智慧教育引領教育的創新與變革*——技術與教育深度融合的視角

王濟軍

（天津外國語大學 國際傳媒學院，天津300204）

引言

目前，世界范圍內正掀起新一輪基于信息化的教育創新和改革的浪潮。《國家中長期教育改革和發展綱要（2010-2020）》指出：“信息技術對教育具有革命性影響，必須予以高度重視”，并把教育信息化納入國家信息化發展整體戰略[1]。《教育信息化十年發展規劃（2011-2020）》也提出“要探索現代信息技術與教育的全面深度融合，以信息化引領教育理念和教育模式的創新，充分發揮教育信息化在教育改革和發展中的支撐與引領作用。”黨的十八屆三中全會也密切關注教育改革，提出“運用信息技術破解教育改革與發展難題”的總體要求。在新的時代背景下，如何應用信息技術探索教育發展難題的破解之道并實現教育的創新和變革，已成為當前教育信息化發展面臨的重大任務，智慧教育就是在這樣的背景下誕生的。

一 智慧教育的內涵和特征

1 智慧教育的內涵

關于智慧教育，國際上比較流行使用Smart Education。韓國的Jong Won[2]認為“Smart Education”并不是單純的基于智能設備的教育，其實質是對自我指導的（Self-directed）、激發動機的（Motivated）、靈活定制的（Adaptive）、資源豐富的（Rich Resources）和技術沉浸的（Technology Embedded）的教和學，SMART代表了智慧教育的理念和特點，韓國教育部在推進智慧教育策略時，將智慧教育定位為“針對‘數字土著’（Digital Natives）一代教育范式的轉型”。

關于智慧教育的中文概念，目前國內還沒有統一明確的定義。祝智庭[3]認為智慧教育是當代教育信息化的新境界、新訴求，是素質教育在信息時代、知識時代和數字時代的深化與提升，是培養面向21世紀創新型人才、智慧型人才、實踐型人才的內在需求。陳曉娟[4]認為，智慧教育是指以物聯網、云計算、大數據處理、無線寬帶網絡為代表的一批新興信息技術為基礎，以智能設備和互聯網等為依托，以教育資源建設為中心，以各項配套保障措施為基礎，以深入實施教育體制改革為主導，全面構建網絡化、數字化、個性化、智能化的現代教育體系。楊現民[5]認為智慧教育是整合物聯網、云計算、大數據、移動通信、增強現實等先進信息技術的增強型數字教育，是對數字教育的進一步發展。從以上三個定義可以看出，祝智庭是從教育發展和人才培養需求的角度來定義智慧教育的，陳曉娟是從智慧教育的技術支持和功能視角來定義智慧教育的，而楊現民則是從教育形態和發展階段來定義智慧教育的。綜合以上觀點，筆者認為：智慧教育是依托物聯網、云計算、大數據、移動通信等新一代信息技術所打造的物聯化、感知化、泛在化、智能化和個性化的新型教育形態和教育模式，它是教育信息化的未來發展趨勢，是未來教育的主要形態。

2 智慧教育的特征

智慧教育是信息化教育發展的高級階段和未來教育的發展趨勢。因此，智慧教育不僅具有信息化教育的基本屬性，還具有未來教育的核心特征。從信息化教育的基本屬性來看，數字化、開放性和交互性是智慧教育最基本的特征。數字化為各種教育資源的開發提供了可靠的性能和統一的標準；開放性拓展了學習場所，打破了傳統的以學校教育為中心的教育體系，使家庭教育、學校教育和社會教育有機結合；交互性使教育信息在人機和人人之間雙向流通，促進師生、生生以及其他人之間的多向交流。智慧教育具有未來教育的泛在化、情境化、個性化和智能化的特征。泛在化是指基于泛在網絡無縫鏈接實現的能隨時隨地進行教和學；情境化是指基于情境感知技術實時獲取和感知學習者所在學習環境、情境和狀態等數據，并進行自動分析從而能夠自適應調控環境和方案以便為學習者提供服務；個性化和智能化是在情境化的基礎上，根據學習者的現有基礎、認知風格、學習偏好和個性需求推送學習資源、信息和服務。在以大數據、云計算等核心技術為基礎的教育背景下，學習系統可以智能跟蹤每個學生的學習數據，這意味著教育可走進每個學生的真實世界，以制定個性化的輔導方案，有助于實現“因材施教”的教育理念。

