在远程教育方面有着多年的经验积淀,已形成较为成熟的教育网络,较早地涉足了云计算、社交网络、移动互联网、SaaS等现代信息新技术。但同时我们也要清醒地认识到在信息基础设施及长效运营体系建设力度方面仍需进一步加强,软硬件等方面距离智慧教育的要求仍有较大的距离。因此亟待搭建实施智慧教育的相关平台。

智慧教育的构建离不开现代信息技术,云计算技术的发展与逐渐成熟为智慧教育体系的搭建奠定了基础。它为智慧教育提供了强大的底层技术支撑和服务支撑,因此,借助已云计算技术为代表的现代信息技术,搭建长效运营支撑平台是智慧教育体系建设所不可缺少的,该支撑平台包括:一是智慧教育的计算与安全能力核心的云计算与云服务管理平台;二是保障系统运维的常态化的集中式的系统运维团队及专业面向客户服务的呼叫中心。

3.3加快优质教育资源的共建共享与整合

现有教育资源与应用已达到一定积累,亟待整合。随着我国教育改革的深入,教育行业的各类参与者已积累了丰富的教育教学数字资源,但我们也应该清醒认识到当前教育运行体系仍存在着诸多问题,如各种教育产品的“炮楼”模式,不适合交叉、跨界,缺乏真正意义上的网络在线教育平台,因此智慧教育体系构建必须充分解决好跨界问题,从而实现各类优质教育资源的共建共享。又如当前我国网络在线教育在连续性方面仍显欠缺,主要表现在从幼儿园、小学、中学、大学、成年、职业、老年的终身教育体系不完备,受众缺乏终身的、延续的教育场所。

开放大学应着眼社会经济转型发展需要,围绕智慧教育体系的构建,坚持内涵式发展,立足区域、面向全国,借助国家和省教育资源公共服务平台,建设学科门类齐全、内容丰富、彰显区域特色的数字化教学资源库,并使教学资源得到可持续的更新。一是充分运用开放大学系统的现有课程体系;二是同自学考试系统的自考课程互通;三是通过政府购买等形式,向各级各类学校、企业、科研单位与社会相关机构征集优质课程,从而促使教学资源更具针对性、历久弥新。

3.4积极探索“人人、处处、时时可学”的以面向社会公众的在线教育超市为代表的智慧教育运作模式

“教育超市”是一种全新的教育办学模式,它的构建不仅体现了“以学生为本”的教育改革理念,而且有利于有限的教育资源利用效率的提高。“教育超市”实行开放式教学,能为各类受教育者提供层次多样、质量高、数量足的教育资源,提供了更加人文化的学习环境,从而进一步激发受教育者的潜能。在搭建面向社会公众的在线教育超市时应注意以下策略:

(1)明确定位与服务目标。应充分体现学历与非学历教育兼顾,积极推进各类教育形式之间互通,通过在线教育超市平台内容丰富的优质课程满足广大学习者多种层次的需求,并赋予他们充分的选课自,为渴望通过学习提升自我的社会公众提供终身学习的机会。

(2)构建科学设计的课程体系。课程体系是面向社会公众的在线教育超市的主要功能模块,科学合理的课程体系是面向社会公众的在线教育超市的运行永葆活力的源泉。它主要包含两方面的内容,即公共基础课程超市与专业课程超市。在设计公共基础课程超市时应注意既要课程内容符合相关专业修业的基础性要求,又要注重激发学习者的学习兴趣,提高职业素养应变能力等需求;在设计专业课程超市时要在保证专业体系完备性的同时尽量突出专业特性。

(3)构建健全的自选课程制度。应摒弃原有普通高校的管理模式中只能在狭窄的专业计划限定的范围内选课的制度,既要遵循教育规律,建立符合学习者需求的选课制度,使学习者可以依照自己的意愿选修课程,又要注意有利于学生向多元化方向发展的需求,充分体现了“以生为本”的教育理念。

(4)探索实施学分银行制度。课程在各层次高校教育间的互认互通及转换,是面向社会公众在线教育超市可持续健康发展的重要保障。搭建各类教育之间的有序衔接和灵活沟通的“学分银行”平台,是解决当前各类教育资源各自为政、学分不能互认等问题的有效途径。具体实施中可借鉴欧洲学分转换系统(eCtS)模式,即通过政府和教育主管部门牵头成立全国和省市级高校学分认证机构,由认证机构制定和执行一系列课程学分评估项目和评估标准,确定各个高校教育的各门相关课程学分兑换系数及跨行提取学分的相关标准,从而建立起网络教育与其他教育形式间学分互认互通的立交桥,促进各类教育间的有序竞争和资源的优化配置。

(5)完善课程导师制度。网络是面向社会公众在线教育超市的主要载体。构建完善的导师制度,对学生从入学到毕业的进行全过程指导,不仅可以有效地降低学生选课的盲目性,而且有助于学生自主学习能力的提升。在构建课程导师队伍时,应从长远发展出发,充分考虑导师队伍的专业学科类别、职称、年龄等因素,以保障对学生学习过程中指导服务的针对性和实效性。

(6)制订统一的课程遴选制度。包括课程遴选的评估入市、检验复评、退市的标准,应进一步引入竞争激励机制,充分调动各方参与者的积极性与主动性,促成面向社会公众的在线教育超市资源开发整合和应用升级的良性循环。

注释

①江兴代.教育超市――现代教育新模式[m].北京:华龄出版社,2006.

智慧教育的基本特征篇6

教育信息化经过近年来的不断发展与演变,衍生并积累了许多新情况与新问题,外部环境的发展与演进越发活跃,一些新理念和新技术也随之涌现出来。当前的教育信息化在发展过程中已将社交化、个性化、开放化、智能化等特点较为清晰的呈现出来。数字校园为智慧校园所替代也成为当前教育信息化发展的主要趋势。

1智慧校园及其特征

智慧校园这一概念的产生晚于智慧城市与数字校园,物联网、云计算、社交网络与移动技术等新兴技术的发展与应用为智慧校园的产生创造了较多的实现手段与良好的外部环境。智慧校园的建设理念是“以服务为核心,以管理为支撑”,能够完成科学决策、管路逻辑、信息交换、资源组织、智能感知等工作。其终极目标就是通过与高校校园活动进行“深度融合”,为用户提供良好的服务。从根本上来看,智慧校园应用于校园信息化建设更受到校园管理部门的青睐,就目前的实际需求情况来看,有效建设智慧校园不应只对物联网技术进行应用,而应该对更多的新技术加以应用与融合,从而对应用与服务进行有效的突出。从高效的信息化建设目标来看,智慧校园在实质上是对“以人为本”的理念的继承与发展创新。

智慧校园的内涵形象化、具体化的实现形成了其基本特征,主要包括以下几点:

