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从黑板到屏幕，教育创新向何处去？

2020-11-13 07:09

来源：澎湃新闻·澎湃号·湃客

“一方黑板、三尺讲台、半寸粉笔”，这曾经是几代人对于课堂的共同记忆，随着教育信息化进入2.0时代，这种板书式教育正在成为过去式。

一方面，教育信息化的顶层设计持续提速，《教育信息化2.0行动计划》、《中国教育现代化2035》等一系列文件将“科技赋能教育”的重要性提至新高，也加快了新技术与教育场景的深度融合；另一方面，在市场力量的推动下，以物联网技术为先导，云计算、大数据、人工智能等新兴技术为驱动的智慧教育从理论进入应用，成为教育行业系统性革新的内生变量。

这也是通往“教育强国”的必由之路。针对学生、教师、区域及校际资源不平衡的问题，今年年初《教育部关于加强“三个课堂”应用的指导意见》明确提出，在各地实践探索的基础上进一步加强“专递课堂”、“名师课堂”和“名校网络课堂”，简称“三个课堂”，促进教育公平和均衡发展，使名师资源得到更大范围共享，满足学生对个性化发展和高质量教育的需求。

从一面黑板变成一块屏幕，从线下的一间教室变成线上的云平台，隐藏其后的技术力量将如何推动这个时代的教育创新、填平不同地区之间的资源鸿沟？

智慧教室如何更进一步？

回溯过去40年，中国教育的信息化已经走过三个阶段。

在改革开放以前，传统教学装备是“黑板、教鞭、粉笔”三件套，“背书”是主要的学习方式。

第一阶段从1978年开始，部分学校开始重视白板、投影仪等多媒体教学硬件配置；

第二阶段在2000年《教育管理信息化标准》发布后，校园网络及硬件环境不断升级，选课系统、考试系统等教育活动系统广泛普及；

第三阶段，到了2018年，过去相对低效的教学装备逐渐被基于物联网、边缘计算、AI技术所支撑的多方位感知和交互的智慧教室所替代。

根据教育部数据，截至2020年8月，全国中小学（含教学点）的互联网接入率达到98.7%，多媒体教室普及率高达93.1%，中国教育信息化已经建立了良好的硬件基础，但智慧教室不只是将技术作为教学辅助的工具，而是让技术成为教学的一部分。

在推动教育产业信息化更迭的实践中，英特尔中国区行业解决方案部首席技术官吴闻新认为，其中两个环节尤为重要：

其一，数据驱动。信息化的发展和技术创新让智慧教室的边界得到扩充和延申，智慧校园解决方案通过云、边、端来构建信息共享平台，将用户信息、教学资源、教学轨迹等学情数据进行采集、分析和共享，实现所有数据可监控、可留存，并通过云平台和大数据技术对整个校园进行统一的管理，结合AI技术、利用多种个性化应用提高教学和管理的工作效率，进而实现教育的数字化、精准化和个性化。

在这方面，英特尔提供了一套从云端到终端的完整智慧教育解决方案，以帮助学校实现高效率的混合教学。比如，基于OPS的负载整合方案打造了智慧教室的智能控制中心，能够实现对录播系统、交互式电子白板的统一管理；英特尔的VDD视觉数据设备引入，让教学过程充分实现网络空间的资源分享；基于英特尔产品和技术的人工智能运用于教学过程，可以对视频数据进行智能分析，辅助于教师的教学过程。

其二，降低信息系统管理的复杂度。过去，信息化设备进驻校园意味着额外的管理成本，而现在，英特尔在智慧教室中推动的桌面虚拟化技术大大缓解了电脑管理的难度，终端电脑可以在各个校园快速部署，并根据不同年级、不同课程的需要快速切换；通过分布式存储、大数据、AI和区块链技术，英特尔帮助学校实现对海量多媒体教学资源的存储、管理，并保障其扩展性和数据访问性能。

未来，加强对系统的整合与对数据的利用将是趋势所在。在信息化1.0时代，数据分散在各个系统内，形成了大量“信息孤岛”；到了2.0时代，云计算和大数据分析将在智慧校园的建设中成为重点，这意味着我们需要同时关注云、边、端的协同。

混合式教学的挑战与创新机遇

如果说过去几年的技术储备完成了教育信息化的奠基工作，那么今年年初爆发的疫情则成为行业的催化剂，让教育进入大规模的在线场景，推动了混合式教学的快速普及。

对此，中国教育技术学会学术委员会副主任、中央电教馆研究员刘雍潜主任认为，新技术将为教育业带来突破，新的线上个性化小班式教学，和传统的线下大班制教学出现了融合趋势。

在混合式教学的实践过程中，智慧教室中的多项技术得到广泛应用，反过来，教学过程中产生的大数据又推动了“因人施教”的个性化发展。

刘雍潜主任认为，课前教室环境的自动调节、课表查询、教室确认、刷卡考勤等场景已基于智慧教室成熟应用；录播设备、大屏管理，利用设备进行互动和分组讨论，课后作业布置，上述课堂功能可通过网络信息技术实现；教学互动中的测验统计、答题正确率等数据，有效帮助老师掌握课程进度和学生的掌握情况，进行有针对性的讲解。