二 智慧教育研究現狀

通過對國內外文獻的梳理，發現目前智慧教育領域主要有三個方面的研究取向：

一是關于國家層面的計劃和政策的研究。智慧教育已經引起世界各國的高度重視，都將智慧教育作為推動教育現代化的重要舉措。比如，韓國在2011年9月發布了包括“改革教育系統、增強教師能力和提升基礎設施”三項措施的“智慧教育戰略”，同時提出要用“電子教材、云課堂、在線評估和構建教育內容生態系統”來改革傳統的教育[6]。新加坡在其“iN2015 Planning”中將“建立學習者為中心的個性化學習空間”、“建設國家范圍的教育基礎設施”和“使新加坡成為全球教育領域使用信息技術的創新中心”作為方案重點[7]。美國聯邦教育部針對K-12系統提出了以智慧教育為核心的教育改革策略；俄亥俄州提出了“建立在線數據系統、共享教學資源庫和構建教師社交網絡”的智慧教育解決方案[8]。澳大利亞于2012年提出了“轉型澳大利亞教育”的智慧教育方案，用互動課程吸引更多學生對在線學習的興趣、用技術提高教師和管理者的能力、培養具有高尚價值觀和全球技能的勞動力[9]。印度政府也在2010年提出了SESI（Smart Education，Smarter India）的“智慧教育、智慧印度”的總體規劃[10]。此外，我國的北京市海淀區、上海市、寧波市等地區也出臺了發展智慧教育的計劃。如海淀區提出“智慧海淀、智慧教育”的規劃，提出了建設三類智慧環境、提升為四類人群的智慧服務、建立五個保障體系，實施六大板塊工程的目標，確保海淀區智慧教育規劃的落實[11]。

二是在理論研究層面上，主要研究智慧的概念內涵、理論基礎、目標特征、體系架構、關鍵技術和模型設計等方面。比如韓國提出了由五大特征組成的SMART Education的理念和架構。祝智庭[12]提出智慧教育是教育信息化的新境界的命題，提出了“智慧計算—智慧學習—智慧教育”的三角形“智慧教育圖式”。黃榮懷[13]則從智慧學習環境和智慧教室的研究入手，把智慧教育的理念形態化、具象化，提出了TRACE智慧學習環境、SMART智慧教室和Smart Campus智慧校園。楊現民[14]認為智慧教育的目的是構建和諧、可持續發展的智慧教育信息生態系統，是數字化教育轉型和升級的高級階段，同時介紹了智慧教育模式和關鍵技術。趙秋錦等[15]提出了智慧教育環境的系統模式和設計思路。這些研究對智慧教育理論層面做出了一些闡述。

三是實踐研究層面，主要是一些科技公司設計智慧教育解決方案、構建智慧教育教學模式并在教育實踐中進行運用。如IBM的智慧教育五大解決方案已經在北卡羅納那州立大學得以實施；韓國三星開發了三星智慧教育云平臺并在韓國的中小學中進行了部署。國內的一些商業公司也提出了解決方案，如華為以“網筑數字校園，云播智慧教育”為核心理念，推出了“智慧教育云”、“智慧校園”、“智慧云課堂”和“移動書包”四層次智慧教育ICT解決方案。

三 智慧教育引領教育的創新與變革

從當前教育發展趨勢看，以碎片化、交互性、嵌入式為特征的“云教育”、“移動學習”、“泛在學習”、“一對一數字化學習”等新型教和學的方式逐漸興起，智慧教育將成為未來教育的制高點與突破口，并引領教育的創新和變革，包括教育理念、教學結構和教學模式、學習理念和學習方式、教育制度和人才培養模式、教學管理和教學評價的創新與變革。

1 教育理念的創新與變革

智慧教育是信息化教育的高級發展階段，是對未來教育發展態勢的一種預期。智慧教育使教育活動跨越了傳統模式中的制度、形式、機構和時空的邊界，形成了未來時代的一種新型教育形態。在這種教育形態下，教育和技術得以智能化“融合”，這有助于解決一直以來教育和技術之間的“兩張皮”現象，對促進技術與教育的無縫連接、促生未來新型學習形態與人才培養具有至關重要的意義。智慧教育體現了“大教育觀”的理念，不僅在時間上打通了存在于小學、中學和大學之間的壁壘，還在空間上將家庭教育、學校教育和社會教育融為一體，通過智慧校園、智慧博物館、智慧美術館等學習場所的建立，連接學習社區和個人空間，使得學校不再是唯一的學習場所，構建了開放式終身教育體系。智慧教育還體現了“新人本主義”的教育理念，基于信息技術的充分利用，智能推送個性化學習資源，助力實現“因材施教”的愿望。