(1)能够较为灵敏的对现实环境中的人或事物进行感知,然后依据建立好的模型,较为准确地预测出服务对象的一般规律和发展趋势。

(2)通过对高速多业务的网络体系加以应用,来实现及时传递各类数据与消息的目的,最大程度的消除时空的限制。

(3)最大程度的对信息化平台进行有效整合与集约化利用,从而充分体现出信息资源的优化存储与良好组织。

(4)以“大数据”理念为依据,实现信息资源的推荐与挖掘,并由此实现智能化的决策与管理。

(5)真正意义上建设起开放的、多维度的学习空间与科研空间,并将进一步建立具备有利于多模式的学习环境与科研环境作为下一阶段的发展目标。

2智慧校园的关键技术

2.1环境感知与物联网

目前传递物联网信息的主要平台依旧是网络,但物联网为网络终端增加了一些信息感知与处理功能。感知技术一般包括激光扫描、红外感应与视频监控。与传统意义上的人到终端的网络所不同的是,物联网可以有效实现人与人、物与物之间的定位、结合识别、管理、监控功能为一体,充分提现智慧校园特有的“智能化”优势。

2.2云平台对教育资源的组织与整合

通过将教育教学资源与云平台进行有机整合,更有利于实现教育教学资源的整合与共享,从而实现教育资源分布不均、更新速度慢、共享难度大等问题的有效解决,更好的实现教育资源的均衡化发展。以往的数字校园的主要任务是实现教育资源的初步整合与静态组织,往往会受到平台限制作用的影响,资源整合更多的表现为物理储存,但资源本身对逻辑上的关联性的体现较为缺乏。

2.3移动互联与应用

移动互联技术从本质上来说主要包括自组织网、4G、wifi等接入技术,而移动互联可以有效突破高校校园中网络接入时受到的有线网络的限制,充分体现了智慧校园的“开放化”特征。同时,无线网络支撑下的智慧校园移动互联环境具有自身的优势,其特点主要扩展、融合、高速、规模。与传统网络所不同的是,移动网络的接入终端还具有多样化的特征。

2.4学习协作及社交网络

我们通常将社交网络定义为社会化或具有社会性的一种网络服务,是一种方便人际交往的网络服务手段,具有虚拟化的特征。当前信息技术不断发展的潮流之一就是社交网络,它已经成为了促进互联网发展的一个关键性因素。与此同时,社交网络还具有成本低廉、开放性强的优势,是高校大学生们展现个性、对社会实体关系进行维系、表达利益诉求的首选方式之一。

从应用涵盖面上来看,智慧校园将数字校园的所有应用都包含在内的同时,还通过新技术的增加与融合实现为用户提供个性化服务的目的,例如,学生可以通过智慧校园完成作业下载、网络选课等基本操作,学校可以依据课表对学生的上网时间与访问内容进行限制。还可以对学生的学习行为进行分析,与其他同学的相关学习数据相比较,按照教育学的基本原理,为学生创建有效的学习方案,并将具有针对性与系统性的学习方案推送给学生。

从整体规划上来看,智慧校园主要包括智能化设计学校活动、个性化推送资源、决策辅助、展现决策的各项数据、移动使用各类业务系统、建立数字校园基础平台、融合学校各种数据等主要内容。

从架构上来看,其架构与物联网基本相似,但其决策层与数据层是物联网所没有的,具体可以分为决策层、应用层、数据层、通信层、感知层。

3云计算与物联网在智慧校园建设中的应用前景

3.1云计算在智慧校园建设中的应用前景

云计算平台在智慧校园当中的应用主要包括基础设施、平台、应用三个层次。其中,基础设施层又包括服务器、存储系统及网络系统等重要硬件部分。平台能够为用户提供服务器租用与虚拟硬件资源等服务,其中包括数据管理、用户认证与授权等。开发平台及中间件、数据库共同构成其平台服务系统。智慧校园的中心是软件服务层,其所有的教育信息均存在于该层次。在未来的智慧校园建设过程中,云计算将会发挥不可小觑的作用,以学生实验为例,在整个教学过程中,实验对于提高学生的自主操作能力、发现新领域、获取新知识有着重要作用。但学校实验室不会每天开放,更无法为每个学生提供随时做实验的机会,学生无法拥有属于自己的实验室。针对这个问题,云计算平台能够利用资源共享与远程桌面的方法,为学校师生提供访问云平台的客户端系统,使其体验到高速运行与海量存储的便利,从而为每位师生提供一个属于自己虚拟实验室。在建设虚拟实验室的环节中,需要首先建设好实验室的环境,搭建出一个完整的虚拟化资源池,以自动化的方式对资源申请、监控与回收进行操作,学校师生可以随时利用虚拟桌面远程访问虚拟实验室。

3.2物联网在智慧校园建设中的应用前景

智能感应是物联网最主要的特征及优势,智慧校园通过应用物联网技术能够对学生安全、教学活动、教学资源、校园生活等进行有效管理,有利于创建和谐、智能、便捷、高校的校园环境。而物联网在智慧校园当中的应用主要包括三个方面,分别是校园生活、教学管理与安全防卫。其中,物联网在发挥教学管理的作用时,管理内容主要包括智慧图书馆、自动考勤管理、智慧课程等;在校园生活方面,其作用机制主要包括智能浴室管理、智能宿舍管理、智能食堂管理;而在安全防卫方面,物联网发挥的作用则更为重要,它能够为校园的安全防卫提供技术支持,弥补了当前校园中安全防卫不足的弊端,通过传感设备对学校情况进行全方位的掌控,当发现安全问题时,设备能够自动报警,有利于学校安保人员对安全隐患进行及时处理。

4结束语

智慧教育的基本特征篇7

关键词:智慧教学;教学系统;移动平台;服务器平台;系统平台

教育信息化是当前我国教育发展的主要趋势,在这股潮流影响下,智慧党校教学日益受到重视,其建设工作已经提上了工作日程。党校教学以培养我国各级领导干部为主要责任,其教学活动必须适应信息化教学要求,为此应当积极建设智慧教学系统,构建产学研一体化教学环境。

党校多媒体智慧教学基本情况

最近几年,随着教学信息化建设工作的逐步推进,党校智慧教学取得了重大成绩。但是,智慧教学水平依然较低,与信息化教育建设要求不符。特别是党校智慧教学多集中多媒体教室应用上,“多媒体表演”成分高,未体现多媒体教学的真正价值,使得教学效率不高。从智慧教学概念角度看,智慧教学以云计算、物联网等先进技术为基础,仅停留在多媒体教学层面的党校智慧教学,显然满足不了信息化教学需求。介于此,需立足于党校信息化教学要求,设计新的智慧教学系统。

党校智慧教学系统的设计

系统需求分析党校智慧教学系统,主要是在多媒体教室利用基础上,通过在线考试、自动考勤、教学评价等多种功能,提高教学的信息化程度,增强教学效果。从其目的看,该系统应当满足以下功能需求:第一,利用人脸识别技术实现自动考勤、人数实时统计等功能;第二,适用于多种移动终端,方便学员在移动平台、服务器等平台使用;第三,用于移动平台的客户端,其系统架构要包括数字教学、用户信息处理等功能;第四,用于服务器平台的客户端,其系统架构要包括网管、识别、在线考试等功能;第五,支持社交网络集成,如新浪、qq等平台,便于双方互动。

