智慧教育是一個(gè)集約化的信息系統工程

　　從技術(shù)的視角來(lái)看，智慧教育是一個(gè)集約化的信息系統工程，其核心技術(shù)特征可以概括為：可視化、情境感知、無(wú)縫連接、全向交互、智能管控、按需推送?？梢暬侵腔劢逃^(guān)摩、巡視、監控的必備功能，也是智慧教育系統的重要特征。

　　智慧教育是技術(shù)支持下的新型教育形態(tài)，與傳統信息化教育相比，呈現出不同的教育特征和技術(shù)特征。

　　一、教育特征

　　從生態(tài)學(xué)的視角來(lái)看，智慧教育是技術(shù)推動(dòng)下的和諧教育信息生態(tài)，其核心教育特征可以概括為：信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)深度融合、全球教育資源無(wú)縫整合共享、無(wú)處不在的開(kāi)放按需學(xué)習、綠色高效的教育管理、基于大數據的科學(xué)分析與評價(jià)。

　　(一)信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)深度融合

　　信息技術(shù)與教育的“深度融合”涉及到方方面面，包括技術(shù)與管理的融合、技術(shù)與教學(xué)的融合、技術(shù)與科研的融合、技術(shù)與社會(huì )服務(wù)的融合、技術(shù)與校園生活的融合等等。其中，信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)的深度融合應該是智慧教育的首要價(jià)值追求。課堂是教育改革的主陣地，學(xué)科教學(xué)是教育系統的核心業(yè)務(wù)。如果說(shuō)信息技術(shù)與課程整合是教學(xué)改革的“物理反應”，那么信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)深度融合則是“整合”基礎上的“化學(xué)反應”。智慧教育環(huán)境下電子書(shū)包、平板電腦、智能手機等移動(dòng)終端將成為課堂教學(xué)的常規載具，BYOD(BringYourOwnDevice)運動(dòng)將在全國各級各類(lèi)學(xué)校逐步推廣普及。移動(dòng)終端的引入使得課堂教學(xué)組織將變得更加靈活多樣，不囿于“排排坐”的固定形式。支持各種學(xué)科教學(xué)的專(zhuān)用軟件(如圖形計算器、幾何畫(huà)板、ChemLab等)將越來(lái)越豐富，可以實(shí)現更高效率的學(xué)科知識傳授與學(xué)科能力培養。智慧教育需要廣大師生具備較強的信息技術(shù)應用能力，合理、有效、創(chuàng )新應用技術(shù)促進(jìn)課前、課中與課后教與學(xué)活動(dòng)的全程設計、實(shí)施與評價(jià)。信息技術(shù)在學(xué)科教學(xué)中的“消融”，教師和學(xué)生從關(guān)注技術(shù)逐步轉變到關(guān)注教學(xué)活動(dòng)本身，是智慧教育成功的重要標志和核心特征。

　　(二)全球教育資源無(wú)縫整合共享

　　大踏步前進(jìn)的科技正在創(chuàng )造一個(gè)新的、更小的、更平坦的世界，“地球村”正在從預言變成現實(shí)。智慧教育要培養的不是一般意義上的國家公民，而是適應二十一世紀發(fā)展需要、具有全球視野和創(chuàng )新思維的世界公民。近年來(lái)，在世界知名大學(xué)的努力推動(dòng)下，OER(OpenEducationalResource)運動(dòng)和MOOCs(MassiveOpenOnlineCourses)運動(dòng)席卷全球，優(yōu)質(zhì)教育資源迅速傳遞到世界各個(gè)角落。智慧教育秉承“開(kāi)放共享”理念，通過(guò)多種途徑(自建、引進(jìn)、購買(mǎi)、交換)實(shí)現全球優(yōu)質(zhì)教育資源的無(wú)縫整合與無(wú)障礙流通，使得世界各地的學(xué)生和社會(huì )公眾可以隨意獲取任何適合自己的教育資源(多媒體課件、視頻課程、教學(xué)軟件等)。全球優(yōu)質(zhì)教育資源的無(wú)縫整合與共享，是突破教育資源地域限制的“大智慧”，將有可能縮小世界教育鴻溝，提升欠發(fā)達國家和地區的教育質(zhì)量。

　　(三)無(wú)處不在的開(kāi)放、按需學(xué)習

　　智慧教育環(huán)境不是一個(gè)割裂的教育空間，而是通過(guò)網(wǎng)絡(luò )將學(xué)校、家庭、社區、博物館、圖書(shū)館、公園等各種場(chǎng)所連接起來(lái)的教育生態(tài)系統。學(xué)習需求無(wú)處不在、學(xué)習無(wú)時(shí)無(wú)刻不在發(fā)生，云計算、 物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信等信息技術(shù)的發(fā)展為人類(lèi)的學(xué)習提供了無(wú)限的可能。學(xué)習不應該固定在教室和學(xué)校，而應回歸社會(huì )和生活，發(fā)生在任何有學(xué)習需求的地方。智慧教育環(huán)境下的學(xué)習將走向泛在學(xué)習。泛在學(xué)習不是以某個(gè)個(gè)體(如傳統學(xué)習中的教師)為核心的運轉，而是點(diǎn)到點(diǎn)的、平面化的學(xué)習互聯(lián)。“泛在”包含三個(gè)方面的內涵，即無(wú)處不在的學(xué)習資源、無(wú)處不在的學(xué)習服務(wù)和無(wú)處不在的學(xué)習伙伴[16]，最終形成一個(gè)技術(shù)完全融入“學(xué)習”的和諧教育信息生態(tài)。

