大数据时代,信息技术越来越多地被运用于学校建设,基于物联网、云计算、大数据等智能信息技术的智慧学习环境建设工程在教育信息化领域日趋兴起,成为实现教育跨越式发展的必然选择。
智慧学习环境是一种能感知学习情景、识别学习者特征、提供合适的学习资源与便利的互动工具、自动记录学习过程和评测学习成果,以促进学习者有效学习的学习场所或活动空间。
简单来说,智慧学习环境是普通数字化学习环境的高端形态,是教育技术发展的必然结果。
记录学习过程、识别学习情景、联接学习社群和感知物理环境被认为是智慧学习环境的四大特征。
它们主要征对于实现教与学过程中的智能决策、学习资源的智能推送、教与学效果的智能评价以及个别化教学等要求,具有至关重要、不可替代的作用。
在智慧学习环境中,通过教育数据挖掘(Educational Data Mining,简称EDM)和学习分析(Learning Analytics,简称LA)技术,可以帮助教师有效地开展包括智能决策和智能实施的智能化教学,还可以帮助教师对学生作出客观、全面、真实的评价(智能评价)。
智慧学习环境的功能不同
从提出课堂笔记的自动化、课堂实录、反馈及时、多维交互,到提出智慧教室的“SMART”概念模型,可以发现,在我们国内,认为智慧学习环境的功能体现在内容呈现、环境管理、资源获取、即时交互和情境感知五方面。这五方面充分展现了信息技术在教学中的作用,对我们今后设计智慧教室有重要参考。
而国外则主要从教与学的角度来分析智慧学习环境的功能。
比如:澳大利亚维多利亚州教育部在州属各公立学校普及智能教室,认为未来教室的功能在于针对学生的个性化差异创建新的学习课程,以保证学生找到适合自己的学习方法,老师根据每个学生的性格量身设置学习课程。
智慧学习环境能够提供多种教学工具以方便教师教学,利用多种呈现技术,使教学内容丰富多彩,教学手段灵活多变;在学习上能激发学生的学习兴趣,促进学生开展体验学习;在交互过程中,教师、学生可摆脱键盘,采用自然的交互手段与内容进行交互,同时实现多维化交互方式。
智慧学习环境的空间设计不一样
我国的智慧学习环境的空间设计由最初的借鉴建筑学、人体工学的研究成果,发展到从空间布局的科学、通用性角度,从“人”的本质出发对教室结构重新进行思考。
成熟的设计框架、设计原则对智慧教室的开发极为重要。
而国外关于智慧学习环境的空间设计从2003年就开始,发展到现在已经拥有非常完善的未来教室空间感,且每个国家都会根据各自的教育理念与特色,进行空间设计。
日本|注重学习社交
日本一直以来非常注重在教育方面的投入与研究,但是在许多公立中学仍保留传统+智慧双重并进的空间布局。
比如,在教室中并没有如同国内教育中风行的平板、电子书包,学生的学习记录仍然采用的是传统的手写,但下课后学生通过教室一角教师办公区的移动设备将课堂笔记进行数字化扫描,其后学生的笔记就会自动被整合到学生的智能笔记本内,这样的智慧笔记不仅可以鼓励学生在课堂上更积极地做记录,同时也让教师对学生的课堂学习情况有更充分的了解。
在教室中并没有国内非常普遍的短距投影仪,相反不少日本中小学仍采用桌面投影仪,甚至是“古老”的手动幻灯片。但在教室当中,我们能够看到的是不少供自由书写的涂鸦板、彩色书写笔、便利贴和透明胶带。
在日本同样也有分层走班这样的一种教学的形式存在。相较于在国内老师曾经见到有不少的地方采用智能班牌来对教室的属性、对教师学生的签到情况进行归纳整理的先进设备,在日本的学校里,这样的智能班牌却是非常罕见的。但他们采用二维码与彩色KT板的方式对教室属性进行走班分层管理的方法却同样高效有用。
法国 | 注重观察
法国的中小学智慧学习环境中,课堂黑板、白板、铅画纸是教学互动的主角, 并且借助物联网技术,发展基于物联网思维的教学模式,老师成为学生学习行为的引导者和观察记录者。
“智慧学习环境”的技术设计不一样
