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教育信息化和数字化的区别精选(九篇)

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教育信息化和数字化的区别

第1篇:教育信息化和数字化的区别范文

关键词:教育 数字化 建设

中图分类号:TP393.08 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2015)03-0204-01

1 绪论

近年来,我国的教育体制结构不断发展,大量的学校和学生需要足够的教学资源,但是传统的校园管理和教学不足以支撑如此大的体量,造成了部分地区教学水平的低下。传统模式下的教育方法和手段越来越跟不上日益增多的教学任务,这就必然导致教育水平的降低[1]。数字化校园建设符合现在国家和社会发展的需求,区别于传统教育手段和方法,可以为社会建设提供反应迅速的人才,因而受到的社会认可度逐年增高。但是由于技术手段和理论指导的研究不够深入,出现了一窝蜂的建设网络化平台,却不思考因地制宜地方案,导致了资源的浪费和重复建设。

2 研究现状和意义分析

2.1 数字化校园建设现状分析

很多院校为了完成教学目标,大力建设数字化平台,却不考虑学校实际情况,导致了数字化校园平台虚华的外表下,只有寥寥无几的枯燥内容,根本无法满足教师学生的需求。而这些学校出发点都是希望依托数字化管理平台方便学校校务信息的管理、方便师生的日常工作和学习、借助网络传播为知识教授的载体[2]。没有达到应用的效果,原因是多方面的,最主要的就是对数字化校园平台的建设缺乏必要的规划和充分的了解。

良好的数字化校园平台,需要有详实的、具有鲜活生命力的内容去接受学生和教师的检验。这就是我们在上面提及的“如何建设”的问题。显然,涉及到计算机和网络技术的多方面的内容,数字化平台在建设框架和方法上需要专门的技术人员负责。

2.2 数字化校园建设研究意义

数字化校园建设研究可以帮助学校和学生在电子化的环境下,很方便的实现选课、讲解、练习、答疑等活动,方便学生和教师随时随地互动,在提供各种优质资源的同时缓解教育资源的短缺和局部地区的资源分布不平衡现状,具有非凡的现实意义。近年来,随着国务院对推进教育优质化道路的力度增加,对数字化校园平台体系的建设意见有了一批结合实际的研究成果[3]。这些理论资料对深化教育资源的改革做出了指导,在某种程度上值得借鉴,但是从实际成效来看,各个院校在数字化校园建设上的跟进速度明显不足,导致了校园网资源的浪费,有些学校对平台的规划做的不够,造成了网络资源重复建设。

研究数字化校园体系的建设,符合社会需求和院校师生的整体利益,具有深远的意义[4]。主要是:(1)信息化是时展的趋势,建设与利用校园网络资源适应对教育现代化和信息化的要求。(2)使得院校校园网物尽其用,同时借此可以提高办学质量与效益。(3)研究切实有效的资源建设和应用行动策略能够解决资源浪费和无针对性重复开发的现状。

3 数字化校园建设的要求

数字化校园资源建设所涉及到的专业知识和内容、框架十分广泛。对于建设人员,最基本的就是掌握计算机网络技术和数据库技术。对于建设的方法和建设原则,根据不同的学校条件,应该选择适合的方案[5]。为了在校园管理效率和教育教学质量上达到同步和统一,应该充分利用起数字化校园的优质平台,将传统的讲台搬移到无所不包的网络中,将传统的管理方式搬移到数字化网络系统中去,借助大量的网络资源进行数字化校园的探索和改革。数字化校园资源体系建设的改革势在必行,关键点是抓住“建设内容”、“如何建设”和“如何使用”这些基本要素。

综合以上观点,数字化校园体系的建设与应用研究的主要内容是:(1)确定一整套具有指导意义和实用价值的理论体系,对数字化校园平台的建设提供应有的指引;(2)确保数字化校园建设的质量和切实目标,应该符合学校和师生的共同利益,具有普适额度便利性,达到预期效果[6]。

4 数字化校园建设的内容

4.1 网络资源建设

数字化课程资源的建设是一项繁杂的工作,需要整个学校给予支持,需要各个专业的教师一起努力,不断充实课程内容。主要的是,课程的制作是一个比较专业的工作,如果授课教师本身的任务较重,没有宽裕的时间,就需要网络建设部门提供方便的编辑工具,通过提供类似的向导使得不懂计算机技术的教师也能轻松制作课程资源,节约时间。更简单的,教师奖课件提交至系统,由专门人员进行课程的归类和制作。

4.2 其他模块建设

数字化校园的建设不仅在教学上对学校工作帮助很大,还要在学生的生活上给予方便和帮助。需要在数字化网络平台中加入学生课程选择、查询,学生卡的充值缴费、学生对学校工作的意见反馈等。

同时,网站需要设置其他的互动模块,如求职天地、校园信息、考试信息、学习交流论坛等,方便学生进行咨询和学习。

5 结语

数字化校园资源体系建设可以让学生和教师在网络进行日常学习、教学工作的开展,提高大家的效率。在接受课堂学习的同时,随时随地选择适合自己发展的数字化网络课程,满足不同层次的学生的诉求,节约了任课教师的时间,提高学习效率[7]。同时,为了适应移动网络的发展趋势,有余力的学校可以将数字化学习系统搬移到移动平台,如编写对应于不同移动平台的APP和对移动设备的浏览器进行页面适配等,让数字化校园资源体系服务更多师生。

参考文献

[1]夏东盛.数字化校园的设计与实现[D].华东师范大学,2008.

[2]王凤基.数字化校园资源体系建设与应用研究[J].中国教育信息化,2010,05:31-33.

[3]许爱军.数字化校园资源的发展现状、困境与推进策略[J].高教论坛,2014,05:96-98+104.

[4]郑爱权,车娟.数字化设计制造实训基地管理体制机制建设研究[J].中国科教创新导刊,2013,31:184+186.

[5]赵惠,于素云.关于院校数字化学习资源建设的思考[J].成人教育,2013,01:103-104.

第2篇:教育信息化和数字化的区别范文

作为一所职业学校,我们以培养应用型高技能人才为目标。管理业务和教学有其自身的特点和规律,在专业建设(课程体系、教学内容、教学资源、实验实训、职业技能培养)、学生培养、师资队伍等多个方面区别于普通学校。所以,学校的信息化体系及信息化教学内容更加注重专业建设,要求专业标准和职业资格标准,学校考核和社会鉴定、校内实践与校外顶岗实习的一体化,强调实践教学、工学结合、学生专业技能鉴定等内容。各级重点专业建设、精品课程建设、重点教材建设的相关管理信息是北京市外事学校注重的内容。

建设特色信息化实训教室

职业学校更注重对学生动手和实践能力的培养,因此实训教室是北京市外事学校信息化建设的重点之一。到目前为止,学校在计算机、网络、无线网络覆盖上,实现了全校无盲点,而且为每间教室配备了多媒体设备,更是将这些设备与不同专业的实训环境紧密结合起来,形成了独具特色的信息化实训教室。学校的每一间教室都安装了交互式电子白板或大屏幕液晶显示屏。它们不是被死板地悬挂在墙上,而是根据专业特点融合在实训教室的整体装修内,使实训科目的教学氛围更加浓烈,为学生创造良好的实训环境。

当然,这些设备最重要的作用还是辅助教师完成课堂教学,提升课堂教学效率。以茶艺课堂为例,教师在教授学生冲泡技艺的时候会首先进行示范操作。由于操作空间有限,后面的学生往往看不清楚教师的操作手法,教师可以通过连接摄像设备将自己的操作过程同步投影在交互式电子白板或液晶显示屏上,便于学生观察学习。

此外,学校信息中心也不断地研究开发电子设备和技术,以便充分辅助教育教学。例如,学校在旅游综合实训教室内打造了一个半环屏幕,利用三个投影仪拼接将屏幕打满;在软件方面配合开发了天坛、故宫、天安门等景点,将之与虚拟环境结合。学生可以在虚拟环境中实景导游,解决了因课程设置、教学安排、人员组织、经费使用、安全措施等因素的制约问题,实现了良好的教学效果。

通过自主研发培养教师队伍

在学校信息化建设的进程中,北京市外事学校一直坚持自主研发活动。这样不仅使学校自己掌握了必要的科研技术解决日常工作问题,而且通过开发过程锻炼了一支拥有高效、实用的信息化素质的教师队伍。

早在20世纪90年代,学校信息中心就开始运用Authorware软件制作课件。课件完成后提供给一线教师使用,教师再将使用情况反馈给信息中心进行完善。一直以来,学校教师都在积极参与课件、软件和网络课程的开发和应用。1998年,学校开始建设校园网,当时有20多位教师参与,这些教师在研发过程中积累了丰富的经验,之后也成为学校信息化发展的科研骨干。2001年~2003年,教育部启动全国职业院校远程教育资源库建设项目,并面向全国招标,通过竞标和现场答辩,学校一举获得“餐厅服务与管理”“客房服务与管理”“前厅服务与管理”“康乐服务与管理”“中华茶艺”和“中国旅游地理” 六个项目的开发资格。学校分两期进行远程网络课程建设,在学校信息中心的带领下,先后有30多位教师参与,共同协作完成。近年来,由学校师生自主开发的多个作品均在各项大赛中获得优异成绩,其中“咖啡制作多媒体仿真自主学习软件”“西湖龙井的沏泡与服务”更是荣获全国教育教学信息化大赛一等奖和全国职业院校信息化教学大赛一等奖。

此外,学校率先尝试与国内知名的数字出版机构合作组建专业的数字化教材开发团队,由专业教师开发团队、专业出版团队和数字技术支持单位共同策划、设计、编写、制作,采用“终端+网络+资源+平台+技术”五位一体数字化教学资源研发与应用理论,通过数字出版技术进行模块化、立体化、功能化开发,为学生自主学习活动提供多种交互素材和示范性的多媒体资源。至今已经完成《西餐烹饪》《茶艺》《咖啡技艺》等多个专业的数字教材,逐步形成了数字教材研发流程,取得了丰硕成果。

我校通过信息技术培训和校本教材、网络课程开发等环节不断锤炼教师队伍,一方面提高了教师的科研能力,增强了他们的自信心;另一方面由一线教师参与开发的课件也更符合学校的实际教学需求,甚至还能满足社会学习人员的学习需求,真正体现了职业教育的特色和功能。

结合数字图书馆建设学习中心

由于学校地处市中心,占地面积有限,图书馆规模和藏书量受到了限制。为解决这一问题,并跟上当前图书馆的发展趋势,学校近两年着力构建数字图书馆,整合学校现有的数字资源(数字图书、电子课件、网络课程等),建设北京市外事学校学习中心,体现终身学习的教育理念。数字图书馆不仅解决了实体空间问题,还有效地整合了校内、校外多种资源,充分实现资源共享。2011年12月,北京外事学校数字图书馆正式向学生开放,很多教师和学生都乐于徜徉其中。截至目前,学校数字图书馆共有电子图书12万册,电子报纸270份,电子期刊700多份,基本满足了师生的日常教学和学习需要。

数字化资源建设是数字图书馆工作的一项重要内容。学校根据教学和科研需要开发了一系列具有专业特色资源库,解决了社会上的教学资源难以满足日常教学需要的问题。如“京菜研究基地”包含了京菜资源库、实习饭店网站及京菜论坛,是针对学校特色项目京菜研究研发的特色资源库;“网校”是一个在校学习与网络学习相结合的平台,学生登录该平台可以自学本校开发的《中华茶艺》《客房服务与管理》《中国旅游地理》等多个网络课程,并能进行小组讨论及合作。

打造高效的智慧互动课堂

对于iPad进课堂,虽然大家对此看法不一,但学校根据职高学生对书本兴趣不大、动手能力强、对先进的电子设备感兴趣等特点,在2012年引入了智慧互动课堂教学项目。通过先进的电子设备吸引学生,继而将其转化为对学习资源和知识的兴趣,完成“技术―书本―知识―资源”的迁移过程。智慧互动课堂利用平板电脑和无线网络,实现课前、课中、课后各个环节的跨越式教学创新。教师在服务器上提前备课建立资源库,集成教案、课件、习题、图片、音频、视频等,备好后用平板电脑授课,增强课堂的互动性;学生们通过平板电脑,可以实时跟随教师的授课进程进行互动演示和习题测试。同时,教师可以实时统计查询学生们的互动及测试结果,了解本节课程知识点的掌握情况,根据测试结果进行更有针对性的讲解。

智慧互动课堂的引入确立了学生的主体地位,教师作为学生学习过程的服务者、引领者、组织者、鼓励者、合作者。由原来的以教师教为主的教学模式――“地心说”,变成以学生学为主的教学模式――“日心说”。课堂的中心变了,学生成为课堂的中心、主体。学生由原来的被动学习,变为主动学习,真正实现了“我要学”。原来的课堂是少数精英学生的天地,大多数学生游离于课堂之外,单一的课堂教学形式、单一的互动方式,造成个别学生厌学、弃学。现在是学生小组间自主探究、合作研究、群学共究。学生思维解放,活动空间解放,话语权解放,互动形式开放,极大地调动了学生的学习兴趣。

为了保证iPad能更好地服务于教育教学并形成智慧互动课堂,学校信息中心更是调配专门团队对iPad进行研究,既保障了iPad教学的正常运行,又为下一步发展提供技术支撑。我们相信,只要正确引导和适度干预,iPad会给学生创造较为宽松的学习环境和兴趣空间,在有效的管理制度和先进的教育理念引导下,iPad在学校教学过程中发挥着越来越大的作用。

第3篇:教育信息化和数字化的区别范文

【关键词】 高校;财务信息化;服务体系

一、构建高校财务信息化服务体系的动因分析

信息技术的迅猛发展和广泛应用,对当代教育事业产生了巨大影响。目前高校教育信息化已基本实现了教学管理计算机化,数字化校园成为建设目标,各项信息化应用模块正处于集成整合的过渡阶段。对处在教学辅助地位的财务工作而言,其信息的生成与分析利用是教育信息化的重要组成。如何把握教育信息化建设机遇,尽快构建高校财务信息化服务体系,更好地发挥财务信息在高校管理中的作用,既是单位会计电算化发展的新趋势,也是推进教育信息化战略的必然要求。

随着高校办学规模的扩大,多校区办学与财务分级管理已比较普遍,二级单位的财务状况与收支及现金流情况,须通过报表层层汇总到学校一级财务后,学校整体的财务与收支信息才能进行处理,从而导致学校整体财务信息生成效率低下。通过建立财务信息实时服务系统,学校一级财务设立财务数据处理中心,制定统一的核算标准与流程,管控并实时生成财务信息为管理者提供支持。同时,由于二级单位按照统一的核算标准与流程向系统输入数据,数据处理中心集中进行财务信息处理,财务管理成本被大大降低,有助于提高财务工作的效率和服务水平,进而增强财务信息在高校科学管理中的作用。

二、构建高校财务信息化服务体系的思路

(一)构建高校财务信息化服务体系,必须立足于高校财务活动和以财务活动为基础所形成的各种财务关系的管理

高校财务活动和以财务活动为基础所形成的各种财务关系不同于企业,而且不同类型的高校,其财务活动和财务关系也存在比较大的差异。就共性而言,目前高校的财务活动主要包括财政拨款的取得、学费与住宿费等事业收入的取得、经营性收入的取得、人员经费支出、教学经费支出、科研经费、行政管理经费支出、后勤管理经费支出、医药费支出等方面,在此基础上形成的财务关系有:同教育主管部门的关系、同财政及其他拨款单位的关系、同税务部门的关系、同审计部门的关系、同教学管理、科研管理、人事管理等业务部门的关系、同学校各级领导的关系、同教工的关系、同学生的关系等方面。财务部门在学校法人的领导下推进财务信息化工作,首先必须审视自身的财务活动和以财务活动为基础所形成的各种财务关系,系统评价各项财务活动、各类财务关系在财务信息化工作中的地位与作用以及可能产生的影响,全面分析各项财务活动、各类财务关系在财务信息化工作中的服务要求与功能规划,促使高校财务工作的重心由原来的单一核算转向综合服务,确保财务信息使用者及时获取财务信息,增强财务信息在高校科学管理中的作用。

(二)构建高校财务信息化服务体系,必须着眼于数字化校园对提高财务工作效率和服务水平的新要求

加强和改进高校信息化管理工作的重要举措,就是建设数字化校园,而校园数字化建设通常以“一卡通”系统建设作为切入点。在数字化校园建设工作中,师生个人的财务信息是数字化校园的重要内容。在校园卡平台上推进财务信息化建设,应充分重视师生的信息需求。不管是教职工的工资、科研酬金发放,还是学生奖学金、助学金发放,乃至学生各项费用的上交,都能通过“一卡通”系统实现数据交换和实时查询,并通过智能凭证系统将发放与上交结果导入财务核算系统,完成会计核算。这既让师生感受到信息化能够给他们带来快捷、安全的财务服务,同时也大大提高了财务服务效率。

(三)构建高校财务信息化服务体系,必须借助于先进、可靠的网络技术和功能较强的财务软件搭建高水平的财务管理信息平台

财务信息要实现向使用者提供面对面的服务,就要求财务数据从封闭的财务处理平台流入到互联网,其实时性、准确性、安全性都受到前所未有的挑战。因此,构建高校财务信息化服务体系必须借助于先进、可靠的网络技术和功能较强的财务软件来实现。高校要重视和加强新环境下的财务信息化系统建设,就需要加大硬件技术和软件技术的投入,建立高水平的财务管理信息平台。财务部门必须同软件公司合作,针对高校财务活动实际和信息化建设的要求,对在企业中应用得比较成熟的管理型财务软件进行功能拓展,开发出适用于高校融核算与服务为一体的高校版管理型财务软件信息处理平台,使高校财务管理真正从静态走向动态,而且通过分级授权能让全员查询、使用财务信息,参与财务管理。通过增加软件在财务信息与查询、预算与控制方面的功能,保证所有财务活动事前有预算、事中有核算和事后有分析,而且要形成实时理财、全员理财、民主理财的格局。

