柯清超

（華南師范大學 教育信息技術學院，廣東 廣州510631）

數(shù)據(jù)已逐漸成為信息時代社會發(fā)展最重要的資產(chǎn)，但在另一面，各種網(wǎng)絡終端激增生成的海量數(shù)據(jù)，在網(wǎng)絡世界中表現(xiàn)出無序生成與泛濫的特征：體量浩大，非結構化，價值大密度低，人們期望找到一種能夠更加“智慧”的方式處理這些數(shù)據(jù)。2008年IBM公司提出了智慧地球（Smart Planet）的概念，采用新的信息處理技術把大量收集到、感知到的數(shù)據(jù)進行匯聚與分析，為人類生產(chǎn)、管理、消費等不同領域提供“智慧”，為人類社會實現(xiàn)所謂的智慧城市、智慧交通、智慧醫(yī)療等等。而作為在教育領域的延伸，“智慧教育”也同樣成為了教育信息化發(fā)展的最新愿景。

一、大平臺大數(shù)據(jù)對教育信息系統(tǒng)的重構

實現(xiàn)智慧教育的前提是應用新思維、新技術，重構已有教育信息系統(tǒng)，推動教育數(shù)據(jù)的匯聚、存儲與處理，形成教育大平臺與大數(shù)據(jù)。國家教育信息化規(guī)劃中提出來的“兩平臺”（國家教育資源公共服務平臺、國家教育管理公共服務平臺）建設、基于云計算理念的智慧校園建設、大規(guī)模開放在線課程教學實踐，在教育信息化建設的不同層次上為建設教育領域的大數(shù)據(jù)邁出了有歷史意義的一步。

1.國家教育信息化“兩平臺”與大數(shù)據(jù)匯聚

國家教育資源公共服務平臺、教育管理公共服務平臺是目前國家在建的兩個教育大平臺，其目標是匯聚教育管理、教學支持領域的海量信息，形成有效支持教育教學過程、教育管理的教育大數(shù)據(jù)。其中國家教育資源公共服務平臺采用資源征集、資源匯聚、資源共建、資源捐贈幾種方式實現(xiàn)教育教學資源數(shù)據(jù)的匯聚；國家教育管理公共服務平臺采用學生和教師 “一人一號”、學校“一校一碼”的思路，全面準確地匯聚全國學生、教師和學校辦學條件的動態(tài)數(shù)據(jù)。這些大數(shù)據(jù)成為我們觀察、監(jiān)測教育系統(tǒng)的“顯微鏡與儀表盤”，成為智能化教育分析與決策的基石。

2.云計算理念下的“智慧校園”建設

傳統(tǒng)的數(shù)字校園建設導致大量的信息孤島與數(shù)字鴻溝，云計算為新時期的教育信息化建設帶來了新思路。“集中力量辦大事”、“集中建設、分散使用”的建設方式，將更有利于教育信息資源的收集、存儲、共享與應用，有利于形成區(qū)域性的教育大數(shù)據(jù)?；诮逃频男畔⒒到y(tǒng)建設，對傳統(tǒng)的校園網(wǎng)絡系統(tǒng)進行重新整合與優(yōu)化，將促進學校教育系統(tǒng)的深刻變革。應用云計算技術開發(fā)的教育信息服務平臺，有助于將越來越龐大復雜的教育管理、教務教學、課改教研、教育資源、安全管理等應用，抽象為簡單、個性化、智慧型、支持多終端且具有良好用戶體驗的應用，讓每一個用戶都可以通過個人電腦、移動終端、數(shù)字電視等設備訪問所關注的教育服務，最終實現(xiàn)任何人在任何時間、任何地點，以任何方式開展的數(shù)字化學習。

3.基于開放資源與網(wǎng)絡自組織的社會化課程學習

近年來大量涌現(xiàn)的網(wǎng)絡自組織學習模式、MOOC（Massive Open Online Course）社會化學習模式，以更大范圍的開放、深度協(xié)作為基礎，聚合了大量的非結構化教育數(shù)據(jù)，如開放教育課程資源、網(wǎng)絡學習過程數(shù)據(jù)等等，突破了以學校傳統(tǒng)課程體系為核心、以LMS（Learning Management System）為基礎的網(wǎng)絡課程模式。社會化深度協(xié)作的開放式教育平臺，實現(xiàn)了人類有史以來最大范圍的教育資源分享與教育合作，是大數(shù)據(jù)時代的課程教學大平臺。