系统结构基于云计算、物联网等先进技术的党校智慧教学系统结构,主要组成包括移动平台、人脸识别服务器、教师工作站、网管服务器、数据服务器等。其中,移动平台负责实现在线考试、教学评价等功能。

系统功能从整体上看,本系统具备在线考试、教学评价、实时互动、人脸自动识别等功能。在线考试,支持移动、服务器等平台,学员通过登入在线考试功能模块,可自主进行网上考试,节省纸张和评卷时间;教学评价,根据系统内数据对教学进行评价,并实时反映出来;实时互动,借助微博等社交网络实现生生、师生、师师之间的互动;人脸自动识别,利用人脸识别技术替代传统的点名方式。

系统软件架构本系统软件架构采用mVC三层架构,上层为View,为软件操作界面;中层为Controller,为业务逻辑层,包括功能模块和数据库等;下层为model,用于访问数据库。

智慧教学系统的实现

移动平台软件移动平台包括硬件配置、数字教学、用户信息管理、人脸数据采集车及处理等软件模块。其中,在线考试,数字教学负责在线考试、信息查询、教学评价等工作。以在线考试为例,学员从移动平台客户端进入在线考试模块,查询考试信息,进行线上考试。如果需要查询成绩,可以借助信息查询这一功能模块。为了实现这一平台客户端功能,可以利用XCoDe4.2等软件进行开发,语言采用object-C。

服务器平台软件针对服务器平台的物理架构,设计网管、人脸识别等软件。其中,人脸识别是最为关键的一个环节。在服务器平台上,人脸识别软件利用pCa特征脸法,通过人脸识别服务器完成对人脸的特征识别,确认具体的人。进行人脸识别时,采用二维Gabor算法提取人脸全局的纹理特征,由于提取的信息数据量过于庞大,服务器必须具备较好的数据处理速度。

系统平台软件结合以上内容可以知道,本党校智慧教学系统包括移动平台、服务器平台两部分,不仅适应了电脑用户的使用需求,也适应了手机用户的使用要求,极好的满足了用户不同方式的使用需求。作为一个教学系统,党校智慧教学系统基于云计算、物联网等平台软件建立起来,具备大数据特点、高服务性能、高数据处理等特点,适应信息化教学。云计算、物联网等平台软件,使党校教学虚拟化、智能化、信息化,教学水平得到了提升。如,云计算平台借助自身强大的数据存储与处理功能,为人脸自动识别功能的实现提供了支持,保证了本系y实现点名自动化。

结束语

基于云计算、物联网等先进技术的党校智慧教学系统,主要包括移动平台、人脸识别服务器、教师工作站、网管服务器、数据服务器等五部分,具备在线考试、教学评价、实时互动、人脸自动识别等功能。其在党校教学中的应用,极大地提高党校信息化教学水平,很好适应了新时期党校教学需求,保证了学员教学质量。

参考文献

[1]詹卫国.基于云的党校智慧校园架构研究[J].信息与电脑(理论版),2015(12):11-16.

[2]高捷.党校智慧校园建设的软件规划解析[J].福州党校学报,2015(04):76-79.

智慧教育的基本特征篇8

【中图分类号】G71【文献标识码】a【文章编号】2095-3089(2014)10-0221-02

进入21世纪以来,随着加拿大阿尔伯特大学教育学教授马克斯?范梅南的著作《教学机智――教育智慧的意蕴》在中国大陆的热销,智慧教育、智慧课堂、智慧型教师也成为我国教育理论界与实践界的热门话语。我们高等职业教育也在探讨这个话题。本论文以高职机电类专业基础课《电工电子技术》为例,构建智慧型课堂,提升教学改革,使课堂从知识技能走向智慧,从培养“知识人、技能人”转为培养“智慧者”。带领学生和老师一起追求智慧、体验智慧,最后拥有智慧。因此,针对高职学生,基于专业基础课程的智慧型课堂的探讨和构建研究颇具价值。

一、智慧型课堂研究的意义

1.智慧型课堂的教育宗旨符合高职教育的技能型人才培养模式

智慧课堂的教育宗旨在于引导学生发现自己的智慧,协助学生发展自己的智慧,指导学生应用自己的智慧,培养学生创造自己的智慧。其最重要的价值在于帮助学生建构一种前所未有的具有自我组织、自我进化、自我完善、自我构建、自我发展,具有独特个性的完整的集成智慧体系。智慧课堂是开放的课堂,更关注差异,张扬个性,重在培养学生的创新意识。智慧型课堂是基于知识与技能的教育,但又要超越知识与技能,培养具有持续竞争力的智慧型学生。

而我们高等职业教育培养的是集知识、技能、素质于一身的综合型人才。是具有创新意识和可持续发展性,真正能为社会服务的优质人才。因此,智慧型课堂的教育宗旨符合高职教育的技能型人才培养模式。

2.智慧型课堂的实施理念更适合在专业基础课中构建和推广

在课程中,教师要对基本理论进行有重点、有逻辑的点拨讲授,学生也只有把最基本的专业理论知识夯实,才谈得上真正的智慧成长。此时,知识不再是零星的知识点,而是连贯有意义的系统知识点。《电工电子技术》是高职高专机电一体化专业的专业基础课程。目前面向大一的学生开设。课程主要涉及电工电子技术部分的基本理论、基本知识和基本技能,在后续课程的学习中占有举足轻重的作用。本课题研究在基础课程中构建智慧课堂,尽可能早的培养学生阅读习惯和学习能力,主动进行知识的建构,不只关注学生的知识、技能、分数,而且引领学生自我学习、自我完善,关注未知世界,关注学生生命的智慧。

3.智慧型课堂的特征与《电工电子技术》课程的特点相吻合

智慧型课堂的特征是体现“自主性”、“引导式”“探究式”。而《电工电子技术》课程中有的内容较为抽象,学生不易理解,教师用语言也很难讲述,有的定律学生难以掌握,另外还有许多概念需要通过实验来验证,部分还会出现理论和实践相脱离的特殊情况。

基于以上特点,通过自主性、引导式、探究式等智慧课堂的教学方式,培养学生学习兴趣,提高课堂教学效果,提升教学质量,使学生更好地掌握电工电子的知识和技能,从而实现综合素质的提高。

二、智慧型教育研究的理论基础

iBm全球教育产业副总裁michaelD.king表示,与土地对农耕社会、资本投资对产业经济一样,教育是21世纪决定成败的重要因素。iBm认为智慧教育的五大路标为技术融合、个性化学习路径、知识技能、全球整合和经济联合。它们正在快速聚合,形成全新的变革模式――教育连续统一体。

图1iBm智慧教育体系

在教育信息化领域,智慧课堂教育始于马来西亚的智慧学校计划(SmartSchool)。早在1996年初,马来西亚教育部把智能学校确定为“多媒体超级走廊”计划(multimediaSuperCorridor,简称mSC)的旗舰项目之一。正如智能学校旗舰计划的负责人norrizanRazall博士所认为的,智能学校计划是一项为信息时代的学生而准备的整体性教育改革计划,其目标直指马来西亚学校制度的整体性变革。

