智慧教育及其內涵研究綜述

李康樂，韓勁松，徐宏偉

（哈爾濱金融學院 計算機系，黑龍江 哈爾濱）

一 引言

不斷發展的信息技術為高等教育的教學改革創造了條件和技術支撐，尤其是近年來人工智能等新興技術的出現，使教育系統進行變革與創新的機會大大增加。教育部推出的《教育信息化2.0行動計劃》[1]開啟了教育信息化建設的新征程，信息技術的進步使智慧教育成為主流應用。

什么是智慧教育？本文對近年來智慧教育及其內涵的研究文獻進行了綜述分析。

二 國外研究

世界上多個國家已將智慧教育作為未來教育發展的重大戰略，從數字教育轉向智慧教育是全球教育發展的必然趨勢。

馬來西亞早在1999年就提出“智慧學校計劃”，到2010年將所有學校都轉型為智能學校，從而促進馬來西亞教育系統的整體性變革。新加坡在其iN2015計劃中提出實施智慧教育計劃，該計劃將建設國家范圍的教育基礎設施，使新加坡成為全球教育領域使用信息技術的創新中心[2]。韓國2011年推出了“智慧教育推進戰略”的教育政策，政策宗旨是數字化教材的普及推廣，希望以教材的變革推動教育體系的升級[3]。

IBM開發了一套輔助教學的智慧教育信息系統，該系統集成了教學數據的采集分析、為學生提供獨特的學習體驗及教學制度優化等三部分，該系統已在北卡羅來納州立大學、南洋理工大學等推廣實施[4]；Jo[5]等人研發了一種面向智慧教育的教案生成平臺，可以輔助教師快速創作教案；Jeong[6]等人提出一種采用云架構的智慧教育系統，可以傳送和分享各種教育內容和教學資源，包括視頻、圖片、三維對象以及增強現實、虛擬現實場景等；也有學者針對智慧教育環境下教師能力的評估工具進行了深入研究。

張歡[7]通過詞頻分析，對國外的智慧教育研究熱點進行了歸納，主要包括支撐技術（如智能教學系統）、學習模式（如混合式學習、移動學習、協作學習等）、學習環境及學習評價等4個主要方面。

可以說，國外教育界對智慧教育的研究不僅有理論研究，也已有實際應用項目在運行。

三 國內研究

國內關于智慧教育的研究和應用也一直在持續進行中。目前，主要的研究方向包括智慧教育的概念與內涵、智慧教育的基本理論、智慧教育的體系結構、教學模式及教學評價等方面。

（一） 起源及概念

國內對智慧教育的起源存在不同看法。祝智庭[8]認為智慧教育源于錢學森先生1997年提出的“大成智慧學”，胡欽太等[9]認為智慧教育源于IBM提出的“智慧地球”概念，“智慧地球”的理念與不同領域的內涵結合，產生了智慧城市、智慧交通、智慧教育等概念。教育部于2018年4月發布的《教育信息化2.0 行動計劃》首次在我國官方文件中提及了“智慧教育”這一概念[10]。

黃榮懷[11]認為智慧教育是教育領域信息化的高端形式，是一種由教育機構提供的，在學習體驗、內容適配及教學效率等方面具備高質量的教育行為，能夠利用教學大數據為學生、教師和家長提供差異化服務的教學過程；鐘曉流[12]等人分別從哲學和技術角度對智慧教育進行了闡述，認為它是通過信息化技術形成的教育生態，以智慧化的教學手段，培養、激發學生自身智慧的教學實踐過程；祝智庭[13]提出智慧教育就是通過信息技術構建學習生態，讓教師智慧的教，讓學生高效的學，以差異化的學習體驗，培養健康向上、思維敏捷、執行力強、創新意識強的優秀人才；楊現民[14]認為，智慧教育是基于云計算等新興信息技術構造的物聯化、智能化、感知化、泛在化的教育生態系統，在提升現有教育系統的信息化、智慧化能力之上，實現信息技術與教學業務的深度融合，促進教育相關者的智慧學習能力與可持續化發展。

從學者們對智慧教育的定義看，智慧教育至少應包含信息技術、教學實踐、教學主體、智慧等幾個關鍵元素，是這幾個因素的融合與提高而體現出的教學過程。所以，智慧教育本質上應該是在信息技術的支撐下，通過教師智慧的轉換教學模式與教學手段，讓學生能夠高效地獲得知識的一種教學過程的體現。

