智慧校园学习环境建设

张 瑾

（广东省深圳市深圳中学，广东深圳 518000）

一、问题提出

技术的发展让“智慧”的概念延伸至校园信息化建设中，“智慧校园”建设的提出已经不只是理念的问题，物联网技术、云技术、智能感应技术为智慧校园的建设提供了发展支撑。各个学校、教育部门正在努力打造一个以新技术、新理念、新服务的智慧校园。在数字校园的基础上，把校园发展成为以资源整合、信息共享为主线，以标准、高效、统一、智能的管理服务平台和信息服务平台为重点建设，实现高效的教学校务管理、创新的网络教育、丰富的校园文化和方便的校园生活的智慧校园。

智慧校园的定义源于数字环境的应用体系中，能预设一个真实的学习情景，自动识别学习者的特征，有针对性地提供学习资源和工具，自动感应并记录学习过程，合理评价学习效果，并给出及时合理的引导，最大限度地提高学习者学习的有效性和积极性［1］。是技术发展对校园学习环境的一个高度设想。

新的软件、硬件技术给教育带来的变革是可以实现对学校的人员、设备、资源的全面感应；实现各类网络互联互通，可以对感知信息进行实时传递，使人们能够快速、准确获得校园的人、财、物和学、研、管业务过程中的信息，以及围绕教学过程展开的教学及与学生互动信息。同时，云计算可以实现对数据的收集和规范化处理，为教育者、学习者用户提供过程记录智能分析、资源合理个性化推送、智能应对等服务。

网络技术、智能感应技术、物联网技术和云技术，为智慧学习环境的建设提供技术保证，并且预示着与过去的校园学习环境相比，智慧学习环境在学习资源、学习工具、学习平台、教学平台、学习方式和教学方式等方面将发生重大变化。围绕学校教学“备教改导”常规教与学模式，融合开发性学习资源、微型主题课程资源、移动学习资源、共享共建资源、生成性资源，有目标地建立一个个性化、云存储的适用新型资源服务模式，是智慧型学习环境建成的重点突破性任务。本文拟从智慧校园学习环境建设谈学习环境的变革与学习技术、学习资源的发展。

二、智慧学习环境的概念及牲征

关于智慧学习环境的构想不同学者从各自角度提出了不同的见解，钟国祥等提出智能学习环境是从建构主义学理论、混合学习理论、现代教学理论出发，以学习者学习为中心，由相匹配的设备、工具、技术、媒体、教材、教师、同学等形成的一个智能性、开放式、集成化的数字虚拟现实学习空间，认为其既支持学习者学习的自主建构，又提供适时的学习指导。马来西亚学者Chin 认为，智慧学习环境是以信息通信技术的应用为基础，以学习者为中心的且具以下特征的环境：可以适应学习者不同的学习风格和学习能力；可以为学习者终身学习提供支持；为学习者的发展提供支持［2］。

综合以上观点和对技术促进学习发展趋势的分析发现，智慧学习环境应具有以下特征：1.学习环境强调物理环境与虚拟环境的结合；2.学习资源方面强调独立于设备的存储和智能按需推送而非海量呈现；3.学习平台工具方面呈现专门化软件和微型化的特点；4.在学生学习社群构建方面强调交流平台实时互动，虚拟与现实社群的融合，以满足学习者随时随地互动诉求和学习需求；5.在教师教学方面强调建立教师个人具有高用户体验设计的工作管理平台，更有效支持教师对学习活动的设计、学习引导以及个性化的学习评价。

三、智慧学习环境构成

智慧学习环境主要由学习资源、智能工具、学习社群、教学社群、学习方式和教学方式等要素构成。学习者和教师通过学习方式和教学方式与其他四个要素相互关联、相互作用，共同促进学习者有效学习的发生。学习平台强调学生与教师之间，学习与资源之间，学习者之间的互动、协作、交流；教学平台是教师个人与群体学习、工作管理平台。学习资源和智能工具同时为学习共同体和教学共同体提供支持。

1.学习资源

“资源”应理解为宽泛的学习内容,就学习内容来说，资源是经过资源建设者和教师设计的具有良好结构的各类型数据库和专题资源；学习者获取与授课主题具有较大相关性和有拓展性的内容,包括各种类型的资源，也包括在学习交互、协作产生的其他形式的学习内容，资源的组织要关注资源可控性和扩展性。资源建设是一个长期的积累过程，资源内容和使用方式的可适用性决定智慧校园围绕着资源构建的学习实体和虚拟空间的“明亮与宽敞”、“灵动和质感”，决定实现智慧校园的高度和意义。

