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  • 華中師大吳砥:教育新基建與高質量教育體系的建設

    來源: 2022-01-17 17:40:29 所屬欄目:在線教育

    通過時間軸,我列出了從2012年到現在,歷次重大教育信息化政策的發布過程,整體來看,我國政府對教育信息化的工作高度重視。2021年7月發布的《關于推進教育新型基礎設施建設構建高質量教育支撐體系的指導意見》是最新的一份政策文件,也是我們今天要討論的重點內容。

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    分享 | 吳砥

    來源 | 2021(第二十屆)中國國際遠程教育大會

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     以下內容根據吳砥教授的大會發言整理

    01 價值:教育新基建對高質量教育體系的作用

    通過時間軸,我列出了從2012年到現在,歷次重大教育信息化政策的發布過程,整體來看,我國政府對教育信息化的工作高度重視。

    2021年7月發布的《關于推進教育新型基礎設施建設構建高質量教育支撐體系的指導意見》是最新的一份政策文件,也是我們今天要討論的重點內容。

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    從《教育信息化十年發展規劃(2011-2020年)》開始,教育信息化的基礎性指標都得到了快速的增長,取得了很大的成果,具體來看:

    第一,“三通”取得實質進展

    寬帶網絡校校通:為各級各類學校提供基本的信息化教學條件;

    優質資源班班通:使教師在教學過程中可便捷獲取數字教育資源;

    網絡學習空間人人通:教師、學生、學校普遍開通網絡空間,應用于教學活動。

    至2020年,中小學聯網率已經達到100%,中小學無線網絡全覆蓋超過25%,多媒體教室的覆蓋率超過95%,能夠開展信息化教學的教師比例超過78%。

    第二,信息化教學與管理應用漸成常態

    “課堂用、經常用、普遍用”的信息化教學新常態已基本形成,“教師主人翁、課堂主陣地、教研主渠道”的新格局逐步成熟。

    教育管理公共服務平臺已全面應用,全國中小學生學籍信息管理系統已采集2.46億學生信息,累計完成跨省轉學504萬例,覆蓋1500多萬教師的全國教師管理信息系統正式投入使用。“一師一優課、一課一名師”活動已深入開展。全國師生網絡學習空間開通數量超過1億個,近半數的教師應用網絡學習空間開展教學和科研。

    第三,教育資源供給服務能力快速提升

    通過整合各級各類教育資源公共服務平臺和支持系統,逐步實現資源平臺、管理平臺的互通、銜接與開放,初步形成國家數字教育資源公共服務體系,不斷提升教育資源公共服務均等化、普惠化、便捷化水平。

    我們的基礎教育、職業教育、高等教育、繼續教育等資源供給能力都有了顯著改善。比如,基礎教育方面,實施農村中小學數字教育資源全覆蓋項目,按教學進度通過衛星和網絡兩種方式免費向全國農村中小學和教學點播發。

    第四,教師信息化教學能力穩步提升

    2013年,教育部啟動開展全國中小學教師信息技術教育教學的信息技術應用能力提升工程。教師信息技術應用能力、校長信息化領導力標準形成并開始實施。到2017年底完成全國1000多萬中小學(含幼兒園)教師新一輪提升培訓,提升教師信息技術應用能力、學科教學能力和專業自主發展能力。

    2019年,教育部啟動實施全國中小學教師信息技術應用能力提升工程2.0。教師應用信息技術改進教育教學的意識和能力普遍提高,但仍然存在著信息化教學創新能力不足。到2022年,構建以校為本、基于課堂、應用驅動、注重創新、精準測評的教師信息素養發展新機制,通過示范項目帶動各地開展教師信息技術應用能力培訓。

    當前,我國正進入教育信息化“十四五”發展階段。

    在前期,信息技術得到了廣泛應用。經過疫情,廣大的老師群體已經習慣利用信息技術上課,80%以上的老師都已經全面的適應了在線教學。我們開展了疫情之后教師繼續開展在線教學或混合式教學的意愿調查,覆蓋樣本量超過1000萬師生,經過調查我們發現,有超過80%的教師表示在疫情之后會經常開展和偶爾開展在線教學或混合式教學。

    現階段,已經有部分地區、部分學校將教育與信息技術進行了深度融合。隨著未來《教育信息化“十四五”規劃》和《教育信息化中長期規劃(2021-2035)》的出臺,接下來我們將進入創新引領發展的階段。

    教育新基建的提出,是現實的需要

    技術成熟度的提高也為我們提供了更多的可能性,比如5年或者10年以前,人工智能在批改學生主觀題、問答題、作文題等方面的技術并不成熟,不能進行大規模使用,但是現在這些都已經完全沒有問題。

