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大数据 人工智能 虚拟现实 教育科技打造共享学习教育生态

本文作者: 李倩
期号:280  阅读数:569
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“教育改变命运,而网络改变教育。”教育部高等教育司司长吴岩在LINK2017在线教育论坛上如是说。

LINK,即Learner(学习者)、International(国际化)、Network(网络)和Knowledge(知识),是倡导“以学习者为中心,基于网络促进全球知识共享”的新型学习理念。互联网+ 赋予教育连接共享的力量。基于互联网,优质教育资源得以在全球范围内高效共享,形成一个相互连通的学习网络,教育变得越来越开放。

“各位嘉宾,上午的论坛由教育部在线教育研究中心副主任、清华大学副秘书长聂风华主持。掌声欢迎!”(“阿宝” 语)。大会伊始,机器人阿宝的“开场语”就引起了与会者的注意。事实上,近年来在线教育科技飞速发展,智能机器人已经不是新鲜的概念。大数据、人工智能、虚拟现实等新技术的兴起,为未来教育带来新的挑战和机遇。

未来学习——斯坦福的视角

约翰·米切尔 斯坦福大学副教务长

苹果手机改变了人们的生活方式,同样地,教育科技也在改变人们的生活方式,教育的“苹果时代”已经到来。在当今数字化技术时代,我们可以随时随地获取优质教学资源,能够线上线下进行互动教学,能够以低廉的成本进行更大规模化的教学??利用技术扩大社会参与性,让更多人从教育科技中受益。在这方面,斯坦福大学已经有许多成功的案例和新型的教学方法,同时我们也在采集更多有效的数据,通过复杂的机器计算、大数据等科研方式,寻找更强大、有效的教育模式。对教育来讲,现在的数字技术只是开端,现在的数据能够服务、影响未来教育的转型。

斯坦福大学对未来有哪些期待呢?斯坦福大学一直在尝试实现全在线的学位教育。学生通过在线教育就能够获得学校给予的特殊学位。这个学位帮助他们获得更多工作机会,如今美国有部分高校也有这样的构想。斯坦福大学提供150多门课程和116门MOOC(massive open online courses,大型开放式网络课程)课程,有400万人注册学习,不少课程如密码系统、数据库等非常受欢迎。如果到2025年,斯坦福大学能够实现全在线学位教育这个目标,如果全球各高校之间能够联合起来做这件事,那么在线教育就能惠及更多人。这些人包括学生,也包括教学人员,每个人都能够成功终身教育的获益者和参与者。

信息化促进高等教育教学创新

杨宗凯 华中师范大学校长、国家数字化

学习工程技术研究中心主任、教育大数据应用技术国家工程实验室负责人

随着信息技术的发展与导入,人类已经从工业社会向信息社会转型。工业社会的教育生态与信息社会的人才需求产生了严重的冲突。信息社会人才培养是能力先于知识,要搭建以基础知识为内环,覆盖以核心价值观,以生活与就业技能、学习与创新技能、信息/媒体/技术素养为外环的“彩虹桥”人才培养模式。相应地,教育生态也应该进行重组和再造,构建新型教育现代化的支撑体系。这个支撑体系要以学生为中心,创造深度融合信息技术的智慧教育环境,在专业发展上要以学为主,知识、能力和素养并重, 最终评价标准要以过程评价为主,这样才能为新型人才培养“彩虹桥”服务。

在教育信息化方向,华中师范大学做了一些尝试,也取得了一些成果。

在进行信息化变革的过程中,我体会到三点:一是教育信息化是阶段性的,不可能一蹴而就。中国教育要进行信息变革,这是未来五到十年一个重要的使命和挑战。教育者要时刻思考怎么变道进行超越,而不是弯道超越。二是教育信息化的关键在于“化”。化就是重组与再造,包括组织、教育体制机制和教育流程的再造。“化”的核心、难点、挑战以及革命性在于利益的再造,这是先进的生产利益和传统的生产利益之间的博弈。只有转变,只有“化”,才能改变教育结构,点燃教育变革的动力。三是教育信息化是“一把手”工程。信息化是一种新的生态,是一种体制机制的再造,需要对整个教学系统进行顶层设计和再造。

