數字化學習的新時代

張渝江

在當今這個一直在線的世界里，知識的價值在增加，我們獲得知識的方式也發生了變化。數字化學習通過技術直接獲取信息是全球市場上最有活力和最有前途的新業務之一，到2025年市場規模將達到約3310億美元。這一過程，在線視頻將起到至關重要的作用。因為，借助視頻虛擬化和人工智能技術的力量，數字化學習的新時代正在到來，這將是改善我們思想、生活和社會最引人注目的新方式。

在線視頻的新視界

從電影到電視，教育學者，一直在思考視頻的教學用途。最為經典的研究來自上個世紀40年代美國視聽教育家戴爾。他寫了一本名叫《視聽教學法》的書，書中提出了“經驗之塔”的理論。在這個理論中，戴爾提出：視聽媒體，比文字、符號更能為學生提供具體和易于理解的經驗，并能沖破時空的限制，彌補其他直接經驗方式之不足。

2014年，加拿大《環球郵報》援引科學家的研究稱，一分鐘視頻傳播的效果相當于1800萬個文字。顯然，相比文本，大腦更容易吸收視覺化信息，因為大腦參與處理視覺化信息的神經元更多，其處理視覺化內容的速度比文字內容快60000倍。

雖然，電影電視在非正式教育領域起到了巨大的作用，推動了社會文明的進步，但是，因為其制作成本和傳播方式的限制，視頻教學在學校等正式教育領域鮮有成功的案例。

值得一提的是，“電視大學”利用電視播放講座課程進行遠程教學作為正規大學教育外的補充，曾在上個世紀80和90年代流行一時。可是由于其內容呈現的單調和收看時間的不靈活，最終是形式大于價值。

進入本世紀，隨著互聯網技術的日益強大和數字視頻制作工具的普及，YouTube得以流行，在線視頻作為一種新的內容傳播媒介進入教育工作者的視野。以美國麻省理工學院為代表的開放教育資源（OER）機構在互聯網上發布的課堂教學實錄視頻開始流行。這是在線教學視頻真正意義地實現了突破時空的限制，讓學習者可以在任何時間任何地點進行聯網學習。不過因為沒有正式學習的評價和認證，這只能屬于非正式學習的范疇。

2004年，薩爾曼·可汗錄制的教學視頻成為開創性的典范：每個教學視頻時長為10分鐘，圖文并茂配以幽默生動的講解。相對于以往利用技術傳播信息的方式，可汗的在線教學視頻的好處是顯而易見的：（1）由學習者主導，擁有充分的選擇權和控制權；（2）短視頻靈活滿足不同的學習時間需求；（3）制作簡單。在YouTube上，可汗的視頻被觀看上億次，讓無數學生受益。從這一刻起，在線教學視頻迅猛生產的大幕被拉開了。說明書已經成為過去。現在，當消費者想知道如何更換汽車機油或者編寫網站代碼時，他們會轉向互聯網視頻教程。這使得視頻社交網站YouTube成為社會化和同伴學習的新典范。

暢游視頻的海洋

跟隨可汗的腳步，在線教學視頻掀起了教育內容的海嘯，驅動數字化學習快速增長。據思科公司預測，到2021年，超過82%的互聯網流量將來自視頻，年復合增長率達31%。視頻成為在線學習世界中最有價值的資產，如何充分地使用和管理它變得至關重要。

2011年可汗學院成立，薩爾曼·可汗開始把視頻放在新開發的學習管理系統中，并對學生觀看視頻后的效果進行檢測。這樣他就能獲得學生“看了哪些視頻”“看了幾遍”“看懂了嗎”等數據。這些數據能幫助教師督促學習和開發更好的視頻。

在借鑒可汗學院的“視頻+學習管理”的經驗后，MOOC得到了爆發性發展，并開創了高等教育的新形態。學習者可以在MOOC平臺中觀看視頻講座、完成作業和參與討論，在考試合格后能獲得學位認證。這個過程所需支付的費用比就讀實體大學少得多。一些教師也把MOOC與實體課堂結合以促進學生更高效的學習。

