从智慧教育到智慧课堂：理论、规范与实践.ppt

1、赵建华 教授、博导 南方科技大学高等教育研究中心、联合国教科文组织国际高等教育创新中心 Email: ,从智慧教育到智慧课堂：理论、规范与实践,智慧教育的内涵与特征,3,智慧战略引重视,2008年IBM提出智慧地球战略,智慧教育已成共识,新加坡,iN2015计划,2006年,智慧教育计划,提出,建立学习者为中心的个性化学习空间,建设国家范围的教育基础设施,使新加坡成为全球教育领域使用信息技术的创新中心,5,智慧教育已成共识,智慧教育推进战略,2011年,数字教科书的普及推广,核心,6,智慧教育已成共识,7,智慧教育,智慧教育旨在提升现有数字教育系统的智慧化水平，深度融合信息技术与教育主流业务。

2、,什么是智慧教育？,在信息化基础之上建构的信息时代的教育新秩序，是信息时代的教育新形态、教育的“新常态”，是信息化元素充分融入教育以后，在“时代催化剂”的作用下教育发生的“化学反应”。,智慧教育体系,智慧教师 智慧管理 智慧学习者及智慧学习 智慧课程 智慧教学 智慧教育资源,智慧评价（教、学） 智慧服务 智慧教室 智慧校园 智慧平台 智慧教育方式,10,智慧教育的特征,技术特征,12,情境感知,情境感知是智慧教育最基础的功能特征，依据情境感知数据自适应地为用户提供推送式服务。,13,内在,个人学习状态感知内容,外在学习环境感知内容,感知学习者的专业知识背景； 感知学习者的学习状态，如焦虑、烦躁

3、、开心等； 感知学习者的知识背景、知识基础、知识缺陷等； 感知学习者的认知风格、学习风格等； 感知学习者的学习与交往需求。,外在,情境感知,感知教与学活动实施的物理位置信息； 感知教与学活动发生、进行与结束的时间信息； 感知教与学活动场所的环境信息，如温度、湿度等；,14,无缝连接,泛在网络是智慧教育开展的基础，基于泛在网络的无缝连接是智慧教育的基本特征。,15,无缝连接,为特定学习情景建立学习社群，为学习者有效联接和利用学习社群进行沟通和交流提供支持,无缝切换,系统集成 遵循技术标准，跨级、跨域教育服务平台之间实现数据共享、系统集成,虚实融合 通过增强现实等技术实现物理环境与虚拟环境的无缝融

4、合,多终端访问 支持任何常用终端设备无缝连接到各种教育信息系统，无缝获取学习资源与服务,联接社群,学习者的多个学习终端之间实现数据同步、无缝切换，学习过程实现无缝迁移,具体 体现,16,全向交互,自然交互 深度互动 过程记录,17,智能管控,教育环境、资源、管理与服务的智能管理是智慧教育的核心特征。,智能控制 智能诊断 智能分析 智能调节 智能调度,18,按需推送,智能教育要达成“人人教、人人学”的美好愿望，教育资源可以按需获取和使用，教与学可以按需开展。,按需推送资源 按需推送活动 按需推送服务 按需推送工具 按需推送人际资源,19,可视化,可视化是信息时代数据处理与显示的必然趋势，是智慧教

5、育观摩、巡视、监控的必备功能，是智慧教育系统的重要特征。,可视化监控 可视化呈现 可视化操作,智慧技术创新应用,21,智慧技术,物联网,通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。,23,物联网创新应用,2020/7/30,大数据,大数据技术是一系列收集、存储、管理、处理、分 析、共享和可视化技术的集合。大数据并非等同于 大量的数据，其具有两个更加重要的特征：跨领域 数据的交叉融合与数据的流动生长。,25,大数据创新应用,26,云计算,云计算中的“云”主要用来强调计算泛在性和分布性，实质上

6、是分布式计算、并行计算和网格计算等技术的发展。 将分布在各地的服务器群进行网联，能够实现大规模计算能力、海量数据处理和信息服务的需求。,27,云计算创新应用,28,泛在网络,泛在网络是通信网、互联网、物联网的高度协同和融合，将实现跨网络、跨行业、跨应用、异构多技术的融合和协同。,29,泛在网络创新应用,三方连通,智慧教育：促进智慧学习,31,智慧教学的特征,智慧教学是教师在智慧教学环境下，利用各种先进信息化技术和丰富的教学资源开展的教学活动。,32,常规(课堂)智慧教学过程,智慧学习,智慧学习是在智慧环境中开展的完全以学习者为中心的学习活动。,基本特征,34,智慧慧学习框架,智慧课堂：智慧教育

