從黑板到屏幕，教育創新向何處去？

2020-11-13 07:09

來源：澎湃新聞·澎湃號·湃客

“一方黑板、三尺講臺、半寸粉筆”，這曾經是幾代人對于課堂的共同記憶，隨著教育信息化進入2.0時代，這種板書式教育正在成為過去式。

一方面，教育信息化的頂層設計持續提速，《教育信息化2.0行動計劃》、《中國教育現代化2035》等一系列文件將“科技賦能教育”的重要性提至新高，也加快了新技術與教育場景的深度融合；另一方面，在市場力量的推動下，以物聯網技術為先導，云計算、大數據、人工智能等新興技術為驅動的智慧教育從理論進入應用，成為教育行業系統性革新的內生變量。

這也是通往“教育強國”的必由之路。針對學生、教師、區域及校際資源不平衡的問題，今年年初《教育部關于加強“三個課堂”應用的指導意見》明確提出，在各地實踐探索的基礎上進一步加強“專遞課堂”、“名師課堂”和“名校網絡課堂”，簡稱“三個課堂”，促進教育公平和均衡發展，使名師資源得到更大范圍共享，滿足學生對個性化發展和高質量教育的需求。

從一面黑板變成一塊屏幕，從線下的一間教室變成線上的云平臺，隱藏其后的技術力量將如何推動這個時代的教育創新、填平不同地區之間的資源鴻溝？

智慧教室如何更進一步？

回溯過去40年，中國教育的信息化已經走過三個階段。

在改革開放以前，傳統教學裝備是“黑板、教鞭、粉筆”三件套，“背書”是主要的學習方式。

第一階段從1978年開始，部分學校開始重視白板、投影儀等多媒體教學硬件配置；

第二階段在2000年《教育管理信息化標準》發布后，校園網絡及硬件環境不斷升級，選課系統、考試系統等教育活動系統廣泛普及；

第三階段，到了2018年，過去相對低效的教學裝備逐漸被基于物聯網、邊緣計算、AI技術所支撐的多方位感知和交互的智慧教室所替代。

根據教育部數據，截至2020年8月，全國中小學（含教學點）的互聯網接入率達到98.7%，多媒體教室普及率高達93.1%，中國教育信息化已經建立了良好的硬件基礎，但智慧教室不只是將技術作為教學輔助的工具，而是讓技術成為教學的一部分。

在推動教育產業信息化更迭的實踐中，英特爾中國區行業解決方案部首席技術官吳聞新認為，其中兩個環節尤為重要：

其一，數據驅動。信息化的發展和技術創新讓智慧教室的邊界得到擴充和延申，智慧校園解決方案通過云、邊、端來構建信息共享平臺，將用戶信息、教學資源、教學軌跡等學情數據進行采集、分析和共享，實現所有數據可監控、可留存，并通過云平臺和大數據技術對整個校園進行統一的管理，結合AI技術、利用多種個性化應用提高教學和管理的工作效率，進而實現教育的數字化、精準化和個性化。

在這方面，英特爾提供了一套從云端到終端的完整智慧教育解決方案，以幫助學校實現高效率的混合教學。比如，基于OPS的負載整合方案打造了智慧教室的智能控制中心，能夠實現對錄播系統、交互式電子白板的統一管理；英特爾的VDD視覺數據設備引入，讓教學過程充分實現網絡空間的資源分享；基于英特爾產品和技術的人工智能運用于教學過程，可以對視頻數據進行智能分析，輔助于教師的教學過程。

其二，降低信息系統管理的復雜度。過去，信息化設備進駐校園意味著額外的管理成本，而現在，英特爾在智慧教室中推動的桌面虛擬化技術大大緩解了電腦管理的難度，終端電腦可以在各個校園快速部署，并根據不同年級、不同課程的需要快速切換；通過分布式存儲、大數據、AI和區塊鏈技術，英特爾幫助學校實現對海量多媒體教學資源的存儲、管理，并保障其擴展性和數據訪問性能。

未來，加強對系統的整合與對數據的利用將是趨勢所在。在信息化1.0時代，數據分散在各個系統內，形成了大量“信息孤島”；到了2.0時代，云計算和大數據分析將在智慧校園的建設中成為重點，這意味著我們需要同時關注云、邊、端的協同。

混合式教學的挑戰與創新機遇

如果說過去幾年的技術儲備完成了教育信息化的奠基工作，那么今年年初爆發的疫情則成為行業的催化劑，讓教育進入大規模的在線場景，推動了混合式教學的快速普及。

對此，中國教育技術學會學術委員會副主任、中央電教館研究員劉雍潛主任認為，新技術將為教育業帶來突破，新的線上個性化小班式教學，和傳統的線下大班制教學出現了融合趨勢。

在混合式教學的實踐過程中，智慧教室中的多項技術得到廣泛應用，反過來，教學過程中產生的大數據又推動了“因人施教”的個性化發展。

劉雍潛主任認為，課前教室環境的自動調節、課表查詢、教室確認、刷卡考勤等場景已基于智慧教室成熟應用；錄播設備、大屏管理，利用設備進行互動和分組討論，課后作業布置，上述課堂功能可通過網絡信息技術實現；教學互動中的測驗統計、答題正確率等數據，有效幫助老師掌握課程進度和學生的掌握情況，進行有針對性的講解。