智慧学习环境里应用了许多信息技术,包括无线接入、多点触控、分布式伺候、泛在计算技术、情境感知、物联网、云计算等技术,如何运用技术,使传统教室充满智慧,促进学生学习,提高学习效果,是计算机和教育技术学领域研究者重点关注的。
国外主要利用技术改善物理学习环境。比如:
加拿大
加拿大麦基尔大学2003年提出智能教室的技术设计,以解决教师忙于多种遥控或按钮操作,设计了所有设备集成化的一种智能接口(Cooperstock,2003)。
在教室中,教师只需要操作一个控制面板,就能够对所有设备进行操作,减轻负担。
这种设计能有效提高设备使用的便捷性和效率。但是,麦基尔大学的智慧教室设计着重强调了教室讲台部分的设计,没有提及学生课桌椅及学习设备和资源的配置。
德 国
德国开罗大学拉比·拉姆丹(Rabiea Ramadan)认为,技术设计不仅能实现多种设备集成化和自动化,还需要智能代理服务器(Ramadan et al.,2010)。
通过智能代理服务器,我们可以访问、控制、监视各电子设备的工作状态,同时还能智能地使用信息,改善操作,提高工作效率,降低维护成本。
我国在智慧学习环境里的技术设计方面也进行了大量的研究,并且充分结合当下最先进的科技应用,引进诸多智能化教育装备,目前已在教学的多个环节上实现智能化进阶。
在物理环境上,能根据温度、湿度、学生数自动调节教室的温度、湿度、照明和色彩,适合学生学习;
在人际环境上,强调和谐、平等,促进师生、生生交流和共享;
在资源环境上,实现个性化推送和资源共享,消除信息孤岛;
在工具上,提供丰富和智能的学习工具,开发学生潜力和提高学习效果;
在交互上,实现简单、自然、友好的人机交互,为学习者提供高效的信息获取、交流的工作空间,提高学习、讨论和协作效率;
在学习支持上,提供方便快捷的学习支助服务,实现线上和线下相结合,正式学习和非正式学习相结合,为每个学习者实现个性化学习提供可能。
蒲公英未来学校装备研究中心在长期的学校与市场调研中发现,目前最受学校欢迎的智能化教育装备为智慧学习环境的建设,起到极大的技术支撑作用。
教室设备智能管控
将教室灯光照明设备、空调温控与温湿度传感器、教学设备通过物联网进行连接,可以让全校教室的灯光、温控统一接受总指令,实现遥控开关、定时开关、全开全关、延时关闭、场景切换等功能。
也可以采集整体室内温湿度情况,统计分析数据并反馈至平台,管理人员可使用移动APP终端、PC管理平台查看每个教室温湿度状况,远程遥控物联网设备,实现随时随地管控。家长亦可通过移动APP终端,查看孩子所在班级的温湿度情况,对孩子的学习环境一目了然。
教师、管理人员也可通过手机APP远程开启教室里的教学设备,减少课前准备时间,将上课时间最大化利用。
校园数据中心
校园数据中心的建设是以整个系统的数据信息传输为基础架构,包括信息中心的内部网络建设和整体系统的核心网络连接,即传输控制的建设。在此基础上建立核心网络交换和数据存储平台。
VR教室/实验室
利用VR/AR设备,可以使学生在虚拟环境下模拟物理、生物、化学不同环境做实验,进行现实中难以重复的、具有危险性的、器材损耗高的、现实中无法模拟的,肉眼难以观察的多种实验 。
录播教室
利用360°全景全程录像机及吊麦,可完成每一课程的直播和录制,支持“教师、学生、课件”三画面同时直播,能满足上千学生同时观看,也可以满足学生课下复习。
对于适合智慧学习环境的教育装备,蒲公英未来学校装备研究中心了解到的还有很多,在此不逐一介绍。
蒲公英未来装备研究中心正在以“未来学校装备设计师”的角色,基于学校在各种教育信息化变革道路上面临的困惑,研究国内外教育信息化领域最具专业研究能力的专家与实践者,整合具有一流研发能力的品牌服务商,帮助正在进行智慧校园革新的学校,提供改善学校信息化的整体方案,设计智慧环境教室的方案、打造多媒体教室、创客教室、VR教室、学科实验室等特色教室的专项装备配置方案,以及为各学科教师量身定制的信息化培训,去国内外走在前沿的信息化示范学校进行深度游学观摩……
如果您的学校正好还有这些方面的需求
部分内容来源 | 知网
联系客服