国际智慧教育的进展及其启示

　　【论文摘要】由于各种智能信息技术在教育中的应用，造就了一种具有智慧特征的教育形态，即智慧教育。它是多种智能信息技术与教育深度融合的产物，是未来教育信息化发展的一个重要方向。智慧教育是具有智能化、个性化、多元化和生态化等特征的新型教育形态。世界各国从不同角度强调转变教师观念、提升信息技术教学应用能力、建构智慧教育环境、开发数字教材和开展智慧型学习活动等是实施和推进智慧教育的有效途径。国际上有关智慧教育的研究和实践对我国开展智慧教育具有重要的借鉴意义。

　　【论文关键词】智慧教育；信息技术；智能技术；深度融合

　　2008年11月，时任美国IBM总裁兼首席执行官彭明盛在纽约市外交关系委员会发表演讲《智慧地球：下一代的领导议程》。由此，“智慧地球”的理念被明确提出，该理念给人类构想了一个全新的空间———让社会更智慧地进步，让人类更智慧地生存，让地球更智慧地运转。[1]随着智慧地球战略的具体实施，IBM于2011年正式提出“智慧城市”愿景，希望通过以移动技术为代表的物联网、云计算等新一代信息技术实现交通、医疗、安全和教育等各个城市“神经元”的互联互通，解决城市发展中的各种问题。其中，智慧教育是智慧城市的重要组成部分，是智慧城市中的一个重要的“神经元”。近年来，鉴于智慧交通、智慧医疗、智慧商业等领域的发展，有学者断言，智慧教育是教育信息化发展的新境界。[2]随着美国、英国、韩国等发达国家在智慧教育领域开展的较为系统的研究和较为深入的实践，关于智慧教育的内涵、特征以及实践等都有了新的发展。

　　一、智慧教育的基本内涵和特征

　　当信息化突破时间和空间的阻隔，重构整个人类的生活、生产、学习方式的时候，全世界对于人才的需求和要求重心普遍上移，我们比历史上任何一个时刻都更需要创新型、综合型的人才。美国学者特里林和菲德尔认为21世纪人类应该具备的技能包括学习与创新技能、数字化素养技能、职业和生活技能，[3]这些技能的习得将是人类应对时代挑战的关键。智慧教育是面向未来的教育，致力于通过智能化手段推动人才培养模式的改革，增强学生未来生存的能力。在这样的背景下对智慧教育内涵的理解也显得更加重要和迫切。早在2006年，美国布朗大学WarrenSimmons教授为解决美国城市教育面临的教育不可持续发展以及学生知识技能的培养不能迎合经济社会的发展需求这两个重要挑战而提出了智慧教育系统的愿景。Simmons从“智慧”、“教育”和“系统”三个方面指出智慧教育应该是灵活、高效、自适应的，应该充分重视教育的服务功能，应该更加强调社区、学校、家长等成员的系统参与性。[4]2008年11月，IBM首席执行官彭明盛在《智慧地球：下一代领导议程》报告中首次提出智慧地球的理念。报告指出随着经济全球化和网络技术的迅速发展，智能技术正应用到生活的各个方面，世界将变得更小、更平、更智能。[5]IBM公司的智慧地球战略掀起了各行各业的智慧发展浪潮，同时也将智慧教育的发展研究推向了新的高度。IBM充分肯定了云计算、大数据等智能技术在教育管理、校园建设、教学效益、研究创新等领域的积极作用，并从学习资源的开发、存储，学习行为的分析、预测，学习空间的设计，学生关系管理，学习支持设施等多个维度出发，构建了智慧教育研究与实践框架。[6]与此同时，微软公司提出未来的互联网世界将会是“云+端”的组合。在这个以“云”为中心的世界里，用户可以便捷地使用各种终端设备访问“云”中的数据和应用。[7]利用“云”构建的教育环境不仅能够解决数据互联互通问题，实现资源整合、知识共享，还能使教育系统具有较强的自适应性，能够灵活应对未来大规模的应用发展需求。

　　韩国的信息技术发展一直处于世界前列，信息技术的遥遥领先得益于韩国对教育的深刻重视。OECD2014教育一览最新公布的数据显示，韩国的教育投资占全国总GDP的7.64%，位于世界第三。[8]因为在教育信息化方面的出色表现，韩国教育多次获得世界级殊荣。但与此同时，韩国政府并没有沉醉于教育信息化取得的成就中，而是敏锐地意识到韩国教育存在亟待解决的难题。比如学生的学习热情低，学生缺乏创造力和学习自主性，以及学校缺乏个性化的学习系统。[9]为了解决这些问题，韩国政府出台了“智慧教育推进战略”（以下简称“战略”），希望通过教育的智能发展，在年轻一代中培养具备21世纪学习特征的全球领导者。“战略”明确指出智慧教育是一个智能的、自适应的教学系统，它能够满足21世纪知识社会对教学法、课程、评价、教师等新的要求，学习模式是在良好的信息环境下对社会性学习和适应性学习的整合。[10]

