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华硕作为电脑主板的制造商,亦为显卡、桌上电脑、通信产品、光驱等产品的厂商,拥有IT产品服务,在全国教育信息化建设推动中,华硕在教育信息化上作出了重要贡献,对教育信息化推动给出了解决方案。尤为值得的一提的是,在论坛上,华硕几乎全线硬件产品亮相,不仅有华硕笔记本、平板电脑、专业显示器、迷你电脑、微型投影仪、路由器、光存储、键鼠等,更有教育行业专用的65寸电子白板、服务器等行业专属产品,通过软、硬结合的方案,让众多嘉宾和观众不仅对华硕广泛的产品线有了深刻的了解,同时也对华硕的教育信息化解决方案有了更清晰的认知。
2014-2015年,华硕积极推进在全国各地电子书包、翻转课堂、一对一数字化学习、智慧教育云等项目。华硕数字化教与学系统解决方案在应用过程中,像教室一站式备课工具、课本库、大数据平台等不仅实现了数字课本的管理与分享,还对学生学习行为进行了数据分析与诊断,便于实现“因材施教”的教学目标。
针对本次论坛主题结合自身产品和服务优势,华硕同样带来了电子课堂、电子图书馆、移动学习、计算机教室4个教育场景的解决方案,并且现阶段已经在多所学校及中等职业院校中进行了部署和使用。特别是在“人人通”试点相对成熟的浙江省多地取得了不俗的成绩,这其中包括了教师备课、互动课堂、学生学习等应用内容。
当然,要想实现教育信息化光有完整的解决方案还不够,终端设备的选择至关重要,在此华硕更是发挥了自身优势,可实现从服务器、台式机、一体机、笔记本电脑到平板电脑甚至手机的全方位智能支持。
NEC中国成立至今,已经进入第20个年头。这期间,NEC不光是在中国各行业提品和解决方案,同时也在软件开发和研发领域积极开展了和中国企业的合作。
现在,NEC正致力于以ICT满足人们在社会生活中对安全、安心、高效、公平的需求,以及在全球范围内构筑社会基础设施。
在中国,NEC正通过提供各种产品、服务、技术、解决方案助力中国社会发展。比如,NEC基于人脸识别技术构建智慧机场解决方案和应对空气污染问题的PM2.5解决方案,另外还有与民生息息相关的医疗和养老解决方案。今后也将继续为中国的社会发展贡献自己的力量。
正是在这样的背景下, 6月27日,2016 NEC 创新解决方案展在京盛大召开。这也是NEC在中国举办第九届创新解决方案展,本届展会围绕“智慧城市 触手可及”这一主题向观众呈现NEC最新的产品、技术和解决方案。
在展会现场,笔者亲身感受到了NEC在智慧机场、智慧办公、智慧商店、智慧经销商、智慧教育等领域的解决方案,以及NEC显示器、投影机等产品带来的视听享受和体验。
为了能从多个角度展示NEC的技术和服务带来的智慧城市生活,展会从安心便捷的城市、高效创新的企业和多姿多彩的生活三大主题呈现了NEC在构筑智慧城市中的全方位解决方案。
NEC创新解决方案展自2008年起,每年在北京和上海交替举办。2015年的NEC创新解决方案展吸引了超过1500名的观众,可谓盛况空前。
中日经济息息相关,NEC集团希望通过自身拥有的强大的ICT与基于ICT的各项解决方案对中国发展做出更大贡献,同时为中日经济交流做出贡献。
“光明使者”的使命
NEC提出了“Orchestrating a brighter world”的品牌声明,Orchestrating是指鼓励人们通过协同互动、深度沟通去解决问题,去寻找发展方向。而brighter有两层含义,一是指光明,二是指智慧。NEC希望通过智慧的解决方案来打造光明的未来。
NEC全球董事长远藤信博表示,城市人口的增加会带来很多问题,如能源问题、食品粮食、水源问题、老龄化问题等。NEC希望通过ICT解决人类社会的各种课题,为人类社会的进步做出贡献。
如何解决?这就需要借助ICT的力量。
NEC将利用ICT技术聚焦在七大主题领域以推动社会解决方案事业发展:一是人与地球的和谐共生,二是打造安全安心的城市与行政基础设施 ,三是构建安全高效的生命线基础设施,四是为多姿多彩的社会提供支撑,五是实现产业与ICT的创新型融合,六是创造突破传统框架的多元工作方式,七是建设人人充满活力的丰富多彩的公平社会。
在NEC看来,ICT本身包含三个重要因素,一是计算机,二是网络,三是解决方案的力量。依托ICT能为各个领域带来什么价值呢?NEC认为一是实时,二是动态,三是远程。实时是指采集信息后,能够马上转换信息为解决方案。动态是指解决方案能够根据需求随时调整变换。远程是指对数据进行远程处理,以及对解决方案的远程交付。
以NEC人脸识别技术研发实践为例。脸部识别过程包含两个步骤,一是识别是否为人脸,二是对人脸的测定。过去的技术对160万张人脸进行识别需要26秒。如今,应用NEC超分散技术后,采用同样的CPU只需要0.4秒,这就几乎等同于实现实时识别,这在现实应用中意义很大,因为现实生活中通常人脸会频繁地改变朝向,识别速度增加使得同时间内捕捉到的人脸信息数量大幅增加,由此也增加了识别准确度。
“光明使者”要具有智慧
2014年8月27日,经国务院同意,国家有关部门联合印发了《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》(以下简称《意见》),《意见》要求各地区、各有关部门认真落实本指导意见提出的各项任务,确保智慧城市建设健康有序推进。《意见》已被业内公认为中国指导智慧城市发展的权威性文件,里面提出的目标、原则、战略重点、国家支持重点非常清晰。
