黃榮懷 陳麗 田陽 陸曉靜 鄭勤華 曾海軍

[摘? ?要] 推進(jìn)教育現(xiàn)代化、實(shí)現(xiàn)未來教育的包容性與個(gè)性化、推動(dòng)教育相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，有賴于互聯(lián)網(wǎng)教育的發(fā)展及其關(guān)鍵技術(shù)的突破。以國際比較方式分析互聯(lián)網(wǎng)教育智能技術(shù)的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)有待突破的五大技術(shù)難題為網(wǎng)絡(luò)交互、學(xué)習(xí)資源供給、學(xué)習(xí)者建模、學(xué)習(xí)空間融合和教育決策。針對(duì)我國教育的現(xiàn)實(shí)情況，圍繞優(yōu)質(zhì)教育資源共享和智能教育服務(wù)的迫切需求，提出遠(yuǎn)程教學(xué)交互系統(tǒng)、知識(shí)建模與分析、學(xué)習(xí)者建模與學(xué)習(xí)分析、學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)與評(píng)測、系統(tǒng)化教育治理等技術(shù)的發(fā)展方向和工程化研發(fā)路徑。

[關(guān)鍵詞] 互聯(lián)網(wǎng)教育; 智能技術(shù); 發(fā)展方向; 研發(fā)路徑

[中圖分類號(hào)] G434? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A

一、引? ?言

以智能化、信息化為核心，以互聯(lián)網(wǎng)為代表的現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)人類生活方式的影響尤為顯著，這為人類的教育改革提供了可能。從早期互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引入、在線教育的興起，到在尊重教育本質(zhì)特性基礎(chǔ)上重塑教育教學(xué)模式、內(nèi)容、工具、方法，互聯(lián)網(wǎng)改造并升級(jí)了傳統(tǒng)教育。在教育與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的碰撞中產(chǎn)生出的個(gè)性化教育、開放教育、智慧教育等，日益成為突破保守固化的傳統(tǒng)班級(jí)制教育的良方。當(dāng)前從技術(shù)的角度探究互聯(lián)網(wǎng)教育的關(guān)鍵技術(shù)方向，有利于化解互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)教育應(yīng)用面臨的難題，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)教育產(chǎn)品更好地服務(wù)于教育，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與教育深度融合發(fā)展，促進(jìn)高質(zhì)量的、公平的、均衡化的教育發(fā)展，助力我國教育現(xiàn)代化建設(shè)。

二、發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)教育智能技術(shù)的重要性

（一）國家政策引領(lǐng)互聯(lián)網(wǎng)教育智能技術(shù)的發(fā)展

習(xí)近平總書記高度重視發(fā)展教育信息化，黨的十九大強(qiáng)調(diào)辦好網(wǎng)絡(luò)教育。黨的十九屆四中全會(huì)指出：發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教育和人工智能優(yōu)勢，創(chuàng)新教育和學(xué)習(xí)方式，加快發(fā)展面向每個(gè)人、適合每個(gè)人、更加開放靈活的教育體系，建設(shè)學(xué)習(xí)型社會(huì)。早在2015年舉行的國際教育信息化大會(huì)上，習(xí)近平強(qiáng)調(diào)因應(yīng)信息技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)教育變革和創(chuàng)新，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、個(gè)性化、終身化的教育體系，建設(shè)“人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)”的學(xué)習(xí)型社會(huì)，強(qiáng)調(diào)積極推動(dòng)信息技術(shù)與教育融合創(chuàng)新發(fā)展。在2016年召開的網(wǎng)絡(luò)安全和信息化工作座談會(huì)上，習(xí)近平從共建網(wǎng)絡(luò)空間命運(yùn)共同體的高度，提出實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+教育”，推動(dòng)教育變革和創(chuàng)新，充分利用互聯(lián)網(wǎng)促進(jìn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)。習(xí)近平強(qiáng)調(diào)要堅(jiān)持不懈推進(jìn)教育信息化，努力以信息化為手段擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)教育資源覆蓋面，逐步縮小區(qū)域、城鄉(xiāng)數(shù)字差距，大力促進(jìn)教育公平，并明確提出要發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)在教育扶貧中的作用，讓山溝里的孩子也能接受優(yōu)質(zhì)教育。國家“十三五”規(guī)劃綱要明確指出：推進(jìn)教育現(xiàn)代化。而教育現(xiàn)代化的本質(zhì)是與生產(chǎn)勞動(dòng)相結(jié)合，培養(yǎng)全面發(fā)展的個(gè)人?，F(xiàn)代教育具有鮮明的生產(chǎn)性，隨著社會(huì)生產(chǎn)從手工業(yè)、機(jī)器大工業(yè)發(fā)展到當(dāng)下的互聯(lián)網(wǎng)智能，現(xiàn)代教育的內(nèi)容要不斷科學(xué)化、更新化，教育手段要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、網(wǎng)絡(luò)化和高效能[1]?？梢哉f，沒有信息化就沒有現(xiàn)代化，教育信息化是教育現(xiàn)代化的基本內(nèi)涵和顯著特征。教育管理部門高度重視以互聯(lián)網(wǎng)為代表的信息技術(shù)對(duì)教育的影響，在教育信息化領(lǐng)域出臺(tái)一系列政策支持發(fā)展（見表1）。

（二）互聯(lián)網(wǎng)教育智能技術(shù)助力實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)與規(guī)模化教育

聯(lián)合國教科文組織攜手聯(lián)合國兒童基金會(huì)、世界銀行等機(jī)構(gòu)在2015年世界教育論壇提出，2030年的教育愿景是要實(shí)現(xiàn)包容和公平的全民優(yōu)質(zhì)教育和終身學(xué)習(xí)，承諾在所有環(huán)境中以及在各級(jí)教育中促進(jìn)優(yōu)質(zhì)的全民終身學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，并要提供靈活的學(xué)習(xí)途徑，承認(rèn)、驗(yàn)證和認(rèn)證通過非正規(guī)或非正式教育獲得的知識(shí)、技能和能力。這一宣言從教育的包容能力和個(gè)性化的教育服務(wù)兩個(gè)角度提出了教育發(fā)展的目標(biāo)和方向：一方面提出教育體系要面向所有人提供教育服務(wù)，即在教育服務(wù)對(duì)象上的規(guī)模發(fā)展;另一方面，又規(guī)定了服務(wù)的起點(diǎn)是個(gè)體學(xué)習(xí)者，即為每一個(gè)學(xué)習(xí)者提供個(gè)性化的教育服務(wù)。實(shí)現(xiàn)這一包容性、個(gè)性化的2030教育愿景，需要轉(zhuǎn)變教育系統(tǒng)的服務(wù)模式，運(yùn)用技術(shù)提高傳統(tǒng)教育實(shí)踐的效率和覆蓋面，重塑教育的服務(wù)理念、組織方式、技術(shù)應(yīng)用，形成面向個(gè)體學(xué)習(xí)者的新型教育生態(tài)。2019年，國際人工智能與教育大會(huì)形成了《北京共識(shí)》，強(qiáng)調(diào)要將人工智能平臺(tái)和基于數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)分析作為構(gòu)建終身學(xué)習(xí)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)。發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)教育智能技術(shù)成為實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)與規(guī)?；逃谋赜芍贰?/p>

