智慧教育及其內(nèi)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(fā)展的信息技術(shù)為高等教育的教學改革創(chuàng)造了條件和技術(shù)支撐，尤其是近年來人工智能等新興技術(shù)的出現(xiàn)，使教育系統(tǒng)進行變革與創(chuàng)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(shè)的新征程，信息技術(shù)的進步使智慧教育成為主流應(yīng)用。

什么是智慧教育？本文對近年來智慧教育及其內(nèi)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(fā)展的重大戰(zhàn)略，從數(shù)字教育轉(zhuǎn)向智慧教育是全球教育發(fā)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(zhuǎn)型為智能學校，從而促進馬來西亞教育系統(tǒng)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(shè)國家范圍的教育基礎(chǔ)設(shè)施，使新加坡成為全球教育領(lǐng)域使用信息技術(shù)的創(chuàng)新中心[2]。韓國2011年推出了“智慧教育推進戰(zhàn)略”的教育政策，政策宗旨是數(shù)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(fā)了一套輔助教學的智慧教育信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成了教學數(shù)據(jù)的采集分析、為學生提供獨特的學習體驗及教學制度優(yōu)化等三部分，該系統(tǒng)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(fā)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(chuàng)作教案；Jeong[6]等人提出一種采用云架構(gòu)的智慧教育系統(tǒng)，可以傳送和分享各種教育內(nèi)容和教學資源，包括視頻、圖片、三維對象以及增強現(xiàn)實、虛擬現(xiàn)實場景等；也有學者針對智慧教育環(huán)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(shù)（如智能教學系統(tǒng)）、學習模式（如混合式學習、移動學習、協(xié)作學習等）、學習環(huán)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(yīng)用項目在運行。

三 國內(nèi)研究

國內(nèi)關(guān)于智慧教育的研究和應(yīng)用也一直在持續(xù)進行中。目前，主要的研究方向包括智慧教育的概念與內(nèi)涵、智慧教育的基本理論、智慧教育的體系結(jié)構(gòu)、教學模式及教學評價等方面。

（一） 起源及概念

國內(nèi)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(lǐng)域的內(nèi)涵結(jié)合，產(chǎn)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(fā)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(lǐng)域信息化的高端形式，是一種由教育機構(gòu)提供的，在學習體驗、內(nèi)容適配及教學效率等方面具備高質(zhì)量的教育行為，能夠利用教學大數(shù)據(jù)為學生、教師和家長提供差異化服務(wù)的教學過程；鐘曉流[12]等人分別從哲學和技術(shù)角度對智慧教育進行了闡述，認為它是通過信息化技術(shù)形成的教育生態(tài)，以智慧化的教學手段，培養(yǎng)、激發(fā)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(shù)構(gòu)建學習生態(tài)，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(yǎng)健康向上、思維敏捷、執(zhí)行力強、創(chuàng)新意識強的優(yōu)秀人才；楊現(xiàn)民[14]認為，智慧教育是基于云計算等新興信息技術(shù)構(gòu)造的物聯(lián)化、智能化、感知化、泛在化的教育生態(tài)系統(tǒng)，在提升現(xiàn)有教育系統(tǒng)的信息化、智慧化能力之上，實現(xiàn)信息技術(shù)與教學業(yè)務(wù)的深度融合，促進教育相關(guān)者的智慧學習能力與可持續(xù)化發(fā)展。

從學者們對智慧教育的定義看，智慧教育至少應(yīng)包含信息技術(shù)、教學實踐、教學主體、智慧等幾個關(guān)鍵元素，是這幾個因素的融合與提高而體現(xiàn)出的教學過程。所以，智慧教育本質(zhì)上應(yīng)該是在信息技術(shù)的支撐下，通過教師智慧的轉(zhuǎn)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(xiàn)。

（二） 基本理論

祝智庭[8]構(gòu)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(shù)支撐環(huán)境、教與學之間的關(guān)系，認為智慧教育應(yīng)該在信息化技術(shù)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(huán)境的角度出發(fā)進行探討，認為智慧學習環(huán)境是普通數(shù)字化學習環(huán)境的高端形態(tài)[15]，是教育技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，他認為智慧教育系統(tǒng)應(yīng)包括現(xiàn)代教育制度、現(xiàn)代教師制度、數(shù)字一代學生、智慧學習環(huán)境和教學模式五大要素[11]；楊現(xiàn)民[4]結(jié)合我國教育現(xiàn)狀與智慧教育發(fā)展目標，提出了智慧教育的發(fā)展路徑，建議通過建設(shè)公共服務(wù)平臺、接入智慧城市、建設(shè)示范區(qū)、提升教師數(shù)字教學智慧等方式發(fā)展智慧教育；鐘紹春[16]認為以信息化技術(shù)為支撐構(gòu)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(zhì)與內(nèi)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(jié)課，而是學校的教育理念、教師及學生的面貌是否足夠適應(yīng)。

（三） 體系架構(gòu)

楊現(xiàn)民[18]提出的“一個中心、兩類環(huán)境、三個內(nèi)容庫、四種技術(shù)、五類用戶、六種業(yè)務(wù)”的體系架構(gòu)，已經(jīng)成為發(fā)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(tǒng)，是教育改革的趨勢，具有信息化、網(wǎng)絡(luò)化、全交互、智能化及一體化的技術(shù)特征，集成了基礎(chǔ)支撐、教育環(huán)境、教育資源、教學管理及教學服務(wù)5大業(yè)務(wù)系統(tǒng)，基于此并結(jié)合標準體系和運行機制，設(shè)計了智慧教育的體系架構(gòu)；李艷燕[19]提出學科知識圖譜作為人工智能的關(guān)鍵技術(shù)之一，與智慧教育有很大的耦合性，在構(gòu)建智慧教育的體系結(jié)構(gòu)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(tài)體系，包含了智慧學習、智慧教學、智慧教育資源、支撐環(huán)境及智慧教育制度等組成。趙冰[21]也設(shè)計了智慧教育的體系結(jié)構(gòu)。