7、主阵地,课堂信息化演变过程,Classroom 2.0基本特征,案例：南方科技大学附属实验学校信息化应用环境建设,自带设备学习（BYOD）,新技术全学科运用,我们以云计算为基础，在语文、数学、英语、音乐、美术、科学等学科中开展基于移动终端的云学习，并借助无线互联网和智能移动终端，进行教学创新，以期探索出具有南方科技大学实验学校特质的信息化教与学模式。,配备PAD移动终端（板书、分享、评价、展示）,Windows8操作系统、多点触控显示器,1.构建新技术支持的全新教学环境,终端：IPAD,学习环境,学习环境：STEAM 学习实验室,STEM 学习实验室,2,充分激活学生潜能与创意，促进数字技术和

8、个人制造的有效融合，让学生有更多的实践动手的机会，我们高标准建设“STEM创新学习实验室” ，让学生在实践操作中开展创客式学习，培养学生创新能力。,S学习实验室 （ 科学Science） T学习实验室 （ 技术Technology） E学习实验室 （工程Engineering） A学习实验室 （艺术Arts） M学习实验室（ 数学Mathematics）,正在建设中,+,Learning Laboratory,Learning environment,变换学习 组织形式（桌椅文化）,根据教学内容和学生学习需求，适时调整变换教学组织形式，提升学习效率。如，扇形、马蹄形、半圆形、圆形等座位排序，便

9、于学生讨论交流，缩短师生、生生之间的心理距离，提升学生的群体合作意识，便于群体智慧共享。,学习环境：根据学习需求调整学生座位,3,Learning environment,学习环境：以课程内容布置教室,教室文化课程特色,4,以课程内容为基础进行教室文化布置，用学生课程学习作品来装点教室，让学生浸润在课程文化中。,全球生态统整课程,Learning environment,45,智慧课堂的功能,智慧呈现学习内容； 泛在获取学习资源； 生生和师生的立体、多样化交互； 现实学习空间与网络学习空间相互融通； 学生主体作用和教师主导作用充分发挥； 智能管理情境； 自动感知环境。,46,智慧课堂：促进学生

10、成功的新智能,在校学生的绩效数据增长非常快,46,智慧体现在什么地方？ 将学生的绩效数据集成在一起，以更好支撑对学生学习过程的理解。 了解学生参与习惯，实现对学生施加具有针对性的干预策略。 智慧教育结果 掌握学生每年的进步情况 早期诊断学生学习中遇到的困难，并施加补救措施。,矩阵,仪表盘,学习分析,管理报告,智慧课堂：促进学生成功的新智能,高等教育入学率每年增加4百万。,智慧体现在什么地方? 企业信息门户具有促进协作的能力。 在专业课程中增加了Web 2.0内容。 智慧教育成果 基于角色的、为所有学生学习和资源提供个性化服务,新加坡职业学院自从1954年以来，已培养了14.5,万毕业生。,智慧

11、课堂：智慧工作，实现可达性学习,与学生一起工作：将团队、学习者和教师连接在一起。 将个体需求融合到团队需求中：有利于培养创新能力。 实现参与性和交互性用户体验：通过Web 2.0实现 在学习中充分利用开放资源工具: 桌面应用和环境 课件平台与工具 内容和课程材料,智慧课堂：Lotus，Sakai CLE， Moodle,50,50,智能工作,绿色与其它,新智慧,能源结构,IBM帮助教育创建智慧设施，在减少成本的前提下，提供能源和安全。,提升学生、教育和社会的成果,为教师和学生提供个性化学习资源,保证实现投资目标,通过灵活性系统实现环境改变,IBM智慧课堂,1:1学习,可视化,共享服务,在一个刀

