城域范圍內智慧教育核心系統模型建構研究
——以沈陽市智慧教育建設為例

◆蘭孝臣

城域范圍內智慧教育核心系統模型建構研究
——以沈陽市智慧教育建設為例

◆蘭孝臣

對智慧教育概念進行界定，通過調查研究法和案例分析法對北京、上海等案例研究后，提出適合市級行政區域范圍智慧教育建設的核心系統模型，并以沈陽市建設實踐作為實證進行模型可適性分析。研究彌補了基礎教育領域智慧教育建設理論和建設實踐的不足，為智慧教育后續研究提供了有益借鑒。

智慧教育；基礎教育；系統模型；云計算；物聯網

10.3969/j.issn.1671-489X.2016.14.030

1　智慧教育的概念

智慧教育的概念是由智慧地球、智慧城市的概念衍生出來的。祝智庭教授認為：“智慧教育是教育信息化的新境界，其基本內涵是通過構建智慧學習環境，運用智慧教學法，促進學習者進行智慧學習，從而提升成才期望。”［1］智慧教育應該是教育信息化過程中一種形態和功能的發展性描述，從技術支撐來看，智慧教育不僅包括傳統的信息技術，還包括以云計算技術、物聯網與環境感知技術、數據挖掘技術等為代表的新興技術。

綜上，筆者認為當前的智慧教育是教育信息化發展的高級階段，是依托計算機網絡技術，利用以物聯網、云計算等為代表的新興技術，構建網絡化、智能化、個性化的學習環境，運用智慧教學法，促進學習者進行高度個性化學習，從而提升學習者高階思維能力和復雜問題解決能力的教育，即具有智慧特征的教育信息化。

2　智慧教育建設背景

國際上，新加坡、韓國等國家都已經開始實施智慧教育計劃，其戰略重點在于教育資源開發、教學和學習方式方法的革新和智慧教育生態系統構建方面。國內，上海、廣州、寧波等城市也在智慧教育建設方面進行了一定程度的先期嘗試，但是更多的是集中在政策文件的宏觀描述階段，只有北京對智慧教育建設做出較為清晰的闡述。

縱觀國內外智慧教育理論研究和建設實踐，針對于智慧教育架構模型的研究尚不成熟，城域范圍內基礎教育的智慧教育架構模型更為缺乏。加之沈陽市智慧城市建設的需要，城域范圍的智慧教育研究迫在眉睫。

為此，筆者與研究團隊采用文獻分析法，通過對國內外學者智慧教育研究理論的梳理和對國內城市智慧教育建設的實地調研，結合沈陽市基礎教育發展實際，提出“智慧教育核心系統建構模型”。

3　智慧教育核心系統模型

筆者認為智慧教育的核心特征之一是利用物聯網、云計算等技術滿足學習者高度個性化學習需求，那么智慧教育核心系統的建設則成為實現智慧教育的關鍵前提。為此，研究團隊從教育教學活動參與角色分類出發，考慮基礎教育領域學生、教師、家長、教育管理人員的角色特點，提出適合沈陽市發展建設需要的智慧教育核心系統模型，即“一網兩庫六應用”模型（圖1）。

該模型按照云計算服務模式布局，最底層IaaS為“一網”，即教育城域網和數字校園。教育城域網為智慧教育核心系統的最底層部分，對于使用者是透明的，其作用主要是承擔信息高速公路的功能，負責教育教學活動過程中所產生的數據傳輸。數字校園則是教育城域網的延伸，起到連接人與教育城域網最后一公里的作用。其功能主要是利用物聯網技術將校園內設施設備信息和數據接入網絡，發揮各種設備對于教育教學過程中產生的數據的采集作用。

