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融入智慧城(chéng)市(shì)的深圳教育雲建設

2019/7/10 14:31:11

摘要:為(wèi)推動智慧城(chéng)市(shì)的建設和教育雲的應用,文章首先分析了智慧城(chéng)市(shì)的研究現狀和實踐情況,并介紹了深圳教育雲項目;接著(zhe),文章從(cóng)體系、基礎和服務三個(gè)維度描述了深圳教育雲架構;然後,文章重點闡釋了融入智慧城(chéng)市(shì)的深圳教育雲特征,包括聯通(tōng)、感測、翻轉和适配;最後,文章基于數據統計和試點學校的典型應用案例分析,總結了深圳教育雲已取得的建設成效。深圳教育雲項目是助力深圳智慧城(chéng)市(shì)建設的重大舉措,而融入智慧城(chéng)市(shì)的深圳教育雲建設,不僅促進了信息技(jì)術(shù)與教育教學的深度融合,而且推動了教育教學的智慧發展。

關鍵詞:深圳教育雲;智慧城(chéng)市(shì);教育雲服務;信息技(jì)術(shù)


2009年(nián),美國(guó)IBM公司在全球率先提出“智慧城(chéng)市(shì)”(Smart City)的概念,指出21世紀的“智慧城(chéng)市(shì)”能(néng)夠充分運用信息和通(tōng)信技(jì)術(shù)手段,感測、分析、整合城(chéng)市(shì)運行核心系統的各項關鍵信息,從(cóng)而對包括民(mín)生(shēng)、環保、公共安全、城(chéng)市(shì)服務、工(gōng)商業(yè)活動在内的各種需求做出智能(néng)的響應,為(wèi)人類創造美好的城(chéng)市(shì)生(shēng)[1]。“智慧城(chéng)市(shì)”的概念提出後,得到(dào)了研究者的廣泛關注,國(guó)内外紛紛開(kāi)展了相(xiàng)關的理論研究,如王璐等[2]将智慧城(chéng)市(shì)分為(wèi)創新驅動型、産業(yè)驅動型、管理服務驅動型、可持續發展型和多(duō)目标發展型,而鄒佳佳等[3]把智慧城(chéng)市(shì)的構架分為(wèi)智慧基礎設施層、決策支持層和智慧服務應用層。此外,還(hái)有一(yī)些研究者就(jiù)智慧城(chéng)市(shì)的理論與實踐[4]、願景與架構[5]、策略[6]和模型[7]等進行了探讨。


基于相(xiàng)關的研究成果,北(běi)京、上(shàng)海、廣州、深圳等城(chéng)市(shì)紛紛啓動智慧城(chéng)市(shì)建設。2010年(nián),深圳市(shì)經濟貿易和信息化委員(yuán)會(huì)發布《智慧深圳規劃綱要(2011-2020年(nián))》,提出要建設系列“深圳雲”,搶占城(chéng)市(shì)與産業(yè)發展制高(gāo)點[8]。深圳教育雲項目是教育信息化引領教育現代化、助力深圳智慧城(chéng)市(shì)建設的重大舉措,旨在運用新一(yī)代信息技(jì)術(shù),為(wèi)師(shī)生(shēng)構建一(yī)個(gè)網絡化、數據化的智慧教學時空,從(cóng)而推動教與學觀念、方式和方法的創新,并利用教育大數據促進教育管理與服務的創新。本研究拟從(cóng)深圳教育雲的整體架構、服務特征、建設成效等方面,介紹深圳推進教育雲項目教學應用的具體情況,以期為(wèi)教育雲的應用和智慧城(chéng)市(shì)的建設提供參考。


一(yī) 深圳教育雲整體架構

深圳教育雲是在一(yī)套體系(教育雲标準體系)和兩大基礎(基礎網絡、數據中心)的支撐下(xià),為(wèi)教育提供六類服務,以實現教師(shī)針對性地教、學生(shēng)個(gè)性化地學和教育管理者科學化地管,其架構如圖1所示。

