大數(shù)據(jù)、人工智能與智慧教育

泛在網(wǎng)絡(luò)就是通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的高度協(xié)同和融合，實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)絡(luò)、跨行業(yè)、跨應(yīng)用、異構(gòu)等多技術(shù)的融合與協(xié)同。具體到智慧教育場(chǎng)景中，泛在網(wǎng)絡(luò)將實(shí)現(xiàn)三方聯(lián)通，包括：學(xué)習(xí)、生活與工作的連通;學(xué)校教育、家庭教育和社會(huì)教育的連通;手機(jī)、平板、PC、學(xué)習(xí)機(jī)、電視等各種終端設(shè)備的連通。

智慧教育的基本特征

智慧教育即教育信息化，是指在教育領(lǐng)域（教育管理、教育教學(xué)和教育科研）全面深入地運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)來(lái)促進(jìn)教育改革與發(fā)展的過(guò)程。其技術(shù)特點(diǎn)是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和多媒體化，基本特征是開(kāi)放、共享、交互、協(xié)作、泛在。以教育信息化促進(jìn)教育現(xiàn)代化，用信息技術(shù)改變傳統(tǒng)模式。

教育信息化的發(fā)展，帶來(lái)了教育形式和學(xué)習(xí)方式的重大變革，促進(jìn)教育改革。對(duì)傳統(tǒng)的教育思想、觀念、模式、內(nèi)容和方法產(chǎn)生了巨大沖擊。

教育信息化是國(guó)家信息化的重要組成部分，對(duì)于轉(zhuǎn)變教育思想和觀念，深化教育改革，提高教育質(zhì)量和效益，培養(yǎng)創(chuàng)新人才具有深遠(yuǎn)意義，是實(shí)現(xiàn)教育跨越式發(fā)展的必然選擇。

智慧教育依托物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、無(wú)線通信等新一代信息技術(shù)打造物聯(lián)化、智能化、感知化、泛在化的新型教育形態(tài)和教育模式。智慧的教學(xué)模式是整個(gè)智慧教育系統(tǒng)的核心組成。

教育信息化在未來(lái)將在教育云平臺(tái)上進(jìn)行展現(xiàn)，隨著教育信息化平臺(tái)的發(fā)展應(yīng)用，教育信息化將為現(xiàn)有的教育網(wǎng)、校園網(wǎng)進(jìn)行教育信息化升級(jí)，新一代教育網(wǎng)必然成為未來(lái)教育信息化的基礎(chǔ)。

智慧教育在信息化基礎(chǔ)上，建構(gòu)信息時(shí)代的教育新秩序，是信息時(shí)代的教育新形態(tài)，教育的“新常態(tài)”。再將信息化元素充分融入教育以后，實(shí)現(xiàn)“信息化+教育”，在時(shí)代的催化劑下，產(chǎn)生智慧教育。智慧教育，應(yīng)包含小學(xué)教育、中學(xué)教育、大學(xué)教育，還有持續(xù)教育，都可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)時(shí)代實(shí)現(xiàn)升華。

智慧教育體系，要涵蓋智慧教師、智慧管理、智慧學(xué)習(xí)者及智慧學(xué)習(xí)、智慧課程、智慧教學(xué)和智慧教育資源，還要包含智慧評(píng)價(jià)、智慧服務(wù)、智慧教室、智慧校園、智慧平臺(tái)和智慧教育方式。

智慧教育的基本特征是信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)深度融合。有些觀點(diǎn)認(rèn)為，現(xiàn)在是人工智能時(shí)代，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，教育也不需要人了，教師將被機(jī)器替代。我的觀點(diǎn)是，人工智能時(shí)代，最難被替代可能就是教育，因?yàn)榻逃男畔⒓夹g(shù)需要與人類的聰明才智及學(xué)科教學(xué)的深度融合才能做得好。

全球教育資源無(wú)縫整合共享，讓每個(gè)人都能夠享受全球最優(yōu)質(zhì)的教育資源，要有建立基于大數(shù)據(jù)的科學(xué)分析、推薦和評(píng)估，還要有綠色高效的教育管理。

