智慧教育时代高等教育领域的创新与建构

赵 浚

(东北大学 马克思主义学院，辽宁 沈阳 110169)

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》明确指出，“信息技术对教育发展具有革命性影响”。[1]大数据处理技术的快速发展，使教育信息化的改革和发展面临着前所未有的转型升级契机，也将进一步推动中国高等教育的创新与变革。

一、智慧教育时代高等教育的内涵与定位

智慧教育是一种多元丰富、全面综合的教育形态，体现为理性智慧、价值智慧和实践智慧内在统一的新型教育。信息时代智慧教育，以“智慧学习环境为技术支撑，以智慧教学法为催化促导，以智慧学习为根本基石，利用适当的技术智慧参与各种实践活动并不断地创造制品和价值，实现学习环境、生活环境和工作环境灵巧机敏地适应、塑造、选择”。[2](P6)

(一)智慧教育时代高等教育的内涵

智慧教育是教育信息化由数字化向智能化转化的标志性进展，是现代信息技术的技术赋能对教育领域的智能应用和智慧服务，代表了信息技术与教育领域深度融合的程度与水平，势必将推动高等教育领域的生态重塑。

一是智慧教育是高等教育对人的智慧培养。智慧是人的才智、智力的状态描述，是人具有辨析判断和发明创造的能力，强调以伦理道德和价值观念在生活实践中引导人对知识的心智运用，发挥人的创造性思维能力。从根本上讲，智慧教育也是人对自我智慧本质的全面占有，这也是中国高等教育实现立德树人根本任务的内在旨趣，以智慧教育最大限度地激发、挖掘人类的智慧，帮助人们认识自我、发现自我、创造自我，成长为理性的人、道德的人、实践的人。钱学森先生曾以提高人的智能为出发点，以“大成智慧”为21世纪人才培养的着眼点，树立现代智慧教育观，主张实现“人—机”优势互补的思维体系，从而促进学生开启智慧、培养智慧、增长智慧。

二是智慧教育是高等教育对教学环境的构建。智慧教育借助网络信息空间使数字化教育向智能化教育升级改造的呼声渐强，“人—机”优势互补的智慧教育环境将进一步改善信息系统整体构架不清、数据与资源孤岛现象普遍等现代信息教育弊病。其一，“人—机”优势互补的智慧教育将构建智能、适恰、高端的智慧学习环境，运用智慧教学方法，以技术智慧促进受教育者在各种教育实践活动中创造自我，提升成才期望，彰显高等教育价值。其二，“人—机”优势互补的智慧教育环境使技术与教学深度融合，强化教育教学决策的科学化程度，激发受教育者自觉自主适应学习、生活、工作环境，并灵巧机敏的塑造智慧环境，促进受教育者形成高智能和创造力，达到高等教育的智慧教育效果。

三是智慧教育是高等教育系统的智能化发展。智慧教育将充分利用现代信息技术构建网络教育平台，优化和集成网络教育资源，提高教育的智慧化程度，促进智慧化高等教育系统的跨越式发展。其一，以智慧教育全面感知教育全过程，推动教育流程再造。智慧教育融合先进的教育管理理念，合理构建协同共享的教育信息平台，对教育资源、教学环境、教育过程进行全面感知，从而推动我国高等教育现代化的发展进程。其二，智慧教育系统在“人—机—物”高度融合统一的智能化环境下，形成物理世界、人类社会和信息世界三元空间的协同联通。教育资源的智慧化、教育环境的智能化、教育过程的数据化共同搭建起智慧教育的整体框架，通过技术手段使人可以在时间和空间得到能力的拓展和延伸，对人进行全生命周期的教育管理和人性服务。

(二) 智慧教育时代高等教育的定位

一是以智慧教育凸显高等教育的核心价值。高等教育以立德树人作为根本任务，智慧教育的本质也是以人的发展为出发点和落脚点，提升人的个体才能智慧与思维品质，充分体现人的价值主张。智慧教育被认为是知识教育之后的信息时代教育形态，以开发人的高端智力和创新能力为核心，培养能够基于学习自主开展高级认知思维能力的人才，从而提升人的深度学习能力和实践能力，深层次体现人在信息社会的自我价值和社会价值。可见，智慧教育不是以技术手段开展高等教育为目的，更强调一种智慧思想、智慧实践、智慧模式。从某种意义上讲，智慧教育因人的有所作为而智慧化，不是因机器的升级换代而智能化，所以智慧教育更体现人对技术的驾驭和创造，是人充分运用现代化、适应现代化、推动现代化的主观造就，是高等教育对人的教育价值的根本显现。

