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華碩作為電腦主板的制造商,亦為顯卡、桌上電腦、通信產品、光驅等產品的廠商,擁有IT產品服務,在全國教育信息化建設推動中,華碩在教育信息化上作出了重要貢獻,對教育信息化推動給出了解決方案。尤為值得的一提的是,在論壇上,華碩幾乎全線硬件產品亮相,不僅有華碩筆記本、平板電腦、專業顯示器、迷你電腦、微型投影儀、路由器、光存儲、鍵鼠等,更有教育行業專用的65寸電子白板、服務器等行業專屬產品,通過軟、硬結合的方案,讓眾多嘉賓和觀眾不僅對華碩廣泛的產品線有了深刻的了解,同時也對華碩的教育信息化解決方案有了更清晰的認知。
2014-2015年,華碩積極推進在全國各地電子書包、翻轉課堂、一對一數字化學習、智慧教育云等項目。華碩數字化教與學系統解決方案在應用過程中,像教室一站式備課工具、課本庫、大數據平臺等不僅實現了數字課本的管理與分享,還對學生學習行為進行了數據分析與診斷,便于實現“因材施教”的教學目標。
針對本次論壇主題結合自身產品和服務優勢,華碩同樣帶來了電子課堂、電子圖書館、移動學習、計算機教室4個教育場景的解決方案,并且現階段已經在多所學校及中等職業院校中進行了部署和使用。特別是在“人人通”試點相對成熟的浙江省多地取得了不俗的成績,這其中包括了教師備課、互動課堂、學生學習等應用內容。
當然,要想實現教育信息化光有完整的解決方案還不夠,終端設備的選擇至關重要,在此華碩更是發揮了自身優勢,可實現從服務器、臺式機、一體機、筆記本電腦到平板電腦甚至手機的全方位智能支持。
NEC中國成立至今,已經進入第20個年頭。這期間,NEC不光是在中國各行業提品和解決方案,同時也在軟件開發和研發領域積極開展了和中國企業的合作。
現在,NEC正致力于以ICT滿足人們在社會生活中對安全、安心、高效、公平的需求,以及在全球范圍內構筑社會基礎設施。
在中國,NEC正通過提供各種產品、服務、技術、解決方案助力中國社會發展。比如,NEC基于人臉識別技術構建智慧機場解決方案和應對空氣污染問題的PM2.5解決方案,另外還有與民生息息相關的醫療和養老解決方案。今后也將繼續為中國的社會發展貢獻自己的力量。
正是在這樣的背景下, 6月27日,2016 NEC 創新解決方案展在京盛大召開。這也是NEC在中國舉辦第九屆創新解決方案展,本屆展會圍繞“智慧城市 觸手可及”這一主題向觀眾呈現NEC最新的產品、技術和解決方案。
在展會現場,筆者親身感受到了NEC在智慧機場、智慧辦公、智慧商店、智慧經銷商、智慧教育等領域的解決方案,以及NEC顯示器、投影機等產品帶來的視聽享受和體驗。
為了能從多個角度展示NEC的技術和服務帶來的智慧城市生活,展會從安心便捷的城市、高效創新的企業和多姿多彩的生活三大主題呈現了NEC在構筑智慧城市中的全方位解決方案。
NEC創新解決方案展自2008年起,每年在北京和上海交替舉辦。2015年的NEC創新解決方案展吸引了超過1500名的觀眾,可謂盛況空前。
中日經濟息息相關,NEC集團希望通過自身擁有的強大的ICT與基于ICT的各項解決方案對中國發展做出更大貢獻,同時為中日經濟交流做出貢獻。
“光明使者”的使命
NEC提出了“Orchestrating a brighter world”的品牌聲明,Orchestrating是指鼓勵人們通過協同互動、深度溝通去解決問題,去尋找發展方向。而brighter有兩層含義,一是指光明,二是指智慧。NEC希望通過智慧的解決方案來打造光明的未來。
NEC全球董事長遠藤信博表示,城市人口的增加會帶來很多問題,如能源問題、食品糧食、水源問題、老齡化問題等。NEC希望通過ICT解決人類社會的各種課題,為人類社會的進步做出貢獻。
如何解決?這就需要借助ICT的力量。
NEC將利用ICT技術聚焦在七大主題領域以推動社會解決方案事業發展:一是人與地球的和諧共生,二是打造安全安心的城市與行政基礎設施 ,三是構建安全高效的生命線基礎設施,四是為多姿多彩的社會提供支撐,五是實現產業與ICT的創新型融合,六是創造突破傳統框架的多元工作方式,七是建設人人充滿活力的豐富多彩的公平社會。
在NEC看來,ICT本身包含三個重要因素,一是計算機,二是網絡,三是解決方案的力量。依托ICT能為各個領域帶來什么價值呢?NEC認為一是實時,二是動態,三是遠程。實時是指采集信息后,能夠馬上轉換信息為解決方案。動態是指解決方案能夠根據需求隨時調整變換。遠程是指對數據進行遠程處理,以及對解決方案的遠程交付。
以NEC人臉識別技術研發實踐為例。臉部識別過程包含兩個步驟,一是識別是否為人臉,二是對人臉的測定。過去的技術對160萬張人臉進行識別需要26秒。如今,應用NEC超分散技術后,采用同樣的CPU只需要0.4秒,這就幾乎等同于實現實時識別,這在現實應用中意義很大,因為現實生活中通常人臉會頻繁地改變朝向,識別速度增加使得同時間內捕捉到的人臉信息數量大幅增加,由此也增加了識別準確度。
“光明使者”要具有智慧
2014年8月27日,經國務院同意,國家有關部門聯合印發了《關于促進智慧城市健康發展的指導意見》(以下簡稱《意見》),《意見》要求各地區、各有關部門認真落實本指導意見提出的各項任務,確保智慧城市建設健康有序推進。《意見》已被業內公認為中國指導智慧城市發展的權威性文件,里面提出的目標、原則、戰略重點、國家支持重點非常清晰。
對中國而言,發展智慧城市被公認是解決中國城鎮化出現大量的新矛盾、新沖突、新問題的一個重要的手段。