　　综合上述国家、学者对智慧教育的研究和实践可以看出，智慧教育突出强调知识共享、资源共享的重要性。智慧教育旨在通过智能的技术设备高效整合分布于全球的学习资源和学习群体，为每一位学生提供更全面的学习支持服务。智慧教育要进一步促进技术与教育的深度融合，随时随地为学生提供个性化的学习路径。因此，我们认为智慧教育是教育信息化发展的高级形态和必然趋势，是以物联网、云计算、大数据等智能信息技术为支撑，以应用为驱动，以服务为重心，以高效能、低消耗的途径实现技术与教育的和谐共生，通过多方利益相关者沉浸式的参与，为学习者提供个性化、智能化的泛在学习空间，进而促进学生多重智能发展的教育。智慧教育的核心是利用具有智能的信息技术，集成和共享人类群体智慧，使每一个学习参与者都能够贡献和分享彼此的智慧，从分布认知走向集体智慧，最终达到共同发展的目标。

　　智慧教育是智能信息技术支持下的教育系统，技术与教育的深度融合赋予了智慧教育全新的特征。IBM认为智慧教育的五大特征是：（1）面向学生的自适应学习项目和学习档案袋；（2）面向师生的协同技术和数字化学习资源；（3）计算机化管理、监控和报告；（4）为学习者提供更好的信息；（5）无处不在的在线学习资源。[11]未来智慧教育的发展方向是技术沉浸、个性化学习路径、知识技能、全球整合和经济调节。[12]韩国对智慧教育特征的理解是基于“SMART”（智慧）一词。每一个字母都有其特殊的内涵，分别是自我导向（Self-Directed）、积极（Motivated）、自适应（Adaptive）、资源丰富（Resources）、技术沉浸（Technology-Embedded）。[13]虽然不同国家对智慧教育特征的表述不尽相同，但从其研究以及实践的情况来看，智慧教育的基本特征可以概括为智能化、个性化、多元化和生态化。

　　1.智能化。智慧教育得以生根发芽，关键是因为信息技术的智能化发展。在诸如云计算、物联网、大数据等智能技术的协同作用下，人类的情感、认知已经可以被计算，学生复杂的思维过程和学习过程已经可以通过数据的形式来量化、表达和预测。智慧教育以智能的信息技术为基本支撑，在“读懂”学生的同时通过智能的“推”、“拉”技术为学生设计更具适应性、更具灵巧性、能够动态更新的学习环境，以促进学生多元的智能养成。因此，智慧教育具有高度的智能化特征。

　　2.个性化。智慧教育是个性化的教育，其个性化特征体现在学习资源的个性、学习方法的个性、学习支持的个性、学习服务的个性等。21世纪是一个知识爆炸、数据剧增的年代，任何人都必须靠数据生活和工作。在全球数据总量每两年增加一倍的背景下，人们对个性化教育的渴望更为强烈。因此，智慧教育以数据分析技术作为教育变革的基石，通过对学生学习过程中零星松散的数据进行系统分析，为师生提供更加直观、更具针对性的反馈和建议。个性化的教育形态为学生自主性的学习提供了源源不断的动力和活力。

　　3.多元化。智慧教育的多元化特征体现在国际互通带来的学习内容多元、学习群体多元；技术融合带来的评价多元和智能发展多元。智慧的教育环境让在传统的信息交流环境中处于特权地位的中心被解构，去中心带来了教育的扁平化、泛在化。人人都可以参与、人人都可以分享，最终形成多元化的合作探究学习环境。微软公司认为未来教育得以成功的五大关键因素其中一个就是建立联通的学习社区，社区里的智能设备克服了语言和经济的障碍，允许来自全球的学生、家长、管理者、教师和其他利益相关者，在社区里进行多元化的交流和信息共享，帮助学习者培养和发展多种智能。[14]

　　4.生态化。智慧教育的生态化表现为环境生态、资金投入生态和学习生态。如使用电子教材替代书本、黑板等传统教学工具，此为环境生态；通过搭建云端服务，减少各个独立教育城域网之间的管理运营费用，此为资金投入生态；学习过程互动联通、学习资源共享共生，此为学习生态。英国学者NabilSultan的研究表明云计算不仅减少了软硬件设备的独立购买、安装、使用、维护的费用，而且还能减少全球碳排放量，数据显示信息技术的应用已经减少全球至少2%的碳排放量。[15]智慧的教育系统下，碎片化的需求与碎片化的剩余已经可以自由对接，知识的生产者和消费者已经开始融合，任何人都可以很容易地从一个消费者或旁观者转变为一个生产者，从而成为整个知识生产体系的一部分。