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圖1  深圳教育雲架構


1 一(yī)套體系

深圳教育雲建立了一(yī)套教育雲标準體系,包括數據标準、管理标準、資源标準、安全标準等内容,主要提供以下(xià)服務:①統一(yī)基礎數據管理。通(tōng)過通(tōng)用接口,為(wèi)接入深圳教育雲的系統提供基礎數據服務;對接到(dào)深圳教育雲的各應用無需對基礎數據進行管理,保障各應用基礎數據的一(yī)緻性。②統一(yī)身份認證。實現單點登錄,滿足不同角色對不同認證方式的要求;提供接口服務,供應用按需調用。③統一(yī)應用接入。承載深圳教育雲内自(zì)建的應用和已建的第三方應用,通(tōng)過應用商店實現應用的添加與下(xià)載。④統一(yī)數據交換。提供深圳教育雲内各應用之間、各應用與平台外其它應用之間交換基礎數據和業(yè)務數據的服務,滿足多(duō)類數據的交換需求。


2 兩大基礎

深圳教育雲根據現有需求,對原有的基礎支撐環境進行完善,提供基礎網絡和數據中心兩大基礎支撐服務:①基礎網絡方面,優化或升級通(tōng)信帶寬、接入方式和設備等,拓寬信息高(gāo)速公路(lù);②數據中心方面,建設互為(wèi)備份的雙數據中心,旨在為(wèi)應用提供雙支撐,并确保數據的大容量存貯和安全、快速地傳輸。


3 六類服務

①雲空間(iSpace)。雲空間是将已有的資源、應用、服務等彙聚融合,所形成的面向個(gè)人和機(jī)構的實名制網絡空間。雲空間既是教育機(jī)構、教師(shī)、學生(shēng)在網絡上(shàng)從(cóng)事(shì)管理、教學、學習等活動的基本環境,也是一(yī)個(gè)集成的、可定制的、可編輯的個(gè)性化信息門(mén)戶。


②雲課堂(iClass)。雲課堂為(wèi)教師(shī)和學生(shēng)提供專項的教與學應用,業(yè)務覆蓋課前、課中、課後三個(gè)階段,立足于課中且滿足課前、課後的教學延伸。通(tōng)過信息技(jì)術(shù)與課堂教學的深度融合,雲課堂為(wèi)教師(shī)提供多(duō)種應用,助力備課、授課、作業(yè)、輔導等教學的信息化;同時,為(wèi)學生(shēng)提供不同學習場景的信息化服務,并支持各類學習終端的接入。


③雲超市(shì)(iEduStore)。雲超市(shì)集資源建設、資源管理和資源應用于一(yī)體,在為(wèi)中小(xiǎo)學師(shī)生(shēng)提供教與學的基礎資源服務的同時,對接深圳已有網絡課堂的優質資源,通(tōng)過資源整合,實現優質教學資源成果的彙集、分類和檢索。具體來說,雲超市(shì)的資源包含教案、課件(jiàn)、素材、資源包等多(duō)類型的同步教學資源,試題、試卷等數字題庫資源,以及正版電(diàn)子課本等專題資源,已形成了較為(wèi)豐富、系統的資源體系。


④雲溝通(tōng)(iMessage)。雲溝通(tōng)是指通(tōng)過雲技(jì)術(shù)和移動互聯網技(jì)術(shù),構建一(yī)個(gè)面向全市(shì)學校、教師(shī)、學生(shēng)、家長(cháng)的交流平台,進行家校互動,實現信息互通(tōng),促進學校、家庭教育的融合。


⑤雲檔案(iFile)。雲檔案是指利用相(xiàng)關信息技(jì)術(shù),由系統自(zì)動記錄師(shī)生(shēng)成長(cháng)曆程,并生(shēng)成師(shī)生(shēng)成長(cháng)檔案,為(wèi)學生(shēng)綜合素養評價、教師(shī)專業(yè)發展等提供科學的數據支持。


⑥雲政務(iGov)。雲政務是指提供教育管理雲服務,通(tōng)過雲化的人、财、事(shì)管理系統的市(shì)級建設,進行兩級應用,減輕基層負擔,實現數據彙聚,并進一(yī)步實現大數據輔助決策。


