新加坡高校智慧教育發展路徑研究及啟示

吳金棟

[摘 要]智慧教育是教育信息化發展的高級階段和未來教育的發展趨勢，目前受到高校越來越多的關注。新加坡南洋理工大學的智慧教育主要是以翻轉課堂的教學方式變革為特征，以教學大數據系統建設為核心，從明確培養定位、改革培養方案、創新教學方法和完善教學評價四個方面進行智慧教育改革。結合新加坡南洋理工大學智慧教育實施的成功經驗和目前我國智慧教育推進中面臨的難點，能夠從重在頂層設計、實在協調組織、難在條件建設和久在保障創新四個方面得到啟示，為行業院校智慧教育的發展進行有益探索。

[關鍵詞]智慧教育;教育改革;南洋理工大學

[中圖分類號] G420;G511 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2020）10-0001-05

隨著“互聯網+”模式在教育領域應用的不斷深入，智慧教育正在成為教育領域研究的重要方面。教育部發布的《教育信息化2.0行動計劃》[1]中提出了要以人工智能、大數據、物聯網等新興技術為基礎，依托各類智能設備及網絡，開展智慧教育創新示范，構建智慧學習支持環境，加快面向下一代網絡的高校智能學習體系建設，加強教育信息化學術共同體和學科建設等智慧教育創新發展行動任務。國內很多高校都在積極推進智慧教育的開展，從課堂教育、實踐環節到課外環節，都在進行智慧化的探索。但什么是智慧教育，怎樣才能真正使其與互聯網技術融合，避免表面智慧、實質不智慧和硬件智慧、軟件不智慧等情況發生，是智慧教育研究當前需要解決的主要問題。筆者有幸在新加坡南洋理工大學進行了為期三個月的訪學，而南洋理工大學在智慧教育改革方面走在世界前列，其在智慧教育方面走過的路、取得的經驗都應是國內高校在當前推進智慧教育過程中，特別是資源條件建設過程中應當汲取的有益借鑒。

一、新加坡智慧教育的提出和發展

智慧教育最早由美國提出，IBM公司從學習資源的開發、存儲，學習行為的分析、預測，學習空間的設計，學生關系管理，學習支持設施等多個維度出發，構建了智慧教育研究與實踐框架[2]。智慧教育是一個智能的、自適應的教學系統，是一種由學校、區域或國家提供的高學習體驗、高內容適配性和高教學效率的教育行為（系統），它能利用現代科學技術為學生、教師和家長等提供一系列差異化的支持和按需服務，能全面采集并利用參與者群體的狀態數據和教育教學過程數據來促進公平、持續改進績效并孕育教育的卓越，它能夠滿足知識社會對教學法、課程、評價、教師等新的要求。智慧教育將教育技術學領域關心的問題和目前教育學領域關心的問題有機關聯到一起，并嘗試從教育方針、政策、信息化的角度來解決教育公平的問題，但更多的是為了解決教育的卓越問題，即我們下一代培養的人是否卓越的問題[3]。

新加坡高度重視知識創新，在其“智慧國家2025”的10年計劃中提出要建設全球第一個智慧國家，其核心是“三個C”：連接（Connect）、收集（Collect）和理解（Comprehend）。新加坡智慧教育是智慧國家的重要組成部分，新加坡政府在教育方面的開支自2005年以來翻了一番，2017年，其教育投資達到129億新元，占國家總預算的17%。新加坡資訊通信發展管理局（IDA）與新加坡教育部（MOE）攜手合作[4]，推出了新加坡“未來學校”計劃，以鼓勵學校開展創新的教學方法，將新的科技運用到教學中去。“未來學校”是指通過在教學中使用最新的應用軟件，開發3D仿真學習情境模式，創新課程體系方法，培養師生自主創新能力、加強對外交流與學習等。智慧教育的核心理念是將教育從教會學生知識轉變為教會學生學會學習，使學生的創造性思維、互助協作能力等得到全面發展，使新加坡走在了信息科技運用的最前端，為實現所有學校都能使用信息科技的目標奠定了堅實的基礎。新加坡國立大學教育學院專門成立了一個項目來承擔探索新加坡未來智能化教育的任務[5]，該項目名稱為“未來教室3.0”，它通過融合多種智能化技術，使得新技術融合的研發能力與教學框架基礎上的課程相互促進。其將教室空間打造為一個融合動力學、4D沉浸技術、語義搜索及學習分析等20多種新技術的智能互動空間。

