教育信息化装备技术的进化历程和趋势分析

  电教装备技术发展的历史回顾

  30年来,校园中变化最快的要数电教设备和教育教学技术了。从“三机一幕”到教育技术实验室建立,从电影教学推广到卫星信号覆盖,从幻灯投影到多媒体教学资源,从“农远工程”到“三通两平台”,从电子化辅助教材与课改到电子书包,从硬件为主到软件为王,从终端到云端,从资源到数据,从数字化走向智能化,从硬件设备走向应用服务,从工具购买走向综合解决方案……多年来,各级电化教育馆在普及教育技术、提升教师信息技术水平、开展基础数据建设和促进教与学信息化变革等方面,都发挥了重要作用。回顾近年来电教事业的发展历史,电化教育的装备技术发展历程可以大致分为四个时期。

  以“三机一幕”为标志的电教设备和技术普及阶段。我国电化教育萌芽于20世纪20年代。1927年,上海商务印书馆创办了国光影片公司,拍摄了我国最早的无声教育电影,如《盲童教育》《养蚕》《长江名胜》等,用于学校集会后播放,这是我国教育电影的开始。1935年,上海大厦大学社会教育系开设“教育电影课”。1936年,上海教育界人士创办了我国最早的电化教育刊物——《电化教育》周刊。1937年,上海商务印书馆出版了我国第一部电化教育专著——陈友松的《有声电影教育》。从上世纪80年代中期开始,全国各省、市、县和大、中、小学相继建立电化教育机构。早期的电教馆事业发展主要是普及电教技术,以“三机一幕”为标志,以推广电教资源进入课堂为核心使命。那时的电教人深入教学基层,为边远地区送去资源、送去技术,给课堂变革带来了无限生机。

  以数字教育资源创作与应用普及为标志的多媒体资源时代。软件技术的发展,为资源创生降低了门槛,特别是随着可视化编程工具的快速普及,教师可以根据课程教学需要自己开发PPT课件等教学资源,其他更多的音视频制作工具得以普及,资源的创生走入平民时代。这一时期,电教装备技术基本上围绕多媒体展开,从普通多媒体播放器到电子白板互动屏幕,再到VR(虚拟现实技术)、AR(增强现实技术)资源和装备等,资源创生促进了教学应用,教学转型促生了资源创生,多媒体资源成为教育信息化的核心资源。

  以信息联通为核心的教育信息化网络时代。随着互联网的快速发展和持续迭代,特别是移动互联网时代的到来,基于数据联通的教育教学和管理成为教育部门和各级学校的强烈需求。各级电教馆着眼于现代信息技术与教育教学的深度融合,促进教育理念、教学模式和管理方法的深刻变革,以信息化带动教育的现代化。很多电教馆在开展基础教育信息化的建设规划、标准制定、资源开发、人员培养和平台管理等方面发展迅速。与各类电脑终端相比,各种中心机房、小型服务器、网络等成为教育信息化的必要设施,并成为核心业务。与此同时,中央关于教育信息化“三通两平台”的顶层设计,成为很长一段时间电教部门的核心业务。数据时代不仅仅服务于教育治理,也为基于数据的教学改革提供了支撑,在学习评价、教学管理等方面发挥了重要作用。但是,这一时期的教育信息化基本上停留在“教育+互联网”时期,资源互动、信息互通、数据互通、认证互通,信息化以联通为核心,互联互通是其基本属性,社交媒体工具的普及,加速了教育全面进入网络时代。

  以教育大数据技术为标志的数据时代。进入21世纪以来,信息技术突飞猛进,尤其是最近五年,移动互联技术快速发展,人类进入普惠计算时代,大数据、云计算逐渐普及应用,基于数据技术的教学应用不仅改变了传统课堂,也对教育治理提供了强大的支持。同时,人工智能的崛起,让越来越多的人开始反思,未来的教育究竟要教什么?现在我们需要思考,未来要从事的工作是用目前还不存在的技术来解决目前还不存在的工作难题,要思考人类与人工智能的重新分工问题。当人工智能能逐渐从体力和脑力上解放人类劳动的时候,现在的教育体系需要发生革命性的变化。同时,技术的发展彻底转变了教学方式,慕课、虚拟现实、物联网、云计算等逐渐深入到课堂内外,渗入到教育的“骨髓”,教育教学装备也必须围绕这一转变而相应调整。

  移动互联网的广泛应用,让移动终端,如平板电脑等快速普及,云服务的兴起,让小型服务器和中心机房很快退出历史舞台,物联网让基于PC(个人计算机)的教育信息化装备采购也很快就走向尽头。那么,未来的教育信息化装备技术将走向何方?

