智慧教育：教育信息化的新境界

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,智慧教育：教育信息化的新境界,祝智庭,（,2012,年,11,月,7,日于华中师范大学）,要点：,一、智慧教育概念探源,二、,智慧学习环境,构成,三、智慧学习应用发展,四、智慧教育的新挑战,一、智慧教育探源,智慧城市,智慧医疗,智慧交通,概念的演绎,智慧电网,智慧水资源,智慧公安,智慧地球,2008,年，,IBM,提出智慧地球（,Smarter Planet,）的概念,（,S. J. Palmisano:,在智慧地球,:,下一代领导议程,）,“智慧的地球”就是,IBM,对于如何运用先进的信息技术构建这个新的世界运行模型的一个愿景。,三大特征：更透彻的感知和度量；更全面的互联互通； 更深入的智能洞察,智慧城市,“智慧城市”概念是,IBM,公司提出的“智慧地球”理念的,延伸,。,智慧城市是继无线城市、数字城市之后、信息化城市发展的,高级形态,。,“智慧城市就是利用新一代的信息技术，以互联网、电信网、广电网等网络基础为特征，把城市里面的各个组成部分整合成一个平台，然后用智慧的概念达到,安全,、,高效,、,和谐,、,绿色,和,智慧,的目标。”,(,中科院院士姚建铨,2012),世界各国智慧城市之旅,美国：,2009,年,9,月，美国中西部爱荷华州的迪比克市与,IBM,共同宣布，将建设美国第一个“智慧城市”。,日本：,2009,年，韩国仁川市宣布与美国思科公司合作，以网络为基础，全方位改善城市管理效率，努力打造一个绿化的、资讯化的、无缝连接便捷的生态型和智慧型城市。,新加坡：,2006,年启动“智慧国,2015”,计划。, School,）,智慧教育概念多出于企业炒作，国际学界尚未有深入研究；,西方发达国家很少讨论智慧教育，目前所见较多是在马来西亚、韩国、澳大利亚,国内既然已经出现此类概念了， 有必要正本清源，也不妨作为教育信息化的创新追求,韩国智慧教育推进战略,采用数字化课本,推进在线课堂与评估,加强教师能力建设,教育云基架与平台开发,澳洲推出智慧教育计划,用互动课程与学习资源吸引学生对科学和在线学习兴趣；,用技术增强教师与管理者能力；,培养具有高尚价值观和全球技能的劳动力,对“智慧”的理解（,1,）,:,聪慧的智力,智慧（,wisdom,，,wit,）：对人、对事、对环境或其他进行迅速、灵活、正确地理解和处理的能力。,利用知识与经验作,良好,决策判断的能力（,the ability to use your knowledge and experience to make good decisions and judgments-,剑桥英语词典,）。,哲学智慧：反思的、批判的、创新的智慧。,（ 见孙正聿,.,哲学修养十五讲）,改自知识管理的,DIKW,模型,对“智慧”的理解（,2,）：高阶的知识,在知识管理领域如何看待智慧、知识、信息、数据之关系？,对“智慧”的理解（,3,）：,多样的思维与施为,多元智能,Gardner, H.,的疑惑,：,智力测验可以预测人在学业上的成功程度，但在学业之外，尤其在有更强力因素如社会或经济因素介入时，却毫无评估能力？,关于智慧教育，似乎中国的声音最大,关于智慧教育的钱学森假设,1997,年春，钱学森在对科学与艺术、逻辑思维与形象思维、哲学与科学技术以及微观与宏观、部分与整体等进行综合思考以后，更为明确与全面地阐述了“大成智慧”的实质与核心。他说：“我想我们宣传的大成智慧,就在于微观与宏观相结合，整体（形象）思维与细部组装向整体（逻辑）思维合用；既不只谈哲学，也不只谈科学；而是把哲学和科学技术统一结合起来。哲学要指导科学，哲学也来自科学技术的提炼。这似乎是我们观点的要害：必集大成，才能得智慧！”,大成智慧之要义,来源：钱学敏，复杂系统与大成智慧，,2006-03-25, Education,智慧教育,Smart Computing,智慧计算,Smart Teaching & Smart Learning,智慧教学,智慧,终端,智慧,教室,智慧,校园,智慧学习生态,个性,学习,群智,学习,入境,学习,智慧,教育云,泛在,/,普适,学习,技术创新,方法创新,技术应用,教育实践,教育理念,智慧人才,革命影响,人才观变革,期望提升,提纲,一、智慧学习概念探源,二、,智慧学习环境,构成,三、,智慧学习,应用发展,四、智慧教育的新挑战,二、智慧学习环境构成,“环绕智能”在兴起,智慧学习环境（,SLE,）的特征,智慧学习环境的构成,智慧学习空间,1.,环绕智能,（,Ambient Intelligence,，简称,AmI,）,在兴起,2.智慧学习环境的特征,学习环境的智慧人工智能的借喻,宁淑荣、涂序彥,.,软件人情感控制广义模型,2007,2.智慧学习环境的特征,学习环境的智慧,复杂心智联机社会的隐喻,改自,Ciarn OLeary.,Technology for automated assessment:The World-Wide-Mind.ppt,Mind,Perceive state,Select action,Body,State,Take action,World,State,New state,Internet,网络成了智慧的“栖息地”啦！