大数据与智慧幼教-杨现民-杭州20150725.pdf

大数据与智慧幼教 杨现民杨现民 江苏师范大学 江苏省教育信息化工程技术研究中心 2015.07.25 浙江.杭州 内容大纲 一智慧教育的真与伪 二认识教育大数据 三智慧幼教的理念与特征 四大数据助力智慧幼教 智慧教育的真与伪 多元化认识 学术界的代表性观点：教育信息化发展的新阶段 教育的新形态 新型信息技术支持下的现代化教育体系 教育改革与发展的历史进程 智慧教育1.0 智慧教育是依托物联网、云计算、无线通信等新一代信息技术所打造的物联化、智能化、感知化、泛在化的新型教育形态和教育模式。智慧教育2.0 智慧教育是信息技术与教育发展高度融合而成的新教育形态，旨在综合应用各种信息技术提升现有教育系统的智慧化水平，培养大批具备21世纪技能、拥有创新意识和创新能力的智慧型人才。智慧性 人性化 个性化 交互性 开放性 智能性 伪智慧教育？2015 年国际教育信息化发展研究报告的指出 “当前各地开展的智慧教育的探索存在一定的盲目性，大量伪概念充斥，很多公司打着智慧的旗号却新瓶装旧酒，亟须政府的积极引导与规范。”值得思考 伪智慧教育现象是否存在？表现形式为何？如何去伪存真？思考方式 我的产品是否满足教育实际需求，是否能解决现实问题？我的产品和市场已有产品或上一代产品究竟有何不同？亮点在哪里？我的产品是否具有智能性？是否能更好的理解和服务用户？我的产品是否应用了大数据、云计算、感知、移动通信等技术？教育大数据 内涵界定 教育大数据，是指整个教育活动过程中所产生的以及根据教育需要采集到的，一切用于教育发展并可创造巨大潜在价值的数据集合。教育大数据有两大来源：教学活动过程产生+教育管理过程采集。教育大数据要能服务教育发展，具有教育目的性，而非盲目的囊括一切数据。教育大数据之“大”并非指数量之大，而是强调“价值”之大。独特性 教育大数据的采集呈现高度的复杂性 教育大数据的应用需要高度的创造性 不仅注重相关关系，更要强调因果关系 价值体现 教育大数据是一种教育战略资产 教育大数据是教育领域综合改革的科学力量 教育大数据是发展智慧教育的基石 推动教育转向 教育过程从“非量化”到“可量化”教育决策从“经验化”到“科学化”教育模式从“大众化”到“个性化”教育管理从“不可见”到“可视化”教育评价从“单一化”到“综合化”教育大数据结构模型 表 1 教育大数据采集方式与应用场景比较 数据层次数据层次 数据采集方式数据采集方式 数据应用场景数据应用场景 基础层基础层 人工采集、数据交换 宏观掌控教育发展现状、科学制定教育政策、合理配置教育资源、完善教育体系等 状态层状态层 人工记录、传感器感知 教育装备的智能管理、教育环境的智能优化、教育业务的实时监控等 资源层资源层 专门建设、动态生成 各种形式的教学与培训，如课堂教学、教师培训、网络探究学习、移动学习、协作学习等 行为层行为层 日志记录 个性化学习、发展性评价、学习路径推送、教学行为预测等 学籍学习行为人事设备办公财务统计信息教学录像学习动机、兴趣课堂互动安全监控校园生活家庭学习社会学习管理行为教学行为作业过程教务科研招生校园能耗教室环境情境状态学生进出校.家校沟通.结构化、显性化教育数据为主结构化、显性化教育数据为主非结构化、隐性化教育数据为主非结构化、隐性化教育数据为主学习软件 图 1 教育大数据的“冰山模型”创新应用模式 即时学习诊断与预警 教育舆情监测与剖析 教育信息化与现代化发展水平评估 教育机构布局与教育经费调整 学生的发展性评价 基于大数据的科学研究 杨现民，余胜泉.智慧教育体系架构与关键支撑技术J.中国电化教育,2015,(1):87-94.智慧幼教的理念与特征 国家高度重视 国务院关于当前发展学前教育的若干意见、幼儿园教育指导纲要（试行）、幼儿学习与发展指南、学前教育三年行动计划（2011、2014）、中国儿童发展纲要(2011-2020年)国家幼儿园建设标准、幼儿园园长专业标准、幼儿园教师专业标准（试行）国家中长期教育改革和发展规划纲要 到2020年,普及学前一年教育,基本普及学前两年教育,有条件的地区普及学前三年教育。