二、基于學習分析技術的智慧教育教學

教育信息化語境中的“智慧教育”最早是受“智慧地球”概念的啟發(fā)而延伸過來的。IBM公司倡導的“智慧地球”是應用物聯(lián)網(wǎng)、移動通訊、智能分析等新一代信息技術，促進世界更全面地互聯(lián)互通，改變政府、企業(yè)和人類的生產(chǎn)、協(xié)作與管理方式，讓所有事物、流程、運行方式都實現(xiàn)更深入的智能化，最終讓人類能夠更透徹地感應和度量世界的本質和變化。智慧教育的本意也是應用新一代信息技術，變革今天依然停留在工業(yè)時代的“教學工廠”式學校教育，提升教育系統(tǒng)的效率和智能化程度，為信息社會培養(yǎng)適應時代發(fā)展的人才。隨著教育信息化的發(fā)展，不同國家、不同研究團體也將賦予智慧教育不同的內(nèi)涵，它最終將是信息時代教育發(fā)展的一種形態(tài)，是未來教育的常態(tài)。

1.智慧教育的發(fā)展愿景

最早倡導智慧教育概念的是IBM公司，IBM公司認為未來智慧教育的內(nèi)涵是[1]：（1）以學生為中心：教學活動以學生為中心而設計；關注個性化學習與發(fā)展；（2）實時統(tǒng)計與分析：對教學、教育資源的科學分配、集中管理、實時監(jiān)測；“對教學效果和學生學習進展與技能水平的實施評估和考量；針對不同角色的實時的統(tǒng)計分析，支持管理方（教育局）、服務方（學校、第三方教育機構）、公眾等多視角多層次的統(tǒng)計分析；（3）集成管理：對教學過程和管理過程的集成化操作和處理；對教育輔助設施的智能化管理；對優(yōu)秀教育教學管理體制、流程和規(guī)范的快速復制和推廣；對個人和群體教育信息的完整性記錄和管理；（4）多樣化的互動式體驗：多樣化的教學工具和方式；無地域和時間限制的公眾在線學習；互動式的、體驗式的教學模式；（5）共享資源：高度集成的資源共享；隨處隨時可得的優(yōu)質資源。

韓國政府發(fā)展智慧教育（SMART Education）的目標是培養(yǎng)在21世紀社會中能夠引領國際社會，具有創(chuàng)造力和個性的全球化人力資源。韓國認為SMART Education=Intelligent Customized Teaching&Learning[2]，即智慧教育是智能化的、可定制的個性化教與學。SMART的內(nèi)涵包括：Self-directed（自我導向）；Motivated with fun（通過興趣激發(fā)學習動機）；Adaptive based on level（支持分層適應式教學）；Resource Free（豐富的免費教學資源）；Technology embedded（技術融入）。

臺灣學者張奕華則把SMART Education中的SMART 闡釋為[3]：Student-centered approach（以學生為中心的教學）、Motivate students to learn（通過多元取向引起學生學習動機）、Accessing online education（無處不在的學習機會）、Resource availability and diversity（豐富的學習資源）、Technology support and service（技術支持與服務）。

由此可見，智慧教育發(fā)展的愿景是在新一代信息技術支持下，尊重每位學習者的個性化與多元化發(fā)展需要，創(chuàng)建智能化的教育環(huán)境，推動信息時代的教與學變革，以最有效的方式促進學習者的知識建構與智慧發(fā)展。