以往15年,也是中國城鎮化快速發展的15年。城市數量、城鎮化率、城市面積都在不斷增加,以北京的城市面積為例,回想上世紀90年代的時候,北京市的主城區大概是以三環為界。現在北京已擴展到六環,環數擴大了,面積也相應擴大了幾倍。
記者在展會的嘉賓發言中了解到,目前中國智慧城市發展現狀有以下特點:一是網絡基礎設施有明顯改善;二是城市基礎設施、公共服務逐步智能化;三是新城新區成為智慧城市建設的突破口;四是治理得到創新。當然,中國智慧城市建設也存在一些問題,一是碎片化,各自為戰;二是存在數據孤島,數據的公開化程度也非常低;三是當下仍以互聯網企業居多,在中國提供智慧城市建設服務或支持的,仍以互聯網企業居多,這導致在智慧城市建設市場化的推進過程中會出現缺乏多產業整合的局面;四是還有相當多的國內智慧城市建設都是政府投資,企業因相關商業模式模糊大多保持觀望。
展區掠影 體驗NEC“智慧城市的一天”
作為智慧城市方案的提供者和城市建設的技術服務者,NEC的解決方案可以說已經滲透到城市的每一個角落,與人們的生活緊密相關。在6月27日的2016NEC創新解決方案展上,我們切切實實地體驗了一下以NEC智慧城市解決方案為支撐的“智慧城市的一天”。
早上乘飛機出差,體驗安全便利的智慧機場
相信大家都有過乘坐飛機出差的經歷:冗長的等候隊伍,繁瑣的安檢、值機等乘機手續,浪費了大量寶貴的時間,有時甚至會因此耽誤行程。而NEC的智慧機場解決方案則可以輕松解決這些令人頭疼的課題。
首先帶大家到Smart Airport展區一睹為快,一起去了解支持安全高效運營的智慧機場解決方案,感受高科技給我們帶來的便利。
NEC人臉自助值機,采用世界領先的人臉識別算法,大數據條件下快速比對,方便迅捷地完成人證合一的審查并自助打印登機牌。
NEC的全自動生物識別通關系統BioFAST可以幫助機場將出入境處理流程的14個步驟減少到4個,只需手持護照或其他有效身份證件在自動通關設備處進行掃描通過對面部及指紋的識別,將出入境時邊防檢查的時間縮短到17秒,登機審查也只需3秒,在非常短的時間內實現人證合一的審查,不僅減輕機場滯留的困擾,也為出入境安全檢查提供了保障。
除此之外,NEC還提供多種航空解決方案,為中國民航保駕護航。空中交通流量管理系統,通過空中交通流量進行模擬和預測,確保最大限度地利用空中交通管制的容量,為飛機運營者提供及時、精確的信息;而航班信息顯示系統,可實時顯示最新的航班狀態及各項信息,方便大家即時安排行程。駕駛艙話音降噪解決方案可實現語音的一鍵式降噪處理,同時支持多級處理方式,可為航空公司提供安全管理技術保障。通用航空整體解決方案,集成大量世界上技術頂尖的產品和最先進的人臉識別和指靜脈識別技術,涵蓋空管設備、基礎設施、飛機維修、機場管理、機場安全等。在世界上最繁忙的機場中,采用NEC解決方案的機場占據70%。智慧民航解決方案同樣集成先進的生物識別技術,擁有多項技術專利,方案綜合全面,涵蓋路側和空側,世界上有超過200個機場應用NEC智慧民航解決方案。
上午抵達辦公室,體驗多樣化工作方式和智慧辦公
離開機場,抵達辦公室,讓我們去領略一下安心、安全、創新的NEC智慧辦公解決方案的魅力。
信息化時代,智慧辦公概念已經滲透到我們日常工作的方方面面。NEC智慧辦公解決方案,通過信息技術的靈活使用,結合空間布局設計,幫助最大程度地有效利用空間,削減辦公成本,實現安心、安全、舒適、高效辦公環境。
人臉識別智能門禁管理系統,采用NEC人臉識別技術引擎,實現對寫字樓、辦公室、庫房等重要場所的人員進出的身份安全確認。NEC的人臉識別技術在準確性和速度上均獲得NIST (美國國家標準與技術研究院)人臉識別測試三連冠。該系統還可以有效地應用在高考或其他重要考試時的防替考、防止冒名盜取物品等領域。辦公區和會議區展示的是利用信息技術助力順暢溝通的解決方案。即使身處跨地域的不同會議室,依然如同身臨其境地處于同一辦公環境,無縫實現跨區域的資料共享,大大提高溝通效果,有效幫助削減龐大的差旅費用和溝通成本。這是NEC的“SmoothSpace”和“ConforMeeting”兩個解決方案的協作效果。在移動辦公區域,我們可以體驗到,無論處于何時何地,都可通過移動終端及VPN虛擬專用網絡安全接入企業網絡,高效處理事務,實現遠程辦公。
企業信息技術部門最關心的是網絡安全和信息安全問題。網絡攻擊時時刻刻都在大量發生,NEC的SDN和網絡安全系統可以實時監測網絡攻擊并實現網絡安全管理的可視化,一旦檢測到來自網絡的攻擊,即可瞬間自動切斷被感染的設備,大幅減低信息泄露風險,實現安心安全的系統運行。在機房區域,可以體驗NEC的SDN和網絡安全解決方案。
中午在便利店購買商品,體驗高效便捷的智慧商店
中午休息吃過午餐,順便去NEC打造的智慧商店逛一下。
隨著信息技術的廣泛應用,便利店專賣店等流通領域逐步通過信息化進行管理和運營,NEC智慧商店解決方案可以為用戶提供包括“三朵云”在內的全方位服務。
首先是便利店云。基于云端技術開發面向連鎖企業實體店鋪的綜合管理信息系統,可實現快速高效的系統部署和應用。第二朵是社區云。這是大數據時代下的社區購物系統,旨在通過整合線上業務,實現線上與線下的融合。第三朵是專賣店云,是基于云端技術開發的面向專賣店企業的綜合管理信息系統,可實現快速低廉的系統部署和應用。此外,這里還有多種流通解決方案。全業務收銀系統的云POS解決方案,充分支持基于云端業務的各種應用,豐富的接口支持各種周邊設備的擴充。基于面部識別技術的云監控解決方案,可對來店客戶進行智能篩選,對于VIP客戶和黑名單人員進行即時提醒,并可實現對店鋪的遠程監管。應用大數據的促銷價格最佳實踐解決方案,通過對后臺數據對價格趨勢的把控,進行促銷方案的策劃和實踐,使店鋪銷售額最大化。需求預測與自動訂貨解決方案,通過大數據預測需求,進行智能訂貨,保持最佳庫存。應用圖像識別技術的云貨架,對貨架商品進行掃描,掌握貨物陳列和銷售情況,幫助經營者進行管理決策。
