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        基于5G+云計算的融合教育理論研究

        2021-01-08 09:06:36王春平趙國衛(wèi)孫洪順
        高考·中 2021年11期
        關(guān)鍵詞:個性化精準(zhǔn)素養(yǎng)

        王春平 趙國衛(wèi) 孫洪順

        摘 要:教育信息化是實現(xiàn)現(xiàn)代化教育的核心力量,當(dāng)前時代的教育信息化將不僅關(guān)注于信息環(huán)境的建設(shè)和軟硬件的開發(fā),更應(yīng)該結(jié)合專業(yè)教育理論,依賴智能技術(shù)(包括大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算等技術(shù))推動教育服務(wù)行業(yè)的智能化、教育應(yīng)用的情境化和精準(zhǔn)化,實現(xiàn)教育的革命性轉(zhuǎn)型。本文對5G+云計算結(jié)合當(dāng)代中學(xué)實際教育體系融合的教育理論進(jìn)行研究,以期達(dá)到實現(xiàn)更高效、更精準(zhǔn)的教育目的。

        關(guān)鍵詞:5G;云計算;大數(shù)據(jù);中學(xué)教育理論

        一、研究現(xiàn)狀

        隨著人工智能、大數(shù)據(jù)分析、互聯(lián)網(wǎng)、5G等新一輪技術(shù)革命的不斷發(fā)展,以個性定制化教育為主題的教學(xué)方法探索,已經(jīng)成為教育變革的重要研究方向。采用清華大學(xué)數(shù)字圖書館資源依據(jù)“個性化教學(xué)”為檢索詞進(jìn)行查詢,近10年來共發(fā)表相關(guān)論文1861篇,在此基礎(chǔ)上又以“大數(shù)據(jù)”和“云課堂”為關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索,搜索出近170篇論文??梢娊柚谠朴嬎愫痛髷?shù)據(jù)分析的個性化教育已經(jīng)開始引起學(xué)者的關(guān)注,但目前的研究大多是教育方法的探索,還沒有形成系統(tǒng)的理論,且大部分文章是面向高等教育或者職業(yè)教育開展的研究,面向封閉式環(huán)境下中學(xué)生個性化教育與課堂教育結(jié)合的研究還沒有具體的應(yīng)用實踐。

        國外在大數(shù)據(jù)應(yīng)用于教育領(lǐng)域的探索相對較早,形成的融合教育理論體系也更為成熟。美國在2002年成立“教育教學(xué)研究院”開始探索如何實現(xiàn)精準(zhǔn)教育的理論和方法。為了使大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于在線課堂,促進(jìn)在線教育的發(fā)展,以便被更多的人使用和學(xué)習(xí),哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院利用大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析技術(shù)對edX課程平臺信息進(jìn)行分析,研究各國學(xué)習(xí)者的行為數(shù)據(jù),并加大對行為評價和學(xué)習(xí)激勵的研究[1]。澳大利亞通過My University項目,將學(xué)生和家長對高等教育課程的評價數(shù)據(jù)分析后對大學(xué)進(jìn)行排名,政府依據(jù)此排名數(shù)據(jù)制定相應(yīng)的政策。

        國外的一些教育培訓(xùn)公司也在探索大數(shù)據(jù)在教育應(yīng)用中的價值。美國的Knew ton網(wǎng)上教育利用在線學(xué)習(xí)工具,應(yīng)用適配學(xué)習(xí)技術(shù)[2],通過數(shù)據(jù)收集、推斷、建議三部曲來為學(xué)生提供個性化學(xué)習(xí)方案,為每一位學(xué)生的個性化需求進(jìn)行適配,提供預(yù)測性分析與個性化推薦[3]。英國Pearson集團(tuán)為幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率,促進(jìn)有效教學(xué),追蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)路徑,顯示大量的學(xué)習(xí)成績、課程參與度等數(shù)據(jù),依靠的正是他們開發(fā)的“課程精靈”系統(tǒng),讓學(xué)習(xí)者得到真實的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)“Dream box”可以通過分析和綜合每位學(xué)習(xí)者的數(shù)據(jù),為他們提供適合自身提升的不同路徑與方法[1]。