给虚拟教育装上智慧之眼

虞晶怡 上海科技大学教授

2007年,日本任天堂公司推出Wii,第一次将体感引入电视游戏主机,火爆全球。我就尝试用Wii的概念设计一款教学应用,让教师可以利用体感控制进行教学。2010年时,微软推出一款名为Kinect的游戏引擎,可以利用3D深度相机捕捉三维信息,让玩家浸入式游戏。受这个启发,我开始尝试利用这个技术进行虚拟教学实验。当时我们在温州一所医院进行了一次虚拟医疗教学的实验,将三台Kinect相机放置在手术台的不同角度全方位拍摄手术过程,而学员则可以从任意角度切入观摩,这种技术就是VR(虚拟现实)和AR(增强现实)的前身。到了2014年,Google推出Google-Glass的VR眼镜。我们就利用这款眼镜进行医学治疗。如有些人脚踝受伤,我们利用Google-Glass来捕捉信息,戴上眼镜围着伤员的脚看一圈,再通过三维场景和物件进行重建处理,能够将整个脚踝还原呈现, 再为它定制相应的固定器,伤员的脚就能够进行复健处理了。

2015是虚拟现实元年,各式各样的虚拟现实技术涌现出来,但大多项目并没有真正落地。原因在于这些技术不够吸引人。作为一名教育工作者,一个很重要的教学任务就是让学生产生兴趣。而虚拟技术要让人产生兴趣,就不能让人感觉不真实。虚拟技术的真实就是智慧之眼,即人工智能。人的眼睛可以看作是由无数分布在球面的微小相机组成的,那么要做到真实,就要实现环视效果,能够产生实时对焦,完成360度三维世界的建构。将这个技术引进课堂,例如用这个技术录制MOOC课程,学生能够看到360度3D教学场景,学习环境和体验都将与现实课堂一致,学习效果绝非看平板学习可比。

一线教育的理想课堂

于歆杰 清华大学电机系副教授

理想课堂是一个极限概念,也是一个未来的概念。目前来讲,实现理想课堂的目标不太理想,一个问题是目前我国课堂上多数仍是教师讲课、学生听课。我能够在一节90 分钟的课堂里将该讲的知识高效地讲清楚。但是,教师讲课讲明白了,学生就学明白了吗?显然不是。因此教师除了一气呵成完成教学任务外,还需要不断收集学生的反馈信息——哪些学生学会了,哪些学生没有理解等。此外,还有课堂互动问题,如何让学生更好、更多地参与课堂学习?在引入在线教育技术之后,整个教学方式就不一样了。我可以将课堂分成几段,每段结束我会往学生手机推送习题,学生花费几分钟回答问题,而我能收到学习情况反馈。根据这些反馈,我能够准确掌握每个学生的学习进度,调整课堂节奏,并改善教学课件和讲授方式。

在线技术还有其他的应用之处。如在一个100人的大课里,教师布置一个思考题,如果学生不能肯定答案准确,就鲜少主动回答问题。这时候,弹幕这个在线手段就派上用场了。在思考题环节,我经常开启弹幕功能,学生可以选择匿名发送文字消息到课堂界面上。事实上,许多学术性很强、超乎预期的答案会出现在屏幕上,带给我很多惊喜,也给学生们不少启发。

清华从2014年起一直在尝试翻转课堂。如果是一个二三十人的小班,学生充分预习、师生在课堂上进行高思维、高水平的讨论,的确是一个好的教学模式。但是大班怎么做翻转课堂呢?一个200甚至是1000人的大班,如何保证师生互动?其实翻转课堂的本质就是让学生充分参与课堂,发表自己的想法。从这个意义上讲,对大班的翻转课堂而言,文字弹幕也是一个解决之道。学生在弹幕里发表自己的想法,其他学生也能实时看到并回应,同样做到了实时、共享和反馈。
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