鐘紹春 唐燁偉 王春暉

摘要：智慧教育作為教育信息化的高端形態(tài)，對教育變革的方向起著引領(lǐng)的作用。該文首先對教育信息化和智慧教育進(jìn)行了思考，指出教育信息化是實(shí)現(xiàn)智慧教育的手段和途徑;其次，闡釋了智慧教育的內(nèi)涵和特征，明確了智慧教育模型建構(gòu)的方向，在此基礎(chǔ)之上，對智慧教育的基本思路進(jìn)行了深入思考;最后，從智慧學(xué)習(xí)、智慧研修和智慧管理三個方面，論述了實(shí)現(xiàn)智慧教育的有效路徑，以期能夠為智慧教育的研究提供一些參考。

關(guān)鍵詞：智慧教育;智慧學(xué)習(xí);智慧教學(xué);教育信息化;信息技術(shù)

中圖分類號：G434

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

一、引言

隨著信息技術(shù)在教育中的廣泛應(yīng)用，教育信息化、教育現(xiàn)代化、智慧教育和智慧校園等等新名詞相繼出現(xiàn)在大眾的視野之中，但是很多研究者在還沒有搞清楚這些詞之間的關(guān)系和差別時，就開始開展轟轟烈烈的改革之路，如有人認(rèn)為，只要建設(shè)了教育云平臺、智慧校園等，就實(shí)現(xiàn)了教育的變革和創(chuàng)新，就實(shí)現(xiàn)了教育信息化，實(shí)現(xiàn)了智慧教育，其實(shí)這是一個錯誤的認(rèn)識，由此可見，很多教育者對教育信息化和智慧教育并沒有一個清楚的認(rèn)識。所以我們有必要探討教育信息化和智慧教育之間的關(guān)系，同時也應(yīng)該對智慧教育的關(guān)鍵問題進(jìn)行深入的思考。

二、教育信息化與智慧教育

教育信息化是指在教育領(lǐng)域中全面深入地運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)來促進(jìn)教育改革和發(fā)展[1]。目前，教育信息化的開展有兩種截然不同的做法。一是按照原有教育體系的需要應(yīng)用技術(shù)。這是原有教育體系的信息化，是將技術(shù)貼到教育教學(xué)中去。這種做法，更多的是提高教育教學(xué)效率，在效率提高的基礎(chǔ)上，一定程度上能夠解決部分質(zhì)量問題。比如在管理上，通過信息技術(shù)的應(yīng)用，將各種信息匯聚在一起，根據(jù)工作需要調(diào)取所需信息，特別是通過移動終端，在不攜帶任何紙質(zhì)材料情況下，可以隨時隨地調(diào)取所需信息，大大提高管理工作的效率。在教學(xué)上，將相關(guān)學(xué)習(xí)及時提供給教師和學(xué)生，大大提高了教學(xué)和學(xué)習(xí)的效率。這種做法，除了提高效率外，從方便信息和資源獲取的角度講，是一種信息和資源獲取方式的變革。這種變革，在管理工作上的作用明顯，但是還不足以產(chǎn)生顛覆性的作用。因為教學(xué)和學(xué)習(xí)不好的主要原因是教師教和學(xué)生學(xué)的思路、方式方法等方面存在問題引起的，有的甚至是教學(xué)目標(biāo)定位有問題。這種情況下，無論如何通過信息技術(shù)也解決不了質(zhì)量問題，這就需要研究出新的教學(xué)和學(xué)習(xí)思路、方式方法，甚至重新定位學(xué)習(xí)目標(biāo)。但在常規(guī)條件下，大多數(shù)問題很難找到新思路和新方法。在沒有新手段、新條件的情況下，要想找到可操作的新思路和新方法，幾乎是不可能的。