三、构建高校财务信息化服务体系的措施

(一)充分调研,找准信息需求,明确服务对象,做好科学规划

搞好财务信息化服务体系建设工作,充分调研,找准信息需求,明确服务对象,做好科学规划是关键。主管领导要切实增强财务信息化意识的紧迫感、责任感,坚定推进财务信息化的决心。调研工作要亲自过问,重要事项要亲自决策,人力财力要予以保障。高校财务信息化服务体系,应是一个由人员、组织机构、工作模式、信息技术相融合的应用体系。要成立一个财务信息化领导小组,找准各部门对财务信息化的需求,明确服务对象,做好科学规划工作。科学规划要以实用性和综合性为重点,既注重基础性工作全覆盖,同时技术上适度超前,避免孤立地设计或实施某项功能管理而形成信息孤岛。科学规划还包括加大资金投入和人才支持,既要通过专项资金投入解决财务信息化所需要的硬件,还要大力引进和培养既懂会计管理、又懂软件技术的复合型人才、努力培养和建立自己的研发、应用和维护队伍。此外,加强全员培训,提高全员运用财务信息进行管理的意识和获取财务信息的能力也是规划应考虑的。

(二)统一规范财务信息,明确财务信息化服务内容,编制好财务信息化服务指南

统一规范财务信息,明确财务信息化服务内容,编制好财务信息化服务指南,是高校财务信息化成功实施的基础和前提。统一规范财务信息,要求财务信息化建设在科学规划的基础上,对各部门提出的信息需求,坚持“统一开发,统一配置,统一编码,统一平台和统一实施”。明确财务信息化服务内容,要求从实际出发,循序渐进,量力而行;从多角度、多层面充分考虑工作量大小和管理流程变化,根据学校承受能力分步完成。从我校的实践来看,目前提供的信息化服务主要有学校实时财务收支及重要资产项目变动状况、财政经费预算批复情况、自筹经费到账情况、部门及项目经费使用和结余情况、工资查询与打印、学费划缴情况。财务信息化服务指南,是实现财务信息畅通、资源共享的助推器。高校财务信息化服务体系的构建,要求财务部门可以通过网络随时到其它部门获取数据,并利用本部门的信息系统实时加工而成各种财务信息供决策者实时调用,最大程度地提高财务信息的时效性。财务信息化服务系统,要做到进出信息互联互通,实现相关信息及时采集、处理与使用,离不开校内外有关部门和全校师生的配合。编制好财务信息化服务指南,有助于明确财务服务系统运行过程中参与者的权力与义务,从而保证信息资源及时畅通、高度共享。

(三)完善学校基础网络,拓展财务软件功能,提高财务信息能力

完善的学校基础网络,是构建财务信息化服务体系的基础。如果学校基础网络不支持学校各部门实施信息化管理的数据交换,不仅影响信息采集与输出,财务信息的使用也会受到限制。要建立学校内部资源丰富的、网速较快、可拓展的公共基础网络,增强网络的信息服务职能,确保各管理系统的相互衔接和有效集成。要采用先进、安全、高效的方式,将学校内联网与校外外联网连接,运用先进的数据技术等,实现数据全面整合、信息资源及时共享并有效利用。要运用先进的防火墙、过滤网等系统安全技术,提高网络和数据的安全性。数据的传输采集、录入汇总、统计合并等必须建立严格的责任制度,确保基础数据的真实、准确。重要数据要尽量实现自动采集、自动生成和自动备份。此外,还应与社会上有实力的软件公司合作,构建市场化服务体系,增强信息化工作的发展后劲,使信息化系统正常应用和维护工作不因技术骨干的变更而受影响。我校从2002年起,先后投资近千万元对学校基础网络进行建设,财务处也在2007年投入50万元专项资金对财务信息处理系统进行了升级,目前配备了4台服务器和连通所有部门以及学校领导的客户端,建成了基于互联网的高级财务信息查询平台,实现了会计核算、财务管理、信息数据的共享。

(四)更新财务观念,加强技术培训,提高高校财务人员的信息管理能力

高校构建财务信息化服务体系,要求财务人员运用现代信息技术以信息管理的方法进行财务信息处理。财务信息化环境下,财务信息系统变得更加开放,财务资料通过网络实现共享。财务人员应确立信息化环境下的财务理念,把管理工作建立在先进的信息处理技术基础上,把更多的精力和时间投入到信息分析与利用、预测与决策等创造性的工作中。应加强对高校财务人员的技术培训,使他们认识到信息化建设对提高财务服务能力和学校科学管理水平的重要意义,尽快掌握信息化条件下的工作技能,不断增强自身的信息管理能力,更好地推动学校的财务信息化建设工作。

四、构建高校财务信息化服务体系应注意的问题

(一)构建高校财务信息化服务体系要注意财务信息的可靠性与可理解性

财务信息在网络传递过程中, 财务介质电子化代替了传统的纸介质, 因而流通过程中重要的签章确认手段已不存在。由于缺乏有效的确认标识, 财务信息的可靠性无法保障。为了保证财务信息的可靠性, 应建立一套完善的内部控制制度, 以减少由于内部人员道德风险、系统资源风险、计算机病毒攻击所造成的危害,从制度上保证财务信息服务系统的安全运行。同时要实施全面的技术控制,加设防火墙对跨越网络边界的信息进行过滤。此外,要提高财务信息的可理解性,尽量做到让非财务人员能够通过财务信息化服务系统便捷地获得、理解、使用财务信息,对重要信息、关键信息应给予必要的解释和说明。

(二)构建高校财务信息化服务体系要注意与内外部监管机制相协调

对任何组织来说,要保证其有序运行,内部的监管机制是不可或缺的。在会计手工记账时代、计算机辅助核算时代以及财务信息化时代,内部监管机制涉及的内容、程序和方法有较大区别。高校在构建财务信息化服务体系时应结合本单位的组织架构,通过财务流程创新,让内部监管变得更加直接、简单和透明,更好地把握和控制,分散和化解各种管理风险。对高校来说,源自外部的监管主要包括教育主管部门、财政和审计部门等。一个开放且注重依法治校、内涵发展的高校,对来自外部的监管应该持欢迎态度。基于这种考虑,高校在构建财务信息化服务体系时应着眼长远,让其个体的信息高速路能够与外部监管部门的信息高速路实现对接,主动且实时接受外部监管部门的监督,降低财务差错与舞弊风险,同时也降低了政府部门的监管成本,最终实现高校教育事业健康发展与政府有效监管的双赢。

【参考文献】

[1] 徐广生. 试论高等学校财务管理信息化的建设. 广东工业大学学报(社会科学版),2005,(6).

第4篇:教育信息化和数字化的区别范文

【关键词】高中英语 数字化 调研 规划 多措并举

计算机和网络技术的高速发展,使我们进入了一个信息化的时代。在这一时代当中,教育信息化悄然兴起,数字化教学资源逐渐成为教育工作的重要研究内容。数字化教学资源的开发不仅有助于教学质量的提高和教育发展潜力的挖掘,还有助于学习者学习主动性和积极性的提高。可以预见,数字化教学资源必将成为各级各类教育的重要载体,并将推动教育改革进入新的发展阶段。在此,笔者仅就高中英语学科来谈一谈数字化教学资源的开发策略,希望能给一线教学工作者以帮助和启发。

一、数字化教学资源及其在高中教学中的应用

数字化教学资源即由数字化手段处理之后,可以运行于计算机或网络上的教学材料。这一材料是实现数字化学习的基础,可以推动学生以自主、合作、探究的方式实现创造性的学习。与传统的教学资源相比,数字化教学资源更便于学生检索和应用,更适合现代化教学的需要。

借助各级政府的大力支持,高中学校的数字化教学资源开发已经取得了一些成效,北大附中、人大附中、石家庄二中等知名学校还建立起了自己的教学资源库,完成了部分教学资源的网络化。但是,从总体上看,高中数字化教学资源开发的任务仍很重,仍然存在着各种各样的问题,主要表现为两个方面:

一是数字化教学资源的使用并未得到应有的重视。尽管现在网络上有大量的教学网站,市场上有各种各样的教学软件,但利用率并不高,数字化资源的开发者的开发动力因此而受到了影响,导致了数字化教学资源更新缓慢、周期较长,难以适应现代化教学技术的发展。

二是数字化教学资源的互动性较差,难以引起学生足够的学习兴趣。从现在已经建成的数字化教学资源平台来看,信息以单向流动为主,学生的学习成果和学习中存在的问题难以及时地反馈给老师,老师也难以对学生的学习过程和学习效果进行监控,这就影响了学生学习的积极性。

二、高中英语教学现状

当前,我国普通高中正在逐渐摆脱工具化的倾向,注意对学生公民基本素养和健全人格的培养。从新课程方案来看,高中教育主要是为了提高学生素质,拓展学生的基础学力,促进学生的个性发展和个性化。具体到高中英语来说,就是要发展学生的自主学习和合作学习的能力,使之掌握英语学习策略,形成一定的综合语言运用能力,特别是要注重培养学生的语言交际能力。

新课程改革之后,各高中学校都开始进行英语教学改革,但成效和进展并不尽如人意,教学资源并未实现系统融合,由教师自主完成的研发成果较少。究其原因,在于高中英语教师计算机水平普遍较低,教材开发能力不足,数字化教学资源的开发更是无法适应课程改革的需要。

三、高中英语数字化教学资源开发的途径

结合普通高中的培养目标和高中英语的学科特点,数字化教学资源的开发可采取以下途径:

1.充分调研,了解高中英语数字化教学资源开发需求。要开发数字化教学资源,首先要了解师生的实际需求。实际工作中可以选取本校的英语任课教师和学生进行样本调查,调查内容包括学生和教师对资源库的布局、内容、功能、框架栏目设置等五个方面的需要,而后根据调查结果确定师生的需求。从笔者的调查来看,教师最为关注的是课件、教案、试题、拓展资料和相关媒体素材;学生最关注的是拓展资料、网络课程、试题、相关媒体素材和案例资源。在栏目设置上,教师认为课件、教案、视频资源、试卷、电子教材的重要性依次降低,学生认为视频课程、拓展资料、案例资源、试卷、课件的重要性依次降低。整理和分析这些结果,就可以得到高中英语数字化教学资源库设计的主体设计框架和主要内容。

2.科学规划,确定高中英语数字化教学资源的内容,组织研发队伍。依据调查结果,对相关教学资源和教学要素进行整合,确定高中英语数字化教学资源平台当中的内容及其主要模块。从笔者的调查来看,可以分为四大模块:(1)教学资源,主要包括教案、课件、课例分析、优质课视频;(2)学习资源,主要包括交际与阅读实例、拓展性教学资源;(3)练习与测试,主要包括基础性练习、拓展性训练和试题库;(4)交流展示,主要包括在线答疑和作业展示。

确定好平台模块和内容之后,就需要组建专门的资源开发队伍了。一般来说,参与数字化教学资源开发的教师需要具有过硬的计算机技术、扎实的英语知识和丰富的教学经验,如有必要,可以邀请高中英语教师、IT技术人员、省市教研员共同参与完成。

3.多措并举,推进数字化教学资源系统建设。

(1)利用互联网搜集教学资源。在资源建设初期,可以利用互联网查询和搜索已经开发好的数字化教学资源,了解当前高中英语数字化教学资源库开发的现状,既为后期的开发建设储备资源,也为后期的开发提供更加明确的方向,减少不必要的劳动。

(2)整理现有教学资源。现在各学校都已经拥有一部分自己的英语教学资源,甚至还开发了具有自己特色的校本教材,积累了相应的教案、课件、图片和音像资料,这些资源只要经过数字化处理都可以分门别类地放到数字化教学资源库当中。

(3)师生共创数字化资源。主要是三类资源:一是展示类资源,以学生作业和试卷为主,教师可以扫描学生的作业和试卷,并到网上,供其他学生观摩学习;二是师生交流类资源,主要取材于师生借助QQ、微信等现代即时交互工具相互讨论的过程,或以通过截屏、录屏等方式制作成电子作品,供其他师生参考;三是教师对学生学习过程或学生作业的指导与评价过程,可以是录像、动画、图片、文字材料等。

(4)专业人员技术开发。专业人员技术开发是最为主要的数字化教学资源来源,主要由高中英语教师和IT工作者共同开发网络课程、音像资料、课件等。此类资源的开发必须依据现行的英语教材、课程标准和相关技术规范,必须与课堂教学有所区别并相互补充。

四、结合实际需要,及时进行更新的补充

当高中英语数字化教学资源初步建设完成之后,还应该根据实际教学需要,及时地补充和更新,特e是要不断地补充电子书、APP终端等。考虑到现阶段高中英语数字化教学资源普遍存在信息交互单一化的不足,应该想办法加大对学生学习过程的监控,不断丰富师生信息交互的渠道。最好的方式就是在讲授新课的同时,与学生互动,了解学生学习过程中的困惑与不足,教师据此调整教学过程和教学进度。因此,数字化教学资源的开发后续工作应该是反馈系统与评价系统的建设与完善。

开发高中英语数字化教学资源,实现信息技术与高中英语课程的有效整合,是高中英语教学改革的必然趋势,必将有利于学生英语应用能力的显著提高。高中英语数字化教学资源的开发使得语言教学与计算机技术融合为了一体,突破了传统教学中师生交互滞后的现象,使师生即时互动成为了可能。但是这一课题的实践也对我们提出了更高的要求,需要我们在工作过程中不断地开展实质性的研究。

参考文献:

[1]冯彩萍.中学英语数字化教学模板资源的合理利用[J].玉溪师范学院学报,2015,31(5):69-69.

[2]赵惠钦.充分利用数字化学习环境优化高中英语教学[J].校园英语,2015(25):116-117.

[3]翁建梁.数字化资源在高中英语教学中的应用研究[J].英语教师,2016,16(12):76-79.

[4]王曦.数字化教学资源在高职英语教学中的应用[J].学周刊c版,2014(12):13-13.

[5]梁雪丽.浅谈信息技术在高中英语教学中的应用[J].中学生英语:教师版,2014(9):25-26.

第5篇:教育信息化和数字化的区别范文

自2009年启动北京市中小学数字校园实验项目以来,第一批29所数字校园实验校已进入攻坚阶段,形成了阶段性成果;第二批38所实验校已进入实施阶段,正在陆续启动;第三批33所实验校已完成初选工作。百所实验校项目计划于2015年全面启动完成。北京市启动中小学数字校园实验校建设,旨在进一步提升全市中小学整体信息化水平,在“十二五”期间,建成一批彰显首都教育特征、具有示范引领作用、各具特色的中小学数字校园,同时培养一批具有较高的教育信息化理论水平和实践能力的校长和教师,并在此基础上,制订北京市中小学校数字校园建设评估规范,促进中小学数字校园建设在全市逐步推广和实施。

在取得一系列阶段性成果的同时,我们也发现诸多的问题,特别是围绕教育发展主流业务,破解进一步深化教育改革热点、难点问题上,数字校园的地位和作用如何规划,成为我们当前必须首要解决的基础性问题。在此,有必要对数字校园的发展脉络和趋势进行梳理和反思。

数字校园从广义上讲就是指学校的信息化。数字校园通过建设多媒体信息网络、校园信息系统等基础设施平台,整合学校信息资源,建立电子校务、电子教务、远程教育保障等信息系统及信息化班级,最终形成一个体系完善、功能健全、组织有序的数字信息体系,逐步实现校内育人环境和部分社区教育环境的信息化。数字校园是在深层次上实现计算机科学、信息科学、教育科学、系统科学的有机融合,开拓一系列全新的研究、发展与应用领域,为学生、家长和教师提供全新的教与学的数字化平台与服务,是现实学校的增强和补充,是丰富教育供给,实现发展模式转变的重要尝试。

源自教育机会均等的第一代数字校园

第一代数字校园发展阶段大约从20世纪90年代到20世纪末,核心特征是“建路、建车、建货和建人”,实现目标是“从无到有”,填补空白。建路:第一代数字校园建设首先面临的问题是学校如何联入Internet,这个问题被形象地称之为“建路”。20世纪90年代的学校,虽然对Internet的强大冲击力有所感受,但是对Internet给学校教育教学所带来的影响还没有清晰的认知。通过合理的布线设计,学校中平均使用的人数增多了,教师都愿意尝试这种新鲜的技术,上网成为时髦词汇。建路是Internet冲击教育领域后,现实校园做出的一种应对措施,是建设数字化校园环境的基本条件。建车:建车和建路在第一代数字校园建设中几乎是同时进行的。建车即建设校园的硬软件,公共机房是当时数字校园建车的焦点。一大批与之配套的多媒体教室、语音室相继建设,生机比成为衡量数字校园建设的一个重要指标。公共机房建设的数量和质量、教师用计算机、学生教室用计算机等指标的划分越来越细致。建车是数字化校园适应信息化浪潮的必然结果,也是信息技术应用到教育教学的必要前提。建货:建货是建设资源的形象简称。师生在教育教学中使用互联网和计算机,必须有相应的教与学资源的支持。第一代数字校园中的资源都非常简单,最常见的是CAI课件。CAI课件的需求带动了课件制作工具的产生。课件对于改变教师的教学方式、学生的学习方式、促进学生的学习动机和提升学生的学习兴趣方面已经有着非常重要的影响。建人:第一代数字校园选择学校的信息技术教师进行培训,主要目的是为了让信息技术教师快速掌握一些基本的办公软件和教学软件,教会学生使用信息技术工具的基本技能技巧,培养学生的信息技术基本素养。