教育信息化十年发展规划（2011-2020年）推动中小学校、幼儿园、中等职业学校实现基础设施、教学资源、软件工具、应用能力等信息化建设与应用水平全面提升。国家统计局2014年数据 全国共有学前教育学校19.9万所，在园幼儿3894.7万 幼儿教育特殊性 面向对象是3-6岁的儿童 不以知识学习为目标，重习惯和方法养成 强调五大领域（健康、认知、语言、社会、艺术）的综合发展 幼儿教育是终身学习的起点，为智慧人生奠基！幼教信息化发展 幼教信息化是国家整个教育信息化发展的薄弱环节，发展潜力巨大。缺环境、缺标准、缺培训、缺资源、缺平台、缺应用 智慧幼儿教育：挑战 与机遇并存！智慧幼教的理念 技术构建和谐幼教生态环境，变革幼儿教育 教育共同体的协同智慧发展 幼儿健康、快乐、个性、全面成长 教师乐教、会教、易教，个性化专业发展 管理者轻松、高效、科学管理 家长与幼儿园无缝合作，科学育儿 学校环境 家庭环境 网络环境 社会环境 智慧教室、探究室、活动室、保健室、厨房等 参考江苏省幼儿园教育技术装备标准(试行)（基本配置，未到智慧化）博物馆、艺术馆、图书馆、展览馆游乐场等社会教育场所 “馆园结合”“馆园结合”互动平台、在线社区、资源平台、个人空间等网络虚拟环境 “虚实结合”“虚实结合”无缝整合的智慧幼教环境 亲子活动空间、家庭创客空间等 “家园结合”“家园结合”智能感知 可视化 智能管控 按需推送 智慧幼教 的技术特征 无缝连接 多元互动 智慧幼教的技术特征 智能智能感知感知 智能感知是智慧教育最基础的功能特征，依据情境感知数据自适应地为广大教师、幼儿和家长提供最适合的服务。多元互动多元互动 教师、幼儿、家长、学校之间多渠道的、灵活便捷的互动交流。通过语音、手势等更加自然的操作方式与媒体、系统进行交互，如体感技术的运用。无缝无缝连接连接 为特定学习情景建立学习社群，为学习者有效联接和利用学习社群进行沟通和交流提供支持 无缝切换 系统集成 遵循技术标准，跨级、跨域教育服务平台之间实现数据共享、系统集成 虚实融合 通过增强现实等技术实现物理环境与虚拟环境的无缝融合 多终端访问 支持任何常用终端设备无缝连接到各种教育信息系统，无缝获取学习资源与服务 联接社群 学习者的多个学习终端之间实现数据同步、无缝切换，学习过程实现无缝迁移 具体 体现 智能管智能管控控 教育环境、资源、管理与服务的智能管理是智慧幼教环境的核心特征。智能控制 智能诊断 智能分析 智能调节 智能调度 可视化可视化 可视化是信息时代数据处理与显示的必然趋势，可视化是观摩、巡视、监控的必备功能，也是智慧幼教环境的重要特征。可视化监控 可视化呈现 可视化操作 智慧幼教的发展任务 智慧幼教环境建设 智慧幼教软件与平台研发 智慧幼教资源开发 智慧型幼师队伍培养 智慧幼教核心业务开展 智慧幼教行业标准制定 智慧幼教 教育环境 工具平台 行业标准 幼师队伍 教育资源 教育业务 大数据助力智慧幼教 幼儿智慧成长 大数据助力智慧管理 大数据助力智慧教学 大数据助力智慧家教 管 理 者 家 长 教师 幼儿 A级突破点 幼儿体质检测与预警（含心理健康）幼儿体检、教师观察、传感器检测、家长报告 基于大规模幼儿样本数据，持续跟踪，编制研究报告、咨询报告 幼儿发展水平评估（现状、反馈、建议）五大领域评价、每日生活记录、作品分析、家长报告、档案袋数据 关注个体差异，激发潜能 用数据说话，家长判断与学校评价的一致性，家园协同促发展 B级突破点 教师专业化发展 档案袋数据、学生数据 认识最真实的“自我”，彰显教学个性和智慧 实现教师的个性化专业发展 家长育儿水平提升 观察数据、发展评估数据、家园沟通数据 认识真实的“孩子”，提升家长参与度和育儿水平 C级突破点 幼儿园管理水平提升 采集数据多源化、全面化、过程化、持续化、自然化 