美国加州大学杨鸣博士

一、云端智能与智慧教育

　　如今几乎每个大学生的每门课都不同程度地参与了在线学习（Online Learning），在线学习正在席卷美国。原本是一个远程教育的现象，在线学习已经近在眼前，成为智慧教育的载体。智慧教育通过弥漫云端的架构，有线与无线网的融合，把教室拓展到校外，将学校与网络社区连接。

　　在这样的环境中，智慧教育在学校的推广和应用也成为如何培养学生的导向。究竟技术应该仅为课堂教学服务还是直接为学生自主学习服务，丰富其学习成果？在许多采用传统教育模式的学校中，究竟是把网络与移动技术作为教育支撑还是把它看作一种教育规范上破坏性的力量，高校领导层面依然顾虑重重。结果必然影响技术在学校的使用与技术在真实世界的应用文化的一致性，最终也决定了技术是否真能在学校蓬勃发展。

　　智慧教育鼓励学生用技术辅助个性化学习，因个性化的学习离不开智能终端。智能终端让师生可以随时随地保持联系，方便和简化学生查阅成绩，网上报名，预计交通时间，聆听讲座，收集现场数据，查找资源，并解答问题。即使是一些简单又方便的通讯工具，如电子邮件和短讯，为学生和教师沟通带来的方便也可圈可点，使他们更好地交流，即时提交作业，以及在办公时间外随意交流。

　　智慧教育基于教育云计算（教育云），具有高度可扩展、可持续的跨校，跨区，跨国和连接全球网络的优势。云端教育架构具有多重优点：从低成本，时空分享，灵活应用，虚拟化和动态性，安全性，灵活性，全天候支持，不依赖地域等。混合云数据中心架构融合多种云端服务，通过10+GB 校区高速网络，连接学校教学资源和设施，集成多种资源采集与教学管理系统，形成一种可以灵活缩放的混合教学社区，方便教师，学员，在学校、家庭、和社区随时随地开展教学活动。

　　在系统层面，智慧教育的主要技术架构包含：教学管理系统/课程管理系统（如 Blackboard 和 Moodle），课程采集系统（如 Echo360 和Mediasite），协作学习系统（如 Adobe Connect 和 Illuminate），多媒体投放系统（如 YouTube 和 Hangouts），以及教学分析及预测系统（如 Analytic Dashboard）。教学管理系统可以在全校范围内生成与管理课程，提供完成各种教学互动的工具，并可作为平台嵌入上述其它系统。这便于高科技供应商与高校合作，通过云端缩放技术增加课件的应用价值。各种教学技术，如模拟，动画，局部搜索引擎，等，作为工具，功能，组件和插件，或实验室模块，均可间接调用或直接插入教学管理系统。

　　课程采集系统可以把课堂教学内容和教学活动通过自动化采集和投放，开发成适合在线学习的混合教学内容。课程管理系统为课堂教育承载多媒体信息和教学内容，提供课堂互动，和社区交流的平台。课程管理系统中的各种学习工具和功能经过多年试用和升级，技术均已成熟，早已得到大、中、小学师生广泛的接受和教学认可。协作学习系统增加学生间以及师生间的课外互动和在线学习交流。多媒体投放系统通过多媒体工具和课程模板把课程内容和教学活动有机地合成为多媒体课件，使内容更加生动，而技术则更加透明。

　　这些系统的有机结合并在云端实施则形成云端混合教学平台。云端混合教育平台以先进的云技术，开放的教育观念，新型的混合教学方法，可以为学校打造前沿的云端混合教学模型，营建开放的云环境和瞬时采集和投放云资源，通过先进的云服务模式和综合多媒体技术的提升，开展卓有成效的云端智慧教育。

　　智慧教育在这些系统的辅助下，可使教师通过言传身教、解疑、辅导等教学活动触及每个学生。学生可接受到校外乃至国外的课堂教学内容，他们在课堂内外可积极参与各种学习讨论，并与教授及助教跨地域/跨时区交流和互动。这使学生的学习将更多样化和人性化，大大丰富教学内容，提升教育质量。

　　云端智慧教育平台汇集了美国十几年所积累的许多深层教育理论与关键技术创新。它不仅有助于完成标准化、规范化的正规高等教育，推动统一的行为准则与思维方式，使教学管理的业务流程更有规范，以及学习沟通和互助协作更有效，同时亦有助于丰富学生的学习经验，鼓励自主学习、强化互动式能力、及培养社区协作经验。