第一代数字校园产生的最大价值在于,对什么是数字校园有了一个明晰的定位。从本质上而言,反映了当时的时代要求和现代化进程对教育公平的一种期望,是一种最低水平的教育公平观的体现。利用信息技术的手段,相比传统教育而言,提高了同等情况下学生接受先进教育的机会,增加了课本知识扩展的机会,增加了获取知识途径的机会。这些机会的增多,也就意味着教育机会平等的理念付诸实施并找到了可以寄宿的母体。

源自教育机会均等和质量提升的第二代数字校园

第二代数字校园的引入主要基于四个事实:一是互联网技术从10M到桌面迅速发展到百兆到桌面、千兆到桌面,主干光纤从百兆到千兆甚至到万兆光纤;二是CPU从单核发展到双核、四核,甚至是八核、十六核,一台服务器原来只能带100台左右的终端数量跑应用系统,现在能带几千台终端跑应用系统;三是不仅仅信息技术教师懂技术、信息技术课程使用计算机,学校中任何一门学科的任课教师都需要懂技术,任何一门学科都要将信息技术与课堂教学整合起来,这是时展的必然趋势;四是传统教育质量的提升需要重新找到突破点。在这四个事实中,前两个事实为教育机会均等提供了物质技术,因为技术越发达,为更多人提供服务机会的可能性越大;后两个事实为教育质量提升提供了契机,因为技术最终是为师生服务的,学校中教育质量提升是学校教育教学的生命线。

相比第一代数字校园建设而言,以“建用一体”为特征的第二代数字校园同样是建路、建车、建货和建人,但是方式、规模、速度不一样了,明显渗透了质量提升的内涵。

首先是城域网。网络是开放的,建设网络的主要目的之一是资源共享。城域网解决了区域内相互联通的计算机之间、学校之间、教师之间、学生之间的资源共享问题,通过一站式登录的方式解决了学校教育教学、行政报文、班级班务、后勤、财务等一系列功能的集中管理。

其次是多种终端。随着智能手机、PAD等多种终端的不断涌现,学校中的移动学习逐渐在课堂教学中显示出比较强的优势。移动设备的便捷性、价格低廉和可移动性,给学校教育教学变革带来新的模式与方法,并且逐渐延伸到了课外学习以及家校互通方面。一些城市将会建成覆盖全市的无线WIFI网络,这使得随时、随地、随需的学习成为可能。从这个意义上讲,以往公共教室的概念、生机比的概念基本上都受到了不同程度的冲击。

再次是资源库。第二代数字校园中的资源库不但有内容,而且有标准,更为重要的是将这些资源库继续细分到每一个学科、每一门课程、每一个知识点,达到知识点的全覆盖,让每一个知识点下面都有可供教师和学生选择的资源。此外,第二代数字校园的资源库还有三个明显的特征:一是资源库中的资源有比较明显的层次体系,这些层次体系附加了功能强大的搜索引擎,实现了用户想找的资源和实际存在的资源之间的信息推拉;二是资源库不再单独成为学习者的学习支撑系统,资源库和学习者的学习工具、学习策略、参考资料等链接起来,形成一个学习活动,通过学习活动的统整,促进学习者的学习;三是资源不再是一个铁疙瘩,四处封闭,而是一个开放的、能和外界进行信息交换的系统,可扩展性使得资源库具有了非常强的弹性,为师生存储、加工、整合、应用资源提供了支持。

最后是信息化教研。第二代数字校园中的信息技术培训不但面向信息技术教师,更重要的是通过信息技术与学科教学整合,形成一个信息化的教研氛围,培养一批在信息化环境下成长起来的、能够熟练驾驭信息化课堂教学的、高素质、创新型的现代化教师。通过信息化教研,不仅将资源共享联通,同时也将教师的显性知识、隐性知识以及智慧共享联通,改变以往集中式的教研模式,代之以分散式的、正式和非正式相结合的、更能针对教师在实际工作中存在的问题并解决这些问题的教研模式,这才是信息化教研的本质所在。这种对教研真谛的提炼,只有在第二代数字校园这样宽带、高配、高压缩比的信息化环境中才能顺利完成。

信息技术对教学的影响始终是第二代数字校园建设过程中探讨最多的一个问题,信息化教学设计、信息技术与课程的深层次整合、建构主义、联通主义、电子课本都已经成为标志第二代数字校园发展的

关键词 汇。

源自教育质量提升的第三代数字校园

与第一、二代数字校园建设完全不同的是,第三代数字校园不完全依靠独立建设,主要是靠服务,更为集约化、规模化的服务,直面用户的需求。由于这样的转型,第三代数字校园的建设已经转化成为了一种服务租赁的关系,通过租赁解决用户在硬件基础设施、应用平台、教学软件等方面的需求。换句话说,为每一位用户提供的交流机会、学习机会、资源获取机会、服务机会大幅增加了,对教育机会均等的供给水平提升了。这些高水平的教育机会均等已经由学校层面提供“转嫁”到了国家和市场层面提供,教育机会均等成为了一种社会性的公共服务,学校所主要关心的事情就是提升教育教学质量,促进教育教学的变革。第三代数字校园发展是从21世纪的第二个10年开始,核心特征是“用为优先,建为选择”,实现目标是实实在在地提升教育质量,为学校师生的和谐发展服务。相比第一、二代数字校园建设而言,“用为优先,建为选择”为特征的第三代数字校园同样是建路、建车、建货和建人,但对提升教育质量的集中指向是明确的,也是唯一的。

1.可租用的网络环境

第三代数字校园中的网络环境是一种服务,是通过租赁关系保证的,可以租用带宽、个人存储空间、服务器以及相应的计算能力,也可以租用各种应用服务与程序。与前两代数字校园建设不同的是,前两代数字校园提供的网络环境的性能是固定的,用与不用,都正常供应。低值时性能完全可以满足,高峰时几乎面临系统崩溃。第三代数字校园中,这些可租用的网络环境是按需供应的、灵活有弹性的。当你需要百M带宽时,你就租用百M;当你需要百K带宽时,你就租用百K。这种网络环境使用方式的转变,是第三代数字校园建设中需要应对的关键问题。

2.多样智能的学习终端

这里的智能体现在多个方面,比如终端接入的智能化、学习评价的智能化、事务管理的智能化、应用程序定制的智能化、学习环境识别的智能化,等等。第三代数字校园中的学习终端迎合了“学习无处不在”的终身学习观,可以让学生将课前、课中和课后三者统一起来。典型的应用案例就是电子书包。在电子书包中,有供学生学习的电子课本,有各种作业、试题、练习,也可以随时随地查阅图书馆等各种信息源,还可以与同学、教师进行交流讨论,集学习、考试、管理、作业、交流等功能于一体。

3.生成性资源

随着用户生成内容的不断递增,利用已有资源所延伸出来的各种生成性资源已经逐渐成为教师和学生外化知识和思想的重要载体,比如,很多教师将自己的教学经验发表到博客、微博上,供更多的教师分享,很多学生针对某个话题进行协作讨论,形成了大量的能够表达学生真实意图的观点或想法等。生成性资源有四个明显的特征:一是资源可以随时生成;二是资源的形式倾向于片段化;三是资源是完全开放且可编辑、多次加工的;四是资源更多的是支持学习者的个性化成长过程。

生成性资源是第三代数字校园和前两代数字校园的主要区别所在。在生成性资源的支持下,教师和学生的角色边界、地位边界是模糊的,是可以穿越的。教师和学生以往处于“一上一下”的消费层级,在第三代数字校园中完全可能互换位置。海量资源中需要计算机智能化地提取备授课资源,给教师提供教学设计理念、教学策略以及案例方面的引导,而不是推送一个实体的资源库系统;需要计算机给学生提供最优的、能解决现实问题的个性化资源,并提供这些问题的解决思路和思想,而不是只提供正确答案。用户需求的变化和扩展,使得资源实体以及资源的供给方式面临挑战,以生成性资源的积累和数据挖掘为背景的资源组织方式是未来资源研究的重要方向。资源不是越多越好,技术不是越先进越好,资源和技术都是越合适越好,越能解决用户的现实需求越有价值。

4.协同教研

第三代数字校园中的教研不会仅仅局限在教师教学中的技能与策略方面,也不会仅仅局限在班主任工作管理、课堂教学管理等方面,更为重要的是提供给教师一种能够持续发展的氛围和条件。在这种氛围和条件下,教师可以建立个人的工作室,可以和社区中的教师进行文字、视频等各种形式的交流,可以更多地与优秀教师进行心与心的交流,相互传递隐性知识。协同教研聚集的不是内容,而是教师与教师之间以社会资本为核心的网络,是教师与教师之间同构或异构的一种思维方式方法,一种思想。这种思想的交流,受到了信息技术的强力支持,但是教师是感觉不到的,是融解在教师的举止行为之间的。此外,协同教研更加关注处于技术应用弱势的教师群体,这些教师群体由于年龄、身体等各方面的因素,对于信息技术的接受能力有限,搜集、筛选、整理、加工信息资源的能力有限,但是他们有着强烈的教育热情、责任心, 教学基本功非常扎实, 对教学的理解和感悟独到,学科功底强。如果协同教研中的技术力量足以让这些教师感受不到技术这个障碍的存在,那么这些教师同样在协同教研中是生力军,是信息技术与学科教学整合中不容忽视的一股力量。

我们认为,第三代数字校园体现出了三种新型理念。

新型的环境观。数字校园的硬件环境是一种服务,可以通过租赁服务的方式进行建设。服务的租赁减少了数字校园建设中的障碍和阻力,更能将数字校园建设的焦点指向教学质量提升。

新型的资源观。资源是生成性的、个性化的,资源汇聚是为了更好地解决个体面临的实际困难,生成性的资源成为支持个性化学习需求的重要手段。

新型的应用观。应用是一种高水平的服务的实现,应用的过程就是一个社会化的过程,一个培养21世纪所需人才的过程。

数字校园建设的展望

纵观数字校园建设的发展历程,我们可以看出,数字校园的建设是和教育公平的发展一脉相承的。第一代数字校园受到技术条件的限制,但是教育公平要求必须让更多的学习者拥有教育机会的均等,拥有这种可教育机会的可能性,所以数字校园的建设特征是路、车、货、人都建。第二代数字校园的技术设施和应用软件发生了质的飞跃,但是教育公平要求不单单是技术的发展,更主要是回归到人的发展上。但是由于各种原因,全部回归还不可能完全实现,所以一种双重的资源观、双重的环境观、双重的应用观指导着数字校园的建设。第三代数字校园以租赁为主要特征,建设成为了数字校园发展中的可选条件,教育机会均等已不再是主要矛盾,提升教育质量成为首要任务,成为实现教育公平的更高层次,也成为指导数字校园建设的基本思想,三代数字校园建设与教育公平层次之间的关系对应见下图。

数字校园的终极目的是促进师生的和谐发展。数字校园的推进是以数字环境为前提的,而数字环境是以信息技术的发展为前提的。信息技术的发展往往是跃升式的,而并非线性的。数字环境基本上每五年淘汰一批,设备就要老化一批,这种老化的速度和现实学校的发展并不是重合的。数字校园建设需要深入了解中小学教育教学的主旨,回归到教育实践中,回归到教育的本质上来,这不仅是数字校园的归宿,也是教育公平的归宿。

第6篇:教育信息化和数字化的区别范文

陈柳钦,湖南邵东县人,天津社会科学院城市经济研究所研究员,天津市知名青年学者,青年经济学家,产业经济、城市经济和城市金融问题专家。兼任教育部人文社会科学重点研究基地对外经济贸易大学中国WTO研究院特邀研究员,哈尔滨商业大学国际经济与贸易研究所研究员、经济学院教授,硕士研究生导师,哈尔滨理工大学客座教授,湖南科技大学商学院教授,天津理工大学经济管理学院硕士研究生导师,天津工业大学公共危机管理研究所特邀研究员,广西民族大学兼职教授。

摘要: “数字城市”作为知识经济、信息社会发展的必然趋势,代表的是一种世界潮流和城市发展的方向。“数字城市”是21世纪城市发展的新主题,也是提高城市综合竞争力,促进城市经济发展、社会进步和人民生活水平提高的新动力,它不再是一个技术性概念,而是现代科技、社会、政治、经济影响下的新城市形态。本文阐述了“数字城市”的内涵,并对“数字城市”建设的内容与框架进行了细致的探讨。

关键词: 城市 信息化 城市信息化 “数字城市”

中图分类号: F49

一、“数字城市”兴起的背景

1998年1月31日,时任美国副总统戈尔在美国加利福尼亚科学中心发表了题为“数字地球:二十一世纪认识地球的方式(The Digital Earth: Understanding our planet in the 21st Century)”的讲演中首次提出了“数字地球”的概念。戈尔指出:我相信我们需要一个“数字地球”,即一个以地球坐标为依据的、嵌入海量地理数据的、具有多分辨率的、能三维可视化表示的虚拟地球。详细地说,“数字地球”是指以地球为对象,以地理坐标为依据,具有多源、多尺度海量数据的融合,能用多媒体和虚拟现实技术进行多维的表达,具有数字化、网络化、智能化和可视化特征的虚拟地球。简单地说,“数字地球”是指数字化、信息化的地球。形象地说,“数字地球”是指整个地球经数字化后由计算机、数据库及通讯网络来管理的巨型信息系统。同时,“数字地球”也是全球定位系统、遥感、地理信息系统、宽带网络及虚拟现实等现代高科技的高度综合和升华,是当代科学技术发展的制高点。

1999年12月,来自20个国家的500余名科学家、工程师、教育学家、管理者及企业家汇聚北京,于“首届国际数字地球会议”召开之际发表了著名的《数字地球北京宣言》。宣言指出:21世纪是一个以信息和空间技术为支撑的全球知识经济的时代,强调综合全球对地观测系统、全球空间数据基础设施、全球导航与定位系统、地球空间信息基础设施及动态过程监控的重要性;认识到数字地球有助于回应人类面临的诸方面的挑战;倡议政府、科技界、企业等共同推动数字地球的发展;建议实施数字地球过程中,应优先考虑环境、灾害、资源、可持续发展与人类生活质量等方面。数字地球北京宣言的发表,标志着1998年戈尔提出数字地球概念后该领域在全球范围的正式推进。

随着信息技术的高速发展,互联网的普及、信息高速公路的建设、“数字地球”概念的提出和推广,全球掀起了一股强大的信息化浪潮。这股浪潮对世界各国的经济、政治、文化均产生了巨大的冲击,它使得一些传统的东西正在消逝,许多新事物、新现象层出不穷;它正在逐步改变人们的生产、生活方式及价值观念,促进人们进行新的社会变革。由于计算机技术的产生以及在各个科学领域的广泛应用,大大促进了网络技术、通信技术和空间分析技术等技术的发展,学科的相互交叉和技术的集成又不断地拓宽新的应用领域。信息技术与信息产业的发展已迈入了一个崭新的时代。这些先进的、改变城市功能的技术主要表现为:(1)高分辨率卫星遥感技术突飞猛进,极大地提高了地理信息获取和更新的能力;(2)宽带光纤和卫星通信为基础的互联网的迅速普及,极大地扩大了信息的通信交换能力;(3)分布式数据库和共享技术的发展,极大地提高了信息存储和管理能力;(4)仿真和虚拟技术的成熟,酝酿着信息应用技术领域的划时代变革。信息技术变革的大趋势必然深刻地影响到城市规划、建设和管理行业的信息技术应用领域。传统的城市规划、建设和管理不得不向“数字城市”靠近,并努力追寻“数字城市”的发展模式。

城市是社会经济要素高度集中的区域,是人类经济、政治和文化活动的中心,是人流、物流、资金流和信息流聚集和扩散的基地。进入21世纪,信息化进一步得到了广泛应用和高度渗透,信息技术正孕育着新的重大突破。信息资源日益成为城市发展的重要生产要素、无形资产和社会财富。同时,经济全球化是经济增长要素特别是技术、资本、人力资源、知识等诸要素,在资本追求经济效益最大化的利益驱动下所出现的全球性流动和组合,以至于国别经济和区域经济越来越多地被纳入了一体化的全球经济体系之中,人类社会经济发展的依赖性、互补性、关联性更为增强,各种商品在全球流通,为世界人类所共享。2000年6月5日~7日,联合国经济与社会事务部(UNDESA)和联合国开发计划署(UNDP)及亚太地区的城市市长参加的主题为“推动城市信息化,共创未来家园”的“亚太地区城市信息化高级论坛”,最后发表了《上海宣言》。该宣言指出,当今世界经济全球化已经成为人类社会发展的总趋势。信息化的程度和水平已经成为衡量一个城市经济社会发展综合实力和文明程度的主要指标。信息化正成为全球贸易、投资、资本流动和技术转移以及社会、经济、文化等一切领域发展的主要推动力。信息化建设将有利于促进人类的共同富裕和共同进步。加强对城市信息化的理解,推进城市信息化建设与合作,将成为城市发展的新主题和新动力。城市信息化的主要表现形式是“数字城市”的建设。从技术角度看,“数字城市”是城市信息化实现的技术基础,而且是城市信息化水平提高的一个重要特征。“数字城市”是社会信息化发展必然,是当今发达国家信息化发展的主要特征。全球信息化正在引发当今世界的深刻变革,重塑着世界政治、经济、社会、文化和军事发展的新格局。全球信息化的出现使得互联网成为新世纪国人关注的热点,而“数字城市”则是热点中的焦点。

