智慧教育是一个集约化的信息系统工程

　　从技术的视角来看，智慧教育是一个集约化的信息系统工程，其核心技术特征可以概括为：可视化、情境感知、无缝连接、全向交互、智能管控、按需推送。可视化是智慧教育观摩、巡视、监控的必备功能，也是智慧教育系统的重要特征。

　　智慧教育是技术支持下的新型教育形态，与传统信息化教育相比，呈现出不同的教育特征和技术特征。

　　一、教育特征

　　从生态学的视角来看，智慧教育是技术推动下的和谐教育信息生态，其核心教育特征可以概括为：信息技术与学科教学深度融合、全球教育资源无缝整合共享、无处不在的开放按需学习、绿色高效的教育管理、基于大数据的科学分析与评价。

　　(一)信息技术与学科教学深度融合

　　信息技术与教育的“深度融合”涉及到方方面面，包括技术与管理的融合、技术与教学的融合、技术与科研的融合、技术与社会服务的融合、技术与校园生活的融合等等。其中，信息技术与学科教学的深度融合应该是智慧教育的首要价值追求。课堂是教育改革的主阵地，学科教学是教育系统的核心业务。如果说信息技术与课程整合是教学改革的“物理反应”，那么信息技术与学科教学深度融合则是“整合”基础上的“化学反应”。智慧教育环境下电子书包、平板电脑、智能手机等移动终端将成为课堂教学的常规载具，BYOD(BringYourOwnDevice)运动将在全国各级各类学校逐步推广普及。移动终端的引入使得课堂教学组织将变得更加灵活多样，不囿于“排排坐”的固定形式。支持各种学科教学的专用软件(如图形计算器、几何画板、ChemLab等)将越来越丰富，可以实现更高效率的学科知识传授与学科能力培养。智慧教育需要广大师生具备较强的信息技术应用能力，合理、有效、创新应用技术促进课前、课中与课后教与学活动的全程设计、实施与评价。信息技术在学科教学中的“消融”，教师和学生从关注技术逐步转变到关注教学活动本身，是智慧教育成功的重要标志和核心特征。

　　(二)全球教育资源无缝整合共享

　　大踏步前进的科技正在创造一个新的、更小的、更平坦的世界，“地球村”正在从预言变成现实。智慧教育要培养的不是一般意义上的国家公民，而是适应二十一世纪发展需要、具有全球视野和创新思维的世界公民。近年来，在世界知名大学的努力推动下，OER(OpenEducationalResource)运动和MOOCs(MassiveOpenOnlineCourses)运动席卷全球，优质教育资源迅速传递到世界各个角落。智慧教育秉承“开放共享”理念，通过多种途径(自建、引进、购买、交换)实现全球优质教育资源的无缝整合与无障碍流通，使得世界各地的学生和社会公众可以随意获取任何适合自己的教育资源(多媒体课件、视频课程、教学软件等)。全球优质教育资源的无缝整合与共享，是突破教育资源地域限制的“大智慧”，将有可能缩小世界教育鸿沟，提升欠发达国家和地区的教育质量。

　　(三)无处不在的开放、按需学习

　　智慧教育环境不是一个割裂的教育空间，而是通过网络将学校、家庭、社区、博物馆、图书馆、公园等各种场所连接起来的教育生态系统。学习需求无处不在、学习无时无刻不在发生，云计算、 物联网、移动通信等信息技术的发展为人类的学习提供了无限的可能。学习不应该固定在教室和学校，而应回归社会和生活，发生在任何有学习需求的地方。智慧教育环境下的学习将走向泛在学习。泛在学习不是以某个个体(如传统学习中的教师)为核心的运转，而是点到点的、平面化的学习互联。“泛在”包含三个方面的内涵，即无处不在的学习资源、无处不在的学习服务和无处不在的学习伙伴[16]，最终形成一个技术完全融入“学习”的和谐教育信息生态。

　　(四)绿色高效的教育管理

　　“绿色教育”强调教育事业的可持续发展，既是智慧教育的指导理念也是其重要特征。信息技术的普及应用为实现教育管理的智慧化、推动绿色教育发展提供了条件。云计算技术通过整合基础设施(IAAS)、研发平台(PAAS)、应用软件(SAAS)三种计算资源，可以实现管理数据的统一采集与集中存储，实现管理业务流程的统一运行与监控，有效避免“信息孤岛”，减少教育管理上人力、物力和财力的浪费。物联网通过射频识别( RFID)、二维码(QRcode)、红外感应、全球定位等技术，将各种教育装备与互联网连接起来，进行智能化识别、定位、跟踪、监控和管理，可以有效提高管理效率和质量。大数据技术全面采集各种教育数据，进行科学统计分析与数据挖掘处理，可以为教育决策(经费分配、学校布局等)提供数据支持，而科学的教育决策又将推动教育事业的可持续、均衡发展。办公自动化全面普及，将大幅度减少纸张浪费，实现教育领域的低碳环保。不仅仅学生的学业需要“减负”，教育的管理业务也需要“减负”，精简管理流程，废除或优化一些不合时宜的管理制度(如繁琐的公文审批、设备招标、经费报销等)，不断提高教育管理业务系统的运行效率。