二、模式创新：混合式教育渐成主流

　　智慧教育将面对面教学，在线学习，以及混合式学习的行为和动态进行提升，绘制出高校学习方法创新的路线图。在这个教育创新中，混合式学习被公认是最为激进的学习方法创新。混合式教育平台将先进的教育模式和云端技术进行有机整合，形成了云端智慧教育的基础。智慧教育的快速增长，绝大多数发生在混合式学习的环境中，即通过自动化采集课程内容和学习管理系统的互动学习环境，使课堂面对面的教学与在线学习紧密结合，学生至少有一部分的时间是在课堂外在线学习。随着混合教学的普及，智慧教育有可能改变美国的传统教育系统，渐渐成为教学主干系统，为学生提供更为个性化的学习方法。

　　混合式学习强调教师，结构，与模式的共同作用。从理论角度，该模式推动行之有效的教育方针，通过以人为本的方法来推动教育进程。从技术上，混合式学习根据这些教育原则，提出分层架构，推导出基于网络的教育支持模式，侧重于对混合式学习方案的可视化建模和以学生为中心的网络支持模式。

　　实施混合式学习为的是生气勃勃地带来教学和学习的根本性转变。我们的目标是利用现代技术进行个性化学习，以共同核心教育和其他新兴的标准和技术要求为背景，激发自主学习潜能，扩大学习机会。

　　混合式学习已经广泛进入美国中小学教育。在过去的几年中，技术已经发展到影响美国教育系统的几乎每个方面。到2020年，大多数美国学校将把教学技术充分纳入它们的教学结构和日程安排。他们将主要使用数字化教学材料。校外学习时日将会延长。学习将更加个性化，教师接触学生的效力将会更加扩大。

　　研究结果表明，混合教学可以对学术经验的许多方面的产生积极的影响。在美国最近一项对30个混合教学项目的成果调查中，结果发现，30个项目中的20个提高了学习成果，其余十个则与传统教学结果没有显着差异。在混合式教学中，平均教学成本降低了40％。其他优点包括更高的学业保留率，学生对授课方法的满意度增加，以及增强了学生自主学习的兴趣。教师们则提出混合式教学课程的制作具有更大的灵活性，学生和教师之间的接触明显增加，并且可以更好地融入探索式教学方法。总之，混合方法利用研究型大学的传统优势，强调学生把技术作为思考与学习的工具，从而提高了学生的学习经验。

三、智能选课：细化管理与个性化选择

　　智慧教育还通过智能分析为教师和课程设计者提供反馈，使他们能够有的放矢地改进教材。卡耐基.梅隆大学的开放式学习项目（OLI）通过使用智能数表分析，多层次地收集反馈意见，不断改进教学设计，加强教学研究。在选修课程中，学生，教师，课程设计者，和治学科学家们利用收集到的数据来提高他们的洞察力。这提高了教学质量和效率，使学生用一半的时间就学习了传统教学全学期的课程材料，而且他们在学习效果上赶上或超过了采用传统教学的学生。来自多个大学的调查结果表明，混合式学习的学生在知识获得上没有明显差别，而且在同一学期内比传统课堂学习多学了33％以上的课程内容。

　　对学生和学校而言，利用环境智能选择最佳的课程，课程系列，和学习计划是教学改革的关键。环境智能是用来描述用户的个性化服务的一个专用术语，最初用于亚马逊网站的智能推荐。环境智能利用技术收集有关用户的细粒度信息，并与数以百万计的他人和用户的信息进行比较，把适合自身（例如，根据具体用户作出的变化），个性化，可预期，并且量身定制的建议反馈给用户。如和谐电子（eHarmony）和网络影视（Netflix）等一些著名服务网站，均具有这种环境智能功能。

　　美国加州马鞍山学院所开发的 SHERPA（高等教育个性化服务建议助理系统），能根据学生的喜好为他们的课程，时段，及可选节次作出推荐。这样的推荐引擎可以帮助咨询专家解决学生所面临的选课难题，便于他们了解所有的专业相关课程，从中挑选适合学生个人的课程。智能选课在需要关照学生的工作时段或其他个人情况时尤为关键。

　　很多学生由于不了解他们所修专业都需要选择什么课程，很难选出那些既适用于他们的程度，又符合个人学习风格或时间表的课程。现在他们可以利用这种智能选课系统把他们与其他具有类似目标和偏好的人进行比较，进而为学生推荐适合他们的课程或学位。如果没有智能选课系统，当学生（或学生顾问）面对数百或数千个课程选择时，由于信息量过于庞大，很可能会影响他们作出最明智的选择。

　　奥斯汀琵里（Peay）州立大学的课程推荐系统，冠名为“学位指南”，为学生提供个人课程推荐服务，使学生了解最适合他们的专业和发挥他们聪明才智的课程。选课建议并非摸索学生最 “喜欢” 什么样的课程，而是分析哪些课程最适用于学生的学习计划，课程顺序，以及那些课程会帮助他们达到最好的学习成果。该系统还为学生顾问和系主任提供信息，协助他们定向干预和调整课程安排。学生由于学习对路，效率提高，缩短了毕业时间。该系统的进一步加强功能还可帮助学生选择合适专业。

