大数据与智慧教育

的支撑环境，提供教学分析、评价与诊断功 能；
如：教师发现课程视频的某个环节或知识点，
被学生们反复浏览和点击的时候，要意识到 这可能是一个对学生来说难以掌握的知识点， 或者自己的讲解有问题，需要据此调整教学。
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MOOC(Massive open online course)大规模
2012年
2013年
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2012年
2013年
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新技术：
移动计算（平板电脑） 云计算、自然用户接口
增强现实、物连网
3D打印、穿戴科技
新模式：
基于游戏的学习、移动学习
MOOC（大规模开放在线课程） 开放内容、学习分析、个人学习环境
开放在线课程是通过社会化网络学习环境向参 与者提供围绕某个主题的分布式开放教育资源 和活动，允许参与者在领域专家指导下通过自 组织学习方式参与课程资源建设与分享、建构 个人学习与概念网络，形成个性化意义与观点 的关联式课程。
2012：“MOOC年”
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MOOC的核心是社会化学习，是基于社会化网
学习活动
学习过程
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以微课、视频公共课等资源为基础的社会化自
组织学习模式受到全球关注；
在教学组织方式上，从结构化良好的课堂教学
到逐步发展到半开放的混合式教学、完全开放 的自组织社会化教学，教学时空、师生关系进 一步多元化；
移动互联网技术支持下的微型学习、碎片化学
习、非正式学习、社会化学习将成为人类学习 的重要方式。
引自Sungho Hwon, Educational Technology in Korea, Issues&Challenges
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引自Sungho Hwon, Educational Technology in Korea, Issues&Challenges
传统学习者 线性思维 文本优先 机械学习 基本技能 从学校学习 线性处理 印刷教材 结构化学习 …
(Cousera, edX，Udacity) 终身教育：云课堂、MOOC 这些模式与学校教育模式兼容吗？破坏性创 新者还是学校的延伸？对抗与还是走向融合？
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变革的路径：通过技术帮助学生改善
学习，让学生掌握适应信息时代的学 习与生存方式，从而促使传统教学做 出改变，继而促使课程、教师、学校、 政策等要素做出相应的变化。
教育云指的是应用云计算技术建设的教育信息
化支撑系统，是未来教育信息化的基础架构， 它包括相关的硬软件资源，这些资源经虚拟化 之后，向教育用户提供一个统一的教育服务平 台，为教育领域提供“云服务”。
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省/市
教育云
服务器&云服务
学校
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手机/电子书包
电脑
电视/电子白板
翻转课堂把知识传授的过程放在教室外，让
大家选择最适合自己的方式接受新知识；把 知识内化的过程放在教室内，以便同学之间、 同学和老师之间有更多的沟通和交流。
由传统的 教->学 到 技术支持的学 ->教 “知识传授”与“知识内化”两个认知环节
的优化。
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提供支撑师生开展教学活动、管理教学过程
支撑环境
参与者
参与者一般来源于特定机 参与者来自世界各地，无明显的 构，有教师与学生角色区 教师与学生之分 别 一般会提供在线答疑、复 课程组织者通过Daily Letter为 习指导、新课预习等指导，参与者提供每日提醒，而且与参 技术支持、学习支持、考 与者相互讨论、创作，共同建构 核支持等 对意义的理解。
络的以连接、沟通、分享和创新等为主要活动 的一种新型学习方式，是通过协作共享空间寻 找、消费、创建和贡献信息的新范式
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对比维度
学习内容
网络课程
MOOC
课程内容大部分是预设的，课程内容小部分是预设的，大部 采取结构化线性树状结构 分依靠参与者来生成，以非结构 组织 化的网络方式组织 以学习管理系统为主 社会性网络软件作为课程支撑环 境，参与者采用个人学习环境辅 助学习
点为单位，聚焦新知识讲解，形式上强调片 段化、碎片化，便于网络传播与学习。
教学过程强调知识与思维的可视化与动态展
示。
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面向学生，聚焦学习；
知识粒度适中，支持碎片化学习；
思维的可视化与动态展示；
语言精炼，讲解亲切； 符合网络传播的技术规范。
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四、智慧学习与智慧教育
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在1998年1月31日，美国前副总统戈尔(AL GORE)
提出“数字地球”的概念，这一概念后在全世界被 普遍接受。
2008年，IBM提出“智慧地球（Smart Planet）”
的概念。随后IT业界提出智慧城市、智慧交通、智
慧医疗等概念。
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http://study.163.com
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视频：”Hole in the wall”
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各种突破传统学校教育模式的新型教育教 学模式不断涌现：
基础教育：翻转课堂、未来学校 高等教育：视频公共课、MOOC
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像用电、水一样来使用信息系统
发电厂
互联网
云平台服务商
学校A 学校B
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学校A
学校C
学校C
学校B
云计算是一种以服务方式提供给用户的计算机
能力，允许用户在不了解提供服务的技术、没 有相关知识以及设备管理能力的情况下，通过 因特网获取需要的服务。
社会化自组织（开放
式）教学
课堂教学
翻转课堂 混合式学习
开放课程 MOOC课程
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课程资源
教学活动
(微课)
(翻转)
支撑环境
(学习分析支持)
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可汗学院的故事
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研究表明，大学生在听课时只能全神贯注10
分钟到18分钟；
课程资源由各种教学短片构成，内容以知识
“三通两平台”工程
宽带校校通
->基础设施问题 优质资源班班通 ->教的问题 网络学习空间人人通 ->学的问题
