以大數據為代表的新技術在信息化教學和管理中的應用研究

摘 要：近年來，我國高等職業教育現代化在諸如云計算、大數據、物聯網、虛擬/增強現實、人工智能等新技術應用開始蓬勃發展。但是，由于地區差異導致高等職業院校建設的出發點不同，商業機構從自身出發提出了各自的解決方案，對學校在信息化建設過程中如何服務學校發展、服務師生應用未深入探究。文章結合我國高等職業教育應用云計算、大數據、物聯網、虛擬/增強現實、人工智能等新技術的總體應用狀況，理清云計算、大數據、物聯網、虛擬/增強現實、人工智能等新技術在信息化教學和管理中的應用思路，提出有效提高新技術服務教育教學的策略。

關鍵詞：新技術;信息化建設;教學;管理

0 引言

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020）》以“加快教育信息化進程”進行了戰略部署。《國家教育事業發展“十三五”規劃》《教育信息化十年發展規劃（2011—2020）》《教育信息化“十三五”規劃》，再次強調“教育信息化帶動教育現代化”。《教育信息化2.0行動計劃》“將教育信息化作為教育系統性變革的內生變量，支持引領教育現代化發展”，其核心在于推動信息技術與教育深度融合，促進教育信息化從融合應用向創新發展的高階演進。2019年4月教育部、財政部發布《關于實施中國特色高水平高職學校和專業建設計劃的意見》（以下簡稱“雙高計劃”），提出要打造技術技能創新服務平臺，引領職業教育現代化。云計算、大數據、物聯網、虛擬/增強現實、人工智能等新技術則為國際教育信息化發展提供中國智慧和中國方案奠定了基礎。日本、英國和美國等亦制定和發布了相關計劃或戰略，旨在提高新技術在教育信息化中的應用。因而搭建滿足大數據分析的數據庫平臺，結合云計算、物聯網、虛擬/增強現實和人工智能技術，為教學和管理提供智能化、人性化、節能化的管理應用環境，大幅提高教育管理者的綜合體驗感就顯得尤為重要。

1 新技術在信息化教學和管理中的應用現狀

1.1 云計算技術應用現狀

云計算主要側重于實現以教育資源共享為目標的局部或區域云平臺^[1]，在充分整合資源，構建穩定可靠、低成本教育云服務模式方面有了一定的嘗試^[2]。但在實現區域職業教育資源公共服務模式與優化策略方面實踐不夠，在推廣過程中缺乏政府或社會機構的有利指導，存在重復投資、硬件系統利用率低等諸多問題。前瞻產業研究院《2019年中國云計算行業研究報告》顯示，我國云計算市場規模相對占比較小，2015年至2018年雖被用戶廣泛采用，但職業教育領域占比小于3.1%^[3]。

1.2 大數據技術應用現狀

大數據通過獲取大規模非結構化教育數據，支撐具有決策、實施、評價全過程的智慧教育，從而促進因材施教、個性化學習、教學和管理方式的改變^[4-5]。但國內至今未出現以教育系統的設計、開發、實施和調節為核心內容的完整信息化教育實踐，也無一例教育大數據應用的真實案例。前瞻產業研究院《2019年中國大數據行業研究報告》顯示，大數據服務市場和軟件市場在教育中仍無應用實例^[3]。

1.3 物聯網技術應用現狀

物聯網雖然可以讓與教學和管理相關事物具有數字化、網絡化標識，在構建智慧化教學環境、豐富職業教育實踐教學、智慧化教學管理和拓展實踐教學活動中有一定的作用^[6]。但作為一個新興領域，其應用處于不斷研究和探索階段，同時由于基礎硬件建設昂貴、安全及隱私保護、缺乏技術標準和規范，致使在教育領域的應用受到限制，在高等職業教育行業尚無值得推廣的案例。

