21世紀以來的新興信息技術對教育深化改革的重大影響

[摘 要] 文章首先闡述了傳統信息技術與新興信息技術各自具有的不同作用及內涵，進而，對四大類新興信息技術在教育中的應用（特別是如何促進各級各類教育變革與創新方面的應用）進行簡要、但有代表性且深入的、能抓住關鍵的論述。然后，對四大類新興信息技術各自在教育中應用所具有的、前所未有的特征與優勢作出系統歸納和總結。最后，希望各地教育局和各級各類學校能下大力倡導與推行以大數據、云計算、人工智能和互聯網+教育這四種類型為代表的新興信息技術在教育教學中的深入應用，以早日實現教育信息化領域的“中國夢”。

[關鍵詞] 新興信息技術； 大數據； 云計算； 人工智能； 互聯網+教育； 數字化校園； 智慧校園

[中圖分類號] G434 [文獻標志碼] A

[作者簡介] 何克抗（1937—），男，廣東大埔人。教授，主要從事教育技術理論與應用研究。E-mail：hekkbnu@163.com。

一、引 言

自進入21世紀以來，多種新興的信息技術快速融入人類社會的工作、學習、生活等各個領域，尤其是教育領域，從而對各級各類教育的深化改革產生了重大而深刻的影響。這些新興信息技術主要涉及大數據、云計算、人工智能和互聯網+教育等四個方面。而傳統信息技術一般認為是以計算機與多媒體教育應用為代表；計算機教育應用又涉及CAI（計算機輔助教學）和CAL（計算機輔助學習）以及在計算機軟硬件基礎上進行的所有教育、教學過程、教學評價和數字化教學資源的建設等。一般情況下，我們把計算機軟硬件在學校教育中的應用（包括輔助教師“教”、支持學生自主“學”、實現基于計算機軟硬件的教學評價與管理以及提供數字化教學資源支持等），統稱之為“數字化校園”。事實上，實現數字化校園就是傳統的信息技術在教育中的具體運用；現在，新信息技術的興起，使數字化校園正在向智慧校園轉變。

關于上面提到的四類新興信息技術的作用及內涵，其中前面三類，即大數據、云計算和人工智能都比較精準、明確，不容易產生誤解或泛化，唯獨對互聯網+教育，目前學術界有多種不同的闡述——有從互聯網時代的教育服務理念、教育組織方式去理解[1]，也有從聯通學習環境、協同互動教學模式去探究；但若是只從與新興信息技術相關的角度來理解互聯網+教育的作用及內涵，那就變得比較簡單明了——目前，CCtalk（網絡直播平臺）、學習元平臺或其他基于網絡的教與學平臺是典型的互聯網+教育在技術方面的應用。

下面筆者就圍繞大數據、云計算、人工智能和互聯網+教育等四種新興信息技術在教育領域的代表性應用（也是較深入的應用），進行介紹并談談個人觀點。至于其他一些更具體的新興技術（如3D打印可歸入大數據技術；機器人可歸入人工智能；Web2.0、物聯網和移動無線網可歸入互聯網+教育），這里就不再一一列舉和說明了。

二、關于大數據教育應用

大數據是信息技術專業術語，指一般軟件工具難以捕捉、管理和分析的海量數據；與傳統數據相比，它的特點是：數據量巨大、非結構化、分布式，大量采用可視化展現[2]。現在，信息技術學術界的共同觀點是，大數據具有變革人類的教育方式與學習方式的能力；甚至有學者認為，大數據技術可以變革人類的思維方式（事實上，大數據確實能夠顯著提高思維的品質與效率，而思維加工方式是由大腦皮層的神經生理機制控制的，不可能被大數據改變）[3]。

教育數據挖掘（Educational Data Mining，簡稱EDM）和學習分析技術（Learning Analytics，簡稱LA）兩大技術，是大數據的教育應用的基礎。[3]教育數據挖掘（EDM）就是“對學習行為和學習過程進行量化、分析和建模”；其目的是“利用統計學、機器學習和數據挖掘等方法來分析教與學過程中所產生的所有數據”。[3]學習分析技術（LA），就是“關于學習者以及他們的學習環境的數據測量、收集和分析”；其目的是“理解和優化學習過程以及學習環境”，特別是要通過對教育大數據的分析，整理構建出學習者的特征，然后以此為基礎，為學習者推送個性化資源。在大數據基礎上，發揮EDM 和LA的作用，可以幫助教師有效地改進教學，也可以用來研究學生學習活動的軌跡。大數據還可以幫助教師對學生作出全面、正確的評價。[3]

