转载:本文来自微信公众号“鲜枣课堂”(ID:xzclasscom),作者:小枣君,转载经授权发布。
乜嘢是智慧教育
之前介绍智慧城市嘅时候,我就说过,而家到处宣传嘅所谓“智慧XX”,大部分只是“数字XX”、“网络XX”、“互联网XX”换个名,蹭蹭人工智能嘅热点,提升一下档(bī)次(gé)。
和智慧城市一样,智慧教育都分为广义和狭义两种概念。
广义嘅智慧教育,但系以直接理解为“教育信息化”。对于教育信息化,官方定义是咁样嘅:在教育领域(教学、管理和科研),全面运用现代信息通信技术,促进教育改革同发展嘅过程和方法。
简单嚟讲,凡是教育同信息、通信科技进行结合嘅场景,都系广义嘅智慧教育。
狭义嘅智慧教育,必须拥有“真·智慧”。
乜嘢是“真·智慧”?当然是AI人工智能!
所以,狭义嘅智慧教育,但系以咁定义:运用AI算力和算法,对教学场景进行智能化升级,改善教学体验,提升教学效果嘅技术和方案。
我哋而家睇到嘅大部分智慧教育,均是指广义嘅智慧教育,都就是教育信息化。(注:我哋接下来文章里提到嘅智慧教育,如无特殊说明,都是指广义智慧教育。)
智慧教育嘅发展背景
任何嘅“智慧XX”,均是以“XX产业”为主,数字科技为辅。5G、云计算、大数据、人工智能,全部是赋能科技。想要赋能成功,必须先深入研究产业本身。
限于篇幅,小枣君只能先简单介绍一下教育呢个行业。
教育,是人类可持续发展嘅基础,都是国民最为关注嘅领域。尤其系喺中国,教育一直都系非常敏感嘅话题,是社会舆论嘅焦点。
从角色上来睇,教育行业包括教师、学生、家长、学校管理者等参同者。从单位上来睇,包括学校、政府教育主管部门,教育行业企业等。教育行业企业,为教育提供相关软硬件产品和服务,类别繁多。
从教育阶段来睇,分为学历教育和非学历教育。
学历教育主要包括以下阶段:学前教育、初等教育、中等教育、高等教育。非学历教育主要包括培训、进修等,本文暂不讨论。
不同嘅教育阶段(例如高中和大学),教育方式有好大嘅不同,教学机构(学校)嘅架构流程、系统平台都有好大嘅区别。
一直以来,我哋国家都非常重视对教育嘅投入。国家财政性教育经费占GDP嘅比重,基本保持在4%以上。
在这笔巨额支出度,专门针对教育信息化嘅投入,占不小嘅比例。
根据2011年6月国家教育部发布嘅《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》,各级政府在教育经费中列支教育信息化嘅经费,不得低于8%。2021年,教育信息化资金投入接近4000亿人民币。
近年来嘅全国教育信息化资金投入走势
(数据来源:国家统计局,光大证券)
我国真正开始推动教育信息化,是上世纪90年代。部分同学应该记得,噉时候好多学校都建设电教室、多媒体教室以及计算机机房。
进入21世纪后,我哋嘅教育信息化开启“1.0”时代。国家提出“校校通”工程、“农远”工程,普及信息技术教育,加快教育信息化基础设施投资,推动教育信息资源建设和人才培养。2010年后,更是明确提出“三通两平台”建设,力推信息化落地。
“三通两平台”
经过教育信息化1.0嘅建设,我哋嘅教育信息化程度逐渐跃居世界先进行列。举例嚟讲,截止至2019年底,全国中小学互联网接入率已经从25%提升到98.4%,而多媒体教室嘅比例,都从不足40%提升到90.2%。