（三）互聯(lián)網(wǎng)教育智能技術(shù)助推教育服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級(jí)

通過2019年8月全國教育統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，互聯(lián)網(wǎng)教育體系包含學(xué)前教育、基礎(chǔ)教育、高等教育、職業(yè)教育、企業(yè)培訓(xùn)、非學(xué)歷及終身教育等，涉及51.88萬所學(xué)校、2.76億學(xué)生，以及大量非學(xué)歷培訓(xùn)者。據(jù)咨詢公司分析，互聯(lián)網(wǎng)教育服務(wù)產(chǎn)業(yè)的規(guī)模達(dá)到1700億，產(chǎn)業(yè)布局已逐漸成形?！?017互聯(lián)網(wǎng)教育服務(wù)產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告》顯示，互聯(lián)網(wǎng)教育服務(wù)產(chǎn)業(yè)正處于迅猛發(fā)展期，僅2017年就有170多家創(chuàng)新型企業(yè)從一級(jí)市場獲得超過100億元的融資。但信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的基礎(chǔ)理論、有效模式、智能技術(shù)尚未形成，互聯(lián)網(wǎng)教育相關(guān)核心技術(shù)供給不足、產(chǎn)業(yè)化率低，這已成為制約教育行業(yè)健康發(fā)展的瓶頸。當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)教育服務(wù)產(chǎn)業(yè)對(duì)學(xué)校教育的支持更多表現(xiàn)在產(chǎn)品和裝備的提供上，產(chǎn)業(yè)的教育服務(wù)能力偏弱。

綜上，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)具有重大影響的互聯(lián)網(wǎng)教育共性技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)的突破和創(chuàng)新，為教育管理部門提供宏觀規(guī)劃、系統(tǒng)化方案和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，為教育事業(yè)改革與發(fā)展提供新模式和新方案，為教育服務(wù)產(chǎn)業(yè)提供技術(shù)原型和中試，是當(dāng)前乃至未來一段時(shí)間互聯(lián)網(wǎng)教育智能技術(shù)領(lǐng)域研究的重要議題。

三、互聯(lián)網(wǎng)教育智能技術(shù)的應(yīng)用挑戰(zhàn)

（一）網(wǎng)絡(luò)傳輸與交互

信息長距離傳輸?shù)募皶r(shí)性以及互動(dòng)設(shè)備的方便性、融合性是開展網(wǎng)絡(luò)交互互動(dòng)技術(shù)教育應(yīng)用的基礎(chǔ)。我國在以5G為代表的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面已經(jīng)取得了長足進(jìn)步，并成為國際標(biāo)準(zhǔn)的重要制定者之一。但在流媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)方面與西方國家存在一定差距。網(wǎng)絡(luò)安全缺少底層智能技術(shù)，研發(fā)能力存在不足。在交互技術(shù)上，我國的信息化輔助設(shè)備交互與國外的發(fā)展水平相當(dāng)，但是在多模態(tài)交互上仍處于初步研究階段，與國外的集成智能學(xué)習(xí)空間等技術(shù)還存在差距。這種差異主要表現(xiàn)在通信技術(shù)自身、通信技術(shù)在教育中的應(yīng)用、交互技術(shù)三個(gè)層面。通信技術(shù)方面，我國率先在全球范圍內(nèi)進(jìn)入 5G商用階段;其次，我國在多網(wǎng)融合方面已經(jīng)進(jìn)行了廣泛的研究，并推出了相關(guān)的終端產(chǎn)品。通信技術(shù)的教育應(yīng)用方面，中國將建立教育專網(wǎng)，并且多網(wǎng)融合是大家共有的趨勢，新一代傳輸技術(shù)正在加緊研發(fā)中。在交互技術(shù)方面，國內(nèi)外均實(shí)現(xiàn)了包括文本、圖像、音/視頻、鍵盤、鼠標(biāo)、電子白板、交互筆、觸摸屏等的成熟使用。國外在集成的智能學(xué)習(xí)空間，無縫集成體感/情感計(jì)算、腦機(jī)接口、普適計(jì)算、可穿戴設(shè)備等方面較為領(lǐng)先。

（二）知識(shí)生成與知識(shí)轉(zhuǎn)移

知識(shí)建模與分析技術(shù)在教育中的應(yīng)用依賴于本體知識(shí)庫以及學(xué)習(xí)資源模型的建設(shè)。在本體知識(shí)庫構(gòu)建方面，國內(nèi)的研究主要是基于維基百科、百度百科等百科類中文資源構(gòu)建大規(guī)模通用知識(shí)庫[2]。其中，主要的技術(shù)涉及如何從半結(jié)構(gòu)化的百科數(shù)據(jù)中抽取出概念以及概念之間的關(guān)系、如何抽取信息框數(shù)據(jù)并對(duì)信息框?qū)傩赃M(jìn)行去重和歸一化處理。國外除了研究基于維基百科的知識(shí)庫構(gòu)建技術(shù)之外，還有大量工作研究了基于Web數(shù)據(jù)的知識(shí)庫構(gòu)建，如卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的NELL知識(shí)庫和Google公司的Knowledge Vault知識(shí)庫等。面向Web數(shù)據(jù)的知識(shí)庫構(gòu)建，涉及信息抽取、知識(shí)集成等技術(shù)，為提高文本抽取準(zhǔn)確度，基于遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系抽取[3]、利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的端到端的關(guān)系識(shí)別[4]等技術(shù)受到研究者關(guān)注。雖然國內(nèi)也有此方面的研究工作，但對(duì)于中文數(shù)據(jù)的相關(guān)處理技術(shù)研究較少，開放的資源和工具也較為匱乏。此外，國外還有基于大眾協(xié)作編輯的知識(shí)庫創(chuàng)建，例如Freebase、Wikidata知識(shí)庫。在學(xué)習(xí)資源模型方面，學(xué)習(xí)資源模型大多是以元數(shù)據(jù)的方式來實(shí)現(xiàn)在海量的互聯(lián)網(wǎng)資源中有效地?cái)X取、管理和重用學(xué)習(xí)內(nèi)容（Learning Content）資源?？傮w上，在信息抽取、本體構(gòu)建、信息集成等方向，國內(nèi)的研究與國外并沒有明顯的差距，但是針對(duì)中文數(shù)據(jù)的相關(guān)研究較少，缺少高質(zhì)量的中文開放文本數(shù)據(jù);針對(duì)中文的處理技術(shù)研究較少;缺少面向中文非結(jié)構(gòu)化文本數(shù)據(jù)的、系統(tǒng)化的本體知識(shí)庫構(gòu)建技術(shù)。

