云計(jì)算環(huán)境下的智能教育研究

石曉冰 吳景海

作者簡(jiǎn)介：石曉冰（1991.2-），男，現(xiàn)為西南科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院情報(bào)學(xué)專業(yè)2013級(jí)在讀研究生，西南科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院。

摘要：隨著科技的不斷更新，教育內(nèi)容，教學(xué)方法，教育環(huán)境，教師和學(xué)校的角色發(fā)生了變化，智能教育是一個(gè)創(chuàng)造性的匯聚點(diǎn)，傳統(tǒng)的教學(xué)為發(fā)展新的方法而運(yùn)用更新的技術(shù)如云計(jì)算，根據(jù)學(xué)生的態(tài)度和智力水平讓學(xué)生去學(xué)習(xí)多種不同的材料，關(guān)于任何時(shí)間、地點(diǎn)和任何設(shè)備運(yùn)用電子教科書。運(yùn)用不同方式的方法內(nèi)容來(lái)發(fā)展電子書籍，設(shè)備支持，和設(shè)備發(fā)送，為在云計(jì)算環(huán)境下的電子教科書模型提供服務(wù)。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；智能教育

1.前言

國(guó)內(nèi)數(shù)字化的迅速變化帶來(lái)了交流方式的改變，并促進(jìn)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，以知識(shí)為基礎(chǔ)的社會(huì)需要在教育系統(tǒng)中的改變，當(dāng)前的工業(yè)化出現(xiàn)了一個(gè)矛盾轉(zhuǎn)化，支持不斷發(fā)展的以知識(shí)為基礎(chǔ)的信息社會(huì)的教育。

隨著社會(huì)需求的不斷增長(zhǎng)，日常生活中運(yùn)用科技日益增多，21世紀(jì)需要一個(gè)符合雙方需求的教育系統(tǒng)。能夠引起這次變革的是智能教育，智能化教育系統(tǒng)被定義為一個(gè)允許學(xué)生去學(xué)習(xí)運(yùn)用日益更新的技術(shù)，并能根據(jù)他們的才能和智力水平確保學(xué)生去學(xué)習(xí)不同的材料。當(dāng)前教育系統(tǒng)和智能化教育的不同之處類似于普通的手機(jī)和智能手機(jī)的區(qū)別，當(dāng)普通的手機(jī)有相關(guān)系統(tǒng)支持著，智能手機(jī)能夠被使用者的需求商業(yè)化，當(dāng)前教育化途徑，是以教師為中心的模型，是信息和知識(shí)向一個(gè)方向的流通，從教師到學(xué)生。這個(gè)直接的途徑不能適合成績(jī)優(yōu)異的學(xué)生和成績(jī)不好的學(xué)生。

為達(dá)到智能教育的視角，韓國(guó)政府已經(jīng)啟動(dòng)了5個(gè)一流的計(jì)劃：1）數(shù)字教科書的發(fā)展和應(yīng)用；2）促進(jìn)網(wǎng)上課程的發(fā)展和評(píng)估；3）創(chuàng)造一個(gè)安全的教育內(nèi)容環(huán)境；4）加強(qiáng)教師的能力；5）建立以云計(jì)算為基礎(chǔ)的教育系統(tǒng)，通過(guò)這5個(gè)主要項(xiàng)目的實(shí)施，不同類型的教育內(nèi)容將允許學(xué)生能夠在任何時(shí)候和地點(diǎn)去學(xué)習(xí)。當(dāng)學(xué)生通過(guò)智能設(shè)備獲取資源，比如個(gè)人電腦，筆記本電腦，平板電腦，和智能電視，能夠在便利的地方學(xué)習(xí)。

2.背景

2.1智能教育的定義

智能教育代表一種：“自主的，有動(dòng)機(jī)的，適應(yīng)的，資源豐富的，科技植入的”，首先，自主的特色在學(xué)生角色中的變化，作為一個(gè)知識(shí)的接受者，從知識(shí)的傳遞者到學(xué)習(xí)的輔助者的轉(zhuǎn)變，為此網(wǎng)上的評(píng)估，學(xué)術(shù)的表現(xiàn)評(píng)估，和一個(gè)自主學(xué)習(xí)的系統(tǒng)將會(huì)被實(shí)施。第二，有動(dòng)機(jī)的強(qiáng)調(diào)了智能教育系統(tǒng)的方式將會(huì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，智能教育強(qiáng)調(diào)了教學(xué)的方法，能夠提升創(chuàng)新的問(wèn)題解決方式，以個(gè)人評(píng)估為中心，學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)將會(huì)從典型的教科書為基礎(chǔ)到以經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)變，第三，適應(yīng)性代表了追逐教育通過(guò)一種典型的教育系統(tǒng)和教學(xué)系統(tǒng)，智能教育增加了教育系統(tǒng)的靈活性，在關(guān)系到個(gè)人興趣和未來(lái)職業(yè)渴望中促進(jìn)了學(xué)習(xí)，它能夠根據(jù)學(xué)生的水平幫助學(xué)校從傳播知識(shí)到支持個(gè)人學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變。第四，資源的豐富，描述豐富的教學(xué)材料的支持，通過(guò)一種云的學(xué)習(xí)服務(wù)，智能教育提供了直接引入豐富的內(nèi)容，被公共和私人機(jī)構(gòu)和個(gè)人在教育中的發(fā)展有幫助，擴(kuò)展了國(guó)內(nèi)和海外的學(xué)習(xí)的資源，和通過(guò)傳輸平臺(tái)的內(nèi)容提升了合作式學(xué)習(xí)，第五，科技植入的，闡明了運(yùn)用了最新的信息和交流技術(shù)，智能教育確保了學(xué)生在任何時(shí)間和地點(diǎn)通過(guò)科技信息去學(xué)習(xí)，根據(jù)自主的興趣裁量的領(lǐng)域提供給學(xué)生不同的學(xué)習(xí)方式。

