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智慧教育體系架構(gòu)與關(guān)鍵支撐技術(shù)
作者：楊現(xiàn)民余勝泉
中國電化教育 2015年05期
中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
自從2008年IBM首次提出“智慧地球”概念，“智慧地球”戰(zhàn)略得到了世界各國的普遍認(rèn)可。智慧城市作為智慧地球戰(zhàn)略的重要組成部分，已被眾多發(fā)達(dá)國家納入科技發(fā)展規(guī)劃。2012年12月我國正式啟動了國家智慧城市試點工作，國內(nèi)很多大中城市規(guī)劃文件中明確提出建設(shè)智慧城市。教育對未來城市的發(fā)展起著決定性的作用。隨著交通、醫(yī)療、物流、能源等各個領(lǐng)域智慧化水平的不斷提升，教育領(lǐng)域面臨前所未有的壓力和挑戰(zhàn)。不可否認(rèn)，教育信息化的發(fā)展水平在我國信息化產(chǎn)業(yè)體系中目前處于落后位置，是制約國家信息化整體水平提升的“短板”。如何提升教育領(lǐng)域的智慧化水平，與其他領(lǐng)域并驅(qū)發(fā)展，是未來智慧城市發(fā)展面臨的重大現(xiàn)實問題。
目前，北京、上海、廣州、寧波等城市正在緊鑼密鼓地推進(jìn)智慧教育的規(guī)劃與實施。在前期參與一些城市智慧教育發(fā)展規(guī)劃項目的過程中發(fā)現(xiàn)，研究者、企業(yè)人士、教育機(jī)構(gòu)領(lǐng)導(dǎo)等對智慧教育的理解仍比較“模糊”，不清楚智慧教育系統(tǒng)究竟包括哪些要素，該如何建設(shè)。本文在調(diào)研國內(nèi)外智慧教育研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，嘗試構(gòu)建了智慧教育的體系架構(gòu)，并對智慧技術(shù)在教育領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用思路進(jìn)行設(shè)計，期望能對國內(nèi)智慧教育建設(shè)帶來一定啟發(fā)。
二、智慧教育研究現(xiàn)狀
信息化視角下的智慧教育研究剛剛起步，國內(nèi)外已有一些研究者和實踐者開始對智慧教育進(jìn)行前期探索。
(一)國內(nèi)研究現(xiàn)狀
當(dāng)前智慧教育在實踐層面提的比較多，國內(nèi)外一些IT企業(yè)(如IBM、方正、華為等)紛紛提出了智慧教育解決方案，學(xué)術(shù)層面的研究剛剛起步。國內(nèi)自2011年開始出現(xiàn)從教育信息化發(fā)展角度專門探討智慧教育的研究成果。
智慧教育內(nèi)涵方面，祝智庭、尹恩德、金江軍等學(xué)者分別從不同視角出發(fā)進(jìn)行了闡釋。祝智庭教授[1]構(gòu)建了理解智慧教育的基本圖式，描述了智慧教育、智慧環(huán)境(智慧計算是其核心技術(shù))和智慧教學(xué)三者之間的關(guān)聯(lián)性，認(rèn)為智慧教育要以智慧學(xué)習(xí)環(huán)境為技術(shù)支撐，以智慧教學(xué)法為催化促導(dǎo)，以智慧學(xué)習(xí)為根本基石。尹恩德[2]認(rèn)為，智慧教育是指運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云計算為代表的一批新興的信息技術(shù)，統(tǒng)籌規(guī)劃、協(xié)調(diào)發(fā)展教育系統(tǒng)各項信息化工作，轉(zhuǎn)變教育觀念、內(nèi)容與方法，以應(yīng)用為核心，強(qiáng)化服務(wù)職能，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、個性化、智能化、國際化的現(xiàn)代教育體系。金江軍[3]認(rèn)為，智慧教育是教育信息化發(fā)展的高級階段，是教育行業(yè)的智能化，與傳統(tǒng)教育信息化相比表現(xiàn)出集成化、自由化和體驗化三大特征。
智慧教育技術(shù)架構(gòu)方面，也有部分學(xué)者從云計算入手研究了智慧教育云平臺的架構(gòu)。葛虹[4]對區(qū)域智慧教育云構(gòu)建的方法、技術(shù)與策略進(jìn)行了研究，指出區(qū)域智慧教育要以實現(xiàn)教育管理信息化、學(xué)校應(yīng)用信息化、社會教育信息化為功能目標(biāo)，要加強(qiáng)教育城域網(wǎng)的建設(shè)與教育信息樞紐的構(gòu)建，大力實施云戰(zhàn)略，促進(jìn)教育信息資源的區(qū)域無縫共享和深入應(yīng)用。張進(jìn)寶等人[5]提出了智慧教育云架構(gòu)，指出智慧教育云具有服務(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。亞洲教育網(wǎng)開發(fā)了支持廣電網(wǎng)、電信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)三網(wǎng)融合的智慧教育云平臺，該平臺以公共服務(wù)器集群為基礎(chǔ)，提供Iaas、Paas、Saas三層服務(wù)，滿足教育行業(yè)的資源開放與共享需求，同時支持手機(jī)、電腦、電視跨平臺訪問[6]。
此外，智慧教育環(huán)境的建設(shè)也是國內(nèi)研究者關(guān)注的重點。不少學(xué)者分別對智慧校園[7][8]和智慧教室[9][10]的概念、特征、系統(tǒng)構(gòu)建、技術(shù)方案等進(jìn)行了研究。
(二)國外研究現(xiàn)狀
當(dāng)前，國際上的智慧教育研究主要以韓國學(xué)者為主。韓國2011年正式頒布“智慧教育推進(jìn)戰(zhàn)略”，隨后一大批研究者紛紛開始探索智慧教育。
Choi & Lee[11]介紹了韓國正在推進(jìn)的智慧教育行動計劃，該計劃強(qiáng)調(diào)物理的智慧教育環(huán)境建設(shè)和教育內(nèi)容的開發(fā)，此外還考慮到智能設(shè)備、無線網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)以及教師信息技術(shù)應(yīng)用能力的提升。Kim等人[12]認(rèn)為高度發(fā)達(dá)的信息技術(shù)在教育中的應(yīng)用已經(jīng)成為全球的發(fā)展趨勢，智慧學(xué)習(xí)是以泛在學(xué)習(xí)和社會化學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)形成的新型學(xué)習(xí)范式。An等人[13]重點對智慧教育內(nèi)容進(jìn)行了研究，指出智慧教育需要為學(xué)習(xí)者提供智慧的、合適的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)習(xí)者可以按需獲取任何學(xué)習(xí)材料，這些學(xué)習(xí)材料要經(jīng)過精心組織，以方便學(xué)習(xí)者的使用。