对中国而言,发展智慧城市被公认是解决中国城镇化出现大量的新矛盾、新冲突、新问题的一个重要的手段。
以往15年,也是中国城镇化快速发展的15年。城市数量、城镇化率、城市面积都在不断增加,以北京的城市面积为例,回想上世纪90年代的时候,北京市的主城区大概是以三环为界。现在北京已扩展到六环,环数扩大了,面积也相应扩大了几倍。
记者在展会的嘉宾发言中了解到,目前中国智慧城市发展现状有以下特点:一是网络基础设施有明显改善;二是城市基础设施、公共服务逐步智能化;三是新城新区成为智慧城市建设的突破口;四是治理得到创新。当然,中国智慧城市建设也存在一些问题,一是碎片化,各自为战;二是存在数据孤岛,数据的公开化程度也非常低;三是当下仍以互联网企业居多,在中国提供智慧城市建设服务或支持的,仍以互联网企业居多,这导致在智慧城市建设市场化的推进过程中会出现缺乏多产业整合的局面;四是还有相当多的国内智慧城市建设都是政府投资,企业因相关商业模式模糊大多保持观望。
展区掠影 体验NEC“智慧城市的一天”
作为智慧城市方案的提供者和城市建设的技术服务者,NEC的解决方案可以说已经渗透到城市的每一个角落,与人们的生活紧密相关。在6月27日的2016NEC创新解决方案展上,我们切切实实地体验了一下以NEC智慧城市解决方案为支撑的“智慧城市的一天”。
早上乘飞机出差,体验安全便利的智慧机场
相信大家都有过乘坐飞机出差的经历:冗长的等候队伍,繁琐的安检、值机等乘机手续,浪费了大量宝贵的时间,有时甚至会因此耽误行程。而NEC的智慧机场解决方案则可以轻松解决这些令人头疼的课题。
首先带大家到Smart Airport展区一睹为快,一起去了解支持安全高效运营的智慧机场解决方案,感受高科技给我们带来的便利。
NEC人脸自助值机,采用世界领先的人脸识别算法,大数据条件下快速比对,方便迅捷地完成人证合一的审查并自助打印登机牌。
NEC的全自动生物识别通关系统BioFAST可以帮助机场将出入境处理流程的14个步骤减少到4个,只需手持护照或其他有效身份证件在自动通关设备处进行扫描通过对面部及指纹的识别,将出入境时边防检查的时间缩短到17秒,登机审查也只需3秒,在非常短的时间内实现人证合一的审查,不仅减轻机场滞留的困扰,也为出入境安全检查提供了保障。
除此之外,NEC还提供多种航空解决方案,为中国民航保驾护航。空中交通流量管理系统,通过空中交通流量进行模拟和预测,确保最大限度地利用空中交通管制的容量,为飞机运营者提供及时、精确的信息;而航班信息显示系统,可实时显示最新的航班状态及各项信息,方便大家即时安排行程。驾驶舱话音降噪解决方案可实现语音的一键式降噪处理,同时支持多级处理方式,可为航空公司提供安全管理技术保障。通用航空整体解决方案,集成大量世界上技术顶尖的产品和最先进的人脸识别和指静脉识别技术,涵盖空管设备、基础设施、飞机维修、机场管理、机场安全等。在世界上最繁忙的机场中,采用NEC解决方案的机场占据70%。智慧民航解决方案同样集成先进的生物识别技术,拥有多项技术专利,方案综合全面,涵盖路侧和空侧,世界上有超过200个机场应用NEC智慧民航解决方案。
上午抵达办公室,体验多样化工作方式和智慧办公
离开机场,抵达办公室,让我们去领略一下安心、安全、创新的NEC智慧办公解决方案的魅力。
信息化时代,智慧办公概念已经渗透到我们日常工作的方方面面。NEC智慧办公解决方案,通过信息技术的灵活使用,结合空间布局设计,帮助最大程度地有效利用空间,削减办公成本,实现安心、安全、舒适、高效办公环境。
人脸识别智能门禁管理系统,采用NEC人脸识别技术引擎,实现对写字楼、办公室、库房等重要场所的人员进出的身份安全确认。NEC的人脸识别技术在准确性和速度上均获得NIST (美国国家标准与技术研究院)人脸识别测试三连冠。该系统还可以有效地应用在高考或其他重要考试时的防替考、防止冒名盗取物品等领域。办公区和会议区展示的是利用信息技术助力顺畅沟通的解决方案。即使身处跨地域的不同会议室,依然如同身临其境地处于同一办公环境,无缝实现跨区域的资料共享,大大提高沟通效果,有效帮助削减庞大的差旅费用和沟通成本。这是NEC的“SmoothSpace”和“ConforMeeting”两个解决方案的协作效果。在移动办公区域,我们可以体验到,无论处于何时何地,都可通过移动终端及VPN虚拟专用网络安全接入企业网络,高效处理事务,实现远程办公。
企业信息技术部门最关心的是网络安全和信息安全问题。网络攻击时时刻刻都在大量发生,NEC的SDN和网络安全系统可以实时监测网络攻击并实现网络安全管理的可视化,一旦检测到来自网络的攻击,即可瞬间自动切断被感染的设备,大幅减低信息泄露风险,实现安心安全的系统运行。在机房区域,可以体验NEC的SDN和网络安全解决方案。
中午在便利店购买商品,体验高效便捷的智慧商店
中午休息吃过午餐,顺便去NEC打造的智慧商店逛一下。
随着信息技术的广泛应用,便利店专卖店等流通领域逐步通过信息化进行管理和运营,NEC智慧商店解决方案可以为用户提供包括“三朵云”在内的全方位服务。