,灵巧计算（,Smart Computing,),：,各种智慧环境的核心技术, computing,is coming up,云计算,雾计算,群计算,灵巧（智慧）学习环境的特征,位置感知：感知学习者的物理位置,情境感知：探测 学习者的不同场景以及他与谁在什么时间、地点做什么的知识,社会感知：感知社会关系,互操作性：不同学习资源、服务和平台的标准之间,无缝式连接：在任何设备以任何连接时，提供持续的服务会话,适应性：根据某时的学习访问、偏好和需求推送学习资源,泛在性：,提供直观和透明的方式访问学习材料和服务，,在,他们明确表达的需要,之前,预测学习者,过程记录：记录学习历史数据，便于数据挖掘和深入分析，作出科学合理的评价、建议以及推送相应的服务,自然简便：如自然识别姿势、表情,深度参与和互动,智慧学习环境的基本构成,环境感知,资,源,库,情境识别,学习数据,智能决策,多模,选择,工具集,关联规则,学习活动,推送服务,多元评价,检索定位,传递资源,支撑设备,选择,过程记录,选择性激活,建议反馈,支持,数据分析挖掘,推送,角色,参与,适配,环境感知,侧重于学习环境的客观性物理信息：,学习发生的物理空间，如教室、实验室、会议厅、电影院、咖啡厅、公园、博物馆。,设备类型,，如,PDA,、笔记本、,iPad,。,带宽，网速，,RFID,性能参数。,情境识别,主要集中于：谁在什么时候、与哪些人、学习什么内容等有意义的较为完整的信息。,Chen&Kotz将情境分为主动的（可直接决定学习行为）、被动的（相关但非决定）两种。,资源库,素材,课件,电子教案,录像,试题,试卷,案例,内容包,评价评价量规,应用软件,学习元,网络课程,工具,认知工具,创作工具,交流工具,协作工具,过程记录工具,调查工具,角色,学习者,指导者,学伴,管理者,智慧学习空间,智慧终端,智慧班级,智慧校园,智慧教育云,网络个人学习空间,不可或缺的智慧对象,现实世界的对象，具有丰富的信息处理能力,嵌入式处理器,日常生活中的对象均植入,小型、廉价、轻量,通讯能力,有线或无线,自然联网与交互,传感器与激发器,RFID,智慧终端,轻薄型终端,电子书阅读器,eBook readers,幻影电脑,无线工作站,Palm Treo keyboard,(wireless workstation),点读笔,Handheld scanners,智慧天文望远镜,Rapid Prototyping Machines,各种快速成型机,a.k.a. 3-D Photocopiers,智慧教室（HSJC方案）,来源：台湾,.,陳立祥,智慧学校,摘自：马来西亚智慧学校蓝图,提供个人的全面发展（智力、身体、情感和精神）,提供增强个人优势和能力的机会,产生有思想的具有技术素养的劳动力,民主化教育,增加利益相干者的参与,让孩子为信息时代作好准备,（,to prepare children for the Information Age,）,智慧学校：马来西亚的案例,摘自：马来西亚智慧学校蓝图,目标,策略,个人全面发展（智力、身体、情感和精神）,提供增强个人优势和能力的机会,产生有思想的具有技术素养的劳动力,民主化教育,增加利益相干者的参与,智慧教育云：韩国的案例,Svetlana Kim.Smart Learning Services Based on Smart Cloud Computing,如何创建以学习者为中心的教育云？,How to build a learner-centered educational cloud?,学习者,会议利用,GPS,国际报刊订阅,开心网,第二生活博物馆游览,视频博客,植物学社区,维基百科,动物学社区,灵长类动物学社区,精品课堂,国家博物馆虚拟,收藏库,iTunes U,播客,国际图书馆虚拟收藏库,博物馆,虚拟游览,博物馆点击通话,数字图书馆,微博,化学社区,MIT,化学俱乐部,课堂讲座,国家报刊订阅,WebEx,和,TA,化学家广播会议,虚拟实验室,IM,科学家,专家博客,课堂讲座视频点播,专家网站,网真教室,游戏,警报,开放课件,政府研究组织,RSS,时事通讯,第二人生小岛,这是一个消弭了网址的数字化学习空间啦,来源：, Learning Network,）,PW,（,Personal Web,）,PLE,(,Personal Learning Environment,）,构建接地气的云端个人学习环境,How to build a grounded Personal Learning Environment,个人信息网,个人学习网,个人学习环境,Generating Content,Sharing Content,Organising Content,Blog,Mashup,Wiki,Tagging,个人信息网工具,E-portfolio,cc Steve Wheeler, University of Plymouth, 2009,Communication,个人学习环境（,PLE,）的功能,管理信息,Manage Info,生成内容,Generate content,连通他人,Connect others,Conversion,与他人交流,(,对话,),Sharing,与他人分享,(,交换,),Learning,记录与分享成果,(e-portfolio),cc Steve Wheeler, University of Plymouth, 2009,External Services Web 2.0,Self organised,Institutionally,managed,Adapted from David Delgado, 2007,E-Portfolio,Aggregator,Social Network,个人学习环境的模型,Blog,LMS,Personal