智慧教育视域下学校建设的目标、特征与实践

2021-08-14裴祉鉴

教学与管理(理论版) 2021年8期

摘要

智慧教育背景下，云计算、人工智能、大数据等创新技术成为现代教育信息化的核心动力，给传统教育和教学模式带来了颠覆性、革命性的变革，各类学校正经历从“数字校园”快速迈入“智慧校园”的建设阶段，学校的教学、管理、科研、服务和决策正加速迈向智慧化、感知化、现代化。

关键词

智慧教育学校建设教育信息化

教育部《教育信息化2.0》《中国教育现代化2035》等政策的推出，开启了我国教育信息化建设的2.0时代。随着科学技术的快速发展，教育和信息技术的深度融合，智慧教育、智慧校园等概念的提出，引发了教育信息化时代背景下学校建设变革的新浪潮。智慧教育是借助5G技术、人工智能、云计算、大数据等信息技术打造的智能化、感知化、泛在化的新教育模式，涵盖课堂教学、校园建设、管理多个方面。智慧教育视域下的学校建设要以智慧教育为基本指导理念，以智能技术和设备为载体，深度运用“云”计算、物联网和人工智能等创新信息技术，打造智能化、信息化、感知化的新型智慧校园。

一、智慧教育视域下学校建设的目标

在智慧教育视域下，学校建设仍然要以为立德树人和培养社会主义事业建设者提供保障为终极目标。学校建设要从时代需求出发，借助新信息技术手段，以智慧教育为目标，通过最新信息技术手段，精准匹配学习资源，实现自动感知教师的教和学生的学的过程，利用智能化、精准化、个性化教育手段，实现培养最佳智慧型人才和最优教学管理的学校形态，最终实现教育公平化、培养智慧化、教育个性化的目标。

二、智慧教育视域下学校建设的特征

1.学校的教育环境更加智慧化

随着5G技术、人工智能、大数据库等新兴技术在校园建设中的完成，智慧校园环境下的学习行为更加智能化，包括学习过程的行为、经验和感知都将更加个性化和智能化。在5G技术、人工智能、AR/VR、云计算和大数据等创新信息技术的支撑下，教育活动真正意义上实现了人机智能交互，为教育信息化提供了人工智能环境保障。

2.学校的课程资源更加智慧化

5G+智慧教育的教育信息化时代，智慧学校的教育课程资源绝大多数运用数字化的方式体现。在数字化的背景下，智慧学校的课程、教材和配套资源将会前所未有的丰富，多样性、复杂性、系统性、标准性的资源都整合到课程里，并以智能化的、能接受的方式传授给学生。同时，在信息化的大环境下，为学生搭建开放的网络学习平台、智能化的图书馆、综合性的学习资源平台等，为每一个受教育者在享受个性化、智慧化学习过程的同时，又利用智能技术创造新的资源，达到教育资源最大化和共享教育的目的。

3.学校的教育评价体系更加智慧化

智慧教育视域下的学校，学生学习过程就是一个个数据汇聚、分析、反馈、再运用的过程，云计算、大数据、人工智能等信息技术的运用，使学校能够通过数据分析认知、研判学生的学习过程，并且对教师的“教”和“学”起到促进作用，同时通过智能软件进行分析测评，打破师生缺乏互动的现状，从全方位角度把学生的学习过程进行智能化、科学评价，并且有针对性地给学生提供学习规划，这种评价系统是从“认知”到“智能思考”再到“智能评价”的过程，使学校的教育评价体系更加智慧化。

4.学校的师资队伍更加智慧化

信息時代的高速发展，虽然人工智能技术改变了传统教育模式，但绝对不能取代教师在教育环节中的主导作用，反而更加要求教师通过再培训和再学习成为智慧教育的践行者。智慧教师首先要从专业角度秉持科学的教育规律和正确的教育理念，夯实教育专业知识、跨学科知识，从现实教育规律出发开展教书育人的基本工作。其次，熟练掌握信息技术的智慧型教师是智慧教育视域下学校师资队伍建设的重要组成部分，当智慧学校系统产生大量数据和分析结果时，教师要具备能充分利用这些信息的能力，要能够借助信息技术不断创新教学资源，要能够优化自身教学活动，实现智慧教学、智慧教研、智慧学习的效果。

