从数据到数智:教育数字化转型的川大实践
作者: 王春艳 段磊 沈文君
摘要:本文从数字化的起源、新内涵出发,提出教育数字化转型的三个发展阶段,并以四川大学教育数字化转型实践为例,重点阐述四川大学智慧教育平台“大川学堂”建设思路与建设路径,并结合生成式人工智能提出了教育数字化转型从数据化到数智化的思考。
关键词:教育数字化转型;智慧教育平台;生成式人工智能;数智化
中图分类号:G434 文献标识码:A 论文编号:1674-2117(2024)08-0101-04
从“十三五”规划纲要正式将“数字中国”上升为国家战略开始,数字技术逐渐全面应用于中国各领域的建设[1],数字经济的到来必然推动教育领域的改革[2],党的二十大首次将“推进教育数字化”写进党代会报告,而作为“数字中国战略”的一部分,推进教育数字化转型是贯彻国家战略的应有之义。[3]
关于教育数字化转型,不同的学者有各自不同的阐释。袁振国[4]提出,“教育数字化是一个历史进程,初始于数据化,发力于网络化,加速于智能化”“目前我们正处于从网络化向智能化跃进的重要历史节点”。余胜泉[5]认为,“教育数字化转型的第一个层次体现为技术层次的转型,主要经历三个阶段:教育环境的数字化阶段、网络化阶段和智能化阶段”。这些观点都明确了智能化是教育数字化转型的重要目标和发展方向,四川大学的教育数字化转型也正在经历从数据化到智能化再到数智化的转变。
数字化的起源与新内涵
数字化的概念起源于欧美,1996年美国学者尼古拉·尼葛洛庞帝教授在《数字化生存》(Being Digital)一书中提到了“数字化生存”,书中将其解释为:人类生存于一个虚拟的、数字化的生存活动空间,在这个空间里人们应用数字技术(信息技术)从事信息传播、交流、学习、工作等活动,这便是数字化生存。[6]
“数字经济”一词最早是由美国经济学家唐·泰普斯科特在其1996年出版的《数字经济:智力互联时代的希望与风险》(Digital Economy)一书中提出,书中将“数字经济”解释为:数字经济不是指具体的产业部门,而是指社会发展过程中的一个阶段,即特定的“社会经济形态”。
经过二十多年的探索与发展,特别是互联网企业的成功实践,我们对数字化的认识已经上升到了一个新高度:互联网思维和数据思维构成了数字化的两大思维,而数据化和数智化是数字化的两大要素。
教育数字化的三个发展阶段
教育数字化转型的核心要素是数据,而哪个层次和类型的数据才是教育数字化的关键是笔者一直在探索和实践的问题。笔者认为,教育数字化转型的重点是以数据为基础,打造校本智慧教育平台,实现海量教育数据汇聚、伴随式数据采集和教育个性化服务。具体分为三个发展阶段:第一个阶段,海量教学资源的汇聚,即数据化;第二个阶段,学习资源的个性推荐,即初级数智化;第三个阶段,知识学习的智能问答,即高级数智化。
四川大学的教育数字化转型实践
四川大学对标“国家智慧教育公共服务平台”,以建设智慧教育平台“大川学堂”为抓手,扎实推进教育数字化转型取得初步成效。
1.依托四川大学数字化教育资源的坚实基础
①在线课程基础扎实。四川大学已建有一批高水平、有特色、有社会影响的优质在线课程。2014年至今,学校200余门慕课在中国大学慕课、智慧树、学堂在线等平台上线,选课人数超过600万人。
②线上课程普及应用。基于四川大学全覆盖的智慧教室,通过“线上+线下”“MOOC+SPOC”“课内+课外”等形式,实施启发式讲授、互动式交流、探究式讨论,以智慧教学在线课程建设为抓手推进本科教育教学全面改革创新。
③课程建设成果丰硕。截至2023年6月,四川大学已获批国家级一流本科课程128门,其中44门课程被认定为国家级线上一流课程,16门课程被认定为国家级线上线下混合式一流课程。另外,有398门课程已获批四川省一流本科课程。
④数字资源保障优势明显。线上可访问网络数据库321个、数字期刊11万余种、数字图书8万余种、音视频22万余小时,总下载量3000余万篇次、访问量4000余万次。四川大学教材教参线上服务平台自2020年上线以来访问次数超过87万人次。