2.智能工具

在校园学习中，智能工具的作用是让学习与教学更具智慧。教师可利用增强现实技术呈现各种真实的学习场景，使学生能够身临其境的体验学习对象，增强学生的学习兴趣和动机；教师根据学习者模型测量工具系统记录的学生行为、学习习惯，教师通过集成化的课堂控制系统工具，灵活地控制学习终端；利用学习轨迹记录工具、学习者成长评价工具对学生的学习效果进行追踪测评；利用实时传递便捷交互工具，进行师生、生生互动。

3.学习平台

学习者的知识建构是个体建构和群体建构共同作用的结果，课堂学习、情景学习倾向于个体知识建构，群体建构的目的在于鼓励学习者之间经常沟通，彼此交流。针对学生的课程管理、研究性学习管理平台与电子教材、电子图书、电子课件、多媒体资源、网络专题资源整合为一个功能型的学习管理平台，线下资源与线上资源的整合，使围绕学习组建的资源环境随处可得。

4.教学平台

为教师建立基于学习、教学个性化平台，教师之间所建立的教学社群倾向共同研究教学内容、学生学习方式支持、教学方式、学习资源的设计和学习工具的设计。教师通过该平台完成教学过程中“备教改导”工作的智能化管理。

四、智慧学习环境建设探索

1.基于用户使用为核心的智能平台教学与学习系统建设

教师用户教学管理平台，集成各类教学软件、教学工具、学习资源。通过一站式个人平台完成教师教学过程和学生管理过程。管理软件发布学习内容、跟踪学习情况，通过对学习过程数据的收集及交流平台的互动解决教与学过程中问题。教师根据系统记录的学生预习情况，重点讲解学生较难理解的知识点；能对学生的作业和试卷进行自动批改和自动分析；同时教师个人平台内绑定的专题学习资源，可以设计各种网上学习活动，通过集成化的控制系统，灵活地控制学习终端，实时推送相关学习资源；同时可以根据系统对学习过程、学习行为进行数据分析，智能感应学习者特征，进行快速分组，方便组织课堂协作学习。系统还可以记录学习者的学习过程、智能分析学习者的学习成果、图形化呈现分析结果，并对学习者的学习提供指导和帮助。

学生用户可以利用交流互动平台和虚拟学习社区等智能终端工具，促进师生和生生联系和网络社交。因为无线网络的网络全覆盖和智能终端数据交换能力的极大提高，学生学习活动可以从课堂延伸到整个校区，利用智能终端自行进行课前预习和完成教师布置的作业。预习时重点在学习过程中很方便地被标记出来，预习后可尝试完成教师布置的作业；系统自动给出作业结果的反馈，对疑难问题给出提示和解答，按照主要知识点和次要知识点，给出知识点之间关系的结构图。系统能记录学生的作业完成情况，同时可以自动生成统计作业过程中的错题，还可以对个人认为重难点通过教师提供的网上教学资料进行反复学习，教师可以根据作业自动统计系统，进行有针对性的教学和对学生进行个性化指导[2]。

智慧学习系统平台通过智能数据的分析与匹配实现即时、互动的网络辅导，方便学生需要学习指导时获得“全方位支持”。

2.面向智慧校园的学习资源建设及推送

智慧学习环境建设目标力图为教师学生提供一个开放智能的学习环境，作为在校学生的学习特点，海量的资源和网络课程对于大多数学生来说往往可能成为一个可怕旋涡，旋入而不能自拔。学校教育的特点在个人培养、个人知识体系、思维体系、学习方法的教育过程中，学习资源推送与知识点掌握的准确信息反馈同样重要，教师对学生过程的跟踪评价与学习效果的关注，将直接影响学生终生学习能力。所以基础学校教育资源建设，将更多注重实效性和有用性，建立一个有边的尽可能宽广的游泳池将比海量的资源建设目标更为实际有效。

未来智慧校园学习环境的塑造，应以能智能感应学习资源需求，通过追求优质资源建设、优质的云服务和个性化推送服务来实现学习方式的智慧创新变革。

（1）基于云平台的学习资源整合与组织

《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》提出了“搭建国家教育云服务平台。包括云基础平台、云资源平台和云管理服务平台”的建设目标。