12、片上（每个刀片上具有10-12个桌面图像）支持多种操作系统 对于新的桌面体验来讲，用户需要最小的适应性。 虚拟桌面架构,通过分享应用环境，每个刀片支持50-100个用户 需要用户适应新的桌面体验 终端服务,基于1:1理念，每位学习者拥有一台PC或者服务器 桌面超薄式设备 流操作形态和应用,Linux或者Windows虚拟桌面架构e: 用户可以拥有操作系统 低成本的弱功能客户机,Linux或者Windows终端服务： 按比例具有低成本优势 用户分享式操作系统 用户不具有管理者权限 低成本的弱功能客户机,Windows流提供如下功能： 图形和视频优化 低能源服务器架构 需要功能强大弱功能客户机,智

13、慧课堂：IBM桌面虚拟化的三种实体模型,刀片或传统Servers,智慧课堂：基于云计算的虚拟计算,WFU,NCA&T,OC12 (622 Mbps Circuit) OC48 (2.4 Gbps Circuit) DWDM (10 Gbps Ethernet),+ NC Community College System + NC K-12 school districts,智慧课堂的价值,在课堂中能够利用用数据和观点 利用数据分析和在线工具，促进教师对学生绩效产生新的理解。 从利用技术帮助学习，转变为利用技术回答问题：学生学习到了什么？我可以为他提供什么帮助？ 利用开放式学习工具对资源社区进行

14、管理 教师能够更加关注学习结果。 教育者开发并使用工具。,降低成本 集中化设施更加易于维护； 软件易于升级维护 基本可以放弃桌面端的支持需求。 提高可靠性、利用性和产出。 有能力运行最新的应用 控制、安全、集中放置。 当出现错误时可以无缝连接到空闲设备上； 教育者不必在纠结于技术问题,集中式架构,为在客户端和服务器之间提供高速网络接入服务,集成性门户为实体接入应用和内容提供了可能,虚拟桌面服务,学生、教师和职员,公共架构,IBM,公有云,旧的桌面服务,开放教育资源,来自与IBM和其他服务商的的网络服务能够提供协作和生产效率,基于虚拟桌面的课堂、实验室和手机接入,弱功能客户机和移动设备为用户提供

15、便捷式接入系统,虚拟云服务：为分布式校园和课堂提供集中式支持。,作为一种选择，IBM可以承担传递服务,开放资源和电子学习&电子档案袋、课件、内容和服务,商务智能为学生绩效提供新的视角,利用开放资源，虚拟旧计算机桌面应用和服务，降低成本,智慧课堂：利用21世纪技术提高质量、提高接入和降低成本,工业标准框架,为资源管理和支持学习提供管理服务,智慧课堂：利用21世纪技术（IBM及其伙伴）,虚拟架构、计入虚拟客户端解决方案,IBM 服务器与存储器,客户设备、弱式客户端,IBM 管理的服务,集中式架构,虚拟桌面服务,学生、教师和职员,公共架构,IBM,公有云,旧的桌面服务,开放教育资源,工业标准框架,智

16、慧课堂案例,65”互动电视,65”互动电视,65”互动电视,65”互动电视,分组桌椅 3,分组桌椅 5,分组桌椅 1,分组桌椅 2,分组桌椅 4,投影机,充电柜,OPS box,网络孔及电源,无障碍坡道,分离式 冷气,分离式 冷气,退缩 空间,退缩 空间,退缩 空间,投影机,案例一：多功能教室整体设备配置图,案例二：合作探究学习情境,案例三: 未来教室环境,案例四：混合式课堂与实验室,智慧课堂的教学优势,学生在“一对一”环境中开展学习，人手一台平板电脑。,教室利用教室墙开展教学活动,基于新技术的未来学习,未来教室环境的支撑技术,环境创设：利用技术手段，为基于未来教室的学习提供虚拟学习环境，增强体验感。,课室灯光：更加绿色与环保,课室黑板：绿色板,智慧课堂的类型,实用型未来教室,指在传统教室基础上，改进优化教室的物理环境，增添适量数字化设备，初步实现传统教室的数字化、多功能化的一种未来教室类型。 优势 环境简易变革，实现教学理念及方式大幅改进 低投入，高产出 使用简单，师生能够快速适应新环境 小步子逐步实施，保证教育生态平衡发展,互动型未来教室,构建基于一对一的教学环境，学习者能够有序开展小组合作学习、项目学习等多样互动的学习方式。教师可基于教学环境开展深度互动教学，引导学习者创造性学习、体验做中学的乐趣。 优