以上分析表明，大數據對于支持個性化學習和適應性教學具有獨特優勢，而這正是各級各類教育深化改革的目標之一。大數據時代的到來，還給中小學教師的信息素養培訓展示了新的前景。對中小學教師進行信息素養培訓，伴隨培訓的過程，會有大量的數據產生，這些數據，可以是數字、符號、文本，也可以是音頻、視頻、圖形、圖像，有結構化數據，也有半結構化，還有非結構化數據。現有的大數據技術，能夠將上述各種信息進行“實錄”采集，并進行整理分析，從而發現其中問題，并立即反饋給培訓者，同時反饋給受訓者。根據反饋信息，培訓者可調整培訓計劃和培訓方法，受訓者可調整自己的學習方法和自我適應狀態，從而更有效地實現適應性培訓[4]。

基于大數據的中小學教師信息素養培訓平臺的構建涉及五個環節，分別是：數據的采集與存儲、數據分析、數據可視化呈現以及個性化培訓計劃制訂和培訓評價。所采集數據，可分為靜態數據和動態數據。其中，靜態數據是受訓者的基本信息和在培訓中用到的各種培訓資源；動態數據是，受訓者在受訓前對培訓資源的預覽和評價數據、受訓者在受訓過程中的行為數據和受訓后的實踐操作數據。數據分析是培訓平臺操作的核心環節，基于對海量數據的深度挖掘與分析，發現大數據中隱含的各種關系與價值，從中推理出受訓者的信息素養水平、信息素養需求以及在培訓過程中和培訓活動結束后需要的支持服務等，這樣，就為下一步培訓制訂比較完善的培訓計劃提供了依據。可視化呈現環節能把受訓者在信息素養培訓過程中通過大數據分析得出的信息，以直觀的圖形或圖表形式向受訓者動態呈現，以幫助他們理解信息的深層含義。此平臺還為教師制訂了個性化培訓計劃，且不是一成不變的，而是處在不斷循環的過程中。在實踐中檢驗，發現不足，進行修改，此過程不斷循環，就能保證培訓計劃的適用性。而且，平臺的“培訓評價”功能，不是在培訓計劃結束之后才進行，而是貫穿于培訓過程的所有環節，并且集形成性評價和總結性評價于一身，使兩種評價方式相互補充，這樣就能及時發現問題并解決問題，充分保證培訓的效果[5]。

三、關于云計算教育應用

（一）促進優質資源共建與共享

近年來（特別是2010年以來），云計算在我國各級各類教育中的應用，尤其是在擴大優質教育資源受益面，推動優質教育資源共建、共享，使區域內義務教育優質均衡發展方面，起著至關重要的作用。下面僅以北京市豐臺區教育局的“e師豐云”項目為例[5]，即可看到我國“云計算”教育應用快速發展的端倪。

北京市豐臺區教育局在2015年開始著手建設本區的教育云平臺。在相關部門近兩年的精心設計與規劃后，“e師豐云”（豐臺區的教育云平臺），終于在2017年4月27日正式啟動，從這一天起，豐臺區教育進入了以“云計算”引領“數字化教與學”的全新時代。現在，登錄“e師豐云”平臺，只需單點登錄或統一認證，廣大教師就能隨時隨地在云端工作與學習；該平臺已匯聚了區內外各種優質資源，并在此基礎上開展了多方面的教育應用[5]。

（二）助力各類教師培訓與教研

“e師豐云”平臺對區內各級各類教師培訓與教研的大力推進，體現在以下三個方面：

1. 利用云平臺可從五個維度助力教師培訓進程

豐臺區把各級各類教師培訓作為推進教育信息化的重要舉措，從“研、訓、賽、評、建”等五個不同的維度，不斷深化培訓工作，同時，通過課堂教學示范，幫助廣大教師走上科研之路，最終達到“以研促訓、以訓促賽、以賽促評、以評促建”的目的。[5]