  “互联网+”时代的教育信息技术装备转型

  “互联网+教育”时代的学习环境有三个主要特点一是开放性,即互联网的学习环境不受时间、地点和空间的限制;二是分布式和去中心化,即每个学习者都成为一个微小且独立的信息提供者,不再局限于某个主体;三是协作共享,即互联网中的信息传播具有非竞争性,达到一定规模后,信息使用的边际效益逐步递增。以上三大特点,构成一种新的开放学习环境,为学校的教育、教学方式转变提供了可能和支撑,并随着移动互联技术的飞速发展,对教育教学的影响日趋深化,必将进一步促进传统学校教育教学结构的深刻变革,教育技术装备转型发展也有了新趋势。

  以“三通两平台”构筑的基本技术环境是最核心的装备。“三通两平台”是我国教育信息技术的最基本的环境,这是推动我国教育信息化发展的国家战略。其中个人学习空间人人通,在世界范围内无论是技术要求还是教育意义都是独特的。

  云计算将作为教育装备的大脑,帮助教育进入普惠计算时代。今天,我们必须面对这一现实:人类社会——计算机——物理世界三元融合,未来的云计算使信息服务进入了普惠计算时代,手握智能终端,随时随地就可获得想要的解决方案。云计算的普及发展,就像空气一样无处不在,但又都是不能缺乏的。云计算的成本不断降低,学校教育教学手段的诸多运用将基于云端,学校不需要再购买服务器,也不再需要招聘专业的机房管理人员,学校购买服务变得比购买设备更为常见。“云”作为未来学校的基础设施,在教育走向信息化、智能化的进程中将发挥越来越突出的作用。

  基于BYOD(自携设备办公)理念的终端普适时代将爆炸式增长。技术发展将引起终端的普及和普适,终端的利用越来越普及化,终端的选择越来越多样化,BYOD将成为主流的运行方式走进学校,未来的软件将自动根据终端调整,从而能兼容学生的个性终端和个性选择。终端的普及,将使屏读成为主要的学习界面。基于屏幕的作业、教科书、各种App应用,各种课程的自适应学习系统,随时推送的学习资源,更具吸引力的AR或VR资源将加快学习者知识的建构和观念的形成,引领教育生产力的巨大提升。

  以深度学习为代表的人工智能将渗透到每个角落。以深度学习为代表的人工智能将首先表现为机械智能,未来一切皆可能智能化,人工智能渗透到学校的方方面面。这些人工智能将在感知、交互、语音、识别等领域突破,从而能在学生学习过程中的数据采集、学生情绪和行为感知、作业批改、操作辅助、学习指导、智能交互等领域获得广泛应用。比如,教师可以通过高速扫描仪完成纸笔作业的批改和数据分类汇总,通过可穿戴设备定位学生和识别学生身体状态、运动参数,通过智能音箱帮助学生纠正发音,并进行智能对话,通过智能钢琴教学生快速学会弹钢琴,通过教室墙壁或座位上的传感器感知学生的社会情绪状态和疲劳情况等。

  基于物联网的数据传输和事务服务逐渐进入学校舞台。物联网(IoT)是新一代信息技术的重要组成部分,也是信息化时代的重要发展阶段,实现物物相连,进行信息交换和通信。它通过智能感知、智能识别、普适计算等通讯感知技术,广泛应用于网络的融合中。物联网带来的是事件的智能解决方案,而不仅仅是数据素材。物联网不是一个信息化装备,而是一套智能信息系统,将教育教学的诸多设备根据一个“大脑”组织起来,从而实现装备的信息化和智能化。

