数字化教育:基于大数据和智能化场景应用下的教育转型与实战
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第二节 变革如此发生

变革1:认知方式变革

移动互联网、物联网、3D打印、人工智能等新一代信息技术的快速发展,开启了新一轮工业革命,数字化、网络化、智能化、个性化是其主要特征。在新一轮工业革命带来的重大发展机遇面前,中国能否抓住短暂的窗口期,成功赶超发达国家,关键在于人才,尤其是具备全球视野及创新能力的高素质人才,而教育是人才培养的主流途径,推进教育改革,提高教育水平是我国迎接新一轮工业革命的必然选择。

从目前的情况来看,以理论知识教育为主、模式单一、过度强调教师作用的传统教育模式,已经不能适应新一轮工业革命的人才培养需要。随着我国教育改革持续深化,提高教育质量、培养学生个性的呼声越来越高,同时,针对解决教育资源分配不均问题,政府、教育机构及企业进行了一系列探索实践,而新一代信息技术在教育领域的渗透融合,为提高中国教育水平与质量,培养符合新时代需求的优秀人才提供了新的思路。

数字化教育模式可以促进教育资源的高效配置,借助云网一体化解决方案,让学生跨越时间空间限制随时随地学习;借助互联网的强大数据搜集与分析能力,学校等教育机构能够根据学生差异化需要开展个性教育;数字化教育构建了双向网络化沟通机制,学生可以向老师及时反馈信息,并和其他学生交流学习心得,共同进步;数字化教育能够打造虚实结合的教育空间,提高教育机构的教育服务供给能力。

必须明确的是,数字化教育变革不仅仅是一种技术革命,更是一种认知革命,是一种改变思维方式的革命。

数字化意味着一个全新时代的到来。这个时代是互联网、云计算、大数据、物联网、感知技术、触摸技术和人工智能等数字技术综合应用创新的一个时代,是人与技术共同进化的一个时代,也是以数字化驱动实体经济与虚拟经济高度融合的新时代。这个时代的典型特点是:智能互联、知识透明、敏捷制胜、边界消失、创新无限。数字化时代的核心能力与独特资源是:基于算力、数据、算法所形成的无限计算能力,海量的大数据资产,持续创新的智能算法。要适应数字化这样一个新时代,首先需要的是观念的更新、思维的革命。

在这里所说的数字化认知新思维有以下几个特点:

一是非连续性。人的认知思维要从渐进式连续性线性思维向非连续性生态思维过渡。数字化的典型特征之一是发展曲线会出现断点,呈现非连续,不拘泥于经验,有时无迹可寻。它意味着人首先要具有长远的战略格局,能够洞见未来,要从连续性线性思维转向非连续的生态思维以应对新教育模式可能出现的突变与不连续性。如果把传统的线性思维比作构建有围墙的花园,在自己的花园里苦心经营,那么未来,各个组织之间是交融在一起的,组织和个人之间也是交融在一起的,这是一种大生态与小生态的交融。从产业角度来看,过去是独木成林,即产业里只能有个别家做大,其他的企业生存空间很小;在未来则是一片森林。对于少数行业领袖而言,要致力于构建平台、打造生态;而对于众多中小企业而言,则是参与平台,融入生态,成为生态体系不可或缺的要素与环节。

二是破界、融合。人的认知思维要从封闭式边界思维到开放式跨界融合思维。数字化的典型特征中就包括破界融合,它意味着生产者与消费者的破界融合,供需双方的破界融合,组织与外部生态的破界融合,产业与产业的破界融合,软硬技术的破界融合,线上线下的破界融合……从产业层面来看,从为客户创造价值的思维转向与客户共创价值、与员工共创价值的思维,从单一竞争思维到利趋取势的竞合思维。

三是突变、颠覆。人的认知思维要从单一基于大概率事件推测而来的思维到洞见与感知小概率突变事件的思维;从基于资源与能力的渐进式弯道超车思维到突破资源与能力的颠覆式创新变道超车思维。数字化的本质是创新,是连续性创新与颠覆创新,是追求原创性创新而非简单模仿创新,这就要求行业中的人要重塑创新创业激情,追求变化,以开拓和探索的精神挑战权威与已有的规范、戒律,建立新能力和模式基础上的新学习曲线。