首先是便利店云。基于云端技术开发面向连锁企业实体店铺的综合管理信息系统,可实现快速高效的系统部署和应用。第二朵是社区云。这是大数据时代下的社区购物系统,旨在通过整合线上业务,实现线上与线下的融合。第三朵是专卖店云,是基于云端技术开发的面向专卖店企业的综合管理信息系统,可实现快速低廉的系统部署和应用。此外,这里还有多种流通解决方案。全业务收银系统的云POS解决方案,充分支持基于云端业务的各种应用,丰富的接口支持各种周边设备的扩充。基于面部识别技术的云监控解决方案,可对来店客户进行智能筛选,对于VIP客户和黑名单人员进行即时提醒,并可实现对店铺的远程监管。应用大数据的促销价格最佳实践解决方案,通过对后台数据对价格趋势的把控,进行促销方案的策划和实践,使店铺销售额最大化。需求预测与自动订货解决方案,通过大数据预测需求,进行智能订货,保持最佳库存。应用图像识别技术的云货架,对货架商品进行扫描,掌握货物陈列和销售情况,帮助经营者进行管理决策。
在看似平常的商店购物中,正是由于如此多的看不到的信息化解决方案在后面保驾护航,才让经营管理者实时精准把控经营状况,让消费者感受轻松便捷的购物体验。
下午前往4S店视察,体验智能的汽车营销
在汽车4S店,我们体验到了智能购车的全过程。
NEC智能汽车经销商解决方案通过应用面部识别技术的人机交互一体机设备,以及智能电子商谈桌等为载体,关联厂家系统、经销店系统与社交媒体,建立起更高效更具吸引力的汽车销售以及服务环境。人机交互一体机可通过购车者的面部数据识别其性别及年龄等信息,自动为其推荐合适的车型;并通过触摸屏轻松定制自己喜欢的汽车,360度全方位了解汽车的各项信息,体验选车的乐趣;在选定理想车型后,智能商谈桌可以帮助快速提供购车金融计划,完成购买过程。汽车厂商经销商也可以对潜在客户的需求及喜好利用大数据进行分析,从而进行更为有效更有针对性的新车企划和营销推广活动。
怎么样,如此便捷有趣的4S店的购车过程,是不是也想亲身去体验一下呢。
傍晚在线学习,智慧教育让学习随时随地
忙完了一天的工作,还可以利用NEC智慧教育解决方案随时随地关注孩子的学习情况。
伴随教育信息化进程的推进,教育模式正在不断改革创新。NEC智慧教育解决方案,专注K12教育,全面覆盖课堂教学、考试/阅卷、教师培训等重要教学环节,变革传统教学模式,让教育更“智慧”!
其中,在课堂教学方面,睿课堂数字化教学平台充分发挥平板电脑和无线网络的特长,覆盖课前、课中、课后全教学环节,加强师生互动效果,激发学生学习兴趣,大幅提高教学效率。电子书包管控解决方案便于教师掌控教学过程,帮助教师根据实际教学需要限定学生使用相应程序、访问相应网站等,从而可确保学生上课期间集中精神专注于学习。同时,在考试/阅卷方面,i-Easy网上阅卷解决方案基于高速扫描、图像识别技术,面向中小学提供自带题库、可自动组卷的考试阅卷系统。支持线下和线上两种模式,可自动生成成绩统计报表,有效减轻教师阅卷负担,有效提高考试效率。i-Easy信息技术考试系统,基于B/S架构,适用于市教育局/学校组织的信息技术考试,支持各类Office、Windows、IE等操作题且能自动评分。此外,在教师培训方面,i-Easy在线考培教育解决方案面向学校(及企业)提供在线培训及在线考试系统,实现7×24小时随时随地的学习,提高考培效率,节约教育经费。
NEC智慧教育解决方案,让老师更省心,让家长更放心,让学生更开心。
晚上影院娱乐时间,享受高清绚丽的视觉体验
经过一天的工作学习,晚上到大剧院听听歌剧、去天文馆看看星空,放松身心,贴近自然。NEC的4K旗舰色彩工程显示器、全新高清激光工程投影机,可以为你打造视觉的饕餮盛宴。
4K旗舰色彩工程显示器,提供高达84英寸可视范围和4K物理分辨率,保证了超高的画质效果、捕获了观众的注意力,加上Spectraview专业色彩校正、OPS扩展卡槽等众多的先进功能和选配件,提供满足各种行业需求的高端解决方案。
关键词:少数民族预科;信息系统;人工智能;可视化计算
DOIDOI:10.11907/rjdk.161573
中图分类号:TP319
文献标识码:A文章编号文章编号:16727800(2016)009008503
基金项目基金项目:云南省教育厅科学研究基金项目(2015Y245)
作者简介作者简介:杨悟道(1982-),男,云南昆明人,硕士,云南民族大学预科教育学院助教,研究方向为可视化计算与人工智能;吴烨(1977-),男,云南昭通人,博士,云南民族大学预科教育学院副院长,研究方向为教育经济管理。本文通讯作者为吴烨。
0引言
少数民族预科教育是少数民族地区学生通向国家高等教育的金桥。随着招生规模的扩大,生源的差异性和特殊性,高等学校民族预科管理工作变得繁琐和复杂[1]。为有效促进信息技术与教育教学管理的深度融合,满足少数民族预科学生学业评价与测评需要,基于可视化计算融合社交网络平台,设计并开发了适合预科教育的综合管理评价系统。
1系统概述
少数民族预科学生教育管理工作具有自身特点,需要投入更多的时间和精力,需要更为先进的管理理念和技术[1]。传统的学生信息管理系统仅仅只是记录学生基本信息,对日常行为的跟踪和痕迹管理没有明确记录,适应民族学生特点的管理信息系统处于空白状态。随着移动互联网的快速发展,社交网络平台能够跨地域、跨时间和空间被普通用户快速接受。进校后的少数民族学生对智能手机的使用率达到96%,民族预科学生管理迫切需要摆脱传统管理模式的束缚。基于此,采用灵活先进的教育理念和信息化管理方式,以少数民族学生为中心,基于移动互联网技术,设计和开发一套适合少数民族预科学生特点的智能学生信息管理系统势在必行。