2. 利用云平臺能以豐富資源及各種條件促進教研質量提升

云平臺所具有的多種優質的教學資源，為各個學校的教師開展教研活動，提供了充分的資源保障（如各學科的教學設計案例、各種優質示范課等），也為教師自學與進修提供了便利的網絡學習條件；特別是能讓教師實現跨學科、跨學段的觀摩與學習，并通過觸類旁通把其他學科、學段的經驗借鑒或融入自己的學科及學段的教學活動當中，既啟發了他們的思路，開闊了他們的視野，提高了他們的信息化素養，又在很大程度上提升了他們的教學能力與教研水平。[6]

3. 登錄教師社區，開展深化主題的教研活動

“e師豐云”平臺上有一個教師社區，登錄教師社區，區級教研員可根據工作需求，創建不同主題的教研社區，用以開展不同內容的在線教研活動。教師社區突破了時空、地域、學科、學段和人員等各種限制，讓所有教師都能有機會參與到全區的教研活動中來，在區教研室的精心組織和帶領下，深入思考，潛心教研。[5]

（三）提升學科教學質量——可實施基于“互動反饋系統”的精準教學

“互動反饋系統”（Interactive Response System，簡稱IRS）是課堂信息化教學系統，主要由以下部分構成：師生群組遙控器、接收器和云平臺軟件等。系統中的每個使用者，都有一個遙控器。在課堂教學進行中，任何一位學生都可以按照教師設定的問題，以選擇或搶答的方式參與到課堂互動中，并能立即得到反饋。這套系統的功能包括：收集群體反饋信息、即時進行自動統計并呈現統計結果，系統整合了自動測評、調查、反饋、記錄、統計的功能。教師要在教學過程中運用該系統，需在備課時深入研究教材，再根據學生情況、教學內容、重點、難點等，設計“題干”與“選項”。“題干”的設計涉及選擇題或判斷題的編制；而“選項”要求則以2～5個為宜（不宜過多）。教師通過遙控器發布問題，學生則通過自己手控的遙控器回答問題。[5]

云平臺支持下的“互動反饋系統”在教學上具有三方面的優勢：[5]（1）能更好地實施“因材施教”。“互動反饋系統”在云平臺支持下解決了教師在課堂教學過程中，無法同時照顧到每一個學生，更無法從眾多學生中及時獲取反饋信息的難題。因為每位學生都有一個遙控器，學生只需按鍵，就可參與到當前學習活動中，并能獲得即時反饋信息；教師只要通過應答系統收集學生信息，就可以立即知道每位學生回答的正誤，以及相應答案的統計情況（比如，每個選項中所占人數百分比的統計）。如此，這種數據的自動統計功能的運用，教師可以獲得每位學生學習情況的及時反饋，并可據此及時調整教學方法、策略及進程，從而更好地實施因材施教。（2）能從“被動學習”轉向“主動學習”（使“要我學”變成“我要學”）。互動反饋教學系統的應用，既可以消除學生對課堂測試的恐懼心理，又可以消除學生回答問題時的擔憂心理。“題干”的設計會引發學生的認知沖突，從而促使學生從知識的被動接受者，轉變為知識的主動探究者（在具體的按鍵操作過程中，學生每一步都需要進行獨立思考）。發生了認知沖突后，學生可以開展分析、辯論，在辯論中思考，從“被動學習”轉向“主動學習”，從“基本學會”轉向“深層意義建構”，總之，通過學習的深化，真正提高了學習的效果。在回答問題過程中，回答正確的學生和回答不完善的學生之間，可以進行小的辯論（教師可以將互動反饋系統收集的相關信息，用于組織這種辯論，或開展組內協作），從而在課堂上既實現了師生之間的交互，又實現了生生之間的交互，還可以形成群體的激勵效應，大大提高了學生的學習積極性，最終實現從“要我學”轉變為“我要學”。（3）可以為教師的科研及教學工作的形成性評價，提供有效的數據支持。

“互動反饋教學系統”是云平臺技術支持的，它不但能準確記錄整節課所產生的全部教與學信息，還可以統計分析每位學生個體和班級整體在教學過程中的反饋數據，這個過程是自動進行的；不僅能分析具體某個學生的學習情況，還可以分析全班同學對知識點的整體掌握情況。教師既可以在課后進行歸納總結，從而為教學研究提供準確的科學數據，又便于教師對教學過程進行形成性評價。

“云端漫步，開啟數字化教與學的新時代”，這不是設想，而是現實中教育信息化發展的新階段，是“數字化校園”發展到“智慧校園”和“智慧課堂”的具體體現。

四、關于“人工智能”教育應用

國內外學術界普遍認為，未來是智能時代，人工智能（Artificial Intelligence，簡稱AI）將與人們的工作、學習、生活融為一體，并深刻改變人類社會的方方面面（特別是傳統產業與教育）。

