大数据云计算物联网背景下教育新生态的探讨

1、大数据云计算物联网背景下教育新生态的探讨摘要：大数据技术、计算机云计算技术、物联网技术是当前发展非常活跃的技术，这些技术正在改变我们生活的各个层面，本文就大数据、云计算、物联网技术对当下教育形态可能产生的影响进行了探讨。文中首先介绍了大数据、云计算、物联网技术自身特点及其对社会大的方面的影响，然后着重探讨了在大数据、云计算、物联网背景下教育教学可能出现的新特征，最后讨论了大数据、云计算、物联网背景下教育教学可能会面临的挑战。通过本文的论述，希望教育界人士能积极关注并重视新技术对教育教学形态可能产生的影响，未雨绸缪积极应对。在机遇和挑战中，扬长避短为发展中国特色的高科技教育抢得先机！本人才疏学浅

2、，不足之处万望指！ 关键词：智能星球; 教育新生态; 大课堂; 大教育随着互联网技术、信息技术、智能技术的迅猛发展，我们已经从以互联网为基础的“地球村”时代，进入了以互联网为纽带、以智能终端物联为外延、以云端计算机集群强大处理能力为支撑的新时代。有人称这种以大数据云计算物联网为代表的时代为“智能星球”时代！在“智能星球”时代，不但人与人可以跨越空间的联系在一起，物与物、物与人也可以跨越空间的联系在一起，并且这种相互联系的智能化程度不断提高！同时这种“智能星球”的趋势正以前所未有的深度和广度向社会生活的方方面面进行渗透！教育作为人类社会重要组成以及各种技术的摇篮必将和“智能星球”全面融合，形成教

3、育新生态！一、“智能星球”时代的几个特点（一）大数据时代有人说“现在的世界就是一个数据的世界”，一天之中，互联网产生的全部内容可以刻满1.68亿张DVD；发出的邮件有2940亿封之多（相当于美国两年的纸质信件数量）；发出的社区帖子达200万条（相当于时代杂志770年的文字量），当然我所使用的手机及其他智能终端每天也要产生数以亿计的数据。这些数据不仅囊括了：科学、政治、经济、军事社会的各个方面甚至还包括了：出生、成长、学习、就业、健康、娱乐、休闲、消费个人生活的方方面面。伴随着数据量的急剧膨胀与之相应的大数据采集、传输、存储技术也取得了长足发展，为全面数字化的到来奠定坚实的基础。这么庞大的数据集

4、中在一起，不仅改变了我们对世界的认知，也使许多以前认为的不可能变成了可能！（二）强大处理能力时代 数以万计的计算机组成计算机集群形成的云计算甚至可以让你拥有每秒10万亿次的运算能力，拥有这么强大的计算能力可以模拟核爆炸、预测气候变化和市场发展趋势。由于云技术的迅猛发展，云计算不但能力强大、工作可靠、效率高，而且价格极其低廉，使得云运算不再是遥不可及奢侈品。可以预见，在不远的将来我们身边会出现大大小小的计算机云，这些云又会形成更大的云，最后整个地球将会出现一个星球级的超级计算机云。随着这种进程的推进，云的运算能力将会几何级的增长。那时以前需要数月、数年时间才能完成的计算、分析任务只需要几天、几小

5、时甚至秒的范畴内就可以完成，这样我们可以快速准确地总结、归纳、分析、预测、决策。总之，云计算的强大处理能力将彻底改变人们未来的生活！（三）智能物联时代现如今全世界每天卖出的手机为37.8万台，高于全球每天出生的婴儿数量37.1万，这还不包括平板、智能家电、车载导航、智能安防其他智能终端。在贵州省贵阳市举行的国际大数据产业博览会上360CEO周鸿祎预言：“在未来五年里面，随着IOT的技术发展，万物互联，我们每个人开的车里面会充满各种智能设备，住的家里也会拥有各种智能设备，甚至人身上戴的眼镜、手表都会变成智能设备，每个人平均会拥有30到50个智能设备在和互联网相连接”，我们正在或已经迈入智能物联的