辅助园长决策、园区安全预警、改善膳食结构、提升家园沟通效率和质量 美国幼儿大数据研究 美国南加州经验凯霍加县 1992年 CHILD系统 采集多方数据 持续跟踪、分析 美国南加州经验 儿童健康状况的实时检测、跟踪与干预 掌握入学准备度(School Readiness、Kindergarten Readiness)学业表现的影响因素及其干预效果 Childrens Data Network http:/www.datanetwork.org/大学、企业、社区、基金会等多方合作 跨机构的集成化的管理数据 为相关政策制定提供数据证据支持 一系列研究项目在加州开展 http:/repository.upenn.edu/spp_papers/146/美国ECLS项目 美国国家教育统计中心（教育科学研究所）全国性的幼儿数据研究项目 三个纵向研究课题 服务政策制定者、教师、父母、研究者、保育人员等 理解儿童发展、学习准备度、早期学校经验 http:/nces.ed.gov/ecls/index.asp 一些大数据教育产品 KNEWTON公司的自适应学习系统 数据分析特色 知识图谱将交叉学科知识架构连接起来 连续性学习系统不断地挖掘学生表现数据 https:/ WORLDS TOP 10 MOST INNOVATIVE COMPANIES IN BIG DATA Desire2Learn科技公司 学生成功系统（Student Success System），该系统主要基于学生已有的学习成绩数据来预测并改善其在未来课程学习中的表现，并将分析结果详细的呈现给教师，以便教师进行个性化指导。普渡大学课程信号系统 课程学习预警平台，采集大量学生课程学习的过程性数据，通过一套预测算法分析学生课程学习成功的概率，根据预测结果教师可以给予针对性的帮助、指导和反馈，显著提高了课程学习的成功率。最大的担忧 数据安全问题、个人隐私问题 美国修正相关法案，允许有资质的企业合法利用教育大数据 研发教育大数据安全及隐私保护产品，提供专业云端服务 智慧幼教产品 1.体感游戏类：幼儿以经验学习为主，开发各种体感类游戏，让孩子在运动中发展认知。2.发展测评类：五大领域幼儿发展水平评估工具（评价、诊断、建议）；幼儿园信息化水平评估工具；成长档案袋系统。3.课程资源类：幼儿教育课程资源系统；面向幼儿的电子教材；各种幼儿学习APP。4.互动交流类：家园互动平台（市场已有一些）；智慧幼教社区。5.管理服务类：安防、资产、办公、收费、考核、招生等各种信息管理系统。6.智能空间类：面向幼儿的各种智能空间建设方案，如 智慧教室、智慧活动室、智慧探究室、家庭创客空间等。7.康复训练类：关注幼儿健康，科学矫正弱视、训练注意力、多动症治疗等。学术文章 1.杨现民,余胜泉.论我国数字化教育的转型升级J.教育研究,2014,(5):113-120.2.杨现民.信息时代智慧教育的内涵与特征J.中国电化教育,2014,(1):29-34.3.杨现民,刘雍潜，钟晓流，宋述强.我国智慧教育发展战略与路径选择J.现代教育技术,2014,(1):12-19.4.杨现民，余胜泉.智慧教育体系架构与关键支撑技术J.中国电化教育,2015,(1):87-94.5.杨现民.区域智慧教育综合服务平台建设与关键问题探讨J.现代远程教育研究,2015,(1):72-81 6.荣荣,杨现民，陈耀华，赵秋瑾.教育管理信息化新发展：走向智慧管理J.中国电化教育,2014.7.陈耀华,杨现民.国际智慧教育发展战略及其对我国的启示J.现代教育技术,2014,(10):5-11.8.赵秋锦,杨现民,王帆.智慧教育环境的系统模型设计J.现代教育技术,2014,(10):12-18.9.郭晓珊，郑旭东，杨现民.智慧学习的概念框架与模式设计J.现代教育技术,2014,(8):5-12.10.郑旭东，杨现民，岳婷燕.智慧环境下的学习资源建设研究J.现代教育技术,2015,(4):27-32.感谢大家的聆听！感谢大家的聆听！