內容簡介
《教育裝備新技術發展報告》包含邊緣計算、人工智慧實驗教學、虛擬現實技術、3D 列印技術、新型顯示技術、開源軟硬體六章模組,分別從歷史與現狀綜述、典型套用案例、育人價值分析、未來發展與展望等方面進行論述。紮實開展新材料、新工藝、新技術、新裝備研究。通過調查研究,初步摸清了適用於教育裝備研發、設計、製造的新材料、新工藝、新技術以及適用於教育教學的新裝備,目的是為政府部門決策提供依據,為企業開發設計提供參考,為學校採購提供支持,為用於教育裝備採購經費的使用效益提供幫助。
作者簡介
李紅印,大連工學院電子工程系無線電專業畢業,現任教育部教育裝備研究與發展中心新技術處處長,高級工程師。主要從事教育裝備產品質量檢測、標準化和信息化教育裝備的研究工作。長期擔任教學儀器標準化技術委員會委員,撰寫過《關於數位化教學實驗系統的一點思考》《信息技術課程與實驗教學整合初探》《以標準化建設推進數位化教育裝備的科學發展》等論文。
圖書目錄
1.1 歷史與現狀綜述 001
1.1.1 什麼是邊緣計算 001
1.1.2 邊緣計算的發展歷史 003
1.1.3 邊緣計算與教育新基建 004
1.2 典型套用案例 004
1.2.1 新型學習空間建設 004
1.2.2 智慧校園建設 007
1.2.3 教育數據中心建設 008
1.2.4 “網際網路+教育”平台套用 009
1.2.5 校際合作和集團化辦學 009
1.3 邊緣計算技術優勢 010
1.3.1 強化教育新基建網路基礎,保障智慧教育高質量運行 010
1.3.2 提高信息化系統部署的靈活度和性價比,實現集約高效發展 010
1.3.3 提升教育數據安全性和隱私性,防範倫理與社會問題 011
1.4 發展過程中可能存在的問題及解決辦法 011
1.4.1 邊緣側的數據安全問題 011
1.4.2 設備選型和運行維護問題 012
1.4.3 新產生的教育不公平問題 012
1.5 未來發展與展望 013
1.5.1 “雲—邊”協同模式將成為新的解決途徑 013
1.5.2 “雲—邊”協同模式將進一步提升教育智慧型化程度 013
1.5.3 邊緣計算將成為教育服務的重要組成部分 014
1.5.4 邊緣計算與其他新技術將進一步深入融合 014
2.1 人工智慧實驗教學育人目標 016
2.1.1 人工智慧教育政策背景 016
2.1.2 人工智慧實驗教學的意義 016
2.2 人工智慧實驗教學育人價值 017
2.2.1 道德、論理和責任的素養 018
2.2.2 選擇和使用人工智慧工具的素養 018
2.2.3 系統思維的素養 018
2.3 人工智慧實驗教學解決方案 018
2.3.1 普通高中教育實驗教學解決方案和套用 019
2.3.2 義務教育階段解決方案和套用 025
2.3.3 人工智慧實驗教學環境 028
2.4 區域推進人工智慧實驗教學實施規劃 031
2.4.1 項目規劃與目標 031
2.4.2 課程建設與師資培訓 032
2.4.3 實驗室與課程建設配套規劃 034
2.4.4 普通高中人工智慧實驗室裝備方案 038
2.4.5 義務教育人工智慧實驗室裝備方案 042
2.5 人工智慧學科教學展望 045
3.1 歷史與現狀綜述 046
3.1.1 虛擬現實技術簡史 046
3.1.2 虛擬現實技術與教育 049
3.2 典型套用案例 051
3.2.1 “5G雲VR”智慧教育解決方案 051
3.2.2 虛擬現實綜合教室解決方案 051
3.2.3 沉浸式高新視頻文創實訓室 053
3.2.4 超高清數字內容創作實驗室 054
3.3 育人價值分析 054
3.3.1 輔助理論教學 055
3.3.2 推動實驗教學 056
3.4 未來發展與展望 057
3.4.1 建立健全虛擬現實產業生態 057
3.4.2 推進虛擬現實教育行業標準的制定 058
3.4.3 以賽事和活動帶動示範校建設 058
3.4.4 統籌“政用產學研”協同並進 058
4.1 歷史與現狀綜述 059
4.1.1 3D列印技術的起源 059
4.1.2 3D列印技術與模型設計 061
4.1.3 3D列印技術的意義 062
4.1.4 推進3D列印教學套用的必要性 063
4.1.5 3D列印技術在教育領域的套用趨勢 064
4.1.6 3D列印技術軟硬體開發案例 065
4.2 典型套用案例 070
4.2.1 3D列印學科融入型課程案例 070
4.2.2 3D列印特色教學實踐案例 072
4.2.3 3D列印項目式教學課程案例與分析 075
4.2.4 3D列印相關賽事案例 076
4.2.5 中國小3D列印教室建設參考方案 077
4.3 育人價值分析 080
4.3.1 培養學生動手實踐能力 080
4.3.2 培養學生互助協作能力 081
4.3.3 培養學生跨學科思維能力 081
4.3.4 創新創造能力 081
4.4 未來發展與展望 081
4.4.1 與先進教育理念同行 081
4.4.2 以產品為導向的教學形式 082
5.1 歷史與現狀綜述 083
5.1.1 顯示技術的發展簡史 083
5.1.2 顯示技術與教育 084
5.1.3 電子顯示設備的弊端 086
5.1.4 國家層面採取的措施及目標 087
5.1.5 評判機構的發展 088
5.2 典型套用案例 090
5.2.1 三屏智慧黑板(防眩光) 090
5.2.2 移動學習平板電腦 091
5.2.3 VR眼鏡 094
5.3 育人價值分析 096
5.3.1 培養科學健康用眼習慣 096
5.3.2 豐富學生的學習體驗 097
5.3.3 線上優質教育資源均衡化 097
5.4 未來發展與展望 098
5.4.1 護眼與顯示技術的發展 098
5.4.2 類紙屏護眼技術的發展 099
5.4.3 護眼效果評判體系的發展 099
6.1 歷史與現狀綜述 100
6.1.1 開源軟硬體的起源 100
6.1.2 開源軟硬體的現狀 101
6.2 中國特色開源軟硬體 103
6.2.1 構建中國特色開源軟硬體的必要性 103
6.2.2 中國特色開源軟硬體的特徵 104
6.2.3 中國特色開源軟體 105
6.2.4 中國特色開源硬體 108
6.2.5 中國特色開源軟硬體支撐國家及地方教材 110
6.2.6 中國特色開源軟硬體教學成果 111
6.2.7 基於中國特色開源軟硬體的活動與賽事 115
6.2.8 基於中國特色開源軟硬體的實驗室建設 116
6.2.9 開源社區與開源生態營造 120
6.3 育人價值分析 122
6.3.1 動手實踐能力 122
6.3.2 協同共享能力 122
6.3.3 跨學科思維能力 122
6.3.4 創新創造能力 122
6.4 未來發展與展望 123
6.4.1 加快建設中國特色開源軟硬體生態環境 123
6.4.2 推進中國特色開源硬體標準化工作 123