華中師范大學打造三空間融合的智慧學習系統(tǒng)

近年來，華中師范大學在創(chuàng)新信息化戰(zhàn)略推進的機制與路徑、促進信息化與教育教學的深度融合、推動信息技術(shù)在學校業(yè)務(wù)管理與服務(wù)中的深化應用和助力學校國際化發(fā)展戰(zhàn)略等方面都取得較大進展。在信息化建設(shè)對教學的支撐及技術(shù)創(chuàng)新方面，主要做了以下五個方面的工作：一是創(chuàng)建實體-虛擬-社會組織三空間融合的智慧學習環(huán)境，二是精準教與自主學的數(shù)字內(nèi)容資源制作，三是數(shù)據(jù)驅(qū)動與過程驅(qū)動的教學評價與輔助決策，四是教育協(xié)同創(chuàng)新與精準扶貧的辦學空間拓展，五是基于教育信息化標準與規(guī)范的引領(lǐng)輻射。

信息化環(huán)境下高校人才培養(yǎng)體系

在新環(huán)境上，華中師范大學從八個維度進行了人才培養(yǎng)體系重構(gòu)。

圖1 三空間融合模型

第一，創(chuàng)新培養(yǎng)理念。形成有利于信息技術(shù)深度融合的頂層思想設(shè)計。確立以學習者為中心的人才培養(yǎng)理念，促進“四轉(zhuǎn)變”。在理念上，從以教為主向以學為主轉(zhuǎn)變；在思路上，從以專業(yè)教育為主向以通識教育和專業(yè)教育為主轉(zhuǎn)變；在方法上，從以課堂為主向課內(nèi)外結(jié)合轉(zhuǎn)變；在評價上，從以結(jié)果評價為主向結(jié)果和過程評價結(jié)合轉(zhuǎn)變。

第二，重構(gòu)教學環(huán)境。實現(xiàn)了云加端的一體化學習的三個空間深度融合，學校率先提出物理、資源、社交三空間融合的理論（如圖1所示）。

第三，重修培養(yǎng)方案。注重學生全面、個性化和自主性的發(fā)展。2013年，學校重新修改高校人才培養(yǎng)方案改革，把原來的180～190學分壓縮到130學分，有的專業(yè)可能會壓縮到110～120學分。這樣一來，傳統(tǒng)的課程資源、傳統(tǒng)的教學方法和傳統(tǒng)的空間實際上就發(fā)生了一種革命性的變化。

第四，變革教學過程。形成以數(shù)字化、研究性學習為特征的新型課堂教學形態(tài)。華中師范大學所有教師都有自己的個人網(wǎng)絡(luò)空間，通過云課堂，使得課前、課中、課后流程再造實現(xiàn)無縫銜接。

第五，創(chuàng)新評價方式，形成了數(shù)據(jù)驅(qū)動的教學評價。基于大數(shù)據(jù)進行學習，學生學業(yè)平時成績在課程總成績中比例從20%調(diào)整上升到60%，最高可達到80%，強化過程評價。具體包括實時監(jiān)測、在線評教、學習分析系統(tǒng)、滿意度測評以及線上線下測評，實現(xiàn)全程跟蹤。

第六，發(fā)展教師能力。加快信息化環(huán)境下教師角色轉(zhuǎn)型，重塑教師信息化教學能力發(fā)展體系。信息化條件下，教師角色要在6個方面進行轉(zhuǎn)型，成立了專門的教師發(fā)展中心，加強培訓力度。

第七，營造教學文化，形成重視信息技術(shù)融合的“尊重教學、崇尚創(chuàng)新”的整體氛圍，同時設(shè)立華中師范大學教學節(jié)。

第八，構(gòu)建育人生態(tài)。形成充分利用信息技術(shù)的育人環(huán)境，充分利用信息技術(shù)來構(gòu)建思想政治教育、通識教育、專業(yè)教育、實踐教育以及管理服務(wù)育人“五位一體”育人的新的生態(tài)。