智慧教育系統(tǒng)研發(fā)也取得了一定進(jìn)展。Jo，Parker & Lim[14]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。Jo，Yang & Lim[15]基于智慧教育的核心理念設(shè)計開發(fā)了一套結(jié)構(gòu)化的插件式智慧教育系統(tǒng)，該系統(tǒng)由智慧內(nèi)容服務(wù)子系統(tǒng)和家校學(xué)習(xí)子系統(tǒng)組成。智慧內(nèi)容服務(wù)子系統(tǒng)用來創(chuàng)建、管理、關(guān)聯(lián)學(xué)習(xí)內(nèi)容，家校學(xué)習(xí)子系統(tǒng)用來支持協(xié)作學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)。Jeong，Kim & Yoo[16]提出一種采用云架構(gòu)的智慧教育系統(tǒng)，可以遞送和分享各種增強(qiáng)型的教育內(nèi)容，包括視頻、圖片、三維對象以及增強(qiáng)現(xiàn)實、虛擬現(xiàn)實場景。此外，還有部分學(xué)者對智慧教育環(huán)境下的教師能力評估工具[17]進(jìn)行了研究。
此外，針對目前智慧學(xué)習(xí)者大多使用電子教科書提供的批注、書簽和筆記功能進(jìn)行學(xué)習(xí)的現(xiàn)象，Kim，Sohn & Lee[18]提出了注釋內(nèi)容的學(xué)習(xí)模型，以分析學(xué)習(xí)者在電子教科書中的注釋與筆記行為。并且在該模型的基礎(chǔ)上開發(fā)出相似的算法，能找到有類似學(xué)習(xí)風(fēng)格的學(xué)生所創(chuàng)建的注釋或筆記，實現(xiàn)學(xué)習(xí)者之間交流和共享知識、想法、經(jīng)驗，在很大程度上促進(jìn)了資源的進(jìn)化，并形成關(guān)于某一學(xué)習(xí)主題的資源圈。這些有類似學(xué)習(xí)風(fēng)格的學(xué)習(xí)者也可以創(chuàng)建網(wǎng)上社區(qū)，建立起較為穩(wěn)定的學(xué)習(xí)共同體和人際圈。Scott & Benlamri[19]等人采用語義Web技術(shù)和泛在技術(shù)開發(fā)了智慧學(xué)習(xí)空間，可以向?qū)W習(xí)者提供情境感知服務(wù)，如通過感知學(xué)習(xí)者的位置和學(xué)習(xí)活動情況，向?qū)W習(xí)者智能推送個性化的學(xué)習(xí)資源，并能高效地促進(jìn)學(xué)習(xí)者之間的交流和實時共享學(xué)習(xí)資源。
總的來說，上述研究對于普及智慧教育理念、推動智慧教育云平臺建設(shè)起到了重要的“奠基”作用。然而，智慧教育是一個宏大的系統(tǒng)工程，當(dāng)前研究更多地聚焦在教育云服務(wù)平臺的研發(fā)上，忽視了智慧教育體系的整體架構(gòu)。智慧教育系統(tǒng)究竟包含哪些要素？其核心業(yè)務(wù)又有哪些？關(guān)鍵性的支撐技術(shù)是什么？如何創(chuàng)新應(yīng)用？……這些問題已成為智慧教育戰(zhàn)略推進(jìn)過程中亟待解決的關(guān)鍵問題。
三、智慧教育體系架構(gòu)
智慧教育是依托物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、無線通信等新一代信息技術(shù)所打造的智能化教育信息生態(tài)系統(tǒng)，是數(shù)字教育的高級發(fā)展階段，旨在提升現(xiàn)有數(shù)字教育系統(tǒng)的智慧化水平，實現(xiàn)信息技術(shù)與教育主流業(yè)務(wù)的深度融合(智慧教學(xué)、智慧學(xué)習(xí)、智慧管理、智慧評價、智慧科研和智慧服務(wù))，促進(jìn)教育利益相關(guān)者(學(xué)生、教師、家長、管理者、社會公眾等)的智慧養(yǎng)成與可持續(xù)發(fā)展[20]。依據(jù)上述定義，筆者構(gòu)建了智慧教育體系架構(gòu)(如圖1所示)。智慧教育體系可以概括為“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)”。
需要說明的是，智慧教育不是孤立的系統(tǒng)，而是智慧城市的重要組成部分。因此，智慧教育體系架構(gòu)需要通過標(biāo)準(zhǔn)的接口規(guī)范與智慧城市中的其他智慧系統(tǒng)(醫(yī)療、交通、城管、物流、能源等)進(jìn)行連通，共享基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。智慧教育將改變教育產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)，促進(jìn)傳統(tǒng)教育產(chǎn)業(yè)的升級，形成規(guī)�；闹腔劢逃a(chǎn)業(yè)，從而為智慧教育的可持續(xù)發(fā)展提供源源不斷的技術(shù)、產(chǎn)品和服務(wù)保障。智慧教育產(chǎn)業(yè)的快速、健康、有序發(fā)展離不開標(biāo)準(zhǔn)，因此智慧教育系列標(biāo)準(zhǔn)也是智慧教育體系的重要組成部分。此外，為了保障智慧教育的可持續(xù)發(fā)展，需要配套相應(yīng)的建設(shè)保障機(jī)制和應(yīng)用推進(jìn)機(jī)制。
圖1 智慧教育體系架構(gòu)
(一)一個智慧云中心
“智慧教育云中心”是帶動一個國家或地區(qū)教育信息化整體飛躍發(fā)展的關(guān)鍵，對突破教育信息化中普遍存在的“資金難籌措”“應(yīng)用難推進(jìn)”“共享難實施”等三大瓶頸有著至關(guān)重要的作用。因此，智慧教育發(fā)展要將智慧教育云中心的建設(shè)放在首要位置。智慧教育云中心要提供統(tǒng)一門戶、統(tǒng)一身份認(rèn)證、統(tǒng)一接口和統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心等基礎(chǔ)支持服務(wù)，有效整合現(xiàn)有的軟硬資源和信息數(shù)據(jù)，為學(xué)校提供計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)安全等計算資源服務(wù)，實現(xiàn)通用教育業(yè)務(wù)的集中化管理和信息資源的按需分配；整合現(xiàn)有各類教育軟件系統(tǒng)，促進(jìn)應(yīng)用系統(tǒng)貫通與集成，形成基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)環(huán)境的集成、智能的信息平臺，為廣大教育用戶提供“人人通”空間服務(wù)。智慧教育云中心的建設(shè)要合理定位，適度超前規(guī)劃，構(gòu)建基于人、財、物、教學(xué)資源等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的大集中方式的應(yīng)用系統(tǒng)平臺，使其成為教育數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)運(yùn)算、網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)、應(yīng)用服務(wù)的中心和樞紐，支撐全系統(tǒng)教育信息化應(yīng)用工作的開展。
