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知识获得有三种主要方式:一是听讲方式

  文章分析了当前教育信息化工作的现状和存在的主要问题,剖析了所存在问题的主要成因。从解决教育教学所存在的瓶颈性问题角度,阐述了教育信息化的根本目的和应采取的基本工作思路。

  “人网融合”系统对教育新体系的支撑,主要是从教与学过程监测调控和教与学活动有效支持两个方面来实现的。教与学过程监测调控的基础是学生学习情况大数据,而能否实现精准调控,关键是所采集的学生学习大数据是否能够全面、准确地反映出学生的实际情况。教与学活动有效支持的关键在于,是否能够按照群体学生共性学习路径,找到名师和优秀学生,按照学习路径提供有针对性的学习指导和经验,并提供深度理解知识、体验探究知识的支撑工具,分层思考问题等。

  构建“人网融合”智慧系统的基础,从教与学监测调控层面看,主要是如何确定学生学习大数据到底采集什么。从教与学活动支撑层面看,主要是能否按照群体学生共性学习路径建设学习路网。学生学习大数据到底采集什么,应当从学科到底应让学生学会什么入手解决。衡量学生对一个学科学会到什么程度,最好的办法是能够找到学科的一个问题或任务集合,如果学生这些问题都会了,就意味着他学透了。这个问题或任务集合,应当是恰到好处,问题或任务多了,就重复了,少了就测不到位,可以称之为内核问题或任务集合。

  有了内核问题或任务集合,还应当将问题或任务的解决、完成方法与之关联在一起,形成完整的体系[8]。这个体系实际上就是学生学习的目标。这样的体系,我们称之为知识图谱。教学的目的就是将这个体系映射到学生大脑中,并转换为学生的问题解决能力。与此同时,培养学生的思维能力、综合素质等。

  知识图谱,实际上就是以问题或任务为线索,将问题解决或任务完成可能的策略与方法有序组织,将所涉及的基础知识与策略和方法有机关联,即基础知识的内涵。在此基础上,由基本问题或任务逐步迭代出复杂问题或任务的解决策略和方法,建立复杂问题或任务解决策略和方法与简单问题,直至基本问题解决策略和方法的关联关系。这些基础知识内涵和知识之间的关联关系、知识与问题之间的关联关系等称为知识图谱(如图2所示)。

  学生学习情况大数据的采集[9]以及学习路网的建设,都应当是依据学科知识图谱来完成。知识图谱是学生学习的目标,也是学习路网建立的依据,还是大数据采集的依据。

  学习路网是指针对学科知识点和知识族,借助“互联网+”、人工智能、虚拟仿真等技术所构建的,契合不同学生原有知识水平、认知能力、学习风格等特点,支持学生知识学习和能力培养的学习路径。学科知识点和知识族的每一条路径是由与学习者学习层次等相适应的学习工具、仿真实验室、名师云课(指导、讲解、答疑等视频)、优秀学生学习经验分享视频和作品等构成[10]。学习路网是实现智慧学习的坚实基础,没有优质、完备的学习路网,个性化学习是无法全面实现的。

  对学科知识体系、学科问题解决能力体系、系统及创新思维能力体系等主要构建途径的梳理与分类是学习路网建设的关键,在此基础上,建设与之相适应的智慧学习路网。因此,应按照不同体系形成的路径和方式,有针对性地建设智慧学习路网(如图3所示)。

  这些体系的形成基础是知识体系的建构。而知识体系的建构,首先是要让学生认同学习,认同学习的前提条件是知识的还原,即将知识还原为需要其解决的问题或任务[3]。其次是让学生找到适合的方式获得知识。知识获得有三种主要方式:一是听讲方式,通过听教师讲来学习知识。听讲方式又有不同的操作模式,最典型的有两种截然相反的做法,一种做法是教师直接讲授知识,另一种做法是教师边探究边讲解。同样的讲解方法,层次也不一样,可能是概要性讲解,也可能是翻来覆去详细讲解。二是读懂方式,即学生在教师的指导下,独立或者合作学会知识。三是探究方式,即学生在教师的指导下,独立或合作探究知识。

  学科问题解决能力形成的关键是,要有应用知识解决问题或完成任务的体验环境,让学生有机会应用知识解决问题、完成任务。当问题解决或任务完成有多种方法时,应按照不同方法提供相应的体验环境。系统思维能力形成的关键是,系统设计学科层次内核问题及任务,分方式、分层次提供应用体验机会,全面系统监测学习过程和水平,及时反馈评价结果,帮助学生有针对性地调整学习方式和过程。创新性思维能力形成的关键是,让学生有机会系统探究问题解决或任务完成的方法,并运用所探究的方法深入解决疑难问题、完成复杂任务[3]。