（二） 基本理論

祝智庭[8]構建了理解智慧教育的知識圖譜，描述了智慧教育背景下的技術支撐環境、教與學之間的關系，認為智慧教育應該在信息化技術的支撐下，通過老師智慧的教學過程引導學生智慧的學習；黃榮懷首先從智慧學習環境的角度出發進行探討，認為智慧學習環境是普通數字化學習環境的高端形態[15]，是教育技術發展的必然結果，他認為智慧教育系統應包括現代教育制度、現代教師制度、數字一代學生、智慧學習環境和教學模式五大要素[11]；楊現民[4]結合我國教育現狀與智慧教育發展目標，提出了智慧教育的發展路徑，建議通過建設公共服務平臺、接入智慧城市、建設示范區、提升教師數字教學智慧等方式發展智慧教育；鐘紹春[16]認為以信息化技術為支撐構建全新的教育體系，切實解決智慧教育的瓶頸問題，達到智慧的“教”與“學”是智慧教育的本質與內涵；張利[17]認為合理運用智慧教學能夠提升教學的有效性，但是智慧教育的實施不在于學校有幾間智慧教室，也不在于在智慧教室中上了幾節課，而是學校的教育理念、教師及學生的面貌是否足夠適應。

（三） 體系架構

楊現民[18]提出的“一個中心、兩類環境、三個內容庫、四種技術、五類用戶、六種業務”的體系架構，已經成為發展智慧教育的基本框架；鐘曉流[12]認為智慧教育實則是一個復雜的集成系統，是教育改革的趨勢，具有信息化、網絡化、全交互、智能化及一體化的技術特征，集成了基礎支撐、教育環境、教育資源、教學管理及教學服務5大業務系統，基于此并結合標準體系和運行機制，設計了智慧教育的體系架構；李艷燕[19]提出學科知識圖譜作為人工智能的關鍵技術之一，與智慧教育有很大的耦合性，在構建智慧教育的體系結構方面將提供助力；胡欽太[20]認為智慧教育是一個復雜的生態體系，包含了智慧學習、智慧教學、智慧教育資源、支撐環境及智慧教育制度等組成。趙冰[21]也設計了智慧教育的體系結構。

也有部分學者從云計算視角研究了智慧教育的體系架構。張進寶[22]等人提出了智慧教育云架構，設計了4種部署方式，并指出智慧教育云應具有服務情境識別、智能信息提取、智能信息處理、智能信息檢索、智能信息推送等五個方面的關鍵技術特征；殷寶媛[23]基于智慧教育云平臺的設計理念，提出了內環（教學活動）、中環（網絡協作）和外環（技術支撐）的“三環”模型；宋蘇軒[24]基于云計算的三層體系框架構建了智慧校園的總體架構。

（四） 教學模式

黃榮懷[11]認為智慧教育是新型教學模式的創新和變革，提出從宏觀、中觀及微觀三個層面分析和變革教學模式。宏觀層面由理念、環境和需求三要素組成；中觀層面包括教、學和課堂三個要素；微觀層面則是師、生和教材三個要素；何克抗[25]認為應有效利用信息化教學環境去改變傳統的課堂教學模式，由教師為中心的“教”轉變為以學生為主體的“學”，既充分發揮了教師的主導作用，又能體現學生的主體地位，“教”與“學”的融合形成主導—主體相結合的教學模式；康偉[26]等人以智慧學習平臺為依托構建了混合教學模式，融合了線下與線上教學的優點，包含了課程設計、教學準備、教學過程、教學評價等內容；陳琳[27]認為融創式智慧教學模式是實現智慧教育的核心，所謂“融創式教學模式”是采用“學生主體與教師主導融合、線上線下融合、課程形態融合”等多達10種的融合方式，培養具備創新創造能力的學生為教育目標的教學模式；唐燁偉[28]基于實踐教學，從智慧課堂的層次劃分、智慧課堂的應用標志兩方面提出了構建智慧教學的基本思路。

（五） 技術支撐

鐘紹春[29]提出了建設智慧教育支撐系統的總體架構。認為技術支撐系統應能夠：（1）充分提供學習資源及學習工具，基于互聯網、拓展學習途徑，為“學”提供支撐；（2）充分提供教學資源及教學經驗，為“教”提供支撐；（3）基于大數據分析，評價教與學情況；楊俊鋒[30]等人通過與金沙克教授的訪談，對智慧教育背景下的技術支撐系統進行了分析與研究，認為技術支撐的核心在于數據分析并讓分析結果對學習者有意義，希望通過多技術集成，提高信息技術對智慧教育的支撐作用。