智慧教育是新加坡推動人才戰略、人才立國的重要途徑，在初等教育、高等教育、師資培養等方面都積極推進智慧教育模式改革，投入大量資金對教學設施、基礎條件、設備環境等進行相應的購置、布設、改造，并不斷加強以研究項目的形式投入對技術應用方式方法的研究，并取得了顯著的成績。

二、南洋理工大學智慧教育的發展路徑

（一）教育質量檢視和改革動力

對于高校辦學主體的本科教育，南洋理工大學一直高度重視，先后將其定位為培養技術專才、專業技術人才、跨學科博雅人才。2006年，學校實施自主化后，把對接新加坡地區及全球人才需求，培養跨學科博雅人才、培育未來領袖作為發展愿景。根據政府制定的自主化政策框架，政府賦予大學更大的靈活性、自主性、行政和財政自主權，鼓勵高校通過深化教育教學改革，為學生提供獨特的受教育經歷，并參與全球大學的競爭。自主化改革后，大學自主意識和責任感增強，執行企業化管理的更高標準，從而維護包括政府、學生、教師在內的利益相關者的最佳權益。

作為“互聯網時代原住民”的當代大學生，是高度數字化、網絡化、社交化和交互化的一代，因此，大學需要創新教學方法，尤其是在信息化環境下，為新生代學生提供EPIC教育，即Experiential（體驗）、Participatory（參與）、Image-driven（形象）和Connected（聯系）的教育。與此同時，大學必須確保其提供給學生的教育是與國際一流教育接軌和同步的，尤其是在互聯網學習時代，更有能力引進并高效利用高水平大學的優質教育資源來提高教學質量。

為此，南洋理工大學通過對其自身發展定位、辦學特色以及優勢不足等方面進行梳理，提出了學校愿景和使命是“創新高科技，奠定全球性卓越大學，全方位教育培養跨學科博雅人才”[6]，提出以Interface（交叉）為主要突破點，打造“可持續地球、新媒體、新絲綢之路、未來醫療、創新亞洲”五大巔峰領域，并以此培育未來領袖。本科教育是立校之本，南洋理工大學通過全面檢視本科教育，施行新本科教育，更新理念、創新方式，以培養具有社會責任感、國際視野、創新思維、終身學習能力的跨學科博雅人才。

（二）智慧教育改革內容

推進智慧教育改革是一項系統工程，涉及教育理念的轉變、教學模式的創新、教學方法的轉換、教學條件的建設、教學評價的完善等一系列工作。為推進新本科教育模式改革，學校成立了藍絲帶委員會（Blue Ribbon Commission： BRC），并下設學術文化、卓越教學、新課程、學生生活、未來教室信息化五個分委會[7]，分別就相應的改革內容提出建議，主要包括以下方面：

1.明確培養定位。“互聯網原住民”生活的世界是一個全球化的世界，是跨文化協作的世界，也是需要終身學習的世界。對于新生代大學生來說，專業知識與能力是必須的，但也是遠遠不夠的。為此，南洋理工大學將人才培養目標總結成“5C素養”，作為畢業生的培養目標定位，即Communication（溝通技巧）、Civil-mindedness（公民意識）、Creativity（創造力）、Character（個性）、Competence（能力）。南洋理工大學前校長安博威教授，曾將此總結為“X因素”，即畢業生應當具備正直的品格、領導才華、社會意識、學習成才、求知與創新思維，他認為只有具備這樣知識、能力、素養的人才能夠成為未來的領袖和精英。

2.改革培養方案。南洋理工大學根據人才培養定位，按照培養既有深入專業知識，又有廣泛領域知識的“T”型人才目標，調整培養方案，優化課程結構。為學生提供更多主修課程以外的選修課程，主輔修課程比例達到7：3，同時開設新的必修核心科目和“博雅英才課程”，為學生應對新的就業要求創造條件[8]。

3.創新教學方法。根據人才培養目標和當代大學生的學習特點，南洋理工大學將提高課堂互動性、學生參與度作為教學方法改革的目標，全面推行小班化教學，并逐步將所有小班化教學遷移到新建、改建的“未來教室”進行，開展研討式教學。根據不同課程的特點，分別設置講座（Lecture）和輔導（Tutorial），比例一般是1：2，規定輔導課必須由教師主持，且人數規模不得超過25人，實現“大班教學、小班研討”;學校給課程設置一定數量的博士生助理，主要工作是批改作業和課外答疑。