在戈尔于1998年9月首先提出了“数字化舒适社区建设”的倡议后,许多国家已经对“数字城市”开展了相应的工作。比如欧洲“数字城市”(EDC)中的虚拟赫尔辛基很有特色,3D界面是其一个非常重要的组成部分。日本的“数字京都”(DCK)项目始于1998年10月,目的是使其成为京都的社会信息主干,其设计思想是真实和活动。“真实”是指该“数字城市”是为实际的用户服务的,而不是虚拟城市;“活动”是“数字城市”中的数据采集于现实的动态数据。“数字京都”中的新技术开发,处于国际领先地位。新加坡提出了“智能城市”的设想,为国民提供一个综合业务数字网和异步数字用户专线,将新加坡90%的家庭连接在一起,实现“网上生存”的梦想。随后,一些发展中国家也纷纷制定城市信息化发展政策,这些信息化城市或地区统一命名为“数字城市”。在国内,近十多年来,深圳、北京、海口、济南、广州等城市和国内著名科研院校相继建立了一批专业数据库和应用开发系统,为“数字城市”的研究积累了经验和数据。“数字城市”已成为我国各主要地、市进入21世纪后,在新的时代背景、经济背景、技术背景下,运用并发展空间技术、信息技术、网络技术,最终将其集成并渗透到现代城市生活方面的一项重要的标志性建设。

目前,“数字城市”作为知识经济、信息社会发展的必然趋势,代表的是一种世界潮流和城市发展的方向。深入开展“数字城市”的研究,积极推进“数字城市”的建设,无论是对当前,还是对未来城市发展,都具有十分重要的意义。

二、“数字城市”的内涵

由于“数字城市”是一个正在发展演变的概念,人们对它至今没有统一和权威的解释,存在很多的争论和思考。

台湾学者林峰田(1999)认为,“数字城市”是一项从人员组织、经费、法令、土地使用等各种配合条件,到包括硬件、软件和科技在内的基础设施,再到数据资料及其应用服务,直至社会文化五个层面的多层结构的城市大系统,他提出理想的“数字城市”应能达到三个目标:第一,有效支援城市产业发展,提高城市竞争力;第二,满足市民日常的交通、购物、娱乐、休闲、安全、教育、医疗等需求,保障市民知与言的权利;第三,创造地方特色自主意识的网络文化。

承继成(2000)认为,信息化是指数字化、网络化和智能化的全部过程。因此,信息化城市,也可以叫“数字城市”(或数码港)、网络城市和智能城市。俞正声(2000)认为,所谓“数字城市”与“园林城市”、“生态城市”、“山水城市”一样,是对城市发展方向的一种描述,是指数字技术、信息技术、网络技术要渗透到城市生活的各个方面。这将是世纪之交最重要的技术革命,将深刻改变人们习惯的工作方式、生活方式甚至风俗习惯和思维方法。宋建元等(2001)认为,“数字城市”即城市数字化,是指充分利用遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、计算机技术和多媒体及虚拟仿真等现代科学技术,对城市基础设施和与生产生活发展相关的各方面进行多主体、多层面、全方位的信息化处理和利用,具有对城市地理、资源、生态、环境、人口、经济、社会等诸方面进行数字化网络化管理、服务和决策功能的信息体系。郝力(2001)认为,从信息化广义角度看,“数字城市”即是空间化、网络化、智能化和可视化的技术系统。“数字城市”是物质城市在信息世界的反映和升华。从城市规划、建设和管理的狭义角度看,“数字城市”可概括为“43VR”,即地理数据4D化;地图数据三维化;规划设计VR(Virtual Reality,虚拟现实)化。地理数据4D化指城市空间基础地理信息数据库包括数字线划图(DLG)、数字栅格地图(DRG)、数字高程模型(DEM)、数字正射影像地图(DOM);地图数据三维化指地图数据由现在的二维结构转换为三维结构;规划设计VR化指规划设计和规划管理在4D数据、三维地图数据支撑下,将现有的二维作业对象和手段升级为三维和VR结合的作业对象和手段。

杨开忠、沈体雁(2001)认为,一般所指的“数字城市”是以3S技术和互联网技术为支撑的城市空间信息运行系统,是一个包括城市空间信息运行机理、空间信息运行技术系统、空间信息服务与产业体系和社会文化在内的多层框架。也就是说,“数字城市”工程建设要在城市空间信息认知机制和资源配置机制的作用下,采用数字化的空间信息技术手段对作为物质实体的城市系统,特别是对与地理空间相关的经济社会现象进行数字化重现和虚拟,从而促进人们对城市的认识,规划建设和管理,进而促进城市的人流、物流、资金流、信息流、交通流的通畅与协调,提高城市竞争力和市民生活质量。赵燕霞、姚敏(2001)认为,“数字城市”就是以数字化的方式表示城市及其各种信息,不仅应该包括城市各类与空间位置有关的直接信息(如地形、地貌、建筑、水文、资源等),还应该包括相关的人口、经济、教育、军事等社会数据,在现代信息技术的基础上,形成一个具有智能性质的城市巨系统。周晓颖、章申鲁(2001)认为,“数字城市”是综合运用现代高新技术,对城市的基础设施、功能机制进行信息自动采集、动态监测管理和辅助决策服务的技术系统,具有城市地理、资源、生态环境、人口、经济、社会等复杂系统的数字化、网络化、虚拟仿真、优化决策支持和可视化表现等强大功能。它与城市地理信息系统的主要区别在于,对城市有关数据能够自动采集、处理分析、传输分化、自动或半自动智能决策,直接为社会公众提供便利的信息服务。王浒等(2001)认为,“数字城市”就是基于城市空间信息基础设施之上的城市居民社会信息生存空间。通过运用数字地球的关键技术,如数据挖掘、知识提取和虚拟现实技术,“数字城市”中广泛的、多源的空间信息将被有效的集成和管理。最终,“数字城市”将提供给公众和企业的不仅是虚拟的用户界面以实现所谓的“数字生存”,更重要的是将辅助政府制定城市管理的综合决策。

“数字城市”也称信息城市、智能城市,以数字化的方式表示城市及其各种信息,不仅包括城市各类与空间位置有关的直接信息(如地形、地貌、建筑、水文、资源等),还包括相关的人口、经济、教育、军事等社会数据,在现代信息技术的基础上,形成一个具有智能性质的城市信息系统。顾朝林等(2002)认为,“数字城市”是指综合运用地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、遥感系统(RS)等关键技术,深入开发和应用空间信息资源,建设服务于城市规划、建设和管理,服务于政府、企业、大众的信息基础设施和信息系统。其本质是建设空间信息基础设施并在此基础上深度开发和整合应用各种信息资源。牛文元(2002)认为,“数字城市”是从工业时代向信息化时代转换的基本标志之一。它一般是指城市“自然、社会、经济”系统的范畴中,能够有效获取、分类存储、自动处理和智能识别海量数据的、具有高分辨率和高度智能化的、既能虚拟现实又可直接参与城市管理和服务的一项综合工程。

张静(2002)认为,“数字城市”应是四维(三维坐标加时间维)的、可视化的城市,不但包括城市三维空间的所有信息,而且还包括城市各种现象的历史、现状与未来信息,更为重要的是应包括人的信息如位置,甚至思维信息,是一个四维的空间信息系统。通俗一点讲,“数字城市”是指在城市规划、建设、管理以及生产生活中,利用数字化技术、信息处理技术和网络通信技术,将城市的各种数字、信息及各种信息资源加以整合并利用。城市规划者、管理者和生活者,可以在有准确坐标、时间和对象属性的五维虚拟城市环境中,进行规划、决策、管理和生活,其感觉就像漫步于现实的街道上或是承坐直升飞机俯瞰城市一样。李京文、甘德安(2002)认为,信息化的实质就是数字化、网络化和智能化,因此,“数字城市”广义上指城市信息化,是指数字技术、信息技术、网络技术渗透到城市生活的各个方面,其本质是对物质城市及其相关现象(经济社会特征)统一的数字化重现和认识,是用数字化的手段来处理、分析和管理整个城市,促进城市的人流、物流、资金流、信息流、交通流的通畅、协调高速。这些学者把“数字城市”等同于单一的城市信息化建设,认为“数字城市”建设就是当前信息化发展过程中城市对信息化的一种回应。

李琦等(2003)认为,“数字城市”是从信息化角度,对信息时代及准信息时代城市状态的形象化刻化,表征在园林城市、生态城市等工业城市文明基础之上,信息化基础设施完备、信息数据资源丰富、信息化应用与信息产业高度发达、工业化与信息化持续协调发展、人居环境舒适的良性城市状态。“数字城市”工程就是要在集成化高速宽带城市通讯网络基础设施、城市空间数据基础设施、城市信息安全基础设施建设的基础上,整合城市信息数据资源,连接城市信息化孤岛,开展面向政府、企业、公众的个性化、多样性综合信息应用服务,同时,促进城市领域(行业)信息化建设,以信息化带动工业化,促进传统产业结构调整,优化城市产业结构、生态结构与城市空间规划,促进工业化与信息化的持续协调发展。刘忻(2003)认为,“数字城市”从功能上讲是城市信息的数字化、网络化、智能化、可视化,即将城市的各种信息,如城市管理、城市设施、自然资源、社会资源、人文环境、经济、历史等各方面信息,以数据形式整理、加工、存储、分类、管理,通过计算机网络实现全社会的信息共享、共建、交流、再现,通过对城市信息的综合分析和模型化处理,提高决策水平和应用效率,最大限度地发挥资源潜力,为城市发展和提高居民生活质量服务。从技术上讲,“数字城市”是以计算机技术、多媒体技术、大规模存储技术、数据仓库技术为基础,以宽带网络技术和现代通信技术为桥梁,结合3S技术、遥测、虚拟现实技术,对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类描述,并通过城市管理与决策模型及其他应用模型,优化资源配置,提供科学决策的现代化工具。从理论上讲,“数字城市”在地理信息科学基础上,结合计算机及网络理论、现代城市理论、决策理论、控制论、系统论,复杂理论等,在计算机及网络中虚拟城市,并结合不同部门、不同层次的信息交流、融合和挖掘,实现城市的综合信息管理系统。

姜爱林(2004)认为,从城市建设的角度看,“数字城市”就是指在城市规划建设与运营管理以及城市生产与生活中,充分利用数字化信息处理技术和网络通信技术,将城市的各种数字信息及各种信息资源加以整合并充分利用的一种系统工程或管理模式。从信息化角度看,“数字城市”是以信息技术为支撑、以信息产业为主导、以信息服务为中心的一系列数据库和信息系统的一种城市发展模式。

戴汝为(2005)认为,“数字城市”是一类开放的复杂巨系统。“数字城市”在功能、结构和庞大、复杂的多层次系统,及与周边、全国以至世界的联系等方面,无不具备着开放的杂巨系统的特性。

谢明(2005)认为,“数字城市”是对城市发展方向的一种描述,是对组成城市的各种要素和现象的一种数字化重现和认知,用信息化的手段收集、分析并管理城市的生产生活,促进城市的人流、物流、资金流、信息流、交通流更加顺畅和协调。“数字城市”的建设基于地理信息系统、全球定位系统、遥感、网络、多媒体、虚拟仿真等技术,综合城市空间和人文信息,服务于城市规划、城市建设和管理、经济社会发展等各个方面。

江绵康(2006)认为,“数字城市”是“数字地球”的主要空间节点,是“数字地球”的重要组成部分,是“数字地球”在城市的具体体现。所谓“数字城市”,通俗地讲是指在城市的生产、生活等活动中,利用数字技术、信息技术和网络技术,将城市的人口、资源、环境、经济、社会等以数字化、网络化、智能化和可视化的方式加以展现。“数字城市”的本质是把城市的各种信息资源整合起来加以充分利用。

杜灵通、韩秀丽(2007)认为,可以将“数字城市”定义为利用各种信息获取、存储、传输、表达、处理等支撑技术,将表征真实城市的信息数字化,形成一个虚拟的城市实体,并利用这个数字化城市实体来解决各种各样的现实问题。它的目的跟数字地球一样,都是为了解决现实的自然和社会活动中诸方面的问题。

彭学君、李志祥(2007)认为,“数字城市”是指一个由数字技术支撑的信息化的城市,是指数字技术、信息技术、网络技术渗透到城市生活的各个方面,它应该能够自动和非自动地获取与城市有关的海量数据,并从中挖掘出有价值的信息为城市规划、建设、管理和可持续发展提供决策支持和具有数字实验室特性的技术系统,是一种虚拟城市模型。

李宗华(2008)认为,“数字城市”概念可以分为广义的和狭义的两种。广义上指城市信息化。它既是城市信息化总的概述,又是城市信息化的目标,是用数字化的手段来处理、分析和管理整个城市,促进城市人流、物流、资金流、信息流、交通流的通畅、协调。“数字城市”是为调控城市、预测城市、监管城市提供了革命性的手段,是对城市发展方向本质特征的一种描述。狭义上是指综合运用地理信息系统(GIS)、全球卫星定位系统(GPS)、遥感系统(RS)、网络等关键技术,建设服务于城市规划、建设、管理,服务于政府、企业、公众,服务于人口、资源环境、经济社会的可持续发展的信息基础设施和信息系统。

陈建军(2010)认为,“数字城市”具有双重含义:一方面,是指以遥感(RS)、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)等空间信息技术为主要手段,对地理信息资源进行整合,构建“数字城市”地理空间框架,建设城市地理信息公共服务平台,是城市实体在计算机中的虚拟表达;另一方面,是指以城市地理信息公共服务平台,通过城市信息基础设施建设,开发、整合、利用各类信息资源,实现城市的经济、社会、生态各个运作层面的智能化、网络化、数字化。

尽管对于“数字城市”的定义还无法形成统一的标准化定义,但从专家们的意见和城市信息化实施的过程看,其狭义上的理解取得了比较一致的看法,“数字城市”就是基于3S(地理信息系统GIS、全球定位系统GPS、遥感系统RS)等关键技术,深入开发和应用空间信息资源,建设服务于城市规划、城市建设和管理,服务于政府、企业、公众,服务于人口、资源环境、经济社会的可持续发展的信息基础设施和信息系统。从信息化广义角度看,城市系统处于一个开放的环境中,需要不断的和环境交换物质、信息和能量,是一个复杂的信息系统。

总之,“数字城市”是信息时代背景下城市及其理论发展的一种必然,是现代城市发展的必经之路。它是以信息技术为支撑、以信息服务为中心的一种城市发展模式;它以可视化、网络化、智能化的表达方式对物质城市进行数字化的再现与升华,形成统一的、可共享的信息管理与服务数据库系统(如综合市情系统、城市规划系统,智能交通系统、远程教育或医疗系统等),为市政府提供决策支持、为民众提供服务。它具有使现代城市管理更快捷高效、使城市居民更轻松方便的众多优点,是未来城市可持续发展的一个主要方向。“数字城市”是21世纪城市发展的新主题,也是提高城市综合竞争力,促进城市经济发展、社会进步和人民生活水平提高的新动力。在这种认识下,“数字城市”不再是一个技术性概念,“数字城市”是现代科技、社会、政治、经济影响下的新城市形态,建立在已有的物质城市基础上,结合多种学科技术,实现城市的可持续发展。

三、“数字城市”的内容与框架

杨开忠、沈体雁(2001)认为,作为城市空间信息运行系统,“数字城市”是一个包括运行机制与保障系统、空间信息技术系统、空间信息增值服务活动与产业系统、社会文化系统等层面在内的多层次框架体系。段学军、顾朝林等(2001)认为,“数字城市”由下列体系构成:数据获取与更新体系、数据处理与储存体系、信息提取与分析体系、网络体系、应用模型体系、专用软件体系、咨询服务体系、专业人员体系、用户体系、教育体系、标准与互操作体系、法规和财经体系等(见图1)。“数字城市”的功能结构为:(1)数字商务,包括网上贸易、虚拟商场、网上市场管理等;(2)数字金融,包括数字银行、数字股市、数字期货、数字保险等;(3)数字社会,包括数字影院、戏院、数字旅游、网上办各种手续等;(4)数字教育,包括虚拟教室、虚拟实验、虚拟图书馆等;(5)数字医院,包括网上健康咨询、网上会诊、网上护理等;(6)数字政务,包括数字会议、数字议会等。寇有观(2001)认为,“数字城市”不仅包括城市的数字经济、数字社会、数字生活、数字政府、数字企业、数字社区和数字家庭等,而且包括城市的数字地籍、数字规划、数字水系、数字交通、数字电力、数字通信、数字旅游、数字生态、数字抗灾、数字商务和数字金融等。同时,寇有观还建立了一个“数字城市”系统框架。这个“数字城市”系统是城市公用信息平台上的空间信息获取更新处理和应用系统,包括城市公用信息平台(网络体系)、城市空间数据基础设施、城市地理空间数据交换中心、行业空间数据工程数据获得和更新体系、数据库体系、应用体系、动态监测体系等(见图2)。

姜爱林(2002)认为,“数字城市”构建的基本框架应包括5个方面:(1)通过推动信息化建设,使政府的宏观调控机制与培养竞争机制达到有机的统一,形成公平、有序的市场秩序。(2)加强政策法规建设,体现管理意识,实现可持续发展。(3)建好地理信息系统基础数据平台,促进基础信息资源有效共享。(4)建立应急联动指挥和智能交通管理两个综合性应用系统,带动一批行业信息系统建设。(5)推进基础教育信息化,培养信息化人才,为构筑学习型城市服务。

张静(2002)认为,“数字城市”的主要内容有3项:(1)信息基础设施,要有高速宽带网络和支撑的计算机服务系统和网络交换系统,也就是说“数字城市”的第一项任务是解决“修路”的问题,即为“数字城市”建立一条信息高速公路。(2)数据和信息,特别是“空间数据”。据统计,人类生活和生产的信息有80%与空间位置有关。“数字城市”的基础平台是城市空间数据框架,这个框架提供一个可以精确地、始终如一地获取、配准和集成城市空间信息的基础。它包括空间控制数据,航测与遥感影像数据,各种比例尺地形图数据库,以及相关的专题数据库等等。(3)人,管理“数字城市”和使用“数字城市”的人。与管理我们的“现实城市”相对应,管理“数字城市”要逐渐建立起相应的机构和规范,要不断地对网络系统和数据进行建设、更新、维护和升级,并协调用户的访问。除管理“数字城市”的人之外,培养使用“数字城市”的人也是一项重要的基础工作。只是建设了“数字城市”而没有人用,也是一种浪费,也产生不了社会经济效益。只有成千上万的企业,成百万、上千万的市民应用“数字城市”才可以产生巨大的社会经济效益,促进国民经济的快速发展。