二是以智慧教育培养人的计算思维为宗旨。智慧教育以现代信息技术为手段和方法，突破原有的思维训练教育传统，强调运用逻辑性和启发式的计算思维强化学习。在人类与计算机互为依赖的信息社会，人们已经习惯将计算机作为日常工作、学习和生活的重要使用工具，高智能化计算机可以针对各类问题构造出相对最优选择的解决方案。所以，智慧教育需要培养人运用计算思维去解决问题的能力。计算思维是指与计算机科学相关联的思维方式，计算思维拓展了人类思考问题和解决问题的方式。计算思维教育将同时整合设计思维、工程思维和数学思维等多领域思维，促进人掌握计算机工作方法，理解计算机运算过程，充分利用计算结果去重新审视和理解人类行为与世界，使人具备分解问题、模式识别、创建算法等计算科学的能力，达到高等教育对人的智慧化培养与塑造。

三是以智慧教育创新高层次人才培养机制。智慧教育要遵循高等教育发展规律，以培养新时代中国特色社会主义合格建设者和接班人为着眼点，创新高层次人才培养机制，深入推动中国高等教育的现代化发展进程。在《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》中明确指出，要“努力培养造就数以亿计的高素质劳动者、数以千万计的专门人才和一大批拔尖创新人才”。[1]智慧教育本质上是高等教育现代化的内涵式体现，通过对传统教育过程、教育环境等方面的智能化改造，建立学习分析机制、课程质量评估机制、适配学习推荐机制等智慧教育管理体系，以智慧化的教学理念、教学模式、教学过程，为受教育者提供精准定制的教育服务与个性化学习管理，使智能化在传与承、授与受、教与学中得到更好的彰显，不断提高高等教育智能化教育水平和人才培养能力，切实服务科教兴国人才发展战略的国之大计。

二、智慧教育对高等教育教学的创新发展

智慧教育凭借其大数据技术、移动互联网以及虚拟现实等前沿技术，极大地提升了高等教育的智慧化教育教学水平，为传统高等教育带来了革故鼎新的现代化教育发展契机。

(一)智慧教育环境特点推动传统教学生态变革

智慧教育为高等教育提供了一种高效开放、灵活多元、深度交互的智慧化教学环境，有效改善了传统高等教育教学参与程度不足、教学方法简单机械等问题。

一是高效灵活的智慧教学环境提升高等教育教学质量。智慧教育环境能够提升高等教育的教学教法水平和教学管理效率，实现对课前、课中、课后的全过程教学管理。从教育者的角度讲，教师可以利用智慧教育系统交流教学心得、互换教学思想、定制教研活动，从而形成别具匠心的教学设计方案。课前，通过运用大数据分析技术，掌握学生的内在学习需求和学习兴趣，及时调整教学方案，按需推送教学资源，真正实现以学定教的以生为本教学。课中，教师根据教学目标创设情景课堂，嵌入教学内容，提升学生对知识的建构能力和探究能力。同时，教师通过教学平台观察学生学习轨迹和学习活性，针对不同学生学情展开个性化教学指导。课后，学生通过平台提交作业，教师可以借助智能平台的自动批阅功能省去人工时间，为学生及时反馈教学，提高课后辅导效率，提升教育质量。

二是开放自主的智慧教学环境提升高等教育教学有效性。智慧教学环境的开放性表现为在智慧教育背景下教学方式和课程体系的开放自由。智慧教学打破传统课堂教学一位教师面向全体学生讲授相同内容的固有教学模式，开放教学环境将引入课堂视频会议、VR模拟场景实践等多元教学形式，发挥智慧教育的泛在互联优势，让课堂丰富立体起来，使学生可以在课堂同时享受到教学名师、专家学者的远程授课，也可以体验到室外教学实地的真实再现。智慧教学环境使教学模式从“一对多”向“多对一”转变，使课程体系从章、节、目的线性结构向以探索和专题为导向的非线性结构转变，使教学情境从单一课堂室内教学向模拟室外、沉浸交互的虚拟场景教学转变，切实提升了教学过程的有效性。

智慧教学环境为师生交互提供了虚实融合的有利条件，便于开展各类教学活动。教师可以更好地服务于教学，提升自我教学能力，设计更好的教学任务；学生可以更好地在“云端”与专家学者及同龄人进行交往互动，学习动机和学习激情将得到进一步升华，从而实现教师和学生在教学中的互补助益，推动高等教育教学的变革与发展。