二 融入智慧城(chéng)市(shì)的深圳教育雲特征

為(wèi)推動智慧城(chéng)市(shì)建設步伐,深圳市(shì)基于智慧城(chéng)市(shì)的感測、分析、整合等特征,結合教育教學的特點,推出了适合智慧城(chéng)市(shì)建設需求的深圳教育雲服務。深圳教育雲首批試點的雲空間、雲課堂、雲超市(shì)等服務,立足于課堂教學,依托智慧城(chéng)市(shì)的設計理念和建設框架,嘗試在教與學活動的各個(gè)環節布入數據埋點,通(tōng)過手持終端進行教與學的快速交互,形成豐富的過程數據,輔之以人工(gōng)智能(néng)技(jì)術(shù)進行數據分析和教學資源推薦,以打造高(gāo)效、互動的課堂。概括而言,融入智慧城(chéng)市(shì)的深圳教育雲具有以下(xià)特征:


1 聯通(tōng)

一(yī)人一(yī)号的網絡學習空間是聯通(tōng)的基礎。自(zì)2012年(nián)起,國(guó)家、省、市(shì)、區、校五級空間建設都已形成一(yī)定規模,學生(shēng)在不同空間的用戶名、口令不盡相(xiàng)同。為(wèi)方便師(shī)生(shēng)使用,深圳教育雲對于已經建成并具有一(yī)定使用粘度的區級空間(如寶安、南(nán)山等區的網絡學習空間),直接進行市(shì)、區兩級空間的對接,并在空間顯著位置互換圖标,由此實現了師(shī)生(shēng)在市(shì)、區兩級空間中的自(zì)由切換。在廣東省信息技(jì)術(shù)中心的支持下(xià),深圳教育雲現已完成與省公共資源服務平台、進而與國(guó)家公共資源服務平台的對接,基本實現了人、機(jī)構、資源、應用之間的聯通(tōng)。


2 感測

深圳教育雲試點中運用最多(duō)的雲課堂,主要提供教師(shī)備課、授課的工(gōng)具和學生(shēng)的在線作業(yè)服務。系統中内置大量的數據埋點,以實現對教與學過程的全面感知與測試。


①在雲課堂中,為(wèi)教師(shī)提供備課、授課工(gōng)具的主要是教師(shī)教學助手。教師(shī)教學助手内置深圳地區正在使用的所有正版教材(電(diàn)子版),教師(shī)通(tōng)過可視化的方式,直接通(tōng)過拖、拉、拽等方式,将文本、音(yīn)頻、視頻等資源添加到(dào)電(diàn)子教材之中,也可鏈接PPT、Word等文件(jiàn)或直接鏈接第三方網站的相(xiàng)關資源。同時,教師(shī)教學助手為(wèi)教師(shī)提供了豐富的課件(jiàn)制作小(xiǎo)工(gōng)具,可實現語言類學科的标準帶讀(dú)和實時評測服務。此外,教師(shī)教學助手為(wèi)每位教師(shī)配備了個(gè)人網盤,便于教師(shī)存儲、查閱教學資源,且其中的存儲空間支持動态的擴展;教師(shī)的工(gōng)作流程也被完整地遷移到(dào)網上(shàng),過程數據得以全面記錄。


②在雲課堂中,學生(shēng)使用頻率最高(gāo)的是在線作業(yè)平台。通(tōng)過電(diàn)腦(nǎo)端軟件(jiàn)或移動端APP登錄在線作業(yè)平台之後,教師(shī)可以布置作業(yè),及時跟蹤全班或某位學生(shēng)的作業(yè)完成情況和錯(cuò)題情況,實時查閱統計分析數據,營造标準化的語言學習環境等;學生(shēng)則可以在線完成教師(shī)布置的作業(yè)、練習英語口語、生(shēng)成錯(cuò)題集、查看(kàn)成績等,還(hái)可以與其他同學互評作業(yè)。與傳統紙(zhǐ)質作業(yè)相(xiàng)比,作業(yè)過程和結果的電(diàn)子化記錄在感知、測試學生(shēng)的學習效果方面有了明顯的提升。


