新媒體技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用趨勢及建設(shè)探索

周 圍, 陳連坤, 時(shí)慶國

(北京交通大學(xué) 計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院, 北京 100044)

實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理

新媒體技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用趨勢及建設(shè)探索

周 圍, 陳連坤, 時(shí)慶國

(北京交通大學(xué) 計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院, 北京 100044)

新媒體技術(shù)是高校信息化發(fā)展的關(guān)注熱點(diǎn)和必然選擇。對近年來國際新媒體聯(lián)盟發(fā)布的地平線年度報(bào)告(高等教育領(lǐng)域)趨勢分析中發(fā)現(xiàn),移動(dòng)技術(shù)、教育游戲化、MOOCs、智能化人機(jī)交互、學(xué)習(xí)分析技術(shù)等應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,是高校教育技術(shù)今后的發(fā)展方向。針對高校基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀和問題,就實(shí)驗(yàn)室在教育新媒體前景下的信息化環(huán)境建設(shè)、資源建設(shè)、組織建設(shè)3個(gè)方面提出解決方法和發(fā)展思路,以期把握新興技術(shù)與教育融合的契機(jī),促進(jìn)信息技術(shù)與高校實(shí)驗(yàn)室發(fā)展的融合。

新媒體; 地平線報(bào)告; 實(shí)驗(yàn)室信息化; 教育技術(shù)

提高高校教育水平與人才培養(yǎng)質(zhì)量,順應(yīng)新信息化時(shí)代人才競爭的趨勢,是目前高等教育工作者面臨的重要課題。學(xué)生高水平素質(zhì)的培養(yǎng)是在校期間由所有教學(xué)環(huán)節(jié)綜合培養(yǎng)完成的,其中,實(shí)驗(yàn)教學(xué)不可缺少,它培養(yǎng)并延伸了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力,是重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。教育信息技術(shù)以及新媒體技術(shù)是高校信息化發(fā)展的手段和必然選擇,是高校持續(xù)關(guān)注熱點(diǎn)。開展新媒體與教學(xué)結(jié)合的研究課題較多,本文僅就新媒體新技術(shù)對實(shí)驗(yàn)教學(xué)及實(shí)驗(yàn)室信息化發(fā)展和建設(shè)談一些看法,以期把握新興技術(shù)與教育融合的契機(jī),促進(jìn)信息技術(shù)與高等教育的融合。

1 教育新媒體技術(shù)在高校中應(yīng)用趨勢分析

1.1 地平線項(xiàng)目介紹

在現(xiàn)代教育技術(shù)領(lǐng)域中,新媒體新技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展是關(guān)注熱點(diǎn)之一,每年由新媒體聯(lián)盟(new media consortium,NMC)發(fā)布的新媒體技術(shù)在教育中應(yīng)用發(fā)展趨勢報(bào)告地平線項(xiàng)目(The Horizon Project),是該領(lǐng)域內(nèi)的重要風(fēng)向標(biāo)。新媒體聯(lián)盟是由全球近300個(gè)來自美國、加拿大、澳大利亞、亞洲等國家和地區(qū)的高校、博物館、學(xué)習(xí)中心、基金會(huì)等領(lǐng)先學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)組成的非營利性研究機(jī)構(gòu),致力于促進(jìn)信息技術(shù)在教育(尤其是高等教育)中的研究和運(yùn)用[1]。2002年,新媒體聯(lián)盟啟動(dòng)地平線項(xiàng)目,以新興信息技術(shù)進(jìn)入教育主流性應(yīng)用的潛能作為主要評估標(biāo)準(zhǔn),開展持續(xù)而系列化的研究,以年度報(bào)告的形式發(fā)布關(guān)于新興技術(shù)、關(guān)鍵趨勢和重要挑戰(zhàn)等方面的研究分析,并力求實(shí)現(xiàn)研究和實(shí)踐的互動(dòng)。每年的《地平線報(bào)告》都集中了全球相關(guān)領(lǐng)域的專家和成員的集體智慧,對于我們認(rèn)識(shí)新興信息技術(shù)和實(shí)踐對全球教育教學(xué)的影響和挑戰(zhàn)具有非常大的借鑒意義。

1.2 歷年來《地平線報(bào)告》的技術(shù)熱點(diǎn)