（三）數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)分析技術(shù)

學(xué)習(xí)者建模與學(xué)習(xí)分析的主要環(huán)節(jié)包括教育數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、學(xué)習(xí)者建模、學(xué)習(xí)分析以及結(jié)果呈現(xiàn)五個(gè)部分，不同環(huán)節(jié)所采用的技術(shù)手段也不盡相同。國內(nèi)外均關(guān)注到了教育數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、學(xué)習(xí)者建模、學(xué)習(xí)分析、結(jié)果呈現(xiàn)這些細(xì)分領(lǐng)域。數(shù)據(jù)采集方面，國內(nèi)教育數(shù)據(jù)采集主要借助人工采集、平臺(tái)上傳等方式實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的采集;但存在條塊分隔、數(shù)據(jù)單一、系統(tǒng)孤島、缺乏通用規(guī)范等問題。國外數(shù)據(jù)采集以自動(dòng)化采集方式為主，借助物聯(lián)網(wǎng)感知、手寫識(shí)別、圖像視頻識(shí)別等新技術(shù)的應(yīng)用。數(shù)據(jù)處理方面，國內(nèi)數(shù)據(jù)整合方面以半自動(dòng)化為主去粗取精、消除噪聲，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的初步清洗;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以傳統(tǒng)表結(jié)構(gòu)形式實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的海量存儲(chǔ)。國外數(shù)據(jù)整合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多系統(tǒng)、多場景、多終端、多應(yīng)用的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)粒度抽象與整合;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以云存儲(chǔ)為核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種類型數(shù)據(jù)的規(guī)范存儲(chǔ)和安全管理。學(xué)習(xí)者建模方面，國內(nèi)學(xué)習(xí)者建模主要采用靜態(tài)的協(xié)作建模方式，從學(xué)生生理、心理、人格發(fā)展、行為模式以及情感態(tài)度等方面構(gòu)建模型，提供服務(wù)。國外學(xué)習(xí)者建模主要采用動(dòng)態(tài)自動(dòng)化建模方式，對(duì)學(xué)習(xí)者的行為、情感狀態(tài)、體質(zhì)健康等進(jìn)行單一方面的建模分析;對(duì)學(xué)習(xí)者的綜合特征建模，在認(rèn)知、情感、心理等多個(gè)方面構(gòu)建模型，提供個(gè)性化服務(wù)。學(xué)習(xí)分析方面，國內(nèi)學(xué)習(xí)分析大多表現(xiàn)為分析模型與教學(xué)研究聯(lián)系不夠緊密，分析方法也主要以統(tǒng)計(jì)分析和單一的數(shù)據(jù)挖掘?yàn)橹鳎ㄈ缃柚鶶PSS統(tǒng)計(jì)分析工具等），但是同時(shí)也包含一些其他分析方式（如通過GSEQ，分析學(xué)生學(xué)習(xí)行為序列等）。國外學(xué)習(xí)分析主要采用綜合分析方法，如內(nèi)容分析（如英國的Wmatrix、美國的CATPAC等）、網(wǎng)絡(luò)分析（如美國的GUESS、JUNG、英國Cohere、澳大利亞的SNAPP、韓國的Net-Miner等）、能力分析（如英國的ELLIment、Enquiry Blogger等）、行為分析（如Google Analytics、Mixpanel等）以及情感計(jì)算語義分析等多元方法，以深度學(xué)習(xí)為代表的新型分析方法開始應(yīng)用，教學(xué)應(yīng)用范圍較廣，時(shí)間較長，已經(jīng)有應(yīng)用工具有效支持適應(yīng)性學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)了聯(lián)通學(xué)習(xí)等新型教學(xué)規(guī)律?，F(xiàn)有的分析涉及對(duì)教學(xué)事件關(guān)系的分析、教與學(xué)模式的分析、教學(xué)效果預(yù)測分析、學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)分析、學(xué)習(xí)內(nèi)容與對(duì)話分析。結(jié)果呈現(xiàn)方面，國際上結(jié)果呈現(xiàn)方式充分考慮師生認(rèn)知負(fù)荷，以最恰當(dāng)?shù)男问匠尸F(xiàn)最終結(jié)果，如普渡大學(xué)的“課程信號(hào)”。

（四）物理環(huán)境與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的融合

以互聯(lián)網(wǎng)為代表的強(qiáng)大的技術(shù)力量在教育中的應(yīng)用，首先就會(huì)對(duì)傳統(tǒng)的教育手段產(chǎn)生沖擊，如何設(shè)計(jì)多種信息流之下的學(xué)習(xí)空間、如何以智能手段對(duì)空間、教法進(jìn)行評(píng)測，要解決這些問題，就需要開展學(xué)習(xí)環(huán)境與測評(píng)技術(shù)研究，而國內(nèi)外在物理環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境融合方面的研究有著明顯的差異（見表2）。

