序言
首届云端教学发展大会于2021年12月30日13:30—17:00采取线上线下相结合方式在北京召开，会议以“数据驱动教学创新 技术助力教育担当”为主题，多位领域专家贡献了自己的前沿思考。
据悉，本次大会是第57届中国高等教育博览会的重要组成部分，由中国高等教育学会、复旦大学、北京理工大学主办，北京翼鸥教育科技有限公司承办，ClassIn提供技术支持，共计151万人次在线观看了本次活动直播。
以下为中国高等教育学会会长、教育部原党组副书记、副部长杜玉波为大会所作的开场致辞：
教育是国之大计、党之大计，在全面建设社会主义现代化国家，向第二个百年奋斗目标进军的新征程中，教育的先导性、基础性、全局性地位和作用更加突显，肩负的使命更加重大。党的十九届六中全会全面总结了中国共产党的丰功伟绩，擘画了未来发展的远景蓝图，学习贯彻六中全会精神必须把教育放在两个大局中来考量，全面提高教育质量，建设高质量教育体系，把教育信息化作为教育现代化的有力支撑。
目前，以大数据、人工智能、5G、云计算、区域链等为代表的新一代信息技术的快速发展，正在以前所未有的深度和广度推动着教育教学创新发展，为促进全民享有更加公平、更有质量、更具个性化的学习提供了机会与可能。
人工智能与教育教学的深度融合催生了学校中传统教学场域的变革，我们所熟知的课堂结构、教学方式、师生关系乃至整个教学流程都受到了深刻的影响。特别是突如其来的疫情，加速了混合式学习、线上线下融合学习、移动学习等多元教学方式的产生，促使我们进一步探索人工智能融入教育教学的具体路径。以人工智能为代表的现代信息技术应用于教育教学发展，是构建精准、个性、灵活的教育服务体系之需，也是实现更加公平、更加开放、更加适合、更加可持续的教育生态之需，更是时代之需。无处不在的通信网络和传感设备，打通了课内外数据壁垒，促进了线上线下课程的无缝融合，实现了从人找信息到信息找人的转换。
创新点亮教育，科技引领未来，我们在看到现代信息技术强大优势的同时，也要看到，任何技术都是一把双刃剑，我们要善于通过因势利导，合理利用，让现代信息技术更多地为人类社会发展谋福利，为高等教育改革发展赋动能。同时要建立健全相关的法律法规，为现代信息技术的开发利用保驾护航，助力高等教育发展行稳致远。
中国高等教育学会作为专家荟萃、学者云集、具有广泛学术影响力的高等教育学术社团，我们有能力，也有信心，凝聚各方力量，跨界融合，在开放中寻求机遇，在合作中破解难题，在发展中提升质量，共同助力实现教育现代化的宏伟目标。
目录
第1期/张军
双向赋能：“互联网+”视角下的云端智慧教育
第2期/徐雷
云端教学的变与不变
第3期/王志军
在线教学的新知识观和新课程形态
第4期/韩玉娟、刁善玉思佳
疫情下的马来西亚教育与未来的可持续性教育
第5期/邵进、曹庆华、柯昌剑、李霞、黄国华、宋军波
圆桌论坛：教学方法创新与教学评价新思维
第1期 张军
本期分享 | 中国工程院院士，北京理工大学校长 张军
导语：12月30日，首届云端教学发展大会在北京召开。会上，中国工程院院士、北京理工大学校长张军以《云端教学的变与不变》为主题进行了分享。张军提到：“‘互联网+’赋能教育，未来会产生意想不到的结果，从工业化向智能化的进化过程中，教育将从标准式走向定制化，这是一个重要的发展趋势。”
本文为《首届云端教学发展大会》系列第1期。
农耕社会以人力为主；到了工业社会，以“power”为主；到了信息社会，以计算机和互联网为主；现在，则已经进入了人工智能时代。在社会进阶的过程中，教育也发生了变化。我们现在的教育，分年级、分班级，遵循的是“复制（copy）”的思想，这种模式是工业化的产物。到了信息社会，分年级、分班的教育还合不合适？到了人工智能时代，怎么才能做到以人为本？ 在社会环境的变化下，总书记要求我们把握两个大局，“世界百年未有之大变局、中华民族伟大复兴战略全局”。同时我们要看到，科技前沿与产业变革目前正处于交汇期，教育也进入了由快速发展到高质量发展的转型期。