智能教育是運(yùn)用ICT（Information Communication Technology，簡(jiǎn)稱ICT）在教育中的運(yùn)用的擴(kuò)展，實(shí)施于20世紀(jì)90年代早期，并開(kāi)始于20世紀(jì)90年代，電子學(xué)習(xí)通過(guò)LMS（學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)）的介紹擴(kuò)展開(kāi)來(lái)，和交互式學(xué)習(xí)是通過(guò)普遍存在的技術(shù)來(lái)實(shí)施，它也是ICT教育作為重要的未來(lái)教育的范例應(yīng)用。

2.2電子教科書

產(chǎn)生的巨大的電子信息等同于1.8Z（180萬(wàn)億字節(jié)），它意味著一個(gè)人能夠看到一個(gè)2小時(shí)的HD（硬盤）的電影持續(xù)到4700萬(wàn)年，這個(gè)巨大的信息持續(xù)不斷的增長(zhǎng)著，信息交換的循環(huán)周期也在不斷的縮短，而且當(dāng)傳統(tǒng)的教科書被出版之后很快就會(huì)過(guò)時(shí)。

電子教科書是一個(gè)以未來(lái)為導(dǎo)向的教科書，能夠幫助學(xué)生在任何時(shí)間和地點(diǎn)以自主的方式去學(xué)習(xí)。它包括學(xué)習(xí)教具，工具書，字典，和筆記本功能，為了自主的學(xué)習(xí)，除了傳統(tǒng)的教科書的內(nèi)容之外[1]，且提供先進(jìn)的多媒體功能，包括視頻、動(dòng)畫、虛擬現(xiàn)實(shí)、和超鏈接，電子教科書提供給學(xué)生不僅是普遍的內(nèi)容，還有多樣的學(xué)習(xí)材料。

電子教科書通過(guò)多媒體途徑提供教育內(nèi)容比如視頻，動(dòng)畫片和虛擬現(xiàn)實(shí)。它們都有交互式的功能并且能夠讓學(xué)者以他們的能力和水平為根據(jù)來(lái)學(xué)習(xí)，為了服務(wù)于數(shù)字教科書的運(yùn)用，現(xiàn)今的數(shù)字教科書已經(jīng)被設(shè)計(jì)成為了紙質(zhì)教科書的映射。

至于文件的形式，數(shù)字教科書管理PDF圖像文件以XML和SCORM（Sharable Content Object Reference Model共享內(nèi)容對(duì)象參考模型）的應(yīng)用，根據(jù)對(duì)象內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)字教科書的平臺(tái)被發(fā)展為支持多種操作系統(tǒng)，比如Windows，open software linux for PC，和IOS，open software Android for smart device.數(shù)字教科書包含10個(gè)具體的功能，比如，瀏覽，輔助工具，多媒體，搜索，等等。

2.3云計(jì)算

中國(guó)電子學(xué)會(huì)云計(jì)算專家委員會(huì)在2010年發(fā)布的《云計(jì)算白皮書（概要）》中指出，云計(jì)算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的、大眾參與的計(jì)算模式，其計(jì)算資源（包括計(jì)算能力、存儲(chǔ)能力、交互能力等）是動(dòng)態(tài)、可伸縮的、被虛擬化的，且以服務(wù)的方式提供。這種新型的計(jì)算資源組織、分配和使用方式，有利于合理配置計(jì)算資源并提高其利用率[2]。云計(jì)算提供商提供以3種基本模型為基礎(chǔ)的服務(wù)[3，4]：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（Iaas），平臺(tái)即服務(wù)（Paas），和軟件即服務(wù)（SaaS），IaaS是最基礎(chǔ)的一層，和每個(gè)高一層的模型都是從比它低一層的模型細(xì)節(jié)中抽取的一層。