(二)兩類智慧環(huán)境
智慧環(huán)境是智慧教育實施的基礎(chǔ)和保障，需要創(chuàng)新應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、語義網(wǎng)、移動通信等新一代信息技術(shù)，完善兩類智慧教育環(huán)境，分別是支持學(xué)校教育的智慧校園和支持終身教育的學(xué)習(xí)型智慧城區(qū)。智慧校園重點建設(shè)智慧教室、智慧備課室、智慧語音室、智慧圖書館(學(xué)校)、智慧探究實驗室等智慧型功能室；對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行升級與改造，普及高速無線校園網(wǎng)；建設(shè)基于RFID技術(shù)和傳感器技術(shù)的智慧型教育裝備，使其能實現(xiàn)各類物體的互連、識別，以及智能化的數(shù)據(jù)傳遞服務(wù)。可將RFID應(yīng)用于教育管理領(lǐng)域，如學(xué)生行蹤、門禁系統(tǒng)、圖書管理等；將傳感器應(yīng)用于課程內(nèi)外教學(xué)中，如實驗活動的開展、學(xué)生聽課狀況的記錄、學(xué)生健康安全的監(jiān)測等方面。學(xué)習(xí)型城區(qū)建設(shè)要以區(qū)域教育寬帶網(wǎng)為主要平臺，充分利用教育信息化的基礎(chǔ)設(shè)施和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育手段，重點建設(shè)除了智慧校園以外的各種智慧化學(xué)習(xí)環(huán)境，包括智慧博物館、智慧美術(shù)館、智慧圖書館、智慧公園、智慧社區(qū)、智慧教育探究基地等，支持社會大眾的終身學(xué)習(xí)。
(三)三個智慧內(nèi)容庫
學(xué)習(xí)資源是實現(xiàn)教育系統(tǒng)變革的基礎(chǔ)，是教育智慧沉淀、分享的重要載體。需要重點建設(shè)三個沉淀智慧的內(nèi)容庫，包括學(xué)習(xí)資源庫、開放課程庫和管理信息庫。
1.學(xué)習(xí)資源庫。學(xué)習(xí)資源庫是教師智慧教學(xué)和學(xué)習(xí)者智慧學(xué)習(xí)所需資源的基本來源，該庫主要由教學(xué)案例、多媒體課件、試題和試卷、電子圖書、媒體素材、資源目錄索引、教育網(wǎng)站、研究專題、認(rèn)知工具、文獻(xiàn)資料等資源組成。學(xué)習(xí)資源庫的建設(shè)要以應(yīng)用為導(dǎo)向，緊密圍繞新課程，統(tǒng)一整合來自多個渠道的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，以自建與購買相結(jié)合的模式建設(shè)新課程教育教學(xué)資源網(wǎng)站群，建立符合新的國家課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)資源體系以及相應(yīng)的建設(shè)和應(yīng)用模式，促進(jìn)優(yōu)秀教育教學(xué)資源廣泛共享與應(yīng)用。此外，還可以通過數(shù)據(jù)挖掘、語義技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)將教學(xué)和學(xué)習(xí)活動中生成性信息資源進(jìn)行持續(xù)采集，加工整理后入庫。
2.開放課程庫。隨著MOOCs熱潮在全球范圍內(nèi)的興起和發(fā)展，開放課程資源的建設(shè)共享已成為國際教育資源發(fā)展的重要趨勢。開放課程庫的建設(shè)要堅持開放共享的理念，建立合理、可行、有效的課程資源建設(shè)與分享模式；部署開放教育應(yīng)用平臺，建設(shè)一批通過網(wǎng)絡(luò)向社會大眾提供可公開訪問的，并支持超大規(guī)模學(xué)生交互式參與的在線課程；建立促進(jìn)區(qū)域開放課程動態(tài)生成、有序進(jìn)化的共建共享體系，吸引e-Learning服務(wù)商、出版社、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)、學(xué)校等廣泛參與各類開放課程建設(shè)，并將現(xiàn)有的網(wǎng)易公開課、新浪公開課、鳳凰微課等開放課程資源通過合理途徑集成到開放課程庫中。
3.管理信息庫。管理信息庫在整個智慧資源體系中占有重要地位，管理信息的大規(guī)模、標(biāo)準(zhǔn)化采集是實現(xiàn)教育業(yè)務(wù)智慧管理的重要前提。教育管理信息數(shù)據(jù)是教育行政部門經(jīng)常需要用到的一些基礎(chǔ)業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)，如學(xué)生、教師、教學(xué)、科研、體衛(wèi)、設(shè)備、房產(chǎn)、辦公等。應(yīng)統(tǒng)一開發(fā)校務(wù)與教學(xué)管理系統(tǒng)，統(tǒng)一使用數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，與地區(qū)教育信息數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫無縫連接，實現(xiàn)教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的從下到上的持續(xù)采集與動態(tài)更新。
(四)四種智慧技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、泛在網(wǎng)絡(luò)是支撐智慧教育“大廈”構(gòu)建的關(guān)鍵技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)是智慧教育系統(tǒng)建設(shè)的“智慧支柱”，泛在網(wǎng)絡(luò)和云計算技術(shù)是智慧教育系統(tǒng)建設(shè)的“智慧底座”。