5.学校的校园管理更加智慧化

智慧教育视域下的学校管理被信息技术重新塑造，在信息技术使能下的校园管理平台，把学校的固定资产、财务、学生、教师、校园安全、课程等管理过程数字化，变成数据记录在信息系统中，形成互联互通的整合式校园管理体系，大大提高了管理效率和智能化水平。

三、智慧教育视域下学校建设的实践

在智慧教育的大背景下，学校建设不是简单的另起炉灶，推倒重建，也不是简单的信息技术改造，必须从全校通盘考虑，紧扣信息化和人工智能的时代背景，深刻理解智慧教育视域下学校建设的基本特征和目标，从理论层面形成对智慧教育视域下学校建设的总体规划，为学校建设提供各项实践操作指导。因此，智慧学校的建设要具备稳定、高速、快捷的网络环境，能够科学地综合组织各类资源和服务，能够智慧分析和研判各种情况，为教育者和受教育者提供个性化学习资源，它大致包含数据应用平台建设、内涵建设以及外部生态环境建设等三个方面。

1.学校的数据应用平台建设

智慧教育视域下学校数据应用建设大致可以分三个方面，一是利用各种信息技术手段对整个教育过程进行数据收集的“感知”层;二是运用智能体系对各类教育数据进行智能分析的“分析层”，形成大数据库和个性化学习档案;三是基于分析结果提出智能化学习和教育改进方案的“智能层”，为学校管理提供科学预测和指导。

首先，在校园各个角落建设传感器，通过生物识别和传感器技术把校园环境和教育过程的“感知”嵌入到校园网络，通过建立统一的网络数据平台和师生的各自账户，实现关于学校师生活动的各类数据的收集。如在学校的教室、图书馆、体育场、学生宿舍等地建立网络数据识别系统，同时嵌入到学校的物理设备和网络环境中，对学生的学习轨迹、休息时间、体育运动轨迹，以及教师和学生在教育过程中的语言、表现和行为等数据进行采集，通过配置智能识别终端和应用软件记录整个教育过程，最终形成师生学与教的整体“感知”。

其次，基于数据收集系统采集的数据，建立强大的数据库和结果反馈系统，对数据进行分类、整合及分析，并对收集的数据进行标记化、格式化和结构化，建立合适的分析框架和相应的数据库。如在课堂中收集学生的语言、面部表情、行为数据，通过“分析层”前期建立的各种标准对收集到的数据，进行分析，教师可以对学生的学习状况、学习能力、学习质量、认知风格有针对性的了解及指导。

最后，通过前期数据分析比对、数据的融合共享，建设学校的应用平台，为师生教学提供科学的指导建议，为学校管理提供更有效的指导数据，更好地服务师生。如以前学生某学科的学习情况只有某科教师了解，但通过数据模型的对比，学校很容易发现学生的学习薄弱环节，可以针对性地调整教学安排，学校也可为教师加强针对性教研和改进教学提供建议，实现薄弱环节弯道超车。

2.学校的内涵建设

（1）建设信息技术使能的智慧教育创新场景

①建设云课堂，实现远程互动教学。云课堂是一种全新的互动远程教学模式，在5G技术支持下，运用云计算技术实现超高效率、超便捷、实时互动的教学课堂方式，通常由云课堂系统、主教室端、远程教室端、学生端组成。学校把云课堂系统部署在云端，教师在与实体教室配置相同的主教室端讲课，远程教室端和学生端可以采用平板、电脑、投影仪等工具通过5G网络接入互动学习，实现在特殊情况学习者远程学习的目的。

②建设VR/AR教学模式，实现沉浸式学习。学校在云端部署VR/AR教学内容，将VR/AR图片和声音高效编码成音、视频流，通过5G网络实时传输到终端，实现VR/AR教学应用的操作。VR/AR虚拟教学课程，把知识转化为数字的、可观察的、交互式的虚拟事物，使学习者能够在真实的空间中深刻理解学习的内容，同时这种三维的、互动参与的、移动的、沉浸体验式的教学模式，可以显著改善学习效果，提高教学质量。