2.學習分析技術解決問題的途徑

基于大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘與學習分析技術是實現(xiàn)智慧教育的兩大基石。根據(jù)Johnson等學者對學習分析技術（Learning Analytics）的定義，學習分析指的是對學生生成的海量數(shù)據(jù)進行解釋和分析，以評估學生學業(yè)進展，預測未來表現(xiàn)，并發(fā)現(xiàn)潛在問題。數(shù)據(jù)可以來自學生的顯性或隱性學習行為，如完成作業(yè)、參加考試、參與課外活動、論壇發(fā)帖等。目前學習分析技術已引起全球教育界的關注，美國教育部教育技術辦公室2012年10月發(fā)布的 《通過教育數(shù)據(jù)挖掘和學習分析提升教與學 ： 議 題 簡 述 》 （Enhancing Teaching and Learning Through Educational Data Mining and Learning Analytics:An Issue Brief）一文，提出應用數(shù)據(jù)挖掘和學習分析技術解決教學實際問題的一些基本途徑，明確了學習過程八大領域問題的解決途徑[4]：學習者知識模型（學習者的前序知識、高層次思維掌握情況如何）；學習者行為建模（學習者的學習行為是否是主動、有意義的）；學習者學習體驗建模（學習者對學習體驗滿意嗎？）；學習者學習檔案（學習者喜歡加入什么樣的學習小組？）；知識領域建模（如何保證學習內(nèi)容符合學習者認知層次？如何建立這些學習內(nèi)容的學習路徑？）；學習要素和設計原則分析（哪些要素能提升學習者的學習？哪些設計最符合學習者？）；趨勢分析（哪些方面發(fā)生變化了？如何發(fā)生變化的？）；適應性和個性化分析（如對學習者的下一步建議等）。

3.可汗學院的學習分析技術

廣受全球關注的可汗學院的成功有三個因素：微課堂式的授課課件、顛覆性的教學流程（由傳統(tǒng)的教學過程優(yōu)化為技術支持的“先學后教”）、學習分析技術的應用?？珊箤W院平臺提供了強大的學習分析功能，其教學活動分為學業(yè)成就（Accomplishments）、重要統(tǒng)計（Vital Statistics）、社區(qū)（Community）三個部分，每次進入學習頁面都提示“建議的下一個學習活動”。系統(tǒng)隨時監(jiān)測各學習者的行為，如教師發(fā)現(xiàn)某個環(huán)節(jié)或知識點的教學視頻被學生們反復瀏覽和點擊時，要意識到這可能對學生而言是一個學習難點，或者自己的講解有問題，需要據(jù)此調整教學。可汗學院為應用學習分析技術促進教學提供了一個典型、成功的案例。

三、智慧教育的發(fā)展路徑

信息技術對教育的“革命性影響”產(chǎn)生了沒有？如果要讓這種“革命性”影響發(fā)生，教育信息化的發(fā)展路徑是什么？“翻轉課堂”、MOOC等新型教學模式讓人們看到了希望，但如何讓工業(yè)時代的學校教育模式真正適應信息時代人才培養(yǎng)的需要，使其發(fā)展成為信息時代的智慧教育模式，還需要教育界不斷探索，在制定清晰的發(fā)展路徑的基礎上，進行廣泛深入的實踐。

1.以促進智慧學習（Smart Learning）為核心

美國教育部在 《美國教育技術發(fā)展計劃2010》（簡稱NETP2010）中，提出了以“應用技術推動學生的學習”作為促進美國教育系統(tǒng)變革的路徑，其關鍵是以使用技術幫助學生改善學習為起點，讓學生掌握適應信息時代的學習與生存方式，從而促使傳統(tǒng)教學做出改變，繼而促使課程、教師、學校、政策等要素做出相應的變化[5]。這一路徑基本包括[6]：（1）建立面向 21世紀的學習模型。重新審視信息時代的學習目標，人們需要學什么和怎么學，21世紀需要怎樣的學習，信息時代需要什么樣的學習方式，其最終目標是將21世紀的技術引入到有意義學習中，推動和鼓勵每個年齡段的學生取得成就，讓所有學習者在校內(nèi)外都享有參與式的學習體驗，使其成為全球性網(wǎng)絡社會中積極的、富有創(chuàng)造力的、有知識、有道德的參與者；（2）用技術支持學習評價。其目標是各級教育系統(tǒng)將充分利用技術的力量來測量各要素，尤其是學生的21世紀技能和復雜思維能力，并使用評價所得的數(shù)據(jù)來促進教育系統(tǒng)的持續(xù)改進。（3）應用技術促進教師專業(yè)發(fā)展及課堂教學方式變革。技術可以為教師團隊提供各種支持，包括教學資源的獲取、教師間的協(xié)調、師生的互動等，幫助學校發(fā)展具有在線教學技能的師資力量。NETP2010提出了一個連接課堂教學、社區(qū)學習、資源環(huán)境的“聯(lián)結”教學模型，通過網(wǎng)絡虛擬環(huán)境和在線社區(qū)來連接教學、教師與學習者，實現(xiàn)學生的個性化學習、增強學生的學習動機。（4）完善信息化基礎設施。為促進學生的學習與教師的有效教學，通過整合新一代網(wǎng)絡技術、云計算技術、開放教育資源等，為師生提供隨時隨地的支持服務。（5）不斷測量和改進教育系統(tǒng)，提高學校的生產(chǎn)力。用技術重構教育系統(tǒng)的基本過程與結構，從衡量“在座位上的學習時間”轉移到衡量“學習效率”，充分利用技術來改善學習結果。這種由“轉變學習方式”驅動的發(fā)展路線，是一種“自下而上”的變革模式，它對推動我國智慧教育的發(fā)展有著非常積極的借鑒價值。