1.物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)是指通過各種信息傳感設(shè)備，實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程等各種需要的信息，與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)，其目的是實現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接，方便識別、管理和控制[21]。物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)是信息采集，目前主要采用傳感器和電子標(biāo)簽等方式完成，傳感器用來感知采集點的環(huán)境參數(shù)，電子標(biāo)簽用于對采集點的信息進(jìn)行標(biāo)識。采集后經(jīng)過無線網(wǎng)絡(luò)上傳至網(wǎng)絡(luò)信息中心存儲，并利用各種智能技術(shù)對感知數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理以實現(xiàn)智能控制。
2.大數(shù)據(jù)。“大數(shù)據(jù)”一詞自從2011年提出以來，已成為當(dāng)前最為炙手可熱的IT技術(shù)。大數(shù)據(jù)的來源廣泛，包括海量的、多樣化的交易數(shù)據(jù)、交互數(shù)據(jù)與傳感數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)是一系列收集、存儲、管理、處理、分析、共享和可視化技術(shù)的集合[22]。大數(shù)據(jù)并非等同于大量的數(shù)據(jù)，其具有兩個更加重要的特征：跨領(lǐng)域數(shù)據(jù)的交叉融合與數(shù)據(jù)的流動生長。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)相比具有非結(jié)構(gòu)化、分布式、量大等特性。大數(shù)據(jù)的核心技術(shù)包括大規(guī)模并行處理數(shù)據(jù)庫、分布式文件系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫、云計算平臺、互聯(lián)網(wǎng)和可擴(kuò)展的存儲系統(tǒng)。
3.云計算。云計算是繼個人計算機(jī)變革、互聯(lián)網(wǎng)變革之后的第三次IT浪潮，已成為我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。云計算中的“云”主要用來強(qiáng)調(diào)計算泛在性和分布性，實質(zhì)上是分布式計算、并行計算和網(wǎng)格計算等技術(shù)的發(fā)展[23]。云計算熱潮的出現(xiàn)源于其能夠?qū)⒎植荚诟鞯氐姆⻊?wù)器群進(jìn)行網(wǎng)聯(lián)，能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模計算能力、海量數(shù)據(jù)處理和信息服務(wù)的需求。
4.泛在網(wǎng)絡(luò)。泛在網(wǎng)絡(luò)是通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的高度協(xié)同和融合，將實現(xiàn)跨網(wǎng)絡(luò)、跨行業(yè)、跨應(yīng)用、異構(gòu)多技術(shù)的融合和協(xié)同[24]。泛在網(wǎng)絡(luò)將信息空間與物理空間實現(xiàn)無縫的對接，其服務(wù)將以無所不在、無所不包、無所不能為三個基本特征，幫助人類實現(xiàn)任何時間、任何地點、任何人、任何物都能順暢地通信，都能通過合適的終端設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，獲得前攝性、個性化的信息服務(wù)[25]。
智慧教育系統(tǒng)的建設(shè)需要綜合應(yīng)用多種信息技術(shù)，除了上述四種智慧技術(shù)外，增強(qiáng)現(xiàn)實、定位導(dǎo)航等先進(jìn)技術(shù)的不斷發(fā)展，也將為智慧教育系統(tǒng)的構(gòu)建提供重要支撐。
(五)五類服務(wù)用戶
教育管理者、教師、學(xué)生、家長和社會公眾是智慧教育系統(tǒng)的五類核心用戶。智慧教育要為各類用戶提供最需要、最適合、最準(zhǔn)確、最便捷的教育服務(wù)，滿足他們接受美好教育的期盼，發(fā)展數(shù)字智慧，提升生命質(zhì)量。
1.為管理者提供智慧管理服務(wù)。各級教育管理者可以更加直觀地查看所轄范圍內(nèi)的教育資源配置狀況；查看任意時間段各個學(xué)校的運(yùn)行狀況(教學(xué)、管理、安全等)；查看所有教育設(shè)備及資產(chǎn)的運(yùn)行狀況；查看各地區(qū)、學(xué)校的教育發(fā)展統(tǒng)計報表；依據(jù)全面的教育統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)，更加科學(xué)地確定教育經(jīng)費(fèi)投入及分配政策；科學(xué)評估教育產(chǎn)生的社會經(jīng)濟(jì)效益；全面掌握所轄范圍內(nèi)教育均衡發(fā)展現(xiàn)狀；更加直觀地查看各個地區(qū)、學(xué)校的數(shù)字教學(xué)資源建設(shè)、應(yīng)用與共享狀況；實時監(jiān)控所轄范圍內(nèi)任何學(xué)校、任何班級的考試情況；全面掌控校園安全狀況，果斷及時處理安全事故，打造平安校園。
2.為教師提供智慧教學(xué)服務(wù)。教師可以主持、參與跨區(qū)、跨校名師公開課；將名師資源引入課堂教學(xué)；全面掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)成績分析數(shù)據(jù)，開展針對性教學(xué)；實時了解班級學(xué)生出勤狀況；及時與家長、同事、校領(lǐng)導(dǎo)溝通交流；加入教師社群，開展網(wǎng)絡(luò)教研活動；更加高效、便捷地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)備課；對學(xué)生的作業(yè)和試卷進(jìn)行自動批改和自動分析；快速獲取、加工和集成教學(xué)資源，支持課堂教學(xué)；根據(jù)學(xué)習(xí)者特征，進(jìn)行快速分組，組織課堂協(xié)作學(xué)習(xí)；靈活控制學(xué)習(xí)終端，實時向?qū)W生推送相關(guān)學(xué)習(xí)資源；登錄個人教學(xué)空間，動態(tài)獲取系統(tǒng)推送的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源。