1.4 虛擬/增強現實應用現狀

虛擬現實技術在教育領域主要側重于科學研究、虛擬實驗開發^[7]。但與發達國家相比，虛擬現實教育應用規模還有一定的差距，目前僅停留在社會科學教育領域。虛擬現實的3個特征：沉浸、交互、構想，與增強現實具有虛實結合、實時交互和三維配準三大特點充分結合后，東部經濟發達地區高等職業院校已開展教學應用，提高了學生的學習興趣，但相比較國外發展仍存在諸如眩暈、資源短缺、設備價格較高和技術條件限制等問題^[8]。

1.5 人工智能應用現狀

為加快利用人工智能技術應用于課堂教學、個性化學習、考試評價、教育管理與決策等教育場景進行了研究^[9]，但高等職業教育研究主體人員較少，對高等職業教育領域的典型案例關注不夠，定量研究和實踐研究較少。前瞻產業研究院2019年人工智能行業現狀與發展趨勢報告中描述到：“人工智能產業已經走過了萌芽階段與初步發展階段，下一階段將進入快速發展時期，并且更加注重應用落地”。人工智能企業分布在京津冀、長三角、珠三角和川渝大都市圈，在智能教育領域僅占4.40%^[3]。

2 新技術在信息化教學和管理中應用存在的問題

隨著我國高等職業教育的快速發展，信息化建設從數字化校園向高級形態智慧校園邁進，雖然利用一些新技術在教學、科研、管理和服務方面展現了一定的優勢，但在利用云計算、大數據、物聯網、虛擬/增強現實、人工智能等新技術全方位服務教學和管理，促進教育教學改革、學校治理體系能力和治理能力現代化建設方面還存在諸如信息孤島等缺陷，也暴露了以下幾方面的缺陷。

2.1 重規劃，輕落實

各學校領導層高度重視信息化建設工作，在建設階段邀請國內一流軟硬件承建商，引入云計算、大數據、物聯網、虛擬/增強現實、人工智能等新技術制定了不同階段的信息化建設規劃。對于規劃如何執行、由誰來執行、執行的效果如何等問題均未涉及。在具體實施過程中，會因學校和中層“一把手”調整原因、學校年度建設重點原因和經費等原因只是將信息化停留規劃上，某些核心規劃建設任務和年度重點建設任務一拖再拖。此種情況在學校所在區域普遍存在。

2.2 重項目，輕融合

學校各部門普遍獨立申報，雖能積極引入云計算、大數據、物聯網、虛擬/增強現實、人工智能等新技術，但由于部門間缺乏深度溝通，項目上馬次序不同，致使項目之間缺乏深度融合，信息孤島愈演愈烈。

3 新技術在信息化教學和管理中應用的有效思路

3.1 落實首席信息官（Chief Information Officer，CIO）制度，頂層規劃服務學校長期發展

針對我國高校智慧校園建設，蔣東興等^[10]在《高校智慧校園建設呼吁CIO體系》一文中借鑒國外高校CIO制度設計了CIO體系，旨在解決因信息化與行政管理中“副職分管制”之間的矛盾而導致跨部門、跨業務領域信息化工作不易協調的問題。教育部《教育信息化“十三五”規劃》中提出推行CIO制度。面向本地區各類高等職業學校落實CIO制度，為構建各種新技術深度應用于教學和管理、教學和管理應用高度智慧化提供科學治理體系和信息安全保障。

首先，由主要領導親任CIO，保障了信息化與學校事業發展戰略深度結合;其次，獨立設立網絡安全與信息化辦公室，隸屬黨委領導，其下成立由教育管理專家、職業教育專家、信息技術專家、信息化專家及學校核心業務部門負責人構成專家委員會，建立專家委員會長期工作機制，定時定期圍繞教育教學和管理服務主線，引入新技術，展開與“智慧教學、智慧管理、智慧服務、智慧科研、智慧學習、智慧生活”有關的工作，形成全局化的教育信息化建設頂層設計;最后，按照信息化建設頂層設計，專家委員會會議討論后形成全校信息化建設建議計劃，經學校決策確定后，確定績效導向、實施重點、建設與運維模式后制定實施細則^[11]。