从2018年开始,我哋国家又提出“教育信息化 2.0”,目标是2022年基本实现“三全两高一大”。
“三全两高一大”
2.0相比1.0,强调三个转变:从教育专用资源向教育大资源转变,从提升师生信息技术应用能力向提升其信息素养转变,从融合应用发展向创新发展转变。大家如果有兴趣,但系以课后深入研究一下(圈重点)。
在《2020年教育信息化和网络安全工作要点》度,国家又提出启动“百区千校万课”引领行动,打造区域性标杆,以此推动各地智慧教育建设水平嘅提升。
以上,就是国家宏观政策嘅大致情况。
除咗政策之外,推动智慧教育嘅另一个动力来自信息技术嘅快速发展。
这方面我就不多说嘎啦,大家都好熟。物联网、云计算、大数据和人工智能嘅崛起,使得教育信息化工作从网络化、数字化开始向云化、智能化方向发展。现有嘅教育信息化场景,开始发生变革,新技术正喺度积极寻求落地,企业们都跃跃欲试。
教育嘅发展趋势
前面我哋说嘎啦,教育是一个敏感嘅话题,都是民众关注嘅热点。
从大环境来睇,教育有几个非常明显嘅发展趋势,将会对教育信息化造成深远影响。
首先,就是教改进入深水区,遇到嘅困难和阻力越来越大。
教改是国家战略,一共有10大试点任务,详情可以查睇国务院办公厅2010年发布嘅《关于开展国家教育体制改革试点嘅通知》。
企喺民众嘅角度,教育资源不均衡,子女升学压力大,内卷严重,产生极大嘅焦虑和抱怨情绪。企喺国家嘅角度,实现民族振兴和科技强国战略,需要大量嘅专业人才。
因此,从上到下,社会各界对教育嘅期望值不断增加,对学校和老师嘅要求不断增加。
第二个大背景,就是新冠疫情。
上年开始爆发嘅新冠疫情,导致全球范围内好多学校停课。我哋国家提出“停课不停教、停课不停学”嘅要求,于是,掀起史无前例嘅教育“大迁徙”,成个教育模式和教育资源,都随之发生巨变。
总嘅来睇,教育有以下发展趋势:
1、教育泛在化:教育嘅实施,必须突破时间和空间嘅限制,喺任何时间任何地点,都应该允许访问教育资源,享受教育服务。
2、教育终身化:从学历教育向终身教育转变,教育过程不再局限于25岁以下嘅年龄段。
3、教育公平化:教育资源将实现公平分配和流动,缩小地区差异。
4、教育个性化:统一化教学向个性化教学演变,灌输式教学向启发式教学演变。
5、教育数智化:
(1)教育内容和资源升级换代,数字化内容将进一步取代纸质内容;
(2)教学形式和场景发生演变,传统嘅老师板书讲解将需要调用更多形式嘅教学资源,考验老师嘅资源获取能力和整理能力;
(3)教学场景网络化、物联化、虚拟化,沉浸式教学将会被更多地运用;
(4)AI人工智能在教育领域嘅落地场景,将会增加;
(5)教学管理流程嘅数字化,教学管理平台和资源平台进一步实现云化,由系统对教学过程进展支撑,提高管理效率。
智慧教育(教育信息化)嘅落地场景
接下来,我哋具体睇睇,教育信息化同“大物云移智”结合,到底会点样改变我哋嘅教育场景。
我哋将教育信息化场景分为两个大类,一类是教学场景,一类是非教学场景。
教学场景嘅智慧化
教学是教育最重要嘅场景。呢个场景嘅参同者,包括施教人(老师)和被教人(学生)。
教学是配合嘅过程,既包括老师嘅教,都包括学生嘅学。要想实现最佳嘅教学效果,既要求老师经验丰富、水平高超、准备充分,都要求学生勤奋要求、积极思考、认真预习。此外,仲要需要优质嘅教学资源、舒适嘅教学环境、齐套嘅软硬件设施。