学习资源的组织及共享一直以来都是校园的建设重点之一。资源与云平台的融合，有利于资源的聚类、共享、升级、推送，解决资源更新速度慢、孤岛效应、利用程度低等问题。传统的学习资源常常使用静态的词汇表来描述元数据，但这种描述方法无法满足泛在学习环境下灵活多变、极具个性化的学习需求。因此，吸收借鉴语义网络和本体技术的相关研究成果，提供更为灵活和智能化的元数据描述方式成为一种趋势。借助语义 Web和本体技术来组织学习资源，能够灵活、精确地表达资源的属性，便于学习者对资源的检索、归类，可以极大地提高检索的查全率和准确度，更容易被自动化的数据挖掘工具发现和集成，有助于实现泛在学习环境下分布式资源灵活的共享、联结和重用，同时具备良好的扩展性，并且能成为智能的资源检索和推送的基础，大大增强学习系统的适应性和针对用户的个性化服务能力[3]。

（2）微型主题、精品课程学习资源设计

信息海量与碎片化时代，资源微型化成为趋势，围绕课程教学的课程资源开发要本着实用和精准教学的目标进行建设。在精品课程微型化资源理念与主题资源系列化建设理念结合过程中，我们要重视资源知识体系的完整性，同时也要重视资源格式的兼容性，对原创资源的收集和整理过程中强调标准化建设，实现真正意义上优质资源开发。

（3）注重学习资源的个性化定制与生成性资源建设

通过开放式资源管理平台，实现有效的学习环境的组织。资源的个性化推送，按需聚合的资源类型与内容。传统的资源建设思路关注静态资源，对于师生在互动过程中产生的动态和鲜活资源没有关注，资源整理与数据加工系统的智能性技术手段的进步，让我们可以对通过软件对生成性资源进行甄别分析和及时呈现。这些将是在学生学习过程中更为关注的需求。

（4）智能个人知识（仓储）工作管理平台

个人知识管理,其实质在于帮助个人整合自己的信息资源,提升研究和学习效率。就内容来说,其核心是建立一个个人知识体系。从技术角度,则主要是选择合适的技术应用于建立个人知识管理平台。个人知识管理的内容包括对知识的创建、分类、索引、检索、显示和重新获取等。个人智能工作管理平台将教学管理、学生管理、资源搜索、资源发布统一在一个各项功能齐备、信息获取和发布直接适用的个人智能系统中。

3.技术的进步和发展为智慧校园学习环境的建设提供有力保障

技术是教育信息化发展的支撑与载体，近年来信息化新技术呈现出井喷的态势。应用云技术、虚拟技术、物联网技术、RFID 无线射频识别技术，移动技术、情景感应等技术被深入的研究和推广应用，为智慧学习环境的实施打下了坚实的基础。

（1）物联网与环境感知，在传统网络（有线与无线）终端增加了信息感知与处理功能，主要的感知技术包括射频识别(RFID)、红外感应、视频监控、全球定位、激光扫描等。与传统终端到人的网络不同，物联网实现了人与物、物与物之间的智能识别、定位、跟踪、监控和管理，体现智慧学习环境中的“智能化”特征。物联网在智慧校园学校环境中可用于课堂考勤管理、图书资源管理、教学与研究性学习的场景感知[4]。

（2）移动互联技术包括3G、4G、WIFI、局域网等移动接入技术，移动互联突破了校园有线网络对网络接入的空间限制，体现了智慧校园的“开放化”特征。与传统网络相比，移动网络接入终端多样化的特点，智能手机、平板电脑等多类型终端接入让信息与资源传递呈现迅捷与立体化态势。

五、结束语

重视智慧学习环境的建设是智慧校园建设的一个重要目标和重要体现。智能与智慧不再是一个停留在概念层面的新词，它是数字学习环境的高端形态，是与智慧校园理念共同发展的一个重要组成，信息化背景下学生对学习环境发展的诉求，也是当前学习与教学方式变革急需的支撑条件，代表了教育信息化的一个重要发展方向。智慧学习环境的提出是为了让教育研究者更加重视新型学习环境下学习资源、学习工具、学习平台、教学平台、学习方式和教学方式研发；让学习环境的建设者从教与学方式变革的角度，构建适应新时期学生需求的学习环境，利用学习环境进行个性化教学；让学生可以轻松投入和有效地在可感知的、自适应的、智能的学习场所学习。

[1]王凤琦，陈守强.智慧学习环境的设计与构建.辽宁师范大学学报（社会科学版）,2013,（11）.

[2]黄荣怀，杨俊锋，胡永斌.从数字学习环境到智慧学习环境--学习环境的变革与趋势.开放教育研究,2012,（2）.

[3]宗平，朱洪波，黄刚，许建真.智慧校园设计方法的研究.南京邮电大学学报（自然科学版）,2010,（4）.

[4]李海柱.探究RFID 技术在智慧校园中的应用.内蒙古教育,2013,（12）.