在看似平常的商店購物中,正是由于如此多的看不到的信息化解決方案在后面保駕護航,才讓經營管理者實時精準把控經營狀況,讓消費者感受輕松便捷的購物體驗。
下午前往4S店視察,體驗智能的汽車營銷
在汽車4S店,我們體驗到了智能購車的全過程。
NEC智能汽車經銷商解決方案通過應用面部識別技術的人機交互一體機設備,以及智能電子商談桌等為載體,關聯廠家系統、經銷店系統與社交媒體,建立起更高效更具吸引力的汽車銷售以及服務環境。人機交互一體機可通過購車者的面部數據識別其性別及年齡等信息,自動為其推薦合適的車型;并通過觸摸屏輕松定制自己喜歡的汽車,360度全方位了解汽車的各項信息,體驗選車的樂趣;在選定理想車型后,智能商談桌可以幫助快速提供購車金融計劃,完成購買過程。汽車廠商經銷商也可以對潛在客戶的需求及喜好利用大數據進行分析,從而進行更為有效更有針對性的新車企劃和營銷推廣活動。
怎么樣,如此便捷有趣的4S店的購車過程,是不是也想親身去體驗一下呢。
傍晚在線學習,智慧教育讓學習隨時隨地
忙完了一天的工作,還可以利用NEC智慧教育解決方案隨時隨地關注孩子的學習情況。
伴隨教育信息化進程的推進,教育模式正在不斷改革創新。NEC智慧教育解決方案,專注K12教育,全面覆蓋課堂教學、考試/閱卷、教師培訓等重要教學環節,變革傳統教學模式,讓教育更“智慧”!
其中,在課堂教學方面,睿課堂數字化教學平臺充分發揮平板電腦和無線網絡的特長,覆蓋課前、課中、課后全教學環節,加強師生互動效果,激發學生學習興趣,大幅提高教學效率。電子書包管控解決方案便于教師掌控教學過程,幫助教師根據實際教學需要限定學生使用相應程序、訪問相應網站等,從而可確保學生上課期間集中精神專注于學習。同時,在考試/閱卷方面,i-Easy網上閱卷解決方案基于高速掃描、圖像識別技術,面向中小學提供自帶題庫、可自動組卷的考試閱卷系統。支持線下和線上兩種模式,可自動生成成績統計報表,有效減輕教師閱卷負擔,有效提高考試效率。i-Easy信息技術考試系統,基于B/S架構,適用于市教育局/學校組織的信息技術考試,支持各類Office、Windows、IE等操作題且能自動評分。此外,在教師培訓方面,i-Easy在線考培教育解決方案面向學校(及企業)提供在線培訓及在線考試系統,實現7×24小時隨時隨地的學習,提高考培效率,節約教育經費。
NEC智慧教育解決方案,讓老師更省心,讓家長更放心,讓學生更開心。
晚上影院娛樂時間,享受高清絢麗的視覺體驗
經過一天的工作學習,晚上到大劇院聽聽歌劇、去天文館看看星空,放松身心,貼近自然。NEC的4K旗艦色彩工程顯示器、全新高清激光工程投影機,可以為你打造視覺的饕餮盛宴。
4K旗艦色彩工程顯示器,提供高達84英寸可視范圍和4K物理分辨率,保證了超高的畫質效果、捕獲了觀眾的注意力,加上Spectraview專業色彩校正、OPS擴展卡槽等眾多的先進功能和選配件,提供滿足各種行業需求的高端解決方案。
關鍵詞:少數民族預科;信息系統;人工智能;可視化計算
DOIDOI:10.11907/rjdk.161573
中圖分類號:TP319
文獻標識碼:A文章編號文章編號:16727800(2016)009008503
基金項目基金項目:云南省教育廳科學研究基金項目(2015Y245)
作者簡介作者簡介:楊悟道(1982-),男,云南昆明人,碩士,云南民族大學預科教育學院助教,研究方向為可視化計算與人工智能;吳燁(1977-),男,云南昭通人,博士,云南民族大學預科教育學院副院長,研究方向為教育經濟管理。本文通訊作者為吳燁。
0引言
少數民族預科教育是少數民族地區學生通向國家高等教育的金橋。隨著招生規模的擴大,生源的差異性和特殊性,高等學校民族預科管理工作變得繁瑣和復雜[1]。為有效促進信息技術與教育教學管理的深度融合,滿足少數民族預科學生學業評價與測評需要,基于可視化計算融合社交網絡平臺,設計并開發了適合預科教育的綜合管理評價系統。
1系統概述
少數民族預科學生教育管理工作具有自身特點,需要投入更多的時間和精力,需要更為先進的管理理念和技術[1]。傳統的學生信息管理系統僅僅只是記錄學生基本信息,對日常行為的跟蹤和痕跡管理沒有明確記錄,適應民族學生特點的管理信息系統處于空白狀態。隨著移動互聯網的快速發展,社交網絡平臺能夠跨地域、跨時間和空間被普通用戶快速接受。進校后的少數民族學生對智能手機的使用率達到96%,民族預科學生管理迫切需要擺脫傳統管理模式的束縛。基于此,采用靈活先進的教育理念和信息化管理方式,以少數民族學生為中心,基于移動互聯網技術,設計和開發一套適合少數民族預科學生特點的智能學生信息管理系統勢在必行。