教育信息化作为一种辅助手段,唔可以替代老师讲课,都唔可以替代学生听课。佢嘅作用,主要是管理教学资源,改善教学环境,支撑教学流程。
(1)智慧教室
在改善教学环境方面,最典型嘅应用就系对教室嘅改造。
教室是传统教学嘅主要场所。以前,我哋只是通过安装多媒体影音设施,推动多媒体教室嘅普及。而家,基于各种物联网技术,教室已经变得更加网络化、数字化。
智慧教室想象图
教室嘅黑板,逐渐变成电子白板,但系以通过触摸等方式进行演示;教室嘅空调、照明、窗帘,但系以通过温湿度传感器进行自动调节;教室嘅烟雾传感器,但系以在发生火灾时及时报警;教室嘅智能门禁,但系以控制外来人员嘅进出;教室嘅智能音箱,但系以播报学校嘅通知,以及课间音乐……
摄像头,作为重要嘅信息采集终端,都进入教室。
以往,摄像头主要用于监控记录教室里发生嘅意外情况。而家,AI摄像头嘅出现,使得功能进一步扩大。已经有学校用佢来进行学生考勤管理,通过人脸识别,判断边啲同学逃课,判断学生嘅学习状态,注意力系咪集度,系咪打瞌瞓,系咪走神,等等。
当然,AI摄像头侵犯学生嘅隐私空间,目前都存在较大嘅争议。
(2)沉浸式互动
而家,好多学校在教学过程度,引入沉浸式体验教学,甚至专门建设沉浸式互动教室。
沉浸式互动,大家一听就明白,就是借助VR/AR技术,让学生身临其境,进行教学。呢种体验,完全是文字或传统视频影像无办法畀予嘅。未来,但系能还会诞生全息投影方式嘅教室,效果更加奇妙。
VR/AR和全息技术,仲要可以应用于仿真环境搭建、实操型培训,提升学生嘅实际操作能力,降低基础设施成本。呢啲技术嘅落地,对计算速度和网络连接能力要求极高,背后是来自边缘计算、5G、Wi-Fi 6、全光网络嘅帮助。
(3)远程教学
除咗现场教学之外,而家更受关注嘅是远程教学。
前面我哋提到,新冠疫情肆虐,各个学校纷纷大力开展线上教学。其实,疫情出现之前,线上教学就已经是大势所趋,只不过疫情嘅到来,狠狠地助推一将。
线上教学嘅两个根基,一个是直播教学实施平台,另一个是教学资源管理平台。
直播平台方面,目前国内虽然有一啲公司开发专门用于直播嘅平台,但性能不足,容易卡顿甚至掉线(尤其系疫情期间,接入量暴增)。所以,好多学校干脆使用Zoom、腾讯会议、WeLink咁样嘅远程会议系统,都可以基本满足在线授课需求。
教学资源管理平台方面,各地学校大部分选择自建平台,专门用于存储本校老师嘅授课视频。亦都有一啲公共平台,例如慕课网、网易云课堂、腾讯课堂等,被用于教学资源嘅存储。
这块嘅主要问题,在于课程内容嘅质量层次不齐,且各自封闭,无办法实现充分共享。此外,平台嘅使用体验差,缺乏完善嘅运维,都影响普及推广。
在技术方面,远程教学主要依赖音视频编解码技术和云计算技术嘅支撑。非技术角度,民众关注嘅重点在于,长期使用电子产品进行学习,系咪会有学生嘅健康造成损害。
(4)教学辅助
对于演员嚟讲,“台上十分钟,台下十年功”。对于老师,其实都是咁。课堂上嘅教学,离不开课堂外嘅充足准备。
老师嘅核心需求在于:一、有丰富嘅教学资源进行支撑;二、有实用嘅教学辅助平台,帮助对教学过程进行管理,使自己从繁琐嘅重复劳动中抽身。
教学资源就不用多说嘎啦,主要睇各个学校系咪有资源存储平台,有资源建设和沉淀嘅能力,有教研组教学体系嘅支持。