这都要求我们对教育的整个发展过程要再认识、再思考。尤其，中央人才工作会议上又提出要培养4类人才，战略科学家、一流科技领军人才和创新团队、青年科技人才以及卓越工程师。总书记专门提到，要大力培养使用战略科学家。总书记还提到，要走好人才自主培养之路，全方位谋划基础学科人才培养，建设一批基础学科培养基地，培养高水平复合型人才。这是总书记对“双一流”大学提出的要求。在这样的背景下，我们要重新审视高等教育生产力和生产关系的变化，准确识变、科学应变、主动求变，在整个变化中寻找新机。从农业社会到工业社会到信息社会，如果我们把“互联网+”赋能到教育中，使教育产生新的变化，教育的内容将更加精准，教育的学习方式将更加自主、个性。另外，在“互联网+”条件下，我们会处于“群智协同”的状态，每个人都在赋能。所以，“互联网+”赋能教育，未来会产生意想不到的结果，从工业化向智能化的进化过程中，教育将从标准式走向定制化，这是一个重要的发展趋势。上图的视角是传统的教育学视角，“人-机-物”，“人”是教育主体，即学生和教师，“机”是信息技术， “物”是知识。而有了“云”之后，学习空间发生了变化，更容易实现以人为中心，机物云协同的生产关系，这时候的“机”就由信息技术变成了“互联网+”条件下的新技术，“物”就是我们构建的新知识。在这个过程中，智慧教育发挥了不可替代的作用，因为智慧教育提供了新的平台、软件和系统。同时，当教育模式转换成新的生产关系后，在云端更容易实现更多教育方式，这种条件下就会产生许多革命性的变化。有了大数据、人工智能、区块链和移动互联后，教案将是什么样的？依照我自己的理解，将是一种融媒体支撑知识融新的教案。慕课以后还是不是45分钟？这是我们要考虑的一个问题。原来的上课方式是写板书，用笔记记录，45分钟比较恰当。但借助信息技术手段，教材不再仅仅是书本，每个慕课教材都将是一个“大片”，原来需要45分钟来讲的知识点，它可能用15分钟就讲完了。剩下的30分钟干什么？15分钟进行讨论交流，15分钟对学习的知识进行争辩，这就是新的“智慧教案”。慕课绝不是简单地把PPT音像化、视频化。真正意义上的教材已经不再是书本教材，而是数字化教材，它有可能就是一个光盘。《清明上河图》是一幅非常好的作品，但作者是怎么想到要构思这幅图的，以及是如何把它画出来的？为什么用500倍的放大镜还能看到画中的蜡烛是点着的？如果把《清明上河图》从设想到制作的过程都用音视频制作出来，它就可以作为“智慧教材”。整个过程的来龙去脉都能在其中看到，还能衍生出新的知识。所以在全国教材工作会议上，中央领导提出，要加强数字教材的建设。不再像现在这样，学生考评老师，老师考评学生，而是从入学开始，就要给每个学生生成数字图谱，在成长过程中，赋予他知识图谱，再根据他所获得的素质和知识得到他的能力图谱，最后因材施用，找到他最合适的工作岗位。这都是智慧教育对人的整个培养过程带来的革命性的变化。北京理工大学对智慧教育的新理解可以总结为“三智”。第一个“智”是“赋智于人”。将智慧赋能到人的发展。我们提出，每个学生在学校要实现有价值的成长，每位老师在学校要实现有价值的成就，我们要赋能于人的培养。第二个“智”是“融智于校”。将智慧教育的理念、技术和手段融入治校理教全过程，建设中国特色社会主义一流大学。第三个“智”是“强智于国”。人工智能是北理工非常重要的学科优势，我们要努力把特色优势转化为国家建设发展的动力，为国家建设社会主义强国做出贡献。“泛在、智能、普惠、精细”，这几个词可能大家都比较熟悉。通过云端智教，我们可以实现“无处不在、无时不在、无知不在”，其中最重要的是“无知不在”，所有知识都存在于互联网上。第一，解放空间。学习地理空间不限、学习空间自由、教学空间扩展，真正实现全域、混合、移动、虚实，空间扩展、无处不在。第二，解放时间。时间广度延展、学习时间自主、教学时间灵活，实现轨迹、路线、陪伴、习惯，达成随时学习、终身学习。第三，解放知识。