摘要：人工智能、大數(shù)據(jù)、AR/VR、 “互聯(lián)網(wǎng)+”等技術(shù)在教育中迅速普及，催生了智慧教育、 “互聯(lián)網(wǎng)+”教育、未來教育等，但信息化還沒有真正給教育帶來大規(guī)模常態(tài)化的革命。從人的培養(yǎng)過程動態(tài)多變性入手，分析了其他行業(yè)只要買到好產(chǎn)品就能夠直接帶來進步，而教育即使配備最好產(chǎn)品也不一定就能夠?qū)崿F(xiàn)革命的深層次原因。以信息化的視角，對教育問題做了合適的層級劃分，對不同層級教育問題分別提出了相應的信息化途徑與工作范式。在此基礎(chǔ)上，從價值定位和取向、智能技術(shù)支持問題解決新模式、智能支撐環(huán)境、實施組織和保障體系等層面，對智慧教育內(nèi)涵做了深入分析。從教育信息化由產(chǎn)品應用轉(zhuǎn)段升級為教育創(chuàng)新，基于人才培養(yǎng)量化標準全面捕捉學校辦學問題，全面運用智能技術(shù)有效支持教育活動實施，在智能生態(tài)育人環(huán)境中常態(tài)化開展智慧教育活動等方面，系統(tǒng)分析了智慧教育學校應具備的核心特征。

關(guān)鍵詞：人工智能;智慧教育;教育革命;人網(wǎng)融合

中圖分類號：G434

文獻標識碼：A

人工智能、大數(shù)據(jù)、AR/VR、 “互聯(lián)網(wǎng)+”等技術(shù)，在教育上的應用如雨后春筍般撲面而來，智慧教育的熱浪正在鋪天蓋地席卷各地。但是，到目前為止，信息化還沒有真正給教育帶來大規(guī)模、常態(tài)化的革命性（結(jié)構(gòu)性）改變[1]。尤其是在課堂教學和學生學習方面，盡管很多應用都冠以人工智能、大數(shù)據(jù)和“互聯(lián)網(wǎng)+”等名頭，但大多數(shù)仍然是以產(chǎn)品為中心的應用，所起到的作用還不夠顯著，還沒有真正體現(xiàn)出人工智能等技術(shù)應有的價值和作用。甚至有的還沒有搞清楚到底什么是智慧教育，就盲目地搞上了智慧教育。

大多數(shù)領(lǐng)域，只要買到好產(chǎn)品或系統(tǒng)，就能夠直接帶來行業(yè)進步，甚至是革命。為什么在教育中，即使配備了最好信息化設備和系統(tǒng)，也不一定就能夠?qū)崿F(xiàn)教育的真正革命呢？我們究竟該如何做，才能真正將以人工智能為代表的信息技術(shù)在教育中最大限度地發(fā)揮其應有的價值和作用呢？

下面，從教育領(lǐng)域信息化的特殊性和可行途徑，智慧教育內(nèi)涵和智慧教育學校核心特征等方面深入討論人工智能、大數(shù)據(jù)、 “互聯(lián)網(wǎng)+”及AR/VR等技術(shù)如何有效支持教育的變革與創(chuàng)新，實現(xiàn)教育深層次革命等問題，為進一步抓好教育信息化工作提供參考。

一、教育信息化特殊性與可行途徑剖析

（一）教育信息化特殊性認識

任何領(lǐng)域的信息化，其目的只有一個，就是解決領(lǐng)域工作中所存在的問題，特別是在常規(guī)條件下不好解決甚至是無法解決的問題。各個領(lǐng)域中所存在問題是多方面的，也是多種多樣的，有質(zhì)量方面的，也有效率方面的。其中，效率方面的問題，基本上無需改變工作流程，主要是通過提供便利工作平臺就可以解決。而質(zhì)量方面的問題則不然，一般情況下是需要改變工作流程再用技術(shù)，才有可能解決問題，進而實現(xiàn)質(zhì)量提升。如果有了新的手段和條件，找不到解決問題的新思路和新方法，也照樣解決不了所存在的問題。因此，只有在技術(shù)支持下找到了解決問題的新思路和新方法之后，再按照新思路和新方法的實際需要應用技術(shù)，技術(shù)才有可能真正發(fā)揮其應有的價值和作用。

大多數(shù)領(lǐng)域的工作流程單一，且基本上是通用的。即便工作流程存在缺欠，創(chuàng)新后的工作流程仍然是單一通用的。因此，只要按照所創(chuàng)新流程的實際需要研制出新產(chǎn)品或支撐系統(tǒng)，就可以通過新產(chǎn)品或支撐系統(tǒng)將所創(chuàng)新的工作流程全面推廣應用了。正是這個原因，在其他領(lǐng)域中的信息化工作，基本上是采取以產(chǎn)品購買或系統(tǒng)建設為中心，在購買或建設基礎(chǔ)上搞應用的工作范式。

但是，在課堂教學中的信息化就不是這么簡單了。教育是培養(yǎng)人的，培養(yǎng)人的過程是一個動態(tài)多變的過程。比如，同一個老師，在同一個問題上，面對不同學生所遇到的問題有可能都不一樣，且是動態(tài)出現(xiàn)的，不可預期的。因此，就課堂教學而言，一方面是無法預知教學和學習的困難是什么樣的，無法將各種可能的創(chuàng)新事先準備好;另一方面是即使事先知道了可能存在的困難，也不可能通過一個產(chǎn)品或系統(tǒng)將所有可能的教學思路和方法全部傳播出去，這也正是教育信息化最困難之所在。