6、时代。而且所有这些智能设备可以随时随地甚至在你睡觉的时候默默为你工作，再借助互联网、计算机云和地球另一端的其他智能终端相连，可以让我们身体和感官随时触及世界的每一个角落。那时人们的生活、工作、学习的将会不受时空的限制！ 二、教育新生态如上所述，未来的教育也将是一个以大数据为基础，云计算为强大支撑，智能物联为主要载体的新生态。与传统教育相比教育新生态下的课堂形式和教育功能将出现巨大的飞跃，具体表现以下两个方面： （一）资源丰富、跨越时空、文化传承的个性化大课堂不同教学资源之间、教育主体之间、以及资源和主体之间将以全新的时空方式联系在一起，大数据云计算智能物联下的教育新生态将形成耳目一新的课堂全新

7、形式！1、教学资源极大丰富的大课堂随着信息技术、网络技术在教育教学领域的推广应用；远程教育、网络教育的兴起；“三通两平台”及“和教育”平台的建设以及各种学习游戏的加入使得信息化教学资源不断丰富。同时由于3G、4G网络的发展以及各种智能终端的普及，更是使教学资源的使用和开发形式发生了巨大的变化。随着大数据云计算智能物联的深入发展，会促进更多的信息化教学资源被开发出来，凭借云的强大处理能力还会使信息化教学资源不断优化，而智能物联则可以在任何时间将优质的信息化教学资源传送到任何需要的地点。这样信息化教学资源不但在内容上会极大丰富和优化，而且其地位也会不断提升，其作用有可能赶上甚至超越传统的教学资源。

8、在这样的时代背景下，我们可以和全世界的教育资源联结，我们的课堂将会是一个可以用全世界优秀资源教育每一个学生的大课堂！2、多样化授课模式趋势的大课堂由于大数据云计算智能物联的发展，学生将更容易从课堂以外的途径获得知识，也就是说以后传统课堂将不再是唯一的授课模式。目前发展起来的网络课堂、远程教学、MOOCs (大规模在线开放课程)、开放学习社区这些基于互联网的教学组织模式已经初现这样的趋势。大数据云计算智能物联的发展，不但可以使这些教学组织模式更加完善，还会使之得到进一步升华。甚至可以完成大部分的知识传授任务。借助大数据的支持、云的强大处理能力、智能物连的方便快捷不光可以一改这些课堂模式效率低下的

9、弊端，而且还可以使受众扩展到在校全职学习的学生，从而模糊正式学习和非正式学习的界限，彻底改变目前单一的授课模式，形成多种教学模式百花齐发的教育新生态大课堂！3、多元主体参与的个性化大课堂授课模式的多样化必然导致教学主体的多元化。时代的发展和终生学习的需求，促使正式学习和非正式学习的理论系统不断完善，形成了不少的非正式学习的体系和平台。目前教育教学主体已经一改以往只有老师和学生的简单双元制的状态，通过网络连接到另一端的授课者可能是其他老师、专家、学者、院士甚至诺贝尔获奖者。大数据云计算智能物联不止可以促进非正式学习的长足发展，还能改变非正式学习平台建立发展模式：借助大数据云运算的强大支持，可以使

10、平台的建立和完善实现自动化、智能化、自主化，这样不仅可以降低非正式学习平台建立维护的成本，还可以让更多的精力和资源用于教育教学资源本身的建设，更或甚者借助大数据云计算的强大处理能力可以产生人工智能的授课主体。大数据云计算的强大支持会极大推动个性化学习和自适应性学习研究和实施。通过智能物联可以将最个性化的老师和资源，不受时空限制的传送到任何地方，可以实现给所有学生提供一对一个性化教育的教育新生态大课堂将为个体的发展注入更加强劲的动力！4、新师生关系下文化信仰传递的大课堂教育主体的多元化，肯定要改变单一师生双元制下的师生关系和师生角色内涵。在大数据云计算智能物联的支持下学生可以通过课堂以外的途径获

