基于“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”的教育技術(shù)應(yīng)用研究

侯賀　李克寶　鄭偉　馬林

[摘要]提出了基于“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”的應(yīng)用原理及流程，按照進(jìn)入主流應(yīng)用所需的時(shí)間，介紹了5種教育技術(shù)及其應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”和教育的融合。

[關(guān)鍵詞]“互聯(lián)網(wǎng)+”；“大數(shù)據(jù)”；教育技術(shù)

[DOI]1013939/jcnkizgsc201801219

1引言

我國的教育技術(shù)萌芽于20世紀(jì)20年代，起步于30年代，已有80多年的歷史，主要經(jīng)歷了視聽教育階段和信息化教育階段。視聽教育發(fā)展分為前期階段和后期階段，前期階段為20世紀(jì)30年代到70年代，以幻燈、錄音、廣播、投影、電影為主要標(biāo)志，后期階段為80年代到90年代前期，以衛(wèi)星系統(tǒng)、電視錄像、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)為標(biāo)志。隨著校園網(wǎng)、多媒體計(jì)算機(jī)等新媒體介入，教育技術(shù)由視聽教育過渡到信息化教育。我國信息化教育于90年代后期起步，在21世紀(jì)初迅速發(fā)展，這一時(shí)期是網(wǎng)絡(luò)教育興起，網(wǎng)絡(luò)教育基礎(chǔ)建設(shè)、教學(xué)模式探索、信息技術(shù)與課程教學(xué)整合是這個(gè)階段的熱點(diǎn)。2010年，“互聯(lián)網(wǎng)+”的概念被提出，其后虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能、區(qū)域鏈、移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)不斷用于教育教學(xué)中，以此形成的教育大數(shù)據(jù)經(jīng)過挖掘分析后為教育教學(xué)提供決策支持，教育技術(shù)進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期，教育技術(shù)應(yīng)用及研究得到發(fā)展。張京魚[1]等以英語教學(xué)為例，從大數(shù)據(jù)的4V特征出發(fā)，分析了大數(shù)據(jù)對(duì)教育對(duì)象、教育資源、教育評(píng)價(jià)的影響。治丁銘[2]等以“互聯(lián)網(wǎng)+”為指導(dǎo)思想，結(jié)合移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和推拿學(xué)教育內(nèi)容的特點(diǎn)，探究了基于App的推拿學(xué)移動(dòng)教學(xué)模式。史寶虹[3]以“互聯(lián)網(wǎng)+”為構(gòu)架設(shè)計(jì)智慧教室，實(shí)現(xiàn)了教師授課過程中的遠(yuǎn)程呼叫、實(shí)時(shí)報(bào)修等功能，達(dá)到管理效果精細(xì)化、智能化。彭雪嬌[4]等從信息化實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)著手，構(gòu)建分析儀器仿真虛擬實(shí)驗(yàn)室，探究“互聯(lián)網(wǎng)+”條件下大學(xué)生探究學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、協(xié)同學(xué)習(xí)的教學(xué)改革模式。雖然對(duì)于教育技術(shù)及應(yīng)用的研究趨于白熱化，但存在研究技術(shù)單一、研究對(duì)象不全面、缺乏系統(tǒng)性研究等問題，深入具體的研究教育技術(shù)及應(yīng)用成為必要。