另一種教育信息化的做法是，在信息技術(shù)條件下，即充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)、人工智能、虛擬仿真等技術(shù)，針對教育教學(xué)的瓶頸問題，探索教育新思路和新方法，再根據(jù)新思路和新方法的需要，應(yīng)用信息技術(shù)構(gòu)建有效的支撐環(huán)境，來實(shí)施新的教育體系[2]。這種做法，才有可能從根本上解決教育教學(xué)的核心瓶頸問題，才是真正的教育信息化，才有可能實(shí)現(xiàn)智慧教育。

關(guān)于智慧教育的概念，眾說紛紜。祝智庭教授指出：智慧教育就是通過利用智能化技術(shù)（靈巧技術(shù)）構(gòu)建智能化環(huán)境，讓師生施展靈巧的教與學(xué)方法，使其由不可能變?yōu)榭赡?，由小能變?yōu)榇竽?，從而培養(yǎng)具有良好價值取向、較高思維品質(zhì)和較強(qiáng)施為能力的人才[3]。黃榮懷教授指出智慧教育是教育信息化的高端形態(tài)，它是一種由學(xué)校、區(qū)域或國家提供的高學(xué)習(xí)體驗，高內(nèi)容適配性和高教學(xué)效率的教育行為（系統(tǒng)），它能利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為學(xué)生、教師和家長等提供一系列差異化的支持和按需服務(wù)，能全面采集并利用參與者群體的狀態(tài)數(shù)據(jù)和教育教學(xué)過程數(shù)據(jù)來促進(jìn)公平，持續(xù)改進(jìn)績效并孕育教育的卓越[4]。從以上兩種智慧教育的定義中，我們可以看出，信息技術(shù)為智慧教育的實(shí)現(xiàn)提供了強(qiáng)有力的保障，為學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了有效的途徑。本文認(rèn)為智慧教育是指在“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)、人工智能、虛擬仿真等信息技術(shù)的支持下，讓學(xué)生能夠主動學(xué)習(xí)、根據(jù)自己的需要學(xué)習(xí)、按照適合自己的方式學(xué)習(xí)、找到適合自己的學(xué)習(xí)環(huán)境學(xué)習(xí)、找到最適合自己的伙伴學(xué)習(xí)、得到最適合自己的教師幫助學(xué)習(xí)，逐步形成系統(tǒng)的思維能力和創(chuàng)新性思維能力。在智慧教育視域下，能夠?qū)逃虒W(xué)全過程進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測與調(diào)控，最大限度地將師資、設(shè)施設(shè)備、場地等教育資源合理、均衡配置;能夠?qū)?yōu)秀教師的教學(xué)智慧和典型學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)驗實(shí)時提供給每一個學(xué)生和教師，改變優(yōu)質(zhì)教育智慧的供給形態(tài)等。因此，智慧教育的核心特征就是學(xué)生智慧成長、教師智慧教、學(xué)生智慧學(xué)、管理者智慧管、教師智慧成長、學(xué)校與家庭智慧溝通等。