（五）網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的教育治理

通過數(shù)據(jù)分析與挖掘、數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)可視化等技術(shù)支持教育管理部門決策，支撐教育宏觀科學(xué)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化教育治理。在教育數(shù)據(jù)庫的建設(shè)上，國內(nèi)起步較晚，與國外相比還不完善。如OECD長期以來整合、共享各成員國在教育數(shù)據(jù)庫上的信息，用來支撐各類現(xiàn)代教育政策和建議[8]。在分析方法上，國內(nèi)多是靜態(tài)數(shù)據(jù)分析，缺乏持續(xù)追蹤研究。如澳大利亞政府推出的“我的大學(xué)”（My University）項(xiàng)目，通過大規(guī)模實(shí)時(shí)在線數(shù)據(jù)分析技術(shù)，納入學(xué)生和家長參與的本科和研究生課程評(píng)價(jià)信息和大學(xué)排名等信息，輔助政府對(duì)學(xué)校辦學(xué)績效進(jìn)行評(píng)估[9]，促進(jìn)高校共同治理。國內(nèi)的數(shù)據(jù)建模多利用組織管理學(xué)方面的工具，與國外的模型構(gòu)建相比，理論背景比較單薄，建模成果還不能很好地支持教育管理者決策。數(shù)據(jù)可視化上，國內(nèi)剛開始使用此技術(shù)，與國際水平存在差距。美國匹茲堡教育網(wǎng)站上，可以通過“動(dòng)態(tài)地圖”把辦學(xué)質(zhì)量數(shù)據(jù)和地理空間數(shù)據(jù)疊加，轉(zhuǎn)化為形象直觀的圖像，用不同顏色的圖標(biāo)表示不同的學(xué)校狀態(tài)，直觀顯示不同地區(qū)學(xué)校的教育質(zhì)量，用來評(píng)估學(xué)校的辦學(xué)績效[10]。

新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將與人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、VR/AR/MR、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、邊緣計(jì)算等新興技術(shù)融合使用，助力教育信息化向好發(fā)展，但技術(shù)創(chuàng)新不等于技術(shù)落地，尤其是教育領(lǐng)域更應(yīng)尊重教育規(guī)律?；ヂ?lián)網(wǎng)教育智能技術(shù)落地同樣也面臨著如何將網(wǎng)絡(luò)傳輸與交互、知識(shí)生成與知識(shí)轉(zhuǎn)移、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)分析、物理環(huán)境與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境融合、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的教育治理等轉(zhuǎn)化成教育領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用挑戰(zhàn)。

四、互聯(lián)網(wǎng)教育智能技術(shù)的發(fā)展方向

互聯(lián)網(wǎng)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用正逐漸深入，但教育作為一個(gè)特殊的行業(yè)，涉及人的成長、家庭、社會(huì)，間接地對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展也有著極大的影響，通過解決互聯(lián)網(wǎng)教育的關(guān)鍵技術(shù)方向?qū)崿F(xiàn)教育系統(tǒng)性變革是利國利民的大事。互聯(lián)網(wǎng)將在教育的“教、學(xué)、管、評(píng)、測”等方面發(fā)揮積極的作用，這涉及了教育交互系統(tǒng)、知識(shí)建模、學(xué)習(xí)者建模與學(xué)習(xí)分析、系統(tǒng)化教育治理等方面。遠(yuǎn)程教學(xué)交互系統(tǒng)將解決互聯(lián)網(wǎng)教育的技術(shù)支持層的問題，旨在利用最新的人機(jī)交互和人人交互技術(shù)和設(shè)備為學(xué)習(xí)者提供多網(wǎng)融合和多點(diǎn)實(shí)時(shí)交互、高沉浸感、多模態(tài)的嶄新一代遠(yuǎn)程交互環(huán)境;知識(shí)建模與分析技術(shù)將解決互聯(lián)網(wǎng)教育學(xué)習(xí)資源層的問題，面向生成性、適應(yīng)性、智能性、可進(jìn)化的學(xué)習(xí)資源開展研發(fā);學(xué)習(xí)者建模和學(xué)習(xí)分析技術(shù)將解決互聯(lián)網(wǎng)教育教學(xué)行為層的問題，重在為優(yōu)質(zhì)、靈活、個(gè)性化教育服務(wù)提供模型和分析算法;學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)與評(píng)測將解決互聯(lián)網(wǎng)教育學(xué)習(xí)環(huán)境層的問題，探索具有智慧化、虛擬化、沉浸式、多模態(tài)、個(gè)性化特點(diǎn)的虛擬課堂及應(yīng)用;系統(tǒng)化教育治理技術(shù)將解決互聯(lián)網(wǎng)教育綜合治理層的問題，探索用互聯(lián)網(wǎng)促進(jìn)教育治理的科學(xué)和高效的方法，旨在加速教育治理現(xiàn)代化的進(jìn)程。

（一）遠(yuǎn)程教學(xué)交互系統(tǒng)

如何將傳輸與互動(dòng)技術(shù)，按照教育的規(guī)律進(jìn)行部署與應(yīng)用，還存在非常多的問題，具體分解下來，此方向的研究需要解決交互理論和模型、自然交互技術(shù)、多模態(tài)數(shù)據(jù)融合以及基于多網(wǎng)融合、多點(diǎn)互動(dòng)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)高速傳輸技術(shù)四方面的問題。

（1）交互理論和模型。側(cè)重對(duì)教學(xué)交互的理論和分層模型進(jìn)行研究，發(fā)展新一代教學(xué)交互模型，揭示互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，師生和學(xué)生間社會(huì)交互的新規(guī)律和新特征。

（2）基于普世計(jì)算的自然交互技術(shù)。研究基于普適計(jì)算的各類新型自然交互技術(shù)，包括體感計(jì)算、情感計(jì)算和腦機(jī)接口等，以及各類自然交互技術(shù)在遠(yuǎn)程教育環(huán)境中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)普適計(jì)算環(huán)境中的高沉浸感、多模態(tài)情境感知和交互互動(dòng)。

（3）多模態(tài)數(shù)據(jù)融合技術(shù)。研究基于普適計(jì)算的各類新型自然交互技術(shù)中多模態(tài)數(shù)據(jù)融合問題，著重研究數(shù)據(jù)集成交換標(biāo)準(zhǔn)及有效的數(shù)據(jù)融合算法，使各類新型自然交互技術(shù)所獲得的綜合上下文信息具有更高的精確度和容錯(cuò)性。

（4）基于多網(wǎng)融合/多點(diǎn)互動(dòng)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)高速傳輸技術(shù)。研究基于多網(wǎng)融合、多點(diǎn)互動(dòng)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)高速傳輸技術(shù)，重點(diǎn)研究多網(wǎng)融合、5G技術(shù)、融合通信等新一代通信系統(tǒng)在遠(yuǎn)程教育傳輸中的應(yīng)用。