智慧校園與智慧課堂

智慧校園 是智慧教育的一部分，是智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的具體承載者。

智慧校園強(qiáng)調(diào)為師生、社會(huì)提供全時(shí)段、泛在、多方式、互動(dòng)安全的服務(wù)接入與教育教學(xué)能力，同時(shí)強(qiáng)調(diào)校園必須使用虛擬化、AR/VR、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等前沿技術(shù)。

無(wú)論是在技術(shù)層面或是目的層面，智慧校園的核心必須具備以下特征：

一是以從師生或者管理者的角色出發(fā)，提供一個(gè)全面基于智慧感知的環(huán)境與綜合信息服務(wù)平臺(tái);二是從互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)出發(fā)，打造融合校園各個(gè)子應(yīng)用及服務(wù)領(lǐng)域的互聯(lián)合作整體校園信息與數(shù)據(jù)服務(wù);三是通過(guò)智慧感知環(huán)境與數(shù)據(jù)信息服務(wù)，提供校園與外部空間的泛在、互動(dòng)接口。

智慧校園是目前大部分學(xué)校最為具體的在智慧教育上探索的實(shí)體化工程。

智慧課堂 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，即是通過(guò)先進(jìn)的智慧教學(xué)模式的課堂教與學(xué)行為。智慧教學(xué)模式以教學(xué)組織結(jié)構(gòu)為主線把學(xué)習(xí)方式分成兩層，分別是分組合作型學(xué)習(xí)與個(gè)人自適應(yīng)性學(xué)習(xí)。

分組合作型學(xué)習(xí)主要是培養(yǎng)學(xué)習(xí)者綜合應(yīng)用能力，強(qiáng)調(diào)構(gòu)建學(xué)習(xí)共同體，通過(guò)智慧課堂多屏協(xié)作等的形式對(duì)小組討論與演示作出最大的支持，強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目制學(xué)習(xí)，以可活動(dòng)新型桌椅及平板學(xué)習(xí)等的方式支持小組項(xiàng)目制學(xué)習(xí)的開(kāi)展。

在個(gè)人自適應(yīng)性學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)個(gè)人偏好與發(fā)展需要，自主選擇學(xué)習(xí)資源。個(gè)人學(xué)習(xí)空間是其中的核心環(huán)節(jié)，每個(gè)學(xué)生或者學(xué)習(xí)者都應(yīng)有一個(gè)具備學(xué)情分析報(bào)告、微課、預(yù)習(xí)與作業(yè)、鞏固復(fù)習(xí)作業(yè)及資源庫(kù)的綜合個(gè)人學(xué)習(xí)空間，基于學(xué)生學(xué)情自適應(yīng)推送難度不一的練習(xí)等。

智慧教育是頂層設(shè)計(jì)，具備的不單單是教育環(huán)境的構(gòu)建，而是包括制度、教師、學(xué)生等多層面的頂層設(shè)計(jì)集合，其中智慧校園以及智慧課堂是智慧教育環(huán)境建設(shè)的重要一環(huán)，也是最為具象化的建設(shè)環(huán)節(jié)。智慧課堂，則是智慧教育、智慧校園最直觀的體現(xiàn)。

智能技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用

最早與智慧教育這一概念相關(guān)的事情發(fā)生在大約10年前，美國(guó)一位年輕人可汗建立了可汗學(xué)院。一開(kāi)始他義務(wù)幫助親戚的孩子在線補(bǔ)習(xí)數(shù)學(xué)、物理，之后他通過(guò)在YouTube上錄像，將這些視頻共享給大家。可汗發(fā)現(xiàn)這種學(xué)習(xí)模式非常成功。

2011年可汗本人也在TED上發(fā)表了題為《讓我們用視頻重造教育》的演講?，F(xiàn)在看來(lái)，這一事件是一個(gè)開(kāi)端，發(fā)展到今天，我們有了微課、翻轉(zhuǎn)課堂、慕課等很多資源。

傳統(tǒng)的教師授課以PPT投影、網(wǎng)絡(luò)資源搜索、在線討論和測(cè)試等形式為主，仍需花費(fèi)大量時(shí)間備課、課堂觀察、批改作業(yè)、操作設(shè)備。如今，我們要學(xué)會(huì)從數(shù)字化教學(xué)走向智慧教學(xué)。