智慧教育的實(shí)現(xiàn)，需要變革傳統(tǒng)的教育模型[5]，構(gòu)建智慧教育模型。智慧教育包括智慧學(xué)習(xí)、智慧教學(xué)、智慧管理、智慧研修等方面，實(shí)現(xiàn)智慧教育的基礎(chǔ)是智慧教育模型，包括智慧教學(xué)、智慧學(xué)習(xí)、智慧管理及智慧研修等要素，如圖1所示。該模型是在培養(yǎng)學(xué)生綜合解決問題能力、學(xué)科素養(yǎng)及多元智慧框架下，利用技術(shù)構(gòu)建有效學(xué)習(xí)環(huán)境，更好地完成教學(xué)活動，使學(xué)生智慧得到長足和多元發(fā)展。智慧學(xué)習(xí)是指學(xué)生在智慧學(xué)習(xí)系統(tǒng)的支持下，能夠動態(tài)掌握自己的學(xué)業(yè)水平和學(xué)習(xí)能力，在不同課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)上定位合適的學(xué)習(xí)層次，選擇合適的學(xué)習(xí)方式，得到最適合的學(xué)習(xí)環(huán)境和條件，找到最佳的合作伙伴，獲得最有效的教師指導(dǎo)和幫助等完成學(xué)習(xí)活動[6]，在有限的時間內(nèi)，做最有效的學(xué)習(xí)活動，進(jìn)而幫助學(xué)生樹立正確的人生觀和價值觀，健全人生品格，建構(gòu)完整的學(xué)科知識和能力體系，形成系統(tǒng)的思維能力，特別是創(chuàng)新性思維能力和善惡辨別能力，多元智慧得到長足發(fā)展。智慧教學(xué)是指教師能夠動態(tài)監(jiān)測每一個學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，并根據(jù)學(xué)生的情況，引導(dǎo)、組織、指導(dǎo)學(xué)生定位合適的學(xué)習(xí)層次，選擇合適的學(xué)習(xí)方式，找到合適的學(xué)習(xí)環(huán)境，提供有效的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，建立合適的學(xué)習(xí)群體，通過“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)、虛擬仿真和人工智能等技術(shù)，為每個學(xué)生提供個性化的學(xué)習(xí)路網(wǎng)和調(diào)控系統(tǒng)，幫助學(xué)生隨時隨地開展個性化學(xué)習(xí)[7]。

三、智慧教育的基本思路

按照原有教育體系的需要，直接應(yīng)用信息技術(shù)，在管理工作中會產(chǎn)生明顯的效果。但是，在教學(xué)和學(xué)習(xí)中，想要引起革命性的變化是非常困難的。因此，按照這種方式，要想通過信息化實(shí)現(xiàn)智慧教育的可能性非常小。在教育教學(xué)工作中，只有采取第二種信息化實(shí)施路徑，才真正有可通過信息化實(shí)現(xiàn)智慧的教育。

教育信息化路徑選擇正確之后，接下來的問題是如何通過教育信息化，來實(shí)現(xiàn)智慧教育。具體講，就是教育信息化從教育教學(xué)的哪些方面發(fā)揮作用才能夠?qū)崿F(xiàn)智慧教育。

要回答這一問題，應(yīng)從什么樣的教育才是智慧教育，確定出實(shí)現(xiàn)智慧教育的瓶頸問題，探索出破解這些問題的新思路、新方法（新教育）;找出實(shí)施新思路、新方法遇到的條件障礙;在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)研究通過信息化如何提供實(shí)施教育新思路、新方法所需要的新條件。

教育到底做到什么樣才是實(shí)現(xiàn)了智慧教育呢？現(xiàn)在，大多數(shù)評價標(biāo)準(zhǔn)更多側(cè)重在環(huán)境、設(shè)備、師資隊伍等方面，這些都是基礎(chǔ)保障條件，不是核心標(biāo)志。智慧教育的核心標(biāo)志應(yīng)當(dāng)以學(xué)生培養(yǎng)結(jié)果和學(xué)習(xí)過程優(yōu)劣為主要依據(jù)。其中，至關(guān)重要的衡量依據(jù)應(yīng)當(dāng)是學(xué)生的學(xué)習(xí)過程。具體說，智慧教育是否真正實(shí)現(xiàn)了，從學(xué)生角度看，就是學(xué)生認(rèn)同、主動學(xué)習(xí)，能夠按照自己的需要學(xué)習(xí)，能夠按照適合自己的學(xué)習(xí)方式學(xué)習(xí)，能夠找到最適合的學(xué)習(xí)條件完成學(xué)習(xí)活動，能夠找到最適合的教師引導(dǎo)、組織、指導(dǎo)自己完成學(xué)習(xí)活動，能夠找到最適合的伙伴共同完成學(xué)習(xí)活動等，是否真正做到了。