    疫情期間在線教育也暴露出了很多問題,比如網絡卡頓、優質資源分布不均、傳統教學模式與在線情境下的教學要求不完全匹配、在線教學效果和質量評價有待改善等等,我們現在已經進入到疫情后逐步發展的階段,所以必須要把基礎設施更新提到一個很高的高度。所以可以看出,教育新基建的提出,是現實的需要。

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    同時,教育新基建的提出,也是政策的要求

    在2020年第30次調度會上,提出要研究教育新基建的概念和內涵,系統總結今年大規模線上教學積累的經驗;要以信息化為主導,以提高質量為目標,形成包括技術、硬件、軟件在內的一套支撐體系;

    在2021年全國教育工作會議上,提出要明確將高質量教育支撐體系作為支撐教育“十四五”規劃的八大體系之一;要搶抓國家布局新基建的重大機遇,謀劃和提出“十四五”教育新基建體系構建的思路舉措;

    教育部科學技術與信息化司2021年工作要點也明確,以深入實施高??萍紕撔?ldquo;轉學風、提質量”和推進教育新基建構建高質量教育支撐體系攻堅行動為重點;明確教育新基建的概念與內涵,謀劃和提出“十四五”教育新基建體系構建的思路舉措。

    總的來看,教育新基建的出現既是技術發展、教育發展的必然結果,也是疫情防控期間所暴露出來的現實需要,亦是政策的必然要求。

    2020年10月黨的十五屆五中全會提出,促進人的全面發展和社會全面進步……要提高人民收入水平,強化就業優先政策,建設高質量教育體系,健全多層次社會保障體系。

    高質量教育體系和教育新基建兩者之間是什么關系?

    一方面,教育新基建為高質量教育體系構建“數字基座”。新平臺、新網絡、新安全這三大信息基礎設施支撐起教育信息化發展的基石;新資源、新校園這兩大融合基礎設施在新網絡、新平臺、新安全的基礎上,根據實際孕育出具有行業特色的基礎設施;新應用的創新型應用基礎設施從教學、評價、研訓、管理等四大場景進行布局。這樣才能整體實現我們教育的高質量發展。

    另一方面,教育新基建促進教育數字轉型和智能升級。從三空間一體化的環境,信息時代教師的職業發展,探究式、協作式、混合式教學方法,多元開放的數字化學習資源,數據驅動的評價機制這五方面,構建以學生為中心的連接教育,搭建信息化時代的教育支撐體系。

    現在很多地方已經開始談教育的智能升級,比如智能教育、智慧教育等等,但是在這之前我們首先要完成全面的教育數字轉型,在這個基礎上實現智能升級。最終我們的目標當然是要提高教育的品質,實現公平而有質量的教育,實現讓人民滿意的教育。

    所以可以看出,教育新基建與高質量教育體系之間是一個數字底座的關系,教育新基建是高質量教育體系一個基礎的支撐。

    02 內涵:教育新基建的六大重點方向內容解讀

    “新基建”在2018年12月中央經濟工作會議上被首次提出,會議把5G、人工智能、工業互聯網、物聯網定義為“新型基礎設施建設”。

    2020年4月,國家發改委首次明確了“新基建”的范圍,“新基建”首次被寫入2020年政府工作報告。其中提及,加強新型基礎設施建設,發展新一代信息網絡,拓展5G應用,建設數據中心,增加充電樁、換電站等設施,推廣新能源汽車,激發新消費需求、助力產業升級。

    一、新基建的三大內容

    新基建包含信息基礎設施、融合基礎設施和創新基礎設施這三大內容。

    信息基礎設施,主要是指基于新一代信息技術演化生成的基礎設施,比如以5G、物聯網等為代表的通信網絡基礎設施,以數據中心、智能計算中心為代表的算力基礎設施等。

    融合基礎設施,主要是指深度應用互聯網、大數據、人工智能等技術,支撐傳統基礎設施轉型升級,進而形成的融合基礎設施,比如,智能交通基礎設施、智慧能源基礎設施等。

    創新基礎設施,主要是指支撐科學研究、技術開發、產品研制的具有公益屬性的基礎設施,比如重大科技基礎設施、科教基礎設施、產業技術創新基礎設施等。

    二、新基建的七大領域

    新基建包括特高壓、5G基站建設、新能源汽車充電樁、工業互聯網、大數據中心、人工智能、城際高速鐵路和城市軌道交通這7個典型領域。

    5G作為移動通信領域的重大變革點,是當前“新基建”的領銜領域。我國重點發展的各大新興產業需要以5G作為產業支撐,5G本身的上下游產業鏈非常廣泛,在各行各業中得到了廣泛應用,比如交通行業正在推進智能化高速公路、智能化港口、智能化機場、智能化鐵路等,醫療系統也在推進智能化醫療。