課堂是教育變革的主陣地，而教師則是這場變革的生力軍。為了適應智慧教育的發展，教師的教學理念必須進行相應的轉變和創新；所有教師必須在思想上對教育范式的轉型具有充分的思想準備，樹立“大教育觀”，并增強應對變革、主動將信息技術融合于教學實踐之中的意識。

2 教學模式的創新與變革

教學模式是指教學過程中兩種或兩種以上方法或策略的穩定組合與運用。智慧教育追求“技術與教育的雙向深度融合”，要實現學習者“個性化的知識建構”，倡導在新課程理念的指導下，改變“重結果輕過程”、“重資源設計輕活動設計”的教學模式，探索新型技術在教學中應用的新模式與新方法，如平板電腦、數字星球、云計算、虛擬現實等新技術工具和平臺在促進認知、情境教學等方面的優勢，探索新技術在課堂教學中應用的規律和特點，并結合各學科自身特點，構建符合學科、年級和內容特點的系列化、開放式、智能化教學模式。鼓勵教師進行精心的教學活動和交互設計，推進信息技術與課程的雙向深度融合，要朝著體現“技術協同、技術沉浸、信息無縫流轉”甚至“技術消弭”的移動性、泛在性、開放性、智能化的教學模式發展。

隨著技術與教育的深度融合，近幾年來融合技術的新型教學模式不斷涌現。翻轉課堂、移動學習、MOOC、微課、“一對一”數字化學習等模式逐漸深入人心并在國內外得到廣泛應用。2014年NMC地平線報告認為翻轉課堂、MOOC和移動學習是未來1～2年內得到廣泛應用的新技術教育形態。以“一對一”數字化學習模式為例，筆者曾經作為Intel未來教育的指導人員參與邯鄲市、成都市等地區的教學活動，觀摩了“一對一”數字化教學、移動教學等創新的教學模式，在這些模式中不同學科的教師利用智能信息技術為學生推送閱讀資源、收集學生的學習經歷、進行學習分析，及時獲得反饋并調整自己的教學策略和進度，提高了教學效果和效率，改變了傳統信息化教學中利用信息技術進行內容呈現和簡單交互的形態。

3 學習理念和學習方式的創新與變革

智慧教育所關注的是學生的未來生活，其出發點和目的是促進學生的智慧學習，讓學生具有智慧。未來學習是基于智慧生態的學習，這種學習是泛在化的、情境化的和聯通化的。泛在化學習能讓學生以各種連接方式（WIFI、3G/4G等）和各種終端設備按需獲取學習資源，顛覆了數字教育時代“固定地點、固定設備”的學習方式；情境化學習可以讓學生在真實世界和虛擬現實技術構建的虛擬現實或增強現實的交互環境中進行學習；聯通化學習突破了個體認知的局限性，以分布式認知和聯通主義的知識協商和社會建構來學習。因此，未來的學習方式將發生根本性的變革：變被動學習為主動學習、變個體學習為協作學習、變機械學習為探究發現學習、變基于網絡的學習為基于云的移動學習和泛在學習。未來各種新型的學習方式將不斷涌現，比如基于增強現實的探索性學習，基于物聯網的設計性學習，基于MOOC的在線交互學習，基于3D打印的發現學習，基于創客項目的創造性學習等。如臺灣南港小學為學生提供了基于校園為背景的探索式學習，學生利用手機、PDA等安裝移動APP，在安裝有感應裝置（QR Code或GPS）的校園里以個人或小組方式進行合作學習，開展數學步道或藏寶游戲一類的學習活動。這種方式能夠適時給予學生學習回饋，提供學習的框架，大大提高了其學習成效及興趣[16]。