3 翻轉

由于傳統課堂的課時有限,故教師(shī)需在授課與課堂練習之間尋找最佳平衡點。雲課堂中配置的微課體系将課堂翻轉,可随時随地重複使用課程資源,在一(yī)定程度上(shàng)滿足了學生(shēng)的個(gè)性化學習需求。與雲資源中的衆多(duō)課例課件(jiàn)不同,雲課堂微課體系中的微課主要由教師(shī)在課前自(zì)制或在課中同步錄制而成。通(tōng)過如圖2所示的微課教學平台,教師(shī)可以在線創建微課,發布相(xiàng)關的學習任務,并實時查看(kàn)學生(shēng)學習微課的具體情況等;而學生(shēng)可以結合自(zì)己的學習需要,自(zì)主選擇用于課前預習和課後複習的微課内容,在線完成學習任務并查看(kàn)師(shī)生(shēng)點評等。


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圖2  微課教學平台


4 适配

同一(yī)個(gè)班級的學生(shēng)盡管使用的教材、面對的教師(shī)完全相(xiàng)同,但由于每個(gè)學生(shēng)的學情和學力不同,故他們對課程資源的需求有所不同;而同一(yī)年(nián)級同一(yī)學科的不同教師(shī),盡管教的是同一(yī)門(mén)課,但由于每個(gè)教師(shī)的教學水(shuǐ)平、教學方法不同,故他們對課程資源的需求也不一(yī)樣——深圳教育雲的雲超市(shì)所要解決的問題,正是課程資源的個(gè)性化适配問題。如圖3所示,雲超市(shì)是資源的彙聚地——通(tōng)過雲超市(shì),師(shī)生(shēng)既可以獲得豐富的電(diàn)子教材、微課、課件(jiàn)、試題等高(gāo)效查找資源,也可以向雲超市(shì)上(shàng)傳、存儲、管理、分享課程資源。目前,通(tōng)過與省級資源平台的對接,深圳教育雲的雲超市(shì)已接入了國(guó)家級、省級課程資源;下(xià)一(yī)步将嘗試應用人工(gōng)智能(néng)技(jì)術(shù),升級深圳教育雲的雲超市(shì)中課程資源的個(gè)性化适配功能(néng)。


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圖3  雲超市(shì)


三 深圳教育雲的建設成效

自(zì)2017年(nián)3月(yuè)開(kāi)展分期、分批試點以來,深圳教育雲建設已初具規模,具體表現為(wèi):試點學校從(cóng)初期的12所發展到(dào)182所,參與試點師(shī)生(shēng)2萬多(duō)名;截止到(dào)2019年(nián)2月(yuè),教師(shī)使用次數553萬餘次,學生(shēng)使用次數725萬餘次,師(shī)生(shēng)教學互動462萬餘次,在線作業(yè)使用超1144萬人次;教育雲平台資源數量超過229萬條,資源使用量達1195萬餘次。基于上(shàng)述數據統計,結合試點學校的典型應用案例分析,深圳教育雲的主要建設成效可總結如下(xià):


1 助力提升課堂教學質量

深圳教育雲開(kāi)啓了全新的教學模式,實現了教學過程的網絡化、數據化。一(yī)方面,通(tōng)過多(duō)媒體互動、語音(yīn)等技(jì)術(shù)豐富了教學内容,提高(gāo)了學生(shēng)的學習積極性和活動參與度;另一(yī)方面,及時獲得了學生(shēng)的學習情況,實現了學習過程數據的全追蹤和量化分析,減輕了教師(shī)的工(gōng)作負擔。如深圳龍華中心小(xiǎo)學利用深圳教育雲進行了課堂實時互動與評價,教師(shī)可以及時了解學生(shēng)對相(xiàng)關知識點的掌握情況,據此進行有針對性的教學,從(cóng)而進一(yī)步提升課堂教學質量。


