智慧教育：教育信息化的新境界-20130523

1、祝智庭2013年5月23日于华东师大终身教授报告会 要点：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、智慧教育概念探源一、智慧教育概念探源智慧智慧地球地球智慧智慧城市城市智慧智慧医疗医疗智慧智慧交通交通智慧智慧电网电网智慧水智慧水资源资源智慧智慧公安公安智慧智慧教育教育IBM智慧教育智慧教育IBM提出智慧教育发展五大路标： 学生的技术沉浸 个性化、多元化的学习路径 服务型经济的知识技能 系统、文化、资源的全球整合 为21世纪经济发展起关键作用（IBM全球教育产业副总裁Michael.King）IBM破译知识教育的密码但是，关于但是，关于“智慧教育智

2、慧教育”的的国际声音还很小国际声音还很小智慧教育较早见于马来西亚智慧教育较早见于马来西亚的智慧学校计划（的智慧学校计划（Smart School）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让孩子为信息时代作好准备时代作好准备（ to prepare children for the Information Age ）韩国智慧教育推进战略韩国智慧教育推进战略澳洲推出智慧教育计划澳洲推出智慧教育计划对对“智慧智慧”的理解（的理解（1）: 聪慧的智力聪慧的智力 智慧（wi

3、sdom，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模型对对“智慧智慧”的理解（的理解（2）：高阶的知识）：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？对对“智慧智慧”的理解（的理解（3）：）：多样的多样的思维与思维与施为施为 多

4、元智能关于智慧教育，似乎中国的声音最大关于智慧教育，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！” 大成智慧之要义大成智慧之要义来源：钱学敏，复杂系统与大成智

5、慧，2006-03-25, http:/ in Cyberspace为了求解为了求解钱学森之问钱学森之问，中国人应该担当破解智慧教育难题中国人应该担当破解智慧教育难题诘问诘问一下：我们有过一下：我们有过愚笨教育愚笨教育吗？吗？试为试为“愚笨教育愚笨教育”画像画像征求共识征求共识EDUtech的观点：智慧学习的观点：智慧学习=高效高效能能低成本低成本http:/ 案例1：数码相机使人人能够用其快捷拍照，因此被称为“傻瓜相机”。智慧技术的作用：使不能为可能 案例2：KTV的普及大大提升了人们的歌唱水平，类似的技术被用于语言复读机。智慧技术的作用：变小能为大能智慧教育的初步定义智慧教育的初步定义 智

6、慧教育的真谛就是通过利用智能化技术（灵巧技术）构建智能化环境，让师生施展灵巧的教与学方法，为学习者提供适宜的个性化学习服务，使其由不能变为可能，由小能变为大能，从而培养具有良好价值取向、较高思维品质和较强施为能力的人才。抛砖引玉抛砖引玉智慧教育图式智慧教育图式抛砖引玉抛砖引玉要点：要点：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、智慧学习环境构成二、智慧学习环境构成1. “环绕智能”在兴起2. 智慧学习环境（SLE）的特征3. 智慧学习环境的构成4. 智慧学习空间1. 环绕智能环绕智能（Ambient Intelligence，简称，简称AmI）在兴起在

7、兴起2.智慧学习环境的技术特征智慧学习环境的技术特征2.智慧学习环境的本质特征智慧学习环境的本质特征 学习环境的智慧复杂心智联机社会的隐喻网络成了人类智慧的“栖息地”啦！灵巧计算（灵巧计算（Smart Computing)： 各种智慧环境的核心技术各种智慧环境的核心技术灵巧计算的灵巧计算的5大特性大特性灵巧（智慧）学习环境的特征灵巧（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

8、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 自然交互：如自然识别姿势、表情 深度参与和互动环境感知智能决策多模选择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参与适配智慧学习环境的基本智慧学习环境的基本构成构成环境感知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。 设备类型设备类型，如PDA

9、、笔记本、iPad。 带宽，网速，RFID性能参数。情境识别情境识别 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。丰富多样的资源库丰富多样的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学习工具集尤为重要学习工具集尤为重要 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 多种角色假定多种角色假定 学习者 指导者 学伴 管理者 智慧学习空间智慧学习空间 智慧终端 智慧班级 智慧校园 智慧教育云 网上个人学习空间不可或缺的智慧