《地平線報(bào)告》按照近期(1年內(nèi))、中期(2～3年內(nèi))和遠(yuǎn)期(4～5年內(nèi))等3個(gè)時(shí)間段進(jìn)行編排,每個(gè)時(shí)間段呈現(xiàn)2種在教育為主的組織機(jī)構(gòu)里可能成為主流的新興技術(shù)或?qū)嵺`。根據(jù)近幾年來的地平線年度報(bào)告(高等教育領(lǐng)域)中發(fā)布的新興技術(shù)和實(shí)踐的研究分析,可以看到地平線系列研究報(bào)告中列舉的每一項(xiàng)新興技術(shù)和實(shí)踐在當(dāng)時(shí)都是全世界無數(shù)創(chuàng)新型組織關(guān)注的焦點(diǎn),在人們的學(xué)習(xí)、工作和生活中有著非常大的影響,而且有可能在近年內(nèi)進(jìn)入教育和學(xué)習(xí)領(lǐng)域,成為教學(xué)、學(xué)習(xí)和創(chuàng)新型探究的主流性應(yīng)用技術(shù)。我們將這些技術(shù)根據(jù)以往研究分類[2-3],總結(jié)出近年來技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn),主要集中在幾個(gè)方面,如表1所示。

表1 2005—2013年《地平線報(bào)告》中的技術(shù)分布

這些新媒體技術(shù)集中了多種關(guān)注角度,如移動(dòng)技術(shù)、智能化人機(jī)交互、知識(shí)管理和資源共享、教育游戲、數(shù)字出版、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、智能技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘與分析,同時(shí)很多技術(shù)之間又有著廣泛的內(nèi)在聯(lián)系,出現(xiàn)了同一種技術(shù)隨著時(shí)間的推移在不斷深入發(fā)展、關(guān)注點(diǎn)不斷擴(kuò)展、應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大的情況。

1.3 新興技術(shù)在高校發(fā)展中的趨勢

根據(jù)2013年報(bào)告,結(jié)合以往發(fā)展趨勢,我們可以推斷高校教育技術(shù)今后發(fā)展方向:

(1) 移動(dòng)設(shè)備、移動(dòng)計(jì)算、移動(dòng)寬帶等技術(shù)近年來被提及的頻率很多,且具有連續(xù)性,移動(dòng)學(xué)習(xí)已經(jīng)成為高等教育信息化發(fā)展的重要趨勢,且移動(dòng)學(xué)習(xí)的內(nèi)容和方式在不斷進(jìn)步。

(2) 教育游戲、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)多次成為《地平線報(bào)告》關(guān)注的熱點(diǎn),在教育領(lǐng)域?qū)⒂虚L足發(fā)展。結(jié)合智能技術(shù)的教育游戲化將成為在高等教育中得到廣泛應(yīng)用的技術(shù)。

(3) 在未來一年內(nèi),類似于大規(guī)模開放網(wǎng)絡(luò)課程(MOOCs)的遠(yuǎn)程在線學(xué)習(xí)模式、基于平板電腦的數(shù)字化內(nèi)容開發(fā)出版等應(yīng)用,將在高等教育中得到廣泛的應(yīng)用。

(4) 隨著在線學(xué)習(xí)的應(yīng)用深入,學(xué)習(xí)分析技術(shù)也將得到進(jìn)一步發(fā)展。

(5) 未來幾年內(nèi),3D打印技術(shù)、可穿戴技術(shù)等熱點(diǎn)技術(shù)將隨著應(yīng)用的逐步普及進(jìn)入高校教育領(lǐng)域。

2 高校教學(xué)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀和問題

在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的今天,完善的校園網(wǎng)絡(luò)和廣泛應(yīng)用的現(xiàn)代教育技術(shù),正快速改變著學(xué)生的學(xué)習(xí)生活方式,改變著傳統(tǒng)的教學(xué)理念與教學(xué)模式。教學(xué)過程也不再局限于課堂上,網(wǎng)上教學(xué)、網(wǎng)上答疑、多媒體教學(xué)等現(xiàn)代教育方式,正逐步從教學(xué)的輔助地位上升為教學(xué)的基本形式。泛在學(xué)習(xí)模式使得智能手機(jī)等移動(dòng)終端也成為學(xué)習(xí)的重要工具,學(xué)生在任何時(shí)間任何地點(diǎn)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)課堂成為學(xué)生日常學(xué)習(xí)的重要組成部分。新技術(shù)新媒體層出不窮,一成不變的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和管理方式不能給予學(xué)生過多的動(dòng)手空間和深層次理解。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室正在悄然改變。

