智慧教育視域下學(xué)校建設(shè)的目標(biāo)、特征與實(shí)踐

摘? ?要

智慧教育背景下，云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)等創(chuàng)新技術(shù)成為現(xiàn)代教育信息化的核心動力，給傳統(tǒng)教育和教學(xué)模式帶來了顛覆性、革命性的變革，各類學(xué)校正經(jīng)歷從“數(shù)字校園”快速邁入“智慧校園”的建設(shè)階段，學(xué)校的教學(xué)、管理、科研、服務(wù)和決策正加速邁向智慧化、感知化、現(xiàn)代化。

關(guān)鍵詞

智慧教育? 學(xué)校建設(shè)? 教育信息化

教育部《教育信息化2.0》《中國教育現(xiàn)代化2035》等政策的推出，開啟了我國教育信息化建設(shè)的2.0時代。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，教育和信息技術(shù)的深度融合，智慧教育、智慧校園等概念的提出，引發(fā)了教育信息化時代背景下學(xué)校建設(shè)變革的新浪潮。智慧教育是借助5G技術(shù)、人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)打造的智能化、感知化、泛在化的新教育模式，涵蓋課堂教學(xué)、校園建設(shè)、管理多個方面。智慧教育視域下的學(xué)校建設(shè)要以智慧教育為基本指導(dǎo)理念，以智能技術(shù)和設(shè)備為載體，深度運(yùn)用“云”計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等創(chuàng)新信息技術(shù)，打造智能化、信息化、感知化的新型智慧校園。

一、智慧教育視域下學(xué)校建設(shè)的目標(biāo)

在智慧教育視域下，學(xué)校建設(shè)仍然要以為立德樹人和培養(yǎng)社會主義事業(yè)建設(shè)者提供保障為終極目標(biāo)。學(xué)校建設(shè)要從時代需求出發(fā)，借助新信息技術(shù)手段，以智慧教育為目標(biāo)，通過最新信息技術(shù)手段，精準(zhǔn)匹配學(xué)習(xí)資源，實(shí)現(xiàn)自動感知教師的教和學(xué)生的學(xué)的過程，利用智能化、精準(zhǔn)化、個性化教育手段，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)最佳智慧型人才和最優(yōu)教學(xué)管理的學(xué)校形態(tài)，最終實(shí)現(xiàn)教育公平化、培養(yǎng)智慧化、教育個性化的目標(biāo)。

二、智慧教育視域下學(xué)校建設(shè)的特征

1.學(xué)校的教育環(huán)境更加智慧化

隨著5G技術(shù)、人工智能、大數(shù)據(jù)庫等新興技術(shù)在校園建設(shè)中的完成，智慧校園環(huán)境下的學(xué)習(xí)行為更加智能化，包括學(xué)習(xí)過程的行為、經(jīng)驗(yàn)和感知都將更加個性化和智能化。在5G技術(shù)、人工智能、AR/VR、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)等創(chuàng)新信息技術(shù)的支撐下，教育活動真正意義上實(shí)現(xiàn)了人機(jī)智能交互，為教育信息化提供了人工智能環(huán)境保障。

2.學(xué)校的課程資源更加智慧化

5G+智慧教育的教育信息化時代，智慧學(xué)校的教育課程資源絕大多數(shù)運(yùn)用數(shù)字化的方式體現(xiàn)。在數(shù)字化的背景下，智慧學(xué)校的課程、教材和配套資源將會前所未有的豐富，多樣性、復(fù)雜性、系統(tǒng)性、標(biāo)準(zhǔn)性的資源都整合到課程里，并以智能化的、能接受的方式傳授給學(xué)生。同時，在信息化的大環(huán)境下，為學(xué)生搭建開放的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺、智能化的圖書館、綜合性的學(xué)習(xí)資源平臺等，為每一個受教育者在享受個性化、智慧化學(xué)習(xí)過程的同時，又利用智能技術(shù)創(chuàng)造新的資源，達(dá)到教育資源最大化和共享教育的目的。

3.學(xué)校的教育評價(jià)體系更加智慧化

智慧教育視域下的學(xué)校，學(xué)生學(xué)習(xí)過程就是一個個數(shù)據(jù)匯聚、分析、反饋、再運(yùn)用的過程，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術(shù)的運(yùn)用，使學(xué)校能夠通過數(shù)據(jù)分析認(rèn)知、研判學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，并且對教師的“教”和“學(xué)”起到促進(jìn)作用，同時通過智能軟件進(jìn)行分析測評，打破師生缺乏互動的現(xiàn)狀，從全方位角度把學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行智能化、科學(xué)評價(jià)，并且有針對性地給學(xué)生提供學(xué)習(xí)規(guī)劃，這種評價(jià)系統(tǒng)是從“認(rèn)知”到“智能思考”再到“智能評價(jià)”的過程，使學(xué)校的教育評價(jià)體系更加智慧化。

