“互联网”背景下的智慧教育浅析

孙海涛

摘 要：随着信息技术的迅猛发展，教育领域中学习方式、教学模式发生了重大变革，以云计算、移动互联、物联网、大数据为特征的智慧教育产品和解决方案悄然兴起，智慧教育已成国际共识。2006年，新加坡提出iN2015智慧教育计划，建立学习者为中心的个性化学习空间，建设国家范围的教育基础设施，使新加坡成为全球教育领域使用信息技术的创新中心。IBM智慧提出教育解决方案，教育数据的收集、管理与分析，为学习者提供独特的学习体验，教学制度优化等。本文通过数字教育与智慧教育的比较，分析了智慧教育的内涵和特征。归纳总结了智慧教育的核心技术及特点，并对智慧教育发展的趋势进行了阐述。

关键词：智慧教育;个性化学习;沉浸式学习

经过多年探索与实践，在我国，智慧教育已上升到国家层面。2017年，国务院发布《新一代人工智能发展规划》，对开展智能教育作出部署。2018年，教育部将“推进智慧教育创新示范”列为当年的工作要点，最新的动向是《雄安新区智慧教育规划》开始编制。

一、智慧教育内涵与特征

數字教育是信息化环境开展的基于各种数字技术的教育方式。智慧教育是依托物联网、云计算、无线通信等新一代信息技术所打造的物联化、智能化、感知化、泛在化的新型教育形态和教育模式。智慧教育可以是一种行为，一种方式，亦或是一种系统。从行为视角来看，主要体现在大数据、虚拟现实和人工智能等现代科技在教育中的应用。从方式视角来看，技术的广泛应用将带动教育教学方式的变革，这或许跟工业化时代的教育方式完全不一样。

智慧教育是数字教育的高级发展阶段，旨在提升现有数字教育系统的智慧化水平，深度融合信息技术与教育主流业务。从系统视角来看待智慧教育，可以指一个学校、一个区域甚至一个国家。从系统论的视角来看，智慧教育可以定义为一种由学校、区域或国家提供的高学习体验、高内容适配性和高教学效率的教育系统，它能利用现代科学技术为学生、教师和家长等提供一系列差异化的支持和按需服务，能全面采集并利用参与者群体的状态数据和教育教学过程数据来促进公平、持续改进绩效。

二、智慧技术的创新应用

（一）物联网：提升教育环境与教学活动的感知性。运用传感器、射频识别（RFID）等技术，使信息传感设备实时感知任何需要的信息，按照约定的协议，通过可能的网络（如基于WIFI的无线局域网、移动通信、电信网等）接入方式，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，实现物与物、物与人的泛在链接，实现对物品的智慧化识别、跟踪、监控和管理。集智慧教学、人员考勤、资产管理、环境智慧调节、视频监控及远程控制于一体，从物联化、集成化、智慧化等角度出发，提高教学效果，并有力促进教务管理的高效运行。

（二）大数据：提高教育管理、决策与评价的智慧性。通过对全数据的采集、存储和分析，能够发现已知变量间的相关关系，进而实现有效的科学预测。随着教育信息化进程的推进，学习、教学、科研、管理过程中无时无刻不在产生海量数据，大数据技术将对教育信息化产生巨大冲击和深刻影响。

教育评价是提高教育教学质量的有力手段。传统教育评价重视学生考试成绩，重在甄别证明，忽视了学生综合素质和个性发展，忽视学生进步和努力程度，忽视了诊断和改进。

（三）云计算：拓展教育资源与教育服务的共享性。将分布在各地的服务器群进行网联，能够实现大规模计算能力、海量数据处理和信息服务的需求。学生利用云平台，通过电子书包等终端随时随地享受云端的各种学习服务。保证学习数据的永不丢失，为学习分析提供数据支持。“三通工程”作为十二五期间教育信息化重大工程，将充分应用云计算技术搭建了“教育资源公共服务平台”和“教育管理公共服务平台”。教育部 “中国学术会议在线”平台和“基于网络的双课堂教学应用试点示范项目”两大项目也都采用了云计算技术。

（四）泛在网络：增强教育网络与多终端的连通性。泛在网络是通信网、互联网、物联网的高度协同和融合，将实现跨网络、跨行业、跨应用、异构多技术的融合和协同。学习、生活与工作的连通 学校教育、家庭教育和社会教育的连通; 手机、平板、PC、学习机、电视等各种终端设备的连通。