要實(shí)現(xiàn)這樣的教育，在常規(guī)條件下，幾乎是不可能的?，F(xiàn)在的學(xué)校，大多數(shù)情況是一個教師面對至少40多個學(xué)生，要實(shí)現(xiàn)讓每個學(xué)生按照適合的方式、適合的條件、適合的教師、適合的伙伴開展學(xué)習(xí)活動，基本上是不可能的。在現(xiàn)有的學(xué)校組織形態(tài)下，普遍遇到的困難包括：（1）學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣沒有被激活到最高點(diǎn)，因此，學(xué)習(xí)不可能達(dá)到最佳狀態(tài);（2）教師設(shè)計好了教學(xué)流程，所有學(xué)生是按照統(tǒng)一流程開展學(xué)習(xí)活動的。教師所設(shè)計的教學(xué)流程，最好的情況也就是盡可能滿足更多學(xué)生的需要，無論如何也不可能滿足每一個學(xué)生的個性化需要。因此，課堂教學(xué)基本上是計劃的，嚴(yán)重缺乏個性化;（3）最好的教師只能服務(wù)于所負(fù)責(zé)班的學(xué)生，不可能為其他班級學(xué)生提供服務(wù)，因此，教學(xué)不可能是高位均衡的;（4）無論是教師對于教學(xué)的改進(jìn)，還是各級管理人員對管理工作的改進(jìn)，大多數(shù)都像中醫(yī)一樣，更多的是靠經(jīng)驗，望聞問切，以此判斷課堂教學(xué)的總體情況，管理工作的總體情況等。每個學(xué)生的學(xué)習(xí)過程好壞情況，每項工作的具體質(zhì)量情況很難準(zhǔn)確判斷，因此，無法做出精準(zhǔn)的調(diào)控和管理;（5）學(xué)生的系統(tǒng)思維能力、創(chuàng)新性思維能力培養(yǎng)普遍欠缺。大多數(shù)教學(xué)，更多的是幫助學(xué)生完成知識的學(xué)習(xí)和技能的形成，系統(tǒng)思維能力和創(chuàng)新性思維能力培養(yǎng)非常缺乏。

綜上所述，教育信息化應(yīng)聚焦以上實(shí)現(xiàn)智慧教育的核心瓶頸問題，應(yīng)為構(gòu)建能夠解決教育瓶頸問題的新教育提供全方位支撐。教育信息化不是最終的目的，只是途徑和手段，通過教育信息化構(gòu)建全新的教育體系，解決實(shí)現(xiàn)智慧教育所遇到的瓶頸問題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智慧教育才是最終的目的。因此，教育信息化的根本目的是改造教育，改造學(xué)習(xí)，只有實(shí)現(xiàn)了改造，才是真正的教育信息化，才是真正地實(shí)現(xiàn)智慧教育，如圖2所示。

四、實(shí)現(xiàn)智慧教育的有效路徑

（一）實(shí)現(xiàn)智慧學(xué)習(xí)的有效路徑

要想構(gòu)建智慧學(xué)習(xí)的有效路徑，我們最主要的就是找到學(xué)生學(xué)習(xí)中普遍存在的本質(zhì)問題，針對這些問題找出破解本質(zhì)問題的思路和方法。我們認(rèn)為當(dāng)前學(xué)習(xí)存在的普遍問題主要包括學(xué)生對所學(xué)知識的認(rèn)同度不高、學(xué)習(xí)過程缺乏精準(zhǔn)調(diào)控、計劃課堂缺乏個性化、創(chuàng)新及系統(tǒng)思維能力普遍欠缺以及難以獲得最好老師和最佳伙伴等問題。針對這些問題，本研究認(rèn)為應(yīng)該在“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)、虛擬仿真和人工智能等技術(shù)支持下，探索破解教學(xué)和學(xué)習(xí)本質(zhì)問題的新教育體系。在此基礎(chǔ)上，以點(diǎn)帶面，全面推廣新教育體系，如圖3所示。其中，學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)庫是智慧教育的內(nèi)核，學(xué)生學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)能夠為教師提供學(xué)習(xí)結(jié)果的反饋，同時也是調(diào)控和管理學(xué)習(xí)過程的一種途徑或手段。