Learning Environment,cc Steve Wheeler, University of Plymouth, 2009,虚拟学习环境（,VLE,）作为正式学习管理系统,个人学习环境（,PLE,）本质上是个人知识管理系统,Users involve in,use-cases,.,Each case deploys,widgets,in support of the given task.,Widgets use infrastructure,services & data,(from within the PLE container or from the Web 2.0).,A,directory,serves the management and deployment of the portfolio.,Interoperability standards,secure the flexible recombination of widgets, services, and data.,PLE Architecture,Source:,Fridolin Wild, Thomas Ullmann, Bernhard Hoisl,OU | The Open University,2, WU | Vienna University of Economics and Business,个人学习环境的技术架构,个人学习环境的教学法与技术基础,各类学习环境的作用域,Informal,Formal,Collaborative,Reflective,E-portfolios,Essay writing,Group work,Co-operative learning,Social networking,Blogging,Microblogging,cc Steve Wheeler, University of Plymouth, 2010,VLE,PLS,Personal Learning Space,个人学习空间,(PLS),的电子学档引擎,个人学习空间对学习个性化的核心支撑作用,PLE,VLE,PLS,PLE,与,VLE,整合的增强型学习系统,智慧环境能使人类更美好吗？,英国太阳报,2012,年,10,月公布,千年以后的人类,预测报告，,你可别吓着了,提纲,一、智慧教育概念探源,二、,智慧学习环境,构成,三、,智慧学习,应用发展,四、智慧教育的新挑战,三、智慧学习应用发展,智慧学习即灵巧学习的视角,智慧学习三路合一,智慧学习环境促进智慧学习的贯一性原则,智慧学习行为分析,智慧学习生态,一种当代的、新的学习范式。,个性化学习、按需服务、民主开放的教育主张,移动技术、无线技术、云技术的催化作用,1,、智慧学习即灵巧学习（,Smart learning,）的视角,灵巧学习：以优秀工具促进优秀学习,灵巧学习是信息化教育的第四次浪潮！,（数字学习）,（移动学习）,（泛在学习）,（灵巧学习）,我们的研究：电子书包作为灵巧学习平台的设计视图,云上资源,校园管理学习环境、网络教育服务供应商,强制,Push,正式学习,关联机制,非正式学习,学习服务平台,Pull,学习资源,Push,分析,Pull,数字课堂,协同探究,个人学习,情境模式,（引自,:,郁晓华，,2011,）,网上社区,我国电子书包技术标准研制在行动,虚拟学具,（个人学习）,学习服务,（本机）,学具,/,服务,（班级学习）,关联阅读,（选读行为）,关联阅读,（电子商务）,关联阅读,（,泛资源,）,学具,/,服务,（社会学习）,面向服务平台,面向学习终端,e-Publishing,e-Learning,电子课本,e-Books,第三方学具,第三方服务,拓展学具集,可选学具集,核心学具集,核心服务集,可选服务集,拓展服务集,电子书包系统功能框架,（来源：祝智庭，,2010,）,基于标准的电子课本,我们的实验,2、智慧学习三路合一：面向学习者的视角,智慧学习,协同,三条支路,基本含义,设备路径,智能手机、智慧平板、智慧电视、传感器、交互式智慧白板,技术路径,泛在、无缝、移动,理论路径,实践共同体、集体智慧、,CSCL,、建构主义,.,智慧学习,智慧学习,虚拟现实技术连续统思维,混合现实,真实世界,虚拟世界,增强现实,增强虚拟,Adapted from Nijholt & Traum (2005),Real,World,Virtual,World,增强现实,增强虚拟,虚拟增强现实,现实增强虚拟,增强现实技术能够感知你的做什么然后决定怎样帮你做得更好,Augmented reality is when technology recognises what you are doing and then enhances it.,AR apps add information to the world around us.,Source: www.geeks.co.uk,智能手机上的免费应用软件,Layar,可以在你拍摄照片的事物上显示实时数字信息,Layar is a free application on your mobile phone which shows what is around you by displaying real time digital information on top of reality through the camera of your mobile phone.,随着你移动手机照相镜头，表征你面前情景变化的信息标签也会相应变化,As