智慧教育:概念特征.理论研究与应用实践

　　摘 要：本文基于广东省佛山市禅城区“智慧校园”示范工程项目的研究实践，对智慧教育的概念进行了分析与界定，并从技术、资源、教学三个维度对智慧教育的特征进行深入分析。同时对智慧教育的理论研究与应用实践现状进行了系统梳理，进而对当前智慧教育所面临的问题进行了总结与概括，希望藉此进一步深化对智慧教育的认识，为智慧教育的研究与实践提供参考与借鉴。 　　关键词：智慧教育；智能教育；智慧校园；电子书包 　　中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2014）01-0010-04 　　一、引言 　　物联网、云计算、移动互联网等新一代信息技术的发展推动了教育由信息化向智能化的整体跃升，智慧教育形态已初现端倪。泛在化的学习时空、个性化的学习方式、智能化的教学管理、一体化的教育资源与技术服务等智慧教育特征日益凸显。智慧教育研究已成为当前教育信息化领域关注的热点，实施智慧教育战略已经成为破解我国当前教育信息化困境的必然选择。 　　二、智慧教育的概念与特征 　　1.什么是智慧 　　在中文语境中，智慧是“能迅速、灵活、正确地理解事物和解决问题的能力”。[1] 在大部分文献中，智慧作为哲学名词而存在。笔者认为哲学层面的智慧内涵有助于我们对智慧进行溯源式的追踪和探讨，但从教育视角来看，智慧与知识紧密相关，若能从知识与智慧的比较分析中明确二者的不同，将具有更为直接的教学指导价值。一般认为：知识表现在信息和信息之间的关系，通常是被公认并经实践检验的是正确的，能指导决策和行动的结构化信息，包括事实、经验、技巧。知识虽然是不断丰富和发展的，但其具有静态属性，可以通过识记和传授得以传承。而智慧是富有洞察力的知识，表现为对事物发展的预判并提前进行决策和行动。智慧是基于对知识的有效整合，其核心要件是思维。智慧无法通过识记习得，形成智慧的有效途径是经历和体验。 　　2.智能教育与智慧教育 　　从相关文献来看，“智能教育”与“智慧教育”均源自英文“Smart Education”。由于关注的重点不同，国内学者在翻译、引用时略微产生了差异，在大部分文献中二者意思相同或相近，但也有一些文献将“智能教育”译为“Intelligent Education”。对于智能教育，主流的观点主要有三类：一是认为智能教育主要是使用先进的信息技术实现教育手段的智能化，该类观点重点关注技术手段，如蒋家付（2011）认为智能教育，就是为了全面提高教育质量与效率，运用先进的信息技术，对教育过程的各种信息进行感知、识别、处理、分析，为教育参与者提供快速决策和反馈评价的教育方式。[2]二是认为SMART是由自主式（Self-directed）、兴趣（Motivated）、能力与水平（Adaptive）、丰富的资料（Resoure enriched），信息技术（Technology embedded）等词汇构成的合成词，认为智能教育是一种基于学习者自身的能力与水平，兼顾兴趣，通过娴熟的运用信息技术，获取丰富的学习资料，开展自助式学习的教育（李洲浩，2012）。[3]该类观点重点关注学习过程与方法。三是认为智能教育是指在传授知识的同时，着重培养人们智能的教育。该观点直指教育目的，与智慧教育异曲同工。关于智慧教育目前也尚无统一的认识，国际学界鲜有系统深入的研究。以祝智庭（2012）为代表的国内教育信息化权威学者提出了较为完整的智慧教育概念。认为从教育信息化角度来看，智慧教育是指运用物联网、云计算、移动网络等新一代信息技术，通过构建智慧学习环境（Smart Learning Environments），运用智慧教学法（Smart Pedagogy），促进学习者进行智慧学习（Smart Learning），从而提升成才期望，即培养具有高智能（High-Intelligence）和创造力（Productivity）的人。