泛在网络是智慧教育开展的基础，基于泛在网络的无缝连接是智慧教育的基本特征。无缝连接具体体现在如下几个方面：

1.系统集成：遵循技术标准，跨级、跨域教育服务平台之间实现数据共享、系统集成;

2.虚实融合：通过增强现实等技术实现物理环境与虚拟环境的无缝融合;

3.多终端访问：支持任何常用终端设备无缝连接到各种教育信息系统，无缝获取学习资源与服务;

4.无缝切换：学习者的多个学习终端之间实现数据同步、无缝切换，学习过程实现无缝迁移;

5.联接社群：为特定学习情景建立学习社群，为学习者有效联接和利用学习社群进行沟通和交流提供支持。

三、智慧教育的发展趋势

现代信息社会由无数看得见看不见的数据、信息构成——互联网、大数据、人工智能、物联网等无数个科技热词，影响着人们生活的方方面面，从不同的维度，引领着人们进入一个高速发展的信息科技时代。科技推动着社会各个方面的革新，新技术的应用造就了智慧教育，一种全新的教学模式。智慧教育的特点与趋势，简单来讲，可以分为以下三个方向：

（一）个性化学习。虽然人们的大脑结构相同，但每个人都有一套属于自己的思维方式。老师在教授知识之前，最合理也是最有效的办法就是先激发学生的灵感与兴趣，让学生主动学习、思考，建立个性化学科与主题、自主学习才是未来教育的趋势所在。

人工智能的飞速发展已经让所谓的“自适应学习”成为可能。首先，电脑通过收集学生的学习行为数据，产生关于学生学习习惯和偏好的大量数据，然后，算法通过对数据进行系统地分析，自动调整学生下一步学习的内容，推荐适合学生的习题，甚至改变教授知识的方法。这个过程不断地进行，数据越多，机器对学生的习惯和偏好掌握得越透彻，推荐的内容和方法也就越精确地匹配学生，学习效率自然不断提高。

（二）精细化学习。随着学生年纪的递增，一些学科越学越糊涂。这往往是由于学习过程太粗糙，还没有理解透彻上一个，就开始了下一个章节的学习。这种学习模式无法达到精细化学习的程度。

人工智能则可以改变这个现状。学生的学习进度不是由老师来决定，而是由无时无刻不在观察学生学习的机器来进行实时调试。人工智能算法根据学生练习的表现推测学生哪些知识点没有掌握，然后用加强练习、复习概念、举更多例子等方法来弥补学习中的缺陷，直到整个知识体系链条掌握完整为止。这种方式的好处在于，一方面防止学生在掌握必要知识之前就跳到下一步，另一方面也节省了做无用练习的时间，使学习效率大幅度提高。

（三）沉浸式学习。直白来讲就是“Learning By Doing”。大多数知识和技能在实际应用场景中，通过实践来达到学习、应用的目的，这种学习的方式要比理论来的效果好的多。将抽象的知识具象化、场景化，这同样是未来教育的愿景。

沉浸式学习方面，人工智能以及VR/AR技术可以提供适当的技术支持。而物联网则可以为个性化学习与精细化学习提供一种新的思路方向。北京桂花网科技有限公司（Cassia Networks）将蓝牙技术与物联网结合在一起，为发现学生的个性化特征，制定精细化教育方案提供科学准确的数据支持。

四、总结

技术推动下的智慧教育发展已是大势所趋，正在成为信息时代全球教育改革的“方向标”。 依托于人工智能的发展，行业模式摸索创新。人工智能无疑是智慧教育领域发展的重点，是教育的未来，进而推出了基于大数据的个性化在线教育产品，希望以人工智能技术减少对老师的依赖。强调以人工智能加强教师和学生的互动，包括智能语音识别、智能互动课堂、智能机器人等产品，均以加强学生和教师之间的互动为核心，改变简单的信息传播教育模式。

参考文献：

[1]保承军，岳桂杰.云计算和物联网在智慧校园系统构建中的应用[J].自动化与仪器仪表，2014（3）：62-64.

[2]罗永升.物联网与智慧校园的融合研究[J].信息化建设，2015（10）：6.