城域范围内智慧教育核心系统模型建构研究<br/>——以沈阳市智慧教育建设为例

城域范围内智慧教育核心系统模型建构研究
——以沈阳市智慧教育建设为例

2016-09-18兰孝臣

中国教育技术装备 2016年14期

◆兰孝臣

城域范围内智慧教育核心系统模型建构研究
——以沈阳市智慧教育建设为例

◆兰孝臣

对智慧教育概念进行界定，通过调查研究法和案例分析法对北京、上海等案例研究后，提出适合市级行政区域范围智慧教育建设的核心系统模型，并以沈阳市建设实践作为实证进行模型可适性分析。研究弥补了基础教育领域智慧教育建设理论和建设实践的不足，为智慧教育后续研究提供了有益借鉴。

智慧教育；基础教育；系统模型；云计算；物联网

10.3969/j.issn.1671-489X.2016.14.030

1　智慧教育的概念

智慧教育的概念是由智慧地球、智慧城市的概念衍生出来的。祝智庭教授认为：“智慧教育是教育信息化的新境界，其基本内涵是通过构建智慧学习环境，运用智慧教学法，促进学习者进行智慧学习，从而提升成才期望。”［1］智慧教育应该是教育信息化过程中一种形态和功能的发展性描述，从技术支撑来看，智慧教育不仅包括传统的信息技术，还包括以云计算技术、物联网与环境感知技术、数据挖掘技术等为代表的新兴技术。

综上，笔者认为当前的智慧教育是教育信息化发展的高级阶段，是依托计算机网络技术，利用以物联网、云计算等为代表的新兴技术，构建网络化、智能化、个性化的学习环境，运用智慧教学法，促进学习者进行高度个性化学习，从而提升学习者高阶思维能力和复杂问题解决能力的教育，即具有智慧特征的教育信息化。

2　智慧教育建设背景

国际上，新加坡、韩国等国家都已经开始实施智慧教育计划，其战略重点在于教育资源开发、教学和学习方式方法的革新和智慧教育生态系统构建方面。国内，上海、广州、宁波等城市也在智慧教育建设方面进行了一定程度的先期尝试，但是更多的是集中在政策文件的宏观描述阶段，只有北京对智慧教育建设做出较为清晰的阐述。

纵观国内外智慧教育理论研究和建设实践，针对于智慧教育架构模型的研究尚不成熟，城域范围内基础教育的智慧教育架构模型更为缺乏。加之沈阳市智慧城市建设的需要，城域范围的智慧教育研究迫在眉睫。

为此，笔者与研究团队采用文献分析法，通过对国内外学者智慧教育研究理论的梳理和对国内城市智慧教育建设的实地调研，结合沈阳市基础教育发展实际，提出“智慧教育核心系统建构模型”。

3　智慧教育核心系统模型

笔者认为智慧教育的核心特征之一是利用物联网、云计算等技术满足学习者高度个性化学习需求，那么智慧教育核心系统的建设则成为实现智慧教育的关键前提。为此，研究团队从教育教学活动参与角色分类出发，考虑基础教育领域学生、教师、家长、教育管理人员的角色特点，提出适合沈阳市发展建设需要的智慧教育核心系统模型，即“一网两库六应用”模型（图1）。

该模型按照云计算服务模式布局，最底层IaaS为“一网”，即教育城域网和数字校园。教育城域网为智慧教育核心系统的最底层部分，对于使用者是透明的，其作用主要是承担信息高速公路的功能，负责教育教学活动过程中所产生的数据传输。数字校园则是教育城域网的延伸，起到连接人与教育城域网最后一公里的作用。其功能主要是利用物联网技术将校园内设施设备信息和数据接入网络，发挥各种设备对于教育教学过程中产生的数据的采集作用。