10、不可或缺的智慧物联物联 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 传感器与激发器智慧终端种种智慧终端种种智能点读笔智能点读笔 Handheld scanners幻影电脑幻影电脑第六感集成技术第六感集成技术a-r-u-魔幻般的谷歌智慧眼镜魔幻般的谷歌智慧眼镜Rapid Prototyping Machines 各种各种快速成型机快速成型机a.k.a. 3-D Photocopiers用用3D打印机打印出人类肾脏打印机打印出人类肾脏http:/ to build a learner-centered edu

11、cational cloud?How to build a learner-centered educational cloud?个人个人信息网工具信息网工具虚拟学习环境（虚拟学习环境（VLE，含，含LMS）作为正式学习）作为正式学习管理系统管理系统个人学习环境（个人学习环境（PLE）的功能）的功能个人学习环境（个人学习环境（PLE）本质上是个人知识管理系统）本质上是个人知识管理系统个人学习环境的教学法与技术基础个人学习环境的教学法与技术基础个人学习个人学习空间的定位空间的定位学习者教师资源设备工具智慧教育环境的整合框架智慧教育环境的整合框架智慧教育环境的评估框架智慧教育环境的评估框架学习者视

12、角学习者视角维度维度主要指标主要指标备注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；多样化我们的行动我们的行动小插曲小插曲要点：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、智慧教育的新挑战三、三、智慧学习智慧学习应用发展应用发展1. 智慧学习即灵巧学习的视角2. 智慧学习三路

13、合一3. 智慧学习设计的贯一性原则4. 智慧学习行为分析5. 智慧学习生态6. 远教应用实践：用灵巧方法开发灵巧课程 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 感知技术、移动技术、无线技术、云技术的催化作用1、智慧智慧学习即灵巧学习学习即灵巧学习（Smart learning）的视角）的视角灵巧灵巧学习：以学习：以美美好的工具促进美好的学习好的工具促进美好的学习灵巧灵巧学习是信息化教育的第四次浪潮！学习是信息化教育的第四次浪潮！e-Learningm-Learningu-Learnings-Learning我们的研究：电子书包作为灵巧学习平台的设计视图我们的研究：电

14、子书包作为灵巧学习平台的设计视图我国电子书包技术标准研制在行动我国电子书包技术标准研制在行动五个标准专题组系统架构内容格式虚拟学具服务平台终端设备电子课本作为教育技术革命的千年机遇电子课本作为教育技术革命的千年机遇基于标准的电子课本基于标准的电子课本我们的实验我们的实验2、智慧学习三路合一：面向学习者的视角、智慧学习三路合一：面向学习者的视角设备技术理论协同三条支路三条支路基本含义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.虚拟现实技术虚拟现实技术连续统思维连续统思维星空虚拟现实星空虚拟现实3.智

15、慧学习设计的贯通性原则智慧学习设计的贯通性原则 智慧学习环境让智慧学习成为一种可能 贯通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, 199

16、7: 167-202.贯通性原则的启示贯通性原则的启示本体论认识论方法论价值论什么是知识，与智慧的关系绝对知识vs.意义建构知识传授vs.促进意义建构知识掌握vs.智慧发展4.智慧学习行为分析智慧学习行为分析 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/登录时间耐心度分析耐心度分析 浏览一幅画面的持续度 依据：画面学习时间/

17、预估学习时间专心度分析专心度分析 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：学习相关比率学习分析学学习分析学：智慧教育的科学力量：智慧教育的科学力量学习分析学框架学习分析学框架解释解释面向学生个人的分析工具面向学生个人的分析工具“仪表盘仪表盘”面向班级的分析工具面向班级的分析工具学生课程体验分析学生课程体验分析PAR-美国高教大数据分析案例美国高教大数据分析案例 美国西部16所高校在线学习预报分析项目 170万学生 810万个修课记录 33个变量学习学习分析学的教育价值分析学的教育价值5、智慧学习生态：、智慧学习生态：7种学习模式种学习模