不僅是培養(yǎng)人的過程動態(tài)多變，培養(yǎng)人所遇到的問題更是多種多樣的。這種多樣性來自于學科、專業(yè)及課程的差異，更來自于人的差異。如果在動態(tài)多變的育人過程中，遇到具體問題就單獨研究信息化推進的話，那么信息化工作將很難做好。因此，不能僅從技術(shù)支持的角度開展信息化工作。更需要從教育問題分類人手，盡可能將教育問題歸類，在分類基礎(chǔ)上研究信息化途徑。

盡管育人過程是動態(tài)多變的復雜過程，可能遇到的問題也千變?nèi)f化的。但是，育人過程中所存在的問題還是可以歸類的。因此，應當首先找出教育中所存在的共性、本質(zhì)性問題，在此基礎(chǔ)上，再進一步研究智能技術(shù)支持下破解不同類別問題的途徑和方法。當前，育人過程中最有代表性的共性、本質(zhì)性問題，諸如學生厭學、課堂教學很難個性化、優(yōu)秀教師無法服務所有學生、疑難知識理解困難、在主要學科教學中缺乏學生系統(tǒng)和探究思維能力培養(yǎng)必要的安排和部署、教學和學習評價缺乏科學的路徑和量化的標準、課堂教學無法實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)均衡等。

以厭學問題為例，導致學生厭學問題的原因是多方面的。首要的原因是絕大多數(shù)教師在課堂教學中直接講授知識，在講授基礎(chǔ)上做練習、做實驗等等。學生被動學習知識，不清楚為什么要學，缺乏足夠的學習動因，久而久之，就討厭學習了。其次的原因是，教師給學生所安排的學習路徑不適合，或者是路徑適合了，教師的講解和指導不好，或者所提供的學習支撐環(huán)境和材料不合適等，導致學生很難完成學習任務，或者根本就不能夠完成學習任務，進而也就沒有進一步學習的興趣了。

比如，初中數(shù)學中的因式分解，很多學生學習這一知識的時候都很困惑。為什么要學習因式分解，有什么用途，一無所知。反正教材上安排了這一學習內(nèi)容，教師也講解了，就跟著老師學習了。這種情況下，又有多少學生是真正發(fā)自內(nèi)心愿意學習呢？事實上，因式分解主要是為解方程奠定基礎(chǔ)的。將多項式分解為多個變量與常量之和或差的乘積形式，就可以很簡單的判斷出方程的解來。因此，最好的辦法是，先從解方程談起，再研究什么情況下，方程的解容易判斷出來，在此基礎(chǔ)上，引出為什么要學習因式分解，以及如何分解等。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)教師講解和學生學習的實際需要應用技術(shù)支持教學活動。

由此可見，教育信息化工作，一定要系統(tǒng)研究教育問題，做好分類分層工作，按照不同層級分別研究信息化途徑。教育信息化工作，不可能只搞一套設備或系統(tǒng)，就能夠自動化完成所有教育活動，特別是課堂教學活動更是如此。如果簡單地將在其他領(lǐng)域中搞信息化的工作范式，直接遷移到教育領(lǐng)域當中來，就不適合了[2]。

（二）教育信息化可行途徑剖析

教育信息化絕不是以設施設備、網(wǎng)絡環(huán)境和應用系統(tǒng)等的建設為目的，任何新技術(shù)引入到教育中來，其目的顯而易見是為了解決教育中所存在的問題[3]。因此，應從教育到底存在什么樣的問題，哪些問題是通過信息化可以解決的，所有教育問題是否都是一種解決模式等方面人手，研究教育信息化切實可行的途徑。

由于教育領(lǐng)域的特殊性，導致很多教育問題不像其他領(lǐng)域一樣通過購買信息化產(chǎn)品就能夠很好地解決，就能夠?qū)崿F(xiàn)行業(yè)進步，甚至是革命。特別是課堂教學深層次問題的解決，情況更是如此。

當前，教育中的問題是多方面的，具體問題更是層出不窮的。這些問題，沒有新的手段和條件引入的話，是很難找到可行的解決辦法。而人工智能、大數(shù)據(jù)、AR/VR、 “互聯(lián)網(wǎng)+"等技術(shù)的快速發(fā)展和普及，為這些問題的解決帶來了機遇和可能。

從信息化可能的途徑視角看，教育問題可劃分為三個層級。第一個層級教育思路與方法沒有問題，主要是缺少有效的手段和條件;第二個層級是教育方法自身存在缺欠，出現(xiàn)這種缺欠的主要原因可能是由于手段和條件限制導致的;第三個層級是現(xiàn)有可知情況下，沒有解決的可能陛。這三個層級教育問題可能的信息化途徑差異非常大，不可能通過一種信息化模式就能夠全部解決。因此，應分別研究如何通過信息化解決三個層級問題相應的有效途徑和方法。

1.通過智能技術(shù)構(gòu)建有效便捷工作平臺，解決第一層級教育問題

第一個層級教育問題的特點是教育方法自身沒有缺欠，所存在的問題是在常規(guī)條件下，由于缺少有效的工作平臺或支撐條件，導致工作開展效率低，不容易完成。這種情況下，只要梳理清楚教育的工作流程，按照工作流程的實際需要提供適合的產(chǎn)品或支撐系統(tǒng)，且做到便捷、友好和高性能，教師、學生、管理者和家長等在教學及學習中能夠全面使用，就可以很好地解決第一層級的教育問題了。