四是分布式、多中心。数字化的典型特征包括无限连接、交互的网状结构体系中的分布式与多中心特点,因此人的认知思维转变就要从垂直式单一中心思维到分布式多中心思维,从非对称性单一聚焦压强思维到对称性多项动态选择思维;从专注核心人物到尊重个体力量……知识爆炸使人有限的时间与精力愈发捉襟见肘,对智能设备的依赖性越来越高,人与智能设备的分布认知、协同思维,对人认知世界发挥的作用愈发关键。万物互联使变革更为频繁、影响力更为深远,在实时通信网络的支持下,社会化协同可以在更大的范围以更高的效率展开,知识去中心化特征愈发明显,展现出一种分布式协同状态。知识生产、传播及应用机制将会发生重大变革。知识分布式存储在网络节点之中,而网络节点之间的相互连接交互,实现了大规模的社会化协同,从而让人们更好地认知并改造世界。

不难发现,大规模社会化协同逐渐成为社会协作的主流形态,为个体与组织解决各种问题提供了新的解决思路。认知方式是教育的重要组成部分,移动互联网时代新的认知方式呼唤新的教育模式,我们需要对教学思想、教学理念、教学方式方法、教学组织形态等进行革新,才能让中国教育培养出更多适应现代化生存环境的优秀人才。

变革2:教育模式变革

数字化在教育领域的落地,使数字技术在教学、管理、评价等环节得到深层次应用,提高其效率与质量,并有效降低成本。更为关键的是,数字化教育将会为教育服务创新创造新的实施环境,实现对教育业务流程与模式的优化完善,变革其流程、运作规则及运作形态,推进教学、管理与服务体制创新,构建全新的教育生产关系,以及全新的教育服务供给方式、形态与结构。

互联网的快速渗透,使社会化协同得到快速发展,社会组织服务边界变得愈发模糊,服务外包受到了越来越多社会组织的青睐。移动互联网、5G通信、物联网等技术的发展,使个体与组织跨越区域与国界的大规模协同成为可能,具体到教育领域,分散在全国甚至全球各地的教育资源能够被高效整合与配置,催生出新的教与学的分工形态。

这种新型分工形态使学习者可以享受更为个性、多元的教育服务,在学习过程中实时获得教育支持与评价反馈,促进公平教育。与此同时,教师分工更为精细化,课程内容能够被记录下来,让更多的学生学习,使教师有更多的时间用来思考如何改善教学内容及方式方法,降低教师工作负担,提高教学质量。

数字化教育的出现打破了传统教育以学校为中心的封闭僵化的供给体系,让更多的个体与社会组织参与进来,打造跨组织、跨层级、跨领域的基本公共教育服务供给模式,实现实时交互、监督协作、合作共赢。

数字化教育存在两大核心特征:其一是变革教育服务业态,推动教育服务数字化,通过互联网提供远程教育;其二是打破组织边界,促进教育服务供给主体多元化,使学习者有更多的选择,教学过程更具互动性且提供及时反馈,实现教育服务的社会化供给,打造共建共享、合作共赢的教育公共服务新机制。

数字化教育将极大地提高教育体系核心要素重组,有更多的社会组织布局教学内容、教学资金、教学服务、考核评价等各教育环节,学习者不仅局限于学生群体,而是人人皆可参与,和提供大众教育的学校相比,互联网教育机构凭借在资金、组织灵活性等方面的优势可以提供更高水平的教育服务。

以风靡全球的大型开放式网络课程(massive open online courses,MOOC)为例,它并非应用了何种颠覆性的新技术,而是教育生产关系创新发展,使掌握优质教育资源并能够提供高水平教育服务的高校变得愈发开放。学习者可以结合自身的兴趣爱好、文化、语言等挑选各类课程,实现个性化学习,教育供给方式更为多元化,打破教育垄断的同时,促进民主化教育。

运用互联网技术,可以用文字、图片、音频、视频等多元化方式进行教学内容展示,将很多在现实生活中很少接触到的场景以多媒体方式表现出来,便于学生理解和掌握相关的知识。从教师的角度来分析,他们能够丰富教学课件的表现形式,从而提高教学灵活性,提高学生的学习兴趣,并吸引他们的注意力,改变传统教学方法下学生学习倦怠的情况。从学生的角度来分析,他们能够获取更加生动形象的教学内容,消化更多的知识,增长更多的见识。

高质量的院校教育资源会被应用到网络教育中,在应用先进技术手段的基础上,教育部门能够实现对教育资源的迅速更新与迭代,为学生呈现近期研发出来的科研成果,供学生进行学习。通过线上平台实现的资源共享包括三种:一种是课程资源共享,以二维码或链接方式发布在网络平台,为学生获取资源提供操作便利;一种是网络资源共享,网络平台上拥有海量的信息资源,供学生在学习过程中进行搜索、查询,能够开阔学生的视野,丰富他们的见解;一种是学习问题的共享,学生在学习过程中出现的问题,得到教师的指导,供其他存在类似疑惑的学生进行参考。