设计项目组成员在少数民族预科基地对2 700人进行了问卷调查,内容涉及到民族学生学籍管理、考勤管理、选课管理、课程表管理、成绩登陆查询、考试管理等模块的现状分析以及期望意见。针对可视化移动互联网解决方案,设计人员提出几个思考问题:①如何将信息化解决方案与少数民族预科教育教学实际进行深度融合;②如何提高融合信度;③如何提高基于移动社交网络快速扩散信息传播速度;④如何通过本平台对痕迹行为跟踪,从而对提取的数据进行可视化渲染。以上4点也是本课题要解决的难点。作为综合评价系统,不仅是信息记录和反馈,更重要的是自动化分析和评价,从而为管理者建立合理和健全的管理评价体系提供强有力的支持。同时,自动化评价机制要有相应的技术作支撑。系统设计流程如图1所示。
2系统架构设计
基于建构主义的可视化技术为教育信息化建设开辟了一个新的领域[2]。可视化技术在大数据时代,将以往一堆枯燥乏味的数据变得生灵活现,让数据变得不仅有意义,还让其变得直观、易懂,达到个性化特点[3]。本课题在可视化计算方面,将从语义网入手建立本体语义规则,运用教育技术领域概念图[7]等技术开发数据可视化图解对象。软件系统采用Java Web框架引擎开发,斯坦福大学开发的本体建模工具Protégé用于生成自动推理机引擎,利用惠普实验室的Jena API包构建语义本体语义解析语义规则库,可视化表示层采用MIT媒体实验室开发包processing2.2.1。
2.1系统开发步骤
系统开发分两阶段:①软件系统研发阶段;②试运行进行系统测试。
软件需求分析是科研项目的重要环节,课题的最终实现是以软件系统实施到预科教育教学管理当中,科研成果最终是服务于少数民族广大师生。软件系统研发的成功因素高度依赖于软件需求分析报告,整个系统研发均采用瀑布模型,见图2。
2.2系统架构
系统架构见图3。
5系统功能
系统优化了教育教学资源,使相关使用人员能够对学生的学习资源和学习过程进行设计、开发、利用、管理和评价。
实现数据可视化过程中视觉表征语义符号能够通过自动推理机引擎进行解析和推理,并在推理过程中使用本体语义规则,符合语义的表达从而提高其相似度。
(1)结合高校教育教学管理特点,认真履行高校政治思想教育要求,建立符合少数民族预科生特点的教育教学综合管理评价体系。
(2)综合评价体系以建构主义思想为基础,符合现代教学系统理论,评价系统力求让学生在认知过程中积极主动构建自己的学习及生活行为习惯,为开发学生行为痕迹管理提供依据[7]。
(3)综合评价体系需要计算技术和信息技术进行交互,从而建立人际交互关系。社交网络利用可视化技术分析个人、群体和社会[8]。
6系统测试
系统性能评估[9]数据分析见表2。
7结语
本系统运用智能化来优化教育教学资源,促进教育教学管理人员对民族预科学生的学习资源和学习过程进行设计、开发、利用、管理和评价;利用系统的痕迹管理对学生的行为进行追踪取证形成综合性评价管理,从而提高预科基地教学及学生管理水平。使用该系统大大降低了管理成本,辅导员能第一时间快速了解学生情况,学生能快速地与学校进行互动。下一步工作是加大学生痕迹管理可信度,提高系统的自适应能力。
参考文献参考文献:
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近年来,新兴技术不断涌现,并逐渐被运用到教育领域,这些新兴技术将给教育带来持续和深远的影响。创新是当前教育信息化发展的焦点,新兴技术是助推创新的重要引擎之一,其对于课堂的影响已初见端倪,正在深刻影响并改变新一代学生的学习方式,逐步开始扭转以教师为中心的低效教学形式,并成为有望打破课堂单一教学形态的利器。新兴技术在教育中的应用更易被新一代学生所接受,能够激发学生的学习兴趣、提高教师教学效果、丰富课堂的教学环境、促进师生良好的认知体验和情感体验,从而有力地促进教育的革新和发展。
通过对全球教育信息化创新实践活动的分析,“国际教育信息化发展研究”项目组总结提炼出在教育信息化领域涌现的十大新技术应用,内容如下。
智能机器人将成为未来学习伙伴
智能机器人具有革新的技术,高水平的数字化和智能化程度,其在学习中可同时具备益智学习工具、情境建设者、学习伙伴三个不同角色。智能机器人作为益智学习工具逐渐成为“做中学”学习模式的主题和项目,并在世界各国都有极大发展。
日本是机器人教育大国,其近期开发的一款以机器人和投影设备为主的R-learning系统,主要用于协作儿童在故事场景中的设计和渲染,学生通过在绘制的故事场景中操控机器人来完成预设角色的行为,从而培养他们的合作力、想象力及创造力。
3D打印将颠覆学生实践范式
3D打印是一种利用三维数字形式对空间构造的物理或虚拟实体对象进行快速成型的技术。3D打印对于教学和学习的重要价值体现在能够将特定物理及虚拟事物更加真实地加以呈现,使学生获得深刻的感知体验。3D打印机可以将抽象的空间构思转变为真实的、立体的彩色模型,某些难以理解的空间概念和构造因被引入到“现实”世界中而变得更加具体、直观。3D打印技术为学习者开辟了崭新的学习空间,学习者通过设计、制作、展示等多种角色进入到该学习空间中,亲历学习过程的趣味性和生动性。同时,通过亲身体验、亲自参与,学生的思维能力、设计能力和动手能力都得到了全面协调的发展和提高。
目前,一些国家和组织已经开始探索3D打印在教育领域中的应用。英国教育部开展了一项为期一年的试验项目(2012年10月至2013年9月),该项目以21个学校为试验点,将3D打印技术系统地应用于数学、物理、计算机科学、工程和设计等课程中,探索3D 打印的教学应用,推动教学创新。有些教师在历史课堂上使用3D 打印的历史古迹和文物模型,模拟还原部分历史事件、人物或场景,使学生在课堂上就能像在博物馆里一样,“触摸”到真实的历史。
创客运动夯实技术课程“做中学”教学模式