第二层为PaaS，即“两库”部分。两库的主要作用是对于通过教育城域网传输过来的海量数据进行过滤、归类整理，形成“教育基础数据库”和“教育资源数据库”。

教育基础数据库主要是记录和管理包括学生、教师、教育管理者甚至是家长的基本属性数据、生活数据、社会活动数据、校园活动数据和身体健康数据等基础信息。基本属性数据包括姓名、性别、出生年月日、身份证号码、学籍号（工号）、隶属单位等数据字段；生活数据主要是记录教育活动参与人与社会企事业单位发生的资金、人事等活动记录，如公交车小额消费、校园小额消费等；社会活动数据主要是记录教育活动参与人涉及的科技馆、博物馆等场馆学习，社区公益活动等非正式学习活动数据；校园活动数据主要是与学习活动相关的数据，包括课程表管理、学习时间、答题时间、解题习惯、试卷数据、校园考勤、校车运营、固定资产管理等；身体健康数据主要包含身体健康检查数据、身体素质测试数据、营养配餐数据等。

教育资源数据库是存储、管理和供给数字化教育资源的数据库。其应该满足基础教育幼儿园、小学、初中、高中全部学段（含职业技术教育领域）全部科目和全部教材版本的数字化资源覆盖；要满足国家课程、地方课程和校本课程三级课程建设的需要。

模型顶层为“六应用”，即六类教育服务应用，主要包括资源共享、教学互动、教研服务、精细管理、成长可视以及服务延伸六个应用类别（表1）。

表1　六类应用方向明细表

资源共享类应用应该满足视频资源、图片资源、文字资源和声音资源的共建共享服务，满足教育教学参与人员的需求。

教学互动类应用应该支持学生网络离线状态的学习、网络在线状态的学习，以及基于平板电脑、手机等手持移动设备的泛在学习。

教研服务类应用主要包括促进教师专业成长和教师网上教研等业务功能。

精细管理主要是能够为教育管理者提供教育决策支持、教育行政管理支持和教育舆情监测等教育管理功能。

成长可视主要是能够为学生形成成长电子档案，其主要功能应包括学生试卷分析、学生学业质量评价监测、学生体质健康监测、学生学习习惯管理等功能。

服务延伸主要是面向社会公众，尤其是家长群体。利用家长学校，让家长切身参与到未成年人的教育培养中；还要提供社区教育和终身教育等服务。

教育的最终目的是促进人的发展，智慧教育也必须坚持以人为本，为此，“一网两库六应用”的模型结构充分尊重了教育教学活动不同角色参与者的需要。

4　沈阳市智慧教育系统案例分析

沈阳市是全国15个副省级城市之一、区域中心城市，其教育信息化工作一直处于全国先进行列，所以沈阳市的教育信息化工作具有典型性和代表性。沈阳市政府于2015年提出智慧沈阳建设理念，智慧教育建设便成为沈阳教育工作的一项重大任务。

笔者与所在团队一起，将沈阳市先期教育信息化建设成果进行汇总发现，90%的既有成果可以直接划归到智慧教育系统“一网两库六应用”模型中的相应层次部分；剩余既有成果，除去技术淘汰部分外，通过调整、优化、改造后也可以纳入模型中。为此，笔者认为该模型对于“先硬件、后软件、再人力、最后协同”的“类沈阳建设模式”城市具有较高适用性。

“类沈阳建设模式”一般是先期进行计算机、网络等硬件设施设备的投入建设；然后开始大量地购买或者自建软件资源；当软件和硬件达到一定程度后，着力对教师教育技术能力水平进行提升；最后，从全局考虑，将软件、硬件和人力资源一起协同开发。笔者认为只有到达软硬件和人力系统发展的阶段，才能够开展智慧教育系统建设，这也充分证明了智慧教育是教育信息化的高级阶段。

根据建设模型，目前沈阳智慧教育核心系统已经完成了沈阳教育网和三个级别的数字校园建设的“一网”工作；完成了沈阳教育资源公共服务平台即教育资源库的建设，该资源库包含小学、初中、高中全学科全教材版本的各类资源覆盖，对于幼儿园、职业教育、终身教育等领域的资源还有待开发，“一库”工作取得丰硕成果；六类应用部分已经建设完成网络教研、名师空间等应用。

就目前根据该模型调整和建设的沈阳智慧教育系统模型取得国内同行和教育行政部门的高度认可。全国23个城市先后率队来沈阳进行智慧教育建设工作经验的学习，沈阳智慧教育建设案例被教育部教育管理信息中心纳入2015年教育厅局长培训班课程。