2006年,新加坡信息通讯发展管理局(iDa)联合新加坡教育部发起了一项为期10年的新加坡信息计划――“智慧国2015”(intelligentnation2015),2007年,新加坡教育部选出5所“未来学校”以实施“未来学校”计划(FutureSchools)。计划指出“未来学校”不仅要适时开发形式各异的教育样本以满足不同学习者的需求,而且要成为使用类似交互式数字媒体等资讯技术的示范学校。

2011年10月,韩国教育科学技术部了《通往人才大国之路:推进智能教育战略施行计划》。提出全面推行智能课堂教育,实现人才强国之梦。

在我国,智慧教育在《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》中已有所体现,一些地方已将智慧教育纳入智慧城市规划建设。例如,宁波市镇海区正积极开展智慧教育建设。还有上海、苏州、无锡、武汉等各地也在积极推进智慧教育建设。

三、智慧型课堂的构建与实施

贯彻落实《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》(教高〔2012〕4号)和《浙江省高等教育十二五规划(2011-2015年)》文件精神,围绕如何提高人才培养质量这条主线,以机电一体化专业核心基础课程《电工电子技术》为切入点,打造智慧课堂,促进课堂教学品质内涵发展,建构一种前所未有的具有自我组织、自我进化、自我完善、自我构建、自我发展,具有独特个性的完整的智慧课堂体系。

1.构建真实的、与实际生活紧密联系的智慧课堂教学情境

教学情境对于有效的教学十分关键。创设教学情境,就是要尽可能创设真实的、日常的、与学生实际生活紧密联系的情境。教师巧妙地创设情境,最大限度地激发学生的求知欲;最大限度地留给学生思维的时间和空间,做到人人参与、个个思考。同时鼓励学生在学习中基于“真实问题”将不同学科知识整合起来,去挖掘知识更广、更深的意义。这样才有可能产生智慧的火花,从而更进一步发展和锻造自己的智慧。

例如:在讲“了解异地控制电路”时,可以结合“两地控制同一灯”这一实例,并配以实际操作,这样既能将课堂知识直接与生活实际相结合,又能激发学生学习兴趣,同时培养了学生的动手能力。最终引领他们去独立思考新的问题。

2.营造动静结合、宽松和谐的智慧课堂氛围

苏霍姆林斯基说过:“应该让我们的学生在每一节课上,享受到热爱的、沸腾的、多姿多彩的精神生活。”智慧课堂的教学过程是一种动态的不断前进和深入的过程,相对于教师讲、学生听的“一言堂”以及“独角戏”,智慧教学倡导“把课堂还给学生”,让学生主动合作、探究地学习,创造性自主地思考和行动。课堂气氛追求的是让学生“动起来”,使学生主体动心、动手、动口、动脑,以更有效地培养学生的创造精神和实践能力。当然,作为课堂环境建设的主导角色,教师应当深刻意识到,课堂的智慧应当从动与静的平衡中来,学生在动中实践和体验,在静中思考和提炼,然后再获得提升。既要给学生充足的独立思考时间,不至于使他们过多受制于外界的干扰和牵制,又要给学生提供宽松的课堂空间,丰富的教学实践活动,锻炼他们的动手操作能力。

3.创设民主、自由的智慧课堂管理体制

民主、自由的课堂管理为教师教学创新,学生智慧生成提供了制度上的保障,为教师提供创造性发挥教学智慧的空间,学生的智慧火花才能够得以真正的释放。

首先要树立以学生的智慧发展为本的课堂管理观。以近年来,国外在课堂管理中特别强调健康课堂管理的思想,主张通过“为每个学生营造一种以相互信任和尊重为基础的愉快、健康、高效、融洽的课堂氛围,激发学生自强、自尊、自立的心理,从而使学生在课内外过一种健康、幸福和有意义生活”。另外,在课堂管理策略上,由注重教师外在控制向注重学生内在发展转变,让学生承担他们自己可以承担的责任,自己管理自己,培养学生的自主意识和责任感,从而激发其主动性和创造精神。

4.采用引导学生智慧生成的策略和方法

采用开放式教学法,打破把学生束缚在预定的行为及知识、技能框架内,将学生视为机械加工的对象与材科,将所谓有用的知识、技能以及行为规范向学生进行强制性灌输的局面,开放的智慧教学方法虽不否定对知识掌握的必要性,但却不止于对知识的认同性掌握,而是在帮助学生掌握人类知识成果的基础上培养学生开拓创新的精神,将学生的学习由感知、记忆水平提高到想象、思维的高度,通过启发式的教和探究式的学促进学生的智慧成长。

采用“学生参与式”的教学策略,也就是在课程设置、课程实施方法、实施过程以及课程评价的各个环节体现学生的积极主动地位,使他们参与实践、参与创新并在能力的成长中真正体会到自己是学习的主人。

采用“头脑风暴法”。在讨论、互动中,教师对学生的观点暂缓判断,而在一定的时间内让尽可能多的观点呈现出来。就像“风暴”刮过大脑一样,这样就能激活参与者的思维,使其智慧得以极大地迸发。图2为基于智慧课堂的互动设计。

图2智慧型课堂的互动设计

5.探索科学、合理的智慧课堂形成性评价机制

马斯洛说过“每个人在出色完成一件事后都渴望得到别人对他(她)的肯定和表扬,这种表扬就是激励人的上进心,唤起人高涨情绪的根本原因。”科学、合理的激励性评价,能给学生以帮助,给学生以鼓励,给学生以信心。激励性的评价,既要关注结果,更要关注过程及变化发展;既要关注水平,更要关注学生情绪态度。学生找到自己的位置,学习兴趣自然就浓了,积极性也就提高了。

四、智慧型课堂开展的效果与成果分析

1.学生评价该智慧型课堂是一个“引导争辩的课堂”“唤醒智慧的课堂”“走向生活的课堂”。将课堂还给学生,,把自主还给学生;通过分组讨论、启发式、探究式教学方法的研究,充分发挥学生的主观能动性,师生之间、生生之间知识的汇聚、思维的碰撞、思想的交锋、情感的融合,尤其需要将教育者的教育转化为受教育者的教育。学生认为受益匪浅。

智慧教育的基本特征篇9

党校多媒体智慧教学基本情况

最近几年,随着教学信息化建设工作的逐步推进,党校智慧教学取得了重大成绩。但是,智慧教学水平依然较低,与信息化教育建设要求不符。特别是党校智慧教学多集中多媒体教室应用上,“多媒体表演”成分高,未体现多媒体教学的真正价值,使得教学效率不高。从智慧教学概念角度看,智慧教学以云计算、物联网等先进技术为基础,仅停留在多媒体教学层面的党校智慧教学,显然满足不了信息化教学需求。介于此,需立足于党校信息化教学要求,设计新的智慧教学系统。