段学军(2003)认为,“数字城市”的基本框架由6个方面构成:(1)数据获取与更新体系。包括各类遥感设施,即高分辨率高光谱卫星、星―机―地数据接收设施、地面台站及人文、经济等数据获取设施等。(2)数据处理储存体系。包括高密度高速率的海量数据储存设施,多分辨率海量数据实时存贮、压缩、处理技术,元数据管理技术、空间数据仓库等。(3)数据信息提取与分析体系。包括数据互操作、多源数据集成、海量空间数据的智能提取与分析、决策支持等设施与技术。(4)网络体系。包括高速宽带网络、智能网络、支持基于网络分布式计算的操作系统、基于对象的分布式网络服务、分布处理和互操作协议等。(5)应用模型体系。为用户提供实际应用的解决方案,利用其我们将能够更好地认识和分析所观测到的海量数据,从中找出规律和知识。(6)专用软件体系。完成城市信息处理、实现“数字城市”功能的基本工具,包括数字图象处理软件、GIS软件、统计分析软件、数据可视化软件等。承继成等(2003)提出,“数字城市”内容框架包括基础设施、资源管理和应用服务三部分。基础设施包括通讯层、数据层、保障层三部分。管理层主要是指对“数字城市”信息基础设施的管理及信息数据资源的集成与融合、应用的集成与融合的管理。应用服务层包括基础公共服务层、管理应用层、业务应用层、服务应用层(见表1)。

岳为民(2003)从“数字昆明”的角度指出,“数字城市”的基本框架是由“一个关键、三个基础、三条主线、七大支柱”构成:(1)一个关键。就是城市数据的全面规范和高度共享。(2)三个基础。即信息基础设施、空间基础数据及管理“数字城市”和使用“数字城市”的人。(3)三条主线。第一,政府管理与决策行为的数字化(数字政府);第二,企业经营管理行为的数字化(数字企业);第三,市民生活的数字化(数字生活);(4)七大支柱:即政府上网、电子商务、信息产业、信息港、智能建筑、智能交通与城市规划、建设和管理信息化。

姜爱林(2004)认为,“数字城市”的内容包括技术组成、组织结构及应用等方面。“数字城市”的技术组成包括:(1)宽带多媒体网络;(2)电子地图及网站服务系统;(3)高分辨率卫星、航空遥感技术;(4)三维地理信息系统技术;(4)OPEN GIS标准、远程互操作、互运算等信息共享技术;(5)虚拟仿真技术;(6)“数字城市”信息模型与体系结构,包括城市建筑、交通、能源、通信、服务、文化设施和行政管理的信息模型及体系结构;(7)“数字城市”的运行管理技术,包括通信网络系统及其管理,数据组织及数据转换,决策模型管理,城市信息安全保障机制;(8)“数字城市”的功能系统,包括公用信息平台,专业信息平台等。“数字城市”组织结构,即“数字城市”工程将通过建设宽带多媒体网络、地理信息系统等基础设施平台,整合城市信息资源,建立电子政务、电子商务、社会保障等空间信息管理服务系统。王凤霞、张超(2004)在“数字地球”和“数字城市”的基础上,提出了“数字上海”总体框架模型(如图3所示)。

谢明(2005)综合当时我国“数字城市”建设和发展的情况提出,“数字城市”框架主要由以下四个方面构成:(1)数据获取和更新体系。通过各种手段获取的“数字城市”相关信息,包括城市空间数据框架(基础电子地图、卫星影像、航空影像)、城市规划建设信息、城市社会经济信息、城市管理信息等,并建立起行之有效的在城市管理过程中对各种信息进行更新的机制。(2)数据存储、加工和管理体系。该部分内容包括建立起海量数据存储体系,实现数据的高速存取,并在空间定位的基础上实现对信息的加工和管理,包括元数据管理、空间数据仓库、多源数据集成与互操作、海量空间数据的职能提取与分析、辅助决策支持等。(3)网络支持体系。包括高速宽带网络、智能网络、支持基于网络分布式计算的操作系统、基于对象的分布式网络服务等,共同构成支撑“数字城市”的基础网络体系。(4)专用软件和辅助决策支持系统。用于完成城市信息处理、实现“数字城市”各基础功能的工具软件,包括数字图像处理软件、地理信息系统软件、统计分析软件、数据可视化软件等等,并由此衍生出基于各种决策模型的辅助决策系统和应用解决方案。

寇有观(2006)认为,“数字城市”总体框架可以概括为五大平台、五个中心、五类应用、五大工程,政策、法规、标准、规范体系和安全、组织、资金、人才保障体系等。五大平台是信息网络平台、公用信息平台、专题信息平台(多个)、空间信息平台和决策支持平台。五个中心包括信息网络互联中心、信息资源管理中心、身份认证中心、信息服务中心和决策支持中心。五类应用包括电子政务、电子商务、社会服务、经济运行服务和城市规划、建设、管理与运营。五大工程包括市民卡工程、金融信息工程、社会劳动保障信息工程、社区服务信息工程和金旅工程。“数字城市”大力推进地理信息系统、卫星定位系统和遥感技术在城市的应用。

孙旭阳、冯一民(2006)认为,“数字城市”的建设内容主要包括7个方面:(1)城市信息基础设施建设。(2)城市基础数据库建设。(3)电子政务建设。(4)电子社区建设。(5)公共信息服务体系建设。(7)数字行业应用建设。吴庆双(2007)认为,“数字城市”的构成体系包括:数据获取与更新体系、数据处理与储存体系、信息提取与分析体系、数据与信息传播体系、数据库体系、网络体系、应用模型体系、专用软件体系、咨询服务体系、专业人员体系、用户体系、教育体系、标准与互操作系统、法规与财经体系等。

马娟、秦凯(2007)认为,“数字城市”建设的主要任务包括:城市地理信息数据库建设、基础地理信息采集体系的建设、政策法规与标准体系的建设、技术支持体系的建设、地理空间信息交换网络体系建设、组织机构的建设等,以及实现覆盖整个城市的多尺度、多分辨率、现势性好的基础地理信息数据。

彭学君、李志祥(2007)认为,数字化城市涵盖了整个城市各方面的信息及应用,总体上可分为三个层次十个组成部分。三个层次为信息基础层、应用层、综合决策层。十个组成部分包括:城市公用信息网络平台和骨干网、空间数据等基础设施、政府类应用、企业类应用、公众类应用、区域类应用、数字门户网站、信息资源管理中心、城市综合决策指挥系统、政策法规规章及管理制度和技术标准及各种应用规范。

李宗华(2008)认为,“数字城市”涉及城市信息化的方方面面,总体上可以分为3个层次、9个组成部分,它们构成一个统一的整体(如图4所示)。3个层次为:基础层、管理层和应用层。9个组成部分为:城市信息基础设施、城市空间数据基础设施、空间信息资源管理与交换中心、法律法规与政策、技术与标准、政府类应用、行业类应用、企业类应用和公众应用。

曹蕾(2009)认为,“数字城市”的内容可以概括为4个方面:城市基础设施数字化,城市信息和交换网络化,城市生活和管理智能化和城市空间数据可视化。“数字城市”框架体系大体由3部分组成:(1)基本平台部分,主要为城市综合信息平台、城市空间基础信息平台和城市电信基础设施平台;(2)“数字城市”服务对象(用户),该部分主要为政府、企业、社区、公众构成的各类应用系统,作为核心应用系统是“数字城市”发挥作用的根本;(3)关键技术,它是“数字城市”的技术支撑,主要为计算机技术、海量数据存储技术、宽带网络技术、3S技术、对地观测技术、虚拟现实技术、互操作技术等。

张立平(2009)认为,“数字城市”的内容包括技术组成、组织结构及应用等方面。“数字城市”组织结构,即“数字城市”工程将通过建设宽带多媒体网络、地理信息系统等基础设施平台,整合城市信息资源,建立电子政务、电子商务、社会保障等空间信息管理服务系统。“数字城市”是城市信息技术的综合应用,也是当前信息技术应用最广泛的领域。就这个意义而,“数字城市”应用十分广泛,归纳起来主要有12个方面:电子政务、电子商务、城市智能交通、市政基础设施管理、公共信息服务、远程教育、社会医疗保障、社区管理、突发事件处理、城市环境检测、智能化小区、水网调配。“数字城市”的体系结构包括:(1)数据获取与更新体系。包括城市地表、上空及地下等自然地理数据的自动获取系统,城市基础设施数据的实时获取和更新体系,城市人文、经济、政论等社会数据的变更与监控系统等。(2)数据处理储存体系。包括高密度高速率的海量数据储存设施、多分辨率海量数据实时地存储、压缩、处理技术、元数据管理技术、空间数据仓库等。(3)信息提取与分机体系。包括数据互操作、多元数据集成、信息智能提取分机、海量空间数据的智能提取与分析、决策支持等设施与技术。(4)网络体系。包括高宽带网络、智能网络,支持基于网络的分析式计算操作系统,基于对象的分布式网络服务,分布处理和互操作协议等。(5)应用体系。包括城市规划、地籍管理、城市防灾、城市交通等。同时还包括城市网络生活方式等。(6)管理体系。包括专业人员小组、教育培训、安全管理、系统维护、标准与互操作规范、相关法规等。

马佩勋、谢海波(2009)认为,“数字城市”的框架体系涵盖了城市建设的各个方面,是由战略政策层、信息基础层、应用服务层和分析决策层组成的有机整体。战略政策层包括“数字城市”的发展战略及总体框架、信息技术标准、政策法规规章制度和技术保障体系等;信息基础层由城市公用信息网络平台、中心骨干网、区域骨干网、通信管线、空间数据、业务标准体系和协调维护机制等组成;应用服务层根据“数字城市”功能特征分为电子政务、电子商务、城市规划建设及运行、经济运行服务和社会综合服务等五类应用;决策分析层是跨行业、跨区域的综合性应用系统,主要包括城市智能交通管理系统、城市环境监测分析系统、城市发展预测决策系统和城市防灾、救灾及应急处理系统等。基本框架如图5所示,战略决策决定和指导信息基础建设,并在此基础上实施应用服务,通过决策分析又反过来指导战略决策的制定。

四、小结

“数字城市”是空间时代与信息社会发展历史的必然产物,同时,又是城市可持续发展与整体功能提升的必然依托,是新的经济建设增长点,这一特点决定了其发展将是跨越式的。“数字城市”为认识物质城市打开了新的视野,对城市规划、城市建设和城市管理展示出了一系列全新的理念,为调控城市、预测城市、经营城市提供了革命性的手段。“数字城市”的战略研究、数据和技术集成框架等基础研究和原型系统建设,必然与其应用研究相辅相成,齐头并进。“数字城市”建设是一个非常庞大的系统工程,涉及城市社会、经济、文化、政治、环境等各个方面,是多学科的融合体,因此,不仅要有先进的技术为基础,更需要管理体制、机制和政策作保障,还需要市民和整个社会信息素质的提高。(编辑:何乐)

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[39]马佩勋、谢海波:《数字城市的基本框架与关键技术研究》[J],《长沙民政职业技术学院学报》2009年第3期。

第7篇:教育信息化和数字化的区别范文

[关键词] 经验之塔;数字媒体;媒体选择模型;教与学的方式

[中图分类号] G40-057 [文献标志码] A

[作者简介] 许坦(1979—),女,河北辛集人。讲师,硕士,主要从事教育技术理论与数字媒体技术研究。E-mail:。

数学和物理可以用定律或公式描述规律,教育技术学则可用建立模型的方法对概念进行规范,依据其内在规律构建新的关系体系。这种关系体系能够解释过去,预见未来,哪怕它只在局部起作用或者需要不断地修改,只要它能搭建起讨论的新起点和新框架,它就有存在的价值。笔者于2009年在《电化教育研究》杂志上发表的《信息化教育媒体选择模型刍论——从计算机在经验之塔中的定位谈起》(后文提及简称《刍论》)一文中通过对经验之塔(见图1实线三角形区域)内部媒体的排序关系,特别是三类直接经验的互动水平的研究,结合隐性知识和显性知识之间的转换方式,在经验之塔获取三类直接经验的活动方式反演的基础上,按照交互的水平对当前基于计算机的数字新媒体进行排序形成“体验之塔”(见图1虚线三角形区域);并进一步将体验之塔和经验之塔结合起来,将新兴媒体、现代媒体与传统媒体纳入到一个统一的讨论框架之中,形成了媒体选择模型。戴尔的经验之塔按照从经验(具体经验)到知识(抽象经验)的原则组织媒体,并通过提供可供选择的不同学习途径来说明教学媒体的作用;而媒体选择模型则按照从经验到知识,再从知识(显性知识)到能力(隐性知识)的原则组织媒体,并通过吸纳不同的教与学的方式来规范学习资源的利用。

数字媒体环境中,媒体的选择已经不是为学生简单地选取学习途径和知识来源的手段,而是教师基于当前的媒体环境,为学生设计包含多种获取学习资源途径的学习环境。这个学习环境能够满足学生根据自己的需要主动地从各种途径中获取学习资源,并通过对学习资源的利用建构个体认知表征的要求。因此需要进一步明确媒体选择模型与教与学的方式的关系,才能把握媒体选择模型的作用。从下文的论述可知,教与学的方式完全可以被媒体选择模型吸纳,吸纳教与学的方式后的模型为形成更系统的媒体利用理论奠定了基础。这为教与学的方式建立了一个支撑性的讨论平台。鉴于教与学的方式需要相应的媒体技术构成的学习环境的支持,我们对照经过媒体选择模型简化处理后的图1中的媒体环境,分析图2中不同层次的教与学的方式。下面分两个步骤开始论述:首先建立媒体选择模型与各种教与学的方式的对应关系;然后通过基于模型所构建的教与学的方式的位置关系,探讨教与学的方式之间的内在联系,揭示教与学的方式的演化规律。

一、媒体选择模型对

教与学方式的吸纳

模型的结构(如图1所示)可分为标号为①~⑧的八个部分。它们依次对应于直接参与的实践活动(能够获取能动的直接的做的经验)、直接的观察活动(能够获得能动的直接观察的经验)、观察视听媒体的活动(能够获取形象的替代性的观察经验)、观察和分析抽象符号的活动(能够获取抽象的间接经验)、基于图式(认知结构)的建构性的自我内在心理活动、基于人机交互的预先人为设计好的人—机互动活动、借助机器的通讯作用实现的人—机—人形式的人际互动活动、借助机器之间复杂的智能技术实现对用户透明的人—机—机—人的人际互动活动。①~⑧、②~⑦、③~⑥、④~⑤相互对应。第一部分可进一步细分为三部分:人的真实的工作与生活活动、人的设计活动和利用玩具实现的个人游戏活动、人的组织学习和人际之间展开的游戏活动。随着网络技术和计算技术的发展,三种活动都能在虚拟世界中有所反映,并能借助虚拟技术替代、补充或者加强这些活动的某些功能。通讯网络、广播电视网络和互联网向着数字化、高速度和双向交互性发展过程中在高级应用端实现交叉融合,并进一步发展成为泛在网、物联网;基于分布式处理的云计算技术不断减轻客户端的运算负担,推动客户端向着多媒体化、小型化、智能化方向发展,从而促进技术直接渗透到各个社会成员。这一趋势促使教与学的方式不断地推陈出新,也需要我们对不同阶段、不同层次的教与学的方式进行系统化梳理。

图2中AC线分开了基于不同技术的视听教学(由三角形ACD围成的模拟技术与现实世界)和数字化学习(由三角形ABC围成的数字技术或虚拟世界)。AC线成为经验之塔和体验之塔的分界线,我们不妨称其为“媒体技术分界线”。BD线分开了基于不同环境的正式学习(由三角形ABD围成的学校环境)和非正式学习(由三角形BCD围成的社会环境),我们不妨称其为“教与学的方式分界线”。①正式学习按基于时空的特征又可细分为正规的学校教育形式和非正规继续教育与培训形式。三角形ABD中部是面对面教学,往往是正规学校教育主要采用的方式;两翼是远距离教学,往往是继续教育或社会教育采用的主要方式。

AC线指向教学媒体发展的终极目标——提供更多的学习机会和更优质的学习资源,并且不断降低用户承担的成本,促进教育公平。国家规划信息化高速公路的建设,IT企业面向用户的多样化需求提供终端硬件、配套软件以及相应服务,最终降低使用者的成本,从而创造一个实现全民教育和终身教育目标的整体环境。技术的发展是驱动力量,它催生出新的教与学的方式。下面进一步分析以下四个层次的教与学的方式的定位问题。

(一)面对面教学与远距离教学

三角形ABD内侧是学校情境中面对面的教育形式。它由图2中的能够实现集体传授法的“课堂教学”和个别化指导下的“自主学习”组成。具体表现为图1中的教师利用课本、板书或视听媒体进行课堂教学,学习者则借助教师的帮助或者利用计算机来促进自我互动,实现自主学习。