而传统广播式教学的部分优势得以保留。比如高校仍然保留着大片黑板的存在，教学实践证明，当推导公式在黑板上整屏显示时，相比电子分屏更有利于学生的理解和记忆。

以“扬弃”为核心的线上线下融合教学新常态，对教育的装备、技术和教学模式提出了挑战，也提供了新的创新机会。

从个体的角度来说，教师和学生必须去适应全新的线上教学录播环境，电脑的性能将极大影响教师和学生的教学体验；从更大的视角来看，混合式教学考验平台“云化”的能力，比如，当用户量达到一定规模时，平台是否能根据需求及时扩容。

从技术层面，这让英特尔进一步思考技术如何服务于线上线下融合教学催生的新需求：

内容制作，多媒体课件的制作需要强大的计算力的支撑。英特尔新一代酷睿处理器在算力上有大幅度提升。

统一网络教学平台，包括直播、录播及“三个课堂”的部署。英特尔提供了在web RTC基础上开发的ICS ( Intel Collaboration Suite )，为实现实时交互、富媒体分享、基于视频的数据分析提供了最优化的空间。支持多种协议及输入/输出设备，支持多点对多点的视频实时交互操作，支持单点到多点的远程实时交互/分享操作。合作伙伴可基于这套方案为网络教学提供低门槛、易部署的常态化专递课堂方案，最大化利用教室已有设备和校内边缘服务器，同时具有可靠、高度可扩展性、支持弹性需求的特点，为线上教学的质量与效率提供保证。

网络学习过程中的学生电脑，不仅要求低蓝光、低反射、高清晰的硬件环境，还必须提供大量教育资源和AI辅助。今年，英特尔联合腾讯、惠普等多个合作伙伴共同打造了学生电脑，通过AI技术与内容加载，让学生在接受在线教育时能够获得个性化的服务。

AI与大数据驱动教育创新

不难发现，在整个教育创新的进程中，“数据”是核心关键词。教育信息化演变至今，数据已经积累到一定程度，吴闻新认为，除了持续完善业务系统以外，充分利用数据及AI计算是未来教育创新的重点。

数据、算力、算法，这是AI技术与大数据驱动教育创新的三个支点，作为智慧教育的革新者，英特尔联合各个合作伙伴推出了多个创新案例：

通过“一体化”的设计思路，基于英特尔的技术与产品，蓝鸽推出了智慧校园解决方案，以解决数字校园各子系统信息孤岛的问题，实现了各子系统和智慧教室的统一开发和设计，确保教学资源和数据的互通互享。另外，这一解决方案创造性地将AI技术应用于教学资源开发上，实现了信息技术与教育教学深度融合。

例如在针对学生的个性化辅导方面，蓝鸽基于英特尔产品和技术的人工智能考试辅导解决方案可以针对学习过程数据、诊断学生知识点的考察范围及掌握程度，提供完善、优质的复习资料和有针对性的考题，并配备了个性化学习APP满足学生个性化需要，在模考复习时自动过滤学生已掌握的知识点进行出卷复习，自动生成错难题讲评报告以便于教师针对性讲解等等，既减轻教学负担，也提高复习效率。

在基于大数据的校园管理与学情管理方面，英特尔和百家云合作，利用AI技术对学生线上学习过程进行分析，以解决网课教学过程中无法及时获得反馈的问题，让教师更好地了解学生在网络学习过程中的行为特点，便于管理教学进程。

针对学生的素质教育，英特尔和各个生态圈合作伙伴共同构建了AI教育教学端到端全栈实验室解决方案。基于英特尔硬件计算能力和数据训练的方法，面向各级学校提供人工智能科普及动手实践课程，这套课程解决方案分层部署、灵活可扩展，包括可动手实践的本地化普适性实验课程，也覆盖了自动驾驶、机器人等趣味场景实验课程，让学生产生直观的交互，通过编程参与了解到人工智能的应用及可能性，从而推动信息素养的提升。

线上线下教学融合以及教育业的技术创新，不仅提升了教育质量，也成为优质教育普及的利器。

党的十九届五中全会文件明确提出“2035年要建成教育强国”，想要在整体上实现教育的跨越式发展，智慧教育是必不可缺的一环。信息化技术带来的教学模式与方法革新，突破了一个教室、一面黑板的限制，在不影响原有教育形态的前提下让优质教学内容得以藉由信息化之翼无限延展，普及到边远地区。

这难凭一家之力、也绝非一日之功。从云端到终端，从政府、企业到学校，唯有多方合力，才能以技术的“智慧”力量撬动教育资源分布不均衡的现状，让偏远地区以数字校园的形式分享这个时代的信息化教育红利。