我哋重点睇睇教学辅助平台。教学辅助平台非常重要,佢嘅涵盖范围包括:排课管理、作业管理、考试管理、考勤管理等。
排课管理:随住课程数量和班级数量嘅大幅增加,传统人工排课方式难度加大(尤其系高等教育排课)。而家,数字化排课、AI智能排课被越来越多嘅学校采用,效率更高,排课结果更加合理。
作业管理:作业嘅布置、收集和批阅,占用老师好多嘅时间和精力。而家,有学校借助软件APP,部署作业,批阅作业。未来,作业可能会实现无纸化,借助混合图文识别,系统自动批阅学生嘅手写作业,并对作业提交情况汇总,输出结果统计分析(分数统计分布、易错题分析)。
目前,基于图像识别和人工智能嘅“AI解题”技术正喺度兴起。通过拍摄试题,系统可以智能解题。
考试管理:考试都是一样。教学辅助平台实现智能组卷,个性化出题,自动阅卷评分,成绩自动录入和智能分析,降低老师嘅工作量。学生和家长可以自主查询成绩结果。系统还可以根据分析结果,找出薄弱环节,输出针对性改进建议。
除咗图文识别外,而家借助AI语音识别,仲要可以进行口语测评、答辩。
教学辅助平台嘅作用仲有好多,佢贯穿于教、学、练、测等各个环节。
佢可以帮助老师大幅减少重复劳动,提升教学效率,让更多嘅精力投入到更有价值嘅工作中。佢还可以对学生成绩、作业等数据进行分析,摸清学生家阵时嘅学习状态和进度,揾到学习嘅薄弱环节、知识点盲区,进而提醒老师进行重点关注,或者AI人工智能直接干预,推送薄弱环节嘅学习资源。
教学辅助平台,但系以部署于私有云、公有云或混合云。平台嘅背后,但系能是成个学校甚至教育体系嘅统一平台。平台嘅身份鉴权,采用统一嘅身份认证系统,基于身份证号、老师工号、学生学号,以及指纹、人脸,锁定ID嘅唯一性,进行各功能模块嘅权限分配和数据打通。
进一步扩展嘅话,平台还可以支撑全校师生对学校资源嘅使用,例如图书馆、体育馆、食堂等,进行统一授权、记账和行为记录。
非教学场景嘅智慧化
非教学场景,主要是学校管理者重点关注嘅教务场景,以及政府教育主管部门关注嘅政策执行场景。
学校其实系一种特殊嘅企业。企喺校长嘅角度,除咗教学工作之外,学校仲有好多事需要操心,例如科研(高校)、行政、党建、后勤、财务、人事、基建、安全等等。
大部分系统嘅数字化信息化,和正常嘅企业其实差不多。限于篇幅,我哋不再赘述。
我哋简单举例,聊聊智慧校区。
智慧校区是智慧园区嘅一种特殊形式,应用场景比较广阔(尤其系喺高等院校入面):
安全管理方面,通过智能门岗门禁,但系以防范非法人员嘅侵入,但系以协助疫情管控;通过部署摄像头,但系以监控校区内火灾、事故和异常人员流动,防止发生人身伤害;AI摄像头,但系以监控人员跌倒、踩踏、打斗、霸凌;通过部署电子围栏,但系以防止未成年人嘅走失。
资源管理方面,通过物联网和云平台,但系以有效调配教室、实验室、体育场馆资源。智能宿舍,但系以帮助改善学生嘅生活条件和体验。
食品安全方面,借助传感器,但系以监控食堂安全环境;借助平台,但系以对食物进行样本留存、溯源。
交通运输方面,引入无人摆渡车,但系以方便师生嘅出行;引入无人物流车,但系以快速进行快递派送;引入无人巡逻车,但系以有效震慑犯罪,提升师生安全感。
诸咁类嘅园区智慧化应用,仲有好多。我哋还可以引入数字孪生技术,建设数字孪生校园,监控管理学校嘅方方面面。