三角形ABD外侧是远距离教学。严格来说,远距离教学的教与学的方式(半工半读)介于正规的在校学习与非正式学习之间。虽然在这种情况下,学习者未必在校学习,但是其学习的组织和管理还是依托于正规的教育机构(学校),因此这种教与学的方式仍被归入正式学习。图2中的第一代远距离教学是通过图1中的邮政系统发放学习资料(从印刷品到光盘和磁带)并借助电话反馈或结合不定期的面授辅导而实现的函授教学。图2中的第二代远距离教学是通过图1中的模拟(声音或电视)广播形成广播函授大学或广播电视大学的教学形式。这两代远距离教学侧重于跨越时空呈现学习资源,为学习者提供更多的学习机会,统称为D-Learning。图2中的第三代远距离教学是通过图1中的网络技术来实现的网络化学习e-Learning。图2中的远距离教学进一步发展的趋势是通过图1中结合Web2.0/3.0理念并通过微型移动终端实现的移动学习(M-Learning)以及基于物联网、云计算和泛在网实现各种虚拟技术与人的活动无缝结合的泛在学习(U-Learning),有人称之为后现代的远距离教学。[1]这两代远距离教学则趋向于通过提供更为便捷的交流服务来提高教学质量。“距离”是远距离教学的最大特点和局限,随着技术的进步,距离给学习带来的限制越来越小。几乎每一代远距离教学都是在整合前一代教与学的方式的基础上引入新媒体和相应的新的教与学的方式发展起来的。远距离教学的发展,特别是移动学习的出现,势必会促进正式学习与非正式学习的融合,并使二者的界限越来越模糊。

(二)电子化学习、数字化学习、网络化学习和信息化学习

模型可以对“e-Learning”的不同理解进行规范。

何克抗教授认为“e-Learning”有三种不同译法:网络化学习、电子化学习和数字化学习。e-Learning本指网络化学习(强调基于因特网的学习),但在实际应用中,有时又把基于多媒体资料(包括CD-ROM、数据文件、计算机模拟、数字音视频等)的数字化学习也包括在内,并强调e-Learning要把数字化内容与网络资源结合起来。[2]“电子化学习”的概念因包括模拟视听资源而太宽泛,“网络化学习”则忽略了因特网以外的数字化学习资源。因此称e-Learning为数字化学习更科学。

李芒教授则认为对e-Learning应该全面地认识,不仅应该抓住技术本质,而且还应该强调社会性本质。在这个认识的基础上,主张使用“信息化学习方式”的说法。[3]

下面我们利用媒体选择模型对e-Learning的不同解释从其所涵盖的内容及名称出现的先后顺序在模型中进行定位,即电子化学习包括基于模拟技术视听媒体的学习和数字化学习,而数字化学习包括基于数字化的多媒体资料的学习和网络化学习。网络化学习从提供学习资源发展为提供面向人际交流的服务,从而促使网络社会化,进而形成信息化学习。

1.涵盖视听媒体及广播和计算机、网络的电子化学习

图2中的电子化学习最宽泛,它涵盖所有现代化教学媒体与学习资源;它跨越了图1中的视听媒体与广播所在的梯形以及计算机、网络和通讯技术所在的三角形。因此从涵盖的内容上说,数字化学习可视为从电子化学习中析出的概念。

体验之塔中环环嵌套的三角形反映出媒体发展和融合的趋势,据此我们可以从教育信息化不同的时期来对e-Learning的另外三种译法借助模型赋予相应的解释。

2. 以计算机应用为基础,以操作系统为平台的数字化学习

早期的软盘、CD-ROM等可移动的存储介质是计算机独立使用时期传递学习资源的主要工具,此时的教学软件以封闭式的课件为主。早期的网络由于带宽的限制以文本信息传播为主,并采用集中式资源管理与共享的方式,利用超文本组织学习资源。局域网的发展使得支持计算机协作工作的群件产品进入实用阶段。由于窄带入网以及封闭式的局域网的限制,使得多媒体资源及以超媒体形式组织的学习资源仍以移动存储介质(发展为DVD-ROM、U盘和移动硬盘)传递为主。教学软件由课件向积件发展。因此图2中的数字化学习既涵盖数字多媒体资料,又包括网络资源,它跨越图1中的计算机和网络所在的三角形,成为基于数字技术新媒体的各种教与学的方式的统称。因此从涵盖的内容上说,网络化学习可视为从数字化学习中析出的概念。

这一时期计算机的应用占有主导地位,所有的应用软件都面向操作系统。信息技术教育应用的课程集中体现为“计算机辅助教育”。

3. 以浏览器应用为基础,基于B/S的网络化学习

计算机网络的普及应用,使得学习资源的获取逐渐向网络转移,而计算机则逐步融合为网络系统的一部分。所以图2中的网络化学习(在线学习)仅指基于网络资源的学习,但又离不开计算机等终端设备;而网络技术的发展使得网络应用发生质的改变(从Web1.0到Web2.0/3.0),但是我们仍可以用网络化学习统称借助网络实现的教与学的方式。因此它包括图1中网络技术所在的两个三角形并将计算机所在的三角形嵌套在内。

这一时期应用软件向Web浏览器方向集中。信息技术教育应用的课程分化出“多媒体教育应用”和“网络教育应用”。

4. 以对等网络的理念为基础、以互联网为平台的信息化学习

信息高速公路的建设使得因特网带宽不断得到扩充,Web2.0/3.0、Internet 2和网格、云计算等研究与应用成为重点,同时人们也在关注解决“最后一公里”的用户宽带入网问题。音视频压缩技术和流媒体技术的发展使得多媒体资源能够通过因特网实现传播,ATM等技术的应用及中间件技术的发展解决了网络互联与异构问题,进而促使分布式资源管理与共享方式成为现实。网络逐步成为学习资源传播的主流形式,并进一步推动了积件向网络化发展,而基于数据库的群件则向Intranet/Internet[4]中的网件[5]发展并出现了微件。[6]信息化学习环境的发展促成了学习资源开发与利用的社会化理念。因此图2中的信息化学习的社会性和人文性与图1中的社会化网络Web2.0/3.0环境十分契合,它位于最外环的三角形并嵌套着Web1.0和计算机所在的三角形。

这一时期应用软件面向对等网络发展,网络终端多样化(计算机、数字电视)、智能化、微型化(智能手机)。远距离教育由提供各种学习资源向提供网络交流服务转移。信息技术教育应用课程逐步发展成“信息技术与课程整合”和“信息化教育”。

5. 小结

“跨越”关系表示前代技术是新一代技术发展和功能拓展的基础,而“嵌套”关系表示新一代技术对上一代技术在理念上以新的形式的继承和融合。模型的逐级嵌套反映了媒体发展脉络的结构,这为解释这些互有重叠而又各有侧重的复杂概念奠定了良好的框架,从而很好地吸收了这些教与学的方式。

(三)自主学习、基于计算机的协作学习CSCL、网络探究WebQuest

自主学习是指学习者在总体教学目标的宏观调控下,在教师的指导下,根据自身的条件和需要制定并完成具体学习目标的学习模式。[7]多媒体环境下的个别化自主学习,是指在多媒体网络教室的集中环境下,利用系统的多媒体教学课件,个别的通过人机交互方式进行系统的学习。[8]图2中的“自主学习”表示它是面对面教学中有教师辅助的自主学习或者是师生分离条件下基于学习资源或智能化媒体(智能导师或虚拟学伴)的个别化学习。自主学习最终都要通过促进学习者内部的自我互动(见图1)来改变其认知结构、学习策略及行为习惯,从而实现其能力的提升。

协作学习是学生以小组形式参与、为达到共同的学习目标、在一定激励机制下最大化个人或他人习得的成果而合作互助的一切相关行为;而CSCL是利用计算机(尤其是多媒体和网络技术)来辅助和支持的协作学习。[9]图1中的“网络技术”提供的交流工具为图2中的“协作学习”搭建了一个广阔的交流平台。WebQuest是一种基于Internet的、以探究为取向的探究性学习活动,学习者所需要的多数信息来源于互联网。[10]图1中的网络环境是图2中WebQuest得以实现的基本条件。

(四)混合学习、非正式学习、移动学习与泛在学习

所谓Blending Learning,就是要把传统学习方式的优势和e-Learning(即数字化或网络化学习)的优势结合起来,也就是说,既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用,又要充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。[11]从定义中可以看出,混合学习反映在媒体上是“传统媒体+数字媒体”,在教与学的方式上它属于正式学习。图2中三角形AOD内侧所对应的图1中的媒体(除板书和教师讲演外)具有由教师提前制作、单向传播、多侧重于教的特点,而外侧对应的媒体则是由学习者自行控制的程序化文本教材或电视教材;而三角形AOB内侧所对应的图1中的媒体(除图式和学习者内在语言外)具有提供允许学生自主设计、具备双向交流机制更倾向于学的特点,其外侧对应的媒体则是提供智能反馈功能的智能导师或虚拟学伴等交互式的计算机软件。三角形AOD和AOB恰当结合构成三角形ABD所规范的混合学习。

下面两个三角形恰当结合能够解释另外两种教与学的方式的概念。图2中的三角形BOC代表在线学习,其中信息化学习是建立在图1中以Web2.0/3.0为代表的社会化网络的基础上的。图2中的三角形COD表述的图1中传统的游学方式以及真实的工作和生活。因此这里包括真实的工作环境和生活环境。

“非正式学习”是相对正规学校教育或继续教育而言的,指在工作、生活、社交等非正式学习时间和地点接受新知的学习形式,主要指做中学、玩中学、游中学,如沙龙、读书、聚会、打球等。[12]从定义中可以看出非正式学习的关键体现在时间和地点为非教学情境。它是工作、生活、游戏、旅游等环境中伴随的学习,显然它由非学习环境下的设备(工作设备或带有EPSS的工作环境)以及小型化的通讯终端设备(如笔记本电脑、智能手机等)和数字化的网络环境组成。这种情形恰好被图2中的三角形BCD所吸纳。

Alexzander Dye等人的Mobile Education—A Glance at The Future中将M-Learning定义为:移动学习是一种在移动计算设备帮助下的能够在任何时间、任何地点发生的学习,移动学习所使用的移动计算设备必须能够有效地呈现学习内容并且提供教师与学习者之间的双向交流。[13]这个定义的两个要点是在移动计算设备的帮助下实现的学习和在任何时间和任何地点发生的学习。结合图1分析可知它位于三角形BCD偏向C的一端,表示在真实情境中,师生借助便捷的移动计算设备进行交流而展开的学习,其移动性只有在真实情境中才能凸显出优势来,因此它更利于非正式学习的实现。

基于物联网、云计算、泛在网的三类虚拟技术(虚拟智能、虚拟现实、虚拟社区)提供了无所不在的学习环境。在这个学习环境中机器之间分布式的强大处理技术结合更加人性化的友好的用户界面,使得整个网络中的数据处理过程对人都是透明的。人可以不必考虑机器的存在而直接与对方(人或物)进行交流互动,从而为人们在情境中利用获得直接经验的三类实践活动提供了绝佳的教与学的方式。国外对泛在学习存在两种观点:一种强调学习环境,如美国教育发展中心2003年的报告以及Hiroaki Ogata、Zhao Haila、Youngseok Lee的观点,强调泛在学习是日常生活中嵌入式的、不可见的计算机所支持的、[14]基于无线网络连接的、[15]任何时间、任何地点借助任何终端设备[16]都可进入的学习环境;另一种强调学习方式,如Guozhen、Timothy K. Shih等人将泛在学习视为学习者可以完全将注意力集中到学习过程而不用关心位置与时间限制的学习方式。[17]通过上面的分析可见图1模型右下角处获取直接经验的实践活动需要泛在的学习方式的支持,而跨越时空的虚拟社区(泛在网技术)、创造时空的虚拟现实和重塑时空的虚拟智能(物联网技术)正提供了泛在学习环境,二者的结合构成了完整的泛在学习的内涵(见图2中右下角的U-Learning)。

二、模型对教与学方式的解释与预测

(一)对e-Learning译名问题的解释

对于e-Learning译名的争论有“电子—数字—网络—信息”四个词,这四个词的含义在图2的模型中被恰当地反映出来。下面我们借助数学中的数系发展和命名的规律对它们的定位进行分析(见图3)。数的概念起源于自然数。体系总称为数系,而且每种数的名称都带有源于自然数的这个“数”字。正是自然数和运算规则的转化与组合形成了新的数。自然数的名称是在演化出其他类型的数后才改称自然数的。可见自然数是整个数系构建的基础。而其演化出的后面的数总是要包容前面的数,使得前面的数成为后面的数的特例。但后面的数始终没有替代前面的数,前、后数的关系是研究侧重点的不同,而又各有各的应用领域。

教育媒体与教与学的方式的领域也具有类似规律(见图4)。媒体技术的发展以及产生的教与学的方式也与这种演化方式相契合。即前面的媒体技术及教与学的方式发展并演化出后面媒体技术及教与学的方式,而后面的媒体技术及教与学的方式也以新的形式包容了前面的技术与方式。例如多种功能单一的硬媒体转化为功能集成的软媒体(《刍论》32~33页)就体现出了这种“先导的概念是基础而后位的概念更一般”的关系。也许这正是处理传统媒体、现代电子媒体和新兴数字媒体的关系的一种可行的途径。

图1中自左向右的排列展示了 “传统媒体、模拟视听媒体和声音广播及电视广播—计算机与网络—数字(交互)视听媒体与数字广播—小型化数字通讯终端(手机)”的媒体发展模式,对照此发展模式和图2的教与学的方式的演进趋势,可以看出图4所呈现的规律,即不同的名称与不同的发展阶段相对应而又各有其侧重点。模拟技术时期重视硬件的视听教育,更强调教的方面,而往往用“电”或“电子”命名新技术与新的教学方式。数字技术时期重视软件的转型期,多侧重学的方面,常用“数字”命名新技术与新的学习方式。信息技术时期重视技术的教育应用的信息化教育,强调新技术环境下教学与学习的统一,常用“信息”命名新技术与新的教与学的方式。另外图4中视听教学(可反复使用的光盘、磁带移动存储介质)和广播教学(范围广但转瞬即逝的电磁波传输介质)的界限很明显(用“与”字表示二者为并列关系);而发展到数字化学习和网络化学习,多媒化的计算机网络的普及使得更多的数字资源来源于便利的网络,因此其区别就不明显了(用“或”字表示二者可以通用),这种融合的趋势使人们将关注点从软硬件(媒体提供的学习途径)转向信息技术教育应用(基于环境和资源的教与学的方式)。

(二)AC线上的对称结构所体现的发展趋势

1. 从面对面教学到泛在学习

面对面教学需要将师生集中于同一空间,并在同一时间展开教与学的活动。这种教学方式的优点是师生能够实现即时的反馈,然而它却限制了师生活动的时空范围。它只适合于理论课程和简单的实验课程。培养学生的能力需要理论与实践紧密结合,而实践活动往往离不开具体的实践情境,因此在时空上具有一定的分散性。新的计算技术和网络技术的发展使得任何人可以在任何时间、任何地方进行泛在学习,这彻底突破了学习的时空局限性,使得学习可以根据人类实践的需要而随时随地地自然发生,从而完美地解决了课堂对实践情境的时空约束问题,有利于实现理论和实践一体化的课程教学。面对面教学与泛在学习位于模型中AC线的两端,正预示着这种趋势。

2. 从电子化学习到移动学习

电子化学习和移动学习也是位于AC线上的两个对称的位置。起源于模拟技术的大型电子设备开启了电子媒体的新时代,同时也开启了教育现代化的步伐。但是此时电子设备单一的功能、复杂连接和繁琐的操作以及生硬的组合方式已经使人们望而生畏,加上不菲的价格,因此不便于深入到工作与生活的方方面面,从而极大地限制了技术的使用范围。移动通讯技术的发展使得用户终端设备不断地向着小型化、智能化、多媒体化方向发展。小小的智能手机逐渐成了新时代的宠儿,它将通讯、上网和计算功能融于一身,集合光线感应、距离感应、重力感应、GPS定位导航、WLAN、GPRS数据连接、多媒体播放、摄像、拍照、录音、数字广播与手机电视等众多功能于一体的手机几乎成为人们数据接收、发送与处理的百宝箱。终端设备小型化促使学习可以在户外的移动过程中发生,彻底改变了学习所发生的时空限制,为泛在学习的出现奠定了技术基础。

3.从混合学习到非正式学习——混合学习内涵的扩展

混合学习(Blending Learning)存在一种两难困境。[18]计算机辅助培训CBT(Computer Based Training)为何始终不能战胜课堂教学,成为学校教育的主流?网络学有一天会取代课堂学习的假设为何是错误的?混合学习打破了这一疑惑和迷局。但是混合学习却又成为一种新误区,即它在形式上使正规的学习与培训更具有经济价值而使人更易于忽视更低成本的非正式学习和非教学解决方案。混合学习强调通过教学与培训手段解决问题的同时却出现了排斥非正式学习的倾向。混合学习开辟了解决教学问题的新思路,但是却阻挡了人们继续探索更有效的教与学的方式的视线。对混合学习的反思有利于人们继续深入探索由学习与绩效技术构造真正的混合学习。混合学习正从课堂教学和在线学习相结合向正式学习与非正式学习相结合发展。移动学习深化了远距离教学和非正式学习的联系,而泛在学习代表着正式学习与非正式学习进一步整合的趋向。

(三)教与学的方式的名称的来源

从上面的分析可以看出教与学的方式的命名一般有两个角度、四种来源。第一个角度的两种名称来源是转译或自创。例如对e-Learning的多种翻译方式属于不同学者从自己研究所侧重的角度将其转译为数字化学习、网络化学习,而信息化学习则有自创名称的成分,与信息化教育有异曲同工之处。第二个角度的两种名称来源是基于新技术或源于新思想。例如基于移动通讯技术的移动学习、基于当前云计算出现的云学习、早期基于视觉媒体出现视觉教学、基于视听媒体出现视听教学等。基于建构主义思想的自主学习和协作学习;体现教育公平与开放的思想的非正式学习、泛在学习。有些名称可能是新瓶装旧酒,没有任何新意,也就没有生命力,很快就被淘汰。而有些说法虽然不合理但是由于历史原因形成习惯的称呼而被保留,例如视觉教育的提法在心理学角度看来曾被认为是荒谬的,[19]但依然被保留下来。基于某种思想跨越技术形式的命名往往更具有生命力。由于e-Learning、M-Learning、U-Learning等都以数字技术为基础的新媒体构成的学习环境的讨论,因此当前的各种名称都具有很大的重叠性(这正是图2中ABC内部的多个三角形嵌套结构的作用),我们需要探究其侧重点的差异,把它们组成一个完整结构,并将其关系明确出来,才能让人们理解其存在的意义,并利于概念的传播与技术的合理应用。

三、结论与展望

通过媒体选择模型与教与学的方式所建立的关系的认识,我们可以对当前的数字媒体环境如何运用于教学实践之中有一个总体的认识。通过以上分析,不难发现信息化教育中的媒体选择更趋向于媒体所支持的学习环境的设计,这与经验之塔中简单的媒体选择与组合相比要复杂得多。我们要根据学习者的需求进行教学设计,在教学设计中寻求适合达到学习目标的多种可能的学习方式,并结合当前的媒体环境选择其中有效可行的学习方式,从而实现对基于不同的学习情境的学习环境的设计。当然,能够把多种教与学的方式统合在一个框架之中加以分析是一个复杂的系统化过程,笔者由于视野的局限难免百密一疏。希望借此文能够启迪热心于信息化教育的研究者透过当前纷繁复杂的概念去探究这些概念的历史成因以及它们之间所蕴含的本质的内在联系,从而推动教育信息化事业的发展。

(由衷感谢华南师范大学武丽志博士对此项研究的大力支持和热心帮助。)

[参考文献]

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[3] 李芒.e-Learning到底是什么?[J].电化教育研究,2008,(11):13.