18、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）二大策略： 基于标准的目标教学+资源型自导学习 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（问题化

19、+项目化） 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：融合阶段的信息化教学形态：领会三维课标，恶补领会三维课标，恶补目标目标教学教学知识技能过程方法情感价值认知-行为智慧-能力社会-文化设计本真问题设计本真问题/任务，融合三维课标任务，融合三维课标问题1：学校机房长15.3米，宽8.5米， 请你计算机房面积。问题2：学校机房长15.3米，宽8.5米，请你： （1）计算机房面积；（2）有一种防静电地毯宽度为1.2米，试计算需要购买几米地毯铺设机房？问题3：学校机房长15.3米，宽8.5米，现要铺设地毯，请你考虑到安全环保、经济美观等因素，做一个合适的采购方案。不仅要能计算，不

20、仅要能计算，更需要常识智慧更需要常识智慧变成研究项目啦变成研究项目啦不同学习活动承载不同的教育目标不同学习活动承载不同的教育目标情感价值知识技能过程方法学习学习活动活动用用量规量规(Rubric)评价破解新课标实施评价破解新课标实施难题难题 评估过程评估过程标准化评估表现性评估选答反应构答反应作品行为表现评估信息生成评估信息生成获取获取多项选择是非判断匹配填空短答简答句/段图表/图解概念图网络流程图图形/表格方框图短文研究论文日志/日记实验报告故事/短剧诗歌档案袋艺术展览项目笔记本口头汇报舞蹈/运动演示体育比赛有表情朗读表演辩论音乐独奏小组讨论视/听磁带评估信息录存评估信息录存试题数据库电子文

21、件电子档案袋评判决策机制评判决策机制参照标准的自动匹配基于量规的评估方案“颠倒课堂颠倒课堂”：微视频学习资源带来的教育冲击波：微视频学习资源带来的教育冲击波“颠倒课堂颠倒课堂”给我们什么启示？给我们什么启示？ 要进行信息化学习教学创新必须实现三个突破： 突破时空限制 突破思维限制 改变教师角色班级差异化教学班级差异化教学 基于课程标准的目标教学 加强形成性评估与学习诊断 数据驱动的教学决策（动态分组与针对性学习干预） 追加在线个别辅导班级教学之授导班级教学之授导-探究结合探究结合项目学习理解目标规划设计研讨交流建构测试分析说明展示分享问题学习描述问题建立假设规划调研开展调研分析结果展示分享需知

22、需做小组合作研究型学习小组合作研究型学习问题化学习：信息时代的学习范式问题化学习：信息时代的学习范式模式A A学生教师接受者接受者模式B B学生教师问题解问题解决者决者问题化学习与创新教育问题化学习与创新教育老方法新方法老问题X 新问题 问题化设计问题化设计 培养教师学员的问题设计能力 用问题线索贯穿单元学习过程 针对单元目标设计启发性问题 创设情境引导学员自行发现问题 工具模版的辅助问题化教学：问题化教学： 案例案例1 中国菜的味型中国菜的味型 中国菜有哪些味型？中国菜有哪些味型？ 中国菜味型如何分布？中国菜味型如何分布？ 中国菜味型与西菜有中国菜味型与西菜有何区别？何区别？ 当前有哪些流行

23、味型？当前有哪些流行味型？ 。问题化教学：问题化教学： 案例案例2问题设计的教育文化差异问题设计的教育文化差异 中国的高二历史课考题中国的高二历史课考题 成吉思汗的继承人窝成吉思汗的继承人窝阔台最远打到哪里？阔台最远打到哪里？ 他死于那一年？他死于那一年？ 美国的高中世界史课考美国的高中世界史课考题题 如果成吉思汗的继承如果成吉思汗的继承人窝阔台不是早死，人窝阔台不是早死，对欧洲会产生什么变对欧洲会产生什么变化？试从经济、政治、化？试从经济、政治、社会三方面分析。社会三方面分析。高智慧学习高智慧学习 避免过度操练避免过度操练 变简单操练为智慧练习变简单操练为智慧练习 适当增大知识粒度适当增大知