華中師范大學從2012年將“信息化”做為學校發(fā)展戰(zhàn)略，針對信息化時代人才需求，從八個維度推進改革，實踐了互聯(lián)網(wǎng)背景下教育大數(shù)據(jù)驅(qū)動的信息技術(shù)與教育教學深度融合，重構(gòu)了高校人才培養(yǎng)體系。針對傳統(tǒng)人才培養(yǎng)體系相較于“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下諸多不適應，教育信息化戰(zhàn)略推進基本策略是：不只是利用信息技術(shù)改變某些教育教學環(huán)節(jié)或內(nèi)容，更是致力于通過全面推進信息技術(shù)與教育教學的深度融合，從整體上系統(tǒng)重構(gòu)學校人才培養(yǎng)體系，以培養(yǎng)符合21世紀人才全面、個性化、自主發(fā)展的學生。

下一代教育視角看三空間融合智慧學習系統(tǒng)

華中師范大學聚焦下一代教育四大關(guān)鍵主題：一是教學的精準化，以大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等技術(shù)為支撐， 在保障規(guī)模化教學的前提下，實現(xiàn)差異化教學、精準化教學，已經(jīng)成為可能；二是學習的個性化傳統(tǒng)學習方式面臨前所未有的挑戰(zhàn)，正式學習和非正式學習的界限日益模糊，在線學習、移動學習、智能導學等需要適應學習者為中心；三是環(huán)境智能化，教學環(huán)境正在發(fā)生深刻改變，更加智能化、更加有利于促進教與學績效的智能化教學環(huán)境成為教育系統(tǒng)關(guān)注的焦點；四是管理智慧化，教育管理體系和運行機制更具智慧，能夠為教學提供更好的支持，使教育系統(tǒng)的運行效率、決策水平、服務(wù)能力大幅提高。

圖2 對學生課堂行為分析

教育大數(shù)據(jù)關(guān)鍵科學問題主要包括：復雜環(huán)境下學習大數(shù)據(jù)的組織、分析與理解；規(guī)模化教育中的個性化學習；大數(shù)據(jù)環(huán)境下的學生學習能力的多維度評測；規(guī)模多源異構(gòu)學習數(shù)據(jù)的采集與建模數(shù)字化學習資源的整合、推送與評價數(shù)字化課堂績效評估模型及方法；學生發(fā)展數(shù)字全模型；大規(guī)模在線教育適應性學習理論與系統(tǒng)研發(fā)等。

華中師范大學積極開展信息化條件下的“智慧教室”研究和建設(shè)，先后建成先進數(shù)字化教室 60余間，實現(xiàn)了富媒體內(nèi)容呈現(xiàn)、即時師生互動、學習情境感知、自適應教學服務(wù)等功能。同時，云端教室具備以下主要功能：

1.云端一體化教學平臺；

2.課堂教學智能交互系統(tǒng)；

3.學習行為數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)；

4.教室公告板及電子時鐘；

5.課堂場景自動生成系統(tǒng)。

當學校提出三空間融合的時候，后臺必須有強大的支撐性平衡，需要建立云端一體化教學數(shù)據(jù)采集與分析平臺。數(shù)據(jù)驅(qū)動的各類數(shù)據(jù)伴隨式采集與分析目標要素，數(shù)據(jù)采集包括課堂教學音視頻數(shù)據(jù)、線上課堂交互行為數(shù)據(jù)（課前預習，課堂交互，隨堂小考，課后測驗）。關(guān)聯(lián)分析則是對學生個體情況、學習進度、測驗統(tǒng)計、作業(yè)參與、答疑互動等行為進行分析。對教學過程中的“抬頭率”等數(shù)據(jù)進行分析、統(tǒng)計和可視化。分析報告包括學生個體學習歷程、學習狀態(tài)、學習效果分析報告以及學生整體學習分析報告。

通過對學校教學與管理業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化與重構(gòu)，能夠為學校各院系提供教學管理服務(wù)，為任課教師提供教學支持服務(wù)，為學生提供將虛實結(jié)合的學習服務(wù)，為學校提供支持在線教學的學習監(jiān)督、管理服務(wù)。例如，可以對學生課堂行為分析，如圖2所示。

教育現(xiàn)代化必將是構(gòu)建在互聯(lián)網(wǎng)上數(shù)據(jù)驅(qū)動的新教育，會涉及技術(shù)和教育，教育信息化從1.0到2.0，甚至未來走向3.0，最終技術(shù)會實現(xiàn)全面融合，把教育目標（全納、優(yōu)質(zhì)、公平、終身教育）凸顯出來。