③建设智能分析系统，实现教和学的感知体系。智能分析是一种通过人工智能与教育行为的结合，达到对学生课堂行为、学习行为及教师教学行为的智能分析。良好的教学方法不仅是讲、练、演，也体现在学生的课堂互动反应上，智能教学分析就要综合教与学的因素，采用视频等智能技术对课堂互动、课堂学生抬头率、积极响应等进行识别和分析，通过抓取学生的面部表情变化、人脸朝向等信息采用专注度模型自动分析学生课堂专注度;通过抓取学生抬头率、举手互动等信息采用互动分析模型自动分析统计数据，反过来给学校教育提供改善策略。

④建设智能灵活的学习终端。智能学习终端是一种远程教学系统，把学校、学生、家长、教师端相互联系起来，实现精准高效教学、个性化的学情分析及科学的伴学指导。学生通过智能学习终端把自己的作业通过图像采集模型上传到云端，云端智能系统进行作业智能批改、识别并整理错题、AI辅助自主学习（包括自助答疑、智能作业批改等），同时还可以通过学生的学习大数据进行个性化的练习推荐，分析学生知识点掌握情况、班级分数分布与学科能力，乃至于整个年级的能力分布与学科能力统计。最终，智能学习终端实现以学习者为核心，智能管理教学的各个环节，包涵教、学、测、练、评等全方面。

（2）建设综合智慧校园系统

智慧校园是智慧教育的基础，智慧教育视域下的校园建设强调学校在信息化的前提下进行内部资源的整合，实现学校管理向智慧化转型。一是通过宽带校园建设，实现校园宽带的全覆盖，为各种智慧教育创新应用提供高速通道，对现有网络设备进行升级和改造，最终实现校园网络的全覆盖和全接入;二是通过平安校园建设，为智慧型学校提供良好物理教学环境，利用人、设备和信息技术等手段，打造综合校园安防体系;三是通过智联校园建设，实现校园管理的人和物的全连接和智能连接，为校园管理提供智能管理。

3.学校的外部生态环境建设

智慧教育视域下学校建设除了需要学校自身努力外，还需要良好的外部环境的大力支持。通过借助学校外部力量，在学校智慧化建设过程中实现政府支持、企业创新参与、学校主导的建设格局。

首先，从政府角度而言，政府部门要从信息化角度合理制定学校智慧化建设规划，从政策层面引导和推动学校智慧化建设的步伐，从教育资金投入层面保障学校智慧化建设正常进行。其次，信息技术快速发展，要求学校必须与科技创新企业或机构保持紧密联系，尽最大可能争取科研机构或科技企业的协同创新。建立友好的学校和高科技创新企业的沟通渠道，引导企业参与到学校智慧化建设实践中，取得更好的技术服务和理念创新。

此外，智慧教师队伍建设是智慧学校建设中最重要的一环，只有大批的智慧教师的投入和践行才可以实现真正的智慧学校。智慧教师队伍的建设需要学校在专业能力、教育技术培训等方面探索、总结。通过再教育提升教师的信息技术能力、教学创新能力、教学分析和应用能力等智慧技能，使每一位教师成为专业素养和信息化技能齐备的智慧型人才，紧跟智慧学校建设的各个环节。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部.教育部关于印发《教育信息化2.0行动计划》的通知[EB/OL].（2018-04-18）[2019-08-12].

[2] 中共中央、國务院印发.中国教育现代化2035》[EB/OL].（2019-02-23）[2019-05-23].

[3] 李小平，陈建珍，赵半年，等.AR/VR学习情境设计问题的研究[J].现代教育技术，2017（08）：12-17.

[4] 赵涛.5G背景下的未来教育发展探索[J].智库时代，2019，3（25）：10-11.

[5] 汪照.5G技术+AR等数字媒体的新教学模式多元化传播[J].传播力研究，2019，3（15）：197.

[6] 李小平，孙清亮.基于第五代移动通信技术的网络教育应用研究[J].电化教育研究，2019，40（01）：52-58.

[7] 陶西平.积极推动人工智能和教育深度融合[N].中国教育报，2019-06-15（003）.

[8] 袁磊.5G时代的教育场景要素变革与应对之策[J].远程教育杂志，2019（03）：27-35.

[9] 兰国帅.5G+智能技术：构筑“智能+”时代的智能教育新生态系统[J].远程教育杂志，2019（03）：3-15.

[10] 郭绍青.人工智能对教育的革命性影响[N].学习时报，2019（03）：5-31.

[11] 王胜远，王运武.5G+教育：内涵、关键特征与传播模型[J].重庆高教研究，2020（02）：35-47.