（二）知識(shí)建模與分析

推進(jìn)本體知識(shí)庫以及學(xué)習(xí)資源模型的建設(shè)優(yōu)化，需要著重開展學(xué)科知識(shí)建模技術(shù)、知識(shí)分析智能技術(shù)，及知識(shí)服務(wù)智能技術(shù)的研究。在三類技術(shù)的基礎(chǔ)上，研發(fā)出與學(xué)科知識(shí)、學(xué)習(xí)資源相關(guān)的系列規(guī)范、模型和工具。

（1）知識(shí)建模技術(shù)。需研究出科學(xué)的學(xué)習(xí)資源描述方法，表示出學(xué)習(xí)資源與知識(shí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，研究學(xué)習(xí)資源適合的學(xué)習(xí)情境和教學(xué)方法，并且能夠表示資源在使用過程中的生命歷程以及積累的學(xué)習(xí)智慧。

（2）知識(shí)分析智能技術(shù)。需基于本體匹配等各種技術(shù)，解決各級(jí)各類知識(shí)、不同來源、不同時(shí)間、不同子模型結(jié)構(gòu)知識(shí)在融合過程中出現(xiàn)的如知識(shí)重復(fù)、冗余、歧義、矛盾、不完整、不匹配等問題，研究相應(yīng)的處理技術(shù)。以知識(shí)點(diǎn)為核心將有關(guān)資源匯聚在一起的技術(shù)，以及資源內(nèi)容的調(diào)整和完善、資源內(nèi)外結(jié)構(gòu)的優(yōu)化技術(shù)，使資源可以像一個(gè)生命體一樣在內(nèi)部“基因”的控制下持續(xù)地進(jìn)化和成長。

（3）知識(shí)服務(wù)智能技術(shù)。需研究內(nèi)容生成技術(shù)和形式（界面）生產(chǎn)技術(shù)，從內(nèi)容生成來說，首先研究知識(shí)空間生成和特征計(jì)算技術(shù);從形式生成來說，需要研究知識(shí)圖自動(dòng)生成技術(shù)、知識(shí)點(diǎn)自動(dòng)布局算法、知識(shí)圖自動(dòng)分層技術(shù)、知識(shí)圖界面友好研究、知識(shí)圖與不同特點(diǎn)學(xué)習(xí)者認(rèn)知負(fù)荷自動(dòng)協(xié)調(diào)技術(shù)等。

（三）學(xué)習(xí)者建模與學(xué)習(xí)分析

該方向基于教育數(shù)據(jù)采集、學(xué)習(xí)者建模和學(xué)習(xí)分析領(lǐng)域的智能技術(shù)，以互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代學(xué)習(xí)者的個(gè)體特征、知識(shí)、心理和學(xué)習(xí)行為等方面為核心，研究構(gòu)建學(xué)習(xí)者模型，并通過大規(guī)模樣本數(shù)據(jù)獲得中國學(xué)習(xí)者的各類常模。在此基礎(chǔ)上，研發(fā)學(xué)生成長監(jiān)測實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和教學(xué)過程監(jiān)測與學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)，為學(xué)習(xí)者適應(yīng)性學(xué)習(xí)服務(wù)提供技術(shù)應(yīng)用、組織機(jī)制與服務(wù)模式示范。與此過程相應(yīng)，需要解決的關(guān)鍵技術(shù)有教學(xué)數(shù)據(jù)采集技術(shù)、學(xué)習(xí)者建模技術(shù)、學(xué)習(xí)者常模構(gòu)建技術(shù)、基于教育大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)分析技術(shù)。

（1）教學(xué)數(shù)據(jù)采集。基于各類智能終端設(shè)備，通過語音識(shí)別、圖像識(shí)別、手寫識(shí)別、OCR掃描識(shí)別等技術(shù)實(shí)現(xiàn)各類教學(xué)場景下的過程化教學(xué)數(shù)據(jù)采集。

（2）學(xué)習(xí)者建模技術(shù)。重點(diǎn)針對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)成長歷程的復(fù)雜性和多元性，基于教育學(xué)、心理學(xué)、信息科學(xué)和數(shù)據(jù)科學(xué)等多個(gè)學(xué)科，整合個(gè)體特征、知識(shí)、心理和行為數(shù)據(jù)，構(gòu)建學(xué)習(xí)者成長模型，對(duì)學(xué)習(xí)者能力與素養(yǎng)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

（3）學(xué)習(xí)者常模構(gòu)建。以大規(guī)模學(xué)習(xí)者樣本特征數(shù)據(jù)為依托，借助具有良好信效度的測評(píng)工具，對(duì)不同年齡、性別、區(qū)域的學(xué)習(xí)者群體所表現(xiàn)的學(xué)習(xí)特征及其典型變異進(jìn)行刻畫，可以描述各種亞群體的學(xué)習(xí)發(fā)展特征，比較個(gè)體或群體學(xué)習(xí)發(fā)展在特定群體中的相對(duì)位置，滿足不同使用者的多樣化需求，同時(shí)，通過對(duì)大樣本學(xué)習(xí)者的持續(xù)追蹤，實(shí)時(shí)收集和動(dòng)態(tài)更新相關(guān)特征數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)中國學(xué)習(xí)者發(fā)展常模的動(dòng)態(tài)生成和持續(xù)更新。

（4）基于教育大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)分析技術(shù)。通過測量、收集、分析和匯報(bào)教學(xué)主體與教學(xué)過程數(shù)據(jù)，應(yīng)用模型和分析工具表征教學(xué)過程、挖掘影響因素、推薦教學(xué)資源、評(píng)測教學(xué)績效，探索教學(xué)行為與師生特征、教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)績效之間的關(guān)系，揭示深層次教育規(guī)律，建立基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的教學(xué)過程監(jiān)測、評(píng)估、診斷和預(yù)測技術(shù)體系。

（四）學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)與評(píng)測

該方向研究學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)與評(píng)測技術(shù)，致力于突破學(xué)習(xí)空間的增強(qiáng)技術(shù)、新型學(xué)習(xí)空間中的認(rèn)知規(guī)律及學(xué)習(xí)體驗(yàn)技術(shù)、學(xué)習(xí)空間評(píng)估評(píng)測技術(shù)及設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)，形成標(biāo)準(zhǔn)體系和服務(wù)能力，推動(dòng)數(shù)字學(xué)習(xí)環(huán)境行業(yè)領(lǐng)域及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