11、取大量的知识甚至是个性化的教育，学生对老师的知识崇拜将不再存在。所以老师不能再以高高在上的知识传授者的身份来看待学生，而学生也不会把老师当成最主要的知识来源。老师将不再是以往简单的知识教授者的角色，学生也不是以往单单的知识接收者角色。在这样的前提下，一方面老师可能会失去知识优势，而学生学业的竞争更多的体现在课堂以外的时间；另一方面学生则完全成为学习的主人学习的内容、领域、方式可以非常的自主，而老师则更多的可能是学生人生的同行者、指引者、规划者。师生关系将从单纯的知识传递关系转向更多的对学生学业、世界观和人生观的引领上。课堂上老师和学生探讨的内容更多会是师生在生活和学习中遇到的困惑和感悟，课堂将

12、更多的是对人生和社会的思考以及文化信仰的传承的大课堂！5、跨越时空开放自主的大课堂大数据云计算智能物联的迅猛发展对当前教育最直观的影响，可能体现在信息化教学便携式终端设备和虚拟现实的学习环境的大规模应用。大数据云计算智能物联在推动这两项目技术的发展和进步的同时，也会促使这两种技术在教育教学领域的推广和普及。（1）在大数据云计算智能物联的强大支持下，学生可以方便地使用电子书包等学习智能终端和老师、家长、学者甚至社会人士等教育主体建立双边、多变联系，也可以方便的连接信息化教学资源、MOOCs(大规模在线开放课程)、图书馆、博物馆、实验室甚至人工智能授课主体等优质的教学资源；另外信息化教学便携式终端

13、的普及和进步还会改变现有的教育教学组织形式，由于学生和老师及教学资源的联系可以突破教室甚至课堂的限制，那么学生就可以在课堂甚至学校的以外的时空内完成：学习、作业、考试甚至论文答辩。（2）虚拟现实的学习环境不仅可以使学习的形式摆脱时间和空间的局限，而且借助云计算的强大处理能力还可以改变某些课程的学习体验：譬如历史、地理、旅游等人文类的课程借助虚拟现实技术可以将学生置身于相应的虚拟场景中，使学生身临其境多种感官同时体验，达到增强学习成效的效果；物理、化学、数学等基础理论学科可以化抽象为具体，让学生观察甚至参与所有的演示和试验，提升理解的层次；应用类、工程类等理工科课程学生可以在接近真实的虚拟环境中

14、轻松地模拟、调试、分析，实验实训设备在数量、利用率方面的不足将被完美地弥补。虚拟现实的学习环境最大的好处就是体现学习主动性和创新性，学生除了可以自主地学习以外，学生的任何设想都可以在虚拟现实的环境中进行设计、建模、调试、运行，计算机云的强大处理能力不但可以几乎真实的模拟各种现实场景推演出结果，而且借助云的强大运算速度还可以大大缩短整个过程实现的时间，从而提高学习和创新的效率。（3）此外，在大数据云计算智能物联的推动下远程控制技术和虚拟现实技术可能会交叉形成“远程现实技术”，即学生可以通过虚拟现实技术感受、操作远程的真实，而通过远程控制技术可以使得在虚拟环境中的操作能准确实时地反应到远程的真实中

15、去。借助这种技术，可以形成“全面开放完全自主”的学习实践模式。举例来说，学生正在家里通过虚拟现实技术上课，这时突然有了实验的灵感，他可以让智能学习终端帮他记录存储课堂内容，而自己连接到实验室在自己家里如同在实验室一般“真实地”操作实验室的设备，而远处的实验设备则真实地进行相应的试验，此时的他趁着等待试验结果的时间可以再连接到阳光明媚的海滩上放松一下身心。在大数据云计算智能物联支持下，学生的学习、试验、设计、创新甚至放松和休息都有可能跨越时空，实现一个正真开放自主的大课堂！（二）全面整合、统领全局、协调发展的社会化大教育大数据云计算智能物联的迅猛发展还使得个人、家庭、社会等诸多教育元素以及过去、