(1) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)驗(yàn)方法、多元化思維、發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題能力等培養(yǎng)起著不可替代的作用。但很多高校都把理論教學(xué)放在重要位置,實(shí)驗(yàn)教學(xué)為輔,而且教學(xué)改革對實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)開發(fā)的影響一直呈現(xiàn)滯后現(xiàn)象。在實(shí)驗(yàn)中如何應(yīng)用新媒體技術(shù)推動(dòng)教學(xué)效果,應(yīng)引起實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)者的關(guān)注和思考。

(2) 實(shí)驗(yàn)室開放。近年來實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備環(huán)境有了較大的改善,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也在不斷更新,為增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力,實(shí)驗(yàn)室開放成為大部分高校的選擇,但多種因素使學(xué)生進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)室主動(dòng)進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)的行為不普遍。實(shí)驗(yàn)設(shè)備若能利用新媒體技術(shù)更生動(dòng)有趣地展示實(shí)驗(yàn),對實(shí)驗(yàn)室開放具有推動(dòng)作用。

(3) 實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)。近年來高校信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)取得了長足的進(jìn)步,很多高校的基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室除了實(shí)驗(yàn)室軟硬件的管理和建設(shè)外,還開始對實(shí)驗(yàn)課程資源進(jìn)行制作管理。但相對于課堂教學(xué),實(shí)驗(yàn)室的信息化建設(shè)還不能對實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式、學(xué)生學(xué)習(xí)方式產(chǎn)生根本影響,面對新媒體的到來,實(shí)驗(yàn)室的信息化建設(shè)相對滯后。

3 教育新媒體技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)中的應(yīng)用

實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與高等教育的深度融合是教育信息化發(fā)展的創(chuàng)新前沿。高校教育信息化建設(shè)體現(xiàn)在3個(gè)方面[4]:一是教育信息化環(huán)境建設(shè)；二是教育信息化資源建設(shè)；三是教育信息化的組織建設(shè)。對于實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和發(fā)展,也從這3個(gè)方面進(jìn)行分析和探討,并針對每個(gè)部分提出可行性方案(見圖1)。

圖1 教育新媒體技術(shù)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的探討

3.1 實(shí)驗(yàn)室信息化環(huán)境建設(shè)

3.1.1 智慧實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)

國內(nèi)研究者提出了智慧教室的概念[5]并進(jìn)行了實(shí)踐,它基于以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心相關(guān)理論,針對現(xiàn)有多媒體網(wǎng)絡(luò)教室的弊端和困境而提出,在技術(shù)上集成物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、多屏幕內(nèi)容呈現(xiàn)、人機(jī)自然交互、智能設(shè)備自然接入、情境感知等方面新媒體技術(shù)而成為新型實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)室區(qū)別于教室，更有很多發(fā)揮空間,可參照智慧教室模式,根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的不同特點(diǎn)構(gòu)建智慧型實(shí)驗(yàn)室。

3.1.2 新媒體技術(shù)實(shí)驗(yàn)區(qū)與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

對于一些如3D打印技術(shù)[6]、可穿戴技術(shù)[7]等新媒體技術(shù),目前學(xué)生對新知識(shí)的掌握局限于課堂教師的講解,可以結(jié)合新媒體技術(shù)開設(shè)示范實(shí)驗(yàn)區(qū)域和相關(guān)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用,讓學(xué)生通過切身感受深入了解新技術(shù),可培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)。實(shí)驗(yàn)室為教學(xué)服務(wù),針對技術(shù)特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)區(qū)域提供能力,將知識(shí)融入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)中。

3.2 實(shí)驗(yàn)室信息化資源建設(shè)

3.2.1 信息資源云服務(wù)平臺(tái)

面對日益增長的軟件和資源學(xué)習(xí)需求,充分利用云計(jì)算技術(shù),將已有實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件和資源,升級到開放共享的信息資源云服務(wù)平臺(tái),達(dá)到實(shí)驗(yàn)資源的充分利用,提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)水平。

3.2.2 學(xué)習(xí)資源的游戲化

教育游戲化[8]將成為在高等教育中得到廣泛應(yīng)用的技術(shù)。高等教育中采用游戲方式學(xué)習(xí)的目的是吸引學(xué)生,為他們提供數(shù)字化的模擬情境來幫助他們通過應(yīng)對挑戰(zhàn)獲得對于新概念的理解。在實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)當(dāng)中,也可以通過資源游戲化、游戲?qū)嶒?yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)來豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

3.2.3 大規(guī)模開放網(wǎng)絡(luò)課程(MOOCs)