3.為學(xué)生提供智慧學(xué)習(xí)服務(wù)。學(xué)生可以利用博物館、圖書館等數(shù)字場館資源開展自主探究學(xué)習(xí)；免費(fèi)學(xué)習(xí)國際、國內(nèi)名師開放課程；參加校際同步課堂，享受優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源；及時與教師、同學(xué)溝通交流，解決學(xué)習(xí)、生活中遇到的難題；利用各種媒體終端進(jìn)行隨時隨地的學(xué)習(xí)、交流和分享；登錄個人學(xué)習(xí)空間，動態(tài)獲取系統(tǒng)推送的個性化、優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源；及時獲得學(xué)習(xí)的評價反饋信息，彌補(bǔ)自身知識缺陷；將學(xué)習(xí)過程中的關(guān)鍵信息存入電子學(xué)檔，開展發(fā)展性評價；將課堂教學(xué)反饋信息及時傳遞給教師，便于教師調(diào)整教學(xué)；享受學(xué)習(xí)、交通、購物、醫(yī)療等一卡通服務(wù)。
4.為家長提供智慧溝通服務(wù)。家長可以及時查收學(xué)校、教師發(fā)布的教學(xué)、考試、出勤等信息；將孩子的家庭作業(yè)完成情況及時反饋給教師；及時了解孩子是否安全達(dá)到學(xué)校；學(xué)校開放日通過網(wǎng)絡(luò)實時查看教師授課情況；隨時查看孩子在學(xué)校的學(xué)習(xí)情況；及時了解孩子的學(xué)習(xí)成績及變化情況；了解各學(xué)校最新信息，包括升學(xué)率、就業(yè)率、熱門專業(yè)、優(yōu)勢學(xué)科等。
5.為公眾提供智慧資源服務(wù)。廣大市民可以免費(fèi)享受各級各類教育機(jī)構(gòu)開放的優(yōu)質(zhì)教育資源；在線接受各種信息技術(shù)應(yīng)用培訓(xùn)；通過多種終端設(shè)備獲取系統(tǒng)推送的個性化學(xué)習(xí)資源；為教育發(fā)展出謀劃策，將建議通過多種渠道反饋給教育主管部門；參加各種正規(guī)教育與非正規(guī)教育，實現(xiàn)終身學(xué)習(xí)。
(六)六種智慧業(yè)務(wù)
智慧教育要推動信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，有效支撐包括智慧教學(xué)、智慧學(xué)習(xí)、智慧管理、智慧科研、智慧評價和智慧服務(wù)在內(nèi)的六大主流教育業(yè)務(wù)的順利開展。
1.智慧教學(xué)
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，教學(xué)形式也在不斷發(fā)生改變。根據(jù)各種技術(shù)工具在教學(xué)中的應(yīng)用情況，可以將教學(xué)發(fā)展過程分為傳統(tǒng)教學(xué)、電化教學(xué)、數(shù)字化教學(xué)和智慧教學(xué)四個階段。智慧教學(xué)是教師在智慧教學(xué)環(huán)境下，利用各種先進(jìn)信息化技術(shù)和豐富的教學(xué)資源開展的教學(xué)活動。智慧教學(xué)以提升教師教學(xué)智慧，促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展，培養(yǎng)創(chuàng)新人才為目的，可以有效改善傳統(tǒng)課堂教學(xué)存在的機(jī)械、低效、參與不足等現(xiàn)象，具有高效、開放、多元、互通、深度交互等基本特征。
教學(xué)環(huán)境的改變對教師的信息化教學(xué)能力提出了更高要求，因此需要進(jìn)一步實施教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升工程，開展全員培訓(xùn)，鼓勵教師在智慧教室實施各種新型教學(xué)模式，構(gòu)建智慧型課堂。課前，教師利用智能備課系統(tǒng)進(jìn)行電子備課；課中，既可以使用視頻會議子系統(tǒng)開展異地同步互動教學(xué)，還可以監(jiān)控每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，了解其學(xué)習(xí)進(jìn)展與困難，進(jìn)行個性化指導(dǎo)；課后，教師通過智能作業(yè)批改系統(tǒng)，自動分析學(xué)生作業(yè)成績，通過可視化圖表方式一目了然地呈現(xiàn)學(xué)生作業(yè)結(jié)果及變化趨勢。
2.智慧學(xué)習(xí)
智慧學(xué)習(xí)是在智慧環(huán)境中開展的完全以學(xué)習(xí)者為中心的學(xué)習(xí)活動。學(xué)習(xí)者不僅能夠即時獲取自己所需的資源、信息和服務(wù)，還能夠享受到個性化定制的資源和服務(wù)，不斷發(fā)掘自己的興趣愛好，挖掘自己的潛能，使得學(xué)習(xí)過程更加輕松高效。智慧學(xué)習(xí)具有個性化、高效率、沉浸性、持續(xù)性、自然性等基本特征，能夠幫助學(xué)習(xí)者不斷認(rèn)識自己、發(fā)現(xiàn)自己和提升自己，成為21世紀(jì)知識和智慧的創(chuàng)造者。
智慧學(xué)習(xí)的開展需要學(xué)生具備較強(qiáng)的學(xué)習(xí)力。學(xué)習(xí)力是組織和個體掌握知識、創(chuàng)造知識、傳承文化的基礎(chǔ)，它主要包括組織學(xué)習(xí)活動的能力、獲取知識的能力、運(yùn)用知識的能力、創(chuàng)造知識的能力以及伴隨學(xué)習(xí)過程而發(fā)生的一系列智力技能[26]。智慧教育環(huán)境下要著重培養(yǎng)學(xué)生在認(rèn)知、創(chuàng)造、內(nèi)省和交際四大領(lǐng)域的學(xué)習(xí)能力。
3.智慧管理
不可否認(rèn)，我國的教育管理信息化已經(jīng)走在了教學(xué)信息化的前面。然而，當(dāng)前的教育管理信息化體系仍有待完善，智能化水平有待提升。頻繁的數(shù)據(jù)錄入、導(dǎo)出、統(tǒng)計、更新、報表制作等大多數(shù)管理工作仍需要“人工”完成。對教育數(shù)據(jù)的使用多限于簡單的統(tǒng)計分析，未對教育數(shù)據(jù)做深度挖掘。
為了提升教育管理的智慧水平，使教育管理從“人管、電控”走向智能管控[27]，需要建設(shè)統(tǒng)一的智慧管理云平臺，對外界需求進(jìn)行智能處理，提供資源配置、數(shù)據(jù)集成、信息管理、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、教育質(zhì)量監(jiān)測等業(yè)務(wù)支持，實現(xiàn)教育的智能決策、可視化管控、安全預(yù)警和遠(yuǎn)程督導(dǎo)。
4.智慧評價
傳統(tǒng)教育評價存在評價標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)容過于片面、缺少真實性與動態(tài)性評價、對數(shù)據(jù)利用和挖掘不夠充分、難以開展持續(xù)性和終身性評價等弊端。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和智慧教學(xué)環(huán)境的完善，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為和結(jié)果數(shù)據(jù)將越來越豐富。