2.打造“1+5+N”新时代四川大学智慧教育体系
整合全校优质教学资源,全面建设具有川大特色的“1+5+N”新时代四川大学智慧教育体系,以集资源、管理、研究和服务于一体的一站式智慧教育综合平台“大川学堂”为主干,以通识类教育拓展平台“大川博雅”、全覆盖课程思政平台“大川思政”、创造性学习支持平台“大川创学”、教学资源选荐用平台“大川助教”、多元化教师培训平台“大川师说”和其他系列化、主体化、学科化的智慧教育平台为支撑,让更多的教育教学应用和更好的教育教学资源能够融入其中、汇入其行、共襄其势、共享其成。
3.四川大学智慧教育平台“大川学堂”的建设思路
大川学堂是四川大学建设的集一站式教学资源平台和教与学智能分析教学管理服务平台于一体的智慧教育平台。
①探索一站式教学资源获取流程。面向学校全体师生和社会学习者,汇集并提供各类校内优质课程资源、网络数字资源、线上特色文化资源和高效便捷的教与学服务,为教师和学生提供友好便捷的个性化服务。
②开发智能化教学辅助应用。依托人工智能技术,如语音识别、OCR识别、自然语言处理等,为教师提供如智能知识点拆分、语音实时转写翻译、知识图谱构建等智能化教学工具,帮助教师丰富教学内容,提升教学质量,更高效、更优质开展教学活动。
③研究个性化学习内容推荐。对海量教学资源进行信息结构化处理及智能分析,同时结合用户行为数据及相关基础数据,构建个性化推荐算法,向师生精准化、个性化地推荐学习、教学资源。
④构建智能化教与学新生态。对教与学的海量数据进行标准化采集、分析和应用,为学校管理层提供大数据分析和研判服务,在新常态下实现教学数据全流程智慧化治理,提升教学决策与管理效能,实现教、学、管系统性改造,构建智慧教学新生态。
4.四川大学智慧教育平台“大川学堂”的建设路径
四川大学采用“一体谋划,分层次推进”的原则,建设智慧教育平台“大川学堂”,实现从数据化到初级智能化再到高级数智化的三步走建设(如下页图)。
(1)第一阶段——基础平台搭建
本阶段重点建设两大功能:一站式教育资源平台和一站式学习门户建设。
①一站式教育资源平台。作为四川大学统一资源管理平台,实现数字化资源汇聚,校本资源统一管理,持续沉淀和积累,为资源分析处理、有效应用、智能推荐打下数据基础。在技术层面,一是私有云部署,确保数据不出校。二是杜绝重复建设,与校内已有的多品牌录播系统对接。三是免费开放接口,便于优质数字资源和图书馆文献库等接入。在内容层面,汇聚和管理校内各类数字化教育资源,重点实现录播资源、课程资源、文献资源和教参资源的汇聚和一站式获取。
②一站式学习门户。作为四川大学统一教与学门户,实现学校数字化课程集中呈现和融合检索,支撑开展多元学习。一是实现统一身份认证登录,避免二次登录;二是对接校内已有教学平台和国家慕课平台,实现课程统一入口、聚合呈现、检索;三是实现公开课、班级课、微课、录播回看、课程直播、活动直播等应用,支持多元学习模式。
(2)第二阶段——智慧教育平台构建
本阶段重点建设两大功能:教育资源结构化处理、教学大数据应用。
①教育资源结构化处理是利用语音识别、自然语义处理等技术,对多模态的教学资源进行基于知识点或关键词的数字化解耦和重构,从而实现包括知识点识别和切片、智能标签、课程语音转写、智能语音剪辑等功能在内的诸多智能应用,具体如下表所示。
②教学大数据应用。“大川学堂”全程采集和管理教学过程数据,形成教师画像、学生画像,通过全面的数据开展更加科学客观的管理评价、形成更加合理的培养方案、规划个性化学习路径等,为校内各级管理者提供更多决策分析的数据支撑。
(3)第三阶段——智慧教育平台再升级
本阶段重点从三个方面开展构建原子化知识资源库、生成式AI应用探索、更大程度发挥社会服务效能。