設計項目組成員在少數民族預科基地對2 700人進行了問卷調查,內容涉及到民族學生學籍管理、考勤管理、選課管理、課程表管理、成績登陸查詢、考試管理等模塊的現狀分析以及期望意見。針對可視化移動互聯網解決方案,設計人員提出幾個思考問題:①如何將信息化解決方案與少數民族預科教育教學實際進行深度融合;②如何提高融合信度;③如何提高基于移動社交網絡快速擴散信息傳播速度;④如何通過本平臺對痕跡行為跟蹤,從而對提取的數據進行可視化渲染。以上4點也是本課題要解決的難點。作為綜合評價系統,不僅是信息記錄和反饋,更重要的是自動化分析和評價,從而為管理者建立合理和健全的管理評價體系提供強有力的支持。同時,自動化評價機制要有相應的技術作支撐。系統設計流程如圖1所示。
2系統架構設計
基于建構主義的可視化技術為教育信息化建設開辟了一個新的領域[2]。可視化技術在大數據時代,將以往一堆枯燥乏味的數據變得生靈活現,讓數據變得不僅有意義,還讓其變得直觀、易懂,達到個性化特點[3]。本課題在可視化計算方面,將從語義網入手建立本體語義規則,運用教育技術領域概念圖[7]等技術開發數據可視化圖解對象。軟件系統采用Java Web框架引擎開發,斯坦福大學開發的本體建模工具Protégé用于生成自動推理機引擎,利用惠普實驗室的Jena API包構建語義本體語義解析語義規則庫,可視化表示層采用MIT媒體實驗室開發包processing2.2.1。
2.1系統開發步驟
系統開發分兩階段:①軟件系統研發階段;②試運行進行系統測試。
軟件需求分析是科研項目的重要環節,課題的最終實現是以軟件系統實施到預科教育教學管理當中,科研成果最終是服務于少數民族廣大師生。軟件系統研發的成功因素高度依賴于軟件需求分析報告,整個系統研發均采用瀑布模型,見圖2。
2.2系統架構
系統架構見圖3。
5系統功能
系統優化了教育教學資源,使相關使用人員能夠對學生的學習資源和學習過程進行設計、開發、利用、管理和評價。
實現數據可視化過程中視覺表征語義符號能夠通過自動推理機引擎進行解析和推理,并在推理過程中使用本體語義規則,符合語義的表達從而提高其相似度。
(1)結合高校教育教學管理特點,認真履行高校政治思想教育要求,建立符合少數民族預科生特點的教育教學綜合管理評價體系。
(2)綜合評價體系以建構主義思想為基礎,符合現代教學系統理論,評價系統力求讓學生在認知過程中積極主動構建自己的學習及生活行為習慣,為開發學生行為痕跡管理提供依據[7]。
(3)綜合評價體系需要計算技術和信息技術進行交互,從而建立人際交互關系。社交網絡利用可視化技術分析個人、群體和社會[8]。
6系統測試
系統性能評估[9]數據分析見表2。
7結語
本系統運用智能化來優化教育教學資源,促進教育教學管理人員對民族預科學生的學習資源和學習過程進行設計、開發、利用、管理和評價;利用系統的痕跡管理對學生的行為進行追蹤取證形成綜合性評價管理,從而提高預科基地教學及學生管理水平。使用該系統大大降低了管理成本,輔導員能第一時間快速了解學生情況,學生能快速地與學校進行互動。下一步工作是加大學生痕跡管理可信度,提高系統的自適應能力。
參考文獻參考文獻:
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近年來,新興技術不斷涌現,并逐漸被運用到教育領域,這些新興技術將給教育帶來持續和深遠的影響。創新是當前教育信息化發展的焦點,新興技術是助推創新的重要引擎之一,其對于課堂的影響已初見端倪,正在深刻影響并改變新一代學生的學習方式,逐步開始扭轉以教師為中心的低效教學形式,并成為有望打破課堂單一教學形態的利器。新興技術在教育中的應用更易被新一代學生所接受,能夠激發學生的學習興趣、提高教師教學效果、豐富課堂的教學環境、促進師生良好的認知體驗和情感體驗,從而有力地促進教育的革新和發展。
通過對全球教育信息化創新實踐活動的分析,“國際教育信息化發展研究”項目組總結提煉出在教育信息化領域涌現的十大新技術應用,內容如下。
智能機器人將成為未來學習伙伴
智能機器人具有革新的技術,高水平的數字化和智能化程度,其在學習中可同時具備益智學習工具、情境建設者、學習伙伴三個不同角色。智能機器人作為益智學習工具逐漸成為“做中學”學習模式的主題和項目,并在世界各國都有極大發展。
日本是機器人教育大國,其近期開發的一款以機器人和投影設備為主的R-learning系統,主要用于協作兒童在故事場景中的設計和渲染,學生通過在繪制的故事場景中操控機器人來完成預設角色的行為,從而培養他們的合作力、想象力及創造力。
3D打印將顛覆學生實踐范式
3D打印是一種利用三維數字形式對空間構造的物理或虛擬實體對象進行快速成型的技術。3D打印對于教學和學習的重要價值體現在能夠將特定物理及虛擬事物更加真實地加以呈現,使學生獲得深刻的感知體驗。3D打印機可以將抽象的空間構思轉變為真實的、立體的彩色模型,某些難以理解的空間概念和構造因被引入到“現實”世界中而變得更加具體、直觀。3D打印技術為學習者開辟了嶄新的學習空間,學習者通過設計、制作、展示等多種角色進入到該學習空間中,親歷學習過程的趣味性和生動性。同時,通過親身體驗、親自參與,學生的思維能力、設計能力和動手能力都得到了全面協調的發展和提高。
目前,一些國家和組織已經開始探索3D打印在教育領域中的應用。英國教育部開展了一項為期一年的試驗項目(2012年10月至2013年9月),該項目以21個學校為試驗點,將3D打印技術系統地應用于數學、物理、計算機科學、工程和設計等課程中,探索3D 打印的教學應用,推動教學創新。有些教師在歷史課堂上使用3D 打印的歷史古跡和文物模型,模擬還原部分歷史事件、人物或場景,使學生在課堂上就能像在博物館里一樣,“觸摸”到真實的歷史。
創客運動夯實技術課程“做中學”教學模式