隨著在線學位越來越受歡迎，高等教育開始穩步采用數字化學習方式。2016年在美國有近三分之一的高等教育學生注冊了在線課程。

由此，在線學習不僅僅成為那些想要學習一門語言或拓寬個人技能的學習者進行非正式學習的途徑，而且也正在成為正式學習的新途徑。企業、學校甚至政府機構已經開始將數字化學習模式用于正式學習，如合規培訓、繼續教育和認證，以及高等學位項目等。事實上，根據Edgepoint Learning的調查，40%的財富500強公司使用數字化學習促進員工專業發展，超過72%的美國組織認為數字化學習給他們帶來了競爭優勢。公共安全、法律和醫學等各行各業的專業人士，曾經不得不四處奔波去參加不同的會議、講座或課程以獲得學時認證，而現在可以在家通過參與網絡研討會和觀看在線講座來達成。

顯然，在暢游視頻的海洋時，在線學習管理系統提供了使用視頻內容的規范環境，為在線學習帶來更有效的學習、更客觀的評價和更可信的認證。這使得視頻在正式學習中的價值得以彰顯。

據調查，大約78%提供在線學習的機構使用學習管理系統（LMS）或數字資產管理（DAM）提供商來處理海量內容庫的后端復雜性。這些系統在教育機構管理、保護和交付所有資產時會起到關鍵作用，使得在用戶對視頻內容的需求激增的情況下，視頻內容所有者能維護和控制視頻資產的所有權，同時還能安全和最大限度地滿足學習者需求，并實現內容的銷售。

視頻虛擬化的潛力

雖然視頻極大地推動了全球在線學習的進程，但還不足以引發一場對數字化學習的變革。因為，從視頻中學習還是存在問題的。如果我們嘗試搜索視頻，就會發現僅能根據對整個視頻的描述來搜索，而無法搜索視頻內部，找到某個視頻中特定片段的內容——就像在文檔里定位文字一樣。目前搜索視頻內部是不可能的，這是下一步要解決的問題的關鍵所在。

大數據技術已經攻克了數據虛擬化（描述所有數據管理方法的涵蓋性術語）的概念。把這一概念擴展到視頻，虛擬化原始視頻數據并將其公開，將允許我們把在人工智能和機器學習中看到的技術應用于視頻，直到“幀”級別。跨過這個門檻，讓機器可以訪問原始視頻數據，那么云服務提供商就能讓數據得以在工具和人工智能之間連接，進而實現快速定制視頻并從中獲利。

因此，提取和虛擬化視頻中的數據，能使人們通過快速認知視頻搜索立即獲得視頻檔案中所需的信息，從而最大限度地發揮現有視頻資產的價值。

視頻虛擬化，即將視頻和語音的每一幀轉換成一個數據集，由認知搜索（語義搜索）和人工智能提供商進行標注和分類，使得人工智能得以介入。除了解決搜索問題，這項技術還可以通過內建支付網關和可定制的安全密鑰來解決盜版問題。

人工智能使口語能夠被即時轉錄為精確的隱藏式字幕，為所有學生包括耳聾或聽力障礙的人打開在線視頻教育的大門。另外，機器學習可以用來教會人工智能識別視頻中特定的物體。一旦這些數據——更恰當地說，是元數據——被附加到視頻的每幀上，那么視頻的虛擬化就能允許觀看者只提取他們需要的片段。

想象一下：一個剛從課堂上出來的學生，帶著一個他不理解的特定主題去訪問每一個視頻并搜索其內容，然后返回一個僅包含自己需要的數據的虛擬視頻；接下來通過簡單的搜索，他可以很快地從學校所有教師的不同教學視頻中觀看一個關于這個主題的定制教程。這種進步和創新不僅能最大限度地提高視頻資產的價值，而且還可以防止像哈佛、麻省理工和加州大學伯克利分校那樣因缺乏隱藏字幕和在線學習材料管理而面臨的代價高昂的公司危機。

人工智能的應用和視頻數據的虛擬化才剛剛進入我們的視野，其產生的影響將超出我們的想象。隨著相關新技術的不斷涌現，它將會創造一個教育、數據檢索和思想傳播的新世界。這也將引出關于身份和隱私的新問題。

我們經常在科幻電影中看到這樣的場景：“嗨，Siri，教我關于希格斯玻色子的事情。”其中一個角色要求電腦教他一些東西。未來，你也可以做到這一點，并獲得定制生成的視頻，為你提供所需的信息。這就是數字化學習的下一場變革，它來得將比你想象的更快。