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最新更新:2024年9月12日
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初始发布:2024-09-12 最新更新:2024-09-12
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教育、科技和设计的完美融合:在未来教室眺望教育的未来
6月初,由浙江大学和新加坡科技设计大学联合举办的2022科技与设计国际会议上(International Conference on Technology and Design, ICTD), 联想研究院智慧教育团队的设计负责人姚涔,以“未来教室:用技术创新重新定义未来教育”为主题,线上分享了联想研究院在教育、科技和设计融合领域的思考和实践。
以下是发言全文,略有编辑,供大家参考。
大家好,我是姚涔,来自联想研究院,是联想智慧教育业务的设计负责人。今天我很荣幸能在ICTD这个平台和大家进行分享和交流。我想和大家分享的话题,是关于教育、科技和设计的融合。
教育其实是一个很古老的话题。人类文明,区别于动物,能够快速发展和演变,教育是其中很重要的因素之一。可以说教育本身伴随着整个人类文明史的发展。在开始之前,我想先和大家做一个简单的小互动。我想先请大家回忆一下,在人类历史上,教育的发展和演变,经历了哪些阶段,发生了哪些变化?这些演变背后的主要推动力是什么?
看到大家已经给了一些反馈了。我自己也总结了一些,在这里也列出来一些重要的里程碑,从史前时期,到大家都非常熟悉的现代教育,这些演变背后的一条主线,是信息载体的进化和发展。最开始,通过早期人类的观察、模仿和口口相传,知识和经验得以在一代又一代之间缓慢地传承和积累。第一个里程碑,是人类发明了符号和文字,有了这样的记录形式,很多经验和技能能够跨越时间、空间的维度被记录保存下来,传授给更多的人;随着纸张和印刷技术的发明和发展,教育迎来了一个爆发期,知识、经验和技能快速积累和沉淀,使得我们可以站在巨人的肩膀上前进。接下来是信息化时代的到来,原本的纸面上的文字和图像,出现了视频、音频等多媒体的形态,这种信息的形式,给人带来的冲击和体验感受也是突破性的,也带来了相应的教育数字化,信息化变革。那么在今天的智能化时代,很多科技也有了新的突破,人工智能、混合现实、5G、边缘计算等一系列新兴技术的发展,可以为教育带来怎样的改变呢?能够为教育打造一个怎样的未来呢?
想要探索未来,就要了解当下的现状,所以接下来,就让我们聚焦,来看一下当下的教学活动。课堂授课,作为教学活动的主要形式,一直是大家关注的焦点。今天我也围绕这个问题分析一下。
我把以课堂为主体的教学活动,围绕三个维度进行分析:课堂活动的参与方、教学环境,以及承载教学内容的软硬件,从这三个角度出发,分别看看教学环节中的质量问题,健康安全问题,以及学习环境问题。
课堂活动的参与方,主要就是老师和学生,对老师来说,关注自己在课堂上授课的情况,所讲内容是不是能够被学生所理解,环节是否设置的合理,学生是否能集中听讲,能否充分地和学生沟通。同理,对学生来说,老师讲解的内容能不能理解,有没有学习到知识,表达自己的想法。因此,教学方法、教学过程如何有效动态调节、因材施教,课堂上如何建立和丰富沟通互动形式,加深知识点印象,是大家关注的重点问题。
对教学环境来说,现在教学活动越来越多样,要搞师生互动,小组讨论,小组协作,面对多样性的变动来说,能不能很好地适应改变。目前的环境是否是安全的,是否能够很好的给学生营造一个学习的氛围,等等。
还有软硬件,这关系到老师用了一些什么样的形式去展现课程的内容。传统的这种一支粉笔打天下的教学经验,在面对教育信息化时代,老师也在学习进步,也会琢磨如何在教研上做一些创新,能不能有一些新的形式,有没有新素材,用什么样的设备来播放,甚至是这些内容如何更便捷地发送给学生,能否借助一些新的智能手段能让课程更高效,更有趣呢?