開源硬件與創客運動是近年來風行全球的一個科技文化現象,被認為是制造業創新及第三次工業革命的重要推手,前面提及的3D打印技術的發展及迅速普及就是其直接產物。教育應用是許多創客空間、創客團隊和開源硬件開發者所關注的焦點之一。
開源硬件顯著降低了高級硬件產品的開發成本和復雜程度,使沒有或有極少技術背景的普通師生也能輕松從事作品原型創作或產品開發,為所有學生發揮想象力、進行各種水平的創新活動提供前所未有的前景。以Arduino為代表的開源硬件已在學校的科學創新活動中占有一席之地。樹莓派(Raspberry Pi)是繼Arduino后在教育領域獲得成功的另一種開源硬件,越來越多的學校將其用于教學,實施課堂“做中學”教學模式。
從2012年起,樹莓派基金會協同英國劍橋大學和英國計算機協會(BCS)等機構,通過開展各種活動和研討會等形式,為中小學培訓了數千名熟悉樹莓派的各學科骨干教師,為樹莓派深度支持教學活動奠定了堅實基礎。2013年12月,IBM非洲研究院實施的“推動改善非洲教育質量項目”,將樹莓派、傳感器和編程實踐(使用Python和Scratch)整合到現有中學地理教材中,學生在教學過程中邊做邊學,以此評估技術的有效性。研究結果表明,這些新技術的使用充分激發了學生的學習興趣,培養了學生的創造性思維等。
為推動創客運動及開源硬件與教學深度融合,很多具有國際影響的公司不遺余力地在大學甚至中學免費提供開源硬件,鼓勵學生開展創新活動。比如Intel公司于2013年推出了Galileo開發板,并在全球遴選1000所學校免費提供。
體感技術將帶給“數字土著”學習新體驗
體感技術與自然語言交互是繼鍵盤+鼠標、多點觸控之后獲得廣泛應用的第三大類操作方式,體感技術使人們無需借助復雜的控制設備,直接使用肢體動作與數字設備和環境進行互動,并根據人的動作來完成各種指令,就像為計算機配備了一雙精準有效的“眼睛”。體感技術不但是一種創新的操控方式,還擁有強大的數據監測和數據分析功能。可以預期,未來的體感交互將體現為可穿戴設備的形式,成為“數字土著”一代身上的必備學習品,為用戶帶來更刺激、更具現場感的愉悅學習體驗。
微軟公司開發的Kinect是一種典型的體感技術,在Xbox系列游戲機上作為首選控制工具,被認為是當前用戶體驗最佳的交互工具。在教育領域中,Kinect體感技術可以通過特定的軟件連接至投影儀,從而可以將計算機上的任何操作界面信息投影至屏幕上,以達到支持手勢及觸控等操作。德國的一所大學使用這種設備,將網站直接投影至墻面上,學生可以像在iPad上一樣使用手勢進行操作、瀏覽。隨著人們對體感技術優勢日益深入的了解,其在教育領域一些特定方面的應用(如體育鍛煉、幼兒教育和特殊教育等)可能成為一種趨勢。
教育游戲“登堂入室”開始進入課堂教學
教育游戲是一種含有教育目標的游戲,它通過游戲的方式為學生營造特定的情境,通過引導、訓練、模擬等形式來強化學習效果。教育游戲通過創設融入教育目標的故事情境,引導學生在游戲中以探究和合作的方式完成游戲任務,不僅能幫助學生建構特定學科知識,還能拓寬學生的知識面、鍛煉學生的獨立思考能力、發展學生的合作能力、提高學生的社會責任感。
在美國科學家聯盟推行的“學科學計劃”服務中,有一款輔助學習生物學的“免疫攻擊”3D立體游戲。“免疫攻擊”將娛樂性與教育性較好地結合起來:一方面利用信息技術使抽象的概念形象化,幫助學生的學習和理解;另一方面,游戲中的競爭與趣味性減少了學習生物學過程中的枯燥性,提高了學生學習的積極性與主動性。該游戲在實踐中獲得了良好的效果,現已為全美14所高中所采用,大約1000名教師使用此游戲進行教學活動。
教育游戲除在課堂教學中得到實際應用外,也將成為職業教育、企業培訓的重要手段和方式,眾多高等院校、專業機構和大型企業都致力于教育游戲的研究與設計。
虛擬世界中正在隱現“真實課堂”
Second Life(中文譯作“第二人生”)是由林登實驗室(Linden Lab)建立的互聯網上的三維虛擬世界,測試版于2003年5月。其最大特點就是為用戶提供一個平臺和工具,讓人們在這里盡情發揮自己的創造力。用戶通過注冊成為Second Life的居民,居民可以定制自己的虛擬化身(性別、相貌、身高、膚色等),虛擬化身可以像在現實世界中一樣進行漫游、交流、購物、學習等活動。根據Linden Lab公布的歷史成就統計,截至2013年,Second Life已經擁有3600萬注冊用戶,累計在線時間相當于21.7266萬年。平均每月有超過40萬新用戶加入,而月均活躍用戶數量則有100萬。
目前,商業、新聞、影視、醫藥衛生、航天、軍事、建筑設計、旅游、娛樂和教育等行業都紛紛加入到這一虛擬世界的浪潮中。例如,在語言教學中,利用Second Life為學習者創建社會交往與情境相關的、高度仿真的虛擬生活空間,使學習者在進行語言交流時能感受到極強的臨場感。以Second Life設計思想為原型開發的教育專用工具,如Virtual Campus等,則提供了模擬校園中各種學習場所和活動空間的工具。
移動衛星車助力經濟欠發達地區信息化課堂
由于經濟落后、地理位置偏遠等原因,依托教學點開展教學廣泛存在于世界各地,特別是在非洲、南美和亞洲的部分經濟欠發達國家或地區。教學點(也稱為“不完全小學”)是一種為學生提供小學教育的場所。由于師資力量十分匱乏,教學點通常只招收部分年級的學生,也難以開齊所在國家的規定課程。教學點的教師通常一個人負責一個年級或整所學校所有學科的教學。
