從數字教育走向智慧教育

施 珺，李 慧

（江蘇海洋大學 計算機工程學院，江蘇 連云港 222005）

0 引言

科技的大踏步發展為教育系統變革和教育夢的實現提供了重要支撐。推進教育信息化，破解教育難題，是我國教育現代化的戰略抉擇。數字化教育是在現代教育思想和理論指導下，應用計算機、通信、網絡等信息技術開展教育活動的新型教育方式，具有高效性、開放性、靈活性等特征。近年來，以物聯網、云計算、大數據、泛在網絡等為代表的新一代信息技術正在逐步滲透到教育領域，為突破數字化教育發展瓶頸、提升教育整體智慧提供了重要機遇，智慧教育應運而生。

1 相關定義

1.1 教育信息化

教育信息化是指在教育領域（教育管理、教育教學和教育科研）全面深入地運用現代信息技術（它包括微電子技術、光電子技術、通信技術、網絡技術、感測技術、控制技術、顯示技術等），促進教育改革與發展的過程，其技術特點是數字化、網絡化、智能化和多媒體化，基本特征是開放、共享、交互、協作。以教育信息化促進教育現代化，用信息技術改變傳統教育模式。

教育信息化的發展，帶來了教育形式和學習方式的重大變革，促進了教育改革，對傳統的教育思想、觀念、模式、內容和方法產生了巨大沖擊。作為國家信息化的重要組成部分，教育信息化對于轉變教育思想和觀念，深化教育改革，提高教育質量和效益，培養創新人才具有深遠意義，是實現教育跨越式發展的必然選擇。

1.2 數字教育

隨著多媒體技術、Internet和網絡技術以及與此相關的計算機協同工作環境、虛擬現實等理論與技術的發展與應用，教育技術和方法進入了一個新的發展階段，出現了交互式網絡多媒體教學、網絡虛擬教學、遠程教育、協作學習等多種方式的教學。如何利用好現有教育資源，豐富數字化教育資源，加快建設數字化教育的步伐，使網絡更好地為學校和社會服務，已成為我國信息化建設工作中一項極其重要的任務。

數字化教育資源是教育信息化的重要基礎，是推動教育信息化發展的重要環節。數字信息化水平已經成為衡量一個國家現代化水平和綜合國力的重要指標。數字化教育資源的充分利用，在提高教學質量、挖掘教育發展潛力方面都發揮著重要作用。

數字資源不僅局限于數字資源內容，還包含輔助資源應用的智能工具以及向用戶提供的支持服務。數字資源內容是基礎和核心，也是用戶具體感知的實體，如課件、素材、講稿、文獻、報告等。智能工具是指為方便用戶查找、定位和下載資源所嵌入在資源庫中或者獨立運行的基于人工智能技術的軟件工具。支持服務是指為用戶在應用數字資源的全過程中所提供的咨詢、測試、評價、共享等一系列輔助性的服務工作。

1.3 智慧教育

智慧教育[1]是一種更為全面、豐富、多元、綜合的教育。通過構建智慧學習環境，運用智慧教學法，促進學習者進行智慧學習，培養出具有高智能和高創造力的人。

智慧教育是新生事物，與所有新生事物起步發展時實踐先于理論一樣，雖然在2014年很熱，但是人們對智慧教育仍感到迷茫。目前對智慧教育的理解千差萬別，許多觀點所說的智慧教育遠不是智慧教育，尤其是一些觀點將智慧教育理解為教育信息化的簡單發展，認為在教育中用了物聯感知、大數據、云計算就算是智慧教育，很顯然，這是表象化的智慧教育，也可以認為是對智慧的褻瀆和誤判。

智慧教育以高水平的教育信息化作為基礎，但教育信息化絕非智慧教育的全部，也不是大部分，智慧教育是在信息化基礎之上建構的信息時代的教育新秩序和新形態，包括智慧教師、智慧學習者及智慧學習、智慧管理、智慧課程、智慧教學、智慧教育資源、智慧評價（包括教與學的評價）、智慧服務、智慧環境（校園、教室等）、智慧平臺、智慧教育模式等方面，這是對教育的重構，是信息化元素充分融入教育以后，在教育中發生的“化學反應”，而不是“物理變化”。

2 教育信息化的新境界——智慧教育

2.1 從數字教育走向智慧教育的必要性

基于衡量教育信息化建設成敗的唯一標準是應用效益這一考慮，國家將教育信息化納入國家信息化總體戰略，并提出以信息化帶動教育現代化，以使教育信息化對教育發展產生革命性影響，因此，發展的內在需求加快了智慧教育的建設與發展。