开源硬件与创客运动是近年来风行全球的一个科技文化现象,被认为是制造业创新及第三次工业革命的重要推手,前面提及的3D打印技术的发展及迅速普及就是其直接产物。教育应用是许多创客空间、创客团队和开源硬件开发者所关注的焦点之一。
开源硬件显著降低了高级硬件产品的开发成本和复杂程度,使没有或有极少技术背景的普通师生也能轻松从事作品原型创作或产品开发,为所有学生发挥想象力、进行各种水平的创新活动提供前所未有的前景。以Arduino为代表的开源硬件已在学校的科学创新活动中占有一席之地。树莓派(Raspberry Pi)是继Arduino后在教育领域获得成功的另一种开源硬件,越来越多的学校将其用于教学,实施课堂“做中学”教学模式。
从2012年起,树莓派基金会协同英国剑桥大学和英国计算机协会(BCS)等机构,通过开展各种活动和研讨会等形式,为中小学培训了数千名熟悉树莓派的各学科骨干教师,为树莓派深度支持教学活动奠定了坚实基础。2013年12月,IBM非洲研究院实施的“推动改善非洲教育质量项目”,将树莓派、传感器和编程实践(使用Python和Scratch)整合到现有中学地理教材中,学生在教学过程中边做边学,以此评估技术的有效性。研究结果表明,这些新技术的使用充分激发了学生的学习兴趣,培养了学生的创造性思维等。
为推动创客运动及开源硬件与教学深度融合,很多具有国际影响的公司不遗余力地在大学甚至中学免费提供开源硬件,鼓励学生开展创新活动。比如Intel公司于2013年推出了Galileo开发板,并在全球遴选1000所学校免费提供。
体感技术将带给“数字土著”学习新体验
体感技术与自然语言交互是继键盘+鼠标、多点触控之后获得广泛应用的第三大类操作方式,体感技术使人们无需借助复杂的控制设备,直接使用肢体动作与数字设备和环境进行互动,并根据人的动作来完成各种指令,就像为计算机配备了一双精准有效的“眼睛”。体感技术不但是一种创新的操控方式,还拥有强大的数据监测和数据分析功能。可以预期,未来的体感交互将体现为可穿戴设备的形式,成为“数字土著”一代身上的必备学习品,为用户带来更刺激、更具现场感的愉悦学习体验。
微软公司开发的Kinect是一种典型的体感技术,在Xbox系列游戏机上作为首选控制工具,被认为是当前用户体验最佳的交互工具。在教育领域中,Kinect体感技术可以通过特定的软件连接至投影仪,从而可以将计算机上的任何操作界面信息投影至屏幕上,以达到支持手势及触控等操作。德国的一所大学使用这种设备,将网站直接投影至墙面上,学生可以像在iPad上一样使用手势进行操作、浏览。随着人们对体感技术优势日益深入的了解,其在教育领域一些特定方面的应用(如体育锻炼、幼儿教育和特殊教育等)可能成为一种趋势。
教育游戏“登堂入室”开始进入课堂教学
教育游戏是一种含有教育目标的游戏,它通过游戏的方式为学生营造特定的情境,通过引导、训练、模拟等形式来强化学习效果。教育游戏通过创设融入教育目标的故事情境,引导学生在游戏中以探究和合作的方式完成游戏任务,不仅能帮助学生建构特定学科知识,还能拓宽学生的知识面、锻炼学生的独立思考能力、发展学生的合作能力、提高学生的社会责任感。
在美国科学家联盟推行的“学科学计划”服务中,有一款辅助学习生物学的“免疫攻击”3D立体游戏。“免疫攻击”将娱乐性与教育性较好地结合起来:一方面利用信息技术使抽象的概念形象化,帮助学生的学习和理解;另一方面,游戏中的竞争与趣味性减少了学习生物学过程中的枯燥性,提高了学生学习的积极性与主动性。该游戏在实践中获得了良好的效果,现已为全美14所高中所采用,大约1000名教师使用此游戏进行教学活动。
教育游戏除在课堂教学中得到实际应用外,也将成为职业教育、企业培训的重要手段和方式,众多高等院校、专业机构和大型企业都致力于教育游戏的研究与设计。
虚拟世界中正在隐现“真实课堂”
Second Life(中文译作“第二人生”)是由林登实验室(Linden Lab)建立的互联网上的三维虚拟世界,测试版于2003年5月。其最大特点就是为用户提供一个平台和工具,让人们在这里尽情发挥自己的创造力。用户通过注册成为Second Life的居民,居民可以定制自己的虚拟化身(性别、相貌、身高、肤色等),虚拟化身可以像在现实世界中一样进行漫游、交流、购物、学习等活动。根据Linden Lab公布的历史成就统计,截至2013年,Second Life已经拥有3600万注册用户,累计在线时间相当于21.7266万年。平均每月有超过40万新用户加入,而月均活跃用户数量则有100万。
目前,商业、新闻、影视、医药卫生、航天、军事、建筑设计、旅游、娱乐和教育等行业都纷纷加入到这一虚拟世界的浪潮中。例如,在语言教学中,利用Second Life为学习者创建社会交往与情境相关的、高度仿真的虚拟生活空间,使学习者在进行语言交流时能感受到极强的临场感。以Second Life设计思想为原型开发的教育专用工具,如Virtual Campus等,则提供了模拟校园中各种学习场所和活动空间的工具。
移动卫星车助力经济欠发达地区信息化课堂
由于经济落后、地理位置偏远等原因,依托教学点开展教学广泛存在于世界各地,特别是在非洲、南美和亚洲的部分经济欠发达国家或地区。教学点(也称为“不完全小学”)是一种为学生提供小学教育的场所。由于师资力量十分匮乏,教学点通常只招收部分年级的学生,也难以开齐所在国家的规定课程。教学点的教师通常一个人负责一个年级或整所学校所有学科的教学。