（一）國內關于AI教育應用的代表性觀點

國內有關智能教育應用現狀的觀點和對發展前景的展望，可以我國百度公司教育事業部總經理張高的觀點為代表。張高博士認為[7]，智能時代，人工智能技術不僅會將傳統產業“翻新”——通過“人工智能+傳統產業”，未來將出現兩種情景：一是很多傳統的、簡單的腦力勞動，將會被人工智能所取代；二是當人工智能在各行各業實現深度融合后，必將對傳統產業進行重構，這就使人工智能作用實現了質變：從“提升效率”轉為“重構產業”。在教育領域，人工智能將對教育領域產生極為深刻的影響，這種影響的直接表現是[7]：

AI將使教育更加接近本質，而教育的本質是系統地幫助學習者提升思想品德和認知能力的過程，并服務于學習者的個性化需求。例如：AI的意圖識別技術，可用于發掘每個用戶的真實需求，然后再根據這種個性化需求去提供對應的個性化服務；AI的知識捕手技術，可以捕捉文章中的不同類型知識點，并且為用戶推薦與該知識點相關的多種學習資料，以加深學習程度，拓展學習邊界，從而為學習者提供更有效的學習支持服務；AI的增強現實教學（AR教學）技術，可以提供知識具象化的服務需求，也就是通過構建AR場景（增強現實的場景），把抽象的知識具象化，以實現對知識點的立體生動講解，從而提升學生的學習興趣并促進學生對知識的深入理解與掌握；AI的虛擬現實教學（VR教學）技術，可以提供多維交互體驗的服務需求，也就是提供虛擬現實技術所需的課堂硬件、軟件、終端以及課程的完整解決方案，從而營造出前所未有的沉浸式學習體驗；AI的閃電估分技術，可以提供升學方面的服務需求。運用這種技術，高考交卷后2小時內，PC端和APP端即可實現同步上線真題+解析（4天內可達到4億次訪問）；高考首日可服務全國 400萬考生及家長；高考真題及解析可以覆蓋全國90%考區。人工智能的智能備課技術，有為教師提供智能化備課服務的功能，可以根據具體的課堂教學進度，為教師推送相應的、優質的備課資源，從而滿足教師的個性化備課需求。

（二）國際上關于AI教育應用的代表性觀點

國際上的類似看法，可以英國著名學者史蒂芬·哈格德（Stephen Haggard，他曾任英國開放大學課程計劃執行主任，現為英國教育部在線學習咨詢專家）為代表。哈格德認為，當前AI在教育中應用的最新進展主要體現在以下四個方面[8]：（1）課本的個性化定制——能根據學生希望的閱讀方式呈現課本內容。一種名叫“ Cram101”的軟件已能實現此項功能，它可以根據不同的閱讀目的（例如略讀、復習或深度閱讀等）自動對課本的內容進行全新的、完全不同的編排。例如，它可以將原來的課本內容重新呈現為概要、重點、測驗或理解檢查等形式，還能提醒讀者此前被忽略或遺漏的內容。（2）幫助語言學習者確定自己最薄弱的詞匯及語法——通常語言培訓師能幫助語言學習者確定自己最薄弱的詞匯及語法，并據此調整課程內容。現在這種功能已可以從語言學習平臺“多靈狗（Duolingo）”上直接下載得到。（3）作文自動評價——AI還可應用于作文的自動評價、抄襲檢測、學校選擇等多個領域。以上幾種人工智能教育應用都利用了復雜的算法模型，這類模型可用來對課程內容、教學策略和學科知識進行演算，此外，還利用了來自用戶的數據，從而更加真實、準確。（4）IBM公司近年來新研發的“沃森教學助理（Teacher Assistant with Watson）”是一個自動化的教案選擇器，可用于幫助小學數學教師為其所教班級選擇最佳的教案和學習方法。“沃森”還可基于對每堂課使用的語言、問題類型、知識和概念水平的分析，對語料庫中的所有數學教案進行智能評估，并將這些教案與教師的實際需求相匹配。目前，教師的需求還是以教師提供關鍵字的方式獲取。今后，IBM會進一步擴展“沃森”功能，讓它不僅向教師、也向學生解釋和評估數據，并為學生提供學習需求報告。到那時，或許就可以說人類已經真正擁有了能實際運行于課堂“教與學”的人工智能系統。