智慧評價需要充分利用大數(shù)據(jù)、云計算等先進(jìn)技術(shù)，定期、持續(xù)采集各類教育數(shù)據(jù)(學(xué)業(yè)成就、體質(zhì)狀況、教學(xué)質(zhì)量等)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，以得出更加科學(xué)、準(zhǔn)確的評價結(jié)果。學(xué)生和教師的檔案袋數(shù)據(jù)需要永久存儲在云端，同時通過科學(xué)的評估模型，客觀、全面評價教師的教學(xué)績效和學(xué)生的學(xué)習(xí)績效，并提出更具針對性的發(fā)展建議。
5.智慧科研
傳統(tǒng)科研存在科研信息無法及時共享、團(tuán)隊智慧性難以充分發(fā)揮、“高門檻”實驗難以開展等弊端。智慧科研以數(shù)字科研為基礎(chǔ)，以許多新興前沿技術(shù)(如大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、視頻會議等)作為支撐和保障，注重協(xié)作性、共享性和創(chuàng)新性，強(qiáng)調(diào)將個人的小智慧匯聚成集體的大智慧，通過科研成果的共享，啟迪研究者的研究智慧，促進(jìn)科研的創(chuàng)新發(fā)展。
智慧科研的開展需要創(chuàng)設(shè)良好的網(wǎng)上教研環(huán)境，建立基于網(wǎng)絡(luò)的教師協(xié)同教研平臺，使得基于網(wǎng)絡(luò)協(xié)作教學(xué)研究在全區(qū)范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用開展，真正提升教學(xué)教研質(zhì)量，促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展；組建科研網(wǎng)絡(luò)共同體，匯聚每位科研人員的集體智慧，促進(jìn)科研成果的快速流通和轉(zhuǎn)換、科研數(shù)據(jù)的及時分享，實現(xiàn)技術(shù)支持下的協(xié)同創(chuàng)新。
6.智慧服務(wù)
教育的本質(zhì)是一種特殊的服務(wù)，信息技術(shù)的進(jìn)步為教育服務(wù)的智慧化水平提升創(chuàng)造了條件。智慧服務(wù)是整個智慧教育系統(tǒng)和諧運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)，主要包含運(yùn)維云服務(wù)和培訓(xùn)公共服務(wù)。其中，智慧教育運(yùn)維云服務(wù)提供全天候的智慧教育系統(tǒng)運(yùn)維服務(wù)，保障智慧教育系統(tǒng)和諧運(yùn)轉(zhuǎn)；智慧教育培訓(xùn)公共服務(wù)提供惠及全民的個性化學(xué)習(xí)與培訓(xùn)服務(wù)。
四、智慧技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、泛在網(wǎng)絡(luò)是智慧教育體系構(gòu)建的重要支撐技術(shù)。近年來，這些技術(shù)在政府、企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)等多方努力和推動下不斷成熟，并在經(jīng)濟(jì)、醫(yī)療、環(huán)境等領(lǐng)域的應(yīng)用取得較大進(jìn)展。智慧教育的建設(shè)與可持續(xù)發(fā)展離不開這些先進(jìn)技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用。接下來，將對智慧技術(shù)在教育領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用思路進(jìn)行分析。
(一)物聯(lián)網(wǎng)：提升教育環(huán)境與教學(xué)活動的感知性
物聯(lián)網(wǎng)基于傳感器和電子標(biāo)簽兩大主要技術(shù)，可以在課堂教學(xué)、課外學(xué)習(xí)和教育管理三個方面給教育提供支持，優(yōu)化教育環(huán)境，豐富教學(xué)資源，改善學(xué)習(xí)方式，節(jié)省管理成本，提高管理效率[28]。智慧教室是一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)集智慧教學(xué)、人員考勤、資產(chǎn)管理、環(huán)境智慧調(diào)節(jié)、視頻監(jiān)控及遠(yuǎn)程控制于一體的智能化教學(xué)環(huán)境，運(yùn)用智慧技術(shù)，支持智慧教與學(xué)，實現(xiàn)教室的智慧管理[29]。國內(nèi)一些廠商已經(jīng)紛紛推出了智慧教室解決方案，并在中小學(xué)校推廣應(yīng)用。2011年，無錫成為江蘇省首個感知教育實驗示范區(qū)，累計建設(shè)28所感知教育應(yīng)用實驗學(xué)校，建成中小學(xué)物聯(lián)網(wǎng)比特實驗室20個，用于普及物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)，培養(yǎng)中小學(xué)生的探究精神和創(chuàng)新能力。江南大學(xué)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、通信、信息、控制、檢測等前沿技術(shù)，自主研發(fā)了“數(shù)字化能源監(jiān)管”平臺，通過“數(shù)字化”的方式，將原來能源管理過程中的“模糊”概念變成清晰數(shù)據(jù)，為管理者提供更好、更科學(xué)的決策支持，打造低碳綠色校園。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)除了可以用于構(gòu)建智能化教學(xué)環(huán)境、豐富實驗教學(xué)、輔助能源管理之外，還可以在以下幾個方面發(fā)揮優(yōu)勢：(1)學(xué)生體質(zhì)健康監(jiān)測，通過為學(xué)生佩戴體質(zhì)監(jiān)測方面的傳感器，可以動態(tài)、持續(xù)獲取學(xué)生的體溫、脈搏、心率、血壓等體征數(shù)據(jù)，構(gòu)建全國性或區(qū)域性的學(xué)生體質(zhì)健康數(shù)據(jù)庫；(2)學(xué)習(xí)情境數(shù)據(jù)采集，通過傳感器結(jié)合定位技術(shù)，可以實時捕獲學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)地點、時間、內(nèi)容、狀態(tài)、環(huán)境信息等學(xué)習(xí)情境信息，用于適應(yīng)性推送學(xué)習(xí)資源、活動、工具和服務(wù)；(3)拓展課外教學(xué)活動，比如開展基于物聯(lián)網(wǎng)的“數(shù)字化微型氣象站”在科學(xué)教育中的應(yīng)用實踐，將