为应对这一挑战,世界各国均尝试使用信息技术来提升教学质量。在一些经济欠发达国家和地区的教学点,除教学光盘播放、卫星接收和网络传输这三种常见的资源共享方式外,利用“移动卫星车”构建信息化课堂成为提供优质学习资源和学习支持平台的一种新方式,从而形成了新的课堂形态。巴基斯坦是儿童失学率和盲率最高的国家之一,国内教育发展水平较低,偏远地区教育十分落后。2012年7月,受英国国际发展部资助,巴基斯坦教育部发起了“移动卫星车”项目。该项目旨在共享优质教育资源,提升经济欠发达地区教学点的教学质量。
云计算环境延展了课堂教学边界
云计算(Cloud Computing)是一种基于互联网的专门计算资源中心和服务模式,用户可按自己所需获得所必要的计算服务,并可根据业务的发展持续扩展这种服务。云计算独有的在线协作、文件存储、虚拟化、灵活访问和低廉的使用维护成本等特点尤其适合教育应用。越来越多的学校和教育机构在寻求诸如智慧校园和其他教育信息化解决方案时,都将基于云计算的基础架构视为首选。随着教育信息化基础设施的不断完善,云计算技术在教育领域中的重要性将日益凸显。
利用云计算改造现有信息化架构已成常态,许多学校都利用基本云计算和服务将原有的电子邮件基础设施迁移成基于Gmail和Google Doc的教学管理和办公平台。澳大利亚维多利亚州政府教育部与微软签署了一项长期合作协议(2013~2018年),利用Office 365建立一个覆盖全州所有教育机构的云学习共享和协作平台,将学习的“课堂”延展至学生生活的几乎每个角落。
社会性虚拟社区支撑大规模合作学习
近年来,随着Facebook、Twitter、MySpace、Flickr和YouTube等社会性网络工具的广泛应用,BBS等传统在线社区已经逐步被大型社会性虚拟社区所取代。
美国的一个官方调研发现,56%的年轻人利用社会网络站点、MySpace、Workspace及Facebook等社会性虚拟社区开展创作活动。这些大型社会性虚拟社区将世界各地的人群通过网络组织到一起,因此,非常有益于开展大规模的跨国、跨地区的合作交流。大型社会性虚拟社区不仅实现了用户从接受信息向创造信息的转变,而且其良好的交互性及丰富的参与性,促进了社会性虚拟社区成员之间的沟通、交流。例如,新媒体联盟将来自世界多个国家的专家聚集在Wiki space平台上,通过成立专家委员会开展地平线项目研究。同样,这些大型社会性虚拟社区也为世界各地的学生开展合作学习创设了良好的平台。Google+是 Google 公司推出的社交网站与身份服务,社交圈是 Google+ 最重要的一个功能,社交圈的另一功能为调整信息流的各个社交圈信息的多少。
学习分析技术支持规模化教学形式变革
关键词:移动互联网;云平台;移动校园;生态链
【中图分类号】G40-057【文献标识码】A【论文编号】1009―8097(2015)03―0069―07【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2015.03.011
引言
“开放、互联、快速、运营”是近年来人们用来描述移动互联网的几个常见关键词。毋庸置疑,移动互联网的出现极大地改变了人们的生活方式。信息化已不可避免地延伸到每一个单位,同时,3G、4G智能移动终端的普及,让数字校园的资源快速地钻进了学生的口袋,信息正以史无前例的速度传播,并产生惊人的影响。与互联网相比,移动互联网是一个全新的所在。
高校的移动校园建设,应坚持“应用驱动,开放共赢”的理念,以服务师生为出发点,结合“办公移动化、学习碎片化、活动多样化”的发展趋势,并考虑到未来建设与发展所需面对的“信息技术条件下的人才培养模式创新”等课题,需要将师生的日常工作、学习、生活甚至周边商业、移动互联网都进行充分的整合,打造以移动客户端为中心的移动校园生态链。
一 高校移动校园建设的需求规划及思考
在任何一所高校中,面向师生的服务相关建设一直都是一项庞大的系统工程,应该服从于自身的定位和长期发展目标。目前高校教育信息化正在向移动信息化,移动管理、移动办公的发展方向,以移动技术为核心的数字化校园产品的构建需求迫切,并将很快成为高校教育信息化解决方案中的核心构成。
在推进移动校园开发、部署甚至广泛使用的同时,学校需要构筑一致的底层数据平台、标准的基础模型、完整的统一视图、丰富的应用呈现,才能使移动校园整体焕发活力。结合上述问题分析和实际调研,笔者归纳总结目前国内高校移动校园建设需要满足如下需求:
1 移动办公的需求
移动办公最直接的优势就是将人们从桌面办公的方式解放出来,拓展了办公空间,使师生处理公务时不再受到时间和地点的限制。既提高了办公效率,又减少了办公成本。他们可以集中访问校园所有的移动应用,按需选择,以实现政务助手为第一出发点。
2 校园生活和应用需求
不再局限于移动办公的需要,师生还希望获取更加丰富的移动应用,并获得优质的用户体验,达到满足学校“产学研管,衣食住行”服务需求。移动平台与大学以往所有信息化平台不同,它必须以学生为主体。以为师生提供随时随地的服务为目标,这些服务也许精炼,但是更贴近生活。台湾逢甲大学由于无线终端早在几年前就发展迅速,所以其移动互联网应用的发展更加贴近学生的生活。逢甲大学资讯处资讯长李维斌在回顾过去几年的工作时认为,“由外往内的应用,才是大家乐意使用的应用。”
3 大学生创新创业需求
对于广大在校生来讲,如何获得创新创业能力训练,获得实验场地和实验仪器设备、软件开发环境及能力展示平台?移动互联网是对PC互联网的延伸,这个新的生态规则是不一样的,属于投资人的移动互联网的热潮已经告一段落,但属于创业者的移动互联网的浪潮才刚刚开始。搭建一个让有创新想法的师生实现其理想抱负的平台是帮助大学生创业的需要。