以我自己的学科方向电气工程为例，电气工程最核心的是三个方位，路、场、系统。戴维南定理是电路里的基本定理，到香农定律，再到“场”里面的麦克斯韦方程组……这都是在知识维度上在每一个阶段中学的专业课。但如果我们把它串在一起，往底层上串，就是摩尔定律、量子理论，往变换上继续深入，就是小波分析、神经网络。我们要知道前期的课程，也要知道后续的课程。那应该怎样实现知识点的衔接和互动？云端教育就可以实现非常好的联系和传递。我们可以通过它实现知识的增值、迁移，甚至可以做到知识创造知识。我注意到，阿里巴巴达摩院这次公布的“2022十大科技趋势”，第一大趋势就是AI催生科研新范式。一个物理公式或者物理现象能不能通过人工智能二次发现？这是人工智能对教育最大的影响。因为在学校里学习的是知识，而人工智能最大的特点就是让信息转变成知识。在知识的增值、迁移和衍生的过程中，如果能让人和机器之间互动，对教育模式的改变是革命性的。另外，解放知识会实现跨领域。“熵”的理论最早诞生于热力学，热力学是有规律的运动，人类社会的发展也是减熵的过程。到了信息学理论，“熵”是信息，是存在和不存在的量度。比如，我们今天说外面高温40度，没有一个人相信，这时熵最大；如果我们说，外面下雪了，大家会觉得有可能，熵就比较小。如果我们把熵减的过程用到不同的领域，会发生革命性的变化，比如用到生态领域，就是总书记提的生态文明；用到社会学领域，就是社会治理的现代化。如果我们把熵实现跨领域的衔接，同时又通过各个领域中的前沿技术进行引领，就使得知识实现了跨领域的增值。这恰好是跨学科知识最重要的着眼点，所以云端教育绝不是简单的解放时间、解放空间，它最重要的核心是解放知识。因此，我在两年前就提出，智慧教育的核心是五维教育，除了空间的三维加时间以外，还要实现知识的穿越。第一，知识无处不在；第二，知识要高质即时，也就是要实时发现知识，实时温故，所谓“温故而知新”；第三，要融感联动；最后，出现积淀衍新，要利用定理和公式把成功的部分固定下来。同时，要通过群智协同不断衍新知识，实现知识的跨越。这是五维教育最核心的思想。有了智慧教育下的五维知识，教学组织就由固定且传统变得交叉并灵活，学习空间就实现了联动与融合。于是会达成三个字，第一个字是“融”，它指的是贯通知识平面，知识融合获取。第二个字是“群”，它指的是实现泛众协作教育和知识的开放关联。第三个字是“衍”，我觉得是最重要的一个字，即知识繁衍更新，使得教育生态真正实现演替。我们正是通过融合、协作和衍新，使传统知识教育体系发生革命性变化。为了实现“互联网+”下智慧教育的变化，我提出了四层架构，前面三层都比较好理解：感知、传输、计算，最重要的是最上面这层——智慧服务。有了这四层框架，就可以由信号到数据，由数据到信息，由信息到知识，最后实现智慧化的知识的赋能。这样的架构会对智慧教育产生哪些影响？在感知层，是教育元素与对象的全维感知；在网络层，是泛在多尺度的教育信息网络；在计算层，是教育数据的挖掘与知识繁衍；在服务层，是提供多元化、个性化的教育定制服务。这是智联网对整个智慧教育的支撑。最后实现数据共享、知识互联、群智协同、教育智学。具体来看，感知层包括学生行为感知、全景监控、教师动作捕捉、教室环境感知等等，多元多尺度、持续全方位监视。网络层，现在5G应用得比较广泛，包括远程教学授课、远程讨论与互动等等。计算层，我们现在做得还不够充分，它主要包括多元数据挖掘和支撑教学全链条的计算。其中最重要的是下面三个，一是学生知识图谱的构建，比较传统的方式是提供培养方案，但现在整体教材中知识点的衔接有差距，所以要做到把知识图谱变成学生的成长图谱，德智体美劳都要贯穿。评价学生最后到底做得怎么样，就得到了学生的能力图谱。有了知识图谱、成长图谱和能力图谱，就可以对学生全素质培养的全阶段、全过程进行精准计算，实现全周期学生成长计算和数据驱动的科学评价。服务层，通过大数据和智能计算驱动，提供多元、准确、个性化的教育服务，其中也包括个性化的学习路径规划、智慧学习伴侣、精准学习内容推荐等等。