4.學(xué)校的師資隊(duì)伍更加智慧化

信息時代的高速發(fā)展，雖然人工智能技術(shù)改變了傳統(tǒng)教育模式，但絕對不能取代教師在教育環(huán)節(jié)中的主導(dǎo)作用，反而更加要求教師通過再培訓(xùn)和再學(xué)習(xí)成為智慧教育的踐行者。智慧教師首先要從專業(yè)角度秉持科學(xué)的教育規(guī)律和正確的教育理念，夯實(shí)教育專業(yè)知識、跨學(xué)科知識，從現(xiàn)實(shí)教育規(guī)律出發(fā)開展教書育人的基本工作。其次，熟練掌握信息技術(shù)的智慧型教師是智慧教育視域下學(xué)校師資隊(duì)伍建設(shè)的重要組成部分，當(dāng)智慧學(xué)校系統(tǒng)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)和分析結(jié)果時，教師要具備能充分利用這些信息的能力，要能夠借助信息技術(shù)不斷創(chuàng)新教學(xué)資源，要能夠優(yōu)化自身教學(xué)活動，實(shí)現(xiàn)智慧教學(xué)、智慧教研、智慧學(xué)習(xí)的效果。

5.學(xué)校的校園管理更加智慧化

智慧教育視域下的學(xué)校管理被信息技術(shù)重新塑造，在信息技術(shù)使能下的校園管理平臺，把學(xué)校的固定資產(chǎn)、財(cái)務(wù)、學(xué)生、教師、校園安全、課程等管理過程數(shù)字化，變成數(shù)據(jù)記錄在信息系統(tǒng)中，形成互聯(lián)互通的整合式校園管理體系，大大提高了管理效率和智能化水平。

三、智慧教育視域下學(xué)校建設(shè)的實(shí)踐

在智慧教育的大背景下，學(xué)校建設(shè)不是簡單的另起爐灶，推倒重建，也不是簡單的信息技術(shù)改造，必須從全校通盤考慮，緊扣信息化和人工智能的時代背景，深刻理解智慧教育視域下學(xué)校建設(shè)的基本特征和目標(biāo)，從理論層面形成對智慧教育視域下學(xué)校建設(shè)的總體規(guī)劃，為學(xué)校建設(shè)提供各項(xiàng)實(shí)踐操作指導(dǎo)。因此，智慧學(xué)校的建設(shè)要具備穩(wěn)定、高速、快捷的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，能夠科學(xué)地綜合組織各類資源和服務(wù)，能夠智慧分析和研判各種情況，為教育者和受教育者提供個性化學(xué)習(xí)資源，它大致包含數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺建設(shè)、內(nèi)涵建設(shè)以及外部生態(tài)環(huán)境建設(shè)等三個方面。

1.學(xué)校的數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺建設(shè)

智慧教育視域下學(xué)校數(shù)據(jù)應(yīng)用建設(shè)大致可以分三個方面，一是利用各種信息技術(shù)手段對整個教育過程進(jìn)行數(shù)據(jù)收集的“感知”層;二是運(yùn)用智能體系對各類教育數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析的“分析層”，形成大數(shù)據(jù)庫和個性化學(xué)習(xí)檔案;三是基于分析結(jié)果提出智能化學(xué)習(xí)和教育改進(jìn)方案的“智能層”，為學(xué)校管理提供科學(xué)預(yù)測和指導(dǎo)。

首先，在校園各個角落建設(shè)傳感器，通過生物識別和傳感器技術(shù)把校園環(huán)境和教育過程的“感知”嵌入到校園網(wǎng)絡(luò)，通過建立統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺和師生的各自賬戶，實(shí)現(xiàn)關(guān)于學(xué)校師生活動的各類數(shù)據(jù)的收集。如在學(xué)校的教室、圖書館、體育場、學(xué)生宿舍等地建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)識別系統(tǒng)，同時嵌入到學(xué)校的物理設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，對學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡、休息時間、體育運(yùn)動軌跡，以及教師和學(xué)生在教育過程中的語言、表現(xiàn)和行為等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，通過配置智能識別終端和應(yīng)用軟件記錄整個教育過程，最終形成師生學(xué)與教的整體“感知”。

其次，基于數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)，建立強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫和結(jié)果反饋系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、整合及分析，并對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記化、格式化和結(jié)構(gòu)化，建立合適的分析框架和相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。如在課堂中收集學(xué)生的語言、面部表情、行為數(shù)據(jù)，通過“分析層”前期建立的各種標(biāo)準(zhǔn)對收集到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析，教師可以對學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)質(zhì)量、認(rèn)知風(fēng)格有針對性的了解及指導(dǎo)。