為應對這一挑戰,世界各國均嘗試使用信息技術來提升教學質量。在一些經濟欠發達國家和地區的教學點,除教學光盤播放、衛星接收和網絡傳輸這三種常見的資源共享方式外,利用“移動衛星車”構建信息化課堂成為提供優質學習資源和學習支持平臺的一種新方式,從而形成了新的課堂形態。巴基斯坦是兒童失學率和盲率最高的國家之一,國內教育發展水平較低,偏遠地區教育十分落后。2012年7月,受英國國際發展部資助,巴基斯坦教育部發起了“移動衛星車”項目。該項目旨在共享優質教育資源,提升經濟欠發達地區教學點的教學質量。
云計算環境延展了課堂教學邊界
云計算(Cloud Computing)是一種基于互聯網的專門計算資源中心和服務模式,用戶可按自己所需獲得所必要的計算服務,并可根據業務的發展持續擴展這種服務。云計算獨有的在線協作、文件存儲、虛擬化、靈活訪問和低廉的使用維護成本等特點尤其適合教育應用。越來越多的學校和教育機構在尋求諸如智慧校園和其他教育信息化解決方案時,都將基于云計算的基礎架構視為首選。隨著教育信息化基礎設施的不斷完善,云計算技術在教育領域中的重要性將日益凸顯。
利用云計算改造現有信息化架構已成常態,許多學校都利用基本云計算和服務將原有的電子郵件基礎設施遷移成基于Gmail和Google Doc的教學管理和辦公平臺。澳大利亞維多利亞州政府教育部與微軟簽署了一項長期合作協議(2013~2018年),利用Office 365建立一個覆蓋全州所有教育機構的云學習共享和協作平臺,將學習的“課堂”延展至學生生活的幾乎每個角落。
社會性虛擬社區支撐大規模合作學習
近年來,隨著Facebook、Twitter、MySpace、Flickr和YouTube等社會性網絡工具的廣泛應用,BBS等傳統在線社區已經逐步被大型社會性虛擬社區所取代。
美國的一個官方調研發現,56%的年輕人利用社會網絡站點、MySpace、Workspace及Facebook等社會性虛擬社區開展創作活動。這些大型社會性虛擬社區將世界各地的人群通過網絡組織到一起,因此,非常有益于開展大規模的跨國、跨地區的合作交流。大型社會性虛擬社區不僅實現了用戶從接受信息向創造信息的轉變,而且其良好的交互性及豐富的參與性,促進了社會性虛擬社區成員之間的溝通、交流。例如,新媒體聯盟將來自世界多個國家的專家聚集在Wiki space平臺上,通過成立專家委員會開展地平線項目研究。同樣,這些大型社會性虛擬社區也為世界各地的學生開展合作學習創設了良好的平臺。Google+是 Google 公司推出的社交網站與身份服務,社交圈是 Google+ 最重要的一個功能,社交圈的另一功能為調整信息流的各個社交圈信息的多少。
學習分析技術支持規模化教學形式變革
關鍵詞:移動互聯網;云平臺;移動校園;生態鏈
【中圖分類號】G40-057【文獻標識碼】A【論文編號】1009―8097(2015)03―0069―07【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2015.03.011
引言
“開放、互聯、快速、運營”是近年來人們用來描述移動互聯網的幾個常見關鍵詞。毋庸置疑,移動互聯網的出現極大地改變了人們的生活方式。信息化已不可避免地延伸到每一個單位,同時,3G、4G智能移動終端的普及,讓數字校園的資源快速地鉆進了學生的口袋,信息正以史無前例的速度傳播,并產生驚人的影響。與互聯網相比,移動互聯網是一個全新的所在。
高校的移動校園建設,應堅持“應用驅動,開放共贏”的理念,以服務師生為出發點,結合“辦公移動化、學習碎片化、活動多樣化”的發展趨勢,并考慮到未來建設與發展所需面對的“信息技術條件下的人才培養模式創新”等課題,需要將師生的日常工作、學習、生活甚至周邊商業、移動互聯網都進行充分的整合,打造以移動客戶端為中心的移動校園生態鏈。
一 高校移動校園建設的需求規劃及思考
在任何一所高校中,面向師生的服務相關建設一直都是一項龐大的系統工程,應該服從于自身的定位和長期發展目標。目前高校教育信息化正在向移動信息化,移動管理、移動辦公的發展方向,以移動技術為核心的數字化校園產品的構建需求迫切,并將很快成為高校教育信息化解決方案中的核心構成。
在推進移動校園開發、部署甚至廣泛使用的同時,學校需要構筑一致的底層數據平臺、標準的基礎模型、完整的統一視圖、豐富的應用呈現,才能使移動校園整體煥發活力。結合上述問題分析和實際調研,筆者歸納總結目前國內高校移動校園建設需要滿足如下需求:
1 移動辦公的需求
移動辦公最直接的優勢就是將人們從桌面辦公的方式解放出來,拓展了辦公空間,使師生處理公務時不再受到時間和地點的限制。既提高了辦公效率,又減少了辦公成本。他們可以集中訪問校園所有的移動應用,按需選擇,以實現政務助手為第一出發點。
2 校園生活和應用需求
不再局限于移動辦公的需要,師生還希望獲取更加豐富的移動應用,并獲得優質的用戶體驗,達到滿足學校“產學研管,衣食住行”服務需求。移動平臺與大學以往所有信息化平臺不同,它必須以學生為主體。以為師生提供隨時隨地的服務為目標,這些服務也許精煉,但是更貼近生活。臺灣逢甲大學由于無線終端早在幾年前就發展迅速,所以其移動互聯網應用的發展更加貼近學生的生活。逢甲大學資訊處資訊長李維斌在回顧過去幾年的工作時認為,“由外往內的應用,才是大家樂意使用的應用。”
3 大學生創新創業需求
對于廣大在校生來講,如何獲得創新創業能力訓練,獲得實驗場地和實驗儀器設備、軟件開發環境及能力展示平臺?移動互聯網是對PC互聯網的延伸,這個新的生態規則是不一樣的,屬于投資人的移動互聯網的熱潮已經告一段落,但屬于創業者的移動互聯網的浪潮才剛剛開始。搭建一個讓有創新想法的師生實現其理想抱負的平臺是幫助大學生創業的需要。
