淺析教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型理論與實踐研究

淺析教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型理論與實踐研究摘要：隨著教育手段的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)教育等模式被廣泛運用，教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型迫在眉睫。但教育以人為本，必須將“人”視為變化性最強的“物”而納入網(wǎng)絡(luò)體系中。因此，在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展出來的，將“人”納入物物相連的大體系中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型有著重大而深遠的意義。關(guān)鍵詞：教育轉(zhuǎn)型；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；數(shù)字化；人機互聯(lián)隨著教育的發(fā)展和教育手段的不斷開發(fā)，“互聯(lián)網(wǎng)＋”模式、在線教育等形式如火如荼地進行著，相關(guān)局限性和不足也不斷顯露。教育的根本是以人為本，教書育人必須充分尊重學(xué)習(xí)主體—“學(xué)生”的多樣性和個性化，必須將作為學(xué)生的“人”作為重點內(nèi)容納入整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)才能真正完成教育的目的。因此，探索物聯(lián)網(wǎng)在教育領(lǐng)域的研發(fā)與運用，是目前確保繼續(xù)推進我國教育不斷發(fā)展，占領(lǐng)國際高地的最佳方法之一?；ヂ?lián)網(wǎng)教學(xué)在世界范圍內(nèi)有著幾十年的發(fā)展歷史，相關(guān)技術(shù)相對成熟。但僅利用網(wǎng)絡(luò)平臺傳授知識，無法保證受教育者的學(xué)習(xí)效果。必須將教育中的“人”納入網(wǎng)絡(luò)大系統(tǒng)中，因此物聯(lián)網(wǎng)對教育信息化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型的作用得以體現(xiàn)。一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育領(lǐng)域的運用物聯(lián)網(wǎng)是繼互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次信息產(chǎn)業(yè)革命，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的拓展和延伸，通過各種傳感設(shè)備，將所有用戶端的物體基以電信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)為媒介相融合。正如比爾·蓋茨所言，“將來，所有的東西都可以相互連接，所有的事物都可以進行交流”，簡而言之就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。而物聯(lián)網(wǎng)中的“物”，不是簡單泛指的一般物體，而是在普通意義是萬事萬物上賦予響應(yīng)信息接收器、數(shù)據(jù)發(fā)送器和傳輸通路、信息存儲和處理功能、相應(yīng)的程序和操作系統(tǒng)，并遵循通信協(xié)議，具備可識別的獨特編號。物聯(lián)網(wǎng)是通過感應(yīng)器、定位系統(tǒng)、人工智能、掃描器等信息傳感設(shè)備，遵循相關(guān)協(xié)議將任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，分為感知識別、網(wǎng)絡(luò)傳輸、平臺控制和終端應(yīng)用四大體系，借由傳播媒介進行信息交換和通信?？梢哉f，物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合終端事物的應(yīng)用拓展，是基于網(wǎng)絡(luò)、但又超越網(wǎng)絡(luò)的實際應(yīng)用。據(jù)記載，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)端于１９９０年約翰·拉姆基發(fā)明的聯(lián)網(wǎng)烤面包機，從那以后，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸運用到如煙霧報警器、自動販賣機等日常生活中。１９９８年英國工程師ＫｅｖｉｎＡｓｈｔｏｎ最早提出物聯(lián)網(wǎng)的概念，熱水器、空調(diào)等家居生活子系統(tǒng)也實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)連接，信息科技產(chǎn)業(yè)從簡單的資料查詢和電子通信等互聯(lián)網(wǎng)形式逐步過渡到實現(xiàn)實物設(shè)備的連接的物聯(lián)網(wǎng)模式。２００５年１１月２７日，國際電信聯(lián)盟（ＩＴＵ）在突尼斯的信息社會峰會上發(fā)布了《ＩＴＵ互聯(lián)網(wǎng)報告２００５：物聯(lián)網(wǎng)》，正式提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念。