(二)智慧教育工程技术促进高等教育流程再造

从某种意义上讲，智慧教育是一项繁纷复杂的系统工程，在复杂系统理论指导下，智慧教育的云计算、大数据、移动互联等技术为高等教育的进程发展呈现出规律性和科学性的智力支持，推进高等教育的流程再造，促进高等教育的体系化发展。

一是智慧教育是一项高等教育系统工程。智慧教育由诸多元素部件构成，部件之间的功能又相互联系，整体存在。智慧教育系统工程，是指按照高等教育立德树人的教育目标导向，以全局优化为建设原则，使各部分构成要素、组织结构、信息控制机构最大限度地相互协调，使高等教育在工程管理考量下呈现出安全、高效、稳定的教育运行全过程。智慧教育工程系统主要解决在“人—机—物”环境下高等教育如何策划方案、过程研发和操作应用等一系列问题，不仅关涉师生(人)的特性和需求，而且注重教室教育设备(机)的特性和供给，关注教室照明、声音等环境因素为师生交互带来的影响，并根据人与机的特点增强相互间的关联性和协调性，确定“人—机—物”环境的最优方案和最佳途径，从而提高智慧教育系统的整体性能。智慧教育系统工程需要以控制论、模型论和优化论作为理论支撑，打破传统知识论的认识，使有生命和无生命消除界限壁垒，以一个统一的观点和尺度重新认识、研究智慧教育系统，进一步推进智慧教育的流程再造。

二是智慧教育推动高等教育的流程再造。流程再造是指对原有结构的改变和适应。其一，以数据挖掘促进高等教育流程呈规律性发展。整个数据挖掘的过程就是不断修正调适的过程，当挖掘算法结果不能达到预期目标，教育者可以对数据进行反复挖掘，形成针对教学过程、教学质量和教育管理的动态评估发展报告，全面、客观、科学地反映高等教育流程再造情况。可见，数据挖掘可以深度揭示智慧教育的内在运行机理，帮助教育者从海量数据中识别出高效、实用、新颖的教育大数据，通过分析数据间的逻辑关系和内在联系，显现出智慧教育规律，并预测高等教育未来发展趋势，实现对高等教育教学流程的智慧化管理，提升智慧教学的效率和质量，推进高等教育结构的转型升级。其二，以全面感知促进高等教育流程呈适配性发展。智慧教育利用物联网全面感知教育流程，从学生考勤、环境调控、远程监管等方面实现“人—机—物”的广泛互联，通过体征传感设备了解学生教学体征变化，全程记录学生轨迹，智能判读学生的习得效果和学习情绪，实现对高等教育流程的网络化管理和智能化管理。从某种意义上讲，课堂教学是一个充满情感和人文关怀的心理过程，利用虚拟现实技术将更好地实现知识情景再现，使课堂教学“有血有肉”、生动活泼、真实有趣，以小课堂呈现大场景、小空间呈现大历史、小故事呈现大文化，从而提升高等教育教学过程的人文性和智慧性。

(三)智慧教育提升教育主体的教学力和学习力

智慧教育环境下，教育者和受教育者将深度参与教学全过程，并以一种双主体关系而存在，教育者得到教学力的提高，受教育者得到学习力的增强，彼此相互促进，共同成长，使高等教育质量和效果显著提升。

其一，智慧教育提升教育者的教学力。教师的教学力是教师顺利完成教学活动所需的个体心理特征，是教师能力的基本素养，反映教师完成教学实践对教学的掌握能力。[3]教学力包括教学凝聚力、教学控制力、教学转化力等因素。智慧教育通过智能化软硬件系统使教学结构、教学工具得到更大程度的变革，智慧教育的技术赋能促进教育者能够更加全面的掌握和驾驭课堂。一是教学在智慧教育环境下提升了教师的教学凝聚力。在教师创设的智慧教育环境下，教师借助语义分析和数据分析技术，使教学模式和教学设计与智能技术有机结合，以客观数据为依据把脉学生的个性需求和个性特征，适度地对学生个体量体裁衣、因材施教，提升学生被关注的情感体验，从而汇聚学生注意力和学习兴趣，充分彰显智慧课堂的人文关怀，进而衍生出新的教学研究成果和教学经验，使教学创新不再高不可攀、难上青天。二是教学在智慧教育过程中提升了教师的组织控制能力。智慧教育课堂的教学过程设计和教学资源选择直接影响着学生的主体经验感应，智慧课堂将以更加开放、自由、平等的氛围激发学生的潜质和情感，进一步助力教师科学合理、有条不紊地对教学规则和教学流程实现强有力的组织和控制。