除了史蒂芬·哈格德的代表性觀點以外，國際上還有幾位學者對AI教育應用新發展的研究也頗值得關注。

其中一位是芬蘭奧盧大學學習與教育技術領域專家賈維拉教授[10]，她與其來自不同學科領域的團隊伙伴一起，利用腦電感應、眼動追蹤等多模態生物識別技術收集學生個人層面的學習數據，并結合教學工具中的系統日志、課堂音視頻錄像等手段，全方位追蹤學習者的學習活動與社交活動軌跡，從而為推動“自我調節學習與協同共享學習”的研究奠定了堅實的數據基礎。

另一位是美國密歇根大學的麥凱博士[9]，他主張從學習者已有的學習經歷出發，利用學習分析技術為學習者畫像（并非真正的畫像，而是要給出學習者在知識能力基礎以及認知風格、認知特點方面的學習者特征），在此基礎上向學習者提供個性化的人工智能教師，從而深入推動高校基礎課程的個性化與自適應教學。

還有一位是美國諾貝爾大學的梅洛博士[10]，他利用生物識別和視頻識別等多模態技術，對學習者進行情感追蹤、參與追蹤、學習活動追蹤、注意力追蹤等多方面的跟蹤與觀測，以便更好地理解和自動識別學習者在課堂學習過程中的各種心理變化。

（三）近年來國際上出現的有關人工智能的激進觀點

國際學術界關于人工智能，除了積極開展上述涉及AI教育應用及其未來前景的種種研究與探索以外，也有少數學者提出了一些激進的、容易引起爭議的觀點。

例如，有的學者認為，當前全球已進入“以人工智能為核心的第四次工業革命時代”[10]。這一觀點最早是由《經濟學人》雜志編輯保羅·麥基里和《第三次工業革命——新經濟模式如何改變世界》的作者杰里米·里夫金提出的，并在國際上引起很大的反響和共鳴，甚至有一段時間，“第四次工業革命”已成為某些國家和地區的流行口號（連美國《華盛頓郵報》網站于 2017年11月底也在驚呼“第四次工業革命”即將來臨）。但是，有不少學者明確反對這種觀點。例如我國著名學者周洪宇就認為[10]，所謂“第四次工業革命”只是當前第三次工業革命的另一個發展階段。因為第一次工業革命、第二次工業革命和第三次工業革命之間都有“質”的不同——實現了從農業時代到工業時代再到信息時代的根本變遷。而現在的所謂“第四次工業革命”和第三次工業革命之間并沒有本質區別。不可能構成一個時代性的差異和變化。

無論是保羅·麥基里，還是杰里米·里夫金，他倆都強調第三次工業革命的特征是“信息化和網絡化”。而事實上，“智能化”也是第三次工業革命的重要內容與特征——因為“智能化”恰恰是現代信息技術和網絡技術相融合的體現。第三次工業革命強調的是新能源、新材料、新技術和互聯網（即“三新一網”），它們的融合運用才能實現智能化，沒有“三新一網”的融合作基礎，智能化不可能成氣候。所以，克勞斯·施瓦布等人提出“要把智能化從第三次工業革命里獨立出來，作為第四次工業革命標志”的說法，在學術界是有很大爭議的。學者周洪宇就堅持主張：還是稱“第三次工業革命”（或統稱“新工業革命”）為宜，而不要提什么“第四次工業革命”[10]。

當前，國際上還有另一種頗有爭議的觀點，有人認為“2017年是全球人工智能教育應用的關鍵轉折點”——由于數據保密是人工智能應用的直接障礙，未來AI很可能無法在教育領域真正發揮作用，即便AI真的在教育中發揮了作用，也不一定受人們的歡迎。正是基于這種觀點，歐洲有些學術機構近年來發布的研究報告（或白皮書），把2017年確定為AI教育應用的關鍵“轉折點”[8]。

西方學術界普遍認為，數據保密是人工智能應用于教育所面臨的最直接障礙——目前應用于教育的AI都有賴于“數據挖掘”，AI技術要求對學習者所做的每件事情都進行嚴密監測、記錄，并分析學習者每次敲擊鍵盤的活動情況，這些信息對于支持AI的引擎算法不可或缺。按照美國的法律和文化，絕大多數情況下允許學術機構進行此類監測，絕大部分美國人也接受學術機構獲取他們的個人學習數據；而在此過程中，個人數據的保密很難得到保證。相反，泄漏和濫用個人數據的情況屢見不鮮，這確實將會危及人工智能賴以發展的基礎。