1）國家教育政策催生智慧教育。

2012年3月，教育部頒布《教育信息化十年發展規劃（2011—2020年）》，對未來10年的教育信息化工作進行整體設計和全面部署；2012年10月，教育部等9部門印發《關于加快推進教育信息化當前幾項重點工作的通知》，具體部署了以“三通兩平臺”建設為核心的7項重點工作。教育政策的推出，要求加快推進信息技術與教育教學的深度融合，實現教育思想、理念、方法和手段的全方位創新。教育教學改革和發展的支撐和保障首指智慧教育。

2）現代科學技術的發展促成智慧教育。

學習科學的新研究和信息技術的新發展成為推動教育信息化步入新階段的兩大主要契機。有效利用信息化可以延伸人類的智慧，從而推進智慧教育，使之能夠滿足學生更具智慧的發展需求。

3）現代人才培養目標迫切呼喚智慧教育。

現今正進入智慧型人才為主流的社會，智慧教育能夠滿足持續創新能力和大量高素質的人力資源的培養需求[2]。《教育信息化十年發展規劃（2011—2020 年）》明確提出，通過實施“中國數字教育2020行動計劃”，著重解決國家教育信息化全局性、基礎性、領域共性重大問題。《中共中央關于全面深化改革若干重大問題的決定》提出，“大力促進教育公平，構建利用信息化手段擴大優質教育資源覆蓋面的有效機制，逐步縮小區域、城鄉、校際差距”。推進數字教育，破解教育難題，是我國教育現代化的戰略抉擇。

2.2 數字化教育轉型的方向定位

當前，以云計算、物聯網、大數據、泛在網絡等為代表的新一代信息技術正在廣泛滲透到經濟社會的各個領域。云計算能夠將分布在各地的服務器群進行網聯，實現大規模計算、海量數據處理和信息服務的需求。

物聯網具有全面感知、可靠傳遞、智能處理等特征，使人們的生活、工作和學習更加智能、更加便捷。大數據技術是一系列收集、存儲、管理、處理、分析、共享和可視化技術的集合，是當前最為炙手可熱的IT技術。泛在網絡是通信網、互聯網、物聯網的高度協同和融合，將實現跨網絡、跨行業、跨應用、異構多技術的融合和協同，幫助人類實現任何時間、任何地點、任何人、任何物都能順暢地通信。

加快新一代信息技術在教育領域的應用是突破數字化教育發展瓶頸的緊迫任務，也是事關教育全局的戰略選擇。新一代信息技術在教育領域的全面滲透，將助推我國數字化教育的全面轉型。

1）學習轉型：從數字化學習走向泛在學習。

我國的數字化學習起步于20世紀90年代，進入21世紀，校校通、班班通等工程的實施以及各級各類學校數字校園的建設，大大推動了數字化學習在我國的普及推廣。數字化學習是指學習者在數字化的學習環境中，利用數字化學習資源，以數字化方式進行學習的過程。

當前，我國的數字化學習主要采用傳統的“PC+平臺+資源”模式，即學生通過個人電腦登錄網絡學習平臺，訪問瀏覽學習資源。較之傳統的面授學習，數字化學習雖然打破了時空限制，可以提供更加豐富的學習資源，但是由于網絡、終端技術的限制以及傳統觀念的影響，數字化學習始終未能在教育變革浪潮中發揮實質性作用。當前的數字化學習環境缺乏智能性，數字化學習資源雖然數量龐大，但優質的、能夠滿足個性化需求的資源卻嚴重匱乏，數字化學習方式還不夠靈活、開放和個性化。

2）教學轉型：從數字化教學走向智慧教學。

課堂教學是信息技術與課程整合的主陣地，也是教學變革的主戰場。通俗來講，數字化教學就是在多媒體教室、網絡教室等數字化環境下，利用電腦、投影、電子白板等媒體開展的教學。當前，我國的數字化教學主要以PPT演示、網絡資源搜索、在線討論、在線測試等形式為主，師生間、生生間缺乏深度互動，學生的參與度較低，教學效果難以保證。課前，教師需要花費更多的時間搜集教學資源、設計教學活動、制作電子講稿等；課中，教師需要頻繁操作設備、觀察課堂、組織課堂活動等；課后，教師需要花費大量時間批改作業，進行網絡互動、教學評價等。總的來說，當前的數字化教學仍未改變“以教為中心”的教學模式，是一種低效能、機械化的教學過程，缺乏智能性，難以做到真正的“因材施教”。