　　其它一些正在开发的课程推荐引擎，如夏威夷大学的明星（STAR）系统，可指导学生转换学分并完成学业，能为学生显着地节约学习成本和时间。根据一份美国全国性调查估算，学生所修的多余的学分（通过低效学分转换或多修的学分），若换算成学生与校方的（如助学金）的冗余成本，以及政府教育投入成本（例如，税收延迟），每年的冗余浪费大约是30亿美元。而学生盲目选修的那些对完成学位毫无关系的各种学分成本，根据全美国估算，每年总计将超过70亿美元。

四、注重成果：能力测试引发转机

　　高等教育应探索新方法和新途径来丰富和增长学生的教育经验。高品质的学习经验，可以改变学习效果。不幸的是，我们现有的教学结构不能使我们足够地增强学习经验 — 因为学习是亲身经验的，由社会构建的，和跨学科的。如果学习被认为是仅限于课堂或讲座的活动，那么，宝贵的学习机会就会失去。

　　云端智慧教育模式可以通过改变学生的学习经验来改变教育本身。在云计算时代，学生对高校的“体验”超越了课堂，课程，或校园。这种经验的决定因素包括技术和知识的社会互动，广泛涉及到学生，教师和工作人员，并包含各级教学组织和基础设施，也包括技术和模式。

　　技术创新及其应用将如何更新高校经验，在当今教育界可谓见仁见智。目前在教育界较为突出的创新是能力式教育（Competency-Based Learning）。能力式教育是一种基于成果的教育方法，其重点在于高等教育要达到什么成果——毕业生懂什么，可以做什么，而不只是完成了什么课程。基于能力的教育方法，不要求先从制定课程内容及读物开始来编制课程大纲。相反，教师应从确定能力和成果开始，然后去选择课程内容，教材，和练习，并将之用于培养学生获得这些能力和成果。

　　教育评估专家们在相当时间内对传统“输入式教育” 模式的有效性提出过质疑，因为他们历来注重采用质量验证来检查能力和成果。然而作为传统，“美国高校教育没有突出为学生营造通过个性化发展来提高能力培养的茁壮成长的机会，依然通过课程控制在考量学生在何种程度上掌握了学校所认可的内容。这意味着美国教育思想的决定性前提要求学生必须成功地掌握学校编制的教学内容，然后才有希望和机遇获得教育的承诺和社会的认可。”

　　如何通过能力测试来评估学生成绩，已经引起了教育界的争鸣。随着大规模开放式在线课程（ Massive Open Online Courses，或 MOOCs）和其他在线教育项目越来越受欢迎，来自世界多国的大量学生都能选修同门在线课程，这就需要教育部门解决对公开课学生的评估和认证。无论他们通过正式的或非正式的，单独或群体的方式参与在线学习，他们都希望通过中肯的评估而得到学业认证。虽然学习者可以很便利地通过互联网接受数字化学习内容，获取知识和技能，但目前教育部门尚不能顺利评估他们的有效学习成绩。因此，他们的努力无法得到适度的学术承认。对于那些推动开放教育资源（Open Educational Resource， 或 OER）运动的高校来说，这是一个需要马上解决的关键问题。

　　电子证章（Digital Badges）在校外学习环境中，在网络学习和社区服务的过程中，起到了能力认可的明显的作用，为自主学习评估带来了引人注目的机会。目前电子证章的颁发已普遍用于各种社会化教育媒体系统。电子证章通过承认个性化学习生态系统中的技能和能力，通过质量验证将学校正规教育要求与外部的学习大环境进行连接。电子证章是对学习者个人成就，能力和技能的直观认可。美国农业部最近设立了一个青年奖励项目，将电子证章纳入美国4-H协会的奖励模式。在美国，4-H 协会是一个青年社会发展的组织，由美国农业部监管，为近650万青少年提供服务。美国农业部的结论是：如果使用得当，颁发电子证章会鼓励年轻人改良自我设定学习目标的习惯，并带动他们加入一些青年优良社会发展组织。

　　随着学校日益收集大量的校内外学生数据，并用之于各种预测分析，快速评估和反馈系统，教育界应该加快从“输入式教育”到“成果式教育”的重新定位，找到一条比传统教学评估更适合学生在线学习的评估和认证方法。在这方面，美国高等教育比较令人注目的创新有 Coursera，Udacity 和 EDX 等开放教学联盟对牧课（MOOCs）所采取的在线能力测试和 Mozilla 公司的开放电子证章项目。Mozilla在网上免费提供软件和开放的技术标准，允许任何组织使用它来创建，发行和验证电子证章。