you move your mobile phone camera, so the overlays change to represent information relevant to the scene before you.,周边房地产信息,www.guardian.co.uk,寻找最近的地铁站,第六感集成技术,Mash-up,GPS,QR codes,Camera,Mobile phone,Bar codes,Browser,Projector,Geomapping,Geotagging,Personalised,Ambient,3-D,Video,Navigation,Communication,cc Steve Wheeler, University of Plymouth, 2010,Geotag,使用,GPS,数据对照片添加地理位置。如果你在,Geotag,开启状态下拍照，照片中会自动记录下,GPS,数据信息。,条形码,(barcode),是将宽度不等的多个黑条和空白，按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符。,Camera,Coloured caps,Coloured caps,Mirror,Projector,Phone,MIT,的,第六感可穿戴感知装具,cc Steve Wheeler, University of Plymouth, 2010,你可以用做框手势拍照，也可用自然手势操作文档,ambient.media.mit.edu,chi2009.org,cc Steve Wheeler, University of Plymouth, 2010,www.labnol.org,任意表面投影,cc Steve Wheeler, University of Plymouth, 2010,a-r-u-,.including your hand.,3.,智慧学习环境促进智慧学习的贯一性原则,智慧学习环境让智慧学习成为一种可能,贯一性原则要求环境设计的认识论、核心基础和假设和方法手段之间的内在一致,不提倡和假设某种特定的认识论和方法论对设计具有内在的优先权，而是提供了一个框架，将不同的设计实践和相关思想系统的基本信条融合在一起。,Hannafin, M.J. & Land, S. The foundations and assumptions of technology-enhanced, student-centered learning environments. Instructional Science, 25, 1997: 167-202.,贯一性原则的启示,4.智慧学习行为分析,学习效率,(Efficiency of Learning),学习意愿,(Willingness),耐心度,(Patience),专心度,(Concentration),闲置,度,(Idleness),理解度,(Comprehension),聊天,(Chat),状态,学习意愿分析,分析学生用心学习的意愿,依据：有效登录时间/登录时间,诱人的,YouTube,情绪墙,Moodwall,小插曲,耐心度分析,浏览一幅画面的持续度,依据：画面学习时间/预估学习时间,专心度分析,集中精力学习的程度,依据：回应时间,聊天状态分析,学生利用线上讨论区闲聊而非学习,依据：学习相关比率,学习,活动,智慧教育环境的整合框架,谁在学？,和谁学？,学什么？,用何工具学？,学习如何发生？,用何器具学？,智慧教育环境的评估框架,学习者视角,维度,主要指标,备注,学习者,学习动机,自我管理,高阶思维、批判生思维、创新思维,适应性专长,高效、灵活、正确解决问题,重点关注促进剂智慧学习的相关因素,教师,个性化指导,学习形式的组织,提供支架,情感激励,答疑,资源,基于语义网络,本体技术,核心知识网络,富媒性,交互性,工具,可用性,协作会话工具,知识建构工具,建模工具,创作工具,设备,智能性,移动性,感知性,学习活动,目标达成度；整合度；真实性；情境化；挑战性；多样化,智慧教育环境的评估框架,5,、智慧学习生态：,7,种学习模式,self-paced e-learning(,自定步调学习）,virtual classrooms & webinars,（,Web-Based Seminar,，网上研讨）,mobile learning,（移动学习）,collaboration based learning,（协作学习）,social learning,（社交学习）,simulation based learning,（仿真学习）,game based learning,（悦趣学习）,资料来源：,MarketsandMarkets,咨询公司：全球智慧教育与学习市场预测报告，,2012-06-01,一家之言,二大策略：,资源型自导学习,+,标准化教学,适应性测评,+,个性化学习服务,四大组态：,班级差异化教学（,+,在线个别辅导）,小组合作研究型学习,个人兴趣拓展学习,网众社会生成性学习,融合阶段的信息化教学形态：,我的建议,四、智慧教育的新挑战,1、对智慧教育的美好期望,2、对智慧教育实践的挑战,3、对智慧教育理论的挑战,1、对智慧教育的美好期望,智慧教育环境可以减轻学习者认知负载，从而可以用较多精力在较大的知识粒度上理解事物之间的内在关系，,将知识学习上升为本体建构,智慧教育环境可以拓展学习者的体验深度和广度，从而有助于,提升学习者的情、智、行聚合水平,和综合能力发展,智慧学习环境可以增强学习者的学习自由度与协作学习水平，从而有助于,促进学习者的个性发展和集体智慧发展,智慧学习环境可以给学习者提供最合适的学习扶助，从而有助于,提升学习者的成功期望,2,、对智慧教育实践的挑战：如何培养,自组织学习能力,Formal