針對這個層級的教育問題，一般情況下，只要獲得相應的產(chǎn)品，并對教師做設備操作方面的培訓，就完成信息化工作了。這種類型的信息化，能夠直接給教育帶來的是效率方面的提高，在效率提高的基礎(chǔ)上，通過節(jié)省時間做更多的事情進而提高質(zhì)量。這是教育工作效率的革命，但不會是教育根本性的革命。因為第一層級問題主要是實施教育的手段和環(huán)境方面存在不足，信息化的作用主要是提高效率。比如考試閱卷和成績分析，正常情況下，教師在卷面上逐個批改，手工統(tǒng)計成績。通過信息化，提供便利的工作平臺和支撐條件，實現(xiàn)快速網(wǎng)絡閱卷和成績統(tǒng)計分析，則可減輕教師工作負擔，大大提高工作效率。這種情況下，工作效率方面的確發(fā)生了革命，除此之外，不可能再有其他方面的革命了。

教育信息化1.0時代，主要是解決了第一層級的教育問題。盡管教育部已經(jīng)發(fā)布了教育信息化2.0行動計劃[4]，但是，目前大多數(shù)學校的信息化仍然處在第一層級上。不僅如此，即便是這一層級的信息化，還有很多學校尚未做好。主要的問題是，大多數(shù)學校和教育局在建設信息化環(huán)境時，更多的是從企業(yè)能夠供給什么人手做方案，即便是對教育的需求做了一定的分析，但不夠系統(tǒng)完整。因此，普遍存在教育工作流程中需要提供信息化支撐的點梳理不系統(tǒng)、不精準，所提供的支撐環(huán)境不適切等問題。但這些問題，只要思路正確、方法得當，還是很容易解決的。

2.在智能技術(shù)支持下創(chuàng)新教育方法，解決第二層級教育問題

第二個層級教育問題是教育思路和方法自身存在缺欠，導致教育效果不好。這種情況下，直接應用信息技術(shù)，即以產(chǎn)品應用為中心的應用，無論如何也不可能很好解決教育中所存在的問題。即使是使用了最好的設備和系統(tǒng)，也只能是形式上的應用，不可能從根本上解決教育問題，這種情況下的應用更多的是在做秀。

第二層級的教育問題，需要從教育思路和方法層面尋找突破口。教育思路和方法方面出現(xiàn)缺欠的主要原因是由于手段和條件限制導致的，如果沒有新的教育手段和條件出現(xiàn)，這些問題不可能找到解決途徑和辦法。

比如說，學習帶電金屬棒在磁場中的運動規(guī)律。在常規(guī)條件下，教師一般會通過實際器材做演示實驗，演示出帶電金屬棒在磁場中隨著滑動變阻器調(diào)整所發(fā)生的運動變化情況。演示實驗的目的是讓學生觀察到這種變化規(guī)律，而不是實驗操作。要做這一實驗，教師需要準備出實驗所需的所有器材，并進行連接。為了做實驗，教師需要做很多的準備工作。借助人工智能和虛擬仿真技術(shù)，可以模擬仿真出所有實驗器材，實驗操作以及相應的實驗現(xiàn)象等，幫助教師減輕負擔，提高效率，這是應用技術(shù)解決第一層級問題。但是，金屬棒為什么隨著滑動變阻器的調(diào)節(jié)而改變運動速度，從原理上還是沒有直觀呈現(xiàn)出來。如果在此基礎(chǔ)上，模擬出電流隨著滑動變阻器的調(diào)整所發(fā)生的大小改變，以及帶電金屬棒受力大小的改變等，就會對原理的理解起到有效支撐作用，這就是解決第二層級問題了。

對于第二層級的教育問題，信息化的途徑又分為兩種情況。一種情況是，教育思路和方法的改進模式單一且通用，按照改進的思路和方法研發(fā)出好的產(chǎn)品或系統(tǒng)，就可以很容易通過推廣產(chǎn)品或系統(tǒng)的方式，將改進的思路和方法直接推廣出去。另一種情況是，教育思路和方法是動態(tài)多變的，不是固定的，課堂教學就屬于這一情況。

但是，無論是模式單一還是動態(tài)多變，有一點是一樣的，就是一定要在教育思路和方法創(chuàng)新基礎(chǔ)上再應用技術(shù)。由此可見，信息技術(shù)能否發(fā)揮有效的作用，首要的條件是教育自身的思路和方法要好，其次是所選擇的支撐技術(shù)恰當有效。必須注意的一點是，教育思路和方法再好，如果沒有適切的技術(shù)支撐，教育的改變也是無法實現(xiàn)的。

因此，要想真正通過信息技術(shù)解決教育問題，就必須系統(tǒng)梳理出教育的瓶頸性問題，分類分層研究清楚在智能技術(shù)支持下解決問題可能的教育路徑，按照路徑的實際需要建設支撐系統(tǒng)和運行環(huán)境。應根據(jù)所梳理教育問題的特點和智能技術(shù)可能的支持方式研究操作途徑。當前，最急需創(chuàng)新的是課堂教學和學生學習。而對于教學和學習的支持技術(shù)，最有效的是VR/AR、 “互聯(lián)網(wǎng)+”、AI和大數(shù)據(jù)等。在具體操作層面上，應著重從VR/AR支持理解和探究知識，AI和大數(shù)據(jù)支持精準學習與教育調(diào)控， “互聯(lián)網(wǎng)+”供給優(yōu)質(zhì)教育服務等方面系統(tǒng)探究切實可行的信息化途徑。