    在教育行業,我們也在積極推進教育新型基礎設施的建設。2021年7月,教育部等六部門正式發布《關于推進教育新型基礎設施建設構建高質量教育支撐體系的指導意見》。其中提及,教育新基建的建設目標是,到2025年,基本形成結構優化、集約高效、安全可靠的教育新型基礎設施體系,并通過迭代升級、更新完善和持續建設,實現長期、全面的發展……

    三、新基建的六大重點方向

    教育新基建的六大重點方向分別是:信息網絡、平臺體系、數字資源、智慧校園、創新應用、可信安全。

    信息網絡主要包括教育專網和校園網絡兩個方面的內容,平臺體系主要包括新型數據中心、教育數據應用、平臺開放協同、網絡學習空間四個方面的內容,數字資源主要包括新型資源和工具、資源供給服務、資源監管效率三個方面的內容,智慧校園主要包括智慧教學設施、智慧科研設施、智慧公共設施三個方面的內容,創新應用主要包括教學應用、評價應用、研訓應用、管理應用四個方面的內容,可信安全主要包括增強感知能力、保障綠色上網、推動可信應用、健全應用監管四個方面的內容。

    重點方向1:信息網絡

    教育的信息網絡主要包括教育專網和校園網絡兩個方面:

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    跟大家分享兩個例子,第一個例子是江西教育專網,江西搭建省級、市級、縣級縣級的對應的學校以及有關機構都已經全面建成4G網絡。江西省教育寬帶網絡實現提速降費,教育專網四級網絡全部建成并組網成功,實現了大規模并發使用統一應用的目的。

    第二個例子是西安交通大學“中國西部科技創新港‘四網融合’”,將高速有線、WiFi6無線、物聯網和5G網絡融合到一起,實現人、事、物能夠隨時隨地接入網絡,實現綜合的業務辦理、網絡使用、數據融合、聯合運營等效果。

    重點方向2:平臺體系

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    我們還需要在各地創建教育平臺體系,有一些地方已經進行了典型探索。

    浙江大力推進師生網絡學習空間人人通,為全省中小學師生開通實名制空間,支持知識管理、資源分享、課程學習和移動教學的開展,基本實現“一校一師一生一人一空間”。教師空間有65萬余個,學生空間有827萬余個。

    武漢的教育云空中課堂在疫情期間也發揮了很大的作用。為把疫情對課業的影響降到最低,武漢市教育局依托武漢教育云平臺,面向全市中小學搭建了空中課堂平臺,平臺總訪問量超過22億次,日活用戶數超58萬,空間總數306萬,資源總量1300萬,應用使用記錄達6.7億次/年。

    西安電子科技大學的教育數據應用實現了學校數據的統一治理。建立統一數據平臺為“治數”提供技術支撐,數據制度和標準為“治數”提供政策保障,精準的數據為“數治”打下堅實的根基。

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    重點方向3:數字資源

    建設數字資源需要開發新型資源和工具、優化資源供給服務、提高資源監管效率。

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    在實際案例中,中央電教館研發中小學虛擬實驗教學系統普及優質資源;英國工程院虛擬物理實驗室由300多種交互式物理模擬工具組成,目前在五大洲的15個國家使用;法國通過法國國家遠程教育中心、法國電視臺和廣播電臺、Eduscol網站提供全學段在線教育資源。

    寧夏“互聯網+教育”示范區建立資源認證及追蹤機制,在策略上,覆蓋整個生命周期的資源版權認證及追蹤機制,為不同粒度資源提供服務,在實現上,借鑒區塊鏈分布式賬本技術,記錄、追蹤資源信息。

    重點方向4:智慧校園

    智慧校園是當前的熱點和難點,現在各地學校都在發展自己的智慧校園,但是真正應用比較好的很少。為了更好的建設智慧校園,我們需要從這三個方面不斷加強,第一個是智慧教學,第二個是智慧科研,第三個是智慧公共設施。