  智慧学习系统,是指借助“互联网+”、人工智能、虚拟仿真和大数据等技术所构建的,能够动态监测学生学习状况,发现学习所存在的问题,有针对性地提供适合的学习建议和路径,提供有效的学习导引和支持路网等,帮助学生完成个性化学习活动的系统[10]。

  智慧学习系统是以学习大数据为线索,以智慧学习路网为基础,通过自适应测试与智慧导引实现智慧学习。智慧学习系统分为两种类型,一种是与课堂智慧教学系统结合起来使用的,即通过作业和考试全面监测、评价学生学习情况,通过智慧导引和学习路网实现个性化学习(如图4所示)。另一种是完全独立使用的,通过自适应测试全面监测、评价学生学习情况,通过智慧导引和学习路网实现个性化学习(如图5所示)。

  通过智慧学习系统,学生开展个性化学习活动时,最关键的是学习路网是否能够满足群体学生的实际需要。实际上,学习路网建立起来后,针对每条学习路径所准备的指导课程、学生经验、学习工具和分层思考问题等,不一定都能够很好地与所使用学生群体吻合。因此,需要不断地动态调整、优化学习路网。应当根据群体学生使用情况大数据,通过人工智能技术不断地发现问题,提出学习路网优化方向,再进一步汇聚更多的名师提升学习路网的品质。

  在“互联网+”、人工智能、虚拟仿真和大数据等技术的支持下,要想真正构建起能够解决教育教学所存在瓶颈性问题的教育新模式,教师能够真正在智慧环境中按照教育新体系开展教育教学活动,绝不是了解了正确的思路,知道了科学的方法,建设了有针对性的智慧环境,就大功告成了。这项工作,需要一整套科学有效的推动办法。

  找到能够引领方向、指导工作方法的专家团队,给全体教师做理念、方向、方法和实践等方面的培训。应当从融合创新理论专家、技术支持创新应用权威、教学实践优秀典范、组织和保障成功案例等方面,分类别、分层次邀请专家开展培训与指导工作。通过培训和指导,使教师认清教育信息化的本质,明确信息时代教育变革与创新的方向,掌握融合创新的方法,形成融合创新的学校文化氛围。

  针对当前教育教学普遍存在的课堂教学个性化困难、优质教师无法覆盖所有学生、缺乏知识深度理解和探究的必要手段、教学和学习监测调控困难、教师教学水平监测和调控困难、学校管理及办学整体实时调控困难等瓶颈性问题,结合学校实际情况,从解决问题的教育新体系建立,支撑教育新体系有效实施的智慧支撑环境建设,教师在智慧环境中按照新教育体系开展教育教学活动的能力提升等方面,编制学校在信息时代教育变革与创新的发展规划,并制订切实可行的分阶段实施的工作方案。

  组建智慧教育创新团队,明确工作任务,以点带面,推动应用工作。聘请有引领性的指导团队,明确阶段性目标,系统指导融合创新工作。对学校情况全面诊断,确定符合学校实际情况的智慧教育学校工作方案。学校全体教师和指导团队统一思想、统一认识,按照智慧教育学校工作方案,明确工作目标和任务,全面深入开展探索和实践工作。针对学校的实际情况、存在的问题和教师状况,以课题研究为抓手,选择合适的研究题目,组织教师开展针对问题的课题研究工作,牵引探索和实践工作。建立学校办学质量和状况监测评价体系,实时呈现学校办学状况和问题预警。建立“人网融合”智慧教育支持系统,不断扩充和完善学习路网。

  [2]赵建华,郭光武,郭玉翠.基于ICDT模型的教师ICT能力发展监测分析[J].电化教育研究,2017(7):122-128.

  [3]钟绍春,唐烨伟,王春晖.智慧教育的关键问题思考及建议[J].中国电化教育,2018(1):106-111,117.

  [4]蔡耘,黄天元,蒋宇,刘雍潜,杨现民,张生,宋述强.《中小学数字校园建设规范(试行)》解读[J].中国电化教育,2018(10):1-6.

  [5]杨现民,余胜泉.智慧教育体系架构与关键支撑技术[J].中国电化教育,2015(1):77-84,130.

  [6]孙志明.以“互联网+”思维促进教育教学的变革与创新[J].中国教育信息化,2016(13):42-43.

  [7]于方,刘延申.“以用户为中心”的教育数据挖掘应用研究[J].电化教育研究,2018(11):69-77.

  [8]曹树金,吴育冰,韦景竹,马翠嫦.知识图谱研究的脉络、流派与趋势——基于SSCI与CSSCI期刊论文的计量与可视化[J].中国图书馆学报,2015(5):16-34.

  [9]杨现民,唐斯斯,李冀红.教育大数据的技术体系框架与发展趋势——“教育大数据研究与实践专栏”之整体框架篇[J].现代教育技术,2016,26(1):5-12.

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