先進(jìn)的測量技術(shù)、傳感技術(shù)與現(xiàn)代教學(xué)理念相結(jié)合，支持學(xué)生的正式學(xué)習(xí)、戶外學(xué)習(xí)和區(qū)域合作性學(xué)習(xí)[30]，還可以利用智慧教育探究基地，鼓勵學(xué)生親身體驗、探究各種科學(xué)現(xiàn)象，培養(yǎng)其探究精神和創(chuàng)新能力；(4)教育安全監(jiān)控與危機(jī)快速處理，基于物聯(lián)網(wǎng)、視頻監(jiān)控等技術(shù)構(gòu)建校園安防系統(tǒng)，實時、全面監(jiān)控校園運(yùn)行情況，跟蹤每個學(xué)生的進(jìn)校、離校情況，準(zhǔn)確定位危機(jī)發(fā)生地點，快速處理校園危險事件；(5)教學(xué)設(shè)備管理，學(xué)校的教室設(shè)備、會議設(shè)備、實驗器材等分布離散、信息透明度小、管理難度大，通過給這些物理教學(xué)設(shè)備粘貼RFID標(biāo)簽或傳感器，分配專人管理，可以進(jìn)行統(tǒng)一管理和調(diào)度，有效檢測設(shè)備的工作狀態(tài)。
(二)大數(shù)據(jù)：提高教育管理、決策與評價的智慧性
隨著教育信息化進(jìn)程的推進(jìn)，學(xué)習(xí)、教學(xué)、科研、管理過程中無時無刻不在產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)將對我國的教育信息化產(chǎn)生巨大沖擊和深刻影響。當(dāng)前，國際知名的大數(shù)據(jù)教育應(yīng)用典型案例當(dāng)屬美國普渡大學(xué)的“課程信號”項目[31]。該項目通過“課程信號”平臺全程采集、匯聚學(xué)生課程學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，根據(jù)成功預(yù)測算法分析學(xué)生課程學(xué)習(xí)的成功概率，然后教師進(jìn)行針對性的交流反饋、推薦學(xué)習(xí)資源，最終提高了學(xué)生學(xué)習(xí)成功率和新生保有率(大一新生在結(jié)束大一課程后仍在這所大學(xué)繼續(xù)就讀的比例)。近年來，國內(nèi)一些高校已經(jīng)開始應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)輔助教育教學(xué)管理。華東師范大學(xué)利用預(yù)警系統(tǒng)跟蹤學(xué)生的餐飲消費(fèi)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)低于警戒值就發(fā)出短信慰問，確定學(xué)生是否有經(jīng)濟(jì)困難需要幫助。浙江大學(xué)通過對資產(chǎn)的歸納、整理，最終形成權(quán)威、全面的資產(chǎn)數(shù)據(jù)，并基于資產(chǎn)數(shù)據(jù)提供數(shù)據(jù)查詢和分析服務(wù)[32]。清華大學(xué)對學(xué)生成長類的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，比如針對進(jìn)校時成績很優(yōu)秀的一批學(xué)生，追蹤其在大學(xué)四年的各種數(shù)據(jù)，觀察其成長路徑，或者對畢業(yè)時表現(xiàn)很優(yōu)秀的學(xué)生進(jìn)行追溯。
此外，大數(shù)據(jù)技術(shù)還可以在以下幾個方面發(fā)揮優(yōu)勢：(1)教育輿情監(jiān)測與剖析，互聯(lián)網(wǎng)的開放性為廣大師生提供了自由發(fā)表言論的空間和機(jī)會，尤其是Web2.0時代的到來，微博、微信、QQ、論壇等各種社交工具成為師生交流的重要渠道，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)可以準(zhǔn)確把握師生群體的言論動向，快速預(yù)測教育輿情，并進(jìn)行輿情發(fā)生原因的深層剖析；(2)教育信息化與現(xiàn)代化發(fā)展水平評估，依據(jù)信息化與現(xiàn)代化發(fā)展評價指標(biāo)，全面、動態(tài)、持續(xù)采集各方數(shù)據(jù)，對國家或地區(qū)的教育信息化與現(xiàn)代化發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行準(zhǔn)確評估，同時自動診斷薄弱環(huán)節(jié)，全面推進(jìn)教育信息化與現(xiàn)代化事業(yè)發(fā)展；(3)教育機(jī)構(gòu)布局與教育經(jīng)費(fèi)調(diào)整，全面采集全國或區(qū)域范圍內(nèi)教育機(jī)構(gòu)的分布數(shù)據(jù)、學(xué)生入學(xué)退學(xué)轉(zhuǎn)學(xué)數(shù)據(jù)、教育經(jīng)費(fèi)投入數(shù)據(jù)等，依據(jù)科學(xué)的評估模型，調(diào)整下一階段的教育機(jī)構(gòu)布局、教育經(jīng)費(fèi)投入及分配等政策；(4)學(xué)生的發(fā)展性評價，持續(xù)跟蹤、采集學(xué)生成長過程中的各種數(shù)據(jù)，進(jìn)行全面、系統(tǒng)的統(tǒng)計分析和數(shù)據(jù)挖掘，為學(xué)生提供更加科學(xué)、全面的發(fā)展評價報告；(5)基于大數(shù)據(jù)的科學(xué)研究，動態(tài)采集科研所需數(shù)據(jù)，對大規(guī)�？蒲行畔⑦M(jìn)行分析處理，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，預(yù)測科研發(fā)展趨勢，提高科研效率和科研結(jié)果的可信度。
(三)云計算：拓展教育資源與教育服務(wù)的共享性
相比物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，云計算在教育中的應(yīng)用更為普及和成熟。云計算技術(shù)在高校的發(fā)展，已經(jīng)從原來的理論步入實際應(yīng)用。云計算已經(jīng)在清華大學(xué)、中科院等單位得到了初步應(yīng)用，并取得了很好的應(yīng)用效果。廣東省佛山市南海區(qū)教育云采用云計算技術(shù)建設(shè)了智能教育信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)體系[33]。華南理工大學(xué)采用Rocks、Lustre以及曙光等高性能計算管理系統(tǒng)，構(gòu)建適合各種科學(xué)計算的高性能云計算平臺系統(tǒng)。許多企業(yè)也推出了教育云解決方案，如思科教育云解決方案、微軟教育云解決方案、華為eSpace教育云方案等�！叭üこ獭弊鳛椤笆濉逼陂g教育信息化重大工程，將充分應(yīng)用云計算技術(shù)搭建了“教育資源公共服務(wù)平臺”和“教育管理公共服務(wù)平臺”。其中，國家教育資源公共服務(wù)平臺已于2012年12月28日正式開通上線試運(yùn)行。教育部“中國學(xué)術(shù)會議在線”平臺和“基于網(wǎng)絡(luò)的雙課堂教學(xué)應(yīng)用試點示范項目”兩大項目也都采用了云計算技術(shù)。