智慧教室是一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)集智慧教學(xué)、人員考勤、資產(chǎn)管理、環(huán)境智慧調(diào)節(jié)、視頻監(jiān)控及遠(yuǎn)程控制于一體的智能化教學(xué)環(huán)境。

智慧教育在我國(guó)是一個(gè)非常熱門(mén)的話題，也是很多人想投資的一件事情，到底如何做好，實(shí)際上是一個(gè)非常有吸引力的話題，也是一個(gè)非常有挑戰(zhàn)的話題。

做好智慧教育，從物質(zhì)準(zhǔn)備方面看，要有物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)，其中物聯(lián)網(wǎng)會(huì)起到非常大的作用，重點(diǎn)體現(xiàn)在教學(xué)設(shè)備方面，學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)的鋪設(shè)是關(guān)鍵核心。智慧教育沒(méi)有物聯(lián)網(wǎng)的支持是不可能做成功的。

物聯(lián)網(wǎng)可以把三方面聯(lián)通起來(lái)，學(xué)習(xí)、生活與工作的聯(lián)通，學(xué)校教育、家庭教育和社會(huì)教育的聯(lián)通，還有手機(jī)、平板、PC、學(xué)習(xí)機(jī)等各種終端設(shè)備的聯(lián)通，都是在現(xiàn)階段可以實(shí)現(xiàn)的。

傳統(tǒng)的教室，大多是分隔開(kāi)擺放一排排桌椅，一定程度上使得課堂上教師與學(xué)生、學(xué)生之間的互動(dòng)沒(méi)有完全放開(kāi)。在課堂信息化的演變過(guò)程中，如何做到讓課堂上的互動(dòng)機(jī)會(huì)增多，是接下來(lái)智慧教育要考慮的問(wèn)題，未來(lái)可能會(huì)更多地用到虛擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)及時(shí)互動(dòng)。

智慧教育的價(jià)值在于，在課堂中可以利用數(shù)據(jù)和觀點(diǎn)，利用開(kāi)放式的助學(xué)工具對(duì)資源社區(qū)進(jìn)行管理，可以降低成本，提高可靠性、利用性和產(chǎn)出，最后還可以加上一些分析和推薦。

當(dāng)前智慧教育有一個(gè)重要突破點(diǎn)，就是如何做到個(gè)性化教學(xué)。教師如何根據(jù)每個(gè)學(xué)生的個(gè)性特點(diǎn)進(jìn)行對(duì)應(yīng)性的授課，如何通過(guò)機(jī)器對(duì)學(xué)生知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分析，包括智能批閱和推薦，這些是智慧教育重要的內(nèi)容。

這是一個(gè)多變的時(shí)代，隨著信息化的普及，信息技術(shù)和教學(xué)場(chǎng)景不斷融合，“智慧教育”的內(nèi)涵也在時(shí)刻發(fā)生著變化的。當(dāng)前遠(yuǎn)程教學(xué)、教學(xué)資源共建共享等應(yīng)用的普及，切實(shí)推進(jìn)了優(yōu)質(zhì)資源的均衡共享，讓更多的師生享受到人性化、智能化的教學(xué)體驗(yàn)。

真正實(shí)現(xiàn)絕對(duì)意義上的智慧教育，對(duì)于現(xiàn)在的我們來(lái)說(shuō)仍然很遙遠(yuǎn)，需要全方位融合式發(fā)展?，F(xiàn)階段，我們應(yīng)聚焦教學(xué)場(chǎng)景，大力推動(dòng)各項(xiàng)信息技術(shù)在教學(xué)場(chǎng)景中的深度應(yīng)用，積極探索教育優(yōu)質(zhì)資源均衡配置和先進(jìn)的教學(xué)理念互通共享的方式，推動(dòng)智慧教育進(jìn)一步往前發(fā)展。

（本文根據(jù)中國(guó)科學(xué)院院士湯濤公開(kāi)演講整理，未經(jīng)本人審閱。）