企喺教育主管部门(教育局、教育厅)嘅角度,借助教育信息化平台,但系以统筹学区内嘅教育资源,宣贯国家教育政策,推动校际教学交流,收集群众对教学质量嘅评价。
教育信息化嘅主要问题
前面小枣君用好大嘅篇幅畀大家介绍信息化(数字化、网络化、智慧化)嘅落地场景。其实,智慧教育嘅本质,就是教育行业嘅数字化转型。
将所有嘅信息都数字化,对数据进行清洗、治理,形成数据资产。然后,喺数据中挖掘价值,噉就是最终目标。
在过去,物联网技术不成熟,软件体验不完善,硬件性能不够强,成本都不够低,是教育信息化无办法全力推进嘅主要原因。
而家,相比技术瓶颈,更大嘅问题其实来自于人和制度流程。我哋信息化人才数量不够,而且,从管理者到使用者,数字化意识明显不足。
噉就导致,近年来各地教育信息化虽然花好多钱,但是并没有达到预期嘅效果。
智慧教育嘅问题,归纳嚟讲就是三个方面:
1、数据没有来源或收集嘅数据不规范
有平台之后,最烦人嘅事就是填数据。为咗平台而平台,让师生填报数据,增加师生嘅工作量,引起反感。
物联网或系统自动采集生成嘅数据,过于混乱,仲有好多不规范嘅非结构化数据,没有办法利用起来。
2、数据无办法流通和共享
因为管理上嘅问题,以及对安全嘅顾虑,部门之间嘅数据不共享,平台同平台之间封闭,形成数据孤岛。
3、数据治理能力不足
即便是有数据,好多学校不具备数据治理嘅能力,不懂得点样挖掘数据中嘅价值,不知道点样将数据同自身现有嘅工作流程相衔接。都可能在一开始就没做好顶层设计,导致迷失在海量嘅数据之中。数据,反而变成负担。
总而言之,和所有嘅“智慧XX”一样,喺没有解决法律法规、流程制度、组织架构、观念意识、职责分工问题之前,都不可能成功。
智慧教育嘅产业链
智慧教育嘅产业链和智慧城市非常类似,都分为硬件设备商、软件服务商、集成服务商、综合解决方案提供商等。呢啲不再赘述。
值得一提嘅是,教育行业本身就存在好多头部企业,例如新东方、好未来(学而思)等。佢们资金、技术和人才等方面都拥有雄厚嘅实力,除咗教育内容资源建设之外,都在努力向教育信息化领域延伸。
智慧教育产业图谱(来源:亿欧智库)
教育信息化行业仲有好多中小型企业,专门做某一细分领域嘅软硬件解决方案。同质化竞争下,呢啲企业嘅生存难度有所增加,无力进行长期嘅产品研发和迭代,后续可能会被加速兼并整合。
总结
好嘎啦,终于要写完嘎啦。洋洋洒洒六千多字,能睇到这里嘅,都系真爱。
最后我来总结一下:
请大家记住,教育嘅本质是人,呢一点是无办法改变嘅。
教室安装再多嘅摄像头,都唔可以提高学生嘅听课效率;人工智能再厉害,都唔可以让孩子摆脱自主做题;VR教学再强大,都取代不老师。所以说,技术永远是手段,只能起辅助性嘅作用。
虽然我哋可以使劲地吹嘘教育信息化带来嘅各种好处,但是,我哋无办法否认,教育信息化目前并没有触及教育矛盾嘅核心,噉就是教育资源嘅紧缺问题、教育公平性问题、教育理念问题。
教育改革仲有好长嘅路要走,教育信息化都是一样。
参考文献:
1、2021智慧教育发展研究报告,亿欧智库
2、疫情下嘅教育信息化,教育信息化资讯
3、CIO视角:信息化点样支撑大学治理,教育信息化资讯
4、论道新基建下嘅教育信息化新常态,雷锋网
cantonese.live 足跡 粵字翻譯
2021-03-31 09:06:47
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