        二、5G+云計算

        (一)5G

        5G全稱為“第五代移動通信技術(shù)”(5th Generation Mobile Communication Technology)。對于5G的應(yīng)用場景,國際電信聯(lián)盟(ITU)給出的答案為:eMBB(enhanced Mobile Broadband)增強(qiáng)移動寬帶,mMTC (massive Machine Type Communications)大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng),URLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communications)高可靠、低時延。因具備高帶寬、低延遲的特性,5G成為智能網(wǎng)聯(lián)汽車、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、在線學(xué)習(xí)等領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)。

        隨著5G時代的到來,尤其是近年來新冠疫情的較大影響,移動學(xué)習(xí)迎來新的發(fā)展機(jī)遇。較為靈活的移動在線課堂將會逐漸取代傳統(tǒng)教學(xué)課堂,利用碎片時間進(jìn)行學(xué)習(xí)的情況也越來越多。在線學(xué)習(xí)直播課逐步成為現(xiàn)代教育的主要表現(xiàn)形式,VR/AR的應(yīng)用將更廣泛,這也會明顯改善學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)體驗及學(xué)習(xí)的主動性。隨著智能基礎(chǔ)設(shè)施的部署及不斷完善,服務(wù)于智慧教育領(lǐng)域?;?G自身特點(diǎn)及優(yōu)勢,這為移動學(xué)習(xí)奠定了網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),為我國實現(xiàn)教育信息化、現(xiàn)代化提供了契機(jī)。

        (二)云計算

        云計算理論上并不是一種新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù),而是一種新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用概念。云計算是以互聯(lián)網(wǎng)為載體,為網(wǎng)站提供數(shù)據(jù)存儲和云計算服務(wù),每位客戶都可通過互聯(lián)網(wǎng)使用巨大的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)資源。

        云計算維基百科定義:云計算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計算方法,通過該計算方法,共享的軟硬件資源和信息可以按需提供給各個計算機(jī)終端和其他設(shè)備。美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所(National Institute of Standards and Technology)對云計算的定義是:云計算是一種能夠方便地按需訪問可配置計算資源共享池的模型,能夠以最小的管理工作或服務(wù)快速提供和發(fā)布這些資源。運(yùn)用云計算技術(shù),可以在極短的時間內(nèi)完成對海量數(shù)據(jù)的運(yùn)算處理,從而實現(xiàn)強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。通過教育云,可以將移動學(xué)習(xí)的硬件、資源虛擬化,最大化移動學(xué)習(xí)資源的使用效率[4]。云計算具有快速、靈活地提供資源的能力。與傳統(tǒng)模式相比,“云”和“端”都具有無可比擬的優(yōu)勢,它可以實現(xiàn)快速部署和釋放資源。

        云計算是基于互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)服務(wù)增加的,是使用交付模式,通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)提供動態(tài)和虛擬化的資源。5G技術(shù)的應(yīng)用會進(jìn)一步促進(jìn)教育體系及教育形式的不斷完善。通過低時延、流暢的課程直播,師生間可進(jìn)行實時狀態(tài)交互,非常接近線下面對面授課的體驗感。與傳統(tǒng)課堂教育不同的是,線上課堂中每個人的角色發(fā)生了變化,學(xué)習(xí)者既是學(xué)習(xí)者,又是學(xué)習(xí)資源的收集者、發(fā)布者,同學(xué)之間和師生之間都可以開展雙向互動交流,提高學(xué)習(xí)效率,使被動灌輸型教育逐漸轉(zhuǎn)型為主動自發(fā)式探索學(xué)習(xí)。

        三、5G+云計算中學(xué)融合教育體系搭建

        基于5G+云計算的中學(xué)融合教育體系,它是將大數(shù)據(jù)技術(shù)融于教學(xué)活動的全過程,并分析教學(xué)過程所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)(如:每一個學(xué)生的已經(jīng)掌握和未掌握知識的信息),教師根據(jù)對產(chǎn)生數(shù)據(jù)的分析以及可視化的處理結(jié)果,能夠清楚地了解學(xué)生對當(dāng)前知識的掌握情況,判斷未來學(xué)習(xí)走向趨勢,以便調(diào)整相應(yīng)教學(xué)活動與策略,形成一種個性化教學(xué)與共性集中教學(xué)相融合的教育方法,達(dá)到精準(zhǔn)教育的目的。