3.2 完善信息化素養評價，高度提升師生信息化水平

通過研究及學校信息化建設經歷，發現學校教師信息化素養的提高對信息化與教育教學深度契合具有促進作用，學校學生的信息化素養則在通過信息化實施因材施教中具有提高作用。教師和學生作為學校教學管理和教學實踐的單位和深度參與者，其信息化素養水平的提高對學校的信息化基礎設施建設、數字化資源開發和應用、智慧教學的實施和基于新技術的職業實踐均有促進作用，在學校實現教學、管理、服務、科研、學習、生活的智慧化過程中具有特殊地位。

首先，通過在每周教研室活動和專業技術繼續教育中安排信息化應用于教學和管理的學習或培訓增加教師對信息的敏感度，并在日常和年度評價體系中展現，從而整體提高教師隊伍信息化素養能力，營造出完整的信息化環境;其次，在師生中開展各級信息化教學或技能大賽，并應用于教師考核和學生學業評價體系，利用諸如“智慧教室”等信息化硬件支撐體系和基于大數據等新技術的“智慧教育”等軟件支撐平臺，形成信息化教學引領，讓教育信息化和教育教學差生劇烈化學反應，促進師生信息化素養持續增強;最后，積極實施教育模式轉變，以“職教二十條”為抓手，促進“三教改革”，進而改變授課方式和模式，改革教學組織和教學實踐形式，利用云計算、虛擬/增強現實等新興技術實現教育資源和內容的云化，構建基于工作過程的信息化模式，提升學生的專業學習效果和信息技術應用能力，實現課程個性化學習資源的創生與進化^[12-13]。

3.3 優化人才培養體系，深度融合教育技術和信息化技術

我國高等職業教育特色、優勢及專業設置不同，同時由于區域發展不平衡而導致的高等職業教育培養體系不同。培養體系不同最終體現在專業人才培養體系的不同，制約了職業教育事業的均衡發展和創新發展，而教育技術和信息化技術的深度融合驅動了職業教育現代化和跨越式發展^[14]。

首先，產教融合發展優化人才培養體系，以產業驅動人才培養方案，實現以終生化、個性化、國際化為核心的職業教育現代化;其次，細化人才培養方案各階段任務，深入挖掘教學內容、教學方法、教學評價、教學管理、實踐教學等環節中可利用的新技術;最后，將結果提交學校網絡安全與信息化辦公室統籌協調，并與學校事業發展要求分步實施，輔以項目績效評價，從而達到推進職業教育現代化的目標。

4 結語

隨著教育信息化的發展和高等職業院校“雙高計劃”建設，新技術將會深度與教育信息技術融合，尤其是大數據、人工智能技術在個性化教學和學習空間構建方面將發揮至關重要的作用。

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（編輯?傅金睿）

Research on the application of new technology represented by

Big Data to informationization teaching and management

Gu Runlong

（Lanzhou Resources & Environment Voc-Tech College， Lanzhou 730021， China）

Abstract：In recent years， the modernization of higher vocational education in China has begun to flourish in the application of new technologies such as cloud computing， Big Data， Internet of Things， virtual / augmented reality， artificial intelligence and so on. However， due to regional differences， the starting point of higher vocational colleges construction is different， and commercial institutions put forward their own solutions from their own perspective. They have not conducted in-depth exploration of how the colleges serve the development of colleges and serve the teachers and students by applying these technologies. In this paper， combining with the overall development of cloud computing， Big Data， Internet of things， virtual / augmented reality， artificial intelligence and other new technologies in Chinas higher vocational education， this paper clarifies the application ideas of cloud computing， Big Data， Internet of Things， virtual / augmented reality， artificial intelligence and other new technologies in information-based teaching and management， and proposes effective strategies to improve the service of new technologies to education and teaching.

Key words：new technology; informationization construction; teaching; management

作者簡介：顧潤龍（1978—?），男，甘肅榆中人，副教授，碩士;研究方向：教育信息化，大數據和人工智能技術及應用。