4 较低的运行维护成本需求
从实际运营管理的角度出发,移动校园不能参考互联网“烧钱”式经营运作模式,而是需要统一分发和管理,集中资源,降低运行成本;并逐渐培养出专职的、低成本的运营团队。二高校移动校园生态链的构建
1 建设思路
参考移动互联网成功的运作模式,高校虽然不能商业化对待移动校园,但必须要对接移动互联网。一旦拥有了丰富的应用,并渗透到师生的生活与工作当中,培养出有竞争力的开发团队和运营主体,移动校园就有了再生的能力。而这最直接、最宝贵的产物就是:拥有一个可持续发展、生命力旺盛的移动应用服务生态链,进而建立起一个完善的价值链。这个生态链的重要几环包括:
(1)标准、规范、平台是开放基础
移动校园需基于云端的开放,借助企业级开发平台充分调动起大量个体开发者、企业开发者的力量,基于标准的开发协议、开发规范、开发组件来开发移动应用服务,实现应用的自增长、高速迭代;同时,通过标准接口快速对接大量成熟的移动互联网应用,完成资源的整合。
(2)安全是开放之本,开放与安全并驾齐驱
开放的同时,应用的安全、数据的安全、用户信息的安全必须跟上,通过完善的应用数据授权和用户授权等安全措施为所打造的“移动应用服务生态链”保驾护航。
(3)用户、学校、合作伙伴多方共赢
为在校师生用户提供覆盖管理、学习、生活、出行等全方位的便捷服务,予其所需、弃其所厌,用户体验将得到空前重视和响应;帮助学校盘活各种资源,协作完成资源与应用增值,并帮助培养校级专业运营团队;帮助合作伙伴降低市场切入成本、应用构建与推广成本,帮助其获取高效益产出。
(4)追求极致、快速响应、持续迭代
这是移动互联网生存之道,唯其如此,才能保持移动互联网应用的长久生命力。
(5)移动平台先行,移动应用跟上
通过开放的平台,集成多方智慧,为用户提供更丰富、更个性化的应用服务,为开发者提供创意的空间,为学校提升用户黏性,最大化实现使用价值,并管理上层N多应用,切实减少信息办人员的维护工作量,以及支撑上层应用运行,保障用户终端流畅体验。
2建设过程
本文以黑龙江大学构建移动校园生态链为例,学校前期部署的移动校园平台,对公共应用如通知公告等快速利用平台工具进行了整合,包括相关楼宇位置、班车路线数据等进行了处理。保证了公共应用的快速见效,并及时到应用市场。通过集成应用开发,在PC版业务基础上实现应用定制开发,并考虑到移动业务很少生产数据的特点,采用中间件、数据库同步、管理员维护等多种数据集成手段实现了数据集成工作,这样就可以保证5~10个工作日开发一个应用,并且后续持续不断地开发新的功能,到校园应用市场。
(1)统一规划
移动校园平台建设是一个系统工程,需要充分考虑与传统管理信息化业务建设的差异。因此建设之前须站在整个学校的层面,做好项目分析和规划设计工作,整体考虑、统一规划,确保统一的信息标准、统一的技术路线、统一的基础架构和统一的组织管理。
(2)分步实施
项目建设周期虽然较传统项目较短,但同样涉及需求调研、方案论证、系统选型、部署与集成、人员培训、推广应用、运行反馈、修改完善等多个过程,因此整个建设过程必须统筹安排、分步实施,确保项目的进度和质量、降低项目失败的风险。
(3)加强应用
移动校园平台建设的核心目的是“应用”,使各个职能部门实现管理信息化,实现更简便快捷的沟通,实现不同职能部门之间的数据共享与交换,提高决策的科学性和民主性,减员增效,形成充满活力的新型管理机制;为广大师生提供个性化的综合信息服务。因此,移动校园平台建设必须坚持以应用为主导、优先确保应用系统建设,加强应用、以“应用起来”为主要目的。
(4)资源整合
移动校园平台是一个庞大的系统,学校经过十多年的信息化建设,购置、开发了不少应用系统,沉淀了大量的信息资源,平台建设必须考虑保护原有的投资、充分利用已有的信息资源,充分发挥它们的作用。因此,移动校园平台建设必须不断整合已有的信息资源、开发新的资源,建设集中的信息资源管理机制。
(5)共享数据
学校原有的多个应用系统不能互联互通、不能共享数据,形成一个个信息孤岛,导致重复建设、重复工作,严重影响了学校的信息化建设和日常管理工作。因此,移动校园平台建设必须确保各个应用系统之间的数据共享与实时交换。
3 移动校园生态链的构建
移动校园不仅要定位为提供学习、交友、活动、获取校园资讯等应用服务,更要考虑整合校内外资源,为师生提供基于移动互联网的涵盖校园周边的应用服务,进而形成完整的生态链,学校规划中的移动校园整体架构如图1所示。
(1)校园“私有云”服务
校园“私有云”作为移动校园的核心,校内及第三方移动应用的集成和分发平台,为校内用户提供应用推荐和推送服务,管理学校内部的私有移动应用,有完善的权限控制功能和数据标准,是由学校主导的可定制应用的服务平台,它主要由以下应用构成:
公共服务应用:公共服务应用能够满足不同角色用户的需求,提供用户可订阅、可管理的移动应用服务,每一个应用作为一个独立的服务单元,在移动平台之上。借助移动平台的集成能力和开放特性,构建移动终端无差别的用户体验,并由学校主管部门集中管控、授权。公共移动应用主要包括班车服务、课表提醒、校讯订阅服务、图书借阅服务、基于组织机构的校园IM、校园社交协同CCS等应用。