　　(五)基于大数据的科学分析与评价

　　智慧教育需要更具“智慧”的教育评价方式，“靠数据说话”是智慧教育评价的重要指导思想。物联网、云计算、移动通信、大数据等新一代信息技术的发展为教育评价从“经验主义”走向“数据主义”提供了技术条件，可以实现各种教育管理与教学过程数据的全面采集、存储与分析，并通过可视化技术进行直观的呈现。智慧教育环境下包括中小学学业成就评价、体质健康评价、本科教学质量评估、教育信息化与教育现代化发展评价等在内的各种教育评价与评估，将更具智慧性、科学性和可持续性。2013年9月1日教育部开始推行全国统一学籍，每个学生都分配一个能够跟随他自己一生的一个学籍号。“全国学生终身一人一号”的推行，为全国教育数据的统一采集提供了条件，学校不仅仅能对学生在校期间的学业成就进行评价，还可以通过学籍号持续跟踪学生毕业后的发展与学习情况，为教学质量评估提供更全面、更准确的科学数据分析结果。

　　二、技术特征

　　从技术的视角来看，智慧教育是一个集约化的信息系统工程，其核心技术特征可以概括为：可视化、情境感知、无缝连接、全向交互、智能管控、按需推送。

　　(一)可视化

　　可视化是信息时代数据处理与显示的必然趋势。可视化是智慧教育观摩、巡视、监控的必备功能，也是智慧教育系统的重要特征，具体体现在如下几个方面：(1)可视化监控：通过视窗可以监看智慧教育应用系统的运行状态;(2)可视化呈现：通过图形界面，清晰、直观、全面的呈现各类教育统计数据;(3)可视化操作：提供具有良好体验的操作界面，以可视化的方式操作教育设备和应用系统。

　　(二)情境感知

　　情境感知是智慧教育最基础的功能特征，依据情境感知数据自适应地为用户提供推送式服务。常用的情境感知技术包括GPS、RFID、QRCode以及各类 传感器(如温度、湿度、二氧化碳、光照等)。情境感知的对象包括两类，分别是外在的学习环境与人的内在学习状态，具体感知内容包括：(1)感知教与学活动实施的物理位置信息;(2)感知教与学活动发生、进行与结束的时间信息;(3)感知教与学活动场所的环境信息，如温度、湿度等;感知学习者的专业知识背景;(4)感知学习者的学习状态，如焦虑、烦躁、开心等;(5)感知学习者的知识背景、知识基础、知识缺陷等;(6)感知学习者的认知风格、学习风格等;(7)感知学习者的学习与交往需求。

　　(三)无缝连接

　　泛在网络是智慧教育开展的基础，基于泛在网络的无缝连接是智慧教育的基本特征。无缝连接具体体现在如下几个方面：(1)系统集成：遵循技术标准，跨级、跨域教育服务平台之间实现数据共享、系统集成;(2)虚实融合：通过增强现实等技术实现物理环境与虚拟环境的无缝融合;(3)多终端访问：支持任何常用终端设备无缝连接到各种教育信息系统，无缝获取学习资源与服务;(4)无缝切换：学习者的多个学习终端之间实现数据同步、无缝切换，学习过程实现无缝迁移;(5)联接社群：为特定学习情景建立学习社群，为学习者有效联接和利用学习社群进行沟通和交流提供支持。

　　(四)全向交互

　　教与学活动的本质是交互，智慧教育系统支持全方位的交互，包括人与人之间的交互以及人与物之间的交互。全向交互具体体现在如下几个方面：(1)自然交互：通过语音、手势等更加自然的操作方式与媒体、系统进行交互;(2)深度互动：实现师生之间、生生之间的随时、随地的互动交流，促使深层学习发生;(3)过程记录：自动记录教与学互动的全过程，为智慧教育管理与决策提供数据支持。

　　(五)智能管控

　　教育环境、资源、管理与服务的智能管理是智慧教育的核心特征。智能管控具体体现在如下几个方面：(1)智能控制：基于标准协议，实现信令互通，进而实现教育环境、教育资源、教育管理和教育服务等全过程的智能控制;(2)智能诊断：基于智能控制数据和结果，辅助管理者快速、准确诊断问题，及时、有效解决教育业务开展过程中、教育装备使用过程中存在的问题;(3)智能分析：在系统内各类数据的汇聚与处理的基础上，进行挖掘分析，为智慧教育系统的数据共享和业务流程升级改造提供科学决策依据;(4)智能调节：感知教室、会议室、图书馆等物理场所的环境，依据教与学的实际需求，动态调节声、广、电、温度、湿度等环境指标;(5)智能调度：基于智能诊断、智能分析的结果，科学调度教育资源、调整教育机构布局、分配教育经费等。

　　(六)按需推送

　　智能教育要达成“人人教、人人学”的美好愿望，教育资源可以按需获取和使用，教与学可以按需开展。按需推送是智慧教育的另一重要特征，具体体现在如下几个方面：(1)按需推送资源：根据用户的学习偏好和学习需求，个性化推送学习资源或信息;(2)按需推送活动：根据用户的现有基础、学习偏好以及学习目的，适应性推送学习活动;(3)按需推送服务：根据用户当时的学习状态和需求，适时推送学习服务(解决疑问、提供指导等);(4)按需推送工具：根据用户学习过程记录，适应性推送用户学习所需的各种认知工具;(5)按需推送人际资源：根据用户的兴趣、偏好、学习的内容等，适应性推送学伴、教师、学科专家等人际资源。