党校智慧教学系统的设计

系统需求分析党校智慧教学系统,主要是在多媒体教室利用基础上,通过在线考试、自动考勤、教学评价等多种功能,提高教学的信息化程度,增强教学效果。从其目的看,该系统应当满足以下功能需求:第一,利用人脸识别技术实现自动考勤、人数实时统计等功能;第二,适用于多种移动终端,方便学员在移动平台、服务器等平台使用;第三,用于移动平台的客户端,其系统架构要包括数字教学、用户信息处理等功能;第四,用于服务器平台的客户端,其系统架构要包括网管、识别、在线考试等功能;第五,支持社交网络集成,如新浪、qq等平台,便于双方互动。

系统结构基于云计算、物联网等先进技术的党校智慧教学系统结构,主要组成包括移动平台、人脸识别服务器、教师工作站、网管服务器、数据服务器等。其中,移动平台负责实现在线考试、教学评价等功能。

系统功能从整体上看,本系统具备在线考试、教学评价、实时互动、人脸自动识别等功能。在线考试,支持移动、服务器等平台,学员通过登入在线考试功能模块,可自主进行网上考试,节省纸张和评卷时间;教学评价,根据系统内数据对教学进行评价,并实时反映出来;实时互动,借助微博等社交网络实现生生、师生、师师之间的互动;人脸自动识别,利用人脸识别技术替代传统的点名方式。

系统软件架构本系统软件架构采用mVC三层架构,上层为View,为软件操作界面;中层为Controller,为业务逻辑层,包括功能模块和数据库等;下层为model,用于访问数据库。

智慧教学系统的实现

移动平台软件移动平台包括硬件配置、数字教学、用户信息管理、人脸数据采集车及处理等软件模块。其中,在线考试,数字教学负责在线考试、信息查询、教学评价等工作。以在线考试为例,学员从移动平台客户端进入在线考试模块,查询考试信息,进行线上考试。如果需要查询成绩,可以借助信息查询这一功能模块。为了实现这一平台客户端功能,可以利用XCoDe4.2等软件进行开发,语言采用object-C。

服务器平台软件针对服务器平台的物理架构,设计网管、人脸识别等软件。其中,人脸识别是最为关键的一个环节。在服务器平台上,人脸识别软件利用pCa特征脸法,通过人脸识别服务器完成对人脸的特征识别,确认具体的人。进行人脸识别时,采用二维Gabor算法提取人脸全局的纹理特征,由于提取的信息数据量过于庞大,服务器必须具备较好的数据处理速度。

系统平台软件结合以上内容可以知道,本党校智慧教学系统包括移动平台、服务器平台两部分,不仅适应了电脑用户的使用需求,也适应了手机用户的使用要求,极好的满足了用户不同方式的使用需求。作为一个教学系统,党校智慧教学系统基于云计算、物联网等平台软件建立起来,具备大数据特点、高服务性能、高数据处理等特点,适应信息化教学。云计算、物联网等平台软件,使党校教学虚拟化、智能化、信息化,教学水平得到了提升。如,云计算平台借助自身强大的数据存储与处理功能,为人脸自动识别功能的实现提供了支持,保证了本系?y实现点名自动化。

智慧教育的基本特征篇10

【关键词】物联网;云计算;智慧校园

【中图分类号】G40-057

【文献标识码】a

【论文编号】1009-8097(2013)02-0109-06

一研究缘起及项目背景

1研究缘起

信息技术的快速发展促进了教育观念和教学方式的变革。随着物联网、云计算、移动互联网等新一代信息技术的发展,随时随地的师生互动、无处不在的个性化学习、智能化的教学管理和学习过程跟踪评价、一体化的教育资源与技术服务、家校互通的学习社区、师生共同成长的校园文化等新型“智慧校园”教学管理模式已展现在人们面前。关于“智慧校园”的研究已成为当前教育信息化领域关注的热点。

自从iBm提出“智慧地球”概念后,国内外不少学者提“智慧校园”的概念和解决方案。在国外,具有代表性的实施案例有韩国与马来西亚。韩国教育科学技术部于2011年6月向总统府递交了《通往人才大国之路:推进智能教育战略》提案,并于同年10月了《推进智能教育战略施行计划》,提出五大战略举措:(1)数字化教材的开发与应用;(2)在线学习常态化与在线评价体系的构建;(3)营造教育资源用于公共目的的环境与加强信息通讯伦理教育;(4)加强教师的智能教育实践能力;(5)构筑基于云计算技术的教育服务基石。马来西亚政府为促进教育系统的整体性变革于2006年提出的一项宏伟工程――“智能学校”(SmartSchool)计划,到2010年,马来西亚所有的中小学都将转型为智能学校。智能学校实施计划有四项目标:提供个人全方位的发展;注重智能、情绪与身体的发展;培育科技的素养能力及建立教育民主化制度。在国内,有学者对“智慧校园”的概念提出了不同的解读。黄荣怀等认为,“智慧校园”是一种智慧的学习环境。还有学者认为,“智慧校园”是以物联网为基础的校园应用。在实施方面,南京邮电大学于2010年实施了基于物联网的“智慧校园”建设方案,浙江大学、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;中国电信等移动互联网运营商实施了基于e卡通的“智慧校园”解决方案。目前“智慧校园”解决方案还处于探索阶段,在技术方面,没有建立统一的“智慧校园”的系统架构和技术规范;在应用方面:物联网和云计算等先进技术应用处于初级阶段,技术、业务、资源、信息、数据与用户服务的融合度不够,没有从如何利用信息技术支持学生的自主学习、协作学习,如何支持师生互动与快速准确反馈,如何支持教师教学决策等方面提出有效的解决方案。

本文以作者主持的佛山市禅城区“智慧校园”示范工程项目为例,阐述如何采用先进的教育理念和物联网、云计算等先进信息技术构建“智慧校园”系统,探讨“智慧校园”系统的基本特征、系统架构、功能模块、技术路线和实施方法等整体解决方案。

2项目背景

佛山市禅城区“智慧校园”示范工程是禅城区人民政府于2010年9月启动、2012年5月正式上线运行的“四化融合、智慧佛山”首批重点示范项目。本项目分别选择高中(佛山三中)、初中(汾江中学)、小学(佛山实验学校和南庄中心小学)四所不同类型的学校,建立禅城区“智慧校园”示范工程试点学校和示范系统。

禅城区在教育信息化环境建设、教育资源建设、教师教育技术能力培训和教育信息化推广应用方面具有良好的基础,是“广东省推进教育现代化先进区”,四所“智慧校园”示范工程学校具有较高的教育信息化建设与应用水平。但由于信息技术发展等历史原因,项目实施前,禅城区教育信息化建设面临的主要挑战在于:

(1)“信息孤岛”现象。各个学校的信息化应用系统采用的技术标准、数据规范不一致,缺乏甚至没有数据共享关系和交换途径,形成“信息孤岛”;

(2)信息系统的综合服务能力弱,难以实施综合业务流程和综合查询与决策支持;

(3)教育资源存储分散,数据标准不同统一,资源共享困难、检索低效,教育资源的数量和质量难以满足日常教学需要;