如上所述，云計算技術(shù)在智慧教育體系中的應(yīng)用主要集中在教育資源(硬件、平臺、軟件、學(xué)習(xí)資源)的共享上，可以有效解決我國教育信息化推進(jìn)過程中長期存在的重復(fù)投資、信息孤島等“頑疾”。此外，云計算技術(shù)還可以用于打造云學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生通過電子書包等終端隨時隨地享受云端的各種學(xué)習(xí)服務(wù)。學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)也將及時存儲到云端，保證學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的永不丟失，為學(xué)習(xí)行為的分析提供數(shù)據(jù)支持。
(四)泛在網(wǎng)絡(luò)：增強(qiáng)教育網(wǎng)絡(luò)與多終端的連通性
泛在網(wǎng)絡(luò)是智慧教育系統(tǒng)全面連通、無縫訪問的基礎(chǔ)，用戶可以在電信網(wǎng)、移動網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)等多個網(wǎng)絡(luò)之間暢通無阻地享受高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。泛在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也是物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)發(fā)揮智慧作用的支撐性技術(shù)。目前泛在網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在許多產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，如政府管理、金融服務(wù)、后勤、環(huán)境保護(hù)、家庭網(wǎng)絡(luò)、醫(yī)療保健、辦公大樓的自動化和智能化服務(wù)等[34]。泛在圖書館是泛在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用的典型代表。區(qū)別于一般的數(shù)字圖書館，泛在圖書館將數(shù)字資源、先進(jìn)移動技術(shù)與泛在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行優(yōu)質(zhì)高效整合，為用戶構(gòu)建一個觸手可及的泛在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和易于識別、掌握、獲取知識的信息共享環(huán)境，確保用戶在尊重知識產(chǎn)權(quán)的條件下，通過各種學(xué)習(xí)終端隨意獲取所需圖書資源[35]。2012年啟動的北京數(shù)字學(xué)校工程，通過泛在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)打通互聯(lián)網(wǎng)與有線電視網(wǎng)，市民在家中通過歌華有線高清交互電視首頁“公共教育”欄目中的“北京數(shù)字學(xué)校”，就可將“名師請到家中。智慧教育環(huán)境中，泛在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的有效應(yīng)用將大力推進(jìn)“三方連通”：學(xué)習(xí)、生活與工作的連通；學(xué)校教育、家庭教育和社會教育的連通；手機(jī)、平板、PC、學(xué)習(xí)機(jī)、電視等各種終端設(shè)備的連通。
五、總結(jié)與展望
物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)和泛在網(wǎng)絡(luò)四種智慧技術(shù)的快速發(fā)展及其在教育領(lǐng)域的逐步滲透，正在改變教育的生態(tài)環(huán)境和運(yùn)作模式。智慧教育體系可以概括為“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)”。本文構(gòu)建的智慧教育體系和智慧技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用思路，能夠在一定程度上指導(dǎo)我國智慧教育的發(fā)展。隨著全國各地智慧教育發(fā)展規(guī)劃的制定及其推進(jìn)，智慧教育研究和實踐的浪潮正在醞釀、發(fā)展。智慧教育研究還存在很多亟待解決的關(guān)鍵問題，主要包括：(1)智慧教育環(huán)境建設(shè)：如何提升當(dāng)前各種教育環(huán)境(學(xué)校、社區(qū)、博物館等)的智慧性，實現(xiàn)教育環(huán)境的無縫連通；(2)智慧教育產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定：如何制定智慧教育行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)我國智慧教育產(chǎn)業(yè)規(guī)范化發(fā)展；(3)智慧教育業(yè)務(wù)開展：如何基于智慧教育環(huán)境，實現(xiàn)教學(xué)、管理、評價等主流教育業(yè)務(wù)的智慧化流程改造和績效提升；(4)智慧教育資源開發(fā)：如何創(chuàng)新設(shè)計智慧資源組織形態(tài)、智慧資源管理與應(yīng)用機(jī)制，實現(xiàn)各種教學(xué)資源的智能化推送、動態(tài)匯聚、有序進(jìn)化與自適應(yīng)呈現(xiàn)；(5)智慧型教師隊伍建設(shè)：如何創(chuàng)新教師培訓(xùn)模式與內(nèi)容，提升教師智慧環(huán)境下開展智慧教學(xué)的能力。
作者介紹：楊現(xiàn)民，江蘇師范大學(xué)教育研究院，江蘇省教育信息化工程技術(shù)研究中心博士，碩士生導(dǎo)師，研究方向為泛在學(xué)習(xí)、知識進(jìn)化、智慧教育、技術(shù)增強(qiáng)學(xué)習(xí)，yangxianmin8888@163.com，江蘇 徐州 221116；余勝泉，北京師范大學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)研究所教授，博士生導(dǎo)師，研究方向為教育技術(shù)基本理論、計算教育應(yīng)用，yusq@bnu.edu.cn，北京 100875
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