Learning,正式学习,Informal Learning,非正式学习,Self Organised Learning,自组织学习（,SOL,）,在,SOL,中，要求学生对自己的负责并付诸于成功的行动,Source: http:/www.equal-,cc Steve Wheeler, University of Plymouth, 2010,Self organised learning,自组织学习要件,凡成功的自组织学习具有以下要件：,Communication,善于沟通,Reflection,善于反思,Collaboration,善于协作,Community,善于入群,Creative Tools,善用工具,Amplification,善于发挥,cc Steve Wheeler, University of Plymouth, 2010,数字化教育的新难题： 从数字鸿沟到浪费时间鸿沟,个性化学习推荐机制作为自组织学习支架,3,、对智慧教育理论的挑战（,1,）：,如何从碎片化学习向连通化学习转化,From this . . To this,cc Steve Wheeler, University of Plymouth, 2009,http:/sm.irsd.k12.de.us,根茎式学习,（,Rhizomatic learning,）,作为连通主义学习的隐喻,根茎植物没有中心、没有边界，有许多半独立节点，各自能够不断生长与扩展，只受其栖息地边界所限,“,A rhizomatic plant has no centre and no defined boundary; rather, it is made up of a number of semi-independent nodes, each of which is capable of growing and spreading on its own, bounded only by the limits of its habitat.”, Steve Wheeler, University of Plymouth, 2008,Source: Cormier, D. (2008) Steve Wheeler, University of Plymouth, 2009,根茎式学习的个人知识建构以社会协商为前提,以根茎式学习观，知识只能通过协商而建构，个人知识建构过程带有多重目标且经常协商的前提,“In the rhizomatic view, knowledge can only be negotiated, and is a personal knowledge-creation process with mutable goals and constantly negotiated premises.”,Source: Cormier, D. (2008) Steve Wheeler, University of Plymouth, 2008,cc Steve Wheeler, University of Plymouth, 2009,从根茎式学习走向全球脑,http:/www.laetusinpraesens.org/docs/globrain.php,对全球脑的智慧贡献知多少？,WEB的智慧化演进路线,复现 发现 智能 答疑 巧为,强语义,弱语义,3,、对智慧教育理论的挑战：,如何建构,21,世纪教育学,21st Century Pedagogy,http:/www.scoop.it/t/21st-century-learners,教思维技能,鼓励反思,鼓励协作,发展素养,项目化学习,培养问题解决能力,多样性评估,运用使能技术,下一代学习模型：社会化互动为本, 2006),协整学习,（,Synergistic Learning,）,：,连通时代的全人教育理论框架,行动场,抛砖引玉,认知场,PLS,（个人学习空间）,反思：智慧教育的价值导向至关重要,96% interpersonal communication,（人际沟通）,93% collaboration/teamwork,（团队协作精神）,92% creative problem solving,（创新问题解决能力）,88% critical thinking,（批判性思维能力）,78% technical skills,（专业技能）,Source: Apollo Group, Inc. In-Demand Skills Survey, December 2004,通过企业调研得出人才结构要求：,请你欣赏：智慧环境中的智慧学习,报告人简介,祝智庭,，,华东师大终身教授，教育技术学博导，华东师大网络教育学院院长暨教育信息化系统工程研究中心主任；兼教育部教育信息化技术标准委员会主任，国家信息技术标准化委员会教育技术分委员会主任，教育部高等学校教育技术学专业教学指导委员会副主任；上海市第,3-5,届信息化专家委员会委员；北京市教育信息化专家委员会副主任；联合国教科文组织,ECNU,联系中心副主任、首席专家；五家国际学刊编委。,联系地址：,200062,华东师大网络教育学院,祝智庭 教授,E-mail:,Tel: 62232033,