4 較低的運行維護成本需求
從實際運營管理的角度出發,移動校園不能參考互聯網“燒錢”式經營運作模式,而是需要統一分發和管理,集中資源,降低運行成本;并逐漸培養出專職的、低成本的運營團隊。二高校移動校園生態鏈的構建
1 建設思路
參考移動互聯網成功的運作模式,高校雖然不能商業化對待移動校園,但必須要對接移動互聯網。一旦擁有了豐富的應用,并滲透到師生的生活與工作當中,培養出有競爭力的開發團隊和運營主體,移動校園就有了再生的能力。而這最直接、最寶貴的產物就是:擁有一個可持續發展、生命力旺盛的移動應用服務生態鏈,進而建立起一個完善的價值鏈。這個生態鏈的重要幾環包括:
(1)標準、規范、平臺是開放基礎
移動校園需基于云端的開放,借助企業級開發平臺充分調動起大量個體開發者、企業開發者的力量,基于標準的開發協議、開發規范、開發組件來開發移動應用服務,實現應用的自增長、高速迭代;同時,通過標準接口快速對接大量成熟的移動互聯網應用,完成資源的整合。
(2)安全是開放之本,開放與安全并駕齊驅
開放的同時,應用的安全、數據的安全、用戶信息的安全必須跟上,通過完善的應用數據授權和用戶授權等安全措施為所打造的“移動應用服務生態鏈”保駕護航。
(3)用戶、學校、合作伙伴多方共贏
為在校師生用戶提供覆蓋管理、學習、生活、出行等全方位的便捷服務,予其所需、棄其所厭,用戶體驗將得到空前重視和響應;幫助學校盤活各種資源,協作完成資源與應用增值,并幫助培養校級專業運營團隊;幫助合作伙伴降低市場切入成本、應用構建與推廣成本,幫助其獲取高效益產出。
(4)追求極致、快速響應、持續迭代
這是移動互聯網生存之道,唯其如此,才能保持移動互聯網應用的長久生命力。
(5)移動平臺先行,移動應用跟上
通過開放的平臺,集成多方智慧,為用戶提供更豐富、更個性化的應用服務,為開發者提供創意的空間,為學校提升用戶黏性,最大化實現使用價值,并管理上層N多應用,切實減少信息辦人員的維護工作量,以及支撐上層應用運行,保障用戶終端流暢體驗。
2建設過程
本文以黑龍江大學構建移動校園生態鏈為例,學校前期部署的移動校園平臺,對公共應用如通知公告等快速利用平臺工具進行了整合,包括相關樓宇位置、班車路線數據等進行了處理。保證了公共應用的快速見效,并及時到應用市場。通過集成應用開發,在PC版業務基礎上實現應用定制開發,并考慮到移動業務很少生產數據的特點,采用中間件、數據庫同步、管理員維護等多種數據集成手段實現了數據集成工作,這樣就可以保證5~10個工作日開發一個應用,并且后續持續不斷地開發新的功能,到校園應用市場。
(1)統一規劃
移動校園平臺建設是一個系統工程,需要充分考慮與傳統管理信息化業務建設的差異。因此建設之前須站在整個學校的層面,做好項目分析和規劃設計工作,整體考慮、統一規劃,確保統一的信息標準、統一的技術路線、統一的基礎架構和統一的組織管理。
(2)分步實施
項目建設周期雖然較傳統項目較短,但同樣涉及需求調研、方案論證、系統選型、部署與集成、人員培訓、推廣應用、運行反饋、修改完善等多個過程,因此整個建設過程必須統籌安排、分步實施,確保項目的進度和質量、降低項目失敗的風險。
(3)加強應用
移動校園平臺建設的核心目的是“應用”,使各個職能部門實現管理信息化,實現更簡便快捷的溝通,實現不同職能部門之間的數據共享與交換,提高決策的科學性和民主性,減員增效,形成充滿活力的新型管理機制;為廣大師生提供個性化的綜合信息服務。因此,移動校園平臺建設必須堅持以應用為主導、優先確保應用系統建設,加強應用、以“應用起來”為主要目的。
(4)資源整合
移動校園平臺是一個龐大的系統,學校經過十多年的信息化建設,購置、開發了不少應用系統,沉淀了大量的信息資源,平臺建設必須考慮保護原有的投資、充分利用已有的信息資源,充分發揮它們的作用。因此,移動校園平臺建設必須不斷整合已有的信息資源、開發新的資源,建設集中的信息資源管理機制。
(5)共享數據
學校原有的多個應用系統不能互聯互通、不能共享數據,形成一個個信息孤島,導致重復建設、重復工作,嚴重影響了學校的信息化建設和日常管理工作。因此,移動校園平臺建設必須確保各個應用系統之間的數據共享與實時交換。
3 移動校園生態鏈的構建
移動校園不僅要定位為提供學習、交友、活動、獲取校園資訊等應用服務,更要考慮整合校內外資源,為師生提供基于移動互聯網的涵蓋校園周邊的應用服務,進而形成完整的生態鏈,學校規劃中的移動校園整體架構如圖1所示。
(1)校園“私有云”服務
校園“私有云”作為移動校園的核心,校內及第三方移動應用的集成和分發平臺,為校內用戶提供應用推薦和推送服務,管理學校內部的私有移動應用,有完善的權限控制功能和數據標準,是由學校主導的可定制應用的服務平臺,它主要由以下應用構成:
公共服務應用:公共服務應用能夠滿足不同角色用戶的需求,提供用戶可訂閱、可管理的移動應用服務,每一個應用作為一個獨立的服務單元,在移動平臺之上。借助移動平臺的集成能力和開放特性,構建移動終端無差別的用戶體驗,并由學校主管部門集中管控、授權。公共移動應用主要包括班車服務、課表提醒、校訊訂閱服務、圖書借閱服務、基于組織機構的校園IM、校園社交協同CCS等應用。