由此可見，要想真正解決第二層級教育問題，就必須將教育信息化工作由建設和應用，上位到在信息化條件下的教育創(chuàng)新發(fā)展層面上來，將數(shù)字校園（智慧校園）、云平臺等的建設轉(zhuǎn)段升級為智慧教育學校（區(qū)）創(chuàng)建。也就是說，將獨立開展教育信息化工作，轉(zhuǎn)變?yōu)榘凑招畔⒒瘲l件下教育創(chuàng)新發(fā)展的實際需要開展教育信息化工作。

教育信息化2.0行動計劃的核心是構(gòu)建能夠解決教育瓶頸性問題的人才培養(yǎng)新模式、教育服務供給新模式和教育治理新模式，其中核心目的就是解決第二層級的教育問題。但是，當前大多數(shù)學校主體上仍處在教育信息化1.0時代，主要通過信息化解決教育的第一層級問題。盡管有很多學校都朝著教育信息化2.0時代邁進，但絕大多數(shù)學校仍然首先以信息化環(huán)境建設為中心，在建設基礎(chǔ)上搞應用。還不是真正以教育體系創(chuàng)新為目的開展教育信息化工作，或者說目的對了，但是沒真正走上通過智能技術(shù)解決第二層級教育問題的創(chuàng)新軌道上來。

3.創(chuàng)造智能教育技術(shù)，探索第三層級教育問題可能解決途徑

第三層級的教育問題是當前現(xiàn)有的技術(shù)水平和教育問題解決能力沒有可能解決的問題，這類問題，只能是等待某種新技術(shù)的出現(xiàn)來突破問題的解決。但是，這種技術(shù)不是學?；蛞话愎灸軌蛲黄频?，不是一般人能夠做到的，主要是靠精英人才去創(chuàng)造。因此，這類問題也不是一般學校重點關(guān)注的問題。比如，是否有可能做出一種智能系統(tǒng)，通過腦電圖、學生學習活動視頻和學習結(jié)果數(shù)據(jù)等綜合分析學生學習情況，并動態(tài)選擇適合學生實際情況的教學安排，使學生能夠在一定時間內(nèi)處于興奮、有效的學習狀態(tài)中。從目前情況來看，這種想法還不能夠?qū)崿F(xiàn)，也不清楚是否一定能夠?qū)崿F(xiàn)，有待于精英們的進一步創(chuàng)造和探索，這就屬于第三層級的問題。

二、智慧教育內(nèi)涵解析

智慧教育，顯而易見是教育的一種類別，它是對原有教育的改進、補充和完善。智慧教育一定是針對原有教育所存在的問題，一定是為解決所存在問題而提出的，也一定是有其提出的特定條件和時代背景的。一般情況下，隨著社會的發(fā)展和進步，原有教育體系中所存在的問題具備了解決的條件，有了解決的可能性，才可能真正進行改進、補充和完善。那么，智慧教育是在什么背景下提出來的，它與原有教育體系有什么本質(zhì)區(qū)別，它與人工智能、大數(shù)據(jù)、 “互聯(lián)網(wǎng)+"和AR/VR等技術(shù)究竟有什么關(guān)系，它到底是種什么樣的教育呢？

（一）智慧教育與智能技術(shù)的關(guān)系

教育，廣義上講是指能夠影響和改變?nèi)说纳硇陌l(fā)展的一切有目的的社會實踐活動。狹義上講，是指以學校這種組織形態(tài)，有目的開展的系統(tǒng)、持續(xù)影響和改變?nèi)松硇陌l(fā)展的社會實踐活動，即學校教育。

學校教育，是一種相對完整的教育體系。但不論什么樣的學校教育體系，一定是在充分考慮教育對象、教育目的、教育目標與內(nèi)容、教育手段與環(huán)境、教育周期、教育實施者（教師）、教育組織與管理、教育成本等諸多因素基礎(chǔ)上建立起來的。教育體系的構(gòu)建，受到與教育相關(guān)多種因素的影響和制約。

決定教育體系優(yōu)劣的第一個因素是教育對象和目的，即到底將哪一類群體的人，培養(yǎng)成為能夠具備什么素養(yǎng)和能力的人。這一因素并不是一成不變的，它直接受到社會體制、行業(yè)結(jié)構(gòu)和社會發(fā)展需要等諸多方面的影響，也必將是自然而然地隨著這些方面的變化而改變。第二個因素就是教育目標與內(nèi)容，在人類社會發(fā)展的不同階段，隨著科技、文化和社會體制等的不斷進化，所確定的教育目標和內(nèi)容也是隨著社會的不斷進化而動態(tài)變化的。但總的來說，在一定時期內(nèi)，還是相對穩(wěn)定的。第三個因素是教育手段和環(huán)境，這是至關(guān)重要的影響因素。這個因素，決定著教育方式與過程、教育實施的可能性和可操作性等，直接影響著教育的質(zhì)量和效率。教育的方式與方法，教育過程的安排，甚至教育的組織形態(tài)都受制于教育手段和環(huán)境的限制。

學校教育的組織形態(tài)和結(jié)構(gòu)，在沒有新的手段和環(huán)境因素出現(xiàn)的情況下，是很難發(fā)生較大改變的。過去的千百年來，在信息技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)沒有成熟之前，由于影響教育的手段和環(huán)境等因素沒有發(fā)生重大改變，因此，在常規(guī)條件下所形成的教育結(jié)構(gòu)和組織形態(tài)，以及教育方式和方法等是相對固定的。也正是長時間沒有手段和環(huán)境方面的重大變化，人們已經(jīng)習以為常了，也不再去想常規(guī)條件下不可能做的事情了，解決不了的問題，甚至已經(jīng)不認為是問題了。諸如前面所述的學生厭學、課堂教學很難個性化、優(yōu)秀教師無法服務所有學生、疑難知識理解困難、在主要學科教學中缺乏學生系統(tǒng)和創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)必要的安排和部署、教學和學習評價缺乏科學的路徑和量化的標準、課堂教學無法實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)均衡等教育共性、本質(zhì)問題，這些均是在常規(guī)條件下是很難破解的。