（1）學(xué)習(xí)空間增強(qiáng)技術(shù)。研究針對(duì)虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境（VLE）技術(shù)、面向?qū)W習(xí)的虛擬現(xiàn)實(shí)（VRL）技術(shù)、虛擬實(shí)驗(yàn)（VEL）技術(shù)環(huán)境三種不同功能類型的典型學(xué)習(xí)情景的具體增強(qiáng)技術(shù)。研究學(xué)習(xí)空間增強(qiáng)方法，采用SMART模型，在教室的物理學(xué)習(xí)環(huán)境中，對(duì)教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)（Showing）、物理環(huán)境管理（Manageable）、數(shù)字資源獲?。ˋccessible）、師生及時(shí)互動(dòng)（Real-time Interactive）、情境自動(dòng)感知（Testing）五個(gè)維度進(jìn)行增強(qiáng)。

（2）新型學(xué)習(xí)空間中的認(rèn)知規(guī)律及學(xué)習(xí)體驗(yàn)。研究內(nèi)容認(rèn)知負(fù)荷及自我認(rèn)同規(guī)律，面向感知、反饋、績效三個(gè)體驗(yàn)層次，面向在線學(xué)習(xí)環(huán)境、虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境、虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境三種典型環(huán)境，研究學(xué)習(xí)空間中學(xué)習(xí)體驗(yàn)特點(diǎn);研究學(xué)習(xí)空間中的認(rèn)知負(fù)荷，包括學(xué)習(xí)空間中事物的數(shù)量及布局，多元媒介的組織和呈現(xiàn)方式以及學(xué)習(xí)者的先備知識(shí)水平;研究虛擬自我與身份認(rèn)同對(duì)學(xué)習(xí)者在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間和真實(shí)世界中的表現(xiàn)產(chǎn)生的影響，包括認(rèn)知、態(tài)度和行為，為學(xué)習(xí)者健康人格的形成提供健全的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境。

（3）學(xué)習(xí)空間評(píng)測技術(shù)。構(gòu)建統(tǒng)一評(píng)估、監(jiān)測體系，通過對(duì)教室環(huán)境進(jìn)行評(píng)測，評(píng)測內(nèi)容和角度涵蓋教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)、物理環(huán)境管理、數(shù)字資源獲取、師生及時(shí)互動(dòng)和情景自動(dòng)感知五個(gè)維度的評(píng)價(jià)，對(duì)學(xué)習(xí)空間進(jìn)行評(píng)測。

（4）基于學(xué)習(xí)者體驗(yàn)的學(xué)習(xí)空間設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)。研究四類學(xué)習(xí)空間（智慧教室[11]、虛擬實(shí)驗(yàn)室、網(wǎng)絡(luò)在線課堂和網(wǎng)絡(luò)專遞課堂）的各類有效環(huán)境配置方案，形成需求、條件與環(huán)境匹配模型，總結(jié)學(xué)習(xí)空間建設(shè)的規(guī)律;建設(shè)學(xué)習(xí)空間設(shè)計(jì)中的3D模型庫;研究學(xué)習(xí)空間環(huán)境體驗(yàn)評(píng)測工具;研究學(xué)習(xí)空間設(shè)計(jì)技術(shù)。

（5）研究學(xué)習(xí)空間建設(shè)指南和標(biāo)準(zhǔn)。分別研制網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間和物理學(xué)習(xí)空間的建設(shè)指南。研究智慧教室標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。研究形成包括物理建筑、信息網(wǎng)絡(luò)、供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范、視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)、VR系統(tǒng)設(shè)計(jì)的建設(shè)規(guī)范;在此基礎(chǔ)上，形成智慧教室環(huán)境建設(shè)的質(zhì)量方針、目標(biāo)、職責(zé)和程序，最終形成智慧教室的標(biāo)準(zhǔn)體系。

（五）系統(tǒng)化教育治理

針對(duì)我國教育治理過程中存在的諸多困難，對(duì)教育結(jié)構(gòu)調(diào)整、教育資源配置、辦學(xué)績效評(píng)估等宏觀和中觀教育治理的核心任務(wù)提出互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決方案。最終要實(shí)現(xiàn)對(duì)教育發(fā)展?fàn)顩r的動(dòng)態(tài)監(jiān)測、教育現(xiàn)象深層邏輯的深度洞察、教育發(fā)展走向的有效預(yù)測，為解決現(xiàn)實(shí)的教育治理難題、促進(jìn)教育決策的科學(xué)化和治理過程的精細(xì)化提供全新的技術(shù)支撐，這需要在教育治理動(dòng)態(tài)監(jiān)測和預(yù)警技術(shù)、教育信息可視分析與決策支持技術(shù)兩方面實(shí)現(xiàn)突破。

（1）教育治理動(dòng)態(tài)監(jiān)測與預(yù)警技術(shù)。研究針對(duì)教育治理需求的、切實(shí)可操作化的、能夠深化落實(shí)教育改革的診斷性指標(biāo)體系，促進(jìn)學(xué)校、教師、教育行政部門及時(shí)了解情況，為教育決策提供依據(jù)。研究面向不同區(qū)域、各級(jí)各類的教育管理部門和教育機(jī)構(gòu)，獲取多平臺(tái)、多時(shí)相、多波段和多源數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)掌控教育動(dòng)態(tài)變化情況，構(gòu)建基于關(guān)鍵指標(biāo)的預(yù)警模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種教育管理業(yè)務(wù)和教育專項(xiàng)工程的智能預(yù)警，確保各項(xiàng)教育指標(biāo)按需實(shí)現(xiàn)。研究針對(duì)教育發(fā)展和教育管理業(yè)務(wù)中的問題，運(yùn)用優(yōu)化方法、預(yù)測方法、蒙特卡洛方法等分析手段，構(gòu)建教育宏觀政策決策模型和教育管理業(yè)務(wù)決策模型，開展教育管理智能決策。

（2）教育信息可視分析與決策支持技術(shù)。對(duì)海量教育數(shù)據(jù)分析、挖掘和建模結(jié)果進(jìn)行可視化分析和交互式呈現(xiàn)，用以輔助教育決策和教育研究、公眾的教育政策咨詢、教育信息獲取和應(yīng)用，以及教育政策宣傳與普及等。研發(fā)基于GIS環(huán)境下的可視化治理工具，以國家、省級(jí)為單位研究各級(jí)各類教育機(jī)構(gòu)的空間配置決策系統(tǒng)，利用空間分析方法，將GIS空間分析方法應(yīng)用于教育資源配置過程，對(duì)各級(jí)各類教育發(fā)展規(guī)模進(jìn)行空間分析及決策支持。