2.基于云計算的信息化建設模式

基于云計算、傳感技術、物聯(lián)網(wǎng)和海量信息處理等新技術的教育系統(tǒng)讓教育信息化進入了全新發(fā)展的階段。利用云計算對傳統(tǒng)的教育信息系統(tǒng)、校園網(wǎng)絡系統(tǒng)進行整合與優(yōu)化，建構教育云服務平臺，形成新一代的數(shù)字校園系統(tǒng)、智慧校園系統(tǒng)，實現(xiàn)對教育信息系統(tǒng)的重構，聚合更大范圍的教育資源，建立可流動、可獲取、可應用的大規(guī)模非結構化教育數(shù)據(jù)，形成教育大數(shù)據(jù)，以支持教育教學的智能決策、實施、評價等全過程。在教育云時代，數(shù)字校園不再孤立，所有的教師、學生都能隨時隨地共享優(yōu)質的教育資源，教育大數(shù)據(jù)將有助于推動教育評估、教育決策，創(chuàng)新教育實踐，為教育教學過程的智能化支持提供了巨大機遇。

3.大數(shù)據(jù)支持的課程教學模式創(chuàng)新

借助海量開放教育資源、大平臺（如國家資源公共服務平臺），學生不再局限于在課堂上進行學習，云平臺的各種資源為學生提供了一個無墻的課堂。各種新型的課程教學方式，將突破學校教學時空的局限，推動學校的教學模式由封閉走向開放。在課程教學組織方式上，從結構化良好的封閉式課堂教學逐步發(fā)展到半開放的混合式課程、完全開放的社會化課程教學，教學時空、師生關系進一步多元化。如翻轉課堂拓寬了課堂的教學時空，構建了一個 “半開放式”的教學系統(tǒng)；MOOC課程則是完全依賴于網(wǎng)絡的社會化學習，是基于自組織的深度協(xié)作式、開放式教學。在課程評價方式上，借助于基于大數(shù)據(jù)的學習分析技術，對學生的知識建構與復雜能力評估，將為學生學習提供更加個性化、有效的支持，實現(xiàn)“智慧化”學習。這些課程教學模式的創(chuàng)新豐富了智慧教育的內(nèi)涵和實踐。

四、結束語

大數(shù)據(jù)時代的教育創(chuàng)新以變革工業(yè)時代的 “教學工廠”，構建適應信息時代人才培養(yǎng)需要的教育模式為根本目標，智慧教育將是教育信息化發(fā)展的新階段，是人文、科技與教育的高度融合，也將是信息時代教育發(fā)展的未來。

[1]IBM.Education for a Smarter Planet The Future of Learning[EB/OL].http://www.ibm.com/smarterplanet/us/en/education_technology/ideas/.

[2]SunghoHwon,PPT:Educational Technology in Korea,Issues&Challenges,2012.

[3]張奕華.智慧教育與智慧學校理念[J].中國信息技術教育,2013,(6):15-17.

[4]U.S.Department of Education Office of EducationalTechnology.Enhancing Teaching and Learning through Educational Data Mining and Learning Analytics:An Issue Brief[DB/OL].http://www.ed.gov/edblogs/technology/files/2012/03/edm-la-brief.pdf.

[5]柯清超.技術推動的教育變革與創(chuàng)新[J].中國電化教育,2012,(4):9-13.

[6]U.S.Department of Education Office of Educational Technology.Transforming American Education:Learning Powered by Technology [DB/OL].http://www.ed.gov/sites/default/files/netp2010.pdf