[4]综合以上观点，笔者认为：智慧教育的手段是新一代信息技术全面、深入、综合的应用，智慧教育的重点与前提在于智慧学习环境的构建、智能化系统及产品的研发与应用，智慧教育的直接目的在于大幅度提高教学、科研、管理的效率与水平，其本质目的在于培养学习者的创新能力、批判思维能力、问题解决能力等高阶思维能力，即发展学习者的智慧。从智能教育与智慧教育的比较来看，前者更为强调技术手段的智能化，后者更为关注技术手段的适宜性，也即智慧地使用技术从而促进学习者形成并发展智慧。 　　3.智慧教育的特征 　　（1）智慧教育的技术特征 　　智慧教育在技术层面是通过新一代信息技术如物联网、云计算、移动互联网等技术，对教育信息进行感知、识别、捕获、汇聚、分析，进而辅助智能化的教育管理与决策。智慧教育的技术特征在宏观层面主要表现为采用面向服务的SOA软件架构体系，实现了各类应用、数据及业务流程的有效整合，大大提高了系统的适应性、扩充性、可维护性和易用性。在微观层面主要表现为对学习环境进行感知和智能调节，对校园环境进行智能化管理，对教与学的过程进行跟踪与记录，对家校互通提供立体化的网络支持。智慧学习环境中部署了传感网，利用各类传感器能捕获并识别各类学习环境中当前的温度、湿度、照度等物理信息，并根据预设，将其调整为最适宜的状态，为师生提供最佳的学习环境；通过传感网技术还可实现对重要设备的位置信息、工作状态进行捕获与跟踪，实现智能安防和校园智能化管理；通过部署在教室和其他学习环境中的智能录播系统，可在不打断正常的教学秩序的情况下，将师生的教学实况自动录制，并实时存储于一体化的资源平台，学生可借此进行巩固复习，老师可借此进行教学反思和教学观摩；智慧环境实现了传感网、有线网、无线网的无缝融合，形成了一体化的网络环境和应用环境，为构建家校互通的绿色学习社区提供了有效的技术支持。 　　（2）智慧教育的资源特征 　　云计算的在教育领域的应用推动了教育资源建设、存储、共享与应用模式的变革。智慧教育视域下的资源建设体现出全新特征。从资源平台的建设理念与技术模式来看，首先，资源平台的建设理念正在从产品层次上升至服务层次，资源平台建设的中心任务正在从技术平台的搭建转向服务体系的构建；第二，平台功能正在从单纯的资源存储与管理转变为容知识获取、存储、共享、应用与创新于一体的知识管理平台；第三，在运作机制上，Web2.0时代的以用户为中心的理念正在逐步体现，各种有效的社会化驱动和信息聚合机制正在逐步引入，资源平台的建设和应用绩效逐步提升；第四，在技术模式上，正在从传统的数字化向智能化方向转变。从资源的表现形式来看，已从传统的静态、封闭的文本、图像等素材资源转向动态、开放、共享的移动学习资源、微课资源、幕课资源（MOOCS大规模开放在线课程）、基于社会化网站（SNN）学习资源建设及电子教材的设计与开发等。 　　（3）智慧教育的教学特征 　　新一代信息技术的应用为开展多种教与学的方式提供了可能，智慧教育视域下的教与学也体现出了崭新的特征。具体表现在：第一，实时、便利的教学资源获取及课堂生成性资源的捕获和存储。智慧的教学可根据实际需求，在不打断原有思路的情况下便捷地获取海量的优质教育资源，实时拓展教学内容，调整教学进度。实现动态、灵活、开放的课堂教学。此外，可将学生的笔记、课堂问答，老师对教学内容进行的标注、修改等生成性信息实时存入资源平台，为学生巩固复习、交流经验，教师专业成长提供资源支持； 第二、对课堂教学状态信息进行跟踪、分析，辅助教学决策。智慧的教学可对学生的学习状态信息进行及时的收集、统计与分析，辅助教师进行教学决策。同时，可基于教学反馈信息的分析，进行分层教学、个性化教学；第三，实现了自然、高效的课堂互动。新一代信息技术为课堂互动提供了有效的技术支持，实现了人与技术、设备、资源、环境的多维度互动，创设了高效、自然的体验环境；第四，自主学习真正成为主要学习方式。智慧环境下，学生的主体地位进一步凸显。技术的发展提供了高效便捷的互动交流，协作分享的工具，为学生开展自主学习提供了有效支持，研究性学习、协作学习、混合学习、竞争性学习将会易于开展；第五，教学将突破明显的时空界限。