1.明確智慧教育內(nèi)核，培養(yǎng)智慧的人

智慧教育的核心是為了培養(yǎng)智慧的人。在常規(guī)教學(xué)中，我們所學(xué)習(xí)的新知識大多是教師直接傳授，學(xué)生不清楚為什么學(xué)習(xí)這些知識，學(xué)習(xí)這些知識之后，能夠解決什么問題，所以就導(dǎo)致了大多數(shù)學(xué)生對知識的不認(rèn)同，甚至出現(xiàn)迷茫感。基于這種情況，本研究認(rèn)為可以從以下兩個方面人手：一方面，我們可以借助信息技術(shù)手段，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)情境;另一方面，我們要將知識進(jìn)行還原，以任務(wù)或問題的形式將知識傳遞給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生在完成任務(wù)或問題的過程中，構(gòu)建學(xué)科基本知識體系，并在解決問題的過程中，形成解決問題的方法體系和學(xué)科能力體系，最后培養(yǎng)學(xué)生的智慧，如圖4所示。

2.建立學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)，構(gòu)建教育調(diào)控系統(tǒng)

在學(xué)科培養(yǎng)目標(biāo)庫的基礎(chǔ)上，為每個學(xué)生建立學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)，具體包括每一個知識點(diǎn)目標(biāo)庫中所有問題和任務(wù)是否能夠解決或完成，相應(yīng)的方法體系建構(gòu)的完整程度，每一個任務(wù)或問題、相應(yīng)方法體系的學(xué)習(xí)方式等。依據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)，建立學(xué)生每一個知識點(diǎn)學(xué)習(xí)微調(diào)控，幫助學(xué)生及時調(diào)整學(xué)習(xí)層次、學(xué)習(xí)方式，使學(xué)生找到適合自己的學(xué)習(xí)層次和方式;教師對全班學(xué)生的總體學(xué)習(xí)情況進(jìn)行調(diào)控，根據(jù)全班學(xué)生總體學(xué)習(xí)情況，及時為學(xué)生提供學(xué)習(xí)路網(wǎng)和建議的學(xué)習(xí)方式，從而真正地通過大數(shù)據(jù)和“互聯(lián)網(wǎng)+”實(shí)現(xiàn)教學(xué)和學(xué)習(xí)的精準(zhǔn)調(diào)控和管理，具體如圖5所示。

如圖10所示，該智慧管理系統(tǒng)能夠提供四個核心功能，即匯集數(shù)據(jù)、規(guī)范過程、預(yù)警和決策支持。匯集數(shù)據(jù)主要是利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，收集教育教學(xué)中的各類數(shù)據(jù)，從而全面地了解教育狀況;規(guī)范過程主要是指規(guī)范工作流程，支持業(yè)務(wù)流程創(chuàng)新;預(yù)警和決策是指通過動態(tài)監(jiān)測學(xué)校、教育局及相關(guān)部門運(yùn)行狀態(tài)，為各級管理人員科學(xué)決策、合理配置資源和優(yōu)化管理等提供全方位的支持。智慧管理的關(guān)鍵是能夠按照教育相關(guān)部門的各項工作流程，全部連通。

五、結(jié)束語

智慧教育的實(shí)現(xiàn)離不開信息技術(shù)的支撐，實(shí)際上，教育的本質(zhì)是一種特殊的服務(wù)，信息技術(shù)的進(jìn)步為教育服務(wù)的智慧化水平創(chuàng)造了條件[11]。在云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的支撐下，智慧教育實(shí)現(xiàn)了以下三個改變：