五、模式更新：教育职能的拆旧装新

　　云智能可推动新的教育模式创新，通过拆旧，装新，和去实物化，起到推动教育改革的作用。克莱顿.克里斯滕森的“破旧立新” （Disruptive Innovation）理论，勾画出智能教育的又一亮点：作为创新模式的催化剂，信息技术可能导致原有教育模式一系列的分裂，取代，增强，排除以及反相作用。更新模式不仅使用新技术，而且开拓了不同的教学管理及运作模式。

　　传统教学活动往往限制于某个物理位置（如校园）或单一个体角色（如教师）的设置，智能化教育将这些活动进行拆解，修整，并重新组合，其结果可以使学校改变其传统模式。许多高校，如爱达荷州杨百翰大学独树一帜，作出抉择，不再全盘复制传统院校模式的固有机制。该校采用与传统高校不一样的校历，教师奖励，校际体育，和教学模式。根据他们有据可查的统计，这些改进使学生的学习经验在质量上有了改善，教育成本也相对降低，而且学校也为更多的学生提供了服务。同样，凤凰城大学与传统的院校不同，在教师职责的安排上，校方将课程编制统一集中管理。

　　美西州长大学是一所著名学府，他们有选择性地拆旧装新了传统大学的职能。例如，该校脱离了传统高校的教师角色，把学科发展和课程递交分拆开来。教授们根据培养目的，确定最佳课程，但他们自己并不编写课程内容。学生专业全程的每门课都配有辅导员， 但辅导员不制定课程计划。综合能力考试取代了作为学业计量单位的学分制。

　　比如，该校将本科生住校时间降至6个月，其他时间，学生可通过网络自主完成学习计划；针对学生的考核，则有综合能力考试取代传统的学分制；而教授们也不需要再编写课程内容，只需确定最佳课程即可，具体的课程内容可由学生根据实际情况确定并完成。在日新月异的信息技术帮助下，这些改革措施实施起来并非难事。

　　在高校之外，提供与传统教育截然不同的高教服务的社会组织也喷涌而出。比如可汗学院、YouTube视频网站上提供的网上教学视频和学术讲座，任何人都可以通过点击这些课程获得高等教育服务；而向前网（Going On）则将学习社区与社交网络（如Facebook）打通，为用户提供学术交流和社会参与的平台。

　　教育技术的分类服务使社会化开放网络教学游乐飞跃的发展。这些组织的出现，使高等院校更容易组装和集成由多个教学机构所提供的最合适的产品和服务。麻州理工学院的“开放式课件”（Open Courseware）项目，通过网络大规模地发行课程材料，成为麻州理工学院（MIT）向外界供应课程的窗口。通过向学生提供他们所需求的一系列的专业和服务，这些教育服务帮助高校实现了更大的经济规模和效益。高校可以选择性地组装那些最能满足他们需求的教育组件。

六、高等教育必须推陈出新

　　未来2-5年的教育技术具有如下的发展趋势：随着学生率先采用各种云端解决方案，移动技术和各种新技术，他们将期待无论何时何地都能够从事工作，学习和研究。他们在学习中所使用的技术越来越多地来自云端。随着教育云公共服务的普及，学校对教育技术使用及支持则进而分散。

　　技术的发展丰富了教学资源及师生互动范围，多媒体混合教学通过互联网即可方便获得，这对教师的言传身教及其对学生的资格评定作用提出了挑战。学校的的管理工作越来越被看作是协作性的，这导致校内和校外部门之间的合作加强。教师将对教学模式有独特要求，他们将更多地采用混合教育模式，因此具有更大的独立性、开创性和服务意识。

　　传统课堂教学模式的效果如今已备受质疑。教育技术的不断创新，学生越来越多地在学习中使用技术工具，使教师在课堂上面临更多挑战。实践证明，通过教育技术驱动的探索式学习，是以学者为中心的更好的教学方法。此外，许多学生面临学习成本上升的困境，学校则承受教育预算不断增加的负担。因此，美国高等教育把技术看作一个有吸引力的手段，为高校降低日益增加的教育成本。

　　美国有大量的教育专家使用信息技术来重塑教育。他们所面临最大的挑战将不是有足够的信息技术，而是能否淡忘高等教育的传统经验。美国教育技术协会执行长戴安娜指出：“也许我们对传统教育的假设，信念和行为，如输入式教育和学分制，是长期积累的和潜移默化的，但如果我们现在把我们固有的传统信条视为假定命题，而不是看作永世不变的遗训，那么我们又将会创建出什么样的高等教育事业呢？ ”信息技术在高等教育的复杂适应系统中可以成为改革的动力。

　　高等教育必须超越那种难以与时共进的恐惧感：信息技术和模式创新，将使我们不得不失去我们原来所拥有的东西。但时代及对象的需求不同，教育模式也要相应改变。高等教育要实现它的推动社会发展的使命，我们对自己和社会负有积极奋进的责任，必须更好地，更明智地利用信息技术，实现传统教育向智慧教育的改变。

把握机遇 加快推进
开创教育信息化工作新局面

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