        總體框架(見圖1):

        (一)備課階段,研究制訂集中授課教案與個性特征學(xué)案

        1.基于教學(xué)大綱和學(xué)科特點(diǎn),搭建學(xué)科全知識模型;

        2.基于云端學(xué)生全教學(xué)周期個性化知識架構(gòu),采用聚類分析算法,提出課堂集中授課教案;

        3.基于學(xué)生個性化動態(tài)實時素養(yǎng)模型,對比學(xué)科全知識模型,研究制訂學(xué)生的個性化學(xué)案。

        (二)上課階段,實現(xiàn)關(guān)鍵共性教學(xué)與個性化精準(zhǔn)教學(xué)相結(jié)合的創(chuàng)新教學(xué)模式

        1.基于云計算提出的授課教案,通過教師集中授課,解決大部分學(xué)生的知識和素養(yǎng)的提升;

        2.基于學(xué)生的個性化學(xué)案,針對性地輔導(dǎo),答疑解惑,實現(xiàn)個性化的精準(zhǔn)教育。

        (三)課后效果評估階段,實現(xiàn)學(xué)生精準(zhǔn)素養(yǎng)評估,搭建全教學(xué)周期的個性化知識架構(gòu)

        1.基于學(xué)科教學(xué)計劃及學(xué)科知識模型,實時提出課后效果評價方案;

        2.采用自助閱卷系統(tǒng),對學(xué)生進(jìn)行實時的教學(xué)效果評價;

        3.將學(xué)生個性化的教學(xué)評價結(jié)果上傳云端,實時建立學(xué)生縱向時間維度和橫向課程緯度的知識架構(gòu)。

        (四)學(xué)生個性化實時素養(yǎng)模型搭建,構(gòu)建螺旋上升式教學(xué)體系

        1.基于云端大數(shù)據(jù)分析計算,搭建學(xué)生個性化動態(tài)實時素養(yǎng)模型;

        2.將學(xué)生個性化實時素養(yǎng)模型動態(tài)反饋至備課階段,構(gòu)建螺旋上升式教學(xué)方法。

        結(jié)束語

        本文以中學(xué)實際教育為基礎(chǔ),充分認(rèn)識及評價學(xué)生知識架構(gòu)和受學(xué)能力的差異,結(jié)合當(dāng)前教育環(huán)境及教育條件,將個性化教育與集中教育有機(jī)結(jié)合起來,發(fā)展一種創(chuàng)新的融合教育理論?;诘蜁r延、高可靠的5G通信技術(shù)以及大數(shù)據(jù)云計算分析方法,實時評測學(xué)生的知識架構(gòu),搭建學(xué)生知識和能力的多維度素養(yǎng)模型,提出共性知識教案和個性知識學(xué)案,實現(xiàn)兩者相融合的教育理念。在課堂集中授課下講授共性知識教案,解決大部分同學(xué)素養(yǎng)模型與大綱全素養(yǎng)模型的差異,通過對個性化知識學(xué)案的培訓(xùn),解決學(xué)生個體差異,補(bǔ)齊短板,強(qiáng)化差異優(yōu)勢,實現(xiàn)中學(xué)精準(zhǔn)教育理念。

        參考文獻(xiàn)

        [1]徐瑛琦.基于大數(shù)據(jù)的個性化教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用研究[D].河北師范大學(xué).

        [2]楊現(xiàn)民,唐斯斯,李冀紅.發(fā)展教育大數(shù)據(jù):內(nèi)涵、價值和挑戰(zhàn)[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究,2016(1):50-61.

        [3]朱夢濤.“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的智慧課堂構(gòu)建研究[D].湖南師范大學(xué),2019.

        [4]李成.5G視域下云計算在移動學(xué)習(xí)中的應(yīng)用研究[J].中國教育技術(shù)裝備,2020.(10):55-57.

        作者簡介:王春平(1982—),女,山東冠縣人,本科。研究方向:中學(xué)地理教育,中學(xué)生教育方法研究。

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