优质教育资源共享云平台
国家教育管理信息系统平台
核心：技术与教育的深度融合
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如何认同技术对教育具有革命性的影响，让革命性
影响产生的发展路径是什么？
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新一代学习者
非线性思维 图形优先 协作建构 高层次思维 从社区中学习 并行处理 网络课程 非结构化学习 …
大数据是指无法在可容忍内用传统IT技术和
软硬件工具对其进行感知、获取、管理、处 理和服务的数据集合。它需要新处理模式才 能让其具有更强的决策力、洞察发现力和流 程优化能力，是一种海量、高增长率和多样 化的信息资产。
物联网、云计算、移动互联网、手机、平板
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电脑、PC以及遍布地球各个角落的各种各样 的传感器，都是数据来源。
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智慧校园是基于物联网和云计算技术的数字 校园，通过物联网传感器实现对物理校园的全面 感知，利用云计算对感知的信息进行智能处理 与分析，实现了校园内任何人、任何物、任何信 息载体、任何时间、任何地点的互联互通，海量 信息在物联网平台的聚合而产生新的信息，从而 给广大师生提供了智能化的教育教学信息服务和 管理。
学习支持
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对比维度
网络课程
MOOC
学习评价
以教师设定的教学目标为 以个人学习目标为参照，以自我 参照，提供统一考核方式，评价为主，融合过程性评价，但 提供课程认证 一般不提供课程认证 参与者可以参与浏览、分享、评 主要是由教师设计，学习 论、协作创作等多样性活动，学 者在教师组织要求下参与 习活动一般都是参与者自发组织 活动 的。 学习过程是参与者主导的，没有 学习过程是教师为主导的， 固定的学习路径，参与者都有个 是基于课程教学大纲的 性化的学习路径
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体量浩大 Volume 多样性Variety 价值大密度低 Value 生成速度 Velocity
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非结构化数据的超大规模和增长 总数据量的80~90% 比结构化数据增长快10倍到50倍 是传统数据仓库的10倍到50倍 大数据的异构和多样性 很多不同形式（文本、图像、视频、机器数据） 无模式或者模式不明显 不连贯的语法或句义
学习环境
学习库
仪表盘 学生单一视图
预测分析
捕获
电子书包
干预管理
› 存储、组织和保护代表个人学习的项目 › 记录和分析学生学习环境使用率和成果 › 向各种智能手机扩展了使用
协作
使用 分析
移动化
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引自《IBM智慧教育及云计算》
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引自《IBM智慧教育及云计算》
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变革发生的条件：技术促进学校的结
构性变革，提高学校生产力。
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五大行动计划：
优质数字教育资源建设与共享行动 学校信息化能力建设与提升行动（数字校园） 国家教育管理信息系统建设行动 教育信息化可持续发展能力建设行动
教育信息化基础能力建设行动
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教育的革命性影响产生了吗？ 教育为什么需要革命？
教育产生变革的条件是什么？
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可汗学院的微课教学
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可汗学院的微课资源
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大数据与智慧教育
柯清超 www.u-learning.cn keqingchao@126.com
华南师范大学教育技术研究所 2013.08
要
1
点
• 信息化的顶层设计与发 展路径 • 教育应用新技术：云计 算与大数据 • 信息时代的学校教育： 从封闭走向开放
2
3
4
• 智慧学习与智慧教育
一、信息化的顶层设计与发展路径
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支持学习者碎片化学习、移动学习的智能终
端、传感设备日益丰富多样；
云计算、大数据技术将对教育信息系统重构，
推动教育资源与教育大数据的汇聚与整合， 为智慧化的教育系统提供重要技术基础；
新技术的普及与应用将催生更多新型的学习
方式，对学校传统教学带来新的挑战。
美国：由学习方式推动，自下而上；
中国：自上而下与自下而上结合？
如何认为变革需要自上而下的设计，那么如何做好
教育信息化的顶层设计：
教育制度、机制、人才目标、课程体系？ 技术重构学校教育系统，促进学校的结构性变革？
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二、教育应用新技术：云计算与大数据
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智慧教育由此演变而来，教育界继而提出智慧学校、
智慧教室、智慧学习等概念，并开始相关的探索与
实践。
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IBM的智慧教育愿景
Smarter Education
› 围绕着一个关于学生所有数据的视图 › 通过分析工具提供给教师学生发展的洞察力 › 用一套早期预警系统预测分析判断 at-risk 的学生 › 为学生成功而管理干预计划和团队 › 便于建立协同学习和教学环境 › 用课程工具和评价，结合了正式与非正式的 学习方式 › 管理和提供多出版商的学习内容 › 捕获和广播多媒体学习展示
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三、信息时代的学校教育： 从封闭走向开放
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课堂教学 个性化自主学习 混合式教学
• 多媒体授课课件，学科工具
• 视频公开课、微课、移动学习 资源 • 网络课程、精品课、精品资源 共享课 • 开放课程、MOOC
社会化教学
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半开放式/连接式教 封闭式教学 学（Connected Teaching）
大量的不相关信息 对未来趋势与模式的可预测分析 深度复杂分析
实时分析而非批量式分析 数据输入、处理与丢弃 立竿见影而非事后见效
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教育网络平台是大数据汇聚的基础，大数据
是提供教育服务的关键；
建立可流动、可获取、可应用的大规模非结
构化教育数据：wk.baidu.com
更好把握教育系统整体，而不仅仅是抽样； 要效率不要绝对精确； 教育评价、决策的重要支撑。