　　(四)綠色高效的教育管理

　　“綠色教育”強調教育事業(yè)的可持續發(fā)展，既是智慧教育的指導理念也是其重要特征。信息技術(shù)的普及應用為實(shí)現教育管理的智慧化、推動(dòng)綠色教育發(fā)展提供了條件。云計算技術(shù)通過(guò)整合基礎設施(IAAS)、研發(fā)平臺(PAAS)、應用軟件(SAAS)三種計算資源，可以實(shí)現管理數據的統一采集與集中存儲，實(shí)現管理業(yè)務(wù)流程的統一運行與監控，有效避免“信息孤島”，減少教育管理上人力、物力和財力的浪費。物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)射頻識別( RFID)、二維碼(QRcode)、紅外感應、全球定位等技術(shù)，將各種教育裝備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理，可以有效提高管理效率和質(zhì)量。大數據技術(shù)全面采集各種教育數據，進(jìn)行科學(xué)統計分析與數據挖掘處理，可以為教育決策(經(jīng)費分配、學(xué)校布局等)提供數據支持，而科學(xué)的教育決策又將推動(dòng)教育事業(yè)的可持續、均衡發(fā)展。辦公自動(dòng)化全面普及，將大幅度減少紙張浪費，實(shí)現教育領(lǐng)域的低碳環(huán)保。不僅僅學(xué)生的學(xué)業(yè)需要“減負”，教育的管理業(yè)務(wù)也需要“減負”，精簡(jiǎn)管理流程，廢除或優(yōu)化一些不合時(shí)宜的管理制度(如繁瑣的公文審批、設備招標、經(jīng)費報銷(xiāo)等)，不斷提高教育管理業(yè)務(wù)系統的運行效率。

　　(五)基于大數據的科學(xué)分析與評價(jià)

　　智慧教育需要更具“智慧”的教育評價(jià)方式，“靠數據說(shuō)話(huà)”是智慧教育評價(jià)的重要指導思想。物聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動(dòng)通信、大數據等新一代信息技術(shù)的發(fā)展為教育評價(jià)從“經(jīng)驗主義”走向“數據主義”提供了技術(shù)條件，可以實(shí)現各種教育管理與教學(xué)過(guò)程數據的全面采集、存儲與分析，并通過(guò)可視化技術(shù)進(jìn)行直觀(guān)的呈現。智慧教育環(huán)境下包括中小學(xué)學(xué)業(yè)成就評價(jià)、體質(zhì)健康評價(jià)、本科教學(xué)質(zhì)量評估、教育信息化與教育現代化發(fā)展評價(jià)等在內的各種教育評價(jià)與評估，將更具智慧性、科學(xué)性和可持續性。2013年9月1日教育部開(kāi)始推行全國統一學(xué)籍，每個(gè)學(xué)生都分配一個(gè)能夠跟隨他自己一生的一個(gè)學(xué)籍號。“全國學(xué)生終身一人一號”的推行，為全國教育數據的統一采集提供了條件，學(xué)校不僅僅能對學(xué)生在校期間的學(xué)業(yè)成就進(jìn)行評價(jià)，還可以通過(guò)學(xué)籍號持續跟蹤學(xué)生畢業(yè)后的發(fā)展與學(xué)習情況，為教學(xué)質(zhì)量評估提供更全面、更準確的科學(xué)數據分析結果。

　　二、技術(shù)特征

　　從技術(shù)的視角來(lái)看，智慧教育是一個(gè)集約化的信息系統工程，其核心技術(shù)特征可以概括為：可視化、情境感知、無(wú)縫連接、全向交互、智能管控、按需推送。

　　(一)可視化

　　可視化是信息時(shí)代數據處理與顯示的必然趨勢?？梢暬侵腔劢逃^(guān)摩、巡視、監控的必備功能，也是智慧教育系統的重要特征，具體體現在如下幾個(gè)方面：(1)可視化監控：通過(guò)視窗可以監看智慧教育應用系統的運行狀態(tài);(2)可視化呈現：通過(guò)圖形界面，清晰、直觀(guān)、全面的呈現各類(lèi)教育統計數據;(3)可視化操作：提供具有良好體驗的操作界面，以可視化的方式操作教育設備和應用系統。