3.在云計(jì)算環(huán)境下的數(shù)字教科書服務(wù)模型

3.1內(nèi)容發(fā)展類型

這里有3種大致的數(shù)字教科書的類型內(nèi)容發(fā)展：?jiǎn)我坏拇虬愋?，HTML，和以CSS為基礎(chǔ)的瀏覽器類型，和內(nèi)容加瀏覽類型，第一種是單一的打包，是最普遍的發(fā)展方式，應(yīng)用自身成為了包含在應(yīng)用程序中的元數(shù)據(jù)內(nèi)容，正如數(shù)據(jù)在程序中經(jīng)過(guò)加工，這種類型在響應(yīng)速度上很快，但是更新有困難。所以，單一的打包適合于游戲或者單方面的信息傳遞。第二種是瀏覽器類型，是一個(gè)通用的使用方式，是以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，適用于門戶網(wǎng)站，新聞，和廣告服務(wù)，這種類型能夠和多種平臺(tái)兼容，但是響應(yīng)速度很低。最后一種是內(nèi)容加瀏覽類型，被用于實(shí)施內(nèi)容在播放器和瀏覽器中植入，專注于內(nèi)容，這種發(fā)展的方式適合于提供如電影，和電子書的內(nèi)容服務(wù)。

電子教科書的特色是以獨(dú)一的方式或者簡(jiǎn)單的應(yīng)用程序和多媒體材料為內(nèi)容簡(jiǎn)單的發(fā)展，電子教科書現(xiàn)在運(yùn)用內(nèi)容加閱讀器類型發(fā)展，這種類型能夠被認(rèn)為是未來(lái)云計(jì)算環(huán)境下內(nèi)容發(fā)展的最適合的方法。

3.2服務(wù)方式的規(guī)定

考慮到電子教科書內(nèi)容的屬性，在當(dāng)今的學(xué)校和教育領(lǐng)域包括不同的多媒體教育材料和附加的學(xué)習(xí)材料，綜合應(yīng)用程序是最合適的推薦，然而，在一個(gè)長(zhǎng)期的云計(jì)算環(huán)境中，云流類型將會(huì)成為最好的選擇，當(dāng)所有的應(yīng)用在電腦的服務(wù)器端被執(zhí)行的時(shí)候。在云流的服務(wù)，設(shè)備將會(huì)僅僅表現(xiàn)在被服務(wù)器所執(zhí)行后顯示在屏幕上，和運(yùn)行在服務(wù)器上的應(yīng)用，因此，這種服務(wù)是快速的和電子教科書能夠被迅速運(yùn)用，不用再進(jìn)行復(fù)雜的過(guò)程，當(dāng)不同的操作系統(tǒng)類型將被安裝在服務(wù)器之中，云流類型不會(huì)被操作系統(tǒng)所限制，和對(duì)于開(kāi)發(fā)者的發(fā)展和更新來(lái)說(shuō)是簡(jiǎn)單的，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量是直接跟電子教科書服務(wù)關(guān)聯(lián)的，當(dāng)?shù)谒拇鶯TE網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變得普遍化，就使用了這種類型。

3.3內(nèi)容分配方法

分配電子教科書的內(nèi)容的方法是在決定教師和學(xué)生使用電子教科書類型的最重要的影響因素，它們被學(xué)校從服務(wù)器下載電子教科書所證明，內(nèi)容分配以三種方式去理解：全部下載，部分下載，和網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)。電子教科書現(xiàn)在分布在通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)全部下載服務(wù)方式中。

引進(jìn)電子教科書的原因是為了建立一個(gè)快速的系統(tǒng)能夠隨著知識(shí)的變化而不斷的更新，內(nèi)容分配的方式應(yīng)該根據(jù)需要去實(shí)施，所以，內(nèi)容分配的方式應(yīng)該從簡(jiǎn)單的以云存儲(chǔ)為基礎(chǔ)到部分下載的方式，更容易適應(yīng)周期性的數(shù)據(jù)更新，并最終會(huì)進(jìn)入在線流媒體訪問(wèn)。

4.結(jié)論

智能教育標(biāo)志著我們社會(huì)新的數(shù)字時(shí)代的開(kāi)端，交流被拓展為不僅僅是通過(guò)傳統(tǒng)的書信式到運(yùn)用電子設(shè)備，不僅僅是3R（Read，wRite，aRithmetic算法），還有7C（Critical thinking and problem solving，Creativity and innovation，Collaboration and leadership，Cross-cultural understanding，Communication，iCT literacy，Career and life skills）[5]。ICT演示了它允許學(xué)生根據(jù)他們的興趣和學(xué)術(shù)能力擁有自定義的學(xué)習(xí)，當(dāng)實(shí)施這些服務(wù)模型時(shí)候，最重要的不僅僅是考慮內(nèi)容和數(shù)據(jù)的類型，容量，用戶的行為，設(shè)備，和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，而是觀察服務(wù)模型的優(yōu)勢(shì)和缺陷，由于不同的國(guó)家和區(qū)域有不同的在電子教科書上的政策，制定在學(xué)校課堂實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)值得需要被考慮，不僅僅是電子教科書會(huì)隨著文化環(huán)境的不同而不同，而且它對(duì)周圍環(huán)境的影響也會(huì)不同。所以，我們應(yīng)該通過(guò)不同的代理人的合作來(lái)堅(jiān)固教育系統(tǒng)的基礎(chǔ)[6]，電子教科書將不僅僅提供紙質(zhì)教科書數(shù)字化，而且它將會(huì)通過(guò)附加的資源和學(xué)習(xí)工具來(lái)補(bǔ)充當(dāng)前教育內(nèi)容。（作者單位：西南科技大學(xué)）

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