“互聯網+”給傳統的講授式教學模式帶來了巨大沖擊，海量且觸手可及的網絡信息徹底顛覆了傳統教學方式中師生在知識及相關信息上的非對稱性，從而推動大學課堂教學由知識講授向能力培養轉變。南洋理工大學以新成立的李光前醫學院為試點，逐步推廣線上線下的混合式學習，實施翻轉課堂教學方法改革。翻轉課堂作為混合式學習在“互聯網+”時代的一種新型教學模式，不僅將傳統課堂“課內學習知識、課外內化遷移”翻轉為“課前學習知識、課堂研討內化遷移、課后反思鞏固”，同時也扭轉了教師“一言堂”和傳統講授式教學“滿堂灌”的問題，極大地適應了新時代大學生參與式、社交化、互動式學習的需求。

4.完善教學評價。翻轉課堂教學模式的轉變帶來教學過程中角色行為的變化，原有對教師的評價體系，在新的教學模式下面臨著評價標準、評價方式的根本性變化。南洋理工大學在教師教學評價中，按照學生：同事：教學檔案：指導學生=4：2：1：1的比例計算分值，采取學生、同事、自我評價相結合的方式。

學生評價強調的是學生作為受教育者的主觀學習體驗和學習收獲，評估問卷設計的生動直觀、針對性強，例如：教師是否讓我參與、投入到此課程，并對課程感興趣;教師是否鼓勵我更深入、更有分析性地思考本課程的內容和概念，培養批判性思維等。學生給出5級打分，也可以給出具體的意見和建議。大學根據學生反饋表中的評價來考查和判斷教師是否適合擔任教學工作。如果三年平均達不到3分，該教師將無法續聘合同。

（三）智慧教育改革條件建設

南洋理工大學推進智慧教育模式改革，是以翻轉課堂的教學方式變革為特征，以教學大數據系統建設為核心開展的信息技術驅動下的教學改革。改革過程和所需條件與以往其他的教育教學改革主要是通過理念和教學方法的改變不同，此次改革更多的是依靠技術條件的承載，因此教學條件的建設好壞是智慧教育改革成敗的關鍵，沒有教學基礎條件改造的投入，沒有教學數據采集、分析、應用系統的設計和建設，改革不可能完成，更不可能切實提高學生的學習能力。

1.智慧教室的建設要素

環境條件建設的基本原則是便利性、舒適性、簡潔性。由于原有的教室內的教學組織方式發生了變化，教室的中心不再是教師，也不再有角落的信息衰減點，使得在教室中的每個人可以公平地參與到教學組織過程中來。因此，每個參與人能夠便捷獲取信息渠道就成為條件建設的首要因素。同時，由于研討式教學，課程的組織更為靈活，不再是排排坐形式的被動授課方式，學生將更多的時間用在進行查找資料和討論上，因此座位在不同姿態下的舒適性就是應該考慮的主要因素。再有，由于學生先前的成排座位模式變成了島型圍繞模式，課堂上學生之間交叉接觸的機會增多，布局應相對簡潔，避免由于復雜的布線或設施，帶來學生課堂安全問題的發生。

智慧教室是小班研討式教學開展的場所，它應當滿足研討式教學需要，便于學生獲取信息、討論研究、協同工作、分享展現。因此，一般在教室中上課的學生，無論所處的位置與教師之間的遠近，都應具備無差異化的“5連”，即連電、連網、連展示屏、連麥克風、連攝像頭。通過“5連”，能夠使每名學生在課堂中快速獲取和發布信息，提高學習和交流的效率，在有限時間內實現更高效的信息傳遞。

為此，南洋理工大學對學校信息化基礎設施以及教室等教學設施進行了信息化改造。大學IT服務部門依據“以世界一流的IT服務，支持南大成為全球卓越大學”的愿景，實現校園管理信息化和個人電子服務，提高工作效率和有效性，改善用戶體驗。大學根據課程教學、授課規模等要求，根據Lecture Theater、Lecture Room、Tutorial Room、Tutorial Room+的分類要求進行教室改造。Lecture Theater以學校現有學術報告廳進行改建;Lecture Room以學校現有的階梯大教室進行改建，主要是增加投影和音響設施，滿足多個班級、大規模上課需要;Tutorial Room立足單個班級的小班教學要求;Tutorial Room+教室采取靈活的島型教室布局，一般布置36個（6組×6個）座位、6臺液晶電視、交互式白板和可移動桌椅等，建成適合小組學習和協作要求的未來教室。四類教室均實現無線互聯網覆蓋，便于教師組織在線教學活動。目前，學校已經建成兩大學習中心The Hive和The ARC，其中The Hive擁有56間無角落教室，The ARC擁有60間，每個教室都布置了上述的座位、電視、白板等設施。