與美國不同，歐洲國家的民眾對學術機構監測、記錄個人數據的認同度極低，歐盟法律明確授予個人具有全權負責和管理個人數據的權利。近年來已有越來越多歐盟的公民（尤其是學生）開始嚴格把控其自身數據，拒絕被第三方使用。在這種情況下，AI系統將無法獲得必要的數據來支持教育應用。這正是歐洲某些學術機構把2017年確定為AI教育應用關鍵“轉折點”的依據所在。應該說，這一觀點并非主觀臆測，而是具有一定的客觀現實基礎。

從全球范圍看，國家和政策層面是否會同意為了推動人工智能的教育應用而允許學術機構監測和記錄學習者的個人數據，目前還有待觀察；更大的可能性是，不同的國家、地區在這方面將采取各自不同的政策、舉措。如上所述，歐盟就與美國完全不同，而我國目前在這方面實施的政策、舉措則和美國比較類似。

五、關于“互聯網+教育”應用

學術界對“互聯網+教育”的內涵，有許多種不同的理解和闡釋，但若是僅從與“新興信息技術”相關的角度來觀察，那就變得簡單明了。對“互聯網+教育”在技術方面的應用，我們可以用CCtalk（網絡直播平臺）、學習元平臺或其他基于網絡的“教與學”平臺來代表。下面我們就著重以“CCtalk”和“學習元平臺”為例，看看“互聯網+”這類新興技術在教育領域的應用有哪些新意值得我們認真關注。

（一）CCtalk（網絡直播平臺）的應用

1. 應用背景

CCtalk是基于互聯網的直播平臺，它對促進義務教育的優質均衡發展具有不可替代的重要意義與作用。這里僅簡要介紹河南省盧氏縣的CCtalk應用案例[11]，即可初見端倪。河南省有一個國家級貧困縣盧氏縣。地理環境高山環繞，自然條件極為惡劣。落后的經濟制約著教育的均衡發展：首先，教育資源分布不均衡，使得縣直學校的教育質量大大高于鄉鎮學校；第二，教學規模大小不均，上千學生規模的學校，和只有幾個、十幾個學生的教學點共同存在；第三，教學改革不均衡，條件較好的學校已經開始嘗試“翻轉課堂”，條件差的學校，連最起碼的集體備課都做不到。一些偏遠的教學點甚至連音樂、體育、美術課都開不起來。最嚴重的情況是，校舍面積嚴重不足，硬件條件極差，功能教室奇缺，操場嚴重不達標。

縣領導和部分中小學校長先后到北京、上海、深圳等發達地區學習取經。在上海考察了滬江區的CCtalk直播平臺后，有相見恨晚的感覺。隨后，多次召開專題會議，著重研究在盧氏縣部署“CCtalk”應用的相關舉措。

2. CCtalk直播平臺的六大優勢

上海滬江區研發的CCtalk網絡直播平臺具有以下優點：（1）直播設備比較簡單：只需電腦、網線、攝像頭，音視頻直播活動就可在全縣范圍開展；（2）多路直播也可以同時進行；（3）在直播過程中，也可以現場進行交流與互動；（4）對終端設備的要求低：平板電腦、智能手機、IPad均可用作終端，參與到直播活動中，特別是智能手機，更成為師生跨時空教學的利器；（5）所有的直播活動都可生成新的視頻，并保存在直播群里；（6）所生成的新視頻，又成為新的教材，為所有成員所共享，從而使優質教育資源不斷豐富。總體上看，CCtalk具有低成本、高效益的優勢，因而深受廣大師生歡迎。