(4)信息化建设对提高教学质量和学校管理效率的有效支持不够。

因此,禅城区教育信息化建设需要一个统一的平台,统一的技术标准,统一的数据规范来整合各类信息,实现校园内各个信息管理系统的无缝连接。本项目的实施,着重在解决以上问题方面进行探索。

二智慧校园的内涵与特征

“智慧”(wisdom)一词是指对事物能迅速、灵活、正确地理解和解决的能力。“智慧”是一个相对概念,并不局限于人类,任何物体组成的体系都有智慧,只是高低不同。iBm提出的智慧系统特征是3i:即能够更透彻的感知和度量(instrumented),更全面的互联互通(interconnected),更深入的智能化(intelligent)。

关于“智慧校园”的特征,国内一些学者提出了不同的解读。黄荣怀等认为,智慧校园(SmartCampus)应具有以下五个特征:(1)环境全面感知;(2)网络无缝互通;(3)海量数据支撑;(4)开放学习环境;(5)师生个。宗平等人认为,“智慧校园”的核心特征主要在三个方面:一是为广大师生提供一个全面的智能感知环境和综合信息服务平台,提供基于角色的个性化定制服务;二是将基于计算机网络的信息服务融入学校的各个应用与服务领域,实现互联和协作;三是通过智能感知环境和综合信息服务平台,为学校与外部世界提供一个相互交流和相互感知的接口。笔者认为,“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,具有如下9大特征:

(1)融合的网络与技术环境。实现校园有线网、无线网、传感网、视频监控网等多种网络的融合和多种信息化应用系统的融合,形成一体化的网络环境和应用环境;

(2)广泛感知的信息终端。为广大师生提供一个全面的智能感知环境;

(3)快速、综合的业务处理服务。能够对教学、科研、管理的各种业务、信息、数据按照基于流程的方式进行快速、综合处理,为广大师生提供一个全面综合业务处理与服务平台;

(4)智能的管理与决策支持。具有架构科学合理、低耗高效运转的学校智能化管理与决策支持系统,能够对学校的人、财、物、活动、事件和业务流程进行感知、识别、跟踪、判断、处理、评价与提示指引;

(5)个性化的信息服务。能提供基于角色的个性化信息定制服务;

(6)泛在的自主学习环境。通过实施有线和无线网络的全面覆盖,借助移动学习终端和教育云服务平台,任何时间可以在学校任何地点在线学习、互动交流和辅导答疑。实现教育无处不在,学习随时随地;

(7)智慧的课堂。具有满足师生个性化教与学需求,实现自主探究、互动教学、协同学习等多种教学模式,并能对学习过程进行动态跟踪与评价的智慧课堂;

(8)充分共享、灵活配置的教学资源平台。建有教育云服务平台,能实现教育资源的按需动态分配和技术服务的充分共享。具有统一的教育资源建设标准和存储规范,能实现教育资源的高效检索和智能汇聚。能提供海量的优质教育资源,并与教学系统无缝对接,满足教学需求;

(9)蕴含教育智慧的学习社区。具有家校互通的沟通平台和学习社区,教师、学生、家长能够及时互动,分享教育经验与智慧。能整合各种社会力量,共同促进学生快速健康成长。

三智慧校园系统架构

佛山市禅城区“智慧校园”系统的构建是在现有校园网和学校教育信息化设施及应用系统的基础上,通过应用RFiD等传感技术组建校园物联网,应用无线网络技术组建校园移动学习网,实现对校园内的人(教师、学生、管理者、家长及其他人员)、财(学校经费、个人消费等)、物(教学大楼、图书馆、教室、实验室和教学设备等)和信息(教学资源、教学管理信息、学校公共管理信息、活动信息等)进行识别、传输、存储、处理和控制,为师生提供智能化的管理和个性化的信息服务。

“智慧校园”系统平台采用面向服务的多层架构模式(Soa),将学校的资源、数据、信息和业务流程,按照基于服务的方式整合起来,使平台具有很强的适应性、扩充性、维护性和易用性。平台总体架构如下图1所示:

智慧校园系统架构包括4大体系4个支撑平台和8个应用系统。

4大体系包括标准体系、安全体系、云平台监控体系和教育云服务体系。

1标准体系

基于教育云的智慧校园标准目前还没有统一规范。云计算本身就缺乏统一的标准,在云平台上运行的应用系统又千差万别,难以有统一的资源管理、资源、资源应用。因此,本系统平台的构建首先需要建立一套标准体系。

智慧校园系统标准体系建设分三个层次:信息编码与数据交换,软件开发与集成;硬件环境;在线应用。包括:

(1)建立完整的信息编码与数据规范体系。采用国际通用标准和中国教育信息化标准委员会的制订的学习技术系统《体系架构与参考模型(CeLtS-1)》和《教育资源建设规范CeLtS-41》等10个标准以及《智慧校园示范学校自定义信息编码标准》多种代码体系相互补充,代码分层定义,方便用户分级选择输入信息,同时支持代码扩充、自定义和更新。

(2)软件开发采用《GB/t19001iSo9001在软件开发、供应和维护中的使用指南》、《计算机软件产品开发文件编制指南(GB/t8567-1988)》和《角色访问控制标准anSiinCitS359-2004》等国际与国家标准。

(3)智慧校园硬件设施标准。采用中国教育技术协会技术标准委员会制定的《多媒体教学环境工程建设规范》。

2安全体系

智慧校园安全体系建立了包括操作系统级安全、网络级安全和应用级安全三层安全体系。

(1)操作系统级安全。在操作系统级,平台使用最新的主流Linux操作系统,启用Linux的内核防火墙和身份认证机制保障操作系统的安全,基于心跳(HeartBeat)技术检测系统的崩溃并尽可能自动恢复。如果安全服务系统没有收到某一计算节点的定时心跳数据流,则说明该节点或网络出现了故障,此时重新启动该节点,如果不成功就将该节点排除在计算之外。

(2)网络级安全。在网络级,平台使用下列手段保证平台的网络传输安全:使用硬件防火墙保障整个云平台的安全。为了防止教育云平台系统被非法侵入,在前端计算机安装双网卡将内部和外部网络隔离开。在系统区域网络中使用在internet上没有实际意义的内部ip地址,并用ip伪装(ipmasquerading)和ip端口转送(ipportForward)技术实现网络地址转换。为了防止云平台与用户之间网络通信的被窃取,教育云平台采用了基于SSL安全协议的扩展Http协议HttpS。

(3)应用级安全。在应用级,平台使用下列手段保证平台的应用安全:①可信的单点登录(SSo)。单点登录是解决门户系统安全认证问题的一种理想和有效的认证策略,我们采用的CaS(CentralauthenticationService)是Yale大学发起的一个开源项目,作为智慧校园平台的一个安全而又简单的SSo安全实现。②云平台权限控制。为了防止非授权用户的非法入侵和授权用户的越权使用,教育云平台进行各种级别的权限控制,并具备审核功能,自动记录用户访问的情况和操作过程,以备日后查询。