移動業務應用:移動業務應用是學校行政管理移動化的需求實現,由于業務應用復雜度高,操作步驟多,通常在PC端存在,隨著移動化的到來,用戶有需求隨時隨地通過移動互聯網去完成業務操作。移動業務應用的數據由學校OA、學工、教務、科研、教學、迎新、財務等學校核心業務系統提供。我校將每一個業務系統根據其功能特性,按照用戶需求和標準規范,重新開發,實現真正的業務系統移動化,進而幫助師生體驗到移動化帶來的便捷。
第三方應用:與學校構建的移動OA等應用相比,衣食住行等生活服務應用往往是學生手機桌面的快捷應用,這些應用或由學生開發、或是由第三方廠商開發,它們的存在能夠解決學校應用開發能力不足的難題。我校未來將整合與學校相關的第三方應用,將這些應用集成至校園“私有云”,學校可對應用進行審核與管理,學生可按需下載使用。同時提供免費的運營服務,并從用戶的使用反饋出發,推動應用的持續迭代,打造移動校園生態鏈。
(2)移動校園平臺
移動校園平臺是整個移動校園的核心構件,每個移動校園應用均基于移動校園平臺的標準規范開發生產,并且所有的應用都可以基于移動校園平臺實現集中的分發與管理,移動校園平臺還能夠提供與智能終端的連接機制,具備可擴展的能力和分布式的架構。
移動校園應用市場:應用市場存在于移動校園平臺,它能夠將應用集成,實現所有移動校園應用的集中管理與分發。師生只需安裝移動校園平臺,通過訪問其內置的應用市場,即可獲取所有應用。在移動校園建設初期,學校可搭建基于“私有云”的云超市,研發更多移動應用進入云超市,同時,學校也可以選擇開放應用市場,向云超市中添加應用。
移動開放平臺:校內開發者、第三方服務商針對學校開發如課程表、微統計等應用時,需要獲取學校的業務數據或者訪問業務系統,這就需要統一、安全、可靠的標準對接標準。因此,我們考慮建設如下平臺:開發者服務平臺,圍繞服務超市構建的開發者服務平臺以標準的服務幫學校構建開放的服務邊界,為學生創業團隊、第三方應用服務商等開發者提供一站式開發服務支持,實現從應用的開發到上架以及海報、推廣等運營服務,并提供全過程支持,提升進入移動服務超市中的應用質量、豐富學校的應用。能力開放平臺,將成熟的商業開發體系引入高校,幫助學校構建校方的能力開放平臺。通過管控平臺及雙重標準的授權模型,幫學校實現身份認證的識別能力、開放學生的私有數據,如成績、年級等數據。第三方廠商或師生開發者,通過獲取數據,能夠開發出個性化應用,填補學校能力范圍所不能覆蓋的空白。應用管理平臺,可供學校運營管理人員進行用戶管理、應用分發管理以及權限管理。學校可以根據移動校園運營需要,設置不同的管理組,不同的用戶角色,實現差異化的應用推薦、功能設置等,并實現對應用、內容、服務分發的管理和統計。
三 移動校園生態鏈構建的創新性
高校移動校園平臺架構設計上應充分考慮到管理者、開發者和最終用戶。客戶端直接面向最終使用者,提供良好的用戶體驗:開發環境的支持平臺對上層的應用進行統一的部署、管理、維護,并通過開發工具提供開發支持;管理端則為管理者提供全面的維護、統計、分析的工具。這樣就為開發者、使用者、管理者以及平臺提供商串聯起來。
1 面向開發者,通過平臺封裝、接口開放、抓取技術等降低了開發壁壘
簡化開發要求,便于初學者上手。移動應用的開發是基于HTML5進行開發,復雜組件由平臺進行封裝,降低開發壁壘。用戶只需懂得HTML語言就可以開發出適合自己的移動應用,這樣可以挖掘出學校用戶真正的需求和開發欲望,使得學校將具有屬于個性化的,豐富的移動應用。
為開發者提供開放便捷的開發環境。移動校園平臺通過開發工具為任意開發者提供便捷開放的開發環境。目前學校的開發者主要來源于三類角色:第一類是校內學生和老師個體,第二類是學校的業務機構,第三類是周邊中介等商家。這三類角色的開發者都可以按照開發工具規范開發,不僅降低開發難度和開發成本,而且提高開發效率。
采用數據抓取技術,降低業務建設對接成本。系統具備數據抓取的能力,實現真正的跨業務系統(能夠抓取第三方業務系統中的數據),這樣移動應用在對接相關業務系統時,無需考慮業務提供是哪家廠商,也無需關心數據庫等問題,如:公開的抓新聞數據;從網頁上抓取的課表信息,成績信息等,而無需從數據庫集成。
2 面向管理者,實現了統一的入口、版本、分級授權、監控分析等功能
支持內嵌已有應用,為管理者提供統一維護和管理渠道。移動校園平臺不僅可以提供開發工具用以開發校園應用,還可以支持內嵌功能,即內嵌既有的IOS和Android應用,內嵌的IOS和Android應用,可以自行調用自有的服務功能,可以自行進行數據維護。平臺提供統一的權限入口,內嵌的應用還可以通過平臺進行統一的管理和維護。內嵌功能的添加打破了校園應用各自獨立的技術壁壘,有利于各類應用的融合,使得移動終端的應用更為豐富。
版本管理便捷統一,方便升級維護。利用移動校園平臺提供的開發環境開發的移動應用,只需開發一個版本,即可兼容Android、IOS、Windows等手機操作系統,無需針對不同的操作系統開發不同的專用版,大大降低了開發難度、成本和時間。而且可以無縫升級,通過服務端升級,無需頻繁提交App Store等進行審核。
方便的系統管理,為信息辦提供一站式管理平臺。為管理員提供一站式管理渠道。如:用戶組管理、用戶權限管理、通知等。部分應用需要二級管理員管理維護,平臺中提供了二級管理的授權服務以及內容管理維護的界面。方便信息辦統籌管理的同時做好分級維護,減少信息辦工作量,并保障數據維護的及時性和準確性。
完整的數據統計和監控,方便信息辦精準維護和管理。移動平臺對上層應用進行統一的管理和監控,并為信息辦管理員提供各項統計分析指標,方便及時發現問題并迅速響應。如應用的訪問情況、用戶的訪問記錄、運營商用戶訪問情況等。