24、识粒度 注意发展集体智慧注意发展集体智慧 。博士生的算术题博士生的算术题 清华文教授喜欢在网上给博士生出小学数学题：两个苹果与三个梨能否相加？如果能，和两个苹果与三个苹果相加有什么不同？圆与正方形哪个面积更容易求？1/2为什么与2/4相等？渐受重视的项目学习：教育定位渐受重视的项目学习：教育定位为什么需要项目学习？为什么需要项目学习？ 新的“教育逻辑”（pedagogical logic）（祝智庭， 2009）： 科学探究发现真理 技术应用实现价值 设计创意提升价值 项目锻炼创造能力通过通过“设计学习设计学习”开发右脑开发右脑 在2008年2月18日的美国学校教育管理者年会上，Daniel P

25、ink（前美国副总统戈尔的报告起草人）在报告说，在知识经济时代，“左脑线性的、逻辑的、推理的思维方式主导的时光已经过去了，现在最需要的是右脑思维方式综合性、创造性、情境化”。 项目学习基本上属于右脑主导的学习方式 设计学习是21世纪的主流模式开发右脑，发展创造力开发右脑，发展创造力 左脑思维：逻辑的, 循序的, 理性的, 分析的, 客观的, 关注局部的； 右脑：随机的，直觉的, 整体的, 综合的, 主观的, 关注全局的。创新决定价值：以创新决定价值：以iPod为例为例生产分工获得价值美国整体设计$229日本设计60G硬盘$67中国组装60G硬盘$3单元教学单元教学设计（中观）的设计（中观）的“

26、教法生态教法生态”新型教学模式与高阶思维发展新型教学模式与高阶思维发展识记识记了解了解应用应用分析分析评价评价创建创建问题学习问题学习项目学习项目学习案例学习案例学习问究学习问究学习模拟学习模拟学习协作学习协作学习个人兴趣拓展个人兴趣拓展学习学习: 高中选修网课高中选修网课国内国内案例案例网众互动生成学习网众互动生成学习：红气球项目案例：红气球项目案例红气球项目简介红气球项目简介2009年11月美国防部发起“红气球”项目，旨在测试社交媒体的威力；项目设计：10个直径8英尺的红气球被随机悬挂在美国各地（距地面30-50英尺）。第一个能够通过社交网测定这些气球方位的个人或团队可得4万美元奖金；有4

27、000个团队参加竞赛，MIT以8小时52分成绩夺冠，秘诀：一是巧妙设计激励机制； 二是很强的跨社交网沟通能力；其后，“红气球”项目成为美国州立高校大学生协会主办的大型赛事，气球数量也在增加。 “红气球红气球”项目成为项目成为众智众智（Wisdom of crowds）生成的经典案例生成的经典案例红气球项目引发美国高校本科教育变革红气球项目引发美国高校本科教育变革 用灵巧方法开发用灵巧方法开发灵巧灵巧课程（课程（1）我们的实践我们的实践大规模大规模教师培训项目的教师培训项目的“去专家化去专家化”实施实施我们的实践我们的实践用用灵巧灵巧方法开发方法开发灵巧灵巧课程（课程（2）我们的实践我们的实践我

28、们的实践我们的实践要点：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、智慧教育的新挑战四、智慧教育的新挑战四、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4、更多挑战1、对智慧教育的美好期望、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，从知识接受学习上升为知识本体建构 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

29、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我的断言我的断言2、对智慧教育实践的挑战：如何培养自组织学习能力？Self organised learning自组织学习要件自组织学习要件 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善于发挥数字化教育的新难题：数字化教育的新难题： 从数字鸿沟到浪费时间鸿沟从数字鸿沟到浪费时间鸿沟3、对智慧教育理论的挑战（、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如何从碎片化学习向连通化学习转化根茎式学习根茎式学习（Rhizomatic learning） 作为连通主义学习的隐喻作为连通主义学习的隐喻 根茎植物没有中心、没有边界，根茎植物没有中心、没有边界，有许多半独立节点，各自能够有许多半独立节点，各自能够不断生长与扩展，只受其栖息不断生长与扩展，只受其栖息地边界所限地边界所限“A rhizomatic plant has no centre and no defined boundary; rathe