3）管理轉型：從“人管、電控”走向智能管控。

經過20多年的發展，我國的教育管理信息化事業取得了突出的成就，已經走在了教學信息化的前面。然而，當前的教育管理信息化體系仍有待完善，諸多學者從不同角度對教育管理信息化現存問題進行了剖析。

歸納分析后發現，當前我國的教育管理信息化仍屬于“人管、電控”的管理模式，智能化程度不高，主要體現在如下幾個方面：首先，信息管理系統越來越多，系統數據共享困難，業務操作煩瑣，如數據錄入、導出、統計、更新、報表制作等，教育信息的管理仍需要占用過多的“人力”資源；其次，各種媒體設備的操作大都實現了電子化控制，但其使用與維護缺少專業人員，設備的運行狀態監控、預警與自動修復功能缺失，設備服務質量難以保證，運維負擔較重；最后，教育管理信息的采集缺少系統化、實時化和智能化，對采集到的教育數據的使用多限于簡單的統計分析，未能對教育大數據進行深度挖掘和關聯分析，難以支持教育的科學決策。隨著物聯網、大數據、可視化、視頻會議等技術的逐步成熟和普及應用，教育管理信息化將從“人管、電控”走向“智能管控”。

4）評價轉型：從經驗判斷走向科學數據分析。

數字化教育系統中的教育評價，一定程度上發揮了信息技術的優勢，提高了教育評價的效率和質量。電子檔案袋、發展性評價系統等很好體現了發展性評價的理念，但在實踐層面卻未對教學評價產生實質性影響。當前教師的教學評價和學生的學習評價仍然過度依賴“經驗”，屬于“經驗導向”的評價模式。國家層面開展的各種教學質量評價、學生體質健康評價、學業成就評價等，大都僅僅將調查的數據進行簡單的匯總統計，缺少對數據的關聯、深度挖掘和分析，也未形成定期、持續采集評價數據的機制和方法。教育評價者和管理者僅能根據統計數字，結合主觀經驗判斷評價結果，制訂教育政策，導致我國的教育評價仍停留在經驗主義層面。

3 數字教育走向智慧教育的途徑

3.1 有效應用和推廣數字教育研究成果

要想成功實現從數字教育到智慧教育的轉型，首先要將數字教育的成果有效地反哺教學全過程，讓整個教學過程可以受益于數字教育的成果，只有這樣，教育信息化的程度才會進一步加大，這是從數字教育走向智慧教育的必經之路[3-4]。

自2000年以來，江蘇海洋大學（原淮海工學院）計算機公共基礎教學團隊率先開始利用專業優勢，致力于教育信息化領域的應用研究。從開發教師個人教學輔助網站“凌風閣”起步，先后自主研發了e-Learning教學平臺、e-Testing考試平臺、e-Assessing教學質量監控平臺、e-Contesting學科競賽平臺和e-Portfolio學業檔案管理平臺，為學校實現了教學全過程的數字化覆蓋。相關成果獲得軟件著作權25項，獲得授權專利1項。代表性成果中，數字化網絡教學平臺于2006年通過省級科技成果鑒定，e-Education云平臺于2012年通過連云港市科技局組織的科技成果鑒定。這兩項成果自鑒定后即全面投入本校的教學運行，在2007年本科教學水平評估和2014年本科教學審核性評估中均獲得教育部專家的高度認可，認為該成果達到了國內領先水平，具有較大的推廣應用價值。這兩個平臺分別于2011年、2016年獲得連云港市科技進步三等獎。

此外，為滿足用戶跨平臺便捷操作，同時實現與教務系統底層數據的無縫集成，江蘇海洋大學研發了數字化校園統一身份認證云平臺、網站架構與內容管理云平臺等信息服務平臺。在這些數字化平臺的強有力支撐下，我校建成了一大批共享度高、應用面廣的優質教學資源，促進了全校教育信息化水平的整體提升。

3.2 緊密跟蹤智慧教育研究新方向

數字化教育有效提升教學組織和運行效率，但在實施過程中，諸如教育資源聯系松散、個性化精準學習無法滿足、學習狀態和效果評估粗放等問題逐步暴露出來。“互聯網+”時代的到來為教育信息化注入新的動力，教育步入了智慧教育階段。特別是自2012年以來，大規模在線開放課程席卷全球教育，大規模在線學習平臺對傳統教育的生態產生了強烈的影響，并迅速重塑了學習者的學習風格。要想實現從數字教育到智慧教育的成功轉型，必須要具備敏銳的觀察力，要緊跟當下流行的技術與理念，將先進的教育和教學理念成功運用到教學和管理的全過程中。