教室里的可移動座椅的建設也經過了多次探索，在The Hive建設的島型教室桌子為圓形，但在聽課和討論中，兩側人員彼此有干擾，無法讓學習者不收干擾地使用筆記本電腦或做筆記。在第二次建設中，使用的是兩個梯形拼接的學習桌，靈活性提高了，但活動的干擾性增大了。最終選擇的是呈六邊形的討論桌，比較適合讓每一位桌邊人獨立地工作。

2.大數據條件建設要素

智慧教育從教室形式上反映出的是圓桌圍坐的課堂布局，課程組織上“研討+分享”的授課學習過程，但其背后的支撐是對學生學習過程的數據采集、分析，并根據數據分析結果給出進一步學習的建議或考核的標準和要求。這就需要配套建設教學數據采集和分析系統，保證采集過程的有效性，分析過程的針對性。

南洋理工大學建設了學習研究與開發中心，專門開展學習能力的研究，并為基礎條件建設提供技術咨詢服務。學習中心在前期研究的基礎上為李光前醫學院學生開展翻轉課堂教學模式改革，并聯合英國倫敦帝國理工大學醫學院的優秀師資進行網絡視頻授課和模擬教學。針對學習過程組織和研究中的重點方面，在提前告知并得到學生的同意后，圍繞以下方面開展了數字采集和數據資源建設。

（1）學習資源建設。重點圍繞基礎課程和理論課程開展名師教學資源建設，目前在醫學院80%以上課程實現翻轉課堂教學，在實踐環節實現虛擬方式教學比例增至50%。通過學習資源建設，為學生提供全天候的教學服務，學生可以不限次、不限時、不限地瀏覽學習資源，根據自身的學習習慣和方式安排學習過程和進度。

（2）教學信息管理平臺建設。翻轉課堂需要有相應的管理系統，對學生的學習過程進行管理，南洋理工大學自主開發了學習管理系統，一方面進行學習資源的共享，另一方面通過信息系統記錄學生學習的過程要素，比如單次學習時長、學習時間段、課程間學習時長差別性等，通過積累學生學習大數據，為分析學習過程和學習行為提供依據，保證為學生提出的學習建議和提供的學習輔導有可行性和針對性。

（3）學習生理過程數據采集系統。人的學習是一個復雜的身心交互過程，為了更準確地反映學生學習過程中的生理狀態變化，揭示一般問卷調查無法達到的學生對自身狀態變化的感知，學習研究中心建立了相應的學習過程生理信息采集系統。通過該系統對學生學習過程進行更深入客觀的觀察，比如學生閱讀文獻的過程，通過記錄學生閱讀過程中眼睛的運動軌跡，與文獻語義句段間的關系進行比較研究，衡量學生閱讀能力、邏輯思維能力、分析思辨能力等。

（4）學習輔助支持系統。綜合各數據系統采集到的數據信息，學習中心建設了學習輔助支持系統，及時將存在閱讀困難、邏輯分析判斷困難的學生信息及時傳遞給相關學科教師，要求教師在規定時間內給予學生學習指導，保障學生的學習過程能夠順利推進并與其他課程形成良好銜接。

三、對我國智慧教育建設的啟示

南洋理工大學在智慧教育實施中積累了豐富經驗，并取得了顯著的成績，教育模式的轉變為南洋理工大學建設世界一流大學奠定了扎實的基礎，使得南洋理工大學在科研領域邁入世界一流高校的同時，在學習科學研究方面也走在世界前列，為新加坡建設未來學習中心做出重要貢獻。對南洋理工大學成功經驗進行分析，并對比我國當前智慧教育推進中面臨的難點，能夠從以下方面得到啟示[9]。