當今社會，信息技術(shù)飛速發(fā)展，特別是人工智能、大數(shù)據(jù)、 “互聯(lián)網(wǎng)+"和AR/VR等技術(shù)，給各行各業(yè)都帶來了巨大沖擊和改變，帶來了千載難逢的創(chuàng)新發(fā)展機遇。很顯然，教育也不例外。正是這種新技術(shù)和新手段的出現(xiàn)，教育才有可能發(fā)生革命性的改變。也正是應這些智能技術(shù)發(fā)展的時代呼喚，智慧教育應運而生。

人工智能、大數(shù)據(jù)、 “互聯(lián)網(wǎng)+"及AR/VR等技術(shù)對教育所存在問題的解決，只是從手段和環(huán)境層面帶來了可能。但是，在沒有深刻反思原有教育體系的問題，不去深入研究在新手段、新環(huán)境支持下問題解決的新思路和新方法的情況下，簡單運用這些新手段和環(huán)境，原來沒有很好解決的問題，照樣還是解決不了，當然也是不可能真正發(fā)揮出新手段和新環(huán)境應有的價值與作用。很顯然，更不可能構(gòu)建出系統(tǒng)解決教育問題的教育新體系。不僅如此，由手段和環(huán)境的改變，人的培養(yǎng)目標也可能隨之發(fā)生改變。因此，智慧教育體系的構(gòu)建，絕不是僅僅停留在手段和環(huán)境的層面上[5]。

（二）智慧教育內(nèi)涵界定

智慧教育的提出，是因人工智能、大數(shù)據(jù)、“互聯(lián)網(wǎng)+"及AR/VR等技術(shù)的快速發(fā)展與普及應運而生的。但有一點是必須清醒認識到，就是如果教育本身沒有問題的話，就沒有任何理由在教育中引入智能技術(shù)。因此，智慧教育，一方面一定是與教育本身存在的問題密切相關(guān)，另一方面，一定是與能夠為教育所存在問題破解提供有效支撐的智能技術(shù)相關(guān)。

基于以上分析，智慧教育應是指在人工智能、大數(shù)據(jù)、 “互聯(lián)網(wǎng)+"和虛擬仿真等信息技術(shù)的支持下所構(gòu)建的，著重解決原有教育體系中由于沒有更好的手段和環(huán)境，所導致的教育共性、本質(zhì)問題的教育新體系。這種新的教育體系，在價值定位和取向?qū)用妫辽賾仃P(guān)注品行修養(yǎng)、學業(yè)能力、強建體魄、陽光心態(tài)和溝通合作等方面的素養(yǎng)和能力。在解決教育問題新模式層面，應重點從VR/AR支持理解和探究知識，AI和大數(shù)據(jù)支持精準學習和教育調(diào)控， “互聯(lián)網(wǎng)+”供給優(yōu)質(zhì)教育服務等方面建構(gòu)。在智能支撐環(huán)境層面，應從云平臺、智慧校園、智能教室、感知環(huán)境和智慧學習等方面建設必要的條件和環(huán)境。在實施組織和保障體系層面，應從機制體制、政策保障、規(guī)劃方案、行動安排和督導措施等方面建立。

通過教育瓶頸性問題的解決，真正讓教育發(fā)生革命性的改變。教育的革命，首先體現(xiàn)在立德樹人方面，要培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的人，讓學生有良好的品行修養(yǎng)、寬厚的學業(yè)能力、強建的體魄、陽光的心態(tài)、較強的溝通合作能力，特別是會發(fā)現(xiàn)、會思考、會創(chuàng)造等能力，即培養(yǎng)智慧的人。第二體現(xiàn)在教育方法創(chuàng)新方面，第三體現(xiàn)在手段和環(huán)境方面，第四體現(xiàn)在教育服務供給方式方面，即教育發(fā)生結(jié)構(gòu)性改變。

智慧教育所帶來的這種革命，從學生視角看，應當讓學生能夠主動、按需要和適合方式、找到適合環(huán)境和伙伴、得到最好教師幫助學習。從教師的視角看，應當讓教師能夠?qū)虒W全過程進行實時監(jiān)測與分析，動態(tài)調(diào)控教學方式與方法等。

三、智慧教育學校核心特征剖析

2019年5月，習近平主席在致國際人工智能與教育大會賀信中強調(diào)指出， “積極推動人工智能和教育深度融合，促進教育變革創(chuàng)新，充分發(fā)揮人工智能優(yōu)勢，加快發(fā)展伴隨每個人一生的教育、平等面向每個人的教育、適合每個人的教育、更加開放靈活的教育”。習近平主席明確指出了在智能時代教育創(chuàng)新發(fā)展的方向，明確了人工智能等技術(shù)在教育中應用的目的和用途。

當前，教育主體實施單位是各級各類學校。因此，智慧教育的實施，應主要是通過學校的智慧教育體系構(gòu)建來完成的，也就是要創(chuàng)建智慧教育學校。智慧教育學校的創(chuàng)建，就是要通過人工智能等技術(shù)，實現(xiàn)習近平主席所提出的“伴隨每個人一生的教育、平等面向每個人的教育、適合每個人的教育、更加開放靈活的教育”。那么，學校教育具備了什么樣的特征，就可以稱之為智慧教育學校了呢？