系统开发中,由于不同身份的用户其业务处理逻辑不同,如果单独为每类用户开发与之工作相对应的应用程序,无疑将十分复杂,也不利于以后的维护工作。为控制系统信息的阅读范围和业务办理权限,系统将用户划分为不同的角色,不同的用户角色具有不同的系统操作权限和查询权限,通过权限控制为不同身份的用户赋予与之身份对应的各项操作,屏蔽不能执行的操作调用,以此实现分工负责。系统用户按照其职务、业务类别、管辖区域,被授予不同的操作权限。操作权限包括数据库(表)操作限制、业务模块操作限制、地理范围限制、数据读写操作的限制等。平台采用专业的用户细分,针对教育系统的独特性,研发出一套专业的用户系统,将用户根据教育部门,学校,地区,身份,角色,岗位,职位,科目,年级,班级等分类归档,并赋予不同功能和权限,同时,云教育的用户将终身有效。

系统也采用严格的权限和隐私设置,用户可为自己的内容和上传的资料快速设置或详细设置读写权限。详细设置可将权限赋予指定地区、身份、年级等细分用户和指定好友等。同时还为用户提供私密保护,设置为私密的信息,除了用户本人,其他任何人包括平台管理员也无法查看到该信息,最大程度地保护了用户的隐私。

3云平台监控体系

云平台监控体系建立了包括教育云平台访问量数据统计分析、用户数统计分析、功能模块访问统计分析、用户使用习惯统计分析、用户在线时间统计分析、流量统计分析等完整的平台使用监控策略。

4教育云服务体系

教育云服务体系以教育资源共享为核心形成多层次的服务体系:

(1)基础设施即服务(infrastructureasaservice)

平台以服务的形式提供虚拟硬件资源和服务器租用等,使教育相关部门无需购买服务器、网络设备、存储设备,只需通过互联网租赁即可搭建自己的应用系统。

(2)平台即服务(platformasaservice)

平台能提供完善的平台即服务功能,包括云应用支撑服务、云系统支撑服务和智慧校园云服务总线。平台通过提供二次开发接口、教育软件定制接口等功能以及开放式的支撑服务功能,提供完善的应用服务引擎和应用编程接口,用户能通过应用服务引擎,构建相应的教学应用。

(3)软件即服务(softwareasaservice)

智慧校园服务平台的用户和客户端软件均能通过标准的web浏览器来使用云平台上的各类在线服务,用户不必另行购买软件,平台能提供完善的软件即服务功能。

本平台通过集成三个层次的服务,能全方位满足各级学校各类服务的需要。4个支撑平台包括云平台基础设施支撑平台、云系统支撑服务平台、智慧校园服务总线和云应用支撑服务平台。

①云平台基础设施支支撑平台。包括底层的服务器集群、数据仓库集群、云存储和监控系统。该平台为整个系统提供稳定、可靠的应用基础支撑平台。

②云系统支撑服务平台。通过系统中间件和应用服务器进行系统支撑。云系统支撑层能提供业务功能模块与云平台层的连接,包括单点登陆、统一用户授权、统一消息服务、统一数据交换服务、工作流服务、信息门户服务、统一搜索服务、统一信息服务等云支撑服务。

③智慧校园云服务总线。这是各类学校和教育机构的数据融合和交换中心,包括数据融合、重组、加工、管理、变换和集成,服务感知、消息感知、事件感知、任务调度、服务编排和调度、服务QoS、数字证书等功能。

④云应用支撑服务平台。该平台形成用户的基本信息数据、教育资源数据、师生成长档案,并提供数据分析和挖掘、教育资源共享等;

8个应用系统分布在教育在线应用服务层,能提供各类在线教育软件服务,包括智慧校园管理系统、智能教学系统、移动学习系统、数字化实验系统、教育资源库、智慧系统文化、家校通系统、数字图书馆系统等在线服务系统。

四实施方法与技术路线

1总体实施策略

“智慧校园”示范工程建设起点高、时间紧、技术难度大,本项目通过创新的政产学研合作机制,采用“以政府主导、以产学研为依托、以应用为驱动、示范引领、逐步推广”的实施策略,边研发边建设,由教育主管部门、本地高校和相关专业公司多方合作,组成佛山市禅城区“智慧校园”示范工程课题组,充分利用教育主管部门和示范学校的项目组织管理优势、需求分析优势、教学资源建设和推广应用优势,高校的系统设计与研发优势,企业的资金、产品和技术服务优势,实现强强合作。这种创新的机制和项目推进策略,有利于实施“起点高、时间紧、技术难度大”的项目,为其他示范工程项目的建设探索可供借鉴的模式。

2系统开发方法

“智慧校园”项目采用的开发方法是基于RUp的迭代开发方法,RUp是一个面向对象且基于网络的程序开发方法。由于本项目的实施尚无成功经验可循,系统庞大,且涉及众多新技术的应用,开发难度大。在软件开发的早期阶段无法全面准确地明确用户需求,确定详细技术路线。而迭代式开发允许在每次迭代过程中需求可能有变化,通过不断细化来加深对问题的理解。迭代开发可有效降低项目风险。本项目开发依据迭代开发方法的核心理念和操作模式,实施过程按“调研-需求分析-原型构建-系统开发-测试-适用评-示范应用-深化应用-总结推”广9个阶段进行。

3主要实现技术

(1)开发环境和工具。以Linux作为底层操作系统,使用JaVa语言作为主要的开发语言,开发环境为JDK1.6+和eclipse3.7,完全满足J2ee和servlet2.4+的开发规范,web容器使用tomcat7.0。整个平台基于Soa方式,采用apache的CXF作为数据的整合和共享方式,智慧校园各系统的数据互通都是通过该方式实现;该方式独立于操作系统和开发语言,可灵活部署,兼容性和性能优越。

(2)单点登录。平台的各个系统之间的登录整合以YaleCaS(CentralauthenticationService,中央认证服务器)方式实现。YaleCaS是耶鲁大学的一个开源项目,Yalecas是目前项目中用到最多的SSo整合方案,该方案提供一种标准的用户认证服务,实现了单点登录功能。

(3)web部署。web部署使用前端服务器加后端服务器的耦合方式实现,前端使用高性能的nginx,后端则使用标准的serlvet容器tomcat实现,nginx专为性能优化而开发,它支持内核poll模型,能经受高负载的考验,有报告表明能支持高达50,000个并发连接数,这样的搭配可以很好的解决性能和应用的兼容性问题。使用nginx按照调度规则实现动态、静态页面的分离,为了提高访问性能,以nginx的ip哈希方式实现了应用的负载均衡。

(4)工作流引擎。使用/BoSS成熟的JBpm工作流引擎作为解决方案,JBpm是一个开源的、纯JaVa的、轻量级的支持多种可执行流程语言的工作流程管理(Bpm)工作流引擎。

(5)数据存储。使用分布式的关系型数据库mysqlCluster作为关系型数据的存储,使用分布式的Hadoop作为非关系型数据的存储解决方案。

(6)云平台虚拟化。采用Linux的KVm解决方案,KVm虚拟化平台是linux内核原生的组成部分,它使用Linux自身的调度器进行管理,所以相对于其他虚拟化平台其核心源码很少,速度更快更稳定。