最后，通過前期數(shù)據(jù)分析比對、數(shù)據(jù)的融合共享，建設(shè)學(xué)校的應(yīng)用平臺，為師生教學(xué)提供科學(xué)的指導(dǎo)建議，為學(xué)校管理提供更有效的指導(dǎo)數(shù)據(jù)，更好地服務(wù)師生。如以前學(xué)生某學(xué)科的學(xué)習(xí)情況只有某科教師了解，但通過數(shù)據(jù)模型的對比，學(xué)校很容易發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)薄弱環(huán)節(jié)，可以針對性地調(diào)整教學(xué)安排，學(xué)校也可為教師加強(qiáng)針對性教研和改進(jìn)教學(xué)提供建議，實(shí)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)彎道超車。

2.學(xué)校的內(nèi)涵建設(shè)

（1）建設(shè)信息技術(shù)使能的智慧教育創(chuàng)新場景

①建設(shè)云課堂，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程互動教學(xué)。云課堂是一種全新的互動遠(yuǎn)程教學(xué)模式，在5G技術(shù)支持下，運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)超高效率、超便捷、實(shí)時互動的教學(xué)課堂方式，通常由云課堂系統(tǒng)、主教室端、遠(yuǎn)程教室端、學(xué)生端組成。學(xué)校把云課堂系統(tǒng)部署在云端，教師在與實(shí)體教室配置相同的主教室端講課，遠(yuǎn)程教室端和學(xué)生端可以采用平板、電腦、投影儀等工具通過5G網(wǎng)絡(luò)接入互動學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)在特殊情況學(xué)習(xí)者遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的目的。

②建設(shè)VR/AR教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)沉浸式學(xué)習(xí)。學(xué)校在云端部署VR/AR教學(xué)內(nèi)容，將VR/AR圖片和聲音高效編碼成音、視頻流，通過5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時傳輸?shù)浇K端，實(shí)現(xiàn)VR/AR教學(xué)應(yīng)用的操作。VR/AR虛擬教學(xué)課程，把知識轉(zhuǎn)化為數(shù)字的、可觀察的、交互式的虛擬事物，使學(xué)習(xí)者能夠在真實(shí)的空間中深刻理解學(xué)習(xí)的內(nèi)容，同時這種三維的、互動參與的、移動的、沉浸體驗(yàn)式的教學(xué)模式，可以顯著改善學(xué)習(xí)效果，提高教學(xué)質(zhì)量。

③建設(shè)智能分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)教和學(xué)的感知體系。智能分析是一種通過人工智能與教育行為的結(jié)合，達(dá)到對學(xué)生課堂行為、學(xué)習(xí)行為及教師教學(xué)行為的智能分析。良好的教學(xué)方法不僅是講、練、演，也體現(xiàn)在學(xué)生的課堂互動反應(yīng)上，智能教學(xué)分析就要綜合教與學(xué)的因素，采用視頻等智能技術(shù)對課堂互動、課堂學(xué)生抬頭率、積極響應(yīng)等進(jìn)行識別和分析，通過抓取學(xué)生的面部表情變化、人臉朝向等信息采用專注度模型自動分析學(xué)生課堂專注度;通過抓取學(xué)生抬頭率、舉手互動等信息采用互動分析模型自動分析統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，反過來給學(xué)校教育提供改善策略。

④建設(shè)智能靈活的學(xué)習(xí)終端。智能學(xué)習(xí)終端是一種遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)，把學(xué)校、學(xué)生、家長、教師端相互聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)高效教學(xué)、個性化的學(xué)情分析及科學(xué)的伴學(xué)指導(dǎo)。學(xué)生通過智能學(xué)習(xí)終端把自己的作業(yè)通過圖像采集模型上傳到云端，云端智能系統(tǒng)進(jìn)行作業(yè)智能批改、識別并整理錯題、AI輔助自主學(xué)習(xí)（包括自助答疑、智能作業(yè)批改等），同時還可以通過學(xué)生的學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)進(jìn)行個性化的練習(xí)推薦，分析學(xué)生知識點(diǎn)掌握情況、班級分?jǐn)?shù)分布與學(xué)科能力，乃至于整個年級的能力分布與學(xué)科能力統(tǒng)計(jì)。最終，智能學(xué)習(xí)終端實(shí)現(xiàn)以學(xué)習(xí)者為核心，智能管理教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，包涵教、學(xué)、測、練、評等全方面。

（2）建設(shè)綜合智慧校園系統(tǒng)