　　二、国际智慧教育的实施路径

　　从物联网、云计算、人工智能、大数据的实践应用到智慧教室、智慧校园、智慧教育云的落地生根，智慧教育是多种智能信息技术驱动教育发展的结果。当前各个国家正在积极探索智慧教育的实施路径，总体上可以概括为以下几个方面：

　　1.更新教育理念，提升教师信息技术应用能力

　　智慧教育要实现多种智能信息技术与教育教学各要素、各环节的深度融合，培养具备21世纪生存技能的创新型人才。该目标的实现首先需要广大教育工作者更新传统的教育理念。一方面，教育工作者要更新对智慧教育的认识，不能将智慧教育等同于计算机辅助教学，不能浅显地认为信息技术对教育变革的作用可有可无。另一方面，教师要改变传统的教法与学法，以适应瞬息万变的信息社会对人才培养的要求。正如Prensky所说，在技术环境下长大的数字土著（DigitalNatives），其大脑的生理结构和思维方式都已经发生改变，作为数字移民（DigitalImmigrants）的教师使用传统的教学方法已然不适合数字土著，必须重新思考教学方法论以及教学内容的设计。[16]韩国教育科学部也特别强调，[17]智慧教育能否扎根，除了需要部署数字环境和设备，还要对全国的教师进行智慧教育方法和理念的培训。而这一方法和理念的更新转变主要依赖于教师自身信息素养以及信息技术应用能力的提高。技术的智能发展，已经允许大多数技术储备较弱的教师使用信息技术进行教学。但是如何灵活高效地应用这些智能技术，实现技术深度融于教学的状态，还需要教师提升自身的信息技术教学应用能力。

　　2.建构智慧教育环境，打造智能学习系统

　　在英国，埃塞克斯大学JamesDooley带领他的团队于2011年开始了智慧教室的建设。[18]智慧教室不是传统的计算机机房，而是一个嵌入了计算、信息设备和多模态传感器的智慧学习空间。这一空间具有无缝交互、智能预测、个性推送、全方位传感、协同服务、资源丰富等基本特征，能够完美支持空间中多人的协同工作以及与远程学习者沉浸式的交流协作。英国学者Anasol等人认为智慧学习是通过情境感知环境提供给学生无处不在的、个性化的学习资源进而促进教育发展的一种创新的学习范式。[19]为了支持该学习行为的发生，他们设计了一个融合了学习分析技术、云计算、混合现实活动以及3D虚拟环境等概念的混合式智慧学习系统模型。模型中情境感知代理、智能导师代理、评估代理和混合现实代理四个核心代理系统的协同作用，充分体现了未来教育发展的三大主要特征：个性定制、交互、自主控制。[20]此外，韩国学者SvetlanaKim等人在分析了传统网络学习环境不足的基础上提出了E4S概念，构建了智慧教育云系统。[21]E4S是指由智能提取（SmartPull）、智能预测（SmartProspect）、智能内容（SmartContent）、智能推送（SmartPush）四种智能服务组成的智能学习引擎。这一系统通过情境感知传感器获取学生的个人信息及其所使用的设备信息，在数据采集分析的基础上利用“云”技术为学生提供智能学习服务。

　　3.部署数字教材，创新学习活动

　　数字教材的开发部署是智慧教育资源建设的关键任务。传统教材向数字教材的转变，可以让学生丢掉沉重的书包，走出教室探索世界。数字教材不仅包括一般的教学内容，也包括各种自定义学习资源，这些资源通常是由视频、动画、虚拟现实等技术展示的教学内容，具有强大的智能分析和互动反馈功能。韩国教育学术情报院（KERIS）院长SanghyunJang指出韩国的数字教材开发应该具备11项基本功能（见表1）。[22]可见，一套优秀的数字教材应该是集学习内容、学习支持、学习管理、互动反馈于一体的教材，只有这样才更加便于教师对学生学习数据的挖掘分析以及学习行为的管理引导，才能真正体现出智慧教育的核心特征。

　　表1韩国数字教材功能

　　同样，学习活动是提高学生技能、促进知识生成的重要途径之一。智慧教育背景下的学习活动应该更具灵活性和适应性。HyeonjinKim教授等人在为韩国试点智慧学校设计学习活动时提出了4W1H的概念框架（见表2）。[23]他指出智慧学校的学习活动设计包括4个完整学习包（Fullpackages）和3个简易学习包（Simplepackages）。其中完整学习包包括课堂教学、课程计划、线上教学资源、线下教学资源；简易学习包是指没有教学材料的课程计划，其随机性更大，自主性更强。根据这一框架研究者选择了韩国世宗市几所智慧小学进行实施，调查表明按照这一框架设计的学习活动能够极大提高学生的学习动机以及教师对课堂的掌控度。

　　表24W1H学习活动概念框架