而傳統廣播式教學的部分優勢得以保留。比如高校仍然保留著大片黑板的存在，教學實踐證明，當推導公式在黑板上整屏顯示時，相比電子分屏更有利于學生的理解和記憶。

以“揚棄”為核心的線上線下融合教學新常態，對教育的裝備、技術和教學模式提出了挑戰，也提供了新的創新機會。

從個體的角度來說，教師和學生必須去適應全新的線上教學錄播環境，電腦的性能將極大影響教師和學生的教學體驗；從更大的視角來看，混合式教學考驗平臺“云化”的能力，比如，當用戶量達到一定規模時，平臺是否能根據需求及時擴容。

從技術層面，這讓英特爾進一步思考技術如何服務于線上線下融合教學催生的新需求：

內容制作，多媒體課件的制作需要強大的計算力的支撐。英特爾新一代酷睿處理器在算力上有大幅度提升。

統一網絡教學平臺，包括直播、錄播及“三個課堂”的部署。英特爾提供了在web RTC基礎上開發的ICS ( Intel Collaboration Suite )，為實現實時交互、富媒體分享、基于視頻的數據分析提供了最優化的空間。支持多種協議及輸入/輸出設備，支持多點對多點的視頻實時交互操作，支持單點到多點的遠程實時交互/分享操作。合作伙伴可基于這套方案為網絡教學提供低門檻、易部署的常態化專遞課堂方案，最大化利用教室已有設備和校內邊緣服務器，同時具有可靠、高度可擴展性、支持彈性需求的特點，為線上教學的質量與效率提供保證。

網絡學習過程中的學生電腦，不僅要求低藍光、低反射、高清晰的硬件環境，還必須提供大量教育資源和AI輔助。今年，英特爾聯合騰訊、惠普等多個合作伙伴共同打造了學生電腦，通過AI技術與內容加載，讓學生在接受在線教育時能夠獲得個性化的服務。

AI與大數據驅動教育創新

不難發現，在整個教育創新的進程中，“數據”是核心關鍵詞。教育信息化演變至今，數據已經積累到一定程度，吳聞新認為，除了持續完善業務系統以外，充分利用數據及AI計算是未來教育創新的重點。

數據、算力、算法，這是AI技術與大數據驅動教育創新的三個支點，作為智慧教育的革新者，英特爾聯合各個合作伙伴推出了多個創新案例：

通過“一體化”的設計思路，基于英特爾的技術與產品，藍鴿推出了智慧校園解決方案，以解決數字校園各子系統信息孤島的問題，實現了各子系統和智慧教室的統一開發和設計，確保教學資源和數據的互通互享。另外，這一解決方案創造性地將AI技術應用于教學資源開發上，實現了信息技術與教育教學深度融合。

例如在針對學生的個性化輔導方面，藍鴿基于英特爾產品和技術的人工智能考試輔導解決方案可以針對學習過程數據、診斷學生知識點的考察范圍及掌握程度，提供完善、優質的復習資料和有針對性的考題，并配備了個性化學習APP滿足學生個性化需要，在模考復習時自動過濾學生已掌握的知識點進行出卷復習，自動生成錯難題講評報告以便于教師針對性講解等等，既減輕教學負擔，也提高復習效率。

在基于大數據的校園管理與學情管理方面，英特爾和百家云合作，利用AI技術對學生線上學習過程進行分析，以解決網課教學過程中無法及時獲得反饋的問題，讓教師更好地了解學生在網絡學習過程中的行為特點，便于管理教學進程。

針對學生的素質教育，英特爾和各個生態圈合作伙伴共同構建了AI教育教學端到端全棧實驗室解決方案。基于英特爾硬件計算能力和數據訓練的方法，面向各級學校提供人工智能科普及動手實踐課程，這套課程解決方案分層部署、靈活可擴展，包括可動手實踐的本地化普適性實驗課程，也覆蓋了自動駕駛、機器人等趣味場景實驗課程，讓學生產生直觀的交互，通過編程參與了解到人工智能的應用及可能性，從而推動信息素養的提升。

線上線下教學融合以及教育業的技術創新，不僅提升了教育質量，也成為優質教育普及的利器。

黨的十九屆五中全會文件明確提出“2035年要建成教育強國”，想要在整體上實現教育的跨越式發展，智慧教育是必不可缺的一環。信息化技術帶來的教學模式與方法革新，突破了一個教室、一面黑板的限制，在不影響原有教育形態的前提下讓優質教學內容得以藉由信息化之翼無限延展，普及到邊遠地區。

這難憑一家之力、也絕非一日之功。從云端到終端，從政府、企業到學校，唯有多方合力，才能以技術的“智慧”力量撬動教育資源分布不均衡的現狀，讓偏遠地區以數字校園的形式分享這個時代的信息化教育紅利。