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[6] 罗泰晔. Web3.0初探[J].情报探索,2009,(2):101.

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[16] 章伟民,徐海林.全球视阈中的教育技术:应用与创新[M]. 上海:华东师范大学出版社,2006:368.

[17] Guozhen Zhang, Qun Jin, Timothy K. Shih. Peer-to-Peer Based Social Interaction Tools in Ubiquitous Learning Environment[C]. Proceedings of the 11th International Conference on Parallel and Distributed Systems(ICPADS’05),2005.

第8篇:教育信息化和数字化的区别范文

 

信息技术日益改变人类生活方式和思维方式,必然要求教育发生革命性的裂变和系统性的重构

 

《今日教育》:随着互联网、云计算、大数据等现代信息技术的飞速发展,以及平板电脑、智能手机等移动智能终端的迅速普及,“互联网+”对很多行业产生了颠覆性影响,是否也会对教育带来革命性的影响呢?

 

余胜泉:我认为,以互联网为代表的信息技术对教育的革命性影响是毋庸置疑的。早在2010年颁布的《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》中就首次明确提出:“信息技术对教育发展有革命的影响,必须予以高度重视。”这表明教育信息化是我国到2020年基本实现教育现代化,基本形成学习型社会战略目标的重要手段和组成部分。然而,从文件起草、颁布甚至直到今天,还是有很多人对此很不理解,他们认为信息技术只不过是解决教育问题的一个工具,只是起到工具性的作用,怎么可能对教育产生革命的影响?我觉得应该从“互联网+”时代的变化及其对教育的要求来理解。

 

大家都知道,我们已经开始了以互联网、分布式新能源以及3D打印为代表的第三次工业革命,其核心特征是以人为本的个性化制造、柔性化制造和智能制造。这就需要大量适应知识经济的创新性和创造性人才。工业时代以班级授课为主体的整齐划一的教育体系正受到越来越大的挑战,形成灵活多样、开放终身的个性化教育体系,实施适应个性发展的教育,是整个教育现代化发展的基本趋势。

 

随着技术的发展,技术越来越多地跟我们的生活融合在一起,我们生存的环境已经不再是单纯的物理环境,而是一个被数字技术所改造的人工环境,是一个虚拟和现实交合融合的空间。当技术越来越多地成为我们教育生态的一部分的时候,技术与教育是什么关系?技术还仅仅是单纯地解决教育某一方面问题的工具吗?不是的!技术将对教育产生意义深远的“反作用”,将改变整个教育生态,将对教育产生全面的革命性的影响。

 

“90后”“00后”的学生是互联网时代的原住民,技术对他们来说绝不仅仅是游戏、聊天的工具,而是他们生活的一部分。他们所面对的是信息爆炸、日益复杂的时代,要应对时代的要求,就必须具备人—机结合的思维。人与电脑、智能设备、互联网的结合将成为现代人认知世界的基本思维方式。当人类的基本思维方式发生改变的时候,在此基础上建构的教育大厦,必然要发生革命性的裂变和系统性的重构,只有这种改变才能培养出适应未来发展的具有现代思维方式的人。所以我们不要故步自封,而要用心倾听技术时代的变化和变革。如果我们像昨天一样教今天的儿童,将会剥夺儿童的未来。

 

“互联网+教育”不是简单地把教育搬到网上,而是要创造一种基于互联网的教育生态

 

《今日教育》:有研究者指出,在20世纪,教育技术曾经几度引进学校教育,但并没有给学校教育教学的改进带来巨大突破。甚至还有人指出,互联网技术不过是将传统教育的内容搬到了网上,将强化应试教育。在您看来,“互联网+教育”与以往教育技术的应用有什么本质性的区别?

 

余胜泉:技术对教育的异化现象,在现实中是存在的。当一个新技术出来的时候,人的习惯性的思维就是用技术来完成我们传统的流程。比如,现在学校基本普及了多媒体教学,课堂上使用PPT非常普遍,有一些学校还开始尝试把知识点录制成微视频,实行微课教学。多媒体给课堂带来很多好处,但也出现了从“人灌”到“电灌”的问题。课堂的容量、直观度增加了,但是学生的思维弱化了。教师变成了课件、视频放映员,技术变成主导的东西,人变得无足轻重了,这就是教育领域内典型的技术对人的异化。

 

解决技术对人的异化的根本途径在于技术与人和精神的融合,创造新的秩序、范式与文化。在教育领域,技术绝不是仅仅用于完成现有的模式和方法,而是要推动技术时代的教育革新,从教育思想、教育内容、教育模式、教育方法、教育组织体系等方面对教育进行全面重构,这样才能够促进教育全面的发展,更好地实现育人的根本目的。技术工具观会严重制约技术变革教育的深度与广度,严重制约教育现代化的步伐,这就是为什么国家提出信息技术对教育具有革命性的影响的根本原因。

 

如果说过去教育领域应用信息技术是“教育+互联网”,那么,现在及未来教育与信息技术的深度融合,则是“互联网+教育”,即用互联网思维重构教育的系统生态。“互联网+教育”不是简单地把教育搬到网上,而是要创造一种基于互联网的教育生态。它跟以往单向度传输信息的技术的根本区别在于,它倡导一种技术的生态观,即从技术和人的融合共生关系的视角来考察教育,促进了教育中人与人之间关系的变化,提升了群体互动的深度与广度,凸显了学生的主体地位。

 

随着互联网技术、物联网技术的使用和发展,信息技术将融入学习和生活的各种空间,形成一个良好的信息生态圈。学习者在这种生态圈中,他们彼此之间、与教师之间、与家长之间以及与社会专业人士之间存在着不同于现在形态的互动关系。学习内容的来源、学习方式发生了根本性变革,教材、教师不再是知识的唯一来源,教室、学校不再是学习知识的唯一场景。每个人既是知识的消费者,也是知识的生产者。技术从作为支持个体的工具更多地转变为一种支持泛在学习、自由探究、知识建构、交流协作的无缝学习空间。学校和教育机构不再是封闭的社会单元,而是通过网络汇聚作用,形成集体智慧聚变的节点;不再是静态知识的仓储,而是开放的、流动的、社会性的、分布的、连接的智慧认知网络与个性化发展的空间。

 

“互联网+教育”为重新设计学校提供新的可能,同时兼顾大规模和个性化,实现更高质量的教育公平

 

《今日教育》:“互联网+教育”的背景下,您认为未来学校变革的趋势是什么?

 

余胜泉:现代学校组织建立有两个经典假设,一个是教育必须将孩子集中到固定的地点,进行固定时间的学习;第二就是采用基于年龄、学科的学生组织方式,对同一学习内容采用相同的教学方式。但在“互联网+”时代这两个假设已经不成立了。

 

以互联网为代表的新一代信息技术在教育领域的跨界融合为我们重组学校教育提供了新的可能。“互联网+”提供云、网、端一体化的智能化技术设施,可以使学习不受时空限制,时时可学、处处能学。教育云平台通过互联网连接各种智能终端、设备,汇聚海量教育大数据,可以精确地了解学生个性化的学习需求。“互联网+”提供的即时通讯和网络协同,可以为学习者提供更好的知识和反馈,实现跨学科、跨班级、跨学校甚至跨区域的协同。“互联网+”提供的虚实融合的生成空间以及线上线下融合的业态可以提供双重教育服务的供给。“互联网+”既可以促进优质教育资源共享,实现大规模教学,又能够实现服务的个性化,提供与每个学生兴趣、爱好、能力相匹配的高质量的服务,同时兼顾大规模和个性化,实现更高质量的教育公平。

 

21世纪中后期将会出现一些从根本上进行重新设计的学校,它们将呈现一系列重组教学的可能性,这其中包括学校会根据学生的能力而非年龄、学习时间或者是其他因素来组织学习。学校将为学生提供更为灵活的课程安排,更适合学生的个体需求,而不是按照传统的学期或者固定的课程结构来组织。学校将会把互联网教育融入其中,为学生提供更多的选择性、更多的适应性以及更精准的教育。

 

互联网不可能替代学校和教师,但会改变教育的基因,重塑教师的角色和价值

 

《今日教育》:正是因为看到了互联网技术对教育的革命性影响,有些学校体制外的在线教育机构人士,提出互联网教育将颠覆学校、取代教师。这一方面造成了学校教育界人士的“互联网恐慌”,另一方面,也带来了学校教育工作者的抵触心态。您怎么看待这个问题?

 

余胜泉:对于这个问题,我可以肯定地说,互联网永远不可能替代学校和教师。教育包括两个方面,一是教知识,一是育人,教知识的功能有可能被互联网所替代,但是育人,人的社会性成长永远不可能被电脑替代。学校教育工作者对此应有足够的信心,尤其是对中小学生来说,教师与学生社会性的互动和价值观上的引导依然至关重要,甚至更为重要。因为随着知识信息的复杂化、价值取向的多元化,学生如果缺乏正确的引导,很可能陷入盲目,走入误区。不过,这不意味着学校可以按照传统的模式运转下去。互联网时代,学校的基本功能、基本运作规则、基本运作模式和基本办学形态都会发生根本性的改变,互联网将会改变学校的基因,“互联网+教育”就是教育的“转基因”工程。学校的围墙正在被打破,灵活、开放、个性化、适应性、精准将是未来学校变革的关键词,弹性的学制、弹性的学习组织以及融合的育人空间,将是未来学校的重要特征。

 

互联网时代,教师的角色将得以重塑。例如,如果学校要推行翻转课堂,就会要求教师制作微课视频,这对老师来说就是一件要求更高且耗费精力的事情。当然,老师也可以利用慕课等形式把全国乃至全世界优质的课程资源引入课堂,此时,教师的主要任务就不一定是讲课了,而主要是在课堂上组织学生讨论,开展合作学习,对程度不同的学生给予针对性的辅导等等。互联网技术将帮助教师从盲目的备课、枯燥的讲课和繁重的作业批改中解放出来,帮助教师更加精准地了解学生的问题和需求,更有针对性地开展个性化的教学活动。未来的教师更像一个导师,从以教为主,变成以导为主,更加回归育人的根本。优秀教师的价值在互联网时代将得到充分放大。

 

“互联网+教育”将从学习环境、教育内容供给、教与学方式和管理评价等方面重构学校生态系统

 

《今日教育》:既然“互联网+教育”是教育的“转基因”工程,那么它将如何重构学校生态?校长和教师又该如何应对呢?

 

余胜泉:“互联网+教育”会重构学校的生态系统,具体表现在以下几个方面。

 

一是学习环境的重构。学校将从数字校园转型为智慧校园,通过大数据支持的学习系统、无缝获取学习服务的移动终端、丰富的知识建构工具等构建起系统互通互联、信息无缝流转的智慧学习空间。有人担心,信息化会加剧城乡学校的“数字鸿沟”,这种担心其实是不必要的。未来,技术设备和数据流量的价格只会越来越低,操作会越来越简单,教育信息化让农村学校和城市学校都处在同一起跑线上,是促进教育均衡发展的重要路径。当然,要求每一所学校都把基于云平台的设备建齐几乎是不可能的,尤其对农村学校而言更是如此,所以必须善于利用政府或其他社会机构提供的公共网络云平台,善于利用各种服务。目前国家正在加快推进“三通两平台”建设和教育资源库建设,并积极引导社会机构和企业参与进来。这就为学校打造智慧学习空间,提供了条件。对校长来说,除了要建设实体校园文化之外,学校的云端空间也是一个非常重要的办学空间,应该加强云端校园文化建设,通过物联网技术把虚实空间交织在一起,给师生带来全新的沉浸式学习体验和感受,这是未来校园文化应该关注的重要内容。

 

二是教育内容供给的重构。教师和教材将不是教学内容的唯一来源,在线课程将成为学校的常规配置,社会性的学习指导和服务将融入学校常态教学中,校外真实环境下的学习体验、实践活动将会越来越重要。教育服务不一定只由本学校提供,还可以由其他同类学校、高校、社会专业机构、学生家长等来提供。社会所提供的教育服务可能比学校的质量还好。在云平台、移动互联网以及终端的支持下,今后将产生校内校外融合、线上线下融合的教育服务体系。学生既可以获取校内的学习服务,也可以获取校外的学习服务,如作文批改、名师在线答疑等,并且线上线下的无缝切换将成为常态。对于学校和教师而言,就是利用云平台,把各种优质教育资源汇聚在一起,并根据本校教师、学生的实际情况,进行合理化的改造转化,为我所用,以更好地服务于学生的个性发展。

 

三是教与学方式的重构。当前,信息技术与教学远未达到深度融合的水平,层出不穷的数字化教学模式给一线教师带来了巨大的工作量,眼花缭乱、操作烦琐的数字设备让很多教师望而却步。教师缺乏理念上的提升,课堂教学结构仍以教师为中心。学生享受到了技术的乐趣,但并未掌握技术促进学习的方法,学生的学习方式并没有发生根本改变。“互联网+教育”就是要通过网络的开放性,打破教师中心、教材中心、教室中心的教学结构,使教学从关注数字设备与技术的应用过渡到更加关注学习任务本身,实现“以人为中心,以学习任务本身为焦点”的学习。对于学生,会更加强调自主学习、移动学习、泛在学习、社会性学习、游戏化学习、仿真环境下的探究性学习、远程实时协作学习、社会交互学习。在教师的教学上,则会更加强调从知识传递到促进学习者的知识建构、能力提升,教师要精心设计问题、精心准备资源与工具、精心设计学习活动,充分引导学生自主、合作、探究学习。目前一些学校实践的翻转课堂,就是用“先学后教”的理念对教学流程的重构,也是线上线下混合式教学模式的一个具体体现。今后,将所学课程与学生实际生活相联系、富有挑战性的主动学习将成为教学新的重点。

 

四是管理与评价的重构。以学习者为中心的适应性管理与适应性评价将会变得重要。管理将越来越智能化、可视化、数据化,基于大数据的教育分析与决策更加精准化、科学化,可以帮助教育管理者实时进行教育运行状况的监控预警。重构后会发现,以前很难做到的事情现在能做到了,就会产生新的业务形态,比如家校协同育人、集团办学跨校选课等。通过学习全过程数据的采集与分析,支持真正面向学习过程的发展性评估。在新高考改革背景下,大数据也将为综合素质评价提供更为真实的过程性记录。走班制是一个适应高考选择性的措施。走班后,老师不一定能像原来那样了解学生,在平台上建立学生档案袋,用数据揭示学习者的学习特征就显得非常重要。学生有了选择的权利,但他并不了解自身的个性和能力倾向。这时,就要通过数据了解学生的个性特征、认知特征和情感特征,并对学生做认知诊断。

 

总之,以互联网为代表的新一代信息技术学校在各种主流业务中扩散与应用,将实现信息共享、数据融合、业务协同、智能服务,推动教育服务业态转型升级,推动整个学校的运作流程发生变化,构建出灵活、开放、终身的个性化教育的新生态体系,这就是“互联网+教育”的变革,这就是互联网对教育的“转基因”工程。

第9篇:教育信息化和数字化的区别范文

这些现象其实都在说明一个问题:如果你对这些现象感到惊讶,那么你落伍了;如果你对这些现象感到兴奋,那么你看完本文一定大有收获。不过在展开之前,我们首先知道什么是大数据。

根据研究机构Gartner的定义,大数据是指需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。从数据的类别上看,“大数据”指的是无法使用传统流程或工具处理或分析的信息。它定义了那些超出正常处理范围和大小、迫使用户采用非传统处理方法的数据集。

通俗地讲,大数据具有4V特点:Volume(数据量大)、Velocity(实时性强)、Variety(种类多样)、Veracity(真实性)。更为重要的是,大数据还具有Value(价值)的特点。我们选取几个最具代表性的故事来说明大数据。

第1、草船借箭:大数据让你“神机妙算”

情节概览:草船借箭,想必读过书的人都知道这一历史典故。它发生在三国时期,由于周瑜长期以来“羡慕嫉妒”诸葛亮的才干,故意刁难并要求诸葛亮在十天内赶造十万支箭。然而,诸葛亮却表示不需要十天的时间,并以下军令状的勇气和自信,承诺在三天内就能提供这十万支箭。后来,当然如诸葛亮所料,轻轻松松地利用“草船”“借”到了曹军的十万多支箭。