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    第一,智慧教學。

    武漢市第十一中學是科技特色領航校,學校的生源質量排名并不特別靠前,但是高考成績一直都名列前茅。學校以信息技術2.0的建設要求,建立了武漢市第十一中學智慧校園總體框架,在各年級成功推進實施,熟練使用同屏授課、課本與課件、思維導圖、AR功能、分享拍照講解、隨機搶答、作業平臺等功能。經過5年的建設與摸索,常態化使用智慧課堂、智能批改系統覆蓋所有班級,實現了智慧課堂系統全面升級,師生平板移動終端擴大到兩個年級27個班級。常態化信息技術授課比例由2016年的15%提升到現在的67%。

    另外,華中師范大學也在積極開展信息化條件下的“智慧教室”研究和建設,在南湖校區綜合樓建成包括多屏互動教室、遠程互動教室、智慧階梯教室、智慧圍合教室等多種類型智慧教室60間。

    不同的教學場景需要不同的教室設置和布局,這是教育發展的必然需求,在未來的三到五年,各級各類學校仍然會持續將智慧教室的建設作為重點內容。

    第二,智慧科研。

    大學對科研信息化的要求非常高,大型科研儀器的共享、科研大數據的共享都是現下比較突出的問題。一方面,一些昂貴的科研設備購買后的使用頻率并不高,而且因為院系之間信息不相通,一個院系購買之后另一個院系還會重復購買。另一方面,今后的科研一定都是基于數據進行的,但是學校的這些大型數據必須要有充分的共享機制和權益保護,這樣才能形成有效的科研協同。所以,今后的科研系統對科研信息化的要求一定非常明確。

    浙江大學的“研在浙大”是一個典型案例。“網上浙大”順應“互聯網+”新趨勢,搭建“云、網、數、端”創新型技術架構的校園信息化基礎設施,研究網上辦事、在線教育、學術資源、信息發布和個人信息五大空間場景,構造無邊界觸達的線上線下融合辦學空間。“研在浙大”以“網上浙大”布局為基礎,凝練科研團隊線上協同,構建共建共享的科研生態。

    第三,智慧公共設施。

    談及智慧公共設施,江南大學的綠色校園建設值得一提。江南大學通過理念先導、制度保障、科技依托三位一體的方式,推動學校的節能管理,提高資源利用效率,建立起健全、規范化的節能保障體系?,F在江南大學的每一棟樓,每一個開關都有傳感器,如果人走的時候沒關燈就會立刻進行提示,而且江南大學每一年都會對每一棟樓的能耗進行核算,超過進行處理,剩余進行獎勵。通過這樣的方法,學校的整體能耗大幅度下降,一年電費就可以節省很多開支,同時師生的幸福感也得到了顯著提高。

    智慧校園的進一步發展就是搭建區校一體化平臺。當下,“數據孤島”是一個非常突出的問題,區域和學校都有數據孤島,甚至同一個學校內會出現圖書系統、教務系統、人事系統等十幾套系統,要破解這個問題就必然要考慮一體化,首先實現校內一體化然后實現區校一體化。

    武漢市漢陽區區校一體化平臺是推進實現區校一體化的典型探索。武漢市漢陽區智慧教育在區校一體化平臺的支撐下先后打造出1所全國翻轉課堂名校、2所湖北省數字校園示范校、3所武漢市第一批四星級智慧校園、6所武漢市翻轉課堂2.0實驗校。漢陽淘汰了所有學校的數字校園系統,基于區域云平臺進行智慧校園的虛擬開通,從頂層式設計上確保區校平臺架構一體化,實現一體化的用戶管理、資源管理和協同服務,實現了統一的用戶標準、資源標準、服務標準、管理標準。而且為了推進工作,他們要求老師的所有工作交流都在這個一體化平臺上進行,并為大家提供全部公共服務,這樣就大規模地避免了數據孤島的問題。

    重點方向5:創新應用

    第一個方面是新教學。

    銀川十五中采用“互聯網+3571講學稿”的高效教學模式,將信息技術與教學過程深度融合,學校以“寧夏教育資源公共服務平臺”為抓手,以校本“講學稿”為載體。3571是指,線上線下相結合的“教學3階段、課前預習5環節、課堂教學7步驟、課后鞏固1過程”。學校數學和語文的教學改革力度非常大,效果也很好,現在已經從全區排名中游變成了全區第一。

    第二個方面是新應用。

    評價改革有4種,分別是結果評價、過程評價、增值評價以及綜合評價。

    在結果評價方面,南昌市信息化高中學業水平考試采用了新模式,學??荚嚥辉偌堎|試卷而是采用機考,效果非常好,也沒有出現過任何安全事故。計算機考試需進行人臉識別所以可以直接屏蔽信號,考場隨機排班,周圍學生的考試科目都不相同,也可以避免作弊的問題。