２００９年隨著智能終端的普及，物聯(lián)網(wǎng)的概念正式興起。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展了許多細分市場，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟收益。２０１９年５Ｇ進入商用階段，萬物互聯(lián)時代正式開啟。任何事物、萬物之間以及事物與人腦中的概念是相互關(guān)聯(lián)的，物聯(lián)網(wǎng)的潛力在于所有能想想的事物都將通過網(wǎng)絡(luò)連接，開發(fā)技術(shù)發(fā)展科技、整合資源以及萬物關(guān)聯(lián)，物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟將繼續(xù)以高速發(fā)展，并為人類社會的發(fā)展和文明進步帶來無限可能。隨著人工智能的發(fā)展，智慧家居、智慧交通、智慧電網(wǎng)、智慧城市等方面的推進，再加上５Ｇ賦能，華為、中興等一批高科技信息企業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)的大布局，物聯(lián)網(wǎng)概念在其他行業(yè)中的運用具有很大的優(yōu)勢，符合現(xiàn)代化社會建設(shè)和未來發(fā)展理念。不僅是醫(yī)療、交通、運輸、安全等行業(yè)中顯現(xiàn)出物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，其在教育領(lǐng)域的運用，也充分彰顯科技優(yōu)越性和時代進步性。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，教育領(lǐng)域正在發(fā)生結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)變，教學(xué)工具、媒介、模式等都在發(fā)生著翻天覆地的變化，從一支粉筆走天下到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，從散發(fā)著油墨香的試卷到在線考試，一系列信息化改革不斷發(fā)生，數(shù)字化和信息化在這一過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。包含人工智能、信息化、數(shù)據(jù)統(tǒng)計等內(nèi)容的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育行業(yè)的應(yīng)用，通過設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)增強和擴展了教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的交互關(guān)系，將傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中的人與人的聯(lián)系拓展到包含萬物與網(wǎng)絡(luò)的體系中。通過知識轉(zhuǎn)移６７模式、信息共享系統(tǒng)等的發(fā)展，智慧教育趨向成熟，并存在著較大的發(fā)展空間。二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對教育資源數(shù)字化建設(shè)的作用隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進步，世界各國紛紛重視教育革新。特別是當(dāng)前的國際形勢下，各國高度重教育資源的數(shù)字化建設(shè)。２０２０年１１月，歐洲職業(yè)培訓(xùn)會議提出“教育與培訓(xùn)的綠色、數(shù)字化轉(zhuǎn)型”，２０２１年２月，德國發(fā)起了“數(shù)字教育”倡議，旨在改善整個教育路徑，借此整合現(xiàn)有的國內(nèi)國際平臺，使每個用戶都可以集中訪問教育資源?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在教育領(lǐng)域中掀起了一場科技革命，但基于互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)呈現(xiàn)為教育的單向流動，對教學(xué)時效性提升等方面存在著一定的局限性。人機互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，為突破這些局限提供了有效手段。在推進教育新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，建設(shè)適合教育教學(xué)需要的、隨時隨地可利用的數(shù)字化教學(xué)資源庫是一項重要內(nèi)容。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引入，互聯(lián)網(wǎng)＋教育模式的應(yīng)用推廣，相關(guān)教學(xué)資源可即時碎片化上傳到云端存儲，并可通過平臺學(xué)習(xí)、轉(zhuǎn)發(fā)；借助物聯(lián)網(wǎng)的終端監(jiān)控與管理，將學(xué)生學(xué)習(xí)效果等個性化情況進行數(shù)字化收集并加以信息化處理；運用大數(shù)據(jù)方法，研究教與學(xué)的規(guī)律，能更好地進一步優(yōu)化數(shù)字化教學(xué)資源，搭建數(shù)字化教學(xué)資源庫。