大数据、人工智能与智慧教育

泛在网络就是通信网、互联网、物联网的高度协同和融合，实现跨网络、跨行业、跨应用、异构等多技术的融合与协同。具体到智慧教育场景中，泛在网络将实现三方联通，包括：学习、生活与工作的连通;学校教育、家庭教育和社会教育的连通;手机、平板、PC、学习机、电视等各种终端设备的连通。

智慧教育的基本特征

智慧教育即教育信息化，是指在教育领域（教育管理、教育教学和教育科研）全面深入地运用现代信息技术来促进教育改革与发展的过程。其技术特点是数字化、网络化、智能化和多媒体化，基本特征是开放、共享、交互、协作、泛在。以教育信息化促进教育现代化，用信息技术改变传统模式。

教育信息化的发展，带来了教育形式和学习方式的重大变革，促进教育改革。对传统的教育思想、观念、模式、内容和方法产生了巨大冲击。

教育信息化是国家信息化的重要组成部分，对于转变教育思想和观念，深化教育改革，提高教育质量和效益，培养创新人才具有深远意义，是实现教育跨越式发展的必然选择。

智慧教育依托物联网、云计算、无线通信等新一代信息技术打造物联化、智能化、感知化、泛在化的新型教育形态和教育模式。智慧的教学模式是整个智慧教育系统的核心组成。

教育信息化在未来将在教育云平台上进行展现，随着教育信息化平台的发展应用，教育信息化将为现有的教育网、校园网进行教育信息化升级，新一代教育网必然成为未来教育信息化的基础。

智慧教育在信息化基础上，建构信息时代的教育新秩序，是信息时代的教育新形态，教育的“新常态”。再将信息化元素充分融入教育以后，实现“信息化+教育”，在时代的催化剂下，产生智慧教育。智慧教育，应包含小学教育、中学教育、大学教育，还有持续教育，都可以通过互联网、大数据时代实现升华。

智慧教育体系，要涵盖智慧教师、智慧管理、智慧学习者及智慧学习、智慧课程、智慧教学和智慧教育资源，还要包含智慧评价、智慧服务、智慧教室、智慧校园、智慧平台和智慧教育方式。

智慧教育的基本特征是信息技术与学科教学深度融合。有些观点认为，现在是人工智能时代，经过一段时间，教育也不需要人了，教师将被机器替代。我的观点是，人工智能时代，最难被替代可能就是教育，因为教育的信息技术需要与人类的聪明才智及学科教学的深度融合才能做得好。

全球教育资源无缝整合共享，让每个人都能够享受全球最优质的教育资源，要有建立基于大数据的科学分析、推荐和评估，还要有绿色高效的教育管理。

智慧校园与智慧课堂

智慧校园 是智慧教育的一部分，是智慧学习环境的具体承载者。

智慧校园强调为师生、社会提供全时段、泛在、多方式、互动安全的服务接入与教育教学能力，同时强调校园必须使用虚拟化、AR/VR、大数据、云计算、人工智能等前沿技术。

无论是在技术层面或是目的层面，智慧校园的核心必须具备以下特征：

一是以从师生或者管理者的角色出发，提供一个全面基于智慧感知的环境与综合信息服务平台;二是从互联网信息服务出发，打造融合校园各个子应用及服务领域的互联合作整体校园信息与数据服务;三是通过智慧感知环境与数据信息服务，提供校园与外部空间的泛在、互动接口。

智慧校园是目前大部分学校最为具体的在智慧教育上探索的实体化工程。

智慧课堂 简单来说，即是通过先进的智慧教学模式的课堂教与学行为。智慧教学模式以教学组织结构为主线把学习方式分成两层，分别是分组合作型学习与个人自适应性学习。

分组合作型学习主要是培养学习者综合应用能力，强调构建学习共同体，通过智慧课堂多屏协作等的形式对小组讨论与演示作出最大的支持，强调项目制学习，以可活动新型桌椅及平板学习等的方式支持小组项目制学习的开展。

在个人自适应性学习中，学习者可以根据个人偏好与发展需要，自主选择学习资源。个人学习空间是其中的核心环节，每个学生或者学习者都应有一个具备学情分析报告、微课、预习与作业、巩固复习作业及资源库的综合个人学习空间，基于学生学情自适应推送难度不一的练习等。

智慧教育是顶层设计，具备的不单单是教育环境的构建，而是包括制度、教师、学生等多层面的顶层设计集合，其中智慧校园以及智慧课堂是智慧教育环境建设的重要一环，也是最为具象化的建设环节。智慧课堂，则是智慧教育、智慧校园最直观的体现。

智能技术的创新应用

最早与智慧教育这一概念相关的事情发生在大约10年前，美国一位年轻人可汗建立了可汗学院。一开始他义务帮助亲戚的孩子在线补习数学、物理，之后他通过在YouTube上录像，将这些视频共享给大家。可汗发现这种学习模式非常成功。

2011年可汗本人也在TED上发表了题为《让我们用视频重造教育》的演讲。现在看来，这一事件是一个开端，发展到今天，我们有了微课、翻转课堂、慕课等很多资源。

传统的教师授课以PPT投影、网络资源搜索、在线讨论和测试等形式为主，仍需花费大量时间备课、课堂观察、批改作业、操作设备。如今，我们要学会从数字化教学走向智慧教學。

智慧教室是一种基于物联网技术集智慧教学、人员考勤、资产管理、环境智慧调节、视频监控及远程控制于一体的智能化教学环境。

智慧教育在我国是一个非常热门的话题，也是很多人想投资的一件事情，到底如何做好，实际上是一个非常有吸引力的话题，也是一个非常有挑战的话题。

做好智慧教育，从物质准备方面看，要有物联网、云计算、大数据、网络，其中物联网会起到非常大的作用，重点体现在教学设备方面，学校物联网的铺设是关键核心。智慧教育没有物联网的支持是不可能做成功的。

物联网可以把三方面联通起来，学习、生活与工作的联通，学校教育、家庭教育和社会教育的联通，还有手机、平板、PC、学习机等各种终端设备的联通，都是在现阶段可以实现的。

传统的教室，大多是分隔开摆放一排排桌椅，一定程度上使得课堂上教师与学生、学生之间的互动没有完全放开。在课堂信息化的演变过程中，如何做到让课堂上的互动机会增多，是接下来智慧教育要考虑的问题，未来可能会更多地用到虚拟技术实现及时互动。

智慧教育的价值在于，在课堂中可以利用数据和观点，利用开放式的助学工具对资源社区进行管理，可以降低成本，提高可靠性、利用性和产出，最后还可以加上一些分析和推荐。

当前智慧教育有一个重要突破点，就是如何做到个性化教学。教师如何根据每个学生的个性特点进行对应性的授课，如何通过机器对学生知识点进行分析，包括智能批阅和推荐，这些是智慧教育重要的内容。

这是一个多变的时代，随着信息化的普及，信息技术和教学场景不断融合，“智慧教育”的内涵也在时刻发生着变化的。当前远程教学、教学资源共建共享等应用的普及，切实推进了优质资源的均衡共享，让更多的师生享受到人性化、智能化的教学体验。

真正实现绝对意义上的智慧教育，对于现在的我们来说仍然很遥远，需要全方位融合式发展。现阶段，我们应聚焦教学场景，大力推动各项信息技术在教学场景中的深度应用，积极探索教育优质资源均衡配置和先进的教学理念互通共享的方式，推动智慧教育进一步往前发展。

（本文根据中国科学院院士汤涛公开演讲整理，未经本人审阅。）