4 教育制度和人才培養模式的創新與變革

智慧教育追求教育系統的整體創新和變革，教育制度和人才培養模式的創新和變革就成為促進這場變革的重要支撐。智慧教育通過信息技術在教育的各級系統和工作流程中的充分應用來分擔大量繁瑣的、機械重復的教學和管理任務，為管理體制、工作流程和辦學體制的創新提供了保障，也為招生考試制度的創新奠定了基礎。智慧教育將助推“E卡通”和全國中小學生電子學籍“一生一號”的實施與管理，利用云計算技術實現學生檔案和學籍信息的自動升級，對學生信息、學習數據的跟蹤和記錄，有助于解決“高考移民”、控輟保學、轉學不規范、擇校、留守兒童管理困難等問題，從一定程度上實現教育的相對均衡，促進教育公平。智慧教育就是保障不讓一個孩子掉隊、讓每一個孩子都能成才的制度基礎。

智慧教育以人的個性和全面發展為終極目標，尊重學生的個性差異，有意識地培養他們的個性。智慧教育創新和變革人才的培養模式，在教育實踐中倡導既注重知識能力又注重綜合素質的培養；鼓勵分層教育和個性教育，既培養通才也培養專才和拔高人才；采用動態開放的模式，探索多方協商、學校和社會其他機構合作的培養機制。智慧教育倡導為學生提供多樣化的選擇和成長途徑，構建銜接溝通各級各類教育、認可多種學習成果的人才成長“立交橋”。

5 教學管理的創新和變革

目前我國的教育管理信息化仍處在“機控人管”的模式，其智能化程度不高，無法應對智慧教育的需求。隨著物聯網、大數據、移動技術等應用的發展，教育管理將走向“智慧管控”。智慧教學管理將借助于相應的數據挖掘技術將眾多學習者的學習軌跡和學習場景中獲取的海量信息，憑借大數據分析的優勢，發現隱藏在數據背后的關聯規律，并把這些規律運用到教育管理中，為管理人員和決策者提供及時、全面、準確的數據支持，從而提高教育管理與決策的科學性，避免由于經驗判斷引起的決策失誤。智慧管理還可以實現教育運行狀況的實時監控、過程督導和可視化管理。比如，通過教育云平臺提供的成績分析系統，可以方便快捷地對所有學生各科、各時期的成績進行橫向、縱向或者歷史性的對比分析，教育管理部門通過分析系統提供的數據視圖可以直觀地了解到各學校、各班級甚至個體學習者的成績水平，對教育管理部門把握各種層次的教學水平提供可靠的數據來源。

6 教學評價的創新和變革

評價是教學的重要組成部分。信息化教育中的教學評價，一定程度上發揮了信息技術的優勢，提高了教學評價的效率和質量，但在實踐層面仍然屬于“經驗主義”的評價模式。智慧教育的教學評價基于云計算、大數據等新技術記錄、采集、存儲、識別以及分析學習者的學習數據，建立科學的評估模型，實現總體和個體數據的智能性跟蹤評價，體現了新課程倡導的評價理念。“靠數據說話”是智慧教育評價的主要思想[17]，這種評價方式很大程度上是由學習分析技術來支持學習分析選擇學習者特點、網上交互活動頻率等變量，分析并監測學生學習情況，評估教學活動教學質量，及時發現學習中存在的問題，為改進教學和干預學生學習過程提供了科學依據。因此，學習分析為智慧教育智慧而科學的評價提供了技術手段，祝智庭認為學習分析將成為智慧教育的重要支柱[18]。成都七中育才學校在教學評價方面已經開始探索使用智慧評價模型，如在數學學科的教學評價中，就實現了將班級成績、個人成績、知識點、試題、認知層次和學習力等類別進行智能化分析，并自動生成班級和個人學習的診斷報告。

四 結語

創新和變革已經成為這個時代的主旋律，教育的創新與變革不僅不能落后，還要引領時代的創新與變革。“技術革新教育”已經成為不可逆轉的時代潮流，教育的“智慧”轉型也迫在眉睫。然而技術自身并不能完全驅動教育系統的整體改變，教育理念、學習理念、教育制度、人才培養模式需要創新，教學模式、學習方式、教學管理和教學評價亟需變革。雖然智慧教育在發展過程中會遇到一些問題，會面臨一些挑戰，像如何闡釋智慧學習的過程機理、如何克服浪費時間的鴻溝、如何保護學習者隱私以及如何利用大數據進行學習分析等，但毋庸置疑的是，智慧教育為教育的創新與變革提供了動力。未來教育是一個基于智慧教育的“人人有學上，人人上好學”的教育圖景，智慧教育將最終支持“有教無類、因材施教、終身學習、人人成才”的中國教育夢的實現。

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