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采集、處理、分析學(xué)生聽課效果等相關(guān)信息，這將為教學(xué)資源的數(shù)字化建設(shè)的調(diào)整與改進提供基礎(chǔ)信息，更利于標準化、科學(xué)化、動態(tài)化和共享化教學(xué)資源平臺的優(yōu)化完善。特別是在國家推進區(qū)域教育公平建設(shè)中，教學(xué)水平和學(xué)生群體個性化表現(xiàn)更為突出。以高等職業(yè)教育為例，專業(yè)人才培養(yǎng)的教學(xué)體系，可以基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采集、處理、分析教學(xué)數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上針對性制定理論教學(xué)、實踐教學(xué)等相結(jié)合的多元化教材；教學(xué)過程中，可以及時跟進教學(xué)進度和學(xué)習(xí)效果，及時進行教學(xué)評價，通過物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、云計算等技術(shù)和工具，不斷優(yōu)化升級教學(xué)資源，更好的保障跨地區(qū)的教學(xué)效果。三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在數(shù)字化課堂中的作用基于互聯(lián)網(wǎng)模式的教學(xué)，在很大的程度上突破了傳統(tǒng)教育的局限，豐富了教學(xué)模式，也很大程度上擴大了受教育者的規(guī)模。但是，不論是慕課、Ｓｐｏｃ，還是線上線下混合式教學(xué)，其仍局限于以教師為主的教學(xué)模式，信息的流動仍然以教師向?qū)W生的單向輸出為主，學(xué)生仍在被動地接受知識?；谖锫?lián)網(wǎng)的課堂教學(xué)中，“物”的概念由實體概念，延展到人，人的行為、反應(yīng)和感知等轉(zhuǎn)換為可采集、可分析的數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，給教育帶來的轉(zhuǎn)變，主要表現(xiàn)在通過“人—機—物”的無縫互聯(lián)互通，將人的行為、反應(yīng)和感知等轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)并加以儲存和數(shù)據(jù)分析，借此構(gòu)建出每一個學(xué)生的學(xué)習(xí)進度和知識掌握模型，經(jīng)與預(yù)先設(shè)定的教學(xué)目標進行分析對比，從而制訂出個性化有針對性的教學(xué)改進方案，實現(xiàn)個性化教學(xué)和精細化教學(xué)評價，切實提高教學(xué)實效性?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的數(shù)字化課堂，讓學(xué)生借由多樣化終端設(shè)備，更多地參與到課堂互動，在這種支持人與人、人與物、物與物之間互聯(lián)互通的模式下，傳統(tǒng)的單向教學(xué)信息輸出轉(zhuǎn)向交互式教學(xué)，突出“以人為本”的教育理念。課堂教學(xué)中，互動式白板、錄播系統(tǒng)、互通系統(tǒng)、分享系統(tǒng)等基礎(chǔ)物聯(lián)網(wǎng)方法和技術(shù)的運用，實現(xiàn)了“人—機—物”的基本互聯(lián)，由傳統(tǒng)教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝湔n、師生交互、生生交互的新的教學(xué)模式。目前更多感知識別交互設(shè)備的出現(xiàn)，以及在教育領(lǐng)域的應(yīng)用探索，如具備心理學(xué)測試功能的可穿戴智能設(shè)備，如智能手環(huán)、智能眼鏡等，可以實時在線監(jiān)測和記錄學(xué)生在課堂上的眼球運動、血壓、心跳、腦電圖等信息，實時轉(zhuǎn)換成相關(guān)數(shù)字信息并通過數(shù)據(jù)分析和網(wǎng)絡(luò)傳輸，并在課后得出每個學(xué)生的課堂表現(xiàn)情況報告，借助大數(shù)據(jù)分析，就能導(dǎo)出每一學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律模型，進而實現(xiàn)分層化與個性化相結(jié)合的教學(xué)。這種基于物聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)不受地域的局限，同時基于數(shù)理統(tǒng)計和分析，有助于更好地把握其規(guī)律及時制定和調(diào)整人才培養(yǎng)方案。四、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在數(shù)字化校園管理中的作用數(shù)字化校園是以數(shù)字化信息和網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，在計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上建立起來的對教學(xué)、科研、管理、技術(shù)服務(wù)、生活服務(wù)等校園信息的收集、處理、整合、存儲、傳輸和應(yīng)用，使數(shù)字資源得到充分優(yōu)化利用的一種虛擬教育環(huán)境。