随着移动互联网技术的成熟、移动终端的普及、移动学习资源及工具的进一步丰富，学生可以通过无线网络，利用电子书包、智能手机等移动学习终端，随时随地进入资源系统点播教学视频，下载学习资源，开展自主学习。同时可随时随地和老师进行互动交流，获取帮助，学生的学习不再局限于教室空间和课堂时间。 　　三、智慧教育的研究与应用现状 　　从文献梳理来看，目前关于智慧教育的研究主要聚焦在智慧学习环境构建、智能化的教育装备与应用系统开发与应用、学习终端产品的研发与应用等方面，其中以智慧校园建设及其应用研究，电子书包的开发与应用研究尤为突出。 　　1.智慧校园的研究与应用现状 　　关于智慧校园（Smart Campus），在理论研究方面，不同学者从多个角度对智慧校园的内涵进行了解读。黄荣怀等（2012） 从环境构建的角度，认为智慧校园是指一种以面向师生个性化服务为理念，能全面感知物理环境，识别学习者个体特征和学习情景，提供无缝互通的网络通信，有效支持教学过程分析、评价和智能决策的开放教育教学环境和便利舒适的生活环境。因此智慧校园应具有以下特征：环境全面感知；网络无缝互通；海量数据支撑；开放学习环境；师生个性服务。[5] 蒋家傅等（2011）经过长达两年的智慧校园项目实践，从智慧校园与传统校园环境相比较的角度，认为智慧校园应具备九大特征：融合的网络与技术环境；广泛感知的信息终端；智能的管理与决策支持；快速综合的业务处理服务；个性化的信息服务；泛在的自主学习环境；智慧的课堂；充分共享、灵活配置的教学资源平台；蕴含教育智慧的学习社区。[6]也有研究者强调物联网技术在智慧校园建设中的应用，如严大虎等（2011）认为，智慧校园是把感应器嵌入到教室、图书馆、食堂、供水系统、实验室等各种物体中，并且被普遍连接，形成物联网，然后将物联网与现有的互联网整合起来，实现教学、生活与校园资源和系统的整合。[7]周彤等（2011）认为，智慧校园是以物联网为基础的智慧化的校园工作、学习和生活一体化环境，这个一体化环境以各种应用服务系统为载体，将教学、科研、管理和校园生活进行充分融合。[8]可见，对智慧校园的解读，其内涵和特征各有不同又趋于一致。总体上认为智慧校园是信息技术高度融合、信息化应用深度整合、信息终端广泛感知的信息化校园。智慧校园系统兼有技术、教育和文化等多重属性。 　　在实施方面，南京邮电大学联合江苏金智科技于2010年实施了基于物联网的智慧校园建设方案。南邮智慧校园依托数据平台、身份平台、门户平台、GIS平台，建立公共的信息标准，进行数据融合、服务融合、网络融合，实现了分散、异构的应用和信息资源整合。目前南邮智慧校园已经上线运行（http：//my.njupt.edu.cn/ccs/main/loginIndex.do）。为师生提供管理、教学、科研、生活、感知等五大类服务；浙江大学与中国电信于2011年7月签署了“智慧校园”战略合作协议，计划在未来5年里协助浙大建设“智慧校园”项目。该项目将基于物联网及移动互联网新技术，建设浙江大学统一的移动办公平台、信息发布平台、校园一卡通平台等智慧校园应用，并凭借感知、智能、挖掘、控制等各种信息化技术，建成安全监控、平安校园网络管理系统建设、自助图书网络管理系统等。此外西南大学、成都大学、同济大学等几十所高校正在筹划、实施智慧校园建设。在基础教育领域，笔者所在的项目团队承担了佛山市禅城区“智慧校园”示范工程建设项目，在国内产生了一定影响。该项目是由佛山市政府于2010年启动的“四化融合，智慧佛山”重点示范项目。该项目面向基础教育，创新性地采用政、产、学、研合作模式，整合多方优势力量，历经两年多的研发、实施，开发了智慧校园教育云资源平台、智能管理系统、智能教学系统、数字化实验系统、移动学习系统、家校通系统、智慧文化系统等智慧校园应用系统；研制了电子书包、电子课桌、智慧讲台等多个教育产品；建立了智慧教室、数字化实验室等多个功能场室；取得了多项专利成果。