一所學校，要想成為真正的智慧教育學校，它必須是在學校教育的一定范圍內(nèi)實施智慧教育。智慧教育不是只有個別人能夠?qū)嵤┚涂梢粤恕．斎?，學校所有人都能夠?qū)嵤┲腔劢逃亲詈玫牧?，但這是非常困難的。因此，至少應有足夠多的教師能夠?qū)嵤┻@種新的教育體系，學校才可以稱之為智慧教育學校。也就是說，必須有相當比例的教師，在足夠多的教育教學活動中按照智慧教育體系常態(tài)化開展教育活動。智慧教育學校應至少具備以下基本特征。

（一）教育信息化由產(chǎn)品應用轉(zhuǎn)段升級為教育創(chuàng)新

學校全體教師應達成共識，將融合創(chuàng)新發(fā)展作為學校發(fā)展的核心目標。建立了智慧教育學校創(chuàng)建工作領(lǐng)導小組和相應的組織管理體系，按照切實可行的智慧教育學校創(chuàng)建方案開展工作。能夠正確認識以人工智能為代表的信息技術(shù)的價值和作用，將教育信息化的定位從產(chǎn)品應用轉(zhuǎn)段升級為教育創(chuàng)新，即教育信息化的工作重心由解決第一層級教育問題轉(zhuǎn)段升級為著重解決第二層級的教育問題上來。

能夠以人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)為基礎(chǔ)，依托各類智能設備及網(wǎng)絡，積極開展智慧教育探索與實踐，切實推動教育理念與模式、教學內(nèi)容和方法等的變革創(chuàng)新，提升學校辦學質(zhì)量和教育水平，切實加強創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，探索出引領(lǐng)教育變革與教學創(chuàng)新發(fā)展的新途徑、新模式。真正做到將支撐學校各項工作創(chuàng)新發(fā)展作為信息化工作的主要目的和方向。

在開展信息化的工作過程中，能夠充分利用信息化引領(lǐng)構(gòu)建以學習者為中心的全新教育生態(tài)，培養(yǎng)符合新時代和信息社會發(fā)展需要的、具有較高素養(yǎng)的創(chuàng)新型、智慧型人才，促進人的全面發(fā)展，真正做到育人為本。充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，變革和創(chuàng)新傳統(tǒng)教育模式，實現(xiàn)創(chuàng)新應用常態(tài)化，推動教育創(chuàng)新發(fā)展，提升教育質(zhì)量和水平，真正做到融合創(chuàng)新。

（二）基于人才培養(yǎng)量化標準全面捕捉學校辦學問題

應以立德樹人為目的，從品行修養(yǎng)、學業(yè)能力、強建體魄、陽光心態(tài)、溝通合作能力等方面，量化人才培養(yǎng)目標，給出科學、系統(tǒng)、有效的量化標準。在此基礎(chǔ)上，能夠全面、系統(tǒng)、準確捕捉到學生學習、教師教學、行政人員管理等各項教育工作中所存在的問題。量化標準是各項工作優(yōu)劣結(jié)果評價的依據(jù)，只有依據(jù)科學、系統(tǒng)、有效的量化標準所采集的學校辦學中所產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)，才真正是更精準、有效的。

應針對德智體美勞各個方面建立相應的素養(yǎng)圖譜，進而建立起人才培養(yǎng)量化的標準。其中，最難量化的是德行方面的素質(zhì)?，F(xiàn)有的量化標準，大多數(shù)不是主觀因素較多，就是定量標準太不科學。比如，有的學校所制定的德行評價標準中，一種主要的考核內(nèi)容是參加學校所組織活動的情況。如果學生德行方面的素質(zhì)靠參加規(guī)定活動情況來測量的話，幾乎所有學生都會按照學校要求做的，不可能在這種情況下故意不好好表現(xiàn)，這種做法，很難檢測出學生的真實情況。事實上，最有可能反映出學生真實德行情況的是日常行為。但是，通過人工采集學生日常行為是不太可行的。如果能夠通過智能技術(shù)手段動態(tài)采集到學生日常行為情況，并能夠基于所采集到的日常行為表現(xiàn)來考核學生的素養(yǎng)，則應當是更可行的辦法。

除此之外，另一個尤為重要的是學業(yè)水平方面的量化標準如何建立的問題。學業(yè)水平方面量化標準的建立，最可行的途徑是建立學科知識圖譜和以知識圖譜為基礎(chǔ)的能力圖譜。從可操作性的層面上看，知識圖譜可以通過兩種類別的圖表達出來，一種是知識分類圖，另一種是知識序關(guān)系圖。能力圖譜，則應是在知識圖譜的體系框架下，針對每一個基本知識片段來組織。構(gòu)建能力圖譜最為關(guān)鍵的是要將能夠體現(xiàn)出學生學業(yè)水平的分層分類內(nèi)核問題（任務），與對應的解決方法和策略等建立有序的聯(lián)系，形成完整的體系。通過能力圖譜，不僅可以衡量出問題（任務）解決（完成）的程度和水平，還能夠衡量出解決（完成）這些問題（任務）的方法體系構(gòu)建的水平。