2 營造了以學習者為(wèi)中心的開(kāi)放(fàng)學習環境

深圳教育雲拓展了時間空間和資源環境,使學生(shēng)沖破了教科書的限制,學習方式從(cóng)課上(shàng)拓展到(dào)課下(xià),有效學習得以在真實情境和虛拟情境同時發生(shēng)。如深圳市(shì)第二實驗學校的教師(shī)利用深圳教育雲線上(shàng)布置、批改節假日作業(yè),使學生(shēng)作業(yè)的完成不再受時間、地點的限制,作業(yè)完成率由79%提升到(dào)89%,作業(yè)批改率更是由47%提升到(dào)100%。截至2019年(nián)3月(yuè),該校教師(shī)在線上(shàng)布置節假日作業(yè)共261份,全面覆蓋高(gāo)中三個(gè)年(nián)級,使用人數達到(dào)9萬多(duō)人次。


3 助推學校教育的均衡發展

由于曆史原因,深圳市(shì)級校和區級校、公辦校和民(mín)辦校的發展存在較大差異。深圳教育雲的應用,在一(yī)定程度上(shàng)提升了教育質量、促進了教育公平。如深圳市(shì)坪山區東門(mén)小(xiǎo)學、深圳市(shì)龍華區東王實驗學校兩所民(mín)辦學校在加入深圳教育雲的試點後,其教育雲使用次數分别達到(dào)38萬人次、50萬人次,有效解決了學校資源不足、師(shī)資薄弱等問題,提升了教學質量。


2019年(nián)3月(yuè),國(guó)家對深圳智慧城(chéng)市(shì)發展指标進行年(nián)度檢查,結果顯示:随著(zhe)深圳教育雲的應用,深圳智慧城(chéng)市(shì)在學習環境的連通(tōng)性、學習服務的豐富性、用戶體驗的滿意度、系統建設的生(shēng)态化、管理服務的普惠性、市(shì)民(mín)學習的發展力等六個(gè)方面的發展數據均較深圳教育雲開(kāi)通(tōng)之前有所進步。可以說,深圳教育雲項目已被融入深圳智慧城(chéng)市(shì)的整體布局,成為(wèi)了深圳智慧城(chéng)市(shì)的一(yī)大亮點。


四 小(xiǎo)結

教育雲是基于信息技(jì)術(shù)服務的高(gāo)度細化與專業(yè)化,是與需求高(gāo)度吻合的個(gè)性化服務鏈[9]。目前,各級各類教育雲建設正在如火如荼地進行,但教育雲進入一(yī)線師(shī)生(shēng)的常态化教學還(hái)任重道遠(yuǎn)[10]。具體而言,深圳教育雲的建設與應用尚處于起步階段,還(hái)有很多(duō)需要改進的地方,主要包括:①部分學校的網絡帶寬依然存在瓶頸,影響深圳教育雲的正常使用,需要結合學校的實際情況進行網絡帶寬升級或提供離線使用功能(néng);②缺少教師(shī)使用深圳教育雲的激勵措施,管理部門(mén)需出台相(xiàng)應的獎懲機(jī)制并不斷完善;③缺乏教育雲的相(xiàng)關課題研究,研究者需加強對教育雲教學模式、教育雲課堂應用等方面的課題研究;④現有的教育雲教學應用産品尚不能(néng)完全滿足廣大師(shī)生(shēng)的個(gè)性化需求,還(hái)需從(cóng)機(jī)制、平台、服務等方面研究如何完善教育雲功能(néng),以滿足師(shī)生(shēng)的個(gè)性化需求。


未來,深圳将在智慧城(chéng)市(shì)建設過程中運用人工(gōng)智能(néng)、數據可視化、大數據分析等信息技(jì)術(shù),緻力于構建人工(gōng)智能(néng)創新平台,打造高(gāo)效、互動的智慧課堂,建立開(kāi)放(fàng)的數字化教育資源服務體系,為(wèi)師(shī)生(shēng)提供個(gè)性化的教育教學應用服務,并進一(yī)步優化基于大數據的教育信息化應用生(shēng)态,實現教育教學的智慧發展。

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