MOOCs[9-10]創(chuàng)造了高等教育有史以來最快速的增長,每年新增數(shù)百門開放網(wǎng)絡(luò)課程,我國也正在出臺(tái)一系列的激勵(lì)政策和約束機(jī)制應(yīng)對這一世界范圍內(nèi)的教育變革。對于實(shí)驗(yàn)室來說,搜集整理世界范圍內(nèi)優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源,是對現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行的有益補(bǔ)充,也可根據(jù)國際通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制作特色實(shí)驗(yàn)資源,在主流開放課程平臺(tái)上開放實(shí)驗(yàn)課程。

3.2.4 基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的個(gè)性化學(xué)習(xí)

社會(huì)越來越需要教育回應(yīng)每個(gè)學(xué)生的獨(dú)特需求,技術(shù)應(yīng)該支持學(xué)生個(gè)人能夠自主選擇學(xué)習(xí)材料和專業(yè)知識(shí)、內(nèi)容數(shù)量、學(xué)習(xí)類型以及教學(xué)方法,而個(gè)性化學(xué)習(xí)的最大技術(shù)基礎(chǔ)在于數(shù)據(jù)挖掘和分析、數(shù)據(jù)可視化等技術(shù)[11],因此可在開放網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)上基于數(shù)據(jù)分析方法實(shí)現(xiàn)個(gè)性化實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。

3.3 實(shí)驗(yàn)室信息化組織建設(shè)

3.3.1 提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)地位,讓學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室

現(xiàn)有課程體系的設(shè)置和傳統(tǒng)的教學(xué)模式難以給學(xué)生更多自主發(fā)展的實(shí)驗(yàn)時(shí)空,實(shí)驗(yàn)室開放也達(dá)不到師生的充分利用。因此有必要在學(xué)校層面上對課程安排做必要調(diào)整,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)單獨(dú)開課、單獨(dú)記學(xué)分,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)地位平行并重。組織和開展學(xué)生的課余科技創(chuàng)新活動(dòng),做到激勵(lì)與約束并舉,把學(xué)生吸引到實(shí)驗(yàn)室來。

3.3.2 配套政策支持,加大實(shí)驗(yàn)室科研空間

新技術(shù)的應(yīng)用可提高教學(xué)資源的充分利用,促進(jìn)教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員業(yè)務(wù)素質(zhì)的提高,但同時(shí),新媒體技術(shù)下的各個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)必然加大實(shí)驗(yàn)教學(xué)的工作量,學(xué)校必須有一定的配套科研和人事政策予以保證。通常認(rèn)為對技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)或創(chuàng)新應(yīng)用而不能發(fā)表SCI級別論文，不能算是科學(xué)研究,因此在大多數(shù)高校并不鼓勵(lì),要改變這種模式需要高校在態(tài)度和政策上都進(jìn)行重要的轉(zhuǎn)變。

4 結(jié)束語

《地平線報(bào)告》作為西方發(fā)達(dá)國家高等教育信息化領(lǐng)域的研究報(bào)告,對我國的信息化建設(shè)規(guī)劃具有十分重要的參考價(jià)值。高校擁有最多的人力、物力和智力資源,新興技術(shù)在高校擁有更多的發(fā)展空間和較成熟的應(yīng)用條件,在實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)發(fā)展上緊密結(jié)合新媒體新技術(shù)趨勢,對推進(jìn)我國高等教育信息化的發(fā)展具有一定作用。

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Exploration on development trend and construction of laboratory based on new media technology

Zhou Wei, Chen Liankun, Shi Qingguo

(School of Computer and Information Technology,Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China)

New media technology is a hot topic in the college informatization development. From analysis of the development trend of Horizon Project annual report (higher education) released by the New Media Consortium,it can be found that some new education media technologies,such as the mobile technology, the game learning,MOOCs, the intelligent human-computer interaction,learning analysis techniques,etc.,are expanding unceasingly,and it is the education technology development direction in the near future. How to use the new media technology in laboratories of colleges and universities is the main purpose. Based on the present situation and existent problems analysis, this paper proposes some advice and solutions through integrating new media technology from the following three aspects: laboratories informatization environment construction,resource construction,and organization construction,in order to grasp the opportunity of new technology and education to promote the development of information technology and laboratory.

new media; Horizon Project report; laboratory informationization; education technology

2015- 03- 13 修改日期：2015- 04- 02

北京交通大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目“與時(shí)俱進(jìn)、優(yōu)化創(chuàng)新——計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)系列實(shí)驗(yàn)開發(fā)與教學(xué)應(yīng)用探索”

周圍(1973—),女,河北，博士,高級工程師,計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)基地主任，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、教育技術(shù).

E-mail：wzhou@bjtu.edu.cn

G482

B

1002-4956(2015)9- 0222- 04