通過實現(xiàn)從環(huán)境（包括設(shè)備、教室等）、資源（如圖書、講義、課件等）到應(yīng)用（包括教、學(xué)、管理、服務(wù)、辦公等）的全部數(shù)字化，在傳統(tǒng)校園基礎(chǔ)上構(gòu)建一個數(shù)字空間，以拓展現(xiàn)實校園的時間和空間維度，提升傳統(tǒng)校園的運行效率，擴展傳統(tǒng)校園的業(yè)務(wù)功能，最終實現(xiàn)教育過程的全面信息化，從而達到提高管理水平和效率的目的。數(shù)字化校園具體是指以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，以網(wǎng)絡(luò)、人工智能、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)為核心，基于學(xué)校的各種需求構(gòu)建的統(tǒng)一的信息化的綜合管理平臺，以全方位的服務(wù)為起點，以克服空間距離困難、促進信息科技技術(shù)與教育教學(xué)融合、實現(xiàn)教學(xué)資源和先關(guān)數(shù)據(jù)信息的交互共享為目的，提供一種環(huán)境全面感知、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)化、智能化的集教學(xué)、管理、科研和生活服務(wù)為一體的校園環(huán)境?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)可以實現(xiàn)校園的可視化數(shù)字管理，促進教育資源共享，拓展師生學(xué)習(xí)空間等，具體表現(xiàn)在教師管理上，教師的考勤，身份識別；在教學(xué)環(huán)境上，通過實施監(jiān)控校園環(huán)境，開展智能化控制，提高管理效率；在課堂教學(xué)上，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供了“人—機—物”的互聯(lián)互通，將虛擬事物加入學(xué)習(xí)環(huán)境中；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對于教育資源共享進行了優(yōu)化改善，減少學(xué)校之間教育資源、教育模式以及教育水平的差距。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還能加強校園的節(jié)能降耗，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將校園的能源耗用情況進行連接，統(tǒng)一管理，智能分析，有針對性地提出解決方案；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下數(shù)字化校園的建設(shè)，還會推動平安校園的建設(shè)，發(fā)現(xiàn)可疑情況，能夠及時報警。教育完成了一次從“線下”到“線上”的大遷徙，同時對物聯(lián)網(wǎng)的理念有了更深的認知和體會，助推了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在數(shù)字化校園建設(shè)中的應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在線上教學(xué)平臺等方面的重要性不斷凸顯。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的前提基礎(chǔ)是“物”與“網(wǎng)”的連接，連接打通了物理空間的壁壘，讓數(shù)據(jù)在云端匯合，每個“個體”都能通過云平臺對接到需求，從而消除消息孤島。結(jié)論物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上的拓展和提升，其核心仍是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)收集和分析。在教育領(lǐng)域特別是跨區(qū)域教育中，由于其基于傳感器搭配識別技術(shù)構(gòu)成的感知識別系統(tǒng)能更為有效精準地收集數(shù)據(jù)，形成了比生物更精確、更敏銳的視覺聽覺、觸覺、嗅覺，最具多變性的“人”的知識吸收狀態(tài)等也能視為可監(jiān)控的“物”，因此，可以實現(xiàn)遠距離的教學(xué)管理和教學(xué)相關(guān)把控。通過終端數(shù)據(jù)收集和相關(guān)數(shù)據(jù)分析，能更為精準地把握受教育者學(xué)習(xí)和吸收的效果，做到真正的因材施教。目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在加速促進各行各業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，并在社會相關(guān)領(lǐng)域業(yè)發(fā)揮了巨大的作用。隨著技術(shù)的發(fā)展與成熟，在教育領(lǐng)域的智慧教育系統(tǒng)、教育云平臺、智慧校園管理等方面已得以規(guī)?；炞C并應(yīng)用于實踐，將來在區(qū)域教育中物聯(lián)網(wǎng)的案例和成果會越來越多，數(shù)據(jù)驅(qū)動的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于教育教學(xué)、交流討論、跨境管理等多個方面，讓教育的精細化、個性化和實效性能跨越區(qū)域距離和