2015年，依靠在教育信息化領域長期積累的研發與應用經驗，以江蘇省品牌專業建設工程項目（A類）為契機，我校籌建了智慧教育研究所，積極開展智慧教育的研究與實踐，在利用智能化手段實現教育資源互聯和人機協作、基于智能推送的個性化定制服務、基于大數據分析的智能診斷等方面進行了一系列探索，研發了智慧教育綜合服務平臺。依托自主研發的數字化網絡教學平臺和e-Education系列云平臺，我校智慧教育團隊構建了立體交叉、共享度高的系列化優質教學資源，打造了校級精品課程5門、精品資源共享課1門、省級優秀課程1門、精品課程1門，并依托中國大學MOOC平臺建設省級在線開放課程1門。

通過構建智慧化教育環境，探索智慧化教學方法，開展智慧化教學評價，提升了學生的學習效能，培養了學生的創新意識和創新能力，取得了一系列創新性鮮明、示范性突出的研究成果，促進了創新型人才脫穎而出。

4 思考和建議

從數字教育走向智慧教育的最終目的是為了更好地服務高校人才培養。建設中國“金課”是新時代高校教育改革的重要主題，是提高人才培養質量的基本保證[5]。為了更好地將本校創建的Java面向對象程序設計課程打造成線上“金課”，以及將大學計算機課程打造成線上線下混合式“金課”，我校智慧教育團隊將從以下幾個方面開展工作。

1）強化虛擬仿真實驗平臺的應用效果，合作研發更多虛擬仿真實驗項目。

借助虛擬仿真實驗平臺，可以用更直觀的方式培養學生的計算思維和創新思維。針對大學計算機課程，進一步用好北京理工大學虛擬實驗工場的實驗項目，強化學生的動手能力和自學能力。針對程序設計類課程，將在現有C語言和Java語言虛擬仿真實驗項目的基礎上，與北京理工科惠科技發展有限公司合作，研發更多針對性強的特色實驗，如體現面向對象編程思想的Java類結構設計、符合MVC模式的圖形用戶界面設計、輸入輸出流操作、多線程機制的實現、數據庫基本操作等，通過“做中學、學中做”，讓學生體驗“學以致用”的樂趣。

2）加大優質課程資源的應用與共享力度，合作打造更多“金課”。

充分利用已建成的優質在線課程，讓凝聚無數心血的資源化作育人的沃土。一方面應用北京理工大學的MOOC“大學計算機+虛擬實驗工場”，打造本校“線上線下混合式金課——大學計算機”；另一方面分享本團隊打造的在線開放課程“Java面向對象程序設計+虛擬仿真實驗平臺”，助力其他高校的課程建設，打造“線上線下混合式金課——Java程序設計/面向對象程序設計”。此外，基于中國大學MOOC平臺上的其他精品課程開設SPOC，促進本校課程的教學質量邁上新臺階。

3）開展多維度精準教學模型的研究與實踐，探索更多人才培養新途徑。

積極探索基于在線開放課程和智慧教學工具的多維度精準教學實施方案。充分發揮線上線下優勢互補，讓學生隨時、隨地、隨需自學線上課程，師生針對要點、難點深度互動，提高線下課堂傳授知識的效率和含金量。實現公共課與專業課差異化教學，普遍提高新時代大學生所需具備的信息素養，重點培養高科技行業所需要的計算機專業人才；同步提升計算思維和編程能力，鍛煉學生通過編程解決行業問題的思維方式和技術實現能力。通過個性化與工程化協同培養，既造就一批實現民族復興亟需的創新型人才，又造就一批中國智造亟需的新工科人才[6]。

5 結語

智慧教育以物聯網、云計算、大數據等智能信息技術為支撐，以應用為驅動，以服務為重心，以高效能、低消耗為實現途徑，將進一步促進技術與教育的深度融合，通過智能的技術設備，高效整合分布于全球的學習資源和學習群體，隨時隨地為每一位學生提供更全面的個性化學習支持服務。智慧教育突出強調知識共享、資源共享的重要性，是教育信息化發展的高級形態和必然趨勢。

數字教育走向智慧教育的進程中所建設的優質教育資源和所取得的教研成果，將推動著智慧教育研究向縱深發展。