ClassIn现在在这一点上已经做得非常好。智慧教育条件下，实践教学怎么办？所有人都觉得这是最大的一个难点，但是我举一个例子，大家就会觉得很简单。为什么在飞行模拟器上可以训练飞行员？所以，智慧教育完全可以跟双创教育相结合，因为所有飞行员的训练，都是在“互联网+”条件下实现的。千万不要忽略实践教学，智慧教育将会影响课堂教育，甚至将会影响需要动手的实践教育，最终会影响到双创教育。我们一定要注意这种新业态、新模式条件下的人才培养。这恰恰是智慧教育走进误区，没有跳出来的一个很大的瓶颈。智慧教育怎么跳出陷阱？要智慧定制，满足个性需求，真正做到精准、个性化。我列出了典型应用，比如智慧教育物联网，通上物联网之后，学生不再需要每天打卡，到底做了哪些活动，都监测得很精准。有人提出，这是不是会影响到学生的隐私，我们确实要保持一定的“度”，但在技术上是可以实现的。教育物联网可以记录学生状态分析仪、智能教鞭、考勤、虚拟现实等等的信息。达摩院公布的十大趋势中，第十条与XR互联网相关，达摩院认为，XR互联网最大的应用就是智慧教育，利用虚拟现实的技术，XR互联网可以让所有停留在书面的知识“活”起来。我们也在探索智能安防、智慧心理测试。有一位教授，通过学生的步态就可以对抑郁和心理异常进行筛查，精准度已经非常高，可以达到80%以上。另外还有虚拟教室，我们原来经常说虚拟教室都是智慧教室，但实际上，真正做到穿越时空施教、全景沉浸式学习和知网衍生创新，真正实现学生跟老师之间的互动，才是我们追求的智慧教室，这是非常大的目标，目前来看还在摸索中。XR互联网实现之后，可能会产生真正意义上的智联网教室。我们的核心是“三全三强”，“三全”指德智体美劳全人化培养、全链条改革、全方位激励；“三强”指强协同（包括学科专业、学院书院、教学科研、课上课下的协同）、强双创（包括专业设计、课程体系、平台支持、双创导师、机制保障）、强智慧（无处不在、高质即时、融感联动、积淀衍新）。在这样的体系下，真正做到德育为先，五育并举，教与学的互动和师生相长。我们以“报国担当”为使命，“融合创新、智慧赋能”为驱动力，培养领军领导人才。北理工搭建了全国高校首个智慧思政智能交互、沉浸式的学习平台。我们是延安时期建立的中国第一所理工科大学，有81年建校史，现在我们正在做让徐特立老校长讲校史、讲党史的活动。我们还通过虚拟现实技术，让徐特立老先生上到中国人自己的空间站，感受中国的变化。这都是由学生自己做的。真正让学生既学习党史，又通过自己的双创接受思政教育，实现润物细无声的效果。我们建立了第一个国防文化广场，学生可以驾驶抗美援朝时期使用的坦克。除此之外，我们还联合抗战时期在延安地区办学的中国人民大学、中国农业大学、北京外国语大学、中央音乐学院、中央戏剧学院、中央美术学院、中央民族大学和延安大学，专门成立了“延河高校人才培养联盟”。这是一个红色育人联盟，开展“七个一”红色资源共建共享体系：一组红色资源项目、一套红色资源教材、一个红色资源共享平台等等。北理工的核心教育理念是16个字，“胸怀壮志、明德精工、创新包容、时代担当”；人才培养模式是“大类招生+大类培养”“通识博雅+专业教育”“智慧教育+实践创新”；培养体系是“五化”，专业大类化、课程优质化、教材谱系化、实践体系化、教学智慧化；教育目标是培养担当民族复兴大任的领军领导人才。我们是如何做的？我们独创了“寰宇+（SPACE+X）”人才培养新模式，“SPACE”来自专业体系顶层设计、人才培养模式、创新创业能力提升、课程建设、教与学激励机制五个方面英文单词的首字母。专业体系是培养方案；人才培养模式是教育理念和教育目标；双创是在“互联网+”和“挑战杯”大赛打造北理工自己的品牌；另外，我们结合智慧教育实现课堂革命；最后，通过智慧教育进行全人培养过程中的精准计算，实现教育学激励机制的变化，统称起来叫做“智慧+”。