智慧校園是智慧教育的基礎(chǔ)，智慧教育視域下的校園建設(shè)強(qiáng)調(diào)學(xué)校在信息化的前提下進(jìn)行內(nèi)部資源的整合，實(shí)現(xiàn)學(xué)校管理向智慧化轉(zhuǎn)型。一是通過寬帶校園建設(shè)，實(shí)現(xiàn)校園寬帶的全覆蓋，為各種智慧教育創(chuàng)新應(yīng)用提供高速通道，對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行升級和改造，最終實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋和全接入;二是通過平安校園建設(shè)，為智慧型學(xué)校提供良好物理教學(xué)環(huán)境，利用人、設(shè)備和信息技術(shù)等手段，打造綜合校園安防體系;三是通過智聯(lián)校園建設(shè)，實(shí)現(xiàn)校園管理的人和物的全連接和智能連接，為校園管理提供智能管理。

3.學(xué)校的外部生態(tài)環(huán)境建設(shè)

智慧教育視域下學(xué)校建設(shè)除了需要學(xué)校自身努力外，還需要良好的外部環(huán)境的大力支持。通過借助學(xué)校外部力量，在學(xué)校智慧化建設(shè)過程中實(shí)現(xiàn)政府支持、企業(yè)創(chuàng)新參與、學(xué)校主導(dǎo)的建設(shè)格局。

首先，從政府角度而言，政府部門要從信息化角度合理制定學(xué)校智慧化建設(shè)規(guī)劃，從政策層面引導(dǎo)和推動學(xué)校智慧化建設(shè)的步伐，從教育資金投入層面保障學(xué)校智慧化建設(shè)正常進(jìn)行。其次，信息技術(shù)快速發(fā)展，要求學(xué)校必須與科技創(chuàng)新企業(yè)或機(jī)構(gòu)保持緊密聯(lián)系，盡最大可能爭取科研機(jī)構(gòu)或科技企業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新。建立友好的學(xué)校和高科技創(chuàng)新企業(yè)的溝通渠道，引導(dǎo)企業(yè)參與到學(xué)校智慧化建設(shè)實(shí)踐中，取得更好的技術(shù)服務(wù)和理念創(chuàng)新。

此外，智慧教師隊(duì)伍建設(shè)是智慧學(xué)校建設(shè)中最重要的一環(huán)，只有大批的智慧教師的投入和踐行才可以實(shí)現(xiàn)真正的智慧學(xué)校。智慧教師隊(duì)伍的建設(shè)需要學(xué)校在專業(yè)能力、教育技術(shù)培訓(xùn)等方面探索、總結(jié)。通過再教育提升教師的信息技術(shù)能力、教學(xué)創(chuàng)新能力、教學(xué)分析和應(yīng)用能力等智慧技能，使每一位教師成為專業(yè)素養(yǎng)和信息化技能齊備的智慧型人才，緊跟智慧學(xué)校建設(shè)的各個環(huán)節(jié)。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國教育部.教育部關(guān)于印發(fā)《教育信息化2.0行動計(jì)劃》的通知[EB/OL].（2018-04-18）[2019-08-12].

[2] 中共中央、國務(wù)院印發(fā).中國教育現(xiàn)代化2035》[EB/OL].（2019-02-23）[2019-05-23].

[3] 李小平，陳建珍，趙半年，等.AR/VR學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)問題的研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2017（08）：12-17.

[4] 趙濤.5G背景下的未來教育發(fā)展探索[J].智庫時代，2019，3（25）：10-11.

[5] 汪照.5G技術(shù)+AR等數(shù)字媒體的新教學(xué)模式多元化傳播[J].傳播力研究，2019，3（15）：197.

[6] 李小平，孫清亮.基于第五代移動通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)教育應(yīng)用研究[J].電化教育研究，2019，40（01）：52-58.

[7] 陶西平.積極推動人工智能和教育深度融合[N].中國教育報(bào)，2019-06-15（003）.

[8] 袁磊.5G時代的教育場景要素變革與應(yīng)對之策[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2019（03）：27-35.

[9] 蘭國帥.5G+智能技術(shù)：構(gòu)筑“智能+”時代的智能教育新生態(tài)系統(tǒng)[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2019（03）：3-15.

[10]? 郭紹青.人工智能對教育的革命性影響[N].學(xué)習(xí)時報(bào)，2019（03）：5-31.

[11] 王勝遠(yuǎn)，王運(yùn)武.5G+教育：內(nèi)涵、關(guān)鍵特征與傳播模型[J].重慶高教研究，2020（02）：35-47.

[12] 盧文輝.AI+5G視域下智適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺的內(nèi)涵、功能與實(shí)現(xiàn)路徑——基于智能化無縫式學(xué)習(xí)環(huán)境理念的構(gòu)建[J].遠(yuǎn)程教育雜志2019，37（03）：38-46.

[作者：裴祉鑒（1982-），男，江蘇徐州人，徐州醫(yī)科大學(xué)人事處助理研究員，碩士。]

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