总结分析:“草船借箭”体现的是三国时代背景下,诸葛亮的足智多谋。但换在现在来看,“草船借箭”能够付诸实施,很大程度上得益于孔明对气象的准确观察和预测,这种观察预测和当今的天气预报本质上是一回事,只不过孔明加入了对当时所处形势的预判。

“草船借箭”和大数据有什么关系呢?对天象的观察是基于一种对风、云、温度、湿度、光照和所处节气的综合分析。这些数据来源于多元化的“非结构”类型,并且数据量较大,只不过这些数据输入到的不是电脑,而是人脑并最终通过计算分析得出结论。需要注意的是,单纯的概率统计和数据分析,失去众多非结构类型数据支撑的分析、结论都不是“大数据”。

当然,“草船借箭”只能算是大数据的雏形,并不能和当今真正意义上的“大数据”相比,但笔者希望通过这种人尽皆知的历史典故,揭开对“大数据”的更直观、更深刻认识。

第2、智慧城市:智能交通视频监控

情节概览:每次出门,是否总担心路上遇到交通拥堵?每次行车,是否总害怕前方遇上交通事故?这些问题,恐怕当今社会每个人都曾遭遇过。通过现有的IT技术在大数据时代背景下,完全可以打造一座智慧之城。

笔者曾在南京深刻感受到智慧城市视频监控系统给整个城市带来的变革。基于强大的云平台运行智慧交通云系统、云视频监控和智能分析应用,实时采集和处理南京1000个摄像头、每天数百TB的海量交通数据,并对整个南京140万机动车规模的交通数据进行实时查询和分析。

除此之外,云计算平台还可以跟踪车辆的行车记录、统计分析交通拥堵路段。以往需要人工参与并监控的交通拥堵和车祸等信息,现在完全可以交由该平台进行处理,主动分析摄像头搜集的各个路段信息,并分析视频、主动报警、主动通知用户。

总结分析:智慧城市,很大程度上就蕴含了交通作为城市动脉的数据流。通过视频监控,采集各个道路视频摄像头信息,并对比历史记录和实时车流、人流进行分析,可以计算和预测该路段当前、未来的交通情况,也可以动态调整交通状况并实时预警。其数据量之大、结构类型之多、实时性之高,足以体现大数据在智慧城市的应用前景和价值所在。

第3、生态中国:让大数据、云计算监测预警环保

情节概览:中国是一个人口大国,同时也是一个能源大国。其中,山西省更是以盛产煤炭资源而著称的能源大省。在过去的现代化建设中,在开采矿产和煤炭资源过程中,出现了很多破坏生态环境的做法。

然而,得益于物联网技术和IT技术的突破性发展,近年来,在开采矿产资源过程中破坏生态植被、出现生产事故的几率大大减少,相反还出现了可以实时监测并提前告警的智能化解决方案。

笔者去煤炭大省山西太原了解了这一发展动态。目前该省物联网、安全生产和节能环保、能源物流等项目都被整合到―个物联网云平台上,并通过“云端”的方式不断推进。具体来说,“云”负责承载业务并通过资源池化为用户(包括政府、公益部门和企业部门等等)提供接入服务,由嵌入式电路及其之上的智能终端设备组成的“端”,负责采集并实时监测全省各个煤矿(包括瓦斯含量、温度、湿度等数据),从而打造出智能化、自动后的“数字矿山”。除了煤矿物联网之外,还可通过公关物联网、环保物联网等服务平台,对地下管网(“地眼工程”)、污水处理、城市道路提供服务。

总结分析:坦白说,物联网并不是大数据,但物联网本身具有大数据特征,而且在发展的过程中也需要应对大数据这种挑战。对于传感器数据量已经达到PB级别、且结构化和半结构化数据日益增长的物联网平台来说,需要和企业一样共同面对大数据带来的挑战,挖掘大数据中所潜藏的巨大价值。

物联网,尤其是基于类似山西省的这种煤炭、环保、公益物联网平台,在遇上大数据的时候,更多的需要考虑甚至重新部署设计,以获得更为灵活高效的实时监控和预警,并帮助各类企业和环保等公益事业部门做出更科学合理的决策分析。可以预见,生态中国、美丽中国,需要物联网,更需要大数据解决方案。

第4、云平台:个性化自主学习

情节概览:教育是一个国家和社会最具灵魂性的领域。对于教育而言,关系到每个人的切身利益,而且伴随着每个人的成长旅程。教育可以改变人的命运,同样,教育方式和教育理念也可以改变人的一生。不同于以往的“赶鸭上架”式教育模式,借助信息技术在二十一世纪的教育模式将发生根本性转变。这些转变中,以“个性化学习”模式最具变革性。比如在重庆石堰镇中心学校,采用了一种“一对一数字化学习”的模式推动传统教育的变革。

具体做法是,通过引进英特尔“一对一数字化学习”项目,前期先在实验班开展实施,给每一个学生都派发个人学习终端(小电脑),并在一对一数字化教学环境下,加强互动教学与整合信息技术的培养,将传统的学习以教师为中心转变为以学生为中心的自主、交互式教学。如何实现个性化学习呢?让学生融入到快乐自主学习的状态,培养知识探究的求学精神,最后还会通过课程标准和学习评价系统,对每个学生在不同科目上的学习进度、兴趣爱好、知识关联上的不同,针对性地做出教学指导和建议。目前,该学校已经全面开展了这种个性化数字学习模式。

总结分析:“一对一数字化学习”并不一定是最理想的个性化学习模式,但却是目前最具实践性并帮助取得教育信息化改革突破的最好方式。个性化学习,会通过学生在自己的学习平台上的多媒体学习资料、学习进展、互动(包括书面和音视频)、自主学习(利用平台主动学习相关领域科学知识),帮助学生完善知识结构并加快学生对自身兴趣爱好的挖掘和特长的培养。

对学习评价体系,也会根据每个学生的这些行为特征和学习内容,对考核和科目设置进行评价,并最终帮助培养学生早日成为创新人才。虽然单个学生的各种数据(结构、非结构)量并不一定很大,但从整个教学模式的转变,尤其是在教育信息化改革的背景下,这种学习方式也体现出了基于大数据的个性化学习发展方向。

可以预见,未来个性化学习终端,将会更多的融入学习资源云平台,根据每个学生的不同兴趣爱好和特长,推送相关领域的前沿技术、资讯、资源乃至未来职业发展方向等等,并贯穿每个人终身学习的全过程,也就是个人云平台中贯穿自己终身教育的应用。

第5、网络求职:“上位”变得更加简单

情节概览:求职,是每个学子走向社会的必经之路,也是实现个人价值最为常见的方式之一。在这里,我们讲的并不是大数据时代下涌现出的大数据相关岗位,也不是介绍大数据促进rr就业机会,而是如何通过大数据让“对”的人才更好、更快地在“对”的岗位“上位”。

网络求职,是广大求职者找工作的一种重要途径。从开始之初的简历制作、投放技巧到面试技巧等等,其实说的都是一个问题,以更好的技巧来找到更好的岗位。如果说传统的网络求职更多的是投机取巧的话,那么大数据时代下的网络求职则是智能分析。当然,这种智能化既有利于招聘者也有利于求职者。

网络上的每一秒钟,都有^在发电子邮件、在线交易、观看视频、内容检索等等。而网络求职更多的就是内容检索。1秒钟背后的上万亿URL,要求高效的数据检索和算法。互联网搜索经历了数据、信息到知识、智慧搜索的发展过程。目前的搜索引擎正处在从信息搜索向知识搜索发展的阶段。

近年来,在搜索领域出现了一种基于语义的分析搜索技术,这种技术在招聘求职行业拥有广泛的用途。通常来说,招聘流程包括三大过程:异构数据转化成同构信息、筛选并提炼信息、信息高效存储和推送。由于文化背景、语言背景、教育背景等不同而造成的表达方式不同,会导致人才简历、招聘启示、用户行为在表现方式上的不同。通过语义分析技术将它们转化成可以对比、关联、筛选的同构信息,并将合适的人才信息与合适的岗位信息进行匹配。

总结分析:单纯看求职者简历,数据量再大也不属于大数据;仅凭招聘启示,再复杂多样的表达方式也同样不属于大数据。如何更智能、更高效、更准确地为人才和雇主搭建起桥梁,才是大数据应用的精髓所在。

一方面,企业主需要有更多渠道来寻找更具有成长价值的人才,而在网络这个平台上,由于海量求职信息的充斥,使得企业主寻找合适人才的时间成本和资金成本都很高。广大猎头在市场上得以快速发展就是最好证明。另一方面,应聘者需要更准确地寻找到自己适合的成长平台。通过网络途径,将自己的教育背景、从业经历、技能特长等固化到个人属性之中,并以此对海量数据信息进行筛选分析,找到称心如意的岗位。

语义搜索能理解工作和技能的特征,识别同一个词在不同语境中不同的语义。一方面把简历和职位信息映射到语义网络中去,另一方面把用户搜索和用户行为也映射进去,最终通过语义网络实现精准搜索和匹配,将招聘者或求职者从搜索和分析工作中解脱出来,让二者的匹配能达到最优。

第6、信用卡:消费者的管家和助理

情节概览:信用卡不同于储蓄卡,它鼓励透支消费并按照协议进行偿还,如此反复并建立起现代消费的良性循环,实现商家、银行和消费者三者都获益。

信用卡的发展,乃至于整个银行业的发展,都与计算机技术、通讯技术的发展息息相关不可分割。比如信用卡安全码就是根据户主的信用卡卡号以及一套复杂算法计算得出,以此区别信用卡的真伪。

相比电子商务,银行业尤其是信用卡领域接触大数据来得还是晚一些,但信用卡的发行和使用,其实也都与大数据息息相关。一方面,银行在确保安全可靠的情况下,会给那些优质客户提供高级别信用卡(比如极具身份地位象征的“黑卡”);另一方面,他们还会根据信用卡持有人的消费记录对其进行精准营销、级别调整等等。

有没有想过,信用卡能在卡主无意识的情况下暴露出其行踪?甚至能根据卡主的使用情况大体了解一个人的兴趣爱好、工作居住情况、人际关系和业余时间安排等等。因为信用卡是在刷卡消费,而储蓄卡仅仅是通过取款消费。因此信用卡更能直观、准确、全面地反映出卡主的个人特征。

比如,当持普通信用卡的用户所持信用卡是没有附加航空意外险和航空里程积分的产品,但是当该持卡人使用该卡购买了机票,作为发卡银行就会主动向该客户推荐带有航空意外险和航空里程积分的航空公司联名信用卡。同样,用户还会经常收到频繁消费或者关注度高的产品促销信息,这些信息的背后其实也都潜藏着大数据的应用,通过用户无数的交易行为、还款记录、消费地点等,对其进行分门别类,并对日后的额度提升、用户升级、商业贷款提供依据。

总结分析:数据将是未来银行的核心竞争力之一,在“大数据时代”,银行所面临的竞争不仅仅来自于同行业内部,外部的挑战也非常严峻。虽然银行对于传统的结构化数据的挖掘和分析在所有行业中都处于领先水平,但银行传统的数据库信息量并不丰富也不完整(仅仅拥有客户基本身份属性,没有客户的个性属性),缺乏对用户性格特征、兴趣爱好、消费习惯、行业和家庭状况等等信息的收集和了解。

此外,信息技术的发展,使得用户的资金交易信息越来越多地来自网银浏览、服务通话、ATM录像监控等等非结构化数据。银行缺乏对这些数据的分析和整合,进一步凸显在信用卡环境下大数据应用的紧迫感。因此,新时代下的信用卡更突出了大数据的应用价值。

第7、天文探测:了解宇宙的金钥匙

情节概览:我们时不时的会从新闻中看到各种天文奇观、星系、星团、行星的报道,而且不仅能给出大致的形态、结构、距离等属性信息,甚至还可以给出天文奇观上演的准确时间以及星体年限等信息。

比如登上美国NASA重点观察名单的代号为4179的“图塔蒂斯”行星。当时NASA形容这款行星为“形状似花生,又似哑铃,直径约5公里,每3.98年就会经过地球一次。”2004年,该小行星曾与地球“近距离接触”,两者距离最近时仅为150万公里。更为重要的是,人们还能精确预测其飞临近地点的准确时间。

我们国家的嫦娥二号卫星是距地球约700万公里远的深空成功飞越的行星,并对其进行了高清晰成像。

我们经常看到的天文奇观预测报告,其实很多都来自于NASA背后的海量数据收集、管理、分析。从1959年以来,NASA JSC(约翰逊航天中心)已收集400多万静态图像,总达950万英尺的16毫米胶卷,85000卷录像磁带,以及总时长81616小时的视频模拟及数码档案。通过开发10(在线影像)应用平台,对影像文件名与所有相关元数据连接,并对其进行存档、管理以备科研之需。

总结分析:天文学是最先经历信息爆炸的科学领域之一,其数据量之大、类型之复杂,恐怕不是一般的行业领域所能比拟的。

首先在观测方面,普通的人眼是不行的,需要通过天文望远镜来实时监测,并对天文物体的距离、运动轨迹进行跟踪拍照,这些生成的图片数据单个都有上GB的规模(高清原始图像);通过这些观测收集的数据,还需要对其进行处理和备份,并通过高性能计算平台,对其挖掘。筛选挖掘出有价值的数据信息,分析获得所要开展科研的情报。

第8、风力发电:科学选址精确测定远程监测

情节概览:为什么在大城市里面看不到风能发电机?为什么风力发电机都齐整有序的排列?早期的风力发电场更多是选择在风力大、地势平坦、常年盛行的地理位置,而如今,人们更多的会通过科学计算来准确选择风力发电机的选址和间距。

一家丹麦风力公司Vestas,通过使用超级计算机以及大数据模型解决方案,精确定位其风力发电机,以达到最大发电量,并减少能源成本。从全球天气系统中收集的数据,与公司现有发电机的数据结合,存储于风库中。

现在,该公司的风库存储有2.8PB数据,这些数据涵盖地面至300英尺高空的气温、气压、空气湿度、空气沉淀物、风向、风速以及公司的历史数据记录。另外,该公司还增加全球森林砍伐追踪图、卫星图像、地理数据以及月相与潮汐数据。

总结分析:风速及风向的变化对风力发电机的发电量有着较大的影响。通常,塔架越高,风速越大,气流越平稳,发电量越大。因此风力发电机的

第9、预防犯罪:让小偷自投罗网

情节概览:《黑猫警长》大家都很熟悉,它讲述的是“黑猫警长”如何精明能干、对坏人穷追不舍、跌宕起伏的故事情节。拿到大数据时代背景下的话,虽然它也能体现“黑猫警长”的尽职尽责、聪明能干,但更多的会归结到一个问题:为何还是如此的被动、低效?疾病可以预防,难道犯罪不能预防么?

答案是肯定的。美国密歇根大学研究人员就设计出一种利用“超级计算机以及大量数据”来帮助警方定位那些最易受到不法份子侵扰片区的方法。具体做法是,研究人员通过大量的多类型数据(从人口统计数据到犯罪数据到各区域所出售酒的种类、治安状况、流动人口数据等等),创建一张波士顿犯罪高发地区热点图。同时,还将相邻片区等各种因素加入到数据模型中,并根据历史犯罪记录和地点统计并不断修正所得出的预测数据。

IBM也通过大数据技术和整合预防犯罪和数选址应慎重考虑,每一次安装都不同,而且要考虑塔筒高、电池组的距离、当地规划要求以及建筑和树木这些障碍物等因素。这些因素的背后,考验的是施工方对这些数据(包括数值数据和图像、遥感、检测等数据)的分析能力,并帮助决策生成科学合理的方案。可以预见,风能包括未来的潮汐能等清洁能源的应用,都将引入更多的大数据技术和解决方案,帮助人类更加科学合理的利用这些可再生能源。据智能软件资源,为执法部门、国防、国家安全和私营机构提供智能和调查服务。当然,这种服务也可以被用来提供数字营销、运营管理等服务。

总结分析:美国中情局曾经利用过云计算和大数据技术找到,也属于此类话题。其实,对于犯罪分子而言,往往事先都有犯罪动机(所谓的“激情犯罪”另当别论),也就是刑法上的所说的“行为人为追求某种结果的发生而故意采取某类行为”的主观故意。

而在大数据时代下的个人,其生活状况、消费习惯、家庭背景、社会经历、身份特征等等,都将成为数据集的人格化,可以通过这些数据来区分任何一个人。作为执法部门,考虑到整个社会的利益,需要也有必要对某些潜在的特定高危人群进行布控(尤其在犯罪高发地区)。在经过对数据的收集、传输、存储、分析等一系列过程之后,最终将为执法部门提高执法效率,变被动为主动,由教育劝解变犯罪预防。

第10、天气预报:天公的心我最懂

情节概览:2012年7月21日北京遭遇特大暴雨,在一天之内,平均降雨量达164毫米,这是北京市61年以来最大规模暴雨。此次暴雨因来势凶猛给广大市民生活带来巨大影响。其实,摊上这种事儿,最主要的还是需要气象部门及时、准确地做出预警,并协同其他运营部门,将这种预警信息第一时间下发给北京市民(包括在京旅行的人士)。也正是如此,那场暴雨不仅暴露出了管理工作上的漏洞,也引起了业内人士关于一场“大数据”的探讨。

在美国NOAA(国家海洋暨大气总署)其实早就在使用大数据业务。每天通过卫星、船只、飞机、浮标、传感器等收集超过35亿份观察数据。收集完毕后,NOAA会汇总大气数据,海洋数据,以及地质数据,进行直接测定,绘制出复杂的高保真预测模型,将其提供给NWS(国家气象局)做出气象预报的参考数据。目前,NOAA每年新增管理的数据量就高达30PB(1PB=1024TB)。由NWS生成最终分析结果,呈现在日常的天气预报和预警报道上。