(7)网络性能优化方法。在网络优化和传输方面主要使用gzip压缩技术、浏览器缓存技术、服务端动静态分离的处理技术和服务端缓存技术;

五智慧校园示范应用系统

智慧校园示范系统基于教育云平台构建,包括智慧校园管理系统、智能教学系统、移动学习系统、数字化实验系统、教育资源平台、智慧校园文化系统、家校通系统和数字图书馆系统。

1教育云平台

教育云平台是智慧校园的底层支撑。采用先进的虚拟化技术,通过租用世纪互联的硬件服务,构建了禅城区全新的、动态扩展的、分布式存储教育数据中心。教育云平台建立了统一的单点登录系统,实现了用户界面整合、业务流程整合和系统数据整合,为禅城区所有学校师生提供了统一用户授权、统一信息服务、统一数据交换服务、工作流服务、电子表单服务、数据存储与计算服务、教学资源共享服务等硬件、软件和应用服务,避免了重复建设,大大提高了资源与技术服务的利用率。

2教育资源平台

教育资源平台是七个子系统的接入口。通过整合全区各类学校的教学资源、建立了涵盖中小学各学科的素材库、课件库、教案库、电子教材库、试题库、名师讲堂库、同步视频课堂库等优质的教学资源,实现了跨校共享。教育资源平台具有良好的用户体验。支持教学资源的智能管理、智能检索和智能汇聚,用户可以对资源进行订阅与推荐,可以设定资源的访问、下载的权限,保护知识产权。支持动态生成作业和试题,并具有作业、作答、批改、查询、修改、删除和统计分析功能;支持动态组卷,具有试卷、作答、批改、查询、修改、删除和统计分析功能。

3智能管理系统

智能管理系统以先进的物联网技术为基础,实现了校园进出人员身份管理、考勤管理、学校资产监控与数据泄密管理、办公管理、教学活动管理、教学设备管理、教务管理和安防管理智能化。智能管理系统提供智慧校园各个业务系统的单点登录接口和用户管理配置。办公管理系统根据学校管理架构和业务流程定制开发,包括公文管理、个人事务管理和统计查询系统。实现了办公业务全流程的跟踪管理、统计查询和辅助决策。教学活动管理系统提供各类校园活动申请、安排,跟踪和查询等功能。教学设备管理系统提供设备申购、入库、报损、借用、领用、维修管理、账物卡管理、重要设备跟踪管理和统计、查询等功能。教务管理系统提供智能化的教学排课、成绩录入、教务信息、查询、教学评价、成绩统计分析等功能。

4智能教学系统

智能教学系统依托教学资源平台,为教师编写教案、制作课件、批改作业和辅导答疑提供智能化服务。包括智能备课系统、互动课堂系统、辅导答疑系统、电子作业系统和综合评价系统五部分。

智能备课系统提供了基于教学流程选择、备课资源智能汇聚、轻松编辑素材、快速制作教案、自动生成教学网站的智能备课功能。让老师备课像写博客一样轻松省力。

互动课堂系统由教师电脑、电子白板、短焦投影、实物展台、录播系统、电子书包、无线网络和智能讲课系统组成,为老师开展互动教学提供了先进的教学环境。利用智能讲课系统,老师可以按备课的教学流程在电子白板上点播素材、任意调整播放窗口、任意书写,既像写黑板一样轻松自如,又能随时保存。在课堂练习环节,老师通过电子白板把题目发给学生,学生利用电子书包接收、作答,提交答案,老师可以在白板上看到每个学生的答题结果,及时、精确地掌握每个学生的学习情况。课堂练习的结果可以保存在课堂学习档案。学生利用电子书包按照老师控制的课堂活动进度自主学习、练习、提问和作笔记等。

课堂录播系统可以将教师的授课过程自动录制成视频,供学生课后复习,也可以实现“翻转课堂”。

辅导答疑系统直接建立了老师和学生之间的信息交流。

电子作业系统提供了覆盖各个年级各学科的作业库和试题库,具有作业布置、提醒、作答、批改、统计分析功能和自动组卷、智能评分功能。

综合评价系统提供了学生平时成绩、课程作业、考试统计分析等信息,为老师教学决策提供了重要依据。

5移动学习系统

移动学习系统主要电子书包、手机等移动学习终端为载体,基于统一的教育资源平台支持,实现任何时间、任何地点的个性化学习。移动学习系统能够为移动学习终端有效地呈现学习内容并且提供教师与学习者之间的双向交流,具有提供随时随地地学习环境和学习情境的功能。主要包括:电子教材阅读、课堂笔记、课件下载和信息订阅、教学视频点播、作业下载和提交、辅导答疑、考勤信息和成绩查询、学习工具等。

6数字化实验系统

数字化实验系统主要由传感器、数据采集器、计算机、实验教学平台和多媒体互动投影系统组成。实现了从实验数据采集、传输、处理和生成输出全过程数字化。为学校师生创设了开放、协作的科学探究实验环境。系统还具有实验教学管理、实验设备管理、实验室开放管理和实验成绩管理功能,并与智慧校园其他子系统无缝对接。

7家校通系统

家校通系统实现了家校沟通无障碍。老师和家长之间,可以直接使用家校通系统互动交流。譬如学校向家长报告学生在校情况,通知,布置作业,家长查询学校的规章制度、课程安排,或与老师一起切磋教育心得等,十分便捷。

8智慧校园文化系统

智慧校园文化系统包括校园多媒体信息系统、虚拟校园交互式演示系统和智慧学习社区三部分组成。智慧校园多媒体信息系统以数字化方式展示学校形象与文化特色。即在学校主要场所与主要通道,应用电子显示屏展示校园文化特色、办学理念、校园动态信息、教学活动信息、楼层、场所导览信息、宣传表彰、通知公告等。虚拟校园交互式演示系统通过虚拟现实技术逼真再现校园的地形地貌、建筑物、绿化、运动设施及场地等,并可以在校园主页以各种方式进行导览,展示学校形象;与智慧校园共用同一个数据库系统,让管理者随时随地直观地了解学校的资产情况,实现资产管理,还可辅助实现消防安全管理;智慧学习社区整合了博客、QQ等多种功能,为学生、教师和家长提供了一个便捷交流互动的平台,包括智慧讲坛、创意乐园、智慧活动、名师支招、智慧之星等,为广大教师交流教学经验,分享教学智慧,为学生分享学习心得,开展科技创新活动提供有效的支持。

9数字图书馆系统

数字图书馆系统是为了适应图书馆未来的发展要求,满足示范学校对馆藏资源充分共享、高效管理等方面的实际需求构建的。本系统包含了目前图书馆管理业务的每个环节,具备系统图书采访、图书编目、图书流通、期刊管理、公共查询、系统管理等功能,并与本区e卡通系统无缝对接,实现成员馆馆藏资源的互借、互还和互通。

六结束语