教育信息化2.0时代智慧校园建设方向探索

胡镭潇

摘  要 通过对各地教育技术中心和学校教师的访谈，了解到目前一些教育工作者对校园信息化（智慧校园）建设的想法和需求，基于这些需求，梳理目前校园信息化建设中存在的一些问题，并对我国教育信息化的发展历程进行分析，最后针对教育信息化2.0时代的智慧校园提出一套建设思路。

关键词 智慧教育;智慧校园;校园信息化;物联网

中图分类号：G434    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2019）03-0061-03

1 引言

智慧校园是近年来校园信息化建设中最火的一个词。笔者在和一些学校客户沟通中，一说起校园信息化建设，就是要建设智慧校园，但深入了解需求后，发现客户很多概念还停留在“三通两平台”等基础建设方向上，教育理念稍微前沿一些的客户则更关注综合素质发展、德育考评、特长培养、教师研训等事项，但这些和真正的智慧校园还有一定的距离。

2017年11月，教育部科技司司长雷朝滋在“第十七届中国教育信息化创新与发展论坛”上指出，十九大之前，可以称之为教育信息化1.0，是初步探索阶段;下一阶段，要推动实施《教育信息化2.0行动计划》，以教育信息化全面推动教育现代化，开启智能时代教育的新征程。充分利用大数据、人工智能等现代化信息技术手段，改变传统教育模式，解决“愚笨教育”的问题（不因材施教，忽视个人特性，进行同一化培养，给学生、教师造成高负担、低效益的教育就是愚笨教育），让学生从被动接受知识向主动学习知识转变，把教育模式由“教为主”向“学为主”转变，实现“个性化学习、差异化教学、泛在式学习、群智化学习、协作式学习”的智慧教育模式[1]，才能让各个校园信息化建设走到智慧校园建设的正确路径上来。

2 校园信息化问题梳理

1）各系统组织架构、多账号没统一管理，业务流不统一，维护困难;

2）各学校信息化建设情况参差不齐，品牌众多，系统集成困难，无法协调;

3）校园内各信息化系统独立运行，数据隔离，存在信息孤岛，导致大量的数据资源没有为决策者提供有效的决策依据;

4）教學资源散放式管理，资源利用率低下，没能为学生提供有效的服务;

5）自身信息化管理能力有限，不能及时有效维护保障;

6）功能重叠、功能相似的重复建设。

3 建设分析与规划

根据我国校园信息化建设发展历程，可初步分为五个阶段、三个层次和两种模式。

五个阶段

第一阶段：数字化设备普及阶段，即电脑、数码相机、校园数字广播等电子产品、多媒体教室的普及时期（20世纪90年代）。

第二阶段：校园互联网普及阶段，即校办公室、教室、功能教室互通互联网时期（20世纪90年代—21世纪00年代）。

第三阶段：泛教育阶段，即通过有线无线网络及移动网络，教师、学生可以随时随地进行教育、学习和参与教育时期（21世纪00年代）。

第四阶段：教育物联网阶段，即包括班班通一体机、一卡通、电子班牌、电子书包、VR实验室等教育信息化工具的联网时期（21世纪00—10年代）。

第五阶段：智慧教育阶段，即能实现学生多样化、个性化学习与教师差异化教学的智慧校园时期（十九大以来）。

三个层次  按功能和类型，又可以划分为三个层次。

1）基础层。这一层的功能是为了整个智慧校园系统能正常运行，提供良好的基础环境，由综合布线（数据通信）系统、信息网络安全系统、供配电系统、信息中心机房系统等构成，就像人体的神经系统、血管、心脏等，是整个智慧校园正常运行的保障，使各种感知信息到智慧校园的“大脑”，再接收“大脑”反馈的指令。如果这种校园信息化的“神经感知系统”经常出问题，那么智慧校园的使用体验感就会非常差甚至运行瘫痪。因此，这一层的建设重点是质量把控和系统冗余充足，方便扩展。