（六） 教學評價

劉正宗[31]依據平衡計分法構建了智慧教育背景下高校人才實踐創新能力培養的評價指標體系，由4個一級指標、11個二級指標、20個三級指標構成，運用層次分析法建立了各級指標的權重，并通過模糊綜合評價法進行了實證分析；孫聘[32]基于對智慧學習環境下學生評價特征的分析基礎上，構建了智慧教育下的學生評價模式并給出了評價模式要素。

（七） 角色轉換

祝智庭在文獻[10]中提出，智慧教育下的教師應成為學習設計者、學習指導者、教育評估者及教育活動策劃者；盛俐[33]認為智慧教育下，由于學習方式、思維習慣及知識獲取渠道等諸多原因的變化，導致教師角色發生變化，從教學組織及課堂管理的角色轉變為學習方法的引導者、學習情況的分析者；顧建峰[34]認為智慧教育對學習者提出了更高的要求，學習者應轉變角色，以自適應的方式學會“智能化”的學習，并加強主動性與自我約束能力；胡鵬[35]認為智慧教育是以學生為中心，通過轉換傳統師生關系的角色定位，給學生提供更多的自主學習空間，教育事業才會更好的發展。

（八） 適用性研究

祝智庭[36]等人指出翻轉課堂的有效性依賴于教師的信息化教學能力、學生的信息化學習能力、學習平臺、學習資源、課程設計、評價方式等一系列因素；曹斯瑞[37]提出教師應該適應智慧教育模式下的翻轉教學，從強化信息技術能力、轉換自身角色、轉變教學觀念等方面入手，提高智慧教學的適應性；韓勁松[38]等人認為應從“師”“生”“科”“課”四個因素分析翻轉教學的普適問題，任何形式的教學改革都是為了提高“教”與“學”，智慧教育下的翻轉教學應該有價值、有意義。

（九） 研究熱點分析

梅莉[39]等人分別通過知識圖譜及文獻計量法對國內的智慧教育研究進行了分析，認為國內目前針對智慧教育的理論研究、信息技術、應用場景及環境建設進行了較多的研究，認為理論研究先行于實踐研究，缺乏對智慧型教師的研究；何文珍[40]基于知識圖譜和共詞矩陣，歸納了國內智慧教育領域的研究熱點，包含理論研究、教學模式、學習環境及學習方式、支撐體系、生態構建等5個方面；董偉[41]基于動態主題模型（Dynamic Topic Model, DTM）對國內的智慧教育研究進行分析，認為教學模式、支撐技術及資源建設是研究者偏重的方向，但研究主題之間缺乏關聯性和交叉性，相對分散；馬建軍[42]也通過不同的分析方法對智慧教育的研究方向進行了分析，他認為智慧教育的功能及其理論研究、教學模式是國內的研究熱點。

綜上，從現有與智慧教育的相關研究文獻分析，智慧教育的研究共有3條技術路線。

1.以錢學森先生1997年提出的“大成智慧學”說為代表的，以培養“智慧”學生為主要思想的智慧教育體系，要“集大成，得智慧”，培養出哲學和科學相結合的、有智慧的、善用信息技術解決問題的智慧學生[43]。

2.由2000年初期陳云愷[44]、田慧生[45]等學者提出的智慧教師為研究方向，呼喚授業教師由園丁型、設計型轉換為智慧型，以自身的人格魅力、較高的教育智慧水平進行教學實踐，以期培育出適應時代發展的新型人才。

3.2012年以后，祝智庭、余詩佳[46]等眾多學者主張的借助信息技術，將以教師的“教”為核心的教學模式轉換為以學生的“學”為中心的學習方式，通過以信息技術支撐的智能環境、以混合式教學為模式的、以強調學生發揮自主學習為原則的智慧教學，使當代大學生成為有正確人生觀、價值觀、有創新能力的有用人才。這三條技術路線，綜合起來就是要求智慧教師通過智慧教育，成就智慧學生。

四 結語

除以上學者們公認的研究方向及熱點外，智慧教育背景下的智慧教師培養、學習方式變革、評價方式變革、學科及課堂適用性等方面的研究尚有不足，智慧教學模式設計及關鍵技術支撐環境的研究將是研究者、實踐者的發力方向。