　　(二)情境感知

　　情境感知是智慧教育最基礎的功能特征，依據情境感知數據自適應地為用戶(hù)提供推送式服務(wù)。常用的情境感知技術(shù)包括GPS、RFID、QRCode以及各類(lèi) 傳感器(如溫度、濕度、二氧化碳、光照等)。情境感知的對象包括兩類(lèi)，分別是外在的學(xué)習環(huán)境與人的內在學(xué)習狀態(tài)，具體感知內容包括：(1)感知教與學(xué)活動(dòng)實(shí)施的物理位置信息;(2)感知教與學(xué)活動(dòng)發(fā)生、進(jìn)行與結束的時(shí)間信息;(3)感知教與學(xué)活動(dòng)場(chǎng)所的環(huán)境信息，如溫度、濕度等;感知學(xué)習者的專(zhuān)業(yè)知識背景;(4)感知學(xué)習者的學(xué)習狀態(tài)，如焦慮、煩躁、開(kāi)心等;(5)感知學(xué)習者的知識背景、知識基礎、知識缺陷等;(6)感知學(xué)習者的認知風(fēng)格、學(xué)習風(fēng)格等;(7)感知學(xué)習者的學(xué)習與交往需求。

　　(三)無(wú)縫連接

　　泛在網(wǎng)絡(luò )是智慧教育開(kāi)展的基礎，基于泛在網(wǎng)絡(luò )的無(wú)縫連接是智慧教育的基本特征。無(wú)縫連接具體體現在如下幾個(gè)方面：(1)系統集成：遵循技術(shù)標準，跨級、跨域教育服務(wù)平臺之間實(shí)現數據共享、系統集成;(2)虛實(shí)融合：通過(guò)增強現實(shí)等技術(shù)實(shí)現物理環(huán)境與虛擬環(huán)境的無(wú)縫融合;(3)多終端訪(fǎng)問(wèn)：支持任何常用終端設備無(wú)縫連接到各種教育信息系統，無(wú)縫獲取學(xué)習資源與服務(wù);(4)無(wú)縫切換：學(xué)習者的多個(gè)學(xué)習終端之間實(shí)現數據同步、無(wú)縫切換，學(xué)習過(guò)程實(shí)現無(wú)縫遷移;(5)聯(lián)接社群：為特定學(xué)習情景建立學(xué)習社群，為學(xué)習者有效聯(lián)接和利用學(xué)習社群進(jìn)行溝通和交流提供支持。

　　(四)全向交互

　　教與學(xué)活動(dòng)的本質(zhì)是交互，智慧教育系統支持全方位的交互，包括人與人之間的交互以及人與物之間的交互。全向交互具體體現在如下幾個(gè)方面：(1)自然交互：通過(guò)語(yǔ)音、手勢等更加自然的操作方式與媒體、系統進(jìn)行交互;(2)深度互動(dòng)：實(shí)現師生之間、生生之間的隨時(shí)、隨地的互動(dòng)交流，促使深層學(xué)習發(fā)生;(3)過(guò)程記錄：自動(dòng)記錄教與學(xué)互動(dòng)的全過(guò)程，為智慧教育管理與決策提供數據支持。

　　(五)智能管控

　　教育環(huán)境、資源、管理與服務(wù)的智能管理是智慧教育的核心特征。智能管控具體體現在如下幾個(gè)方面：(1)智能控制：基于標準協(xié)議，實(shí)現信令互通，進(jìn)而實(shí)現教育環(huán)境、教育資源、教育管理和教育服務(wù)等全過(guò)程的智能控制;(2)智能診斷：基于智能控制數據和結果，輔助管理者快速、準確診斷問(wèn)題，及時(shí)、有效解決教育業(yè)務(wù)開(kāi)展過(guò)程中、教育裝備使用過(guò)程中存在的問(wèn)題;(3)智能分析：在系統內各類(lèi)數據的匯聚與處理的基礎上，進(jìn)行挖掘分析，為智慧教育系統的數據共享和業(yè)務(wù)流程升級改造提供科學(xué)決策依據;(4)智能調節：感知教室、會(huì )議室、圖書(shū)館等物理場(chǎng)所的環(huán)境，依據教與學(xué)的實(shí)際需求，動(dòng)態(tài)調節聲、廣、電、溫度、濕度等環(huán)境指標;(5)智能調度：基于智能診斷、智能分析的結果，科學(xué)調度教育資源、調整教育機構布局、分配教育經(jīng)費等。

　　(六)按需推送

　　智能教育要達成“人人教、人人學(xué)”的美好愿望，教育資源可以按需獲取和使用，教與學(xué)可以按需開(kāi)展。按需推送是智慧教育的另一重要特征，具體體現在如下幾個(gè)方面：(1)按需推送資源：根據用戶(hù)的學(xué)習偏好和學(xué)習需求，個(gè)性化推送學(xué)習資源或信息;(2)按需推送活動(dòng)：根據用戶(hù)的現有基礎、學(xué)習偏好以及學(xué)習目的，適應性推送學(xué)習活動(dòng);(3)按需推送服務(wù)：根據用戶(hù)當時(shí)的學(xué)習狀態(tài)和需求，適時(shí)推送學(xué)習服務(wù)(解決疑問(wèn)、提供指導等);(4)按需推送工具：根據用戶(hù)學(xué)習過(guò)程記錄，適應性推送用戶(hù)學(xué)習所需的各種認知工具;(5)按需推送人際資源：根據用戶(hù)的興趣、偏好、學(xué)習的內容等，適應性推送學(xué)伴、教師、學(xué)科專(zhuān)家等人際資源。