（一）重在頂層設計

智慧教育的推進不同于以往的教學模式改革，由于互聯網的應用正在改變著許多領域的組織方式，教育正是當前急速變化的領域之一。智慧教育的實施涉及教學模式改革、教學方法改變、基礎條件建設，牽一發而動全身，且整體資金投入量巨大，因此改革推進的頂層設計至為關鍵。南洋理工大學推動智慧教育實施，得到了校董會的大力支持，并在時任校長安博威教授的親自推動下，才獲得了良好的效果。因此，我國高校在推進智慧教育實施中，要提前做好統籌謀劃和整體設計，對于實施中的資金投入、模式改革、效果評價等關鍵難點領域都要結合本校狀況和能力細致謀劃，才能保證智慧教育改革不停留在表面，不成為爛尾工程。

（二）實在協調組織

由于智慧教育是以技術推動的教育方式方法變革，在高校內部涉及的就不僅僅是教學管理一個部門，必然要靠信息化管理、設備管理、后勤保障、基本建設等部門的通力協作，并且不是一時一事的協商協調，而是在整個教學組織過程中的常態化行為。這就需要在智慧教育改革初期的硬件條件設施建設中，同步籌劃整體運行協作機制的建立，避免條塊分割問題影響最終的協作運行。

（三）難在條件建設

南洋理工大學在設施條件建設過程中取得了良好的效果，The Hive和The ARC不但成了學生學習創新的場所，還成為新加坡地標性建筑物，但這些建筑建設過程中也受到了來自各方不同的質疑和評價。由于外形奇特、空間布局新奇、使用方式不同，其在建設實施過程中成本投入巨大，后期使用中維護和利用的門檻較高。特別是其背后的信息資源建設，雖然未變成一磚一瓦，但資金投入一點都不輸給純硬件，從某種程度上來說難度更高，而且使用過程中維護更難。條件建設不好，再好的想法也實現不了，因此軟硬件條件建設好壞是決定智慧教育改革成敗的關鍵所在。

（四）久在保障創新

南洋理工大學高效的行政保障服務體系和學習研究投入機制為智慧教育改革不斷發展提供了高水平的保障和支持，所有教學條件開放共享，與既有的信息系統互聯，既保障了相應條件的正常維護運行，又為后續學習過程研究提供了信息數據。同時，智慧教育正在快速發展變革之中，沒有哪一種方式是最好的，全世界都在探索中。因此，互聯網時代并不一定就有先發優勢，不斷創新圖變，才是保持領先的不二法則。

四、結語

當前全世界智慧教育都在探索實施過程中，由于互聯網拉平了時間和空間，國內高校在這方面的發展和研究也并不落后，但如何更好地走下去是我們需要思考的問題。每個國家有它的特點，智慧教育的產生也有當時的背景和條件，比如美國應用它是因為師資少、經費不足，新加坡開展起來則是因為辦學緊迫性和師資缺乏的問題，因此并沒有一個固定的原因和固定的模式來推進智慧教育改革，其需要的是結合學校自身的特點、需求、能力，綜合權衡、提前謀劃、穩步實施。由于資金投入量較大，運動式、突擊式的改革對于智慧教育來說是難以為繼的，這也是在改革實施中應當特別注意的。相信我們結合學校自身條件，擇其長處而用之，必能使之成為推進我國高校教育教學質量提升，建成世界一流大學的重要一步。

[ 參 考 文 獻 ]

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[3] 黃榮懷.智慧教育的三重境界：從環境、模式到體制[J].現代遠程教育研究，2014（6）：3-11.

[4] 王花蕾，李曉春.新加坡全面運用信息技術建設智慧國家[J].智能建筑與智慧城市，2016（12）：36-39.

[5] 鐘鈴.新加坡智慧城市建設的經驗及啟示：以河南濟源市城市建設為例[J].吉林工程技術師范學院學報，2016，32（3）：12-15.

[6] 劉宏，賈麗華，范昕.新加坡高校人才戰略的理念建構和實踐運作：以南洋理工大學為例[J].公共管理與政策評論，2017，6（4）：50-59.

[7] 盧艷蘭，張在喜.新加坡理工類大學人文素質教育芻議：以南洋理工大學為例[J].南昌航空大學學報（社會科學版），2011，13（4）：103-108.

[8] 章毓晉.嚴格的章程和規范的教學：新加坡南洋理工大學的教學管理[J].世界教育信息，2004（5）：41-43.

[9] 陳琳.智慧教育創新實踐的價值研究[J].中國電化教育，2015（4）：15-19.

[責任編輯：劉鳳華]