也有部分學者從云計算視角研究了智慧教育的體系架構(gòu)。張進寶[22]等人提出了智慧教育云架構(gòu)，設(shè)計了4種部署方式，并指出智慧教育云應(yīng)具有服務(wù)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(guān)鍵技術(shù)特征；殷寶媛[23]基于智慧教育云平臺的設(shè)計理念，提出了內(nèi)環(huán)（教學活動）、中環(huán)（網(wǎng)絡(luò)協(xié)作）和外環(huán)（技術(shù)支撐）的“三環(huán)”模型；宋蘇軒[24]基于云計算的三層體系框架構(gòu)建了智慧校園的總體架構(gòu)。

（四） 教學模式

黃榮懷[11]認為智慧教育是新型教學模式的創(chuàng)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(huán)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(yīng)有效利用信息化教學環(huán)境去改變傳統(tǒng)的課堂教學模式，由教師為中心的“教”轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W生為主體的“學”，既充分發(fā)揮了教師的主導作用，又能體現(xiàn)學生的主體地位，“教”與“學”的融合形成主導—主體相結(jié)合的教學模式；康偉[26]等人以智慧學習平臺為依托構(gòu)建了混合教學模式，融合了線下與線上教學的優(yōu)點，包含了課程設(shè)計、教學準備、教學過程、教學評價等內(nèi)容；陳琳[27]認為融創(chuàng)式智慧教學模式是實現(xiàn)智慧教育的核心，所謂“融創(chuàng)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(tài)融合”等多達10種的融合方式，培養(yǎng)具備創(chuàng)新創(chuàng)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(yīng)用標志兩方面提出了構(gòu)建智慧教學的基本思路。

（五） 技術(shù)支撐

鐘紹春[29]提出了建設(shè)智慧教育支撐系統(tǒng)的總體架構(gòu)。認為技術(shù)支撐系統(tǒng)應(yīng)能夠：（1）充分提供學習資源及學習工具，基于互聯(lián)網(wǎng)、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(jīng)驗，為“教”提供支撐；（3）基于大數(shù)據(jù)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(shù)支撐系統(tǒng)進行了分析與研究，認為技術(shù)支撐的核心在于數(shù)據(jù)分析并讓分析結(jié)果對學習者有意義，希望通過多技術(shù)集成，提高信息技術(shù)對智慧教育的支撐作用。

（六） 教學評價

劉正宗[31]依據(jù)平衡計分法構(gòu)建了智慧教育背景下高校人才實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)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(gòu)成，運用層次分析法建立了各級指標的權(quán)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(huán)境下學生評價特征的分析基礎(chǔ)上，構(gòu)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(zhuǎn)換

祝智庭在文獻[10]中提出，智慧教育下的教師應(yīng)成為學習設(shè)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(fā)生變化，從教學組織及課堂管理的角色轉(zhuǎn)變?yōu)閷W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(yīng)轉(zhuǎn)變角色，以自適應(yīng)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(zhuǎn)換傳統(tǒng)師生關(guān)系的角色定位，給學生提供更多的自主學習空間，教育事業(yè)才會更好的發(fā)展。

（八） 適用性研究

祝智庭[36]等人指出翻轉(zhuǎn)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(shè)計、評價方式等一系列因素；曹斯瑞[37]提出教師應(yīng)該適應(yīng)智慧教育模式下的翻轉(zhuǎn)教學，從強化信息技術(shù)能力、轉(zhuǎn)換自身角色、轉(zhuǎn)變教學觀念等方面入手，提高智慧教學的適應(yīng)性；韓勁松[38]等人認為應(yīng)從“師”“生”“科”“課”四個因素分析翻轉(zhuǎn)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(zhuǎn)教學應(yīng)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(nèi)的智慧教育研究進行了分析，認為國內(nèi)目前針對智慧教育的理論研究、信息技術(shù)、應(yīng)用場景及環(huán)境建設(shè)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(nèi)智慧教育領(lǐng)域的研究熱點，包含理論研究、教學模式、學習環(huán)境及學習方式、支撐體系、生態(tài)構(gòu)建等5個方面；董偉[41]基于動態(tài)主題模型（Dynamic Topic Model, DTM）對國內(nèi)的智慧教育研究進行分析，認為教學模式、支撐技術(shù)及資源建設(shè)是研究者偏重的方向，但研究主題之間缺乏關(guān)聯(lián)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(nèi)的研究熱點。

綜上，從現(xiàn)有與智慧教育的相關(guān)研究文獻分析，智慧教育的研究共有3條技術(shù)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(yǎng)“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(yǎng)出哲學和科學相結(jié)合的、有智慧的、善用信息技術(shù)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(yè)教師由園丁型、設(shè)計型轉(zhuǎn)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(yīng)時代發(fā)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(shù)，將以教師的“教”為核心的教學模式轉(zhuǎn)換為以學生的“學”為中心的學習方式，通過以信息技術(shù)支撐的智能環(huán)境、以混合式教學為模式的、以強調(diào)學生發(fā)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(chuàng)新能力的有用人才。這三條技術(shù)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(jié)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(yǎng)、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(shè)計及關(guān)鍵技術(shù)支撐環(huán)境的研究將是研究者、實踐者的發(fā)力方向。