2）应用层。这一层的内容也是一线教育管理者、教师、学生平时接触最多的，如班班通、考勤打卡、电子班牌、电子书包、常态录播系统、精品录播系统、数字广播系统等非常多的子系统分类，提供了能实现智慧学习、智慧教学、智慧教育管理的环境，使学生具备入境学习的条件，让教师有了智慧教学的工具，提高了工作效率，同时能产生大量的教学数据;但这些数据无统一规范，形成数据孤单，这是阻碍智慧校园进程的一个难点。因此，这一层的建设重点就是统一规划，打通数据隔离，实现校园物联网。

3）平台层。智慧校园云平台，这是一个集合了物联网、大数据、云计算技术和人工智能技术的软件平台，以大量的教育教学数据和学习生活数据为基础，通过这些数据不断地对校园人工智能系统进行训练和使用，让系统越用越聪明，越用越智能。每个地区、每所学校都有自身的办学特点和教育理念，生源素质和教师素质也有差别，举个简单的例子：一个教育落后地方的学生能用省市级名校的教学方案来教吗？他能跟上进度吗？能让他主动学习吗？这是以学为主吗？这是因材施教吗？因此，不同的学校有不同的人工智能系统，有不同的教学方案，并且是针对每个教师、每个学生都应该有不同的教学方案和学习方案。如学生的知识点掌握数据、偏科情况、师生互动情况、兴趣小组数据、学生小团体数据等，教师的教学方案和教学质量数据、师生互动数据、教师研训数据、家校沟通数据等，教育管理者的教育参与数据、管理数据（安全、设备运行、教学质量）等，综合这些数据，就能生成用户画像。

①用户画像。这是对教育大数据挖掘整理的一种展现方式，通过对需要的关联数据和过程数据进行抓取和分析，把用户日常的教学和学习生活数据形象化地呈现出来，为各项校园管、办、评提供客观的数据指导。把用户学习生活中的各种数据具象化地呈现出来，是教育大数据的分析成果展示，能做些智能分析和推送，但这还不能算是智慧教育，因为还不能使学生主动学习、个性化地学习。比如推送错题集这个功能，如果只是靠做题这种强化练习来提高分数，那么还让教师讲课做什么？多做题就行了！多做题就能掌握知识？显然是不行的！知识的传递是需要相互交流的，在沟通过程中，学生才能明白这个知识点是如何产生的，这部分知识的发展过程和延伸的其他知识内容有哪些联系。这种理解性记忆是死记硬背无法比的，这种获得知识的学习过程也是错题集无法代替的。而不可能为每个学生配置一名优秀的全能教师，时时刻刻关注学生，随时随地为他答疑解惑，所以需要人工智能小助手来解决这个问题。

②人工智能小助手。这是对教育大数据深度挖掘后的应用，也是能否实现智慧教育最重要的一个功能。衡量智慧教育能否实现的标准就是看能否实现个性化学习、差异化教学、泛在式学习、群智化学习、协作式学习，而这五个标准有一个重要的前提，就是要有一个教师或者“学习助手”时时刻刻关注学生（用户）、了解学生，能听懂、能看懂，能随时随地提供服务和指南，能通过数据分析对一些事件（事情）进行预警和干预;了解学生学习状态、各科知识点掌握情况，能为每个学生自动调整各学科的学习方案和制定自己的学习路径，也能对学校教学提供有效意见，如智能选课排课、分层教学排课、舆情预警、群体事件预警等。

根据这些需求，可以列举出几点重要功能：能根据学生在校、在家的各种学习生活数据，综合判断学生的学习能力、学习的主观能动性，分析学习过程中的问题，哪部分知识点掌握不足，把知识点进行细化和相互关联，并生成相应的报告，再根据以往的学习数据，分析不同学生的学习能力和学习深度来关联这些学习资料，提炼其中精华的内容，生成个性化的学习路径，推送相关的知识点课堂视频给学生，把学习过程变得化繁为简或由简变繁，不同的学生有不同的学习方案，提高学习效率，这样才算实现个性化学习;同时能根据学生的特长和爱好以及能力智能地组建学习团体或小组，实现群智学习、协作式学习模式，有效地激发出学习动力和灵感，更好地进行理解性学习和创新。