该项目已于2012年通过政府验收并上线运行（http：//www.fsws.cn），是国内目前较为系统、完整，且已投入使用的智慧校园解决方案。 　　2.电子书包的研究与应用现状 　　台湾地区在2002年就有比较完整的电子书包计划；2003年，香港10 所小学正式推行“电子书包”试验计划，经过一年试验，“电子书包” 计划效果良好， 开始向全港1000 多所中小学推广。在内地，早在2001年，北京伯通科技公司生产的“绿色电子书包”已经通过了教育部的认证，并在北京、上海等4 个城市试推广；2003 年，上海金山区金棠小学已开始试用电子书包代替传统书本教材；2011年11月，作为国家中长期教育改革和发展规划在上海先行先试的部市合作项目之一，虹口区推广电子书包项目；南京从2012年试点电子书包进课堂，目前全市有21所中小学成为试点学校；2012年，广州四所学校的千余名学生开始试用电子书包；佛山南海南光中英文学校从2009年开始在一年级新生的英语课程中推行电子书包；佛山市禅城区“智慧校园“示范工程的四所示范学校也于2011年开始试用电子书包，目前已经取得较好成效。目前电子书包在全国的中小学校应用遍地开花，除上述城市外，重庆、青岛、宁波、山西、陕西等地都开展了电子书包试点项目。目前关于电子书包的研究和应用主要还是面向基础教育低年级阶段，定位于课堂教学。未来的发展趋势可能会与移动学习相结合，面向高等教育和社会教育。 　　电子书包虽然广受重视，但实际试用效果却差强人意。电子书包的推广和应用中还存在诸多问题亟待解决。首先是传统应试教育中“逐分”导向与电子书包的“育人”理念产生冲突，使得电子书包的大面积推广遇到障碍；其次，电子书包的安全、价格等现实问题也在一定程度上影响了其推广；第三，现有电子书包产品，基本上是由IT企业主导研发，一线学校被边缘化，导致现有产品很难满足实际需求；第四，与之配套的优质电子课本学习资源匮乏，使得基于电子的课内外学习难以全面开展；第五，电子书包涉及硬件终端、应用软件、服务平台、数字内容等诸多方面，使其处于多家政府部门的交叉管理范围，此外还需要政府、企业、学校通力配合，这也在一定程度上影响了电子书包的大面积使用。 　　四、智慧教育所面临的主要问题 　　我国教育信息化正由初步应用融合阶段向着全面融合创新阶段过渡。目前关于智慧教育的研究还处于起始阶段，所存在的问题也逐渐凸显。如缺乏专门的研究和管理机构，导致系统化的解决方案和应用研究较少，多停留在个别终端产品的开发和应用；缺乏统一的建设标准和技术规范，导致各系统、各产品间的兼容困难，难以真正发挥系统优势，阻碍了智慧教育的发展和应用；缺乏有效的政、产、学、研合作机制，难以整合优势资源，实现优势互补，不利于有关成果的大面积推广和应用；现有产品和技术多为企业在各自已有技术基础上进行的转型应用，缺乏创新和核心成果孵化平台与基地，新技术、新设计难以有效转化为教育服务；完整健康的产业链仍没有形成，难以实现智慧教育产业的可持续发展。？筅 　　参考文献： 　　[1]中国社会科学院语言研究所.新华字典（第11 版）[M].北京：商务印书馆，2011：652. 　　[2]蒋家傅，钟勇，王玉龙等.基于教育云的智慧校园系统构建[J].现代教育技术，2013，2（23）：109-24. 　　[3]朴钟鹤.教育的革命：韩国智能教育战略探析[J].教育科学，2012，28（4）：87-91. 　　[4]祝智庭，贺斌.智慧教育：教育信息化的新境界[J].电化教育研究，2012（12）：5-13. 　　[5]黄荣怀，张进宝，胡永斌，杨俊锋.智慧校园：数字校园发展的必然趋势[J].开放教育研究，2012，18（4）：12-16. 　　[6]蒋家傅，钟勇，王玉龙等.基于教育云的智慧校园系统构建[J].现代教育技术，2013，23（2）：109-114. 　　[7]严大虎，陈明选.物联网在智慧校园中的应用[J].现代教育技术，2011，21（6）：123. 　　[8]周彤，刘文.智慧校园建设的现状与思考[J].信息与电脑，2011（10）：86. 　　（编辑：杨馥红）