（一）改變知識和信息獲取方式

將知識與信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮淤Y源，通過搜索引擎、電子書等方式，幫助學(xué)生和教師快速獲得知識與信息，改變知識與信息獲得方式，提高知識呈現(xiàn)效率。這種方式，無論是學(xué)生自己學(xué)習(xí)，還是教師講解，都有很直接和明顯的作用。

（二）改變知識呈現(xiàn)形態(tài)

理、工、農(nóng)、醫(yī)等學(xué)科的大多數(shù)知識，都是學(xué)習(xí)自然現(xiàn)象、自然規(guī)律，以及應(yīng)用這些規(guī)律解決實(shí)際問題的方法等。這些知識的學(xué)習(xí)，通常是通過抽象的文字，結(jié)合圖形圖片等呈現(xiàn)出來。以這種方式所呈現(xiàn)的知識，讓學(xué)生自己理解，非常困難。通過教師講解讓學(xué)生理解知識，也存在很大的難度。100個學(xué)生聽教師講解，可能會有100種理解。要想讓學(xué)生容易理解知識，最好的辦法是將知識本來的面貌直接呈現(xiàn)給學(xué)生。但是，在常規(guī)條件下想將知識的本來面目直接呈現(xiàn)出來，幾乎是不可能的。因此，利用多媒體、虛擬仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù)，將抽象知識轉(zhuǎn)化為直觀生動的形態(tài)，對于教師講解和學(xué)生理解的作用是非常明顯的。

比如，對于電磁爐工作原理的學(xué)習(xí)。沒有火苗，沒有電阻絲，電怎么就變成熱了呢？對于很多學(xué)生而言，通過書本或者老師原有方式的講解，非常難以理解。最好的辦法是，通過虛擬仿真技術(shù)，直接模擬出電磁爐打開開關(guān)后出現(xiàn)電磁場，放上銅鍋、鋁鍋、陶瓷鍋等沒有任何反應(yīng)，放上鐵鍋、不銹鋼鍋馬上就產(chǎn)生渦流了，渦流流動使鍋加熱。通過這樣的技術(shù)應(yīng)用，無論是學(xué)生學(xué)習(xí)，還是教師講解，都變得非常容易了。

（三）改變知識學(xué)習(xí)方式

一看就懂的簡單知識不需要探究，疑難復(fù)雜的知識最需要探究。探究是激發(fā)學(xué)生求知欲望，形成系統(tǒng)思維能力，特別是創(chuàng)新性思維能力最有效的途徑。探究需要環(huán)境和工具，僅靠書本、常規(guī)教具和實(shí)驗環(huán)境是很難提供探究所必須的條件。因此，借助虛擬仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù)，能夠為探究提供必要的條件和環(huán)境。

通過虛擬仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù)提供的探究工具，可以分為兩個層次。一是現(xiàn)實(shí)環(huán)境呈現(xiàn)，為探究提供基本的實(shí)際環(huán)境，幫助學(xué)生全面了解知識產(chǎn)生的實(shí)際場景，為探究提供必要的情境和線索[12]。具體實(shí)現(xiàn)方式有3D情境漫游、3D虛擬仿真、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等。二是實(shí)際探究操作環(huán)境模擬，為探究提供基本的操作環(huán)境。具體實(shí)現(xiàn)方式包括虛擬仿真工具和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)工具兩種[13]。

比如，以平面鏡成像規(guī)律的學(xué)習(xí)為例。如果讓學(xué)生直接學(xué)習(xí)書本，或教師直接講給學(xué)生，對于大多數(shù)學(xué)生來講并不一定喜歡學(xué)習(xí)。最好的方式是讓學(xué)生有機(jī)會直接探究，通過探究，總結(jié)歸納出平面鏡成像規(guī)律。但這在常規(guī)條件下很難操作，借助虛擬仿真和人工智能技術(shù)，模擬出探究工具和環(huán)境，讓學(xué)生有機(jī)會直接去總結(jié)歸納出平面鏡成像規(guī)律，對于學(xué)生的探究學(xué)習(xí)而言，就變得很容易了。

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