16、现在、将来三个教育时态以全新的方式结合起来，大数据云计算智能物联下的教育新生态将是一个联系个人、家庭、社会，贯穿过去、现在、将来，统领不同地区、不同时期的大教育！ 1、全面整合的大教育（1）教育资源整合借助大数据平台和云计算的强大处理能力可以对慕课、微课、私课、教育游戏、电子书包、智慧课堂、博物馆、图书馆等新型教学资源进行整合、分析、处理、优化使之形成统一的整体；再借助智能物联技术以及大数据云计算支承下的自适应性学习系统，将这些教学资源适时、适量、适当地推送给相适应的学生。大数据云计算智能物联背景下的教育将是能把所有教学资源充分整合发挥最大效率的大教育！（2）教育方面整合已有不少教育专家呼吁：

17、教育是个系统工程不是单单靠学校老师就能完成的，家庭、社会等其他方面也应积极参与形成教育合力才能突破教育面临的瓶颈。这种呼吁可以说是社会各界达成的共识，但真正实施起来则问题重重！其主要原因为：快速的社会节奏牵扯了大家太多的精力，使学校以外的其他教育方面很难同步，另外学校以外的教育方面对教育的影响往往是零碎的、不成系统的、即兴的、表达形式多样化的但这些影响往往是非常重要的！但凭借无所不在的智能物联，社会、家长、企业可以将他们对教育的诉求、关注、渴望以及自己的人生感悟方便地汇集到网络上形成大数据，再凭借云计算的强大处理能力进行分析处理，通过智能终端和相应的学校、班级、学生进行交流。大数据云运算智能物

18、联还可以方便的建立起相关方面和学生的互动连接，而这些宝贵的教育经历又通过云的处理和大数据的存储，不但成为了学生今后发展的人生积淀，同时这些数据本身也将成为教育资源的一部分。大数据云运算智能物联之所以能整合教育的各个方面，主要的是因为大数据云运算智能物联可以不分时空的接受、储存、处理声音、视屏、图像、文字多种信息，并能在虚拟的空间中方便的建立学生和其他教育主体之间的双边或多边联系，使教育各方面尽可能的协调同步。这些双边和多边联系可以使各教育参与方充分沟通交流，便于指导学生的学业、对学生形成客观全面的评价，从而凝聚各方教育因素形成教育合力。可以想象，大数据云计算智能物联将使教育资源、教育主体充分整

19、合形成一个有机的整体，未来的教育形态将是各教育要素大整合的大教育。2、贯穿过去、现在、未来，个人、家庭、社会密切联系的大教育大数据时代的来临，会推动社会各个方面数字化。我们每个人的学习、成长、工作以至于取得的成就，都会成为大数据的一部分，个人和社会可以方便的获取个体的学习或受教育的情况。学生可以通过数据了解自己以往和现在的学业情况，通过云计算的强大处理能力通过对比、分析、推演，在一定程度上预测按照当前情况发展学生可以取得的学业成绩甚至今后个人的社会成就。从而让学生对自己的过去、现在、将来由一个比较清楚、客观的评价和认识，帮助学生避免“少小不努力，老大徒伤悲”的叹息；而学生以外的个人在继续教育时

20、也可以通过大数据准确掌握自己以前、现在的学业情况，借助云计算的强大处理能力对社会发展以及国家人才战略等方面进行分析，预测自己所选学习方向的前景或是通过预测选择比较有前景的学习方向，使个人的继续教育和终生教育有一个明确的方向；社会方面可以准确的把握当前学生的学业情况，以及其他社会成员的继续教育和终生教育的情况，借助云计算的强大分析能力，研判当下以及今后一段时期的人才资源情况，以便及时调整人才策略。再通过智能物联反馈给社会成员，对个人的学习以及继续教育进行引导和规划，使社会和个人的发展更加协调。在大数据云运算智能物联的支撑下的教育形态是能对过去、现状、将来作出清晰判断，人个教育和社会发展紧密联系的