2015年年初，李克強(qiáng)總理在《政府工作報(bào)告》中首次提出“互聯(lián)網(wǎng)+計(jì)劃”，通信、零售、旅游等傳統(tǒng)行業(yè)在互聯(lián)網(wǎng)的催化作用下發(fā)展迅猛，催生了以QQ為代表的社交通信平臺(tái)、以京東為代表的電子商務(wù)巨頭、以攜程為代表的旅游經(jīng)營商。作為最保守的傳統(tǒng)行業(yè)之一，教育也順應(yīng)潮流，經(jīng)歷著以“互聯(lián)網(wǎng)+”為代表的深刻變革，虛擬現(xiàn)實(shí)、移動(dòng)應(yīng)用、體感交互等技術(shù)先后應(yīng)用與教育，造就了網(wǎng)易公開課、Moocs、Chemist虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)室等教育技術(shù)應(yīng)用。與此同時(shí)，這些教育技術(shù)及應(yīng)用產(chǎn)生的數(shù)據(jù)不斷積累，已到達(dá)EB量級(jí)，中國教育真正邁入大數(shù)據(jù)時(shí)代，基于“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”的教育技術(shù)應(yīng)用成為研究熱點(diǎn)。本文研究了基于“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”的教育技術(shù)應(yīng)用，提出了其應(yīng)用原理及流程，按照進(jìn)入主流應(yīng)用所需時(shí)間，介紹了自適應(yīng)技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、自然用戶界面、人工智能5種教育技術(shù)。

2基于“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”的教育技術(shù)應(yīng)用

21應(yīng)用原理

按照教育技術(shù)進(jìn)入主流應(yīng)用所需的時(shí)間，可以將其分為普通教育技術(shù)應(yīng)用和基于“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”的教育技術(shù)應(yīng)用。普通教育技術(shù)應(yīng)用指已經(jīng)被廣泛采用的成熟應(yīng)用，基于“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”的教育技術(shù)應(yīng)用指在1～5年內(nèi)可被廣泛接受的中長期應(yīng)用。普通教育技術(shù)應(yīng)用以微學(xué)習(xí)技術(shù)、智能設(shè)備、社交網(wǎng)絡(luò)、實(shí)時(shí)通信工具為技術(shù)支持，通過Moocs、微博、微信等工具進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)。這些教育技術(shù)由錄制好的視頻、材料、作業(yè)、測試、討論等部分組成，缺乏靈活性和生產(chǎn)性，無法取代基于互動(dòng)的面對(duì)面課堂教學(xué)?；凇盎ヂ?lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”的教育技術(shù)應(yīng)用綜合面對(duì)面課堂教學(xué)和普通教育技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)，全面監(jiān)控學(xué)習(xí)過程，實(shí)時(shí)挖掘分析學(xué)習(xí)過程中形成的數(shù)據(jù)，教育者根據(jù)應(yīng)用反饋的數(shù)據(jù)了解學(xué)習(xí)者的困惑與需求，并據(jù)此實(shí)時(shí)調(diào)整教學(xué)、做出有效反饋。

22應(yīng)用流程

基于“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”的教育技術(shù)應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)步驟如下：

①獲取學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)；②利用基于“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”的教育技術(shù)對(duì)學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析；③調(diào)整教學(xué)、反饋教學(xué)。

3基于“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”的教育技術(shù)及應(yīng)用

基于“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”的教育技術(shù)應(yīng)用中，決定學(xué)習(xí)效果的是教育技術(shù)對(duì)學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)的分析的精準(zhǔn)度。數(shù)據(jù)挖掘越精確，數(shù)據(jù)分析越接近學(xué)習(xí)者的真實(shí)情況，應(yīng)用的調(diào)整和反饋效果越好，調(diào)整結(jié)果越適合學(xué)習(xí)者使用，有助于提高學(xué)習(xí)效果?；凇盎ヂ?lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”的教育技術(shù)可分為自適應(yīng)技術(shù)、人工智能、自然用戶界面、機(jī)器人技術(shù)，如下表所示。

31自適應(yīng)技術(shù)

自適應(yīng)技術(shù)可監(jiān)控學(xué)生學(xué)習(xí)的整個(gè)過程，利用監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)對(duì)個(gè)體能力、技能獲得知識(shí)掌握等情況進(jìn)行分析，通過自動(dòng)干預(yù)或教師干預(yù)實(shí)時(shí)調(diào)整課程內(nèi)容的類型，加快學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效率。自適應(yīng)技術(shù)應(yīng)用于學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)，可基于學(xué)習(xí)偏好，提供視頻、文檔、圖像等差異化材料；用于虛擬實(shí)驗(yàn)室，可基于學(xué)生表現(xiàn)數(shù)據(jù)，提供適應(yīng)性反饋數(shù)據(jù)并指導(dǎo)個(gè)體開展個(gè)性化實(shí)驗(yàn)。