其二，智慧教育提升受教育者的学习力。教育领域对学习力的理解各有不同，主要表现为学生的自主性、能动性和创造性，反映为学生对自我学习管理、改进和提升的能力。学习力作为社会核心型素养的构成要素，成为高等教育在信息社会以及未来智能社会促进人的全面发展的重要内容。智慧教育将有助于受教育者的知识转化能力，即提升学生接受知识、理解知识、内化知识的能力。智慧教育环境将学生直接带入了复杂的理论知识场景之中，促使学生积极主动参与到智慧课堂活动，使学生的创新思维、高阶思维、发散思维共同得到锻炼和发展。在智慧教育过程中，学生可以通过智能技术和学习活动整合为自我提供情景化学习、高效能学习、创造性学习的条件，促使学生个体不断认识自我、发现自我和提升自我，完成学习知识、发现知识和创造知识的过程，实现学生个体的即时感知，增强学生主体的知识创造能力，从而增强学生的自我学习能力。

三、智慧教育对协同性课堂的构建与思考

协同课堂是互联网+课堂教学的创新融合，是同步课堂的在线升级，承袭了课堂讲授和远程在线的优势特点，呈现出情景课堂的智能化课堂形态。

(一)协同课堂主客体关系的形态构建

协同课堂是针对教育主体与教育客体相互作用而开展的一种以自主探究模式为主的课堂教学活动，是主体与客体在协同课堂的存在方式。协同课堂的主体，是指从事智慧课堂教学传播认知和参与实践的人。协同课堂的客体，是指智慧课堂教学活动过程中认识和实践的对象。在协同课堂中，智慧课堂的教育主体和教育客体将成为双主体，主体与客体将根据活动情况而不断转换角色。

当教育者向受教育者传输信息时，主客体关系体现为以教育者为主导或协助的师生关系而存在。教育者作为受教育者自主学习的指路人，将承担课堂讲授、课堂调度、学生协助、课堂开发、资源设计等多重任务，创新改革传统教学内容，整合优化传统教学资源，结合在线优质授课视频，拓展课堂教学的物理时空和空间结构，使学生得到知识技能与综合能力的共同提升。智能技术在课前、课中和课后的应用，使教育者和受教育者充分、广泛参与到智慧教育的传播和交流之中，教育者与受教育者关系呈现出多种形态。由于协同课堂的教师角色扮演不仅局限于实体课堂，还存在于同步录制的视频教学资源以及其他在线答疑和教学研讨之中，使课堂主讲教师不再是唯一的传道授业者、知识传播者，这对教育者的信息素养和知识储能提出了更高的要求。在某种意义上，协同课堂的教学效果取决于教学演示文稿、教学视频影像、在线共享资源的质与量，这是教育者帮助、引导学生形成自主学习过程的有效反映，是教育者充分发挥网上与网下相互结合的导学能力的体现。

当受教育者把反馈信息传递给教育者时，主客体关系体现为以受教育者为主导的师生关系而存在。受教育者受到课堂教学信息传播方式螺旋上升的持续影响，借助各种工具开展网络协作学习，与外部环境发生相互作用和浸润。通过多感官的多样化信息，提高受教育者的教育信息接受质量，使受教育者实现学习过程的交互反馈。协同课堂的共享性不仅使受教育者能够最大限度地参与、占有、共享高度结构化的教学资源，并及时有效地获取协同课堂的教学信息，把相关的教学信息进行对比对照，取长补短，对教学信息进行适度解码和分析，从而更好地解读和掌握教学内容。由此，协同课堂对受教育者的精神意志、创新潜能和个性特征提出了更高的发展需求和目标规划。网上和网下交流渠道的增加，不仅符合智慧课堂教学的双向传播规律，而且极大地调动了学生参加教学情境训练的积极性和兴趣性，在教学实践活动的参与过程中学生的综合能力将得到显著提高，进一步促进学生的全面发展，成长为智能时代需求的社会发展型人才。

(二)协同课堂教学流程的再造与架构

协同课堂教学流程的再造是高等教育与智慧课堂有机结合的结果，只有重构教学才能在智慧教学形态下更好地服务于学生的成长成才，实现对学生的自由全面发展。协同课堂要求教师提升自身素养以适应智慧教学，要求学生提升学习力以适应智慧课堂教学模式。

其一，协同课堂的教学设计要遵循教学资源建设的特定流程。无论课前、课中、课后等教学各环节都需要制作设计与主题相关的程序开发和软件设计，将教学设计过程划分为教学目标分析、教学总体设计、课程章节规划、教学资源论证等环节，程序设计在高等教育教学将得到重新认识。教师可以根据课程前导和课后拓展绘制教学内容网络图谱，将知识点融于网络模块，并用图形化网络工具进行关系描述，以确定内容及学时分布，强化重点难点知识内容，打通知识联通障碍，平滑衔接过渡各知识模块，使协同课堂实现知识讲授、在线演练、教学实践三者的分工协作和整体统一。