3. CCtalk直播平臺通過三種課堂促進教育均衡發展

這三種課堂是縣里主推的“同步課堂”、外面引入的“外地名師課堂”和縣里配送的“專遞課堂”。三種課堂的具體內容如下：

第一，主推的“同步課堂”。這是本地城區名師主講的優質課，課表可以提前下發到各個學校，偏遠學校學生能夠同步學習，與城區學生享受同樣的優質教學資源。

第二，引入的“外地名師課堂”。主要指“美麗鄉村課程”“彩虹花課程”“南京棲霞區名師課程”“鯊魚公園兒童科學頻道”等。

第三，配送的“專遞課堂”。這是專門針對學校規模小、教學點多的現實情況，把小學的音樂、體育、美術的系列網絡課程建設任務，分包給城區的優秀音樂、體育、美術教師，由他們在網絡一端做直播課；而在網絡另一端的深山區孩子們則看著大屏幕開展相應的學習活動，這就是所謂“專遞課堂”。如果沒有跟上直播的節奏，還可以通過觀看CCtalk生成的教學視頻，在當地學校組織音樂、體育和美術的教學，教學成果也相當好。盧氏縣教育局還定期地通過直播活動，使家長與學校之間交流互動，調動社會各方力量及相關因素，實現全方位育人。

（二）學習元平臺的應用

1. 學習元平臺的內涵、結構及主要模塊

學習元平臺（Learning Cell System）是由北京師范大學教育技術學院余勝泉教授為首的團隊所研發的、基于互聯網的專門用于支持深度學習的、開放性的學習平臺[12]。這個平臺的內涵涉及一些全新理念，如“生成”“進化”“適應”“社會認知”等，把學習元作為最小資源組織單位。這個平臺結構由六大部分組成：學習元、知識群、知識云、學習工具、個人空間與學習社區。其中用于支持深度學習的功能包含四個模塊：在線深度學習行為交互支持模塊、群體協同建構深度學習的知識進化模塊、多元聯系的深度學習行為可視化與聚類分析模塊和激勵深度學習的發展評估模塊。下面著重對該平臺專門用于支持深度學習的四大功能模塊進行介紹。[12]

2. 專門用于支持深度學習的四大功能模塊[12]

（1）在線深度學習行為交互支持模塊

其核心功能包括：學習元知識創建、知識內容進化版本對比、知識內容協同編輯、全文批注、段落微批注、資源討論、資源評價、語義信息管理、資源語義關聯、學習工具、學習活動、好友管理、個人空間、知識本體構建、知識網絡、社會知識網絡、人際網絡、標簽語義標注、語義搜索、資源聚合工具、社區學習與交互等。本模塊能對九種可促成深度學習發生的行為交互，提供有效支持。

（2）群體協同建構深度學習的知識進化模塊

要實現群體協同建構深度學習的知識進化，需要多種技術：群體眾包技術、資源的語義建模技術、內容協同編輯與版本控制技術、資源的有序進化控制技術＼資源的動態語義聚合技術和資源進化的可視化路徑展現技術等。

（3）多元聯系的深度學習行為可視化與聚類分析模塊

這個模塊的核心功能包括：學習軌跡可視化、人際網絡可視化、知識網絡可視化、社會知識網絡可視化和標簽聚類等。

（4）激勵深度學習的發展評估模塊

這個模塊的核心功能包括：學習評價方案設定、學習交互數據采集與分析、多維評價結果展示和診斷標準的設置。

學習元平臺可以提供基于過程性信息的評價服務。這為課程開發者提供了評價方案設計工具；開發者可以針對具體課程，設置一定的評價方案，系統就可以根據評價方案，結合不同學習者在課程實施過程中的學習信息，對每個學習者的學習過程以及整體學習情況進行評估，給出評價結果，并將結果反饋給課程開發者和學習者，從而實現基于過程的可視化評價。學習者在學習過程中，也可以隨時查看對自身的評價信息，對自己的學習情況有較全面的掌握，以便相應地調整學習策略，更好地實現個性化學習與適應性學習。[12]

六、新興信息技術的特征與優勢

本文開篇提到，新興信息技術主要涉及大數據、云計算、人工智能和互聯網+教育等幾個方面。而傳統信息技術一般被認為是以計算機與多媒體教育應用為代表；如前所述，一般還把計算機軟硬件對于整個學校教育的應用（包括輔助教師“教”、支持學生自主“學”、實現基于計算機軟硬件的教學評價與教學管理以及提供數字化教學資源支持等），統稱之為“數字化校園”。應該說，以“數字化校園”為代表的傳統信息技術教育應用，確實促進了各級各類教育的改革與發展，真正起到了“運用教育信息化帶動教育現代化”的作用。不過，客觀地說，這種“促進”還不夠廣泛、不夠深入，在這個發展階段，“教育信息化對教育現代化的帶動”更多的是停留在口號上、倡導上——教育現代化在實際中的體現只是在少數地區的個別領域，遠未能普及。