    在過程評價方面,寧夏回族自治區中小學教師信息素養測評是一個典型,測評在華中師范大學國家數字化學習工程技術研究中心和寧夏回族自治區教育廳的通力合作下促成,教師參與率基本到達了100%。測評初步結果顯示,教師信息素養測評合格率達99%、優秀率達57%。

    重點方向6:可信安全

    最后一個重點方向是可信安全,我們要增強感知能力、保障綠色上網、推動可信用、健全應用的監管。

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    以前要求教育系統內不能出現對學生不好的內容,但這些只是最基本的要求,現在我們的安全要求會更高一些,比如學生學習記錄的確權不可偽造不可篡改,綜合素質評價過程中對學生的分數和評價不能篡改。

    麻省理工學院研發的區塊鏈數字證書,就實現了這樣的要求。2015年秋季,麻省理工學院的媒體實驗室應用區塊鏈技術研發了學習證書平臺。老師可以使用私鑰加密并對證書進行簽名,然后再使用私鑰在比特幣區塊鏈上創建一個記錄,證明該證書在某個時間頒發給了誰。

    03 路徑:教育新基建支撐高質量教育體系建設

    我們的目標是利用新基建來支撐高質量的教育體系建設,實現差異化教學、個性化學習、精細化管理、數據驅動科研以及智能化服務,這將是中國一個比較理想的教育生態。

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    在我看來,實現教育新基建支撐高質量教育體系建設的路徑包括四點:

    第一,要構建以學生為中心,更加連接、開放、靈活的教育。

    個性化學習是指針對學習者的個性差異和發展潛能,采用靈活、適合的學習方式、學習策略來支持學習者個體學習需求與發展的、以學習者為中心的學習方式。以個別差異為出發點,以學習者的興趣與需要為中心、以每個學生能力與個性的最大發展為目標。

    要開展以學生為中心的教育經常被提及,但是要真正實現仍然要繼續加強教育與技術的融合。我們的師生比例決定了一個老師要面對很多學生,是一個大規模的教育,在不減小教育規模的前提下,想實現以學生為中心的教育,就必須實現規?;c個性化的統一,這個在過去是不可能做到的。但是現在我們擁有了大數據和人工智能,就可以精細刻畫每一個學生的情況,然后進行針對性的學習干預和資源推送,這樣以學生為中心的教育就成為了可能。

    第二,構建虛實結合,更具沉浸式的教育。

    以前我們希望上課能夠身臨其境,能夠和不同地方的同學在一起交流討論,這都是不可能的,但現在隨著虛擬現實、全息投影、5G等技術的出現,我們基本可以做到身臨其境的教學。但是沉浸式教學對技術要求很高,這也是后續比較明確的一個發展方向。

    第三,構建數據驅動,更加精準的教育。

    我們要“創新評價工具,利用人工智能、大數據等現代信息技術,探索開展學生各年級學習情況全過程縱向評價、德智體美勞全要素橫向評價”,要改進結果評價,強化過程評價,探索增值評價,健全綜合評價。

    第四,構建人技結合,更加智能的教育。

    現在智能技術在教育方面的應用還有待完善,隨著技術的成熟,人工智能也將為老師和學生提供更加智能的教育。AI和HI的結合改變了人類和機器的關系,在未來,可能每個學生都會有智能學伴,每個老師也都會擁有智能助教。

    展望未來,教育新基建助力加快構建智能時代教育新生態。

    在推動智能學習資源聚合服務新生態的構建方面,人工智能、虛擬現實、混合現實等技術正在推動數字學習資源朝著智能化、虛實結合的方向發展,為學習者構建更具真實性、更強體驗性、更深交互性的學習資源環境。

    在推動教育智力資源服務新生態的構建方面,教育新基建將有力支撐專遞課堂、名師課堂、名校網絡課堂應用,實現更大范圍、更深層面的智力資源普惠共享。教育新基建的實施,將有利于進一步匯聚企業、社會智力資源,助力實現真正意義上的教育“大資源”服務。

    在助力泛在學習與終身學習新生態的構建方面,夯實教育新基建,推進教育數字化轉段升級,將有力保障“人人皆學、處處能學、時時可學”的學習型社會建設。學習者的學習將發生在社會、家庭、學校、工作等泛在學習環境之中,獲得個性化、終身化的學習服務。

    注:吳砥,華中師范大學教授、博導,國家數字化學習工程技術研究中心副主任,教育部教育信息化戰略研究基地(華中)常務副主任。

    標簽:教育信息化專家

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