其二，多元课堂协同需要建立严格并与之适应的教学管理流程。一是协同课堂需要配备助教以辅助课堂管理。协同课堂的讲授形式主要分为两种，一种是主讲教师的课堂讲授，另一种是协同课堂的交叉互动，两种形式依次使用、互为补充。为使教师可以在课堂多种角色间游刃有余，需要有助教进行协同配合，使课堂教学秩序有条不紊。二是协同课堂需要建立快速响应机制。协同课堂的整体结构和流程繁纷复杂，需要应对各种突发情况，以避免教学环节之间衔接不畅，各类教学活动脱节等问题。所以，从课堂纪律、作业时限、视频录制、实时预警、助教分工等方面需要建立管控奖励机制，确保协同课堂的顺利建构。

其三，多元课堂协同需要通过建立稳定学习系统，实现教学闭环。一是以学习理论科学设计教学方案。协同课堂主要围绕学生的需求进行模块和程序设计，要充分考虑教育对象综合能力、知识理解运用能力、课程灵活参与能力等多重因素，主要涉及到建构主义理论，对理论的深刻理解可以助力诱导学生知识的正向潜移，激发学生的主观能动性发挥，引导学生进行自我认知的建构和拓展。二是以在线学习系统实施教学闭环控制。协同课堂在课前和课后是全在线学习模式，课前和课后的教学轨迹与教学反馈反映了整个教学过程学情效果和程序运营水平的变迁，教师可以及时调整课堂教学和在线设计，形成优化完善的教学闭环控制回路。

(三)协同课堂教学评价的搭建与重构

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020)》指出：“要改进教育教学评价，根据培育目标和人才理念，建立科学、多样的评价标准。开展由政府、学校、家长及社会各方面参与的教育质量评价活动。做好学生成长记录，完善综合素养评价，探索促进学生发展的多种评价方式。”[1]协同课堂的教学评价是智慧教学系统依据教学目标，在对海量数据进行搜集整理和处理分析的基础上，对智慧教学过程及其结果做出客观的价值评判，给予教学活动指导性的调整建议。协同课堂教学评价是对教学过程的全方位评价：对学生而言，协同课堂教学评价是对学生学习效果和发展情况的综合反馈；对教师而言，协同课堂教学评价是对教师智慧教学质量的评估；对课程建设而言，协同课堂教学评价是对课程智慧化发展和教学改革成效的综合体现。

一是数据驱动教学决策，注重教学过程评议。协同课堂充分运用数据驱动教学决策，从而诊断学生学习情况，评议教学过程，为教学提供具体优化对策，实现智慧化教学管理。协同课堂的程序设计将教学目标细化，并针对教学目标逐项进行测评和教学预测，有利于教师组在课前和课后进行逐项研讨，及时总结课堂教学优劣情况，实时优化教学方案。从多维度考量和分析教学过程，可以科学反映教师与学生的课堂协同性与有效性，教师可以根据教学内容侧重不同，对课堂教学方法、在线测验形式等方面做出补充调整，及时掌握学生的课前学习历史、课堂活动参与度、学生兴趣特征等多类数据。根据数据可视化图谱和系统智能教学提醒，通过在线沟通、电子邮件、预约面谈等方式，增加对学生的学习关怀和思想了解，适度对学生的课堂学习做出引导或干预，为学生提供个性化学习资源，提升学生学习能力，促进课堂教学质量的提升。

二是在线系统全程考核，注重学生发展评估。一方面，协同课堂系统以学生持续发展为评估原则，合理分配权重，改革考核方式，以全过程考核把脉学生学情。现代高等教育更加注重学生的持续性发展，对学生的考核趋于综合多元化，不仅关切学生的学习情况，同时对学生在教学过程中表现出的抗压抗挫能力、组织协调能力、策划执行能力等多个性差异能力进行测评，改变针对某一学科或某一课程的单一性教学考核，体现现代高等教育对人才成长发展的终身教育价值。另一方面，协同课堂系统将建立多方参与评价机制，转变闭环评估模式，邀请学校管理部门参与评估，以多方评估结果强化教学评估质量，切实提升智慧教学效果。通过各类参数和分析模型评估学生思想、行为、活动等综合素质，根据精准数据信息，邀请相关教学管理部门与教师组共同对有效数据进行分析探讨，以确定教学调整方案，助力学生综合素养的全面发展。