移动业务应用:移动业务应用是学校行政管理移动化的需求实现,由于业务应用复杂度高,操作步骤多,通常在PC端存在,随着移动化的到来,用户有需求随时随地通过移动互联网去完成业务操作。移动业务应用的数据由学校OA、学工、教务、科研、教学、迎新、财务等学校核心业务系统提供。我校将每一个业务系统根据其功能特性,按照用户需求和标准规范,重新开发,实现真正的业务系统移动化,进而帮助师生体验到移动化带来的便捷。
第三方应用:与学校构建的移动OA等应用相比,衣食住行等生活服务应用往往是学生手机桌面的快捷应用,这些应用或由学生开发、或是由第三方厂商开发,它们的存在能够解决学校应用开发能力不足的难题。我校未来将整合与学校相关的第三方应用,将这些应用集成至校园“私有云”,学校可对应用进行审核与管理,学生可按需下载使用。同时提供免费的运营服务,并从用户的使用反馈出发,推动应用的持续迭代,打造移动校园生态链。
(2)移动校园平台
移动校园平台是整个移动校园的核心构件,每个移动校园应用均基于移动校园平台的标准规范开发生产,并且所有的应用都可以基于移动校园平台实现集中的分发与管理,移动校园平台还能够提供与智能终端的连接机制,具备可扩展的能力和分布式的架构。
移动校园应用市场:应用市场存在于移动校园平台,它能够将应用集成,实现所有移动校园应用的集中管理与分发。师生只需安装移动校园平台,通过访问其内置的应用市场,即可获取所有应用。在移动校园建设初期,学校可搭建基于“私有云”的云超市,研发更多移动应用进入云超市,同时,学校也可以选择开放应用市场,向云超市中添加应用。
移动开放平台:校内开发者、第三方服务商针对学校开发如课程表、微统计等应用时,需要获取学校的业务数据或者访问业务系统,这就需要统一、安全、可靠的标准对接标准。因此,我们考虑建设如下平台:开发者服务平台,围绕服务超市构建的开发者服务平台以标准的服务帮学校构建开放的服务边界,为学生创业团队、第三方应用服务商等开发者提供一站式开发服务支持,实现从应用的开发到上架以及海报、推广等运营服务,并提供全过程支持,提升进入移动服务超市中的应用质量、丰富学校的应用。能力开放平台,将成熟的商业开发体系引入高校,帮助学校构建校方的能力开放平台。通过管控平台及双重标准的授权模型,帮学校实现身份认证的识别能力、开放学生的私有数据,如成绩、年级等数据。第三方厂商或师生开发者,通过获取数据,能够开发出个性化应用,填补学校能力范围所不能覆盖的空白。应用管理平台,可供学校运营管理人员进行用户管理、应用分发管理以及权限管理。学校可以根据移动校园运营需要,设置不同的管理组,不同的用户角色,实现差异化的应用推荐、功能设置等,并实现对应用、内容、服务分发的管理和统计。
三 移动校园生态链构建的创新性
高校移动校园平台架构设计上应充分考虑到管理者、开发者和最终用户。客户端直接面向最终使用者,提供良好的用户体验:开发环境的支持平台对上层的应用进行统一的部署、管理、维护,并通过开发工具提供开发支持;管理端则为管理者提供全面的维护、统计、分析的工具。这样就为开发者、使用者、管理者以及平台提供商串联起来。
1 面向开发者,通过平台封装、接口开放、抓取技术等降低了开发壁垒
简化开发要求,便于初学者上手。移动应用的开发是基于HTML5进行开发,复杂组件由平台进行封装,降低开发壁垒。用户只需懂得HTML语言就可以开发出适合自己的移动应用,这样可以挖掘出学校用户真正的需求和开发欲望,使得学校将具有属于个性化的,丰富的移动应用。
为开发者提供开放便捷的开发环境。移动校园平台通过开发工具为任意开发者提供便捷开放的开发环境。目前学校的开发者主要来源于三类角色:第一类是校内学生和老师个体,第二类是学校的业务机构,第三类是周边中介等商家。这三类角色的开发者都可以按照开发工具规范开发,不仅降低开发难度和开发成本,而且提高开发效率。
采用数据抓取技术,降低业务建设对接成本。系统具备数据抓取的能力,实现真正的跨业务系统(能够抓取第三方业务系统中的数据),这样移动应用在对接相关业务系统时,无需考虑业务提供是哪家厂商,也无需关心数据库等问题,如:公开的抓新闻数据;从网页上抓取的课表信息,成绩信息等,而无需从数据库集成。
2 面向管理者,实现了统一的入口、版本、分级授权、监控分析等功能
支持内嵌已有应用,为管理者提供统一维护和管理渠道。移动校园平台不仅可以提供开发工具用以开发校园应用,还可以支持内嵌功能,即内嵌既有的IOS和Android应用,内嵌的IOS和Android应用,可以自行调用自有的服务功能,可以自行进行数据维护。平台提供统一的权限入口,内嵌的应用还可以通过平台进行统一的管理和维护。内嵌功能的添加打破了校园应用各自独立的技术壁垒,有利于各类应用的融合,使得移动终端的应用更为丰富。
版本管理便捷统一,方便升级维护。利用移动校园平台提供的开发环境开发的移动应用,只需开发一个版本,即可兼容Android、IOS、Windows等手机操作系统,无需针对不同的操作系统开发不同的专用版,大大降低了开发难度、成本和时间。而且可以无缝升级,通过服务端升级,无需频繁提交App Store等进行审核。
方便的系统管理,为信息办提供一站式管理平台。为管理员提供一站式管理渠道。如:用户组管理、用户权限管理、通知等。部分应用需要二级管理员管理维护,平台中提供了二级管理的授权服务以及内容管理维护的界面。方便信息办统筹管理的同时做好分级维护,减少信息办工作量,并保障数据维护的及时性和准确性。
完整的数据统计和监控,方便信息办精准维护和管理。移动平台对上层应用进行统一的管理和监控,并为信息办管理员提供各项统计分析指标,方便及时发现问题并迅速响应。如应用的访问情况、用户的访问记录、运营商用户访问情况等。