（三）全面運用智能技術(shù)有效支持教育活動實施

在理清了學校教育中所存在的實際問題之后，接下來的事情就是能夠找到解決這些問題切實可行的途徑和辦法。如果在常規(guī)條件下能夠很好解決的問題，不是本文要深入討論的問題。本文關(guān)注的問題是在常規(guī)條件下很難或幾乎不可能解決的問題，這些問題的解決一定是需要新的手段和條件引進來[6]，這一點也是能夠真正構(gòu)建和實施智慧教育體系的關(guān)鍵。因此，智慧教育學校最核心的特征，就是能夠全面運用智能技術(shù)，解決在常規(guī)條件下很難或幾乎不可能解決的問題，有效支持教育活動的實施。

前面，已經(jīng)分析了從信息化的視角看，教育問題解決可能的途徑和方法。目前，現(xiàn)有條件可能解決的主要是第一層級和第二層級教育問題。

對于第一層級的教育問題，主要是應能夠從教育需求側(cè)將問題理清楚，根據(jù)每一個問題的實際需要，通過智能技術(shù)建立有針對性的便利、有效工作支持平臺，使得各項工作順利開展，提高效率，進而提高質(zhì)量。第一層級問題，典型的應用諸如，管理方面的學籍、人事、資產(chǎn)、財務等，教學方面的閱卷、成績統(tǒng)計與分析、多媒體課件等。對于第二層級的教育問題，直接應用智能技術(shù)，是不可能解決教育問題的。因此，應首先探索智能技術(shù)支持下教育問題解決的新途徑和新方法，在此基礎(chǔ)上，再應用技術(shù)支持新途徑和新方法的有效實施。

要探索出教育問題解決的新途徑和新方法，就必須創(chuàng)新。而創(chuàng)新是多方面的，比如，以教學為例，創(chuàng)新至少應從人才培養(yǎng)目標、教學方式與結(jié)構(gòu)、教學方法等層面開展。借助智能技術(shù)，在教學方式與結(jié)構(gòu)、教學方法等方面，探索出真正能夠讓學生主動、按需要和適合方式、找到適合環(huán)境和伙伴、得到最好教師幫助、實時知道學生情況并能夠準確找到學習方向的基礎(chǔ)上，完成學習活動等的新途徑和新方法。與此同時，盡可能將創(chuàng)新和系統(tǒng)思維能力培養(yǎng)合理部署安排，提升學生綜合素養(yǎng)。其中，創(chuàng)新和系統(tǒng)思維能力培養(yǎng)的關(guān)鍵，一是要盡可能將知識學習轉(zhuǎn)化為問題或任務，講出故事來，激發(fā)學生學習動因;二是在可能的情況下給學生更多探究的機會，讓學生在探究中成長。

不同的學習內(nèi)容，可能的學習路徑不盡相同。而不同的學生，針對同一學習內(nèi)容，適合的學習路經(jīng)也不相同。因此，一方面，應以知識和能力圖譜為線索，梳理總結(jié)出每個知識片段可能的學習路徑集;另一方面，應針對同一學習內(nèi)容，根據(jù)不同類型學生的實際情況，分別歸納出適合的學習路徑。這其中，又包括了兩個層面的因素，一個層面是教學方式與結(jié)構(gòu)，另一個層面是教學方法。

教學和學習路徑，基本類別可以分為三種，一是講練結(jié)合，二是學導練結(jié)合，三是思導練結(jié)合，其他的則是它們的各種各樣的組合。實施教學，又分為課前、課中和課后。在常規(guī)條件下，制約教學和學習路徑創(chuàng)新的關(guān)鍵因素是教師和教學條件。教師和學生在課堂的教學活動有其特定的組織形態(tài)和開展方式。在課堂上，正常情況下，學生只能統(tǒng)一接受教師的講解和指導，在教師統(tǒng)一組織下開展討論等，所有學生是不可能同時得到教師個別化講解和指導的?；丶液?，要得到教師個別化的講解和指導就更不可能了。沒有好的教師，沒有有效的教學手段和環(huán)境，創(chuàng)新幾乎是不可能的。此外，更重要的一點是無論什么樣的教師，都不可能隨時隨地服務于每一個學生，最好的教師就更不可能了。

近幾年，火爆的翻轉(zhuǎn)課堂，就是在教學方式與結(jié)構(gòu)方面所開展的一種教學創(chuàng)新。但是，很多翻轉(zhuǎn)課堂的實踐和探索，沒有在系統(tǒng)分類教學和學習路徑基礎(chǔ)上，根據(jù)學生不同學習路徑的實際需要安排合適的翻轉(zhuǎn)方式，更多的是經(jīng)驗性的實踐活動，缺乏理性思考，對翻轉(zhuǎn)的各種可能路徑?jīng)]有做系統(tǒng)的分析和科學的實證，缺乏明晰、系統(tǒng)、科學的方向和方法。大多數(shù)翻轉(zhuǎn)，脫離學生實際情況，更多的只注重了翻轉(zhuǎn)的形式，忽視了教學的規(guī)律和本質(zhì)。