①构建原子化知识资源库。对平台已有海量课程资源从知识的维度进行拆解,构建知识资源库,形成全平台知识点的智能关联和匹配,建立系统化、结构化知识体系,满足个性化学习的需求与交叉学科构建。
②生成式AI应用探索。利用平台已有的各类高质量多模态教学资源(文本、图片、视频、课件等)进行大语言模型应用探索,基于师生需求生成川大专有库,应用于嵌入式问答助手、课程内容理解与总结、知识点自动阐释等智能化应用。
③更大程度发挥社会服务效能。进一步配合实现国家智慧教育平台、四川省智慧教育平台形成平台联动、资源协调,实现数字教育资源“能进能出、能上能下”,多级平台贯通联动,互为输出,实现优质资源循环利用,提升教学资源供给服务水平。
从数据化到数智化的思考
深化人工智能技术与教育的融合发展是教育数字化转型的必然选择,也是推动未来教育创新和变革的重要路径。[7]在教育数字化从数据化到初级数智化再到高级数智化的三个发展进程中,“大川学堂”正从第一阶段向第二阶段过渡,而以ChatGPT为代表的、由语言模型引发的AI热潮,实现了人工智能技术领域模式的创新突破,真正实现了AI人工智能普及化的新局面,也开启了AI+教育的深入融合新方向。将ChatGPT类产品嵌入到“学-教-管-评”的全流程[8],在学生学习、教师教学、教育管理和学习评价四个维度赋能教育数字化转型,将给学校的智慧教育平台建设和教育数字化转型带来从数据化到数智化的发展机遇。
结论
高校走教育数字化转型之路,对财力及投入意愿、工程能力、技术热情,都有极高的要求,教育数字化是从教育信息化向教育智能化过渡的必经之路。ChatGPT掀起的生成式人工智能(AI-Generated Content,简称AIGC)热潮,为教育数字化转型的数智化之路带来机遇。[9]高校应该抓住这个发展机遇,依托本校已有资源进行大语言模型实践探索,形成具有学校特色的大语言模型。此外,高校之间还应该加强合作,群策群力,共建超级教育大模型,让AIGC真正推动教育领域向“智”迭代。
参考文献:
[1]黄荣怀,杨俊锋.教育数字化转型的内涵与实施路径[J].新华文摘,2022(13):124-125.
[2]杨宗凯.高等教育数字化发展:内涵、阶段与实施路径[J].中国高等教育,2023(02):16-20.
[3]中华人民共和国教育部.踔厉奋发开新篇——二〇二二教育事业改革发展回眸[EB/OL].http://www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s5147/202212/t20221230_1037203.html.
[4]袁振国.教育数字化转型:转什么,怎么转[J].华东师范大学学报:教育科学版,2023(03):1-11.
[5]余胜泉.教育数字化转型的层次[J].中国电化教育,2023(02):55-59+66.
[6]Nicholas Negroponte.Being Digital[M].New York:Vintage,1996.
[7][8]戴岭,胡姣,祝智庭.ChatGPT赋能教育数字化转型的新方略[J].开放教育研究,2023(04):41-48.
[9]杨欣.基于生成式人工智能的教育转型图景——ChatGPT究竟对教育意味着什么[J].中国电化教育,2023(05):1-8.
作者简介:王春艳(1984—),女,硕士,四川大学信息化建设与管理办公室教育技术研究科副科长,研究方向为教育技术;段磊(1981—),通讯作者,男,博士,四川大学信息化建设与管理办公室主任,四川大学计算机学院(软件学院)教授、博士生导师,研究方向为知识工程;沈文君(1982—),女,硕士,四川大学信息化建设与管理办公室综合科副科长,研究方向为软件工程。
本文为四川大学高等教育教学改革工程(第十期)研究项目“面向一流人才培养的教育数字化支撑体系研究”(编号:SCU10202);四川大学党政服务管理项目“教育数字化转型下的教师数字素养提升策略研究”(编号:2023DZYJ-46)阶段性成果。