由于智慧平台布置在云端，采用云计算的形式，统一账户登录后，小助手可以存在于任何能联网的多媒体设备上，这样无论学生在哪里，都可以实现随时随地学习，随时与小助手进行沟通和享用学习资源。因此，这一层的建设重点是引入大数据和人工智能技术来辅助教育教学。但有一点要注意，一个优秀的人工智能模型，可以从算法上更优秀更好，但不是说哪个好学校的人工智能系统搬到自己学校就直接可以用，因为其所依赖的基础数据依然是各个学校自身的，是需要时间来积累的，这也是其他学校代替不了的。所以只有尽早将大数据、人工智能引入校园信息化建设，以后才有真正的校园人工智能系统可用，才能建设成真正的智慧校园！

两种模式  回到五个阶段的建设内容上看，不难看出一至四阶段其实是对校园信息化工具的普及阶段，基本属于“十三五”规划以前的“教育信息化1.0时期”的建设内容，也就是三个层次的基础层和应用层的内容。这是一种建立在传统教学体系下的教育信息化建设模式——以教为主[2]，其信息化建设围绕的主体是教师或者说是教材。这种以教为主的教育体系从农耕时代延续至今基本就没动摇过，因为知识的传递始终是自上而下的，虽然孔子早在几千年前提出因材施教的观点，但始终是教师教什么，学生就学什么，无论是过去的私塾，还是现在体系化的教育，都是如此，或以古文经典为主，或以现在的课程标准为主。由于学生众多，教师很容易忽視学生的个人特性，其素质、知识点掌握情况和学习能力完全由教师个人主观意识评判，所以信息化技术进入教育领域之初也是以教师（教材）为主。

这样的做法从根本上讲是将信息技术依附到传统教育体系上去的做法，让学校教学有信息化的工具可用，但只能算是提高了教学、学习的效率，在效率提高的基础上，能够解决部分的教育质量问题，但产生不了颠覆性作用，因为教学和学习不好的主要原因是教师教和学生学的思路、方式方法等方面的问题造成的，有的甚至是教学目标定位有问题。如果信息化建设围绕的主体不变，那么这些问题无论运用哪种信息技术也解决不了。

而第五阶段即平台层，是建立在一至四阶段完善的基础上，以学生为中心的信息化建设模式，充分利用“互联网+”、大数据、人工智能等信息技术，针对教育教学的瓶颈问题，从教育教学各个方面发挥作用，实行差异化教学、个性化学习，满足学生的多样化需要，让信息技术改变传统教育体系并构建以学为主的教育体系，才能实现真正的智慧教育。

4 结语

这五个阶段—三个层次—两种模式，从建设围绕的主体上看，虽然有本质的区别，但其实是一种递进关系。一至四阶段的信息化建设是打基础，让教师、学生有信息化工具可用，不仅提高了教学、学习效率，还产生大量的教育教学数据。但这些数据如果不加以整理，不能有效使用，那么就毫无意义。而第五阶段的建设重点就是把这些数据用起来，建立统一的数据接入标准，把所有信息化系统和设备串联、集成起来，一步步地把物联网、大数据、云计算、人工智能等技术有机地结合起来，那么实现这些功能就不是梦！何况教育信息化不往这方面发展，那往哪儿发展？单单是靠堆多媒体教学工具能解决问题？做一个走班排课就能改变传统教育？提前推送点学习资料就能让学生主动学习？就能翻转课堂？显然没有一个大统一的建设思想是不行的。

智慧教育的首要任务是要以学为主，只有让学生爱学习，他才会主动学习，爱学习的前提就是要有一个全方位、随时随地能帮助他学习、了解他的“导师”在，这个真不是目前可以做到的。因此，大统一的校园人工智能平台是校园信息化建设必然走的一步，而且越早越好，因为人工智能需要大量数据进行深度学习才能完善。所以，校园信息化建设者在编写建设方案和产品采购时，一定要避免“穿新鞋，走老路”的问题，利用物联网、大数据、人工智能技术将各个相互独立的“死系统”串联起来，形成一个统一的“活系统”，才能引领教育模式创新，实现教育现代化。■

参考文献

[1]祝智庭，顾小清，闫寒冰.现代教育技术：走进信息化教育[M].北京：高等教育出版社，2010.

[2]钟绍春.智慧教育的关键问题思考及建议[J].中国电化教育，2018（1）：106-111.