進入21世紀以來（特別是近十年來），隨著“大數據”“云計算”“人工智能”和“互聯網+教育”等四種類型新興信息技術的日益廣泛運用，上述局面已逐步改觀——新興信息技術由于具有前所未有的特征與優勢，其教育應用不僅促進了各級各類教育的改革與發展，還有力地支持了各級各類教育的變革與創新；“運用教育信息化帶動教育現代化”也不再停留在“口號上、倡導上”，而是迅速地把我國廣大地區（包括一些中西部貧困地區）的各級各類教育推向國際教育現代化的前沿。

具體來說，不同類型的新興信息技術對于各級各類教育深化改革所起的作用并不相同，其意義與影響也有很大差異。例如：大數據在支持適應性教學、個性化學習、基于大量數據的科學評估和精確管理等方面，具有其他技術無法替代的優勢；云計算在實現跨時空、跨地區的海量優質教育資源共建與共享，從而促進區域內義務教育均衡發展（乃至優質均衡發展）方面具有先天的、獨一無二的特點；人工智能（AI），包括知識工程、專家系統、語音識別、視頻識別、語義分析、情感計算、眼動追蹤、虛擬現實（VR）、增強現實（AR）等眾多領域的先進智能技術，多年來的研究與實踐證明，AI教育應用確實能為各級各類教育的變革與創新開拓視野、提供思路。全球學術界都公認：AI是實現教育創新的最為重要且有效的技術手段。

而以互聯網+教育為代表的第四類新興信息技術，由于互聯網具有極強的聯通性、協同性、交互性，并且網上擁有極為豐富的資源（包括有形的物化資源和非物化的人際關系資源），所以，互聯網+教育為代表的第四類新興信息技術，同時擁有前三種類型新興信息技術所具有的特征與優勢。例如，上面已經提到，上海滬江區研發的“CCtalk直播平臺”，具有類似“云計算”的跨越時空和跨越地區實現教育資源共建與共享功能，從而能有效地促進區域內義務教育的均衡發展（乃至優質均衡發展）。北京師范大學余勝泉教授團隊研發的“學習元平臺”，由于擁有專門用于支持深度學習的四大功能模塊，所以在支持學生自主的“學”方面，能體現出“個性化學習”和“適應性學習”的特點（具有“大數據”技術的特征與優勢）；而該學習元平臺在支持課程設計與教學（即輔助教師“教”）方面，又能經常發揮出智能化教學的功能（即具有“人工智能”教育應用的特征與優勢）。目前國內外其他常見的、基于互聯網的“教與學”支撐平臺，也與上述“CCtalk直播平臺”或“學習元平臺”類似，通常都基于各自不同的先進“教與學”理念、具有獨特結構及強大功能模塊，因而都擁有各自不同的特征與優勢。

七、結 語

通過以上論述可以看到，以大數據、云計算、人工智能和互聯網+教育等四種類型為代表的新興信息技術，其教育應用確實具有前所未有的特征、優勢與功能——例如大數據能有效實施適應性教學、個性化學習、科學評估和精準管理；云計算能支持跨時空、跨地域的優質教育資源共建與共享，從而促進區域內教育均衡發展（乃至優質均衡發展）；人工智能可為各級各類教育的變革與創新開拓視野、提供思路，并提供實現創新的各種工具手段；涉及新興信息技術的互聯網+教育，則同時具有前三類新興信息技術所擁有的特征、優勢與功能。而獲取或實現這些特征、優勢與功能，正是世界各國通過大力推進教育信息化來帶動教育現代化的一貫宗旨和始終不渝追求的目標。所以隨著我們國家的日益強大，國力的不斷增強和教育信息化水平的提升，我們殷切地希望：各地教育局和各級各類學校絕不能滿足于原來的以計算機與多媒體教育應用為代表的數字化校園水平，而應該下大力倡導與推進以大數據、云計算、人工智能和互聯網+教育這四種類型為代表的新興信息技術在教育教學中的廣泛與深入應用，使數字化校園與數字化課堂盡快轉變為以上述四大類新興信息技術的普遍深入應用為標志的智慧校園與智慧課堂——這是廣大人民群眾想要盡快實現的教育信息化愿景，也是中國夢在教育信息化領域的具體體現。

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