除了以上这些,还有国家政策的变化,也会对教学活动的关注点有着一定的引导作用。加上近两三年疫情的环境下,越来越多的课程都不得不在线上课,老师们之间,师生协同工作,引发了很多新的关注点,这些我想大家也都深有体会。
这些点,都是课堂教学活动中的剖面,我们也一直围绕这些剖面在思考和探索,如何和创新技术相结合,给未来的教学带来一些不一样的东西。
我把我们对于未来教学形态的定义,总结为三个词。我把它称为——未来教育的三点畅想。
第一点,互联。应该让更多的学生,更多老师更高效更方便地连接,通过更多的连接,让优质的教育资源更灵活地流动和下沉到更多地方,甚至是一些边远山区的孩子也能享受相同的教育资源,学习到相同的教学理念,促进教育的平等化。
第二点,智能。在教育信息化、数字化的基础上,未来的教育应该是向着更智能的方向发展,比如能够提供高效的人、设备和教学环境之间智能化协同的关系;通过计算机视觉、语音、和自然语言理解等实现教学状态和效果的智能化评估;以及通过构建大规模知识图谱实现个性化的学习指导和帮助等等。
第三点,沉浸。未来的教育,应该是打破物理时空边界的,连接虚拟和现实的,能给大家带来一种全新的体验,是一种沉浸的,有临场感、既视感的教学体验。通过视、听、体感
等多通道的感官刺激,来加深对知识的理解和记忆,增强学习效果。
那想要实现这三点,背后需要一系列创新技术的加持。我们也围绕这些点做了一系列技术探索,以往我们连线两个场地的人来交流,音视频的传输总是会有延迟的,我们用5G技术,结合边缘计算,提供超高清音视频来实现这种即时的传输,保障互动的即时性。通过多模态智能感知识别,来助力人/设备/人工智能之间的高效协作。结合远程拟真渲染技术,实现大幅面虚实结合的、全息交互的沉浸体验。由于时间的关系,这些具体技术的细节我就不一一展开说了。
围绕这些核心的技术突破,针对教学活动中讲解、互动、分析等环节,我们设计和搭建了一系列的概念原型,并且让真实的老师和学生参与进来,共同探讨和优化。我来举其中的一两个例子。
第一个是全息的互动教学,老师既可以在屏幕前面给学生上课,也可以在屏幕后面,就是在不遮挡教学主体内容的情况下,给学生进行生动的演示,老师可以操作屏幕上的物体,也可以根据老师的位置来构建屏幕上显示的内容,是一种可互动的多媒体的呈现。这个也可以支持多人的互动,能够让多个学生可以一起体验,或者学生之间相互协作。
第二个是远程虚拟教学,也就是在线的课程升级版,一端的老师通过广视角的环幕来还原教室内的场景,另一端,学生们可以通过一套设备还原真实的老师在上课的情景,能够提升在线教学的效率和效果。这种场景,可以应用在老师分校区上课,老师就可以不用来回跑,在一个地方完成课程的教授,也可以支持同时给多个班级上课。
第三个场景是一种虚实双师教学,传统的双师教学,是一个老师讲一段,效果其实不是很好,那这个方案就可以改善这种现状,比如说像在偏远山区师资力量不是很好,这种拥有优质教育资源的老师就可以远程和本地老师协作授课,实现老师之间的协作,实现远程教师和学生的即时互动,有助于推广和扩大教育的覆盖面。
最终,我们打造了未来教室的方案,这是一个新一代混合增强学习空间,里面融合了人工智能、人机交互、AR/VR、边缘计算以及5G等新兴技术,能给用户带来一种全息沉浸式的体验,它是一种探索的、混合的、体验式、探究式的一种新型教学方式。接下来,我们可以通过一个短片来了解一下最终实现方案的效果。
第一个是全息的互动教学,老师既可以在屏幕前面给学生上课,也可以在屏幕后面,就是在不遮挡教学主体内容的情况下,给学生进行生动的演示,老师可以操作屏幕上的物体,也可以根据老师的位置来构建屏幕上显示的内容,是一种可互动的多媒体的呈现。这个也可以支持多人的互动,能够让多个学生可以一起体验,或者学生之间相互协作。
第二个是远程虚拟教学,也就是在线的课程升级版,一端的老师通过广视角的环幕来还原教室内的场景,另一端,学生们可以通过一套设备还原真实的老师在上课的情景,能够提升在线教学的效率和效果。这种场景,可以应用在老师分校区上课,老师就可以不用来回跑,在一个地方完成课程的教授,也可以支持同时给多个班级上课。
第三个场景是一种虚实双师教学,传统的双师教学,是一个老师讲一段,效果其实不是很好,那这个方案就可以改善这种现状,比如说像在偏远山区师资力量不是很好,这种拥有优质教育资源的老师就可以远程和本地老师协作授课,实现老师之间的协作,实现远程教师和学生的即时互动,有助于推广和扩大教育的覆盖面。
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今天很高兴和大家分享关于教育的演进发展历史,以及在如今的数字化、智能化时代,科技创新能够为教育这个行业注入哪些新鲜血液的一些思考。最后,我想借用2400多年前古希腊哲学家苏格拉底的一句话作为我的结束语,这也是我本人的一个愿景:希望科技创新为教育行业,带来的不仅仅是更先进更高效的方法和工具,而是能真正成为一个火把,点燃更多人思维的火花,为整个教育行业带来更多的可能性,也让教育能真正惠及,更多更需要它的人们,这也是人类文明和社会可持续发展最强大的驱动力。
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