針對上述情況，首先，應著重從AR/VR賦能高品質(zhì)學習， “互聯(lián)網(wǎng)+”賦能供給優(yōu)質(zhì)教育，AI和大數(shù)據(jù)賦能精準學習等方面，探索教學和學習模式創(chuàng)新。其中，AR/VR賦能高品質(zhì)學習，應重點探索工具資源和系統(tǒng)賦能，有效支持深度理解知識并形成應用能力、培養(yǎng)學生系統(tǒng)思維能力和歸納能力等。 “互聯(lián)網(wǎng)+”賦能供給優(yōu)質(zhì)教育，應依據(jù)知識圖譜和能力圖譜，基于大數(shù)據(jù)，在比對、篩選和優(yōu)化教學和學習路徑基礎(chǔ)上，通過持續(xù)迭代和優(yōu)化，匯聚優(yōu)秀教師教學智慧，建立學習路網(wǎng)資源，將最好教師教學智慧實時供給每一個需要的學生[7]。人工智能和大數(shù)據(jù)賦能精準學習和教育調(diào)控，應基于學習大數(shù)據(jù)構(gòu)建學習者畫像和個性化知識與能力圖譜，在此基礎(chǔ)上，規(guī)劃學習路徑并創(chuàng)建個性化學習路徑，引導學生按照學習路徑在學習路網(wǎng)中獲得精準優(yōu)質(zhì)資源，實現(xiàn)高品質(zhì)個性化學習。

其次，應充分利用智能技術(shù)構(gòu)建智慧課，構(gòu)建“入網(wǎng)融合”教育新體系。真正做到動態(tài)、全面、精準采集到每一個學生的學習結(jié)果和方式數(shù)據(jù)，建立學習全過程數(shù)據(jù)檔案。在此基礎(chǔ)上，實時分析學生個體和群體學習情況，建立個性畫像，構(gòu)建反映學生學習情況的知識與能力圖譜;根據(jù)學生學習情況，分析群體學生共性學習規(guī)律，篩選和優(yōu)化教學與學習路徑，精準調(diào)控教學活動安排;根據(jù)畫像，引導個性化學習，精準提供路網(wǎng)資源，安排有針對性的迭代訓練;全面、系統(tǒng)分析學生、班級、教師、教研組、年級等總體教學情況，以及信息化教學應用情況;根據(jù)學習數(shù)據(jù)，建立、完善、優(yōu)化套件和學習路網(wǎng)資源，提供深層次理解、體驗和探究知識的工具、套件和學習路網(wǎng)資源，將最好教師的教學智慧和學生的學習經(jīng)驗供給課堂中，真正做到快速、全面、高質(zhì)量提升教學水平。實現(xiàn)由表及里，由點到面、體，由面對面信息化到“互聯(lián)網(wǎng)+”，由一般到應用智能化，由專用資源向教育大資源等的轉(zhuǎn)變。

（四）在智能生態(tài)育人環(huán)境中常態(tài)化開展智慧教育活動

1.建成智能生態(tài)育人環(huán)境

學校應著重圍繞課堂教學難以個性化、優(yōu)質(zhì)教師無法覆蓋所有學生、缺乏知識深度理解和探究的必要手段、教學和學習監(jiān)測調(diào)控困難、教師教學水平監(jiān)測和調(diào)控困難、管理及辦學整體實時調(diào)控困難等問題，創(chuàng)建能夠解決所存在瓶頸性問題的教育新體系。在此基礎(chǔ)上，建立起備課、教學、學習、研修和管理一體化工作智能平臺，建立教育教學活動情況大數(shù)據(jù)采集和分析平臺，形成智能生態(tài)育人環(huán)境，并能夠持續(xù)迭代優(yōu)化，為各項教育活動提供有效支撐。

在資源和學科教學工具方面，應建立套件和路網(wǎng)學習資源、工具和虛擬仿真系統(tǒng)等，主要學科深度理解和體驗知識、感悟和探究知識所需支撐工具覆蓋率應基本具備。能夠在PPT、Word或其他教學工具中，有機集成學科工具、仿真實驗室、多媒體素材等資源，簡捷快速準備出課件、教學設計、資源包等校本特色套件和學習路網(wǎng)資源。在所建設的多媒體教室、智慧教室、學科教室和創(chuàng)客教室等，能夠按照教學的實際需要，便捷快速的調(diào)用資源與工具。

2.形成“人網(wǎng)融合”智慧教育新樣態(tài)

學校構(gòu)建起在智慧學習路網(wǎng)資源和智能導引等系統(tǒng)支撐下的“人網(wǎng)融合”學校教育新樣態(tài)。大多數(shù)教師在多媒體教室中，能夠常態(tài)化利用學科工具、仿真實驗室等資源提升課堂教學質(zhì)量。相當比例教師能夠在智慧教室或?qū)W科教室中，定期組織學生利用可交互終端、學科工具和仿真實驗室等開展高品質(zhì)個性化學習;能夠準備出本學科主要課程類型的、符合所教學生特點的套件資源和高品質(zhì)個性化學習所需要的路網(wǎng)資源;培養(yǎng)出了覆蓋主要學科的智慧教育應用示范團隊。

能夠利用學生個性化學習情況大數(shù)據(jù)以及教師教學情況大數(shù)據(jù)等，動態(tài)分析教師教學和學生學習質(zhì)量情況，能夠動態(tài)評價教師、教研組、年級組等教學水平，在此基礎(chǔ)上，合理引進和調(diào)配教師，精準安排教研和培訓活動。利用運行狀況大數(shù)據(jù)，能夠動態(tài)監(jiān)測教職工及學生在校實時狀況、重點工作完成情況、學校安全狀況、學校辦學水平，實現(xiàn)學校精準化管理，實現(xiàn)行政管理工作規(guī)范化和標準化，并通過信息化手段建立科學的決策流程等。

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[6]鐘紹春，唐燁偉等.智慧教育的關(guān)鍵問題思考及建議[J].中國電化教育，2018，（1）：106-111.

[7]鐘紹春.人工智能支持智慧學習的方向與途徑[J].中國電化教育，2019，（7）：8-13.作者簡介：

鐘紹春：教授，博士生導師，研究方向為智慧教育、人工智能（sczhong@sina.com）o