21、大教育！3、统领全局的大教育大数据云计算智能物联有助于政府对不同时期、不同地域的教育作通盘考虑，有助于国家实施人才战略规划和人才储备，有助于促进教育的公平化。（1）统领不同时期、不同地区人才发展的大教育一个时代的技术越发达，技术人才对一个国家的重要性也就越大。进入大数据云计算智能物联时代，知识和技术将比以往任何时候更新得都要快，作为一个国家必须对人才的发展和储备进行规划。借助大数据可以迅速准确的掌握各地区、各专业人才的教育信息，清晰地把握全国范围内人才的结构、层次、专业现状，借助云计算强大的分析能力还可以对人才的发展变化情况进行预测。这样可评判当前的人才培养情况和国家各个地区以及中、远期发展规

22、划是否相适应，从而可以对教育方针和人才规划及时调整，再通过智能物联的智能终端将教育计划及时向社会反馈、对每一个社会成员进行规划和引导。实现社会发展规划与社会成员发展的无缝对接，有利于国家实施人才战略规划和储备！（2）统领发达地区和欠发达地区基于信息公平的大教育教育从某种程度而言，主要包括：a.信息的传递、交流和内化（知识、世界观、人生观、素养等）；b.习惯和技能的养成（技术、技能、思考认知的策略等）；c.个体体验（情感体验等）这几个方面。而教育之所以不公平其实质就是教育资源的不公平，教育资源可以笼统的归纳为老师和老师以外的其他资源（教学资料和教学设备，实验实训设备）。大数据的发展可以将老师以外

23、的其他资源统统数字化，依靠虚拟现实技术、远程控制技术以及智能终端设备可以将这些资源传递到所有地区；云计算的强大运算能力可以让这些资源同时供所有学生不间断地使用、模拟、推演。学生要做真实的试验则可以“远程操作”发达地区的实验设备，这样即使实验室数量不足也方便集中建设、维护、管理，而不需要在不具备基础条件的地方援建大规模的实验室。作为教育中最关键的老师由于受时间、空间以及精力的限制，只能教育有限数量的学生。不过借助大数据云计算智能物联可以将优秀老师的授课实况或音影资料方便地传递给欠发达地区的学生，也可以方便地建立起在线交流平台，这在一定程度上可以弥补优秀教师数量不足的问题；此外计算机云的发展将使云

24、的处理能力得到更大的提升，可以让计算机云产生人工智能授课主体来模拟优秀老师的授课风格和教育策略，这样在虚拟空间中能对很多的学生进行“教育”。虽然这不能代替真正的老师，但只要应用得当再和其他的教育手段相辅助，对于欠发达地区的学生来说也是大有裨益的。人工智能最大的优点：是不受时空和精力的限制。大数据云计算智能物联可以实现基于信息公平的教育公平，而教育信息的公平可以在很大程度上推动教育的公平化进程。大数据云计算智能物联下的教育新生态，是能把不同时期、不同地区甚至不同个人的教育以空前紧密的程度联系在一起，通盘考虑、全面平衡、统领全局的社会化大教育！ 三、面临的挑战如同所有的事物一样，大数据云计算智能物

25、联下的教育新生态在向人们展示其无比优越性的同时也暴露出自身发展中遇到的挑战：1、良莠不齐的信息化教学资源。目前网络上充斥着大量良莠不齐的信息化教学资源，要形成一种有效的甄别机制：过滤屏蔽不良、低效的信息化资源，使学生宝贵的精力进行高效的学习。尤其是学习游戏绝对不能因为是游戏而忽略其学习的本质属性，要加强引导和规范。2、商业主体为主的格局。目前无论大数据云计算还是智能物联大都由商业主体建立、运营、管理，甚至有些教学资源都是由商业主体进行开发、营销、掌管。商业资本最求利益最大化的本性可能危及整个教育的健康发展。政府必须全面接手，形成一个由“政府主导，教育界广泛参与，其他主体积极配合”基本原则。只有如此，大数据云计算智能物联下的教育新生态才能充分保证其教育的本质属性，最大程度的满足