32增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)可將圖像、音頻及視頻等信息融入至物理世界，用戶可同時(shí)對(duì)數(shù)字和物理對(duì)象進(jìn)行交互。虛擬現(xiàn)實(shí)指的是計(jì)算機(jī)模擬的世界，在模擬世界中用戶身臨其境、可產(chǎn)生感官經(jīng)驗(yàn)。利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可將學(xué)習(xí)者置于已知物理世界的任何位置，改變傳統(tǒng)的知識(shí)傳遞方式，讓學(xué)習(xí)者展開深度學(xué)習(xí)。

33機(jī)器人技術(shù)

機(jī)器人技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用機(jī)器人，自主完成用戶指定的一系列任務(wù)，在教育中可用于狀態(tài)演示、實(shí)際操作。機(jī)器人技術(shù)主要用于醫(yī)學(xué)專業(yè)和臨床治療研究，機(jī)器病人配有機(jī)械器官，將其與軟件系統(tǒng)連接，可模擬多種疾病癥狀，學(xué)生可對(duì)機(jī)器病人進(jìn)行手術(shù)。

34自然用戶界面

自然用戶界面（Natural User Interface，NUI）指觸摸、視覺、聲控界面，它代替了傳統(tǒng)的鼠標(biāo)、鍵盤等人機(jī)交互設(shè)備。用戶通過手臂振動(dòng)、身體運(yùn)動(dòng)、面部表情和計(jì)算機(jī)進(jìn)行虛擬交互，操縱內(nèi)容直觀，交互內(nèi)容類似于真實(shí)世界。自然用戶界面提供了更深入學(xué)習(xí)交互的新形式，如利用觸覺反饋界面放置鼻胃管以降低現(xiàn)實(shí)放置中錯(cuò)誤放置的死亡風(fēng)險(xiǎn)，利用觸感功能感受玻璃的凹凸及其他紋理。

35人工智能

人工智能（Artifiial Intelligence，AI）應(yīng)用于教育指讓計(jì)算機(jī)接受、存儲(chǔ)、管理、分析學(xué)習(xí)者的數(shù)據(jù)，將分析結(jié)果應(yīng)用到教育設(shè)計(jì)、教學(xué)測評(píng)、問題解答等教學(xué)過程中，提高教育效率、改革教學(xué)模式。在教學(xué)設(shè)計(jì)過程中，人工智能抽取信息及關(guān)系，生成思維導(dǎo)圖、概念圖等可視化圖表，最終形成可用的演示課件。在教學(xué)測評(píng)過程中，人工智能分析接收到的答案，自動(dòng)或半自動(dòng)判斷、診斷、總結(jié)答案可形成學(xué)習(xí)者的自我評(píng)價(jià)及教師的教學(xué)評(píng)價(jià)。在問題解答過程，人工智能將專家作為學(xué)習(xí)對(duì)象，模擬其解決復(fù)雜問題的能力，可不受時(shí)間、空間的限制提供解決問題的方案。

4結(jié)語

綜上所述，教育技術(shù)已有80多年的歷史，教育技術(shù)的應(yīng)用不斷發(fā)展。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”時(shí)代的到來，教育技術(shù)及應(yīng)用獲得了充分?jǐn)U展。在教育領(lǐng)域的應(yīng)用既是“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”發(fā)展的必然，又是其為教育事業(yè)做出貢獻(xiàn)的必由之路。盡管教育和“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”的發(fā)展規(guī)律及軌跡不同，但是基于“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”的教育技術(shù)應(yīng)用必將推動(dòng)技術(shù)的發(fā)展和教育信息化的進(jìn)步。

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