传统模式下,知识信息主要掌握在权威人士手中,数字化教育的发展,使传统教育打破了固步自封的状态,所有人都成为知识信息的生产者、使用者、传播者。移动互联网平台的应用,能够进一步扩大网络教育资源的覆盖范围,为学生接受优质教育、教师进行高效率教学提供便利。

变革3:教育服务个性化变革

在传统教育模式中,学习者往往要被迫适应封闭僵化的教育体系,而不是针对学习者的个性开展教学课程与方式方法的定制设计,而数字化教育将有效解决这一问题。

数字化时代,数据将会成为石油一般的核心资源,是教育机构的核心生产要素,是必须重点布局的重要资产,这些数据是从教学及学习全过程中搜集并处理而来,当然,这是建立在未来学校所有教育设备设施接入互联网的基础之上。通过对学习者学习过程数据进行深入分析,应用心理学、学习科学等原理与模型,可以开展描述性分析、诊断性分析及预测性分析:

(1)描述性分析:了解学生学习整体趋势,寻找适合特定学生群体的模式、规律,提高教学服务精准性。

(2)诊断性分析:针对学生个体表现定位其问题,为提供个性教育打下基础。

(3)预测性分析:对学生的综合素质与能力考核提供有力支持,让学生更为深入地了解自身实际水平,帮助其设立更为合理的人生目标,从而提高其学习效率与质量。

通过开展教育大数据分析,教育机构可以深入了解学生的认知结构、知识结构、情感结构、能力水平、兴趣爱好等,为学生提供高效精准的定制教育服务,这不但能够帮助学生补足自身短板,还能强化优势学科,完善知识结构,使学习者的能力得到充分发挥。

标准化的教育服务被个性化、弹性化的教育服务所取代,未来,学习者可以获得定制化的教学内容及方式方法,更加有利于学习目标与价值观的实现。教育服务选择性得到大幅度提升,不仅学校可以为学生提供教育服务,数字化教育平台等社会教育机构也能为学生提供高水平的教育服务。

数字化教育模式下,借助于先进的技术手段,教师能够通过开展学习测试并利用系统数据来了解和掌握每个学生的学习进度、具体的学习情况等等;另外,教师还能通过教学和学习服务系统,以学生的学习能力为参考,制定符合其学习情况的更有针对性的学习指导方案,为其提供个性化的教学指导和服务。改革传统模式下对所有学生实施“一刀切”的教学模式和方法。

另一方面,在获得基础教育后,越来越多的人对个性化教育有所需求。与此同时,学校也开始注重依据学生的个人兴趣实施人才培养,从而挖掘学生的个人潜力。在现代化的教育模式下,数字化教育能够为教学者和学生提供更加丰富的学习方式,并为其提供相对应的教学资源,促进学生个人兴趣的发展及延伸。

长期来看,未来的学校教育可能是自组织形态,学校将成为满足学生个性化教育服务需要的智慧学习场所,学习过程中将更注重结合学生能力与实际情况来制定学习计划,动态调整学习节奏。

变革4:教师核心能力变革

数字化教育带来的另一个显著变革就是教师核心能力的变革,即数字化能力将成为教师必备的核心能力。数字化教育对教师的要求与以往有显著不同,这些不同点包括:

新技术的迅速学习与掌控能力。传统教育对教师在技术操作层面的要求很低,而数字化教育则需要大量新技术来支撑,想要完成授课,教师就必须具备新技术所要求的能力。

成为终身学习者。数字化背景下的学习随时随地都可能发生,知识的更新迭代也在加快。因此,教师的知识储备量必须充足,想要达到这个要求,随时学习、终生学习就成为必要条件。

沟通能力的升级。数字化打破了传统教育授课的面对面模式,在任何人都可能会随时发言的线上模式中,同时听到多人的想法并及时解答每个问题,这对于教师的沟通能力提出了更高的要求。

设计学习的过程,而非仅传递内容。在数字化教育中,学习能力比学习结果更能够展示出魅力。因此教师不仅要传播知识,更要成为学习情境和学习引导的设计者。

激发学生学习热情的能力。数字化教学中的互动难度远比面对面课堂互动难度大,同时对学习者的要求已经从可以回答问题转变为学会寻找问题,发现问题。这就使教师激发学生的学习热情,参与互动的能力变得尤为重要。

教会学生多维度地探索问题,而非重复标准答案。创新意识的加强,是数字化时代对学习者更高的要求,因此引导学习者进行学术探索,并激发他们的创新意识,就成为数字化教学对教师提出的一项重要要求。