五、互聯(lián)網(wǎng)教育智能技術(shù)的研發(fā)路徑分析

科技創(chuàng)新給互聯(lián)網(wǎng)教育關(guān)鍵技術(shù)問題的解決帶來了各種可能，互聯(lián)網(wǎng)教育的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)將以匯聚新興技術(shù)為依托和教育系統(tǒng)結(jié)構(gòu)重組為載體的創(chuàng)新模式進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)路徑實(shí)現(xiàn)，具體如下：

（一）以5G為支點(diǎn)的遠(yuǎn)程教學(xué)交互系統(tǒng)的研發(fā)路徑分析

通過構(gòu)建交互活動(dòng)組件開放平臺(tái)、自然交互技術(shù)聯(lián)合集成示范平臺(tái)和多網(wǎng)融合/多點(diǎn)互動(dòng)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)高速傳輸平臺(tái)，分重點(diǎn)對(duì)四方面技術(shù)內(nèi)容展開研究。在平臺(tái)科研的基礎(chǔ)上，前兩個(gè)平臺(tái)以建設(shè)成遠(yuǎn)程教育的自然交互與多模態(tài)融合實(shí)驗(yàn)室為目標(biāo)，多進(jìn)行技術(shù)層面的研究開發(fā);后一平臺(tái)以建設(shè)成工程化驗(yàn)證與試驗(yàn)為目標(biāo)，面向應(yīng)用層面，探索并驗(yàn)證多種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境（尤其是農(nóng)村地區(qū)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境）下的交互與傳輸服務(wù)，形成適合不同區(qū)域?qū)嶋H情況的寬帶網(wǎng)絡(luò)連接與傳輸解決方案（如圖1所示）。

交互活動(dòng)組件開放平臺(tái)主要聚焦交互理論和模型、多模態(tài)數(shù)據(jù)融合技術(shù)兩項(xiàng)研究內(nèi)容。通過集成各類遠(yuǎn)程交互組件，滿足在線學(xué)習(xí)時(shí)師生多樣的交互需求，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性交互活動(dòng)的開放式平臺(tái)。該平臺(tái)集成了傳統(tǒng)遠(yuǎn)程交互組件、運(yùn)動(dòng)感知、情感計(jì)算、腦機(jī)接口等交互方式的全新交互組件和專業(yè)軟硬件設(shè)備，提供開放的API接口和友好的UI界面，面向個(gè)人用戶和行業(yè)企業(yè)開放。個(gè)人用戶和企業(yè)可以基于平臺(tái)已有交互活動(dòng)組件開展教學(xué)交互互動(dòng)，還可以依據(jù)自身的個(gè)性化交互需求設(shè)計(jì)添加新的交互組件，集成新的軟硬件交互產(chǎn)品，在保證數(shù)據(jù)隱私的同時(shí)，豐富在線學(xué)習(xí)中交互活動(dòng)類型。最終將一站式簡化在線學(xué)習(xí)用戶對(duì)平臺(tái)的接口調(diào)用和可視化圖形用戶界面，打通交互需求設(shè)計(jì)、交互模式創(chuàng)新、多模態(tài)數(shù)據(jù)融合的全流程。

（二）以知識(shí)服務(wù)平臺(tái)建設(shè)為重點(diǎn)的知識(shí)建模與分析技術(shù)路徑分析

通過知識(shí)分析智能技術(shù)的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)各知識(shí)庫的優(yōu)化整合;通過知識(shí)服務(wù)智能技術(shù)的研究，實(shí)現(xiàn)資源的友好呈現(xiàn)和檢索推薦等，最終給受眾提供基于本體知識(shí)庫的智能知識(shí)服務(wù)平臺(tái)以及優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源自適應(yīng)服務(wù)平臺(tái)。面對(duì)社會(huì)對(duì)知識(shí)工程等相關(guān)共性技術(shù)的需求，進(jìn)一步建成知識(shí)本體、學(xué)習(xí)資源工程化驗(yàn)證與試驗(yàn)，推動(dòng)技術(shù)的成熟與遷移應(yīng)用（如圖2所示）。

首先，從教學(xué)大綱、教材目錄抽取學(xué)科核心知識(shí)點(diǎn)以及知識(shí)點(diǎn)之間的層級(jí)關(guān)系，形成以學(xué)科知識(shí)點(diǎn)為核心的本體概念模型;其次，對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行深層次處理與分析，基于自然語言處理、概念標(biāo)注以及關(guān)系抽取技術(shù)，自動(dòng)化獲取知識(shí)點(diǎn)之間復(fù)雜的邏輯關(guān)系，形成本體知識(shí)庫中的實(shí)例數(shù)據(jù);最后，研發(fā)輔助教育專家的半自動(dòng)化知識(shí)庫構(gòu)建工具，提供可視化、交互式的用戶界面，將自動(dòng)抽取的結(jié)構(gòu)化信息按置信度排序提交給用戶進(jìn)行驗(yàn)證和修改;用戶驗(yàn)證和修改后的數(shù)據(jù)在添加到知識(shí)庫之后，將作為訓(xùn)練樣例對(duì)自動(dòng)化抽取模型進(jìn)行再訓(xùn)練，逐步提高自動(dòng)化標(biāo)注與抽取結(jié)果的準(zhǔn)確度。

（三）以數(shù)據(jù)模型研發(fā)為核心的學(xué)習(xí)者建模與學(xué)習(xí)分析技術(shù)路徑分析

學(xué)習(xí)者建模與學(xué)習(xí)分析技術(shù)可劃分成三大研究系統(tǒng)，即教育數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、學(xué)習(xí)者模型常模數(shù)據(jù)庫、教學(xué)過程檢測與學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)。具體建設(shè)上，教育數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的建設(shè)需要解決采集方式和來源多樣、數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的問題，通過開發(fā)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊、應(yīng)用數(shù)據(jù)模塊、系統(tǒng)日志模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集接口的統(tǒng)一，保障教育數(shù)據(jù)的抽取、清洗、匯集以及管理（如圖3所示）。

（四）以學(xué)習(xí)空間優(yōu)化為核心的學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)與測評(píng)研發(fā)路徑分析