全链条改革，另外一个具体做法是全体系、全链条、全过程的课堂革新，第一，我们是第一所让学科责任教授同时担任本科生专业责任教授的高校；第二，我们重构了专业培养方案；第三，考虑知识图谱、素质图谱和能力图谱，对课程教材、课堂教学进行优化；第四，开展新的教学手段，包括思辨课堂、批判课堂、翻转课堂等等；第五，实现双创教育；第六，慕课成为课程“大片”；最后，实现智慧评价。智教贯穿全链条，塑造一种新的教育范式。我们有教师荣誉体系，包括荣誉讲席教授、核心课课长制、青年人才导师；有懋恂终身成就奖，“懋恂”是徐特立老先生的笔名；有“三柔”学生培养机制，学生进学校时经历的是柔性选拔，所以北理工近些年招生情况很好。我们提出，让学生有价值成长，让教师有价值成就。另外，我们瞄准双领人才培养，持续推进教育模式改革。王越院士任校长时，1994年起，提出在机械、信息等方向开展贯通实验班改革；胡海岩院士任校长时，2009年试行“本硕博贯通”培养，还设立了“徐特立英才班”；我到北理工任校长之后，推进的是大类招生、大类培养，同时我个人也担任未来精工技术学院的院长。我们是“一张蓝图绘到底，三任校长接续干”。北理工提出了“科教互哺，智慧相融”。上图右边展示了近十年5项国家科学技术奖转化成的优质教材，我自己的国家一等奖成果也转化成了教材《现代空中交通管理》。我们把重大科研成果赋能教学实践，产教协同服务国家战略。书院、学院协同育人方面。我们现在有9个交叉培养大类，15个跨专业实践平台，3000名三全育人导师和5000平米书院社区空间。王越先生、优秀教师薛庆、兵器工业集团董事长焦开河先生，都是我们的学习导师。实现学院书院共育，智慧管理熏育。 “领、育、促、引、护”，实现智慧双创，把“大科研”的优势转化成人才培养的胜势。第一，优选优质，我们要把大学生的双创延伸到中学，把那些真正动手能力强、素质高、有家国情怀的人吸引到像北理工这样有报国担当的学校做事；第二，明理精工；第三，竞技揭榜，在学校的平台竞技，到“互联网+”“挑战杯”比赛的平台上揭榜；第四，培养学生具备家国担当、社会责任。北理工在中国国际“互联网+” 大学生创新创业大赛上独捧两冠；走出国门，在阿布扎比全球机器人挑战赛上，面对MIT、帝国理工的学生，北理工蝉联冠军……实际上，在双创中，已经形成了北理工品牌，只要是参加过双创的学生，就业率极好。我们提出了“研学北理”端平台，“智联教室”边平台，“延河课堂”云平台，“精品资源”课平台，“5G+”新平台，让信息技术融入教育教学全过程，也让信息系统成为人才培养的新工具。核心是实现“六位一体”的综合智慧教学体系，多资源整合开放是为了实现课程质量的整体提升，多模式混合教学是为了实现教学方法变革，多层次知识图谱是为了实现因材施教智慧引领，多维度教学评价是为了实现科学评价精准引导，多路径跨学位培养是为了多样培养个性成长，多语种文化交互是为了实现全球视野互鉴互促。我们有“乐学”平台，实现教学互动、思辨研讨、整个课堂的服务管理；有云录播，实现课堂直录播、融媒体虚实增强、沉浸互动；还有云课堂，搭建虚拟教室，获取海量资源，实现知识增值。我们现在做到了六位一体，共享资源、自主学习，瞄准的是全球化人才的培养。最后，把智教归纳为学本名师、智联融动、育教衍新、明德精工。“五维教育”理念现在在国内外也获得了高等教育专家的高度评价，我们要继续在北理工做好实践。现在实践已经取得了初步效果，具体体现在三个“提升”，在培养理念上，要从“育才”到“树人”；在培养模式上，要从以“教”为中心到以“学”为中心；在实践创新上，要从“重实践训练”到“强创新驱动”，我们确实也是按照这个来做的。我们最后的培养效果还是不错的，培养了两位985大学的校长和党委书记，以及其他很多优秀校友。今年北理工本科理科的录取分数线也升至“双一流”高校第11位。超过三分之一的北理工毕业生投身国防领域，真正做到了“顶尖人才精专报国，青年才俊薪火相传”。 扫描二维码，添加微信（备注来意）
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