  电化教育装备技术未来发展的思考起点

  教育装备技术的现代化不会自然造就教育奇迹,它们可能加快学习,提升教育生产力,但是无法帮助人类逃避学习活动。一切教育信息化装备和技术都要服务于人类的教育教学革新需求,未来人类教学技术变革的历程,基本围绕三个方面的进化来展开:

  教学方式的进化。用技术优化教学,提升教育生产力。教学效率是教学研究永恒的主题,如何更为高效地传授知识、提升能力、建构观念,这是教师教学法的核心。教学方式的进化主要是以教师工作方式的进化为主。

  学习方式的进化。以技术促进学习方式变革,促进学程的再造。知识的爆炸式增长使得人们开始思考如何优化获取知识的本领,“教是为了不教,学是为了会学”逐渐成为人们的共识,如何学习成为每一代人的教育主题,怎样促进学习方式的进化自然就成了时代使命。人类的生活方式变革已经发生,学习方式的变革不可避免。

  教学管理的进化。用数据改进管理,迈入教育管理和服务的智能时代。教育管理伴随着教育教学的整个流程,如何通过管理优化资源配置,提升教育教学效率,为学生提供更好的服务是研究的重要课题。在“互联网﹢”时代,管理的进化主要包括基于数据的教育治理、基于技术的环境设计和基于个性的推送服务,智能化将是其核心特征。

  教育信息化装备技术发展,需要我们在四个方面开展研究和应用推进:

  数据。未来的技术和装备将着力收集好、保护好、应用好教育大数据,范围覆盖学籍基本信息数据、学习过程、学习结果等;将在数据安全和数据应用挖掘上开展系统的研究和分析,为教育教学和教育管理提供更为优质的数据服务;将利用大数据挖掘和学习能力倾向分析更好地评价和发现学生天赋,从而帮助学生更加科学地选择专业、规划人生。

  资源。主要是开发好、放置好、推送好数字教育资源,把更加优质的数字资源按照个性需求推送给需要的人,促进自适应学习的全面应用,推动教育教学进入智能时代。电化教育将引导课程创新和教学转型,构建智能型教师备课和学生学习支持系统,在优质教育资源汇集与教师备课、教研、学生学习支持之间建立一体化的支撑和服务系统,引导教师参与资源的创生、教学工具的制作,并围绕资源的应用参与教学研讨,支撑各级各类教师在线备课共享、布置和批阅作业、在线答疑等教学活动,提供学生学习空间,支撑学生在线自主学习、完成作业、讨论协作等活动。同时,探索开展基于大数据的课堂分析和学习分析,形成向教师和学生智能推送资源与提供服务的机制。近阶段将力求在资源推送即自适应学习领域、资源创生与进化机制、资源分享交易的淘宝机制上寻求突破。

  环境。这里的环境是在国家“三通两平台”大环境下的软件及应用环境,特指教育信息化应用的网络环境、资源环境、机制环境和文化环境,构建信息化促进教育现代化的良好生态圈。电教馆将优化技术支持和服务,创造无处不在的泛在智慧学习环境。围绕“存储+通道+云”为整体的教学和学习支持基础服务体系,实现教育对象的全周期一体化认证信息管理。

  应用。信息化推进的核心是大规模、常态化和主渠道应用。在基础教育信息化领域重点解决两个问题:一是如何搭建起无障碍、立体化的信息交互流通机制,让信息数据最大限度地共享和发挥效用;二是如何让现有的设施环境、数据资源和服务功能最大限度地融入教与学“主战场”,倒逼教与学的变革,大幅提升教与学的效能。

  装备技术的未来就是教育的未来,教育技术的现代化是教育现代化的核心需求。“互联网+”不是传统行业和互联网的简单结合,而是利用互联网对所有行业的再造。“互联网+教育”到底会产生哪些化学反应,这需要我们所有教育人的想象,更需要我们的态度。校长、教师和家长都需要用更加开放的心态重新审视存续了数千年的各种教育要素,积极面对学校教育结构的变革。

  (作者系上海市电化教育馆馆长,本文原载于《中国民族教育》2017年第7-8期)

  

  

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