推動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)與測評(píng)技術(shù)上各項(xiàng)研究內(nèi)容的展開，需要大量的試驗(yàn)探索和應(yīng)用檢測，為此不僅需要建立虛擬課堂技術(shù)實(shí)驗(yàn)室作為研發(fā)的核心部門，同時(shí)，還需要建立VR與智慧學(xué)習(xí)空間工程化驗(yàn)證與試驗(yàn)基地，針對(duì)在智慧教室、虛擬實(shí)驗(yàn)室、網(wǎng)絡(luò)在線課程以及遠(yuǎn)程專遞課堂四種學(xué)習(xí)空間中的技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用情況，檢驗(yàn)技術(shù)、發(fā)現(xiàn)問題，以進(jìn)行持續(xù)的更新優(yōu)化，最終輸出優(yōu)質(zhì)的環(huán)境設(shè)計(jì)與測評(píng)方案，建立示范性基地。虛擬課堂技術(shù)實(shí)驗(yàn)室作為核心，搭建智慧教室測評(píng)實(shí)驗(yàn)室、VR/AR教學(xué)增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室、虛擬課堂數(shù)據(jù)采集與分析實(shí)驗(yàn)室，分別解決學(xué)習(xí)空間測評(píng)、增強(qiáng)以及優(yōu)化方面的問題。面向教育產(chǎn)業(yè)需求，成立VR教育資源生成與共享平臺(tái)、學(xué)習(xí)空間設(shè)計(jì)優(yōu)化與測評(píng)平臺(tái)，以開放共享實(shí)現(xiàn)VR教育資源、學(xué)習(xí)空間優(yōu)化方案等研究成果的推廣應(yīng)用，產(chǎn)生社會(huì)影響力，最終推動(dòng)相關(guān)建設(shè)指南及標(biāo)準(zhǔn)的制定（如圖4所示）。

（五）以動(dòng)態(tài)監(jiān)測和宏觀決策為目標(biāo)的系統(tǒng)化教育治理支持技術(shù)路徑分析

在系統(tǒng)化教育治理實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)上，對(duì)應(yīng)于建設(shè)任務(wù)中的教育系統(tǒng)監(jiān)測與評(píng)估，構(gòu)建了教育治理綜合數(shù)據(jù)庫，并研發(fā)教育系統(tǒng)監(jiān)測與評(píng)估平臺(tái);對(duì)應(yīng)于建設(shè)任務(wù)中的決策支持，開展校務(wù)管理數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)，研發(fā)決策支持工具。數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)庫的建設(shè)是動(dòng)態(tài)監(jiān)測及科學(xué)決策的基礎(chǔ)，為此需建立海量教育治理綜合數(shù)據(jù)庫。開發(fā)能接納多個(gè)部門數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)模塊，通過數(shù)據(jù)上報(bào)和數(shù)據(jù)交換實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化教育數(shù)據(jù)的采集與更新，建設(shè)教育治理決策所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫;開發(fā)包括教學(xué)行為、學(xué)習(xí)行為、教師教研、學(xué)生成長與發(fā)展、教師發(fā)展、學(xué)校區(qū)域教育發(fā)展等在內(nèi)的教育數(shù)據(jù)模塊，建設(shè)教育治理決策所需的教育狀態(tài)數(shù)據(jù)庫;開發(fā)包含網(wǎng)頁信息、社交信息、報(bào)刊信息等多途徑和渠道信息的數(shù)據(jù)模塊，構(gòu)成教育治理決策所需的社會(huì)輿情數(shù)據(jù)庫（如圖5所示）。

六、結(jié)? ?語

在未來教育場景中，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將成為必不可少的部分，隨著教育專網(wǎng)的建設(shè)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)一方面作為技術(shù)應(yīng)用存在于教學(xué)場景中，另一方面作為直觀教學(xué)的媒介有力地傳播知識(shí)和啟迪智慧。教與學(xué)的過程中，互聯(lián)網(wǎng)教育智能技術(shù)將推動(dòng)物理空間、社會(huì)空間、信息空間的融合，使得教育情境變得開放、自然、適切;管評(píng)測方面，互聯(lián)網(wǎng)教育智能技術(shù)將圍繞提升教育質(zhì)量、促進(jìn)教育均衡而全面發(fā)力。未來互聯(lián)網(wǎng)承載諸如人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、邊緣計(jì)算等新興技術(shù)共同推進(jìn)教育變革，實(shí)現(xiàn)真正意義的“因材施教”。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 黃濟(jì)，王策三.現(xiàn)代教育論[M].北京：人民教育出版社，1996.

[2] NIU X，SUN X，WANG H，RONG S，QI G，YU Y. Zhishi. me-weaving chinese linking open data[C]//International Semantic Web Conference. Berlin Heidelberg： Springer， 2011.

[3] SOCHER R，HUVAL B，MANNING C D，et al. Semantic compositional- ity through recursive matrix-vector spaces[C]//Proceedings of EMNLP-CoNLL.2012： 1201-1211.

[4] SANTOS C N D，XIANG B，ZHOU B. Classifying relations by ranking with convolutional neural networks[C]//Proceedings of ACL.2015： 626-634.

[5] HARRELL I L，BOWER B L. Student characteristics that predict persistence in community college online courses[J]. American journal of distance education，2011，25（3）： 178-191.

[6] 中國教育技術(shù)協(xié)會(huì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì).多媒體教學(xué)環(huán)境工程建設(shè)規(guī)范[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2011（10）：123-158.

[7] 熊華軍，閔璐.解讀美國網(wǎng)絡(luò)教育質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)[J].中國電化教育，2012（12）：36-40.

[8] 祝智庭，賀斌.智慧教育：教育信息化的新境界[J].電化教育研究，2012，33（12）：5-13.

[9] 陳霜葉，孟瀏今，張海燕.大數(shù)據(jù)時(shí)代的教育政策證據(jù)：以證據(jù)為本理念對(duì)中國教育治理現(xiàn)代化與決策科學(xué)化的啟示[J].全球教育展望，2014（2）：121-128.

[10] 李葆萍，周穎.基于大數(shù)據(jù)的教學(xué)評(píng)價(jià)研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2016（6）：5-11.

[11] 黃榮懷.胡永斌.楊俊鋒.肖廣德.智慧教室的概念及特征[J].開放教育研究，2012（2）：22-27.