第二層為PaaS，即“兩庫”部分。兩庫的主要作用是對于通過教育城域網傳輸過來的海量數據進行過濾、歸類整理，形成“教育基礎數據庫”和“教育資源數據庫”。

教育基礎數據庫主要是記錄和管理包括學生、教師、教育管理者甚至是家長的基本屬性數據、生活數據、社會活動數據、校園活動數據和身體健康數據等基礎信息。基本屬性數據包括姓名、性別、出生年月日、身份證號碼、學籍號（工號）、隸屬單位等數據字段；生活數據主要是記錄教育活動參與人與社會企事業單位發生的資金、人事等活動記錄，如公交車小額消費、校園小額消費等；社會活動數據主要是記錄教育活動參與人涉及的科技館、博物館等場館學習，社區公益活動等非正式學習活動數據；校園活動數據主要是與學習活動相關的數據，包括課程表管理、學習時間、答題時間、解題習慣、試卷數據、校園考勤、校車運營、固定資產管理等；身體健康數據主要包含身體健康檢查數據、身體素質測試數據、營養配餐數據等。

教育資源數據庫是存儲、管理和供給數字化教育資源的數據庫。其應該滿足基礎教育幼兒園、小學、初中、高中全部學段（含職業技術教育領域）全部科目和全部教材版本的數字化資源覆蓋；要滿足國家課程、地方課程和校本課程三級課程建設的需要。

模型頂層為“六應用”，即六類教育服務應用，主要包括資源共享、教學互動、教研服務、精細管理、成長可視以及服務延伸六個應用類別（表1）。

表1　六類應用方向明細表

資源共享類應用應該滿足視頻資源、圖片資源、文字資源和聲音資源的共建共享服務，滿足教育教學參與人員的需求。

教學互動類應用應該支持學生網絡離線狀態的學習、網絡在線狀態的學習，以及基于平板電腦、手機等手持移動設備的泛在學習。

教研服務類應用主要包括促進教師專業成長和教師網上教研等業務功能。

精細管理主要是能夠為教育管理者提供教育決策支持、教育行政管理支持和教育輿情監測等教育管理功能。

成長可視主要是能夠為學生形成成長電子檔案，其主要功能應包括學生試卷分析、學生學業質量評價監測、學生體質健康監測、學生學習習慣管理等功能。

服務延伸主要是面向社會公眾，尤其是家長群體。利用家長學校，讓家長切身參與到未成年人的教育培養中；還要提供社區教育和終身教育等服務。

教育的最終目的是促進人的發展，智慧教育也必須堅持以人為本，為此，“一網兩庫六應用”的模型結構充分尊重了教育教學活動不同角色參與者的需要。

4　沈陽市智慧教育系統案例分析

沈陽市是全國15個副省級城市之一、區域中心城市，其教育信息化工作一直處于全國先進行列，所以沈陽市的教育信息化工作具有典型性和代表性。沈陽市政府于2015年提出智慧沈陽建設理念，智慧教育建設便成為沈陽教育工作的一項重大任務。

筆者與所在團隊一起，將沈陽市先期教育信息化建設成果進行匯總發現，90%的既有成果可以直接劃歸到智慧教育系統“一網兩庫六應用”模型中的相應層次部分；剩余既有成果，除去技術淘汰部分外，通過調整、優化、改造后也可以納入模型中。為此，筆者認為該模型對于“先硬件、后軟件、再人力、最后協同”的“類沈陽建設模式”城市具有較高適用性。

“類沈陽建設模式”一般是先期進行計算機、網絡等硬件設施設備的投入建設；然后開始大量地購買或者自建軟件資源；當軟件和硬件達到一定程度后，著力對教師教育技術能力水平進行提升；最后，從全局考慮，將軟件、硬件和人力資源一起協同開發。筆者認為只有到達軟硬件和人力系統發展的階段，才能夠開展智慧教育系統建設，這也充分證明了智慧教育是教育信息化的高級階段。

根據建設模型，目前沈陽智慧教育核心系統已經完成了沈陽教育網和三個級別的數字校園建設的“一網”工作；完成了沈陽教育資源公共服務平臺即教育資源庫的建設，該資源庫包含小學、初中、高中全學科全教材版本的各類資源覆蓋，對于幼兒園、職業教育、終身教育等領域的資源還有待開發，“一庫”工作取得豐碩成果；六類應用部分已經建設完成網絡教研、名師空間等應用。

就目前根據該模型調整和建設的沈陽智慧教育系統模型取得國內同行和教育行政部門的高度認可。全國23個城市先后率隊來沈陽進行智慧教育建設工作經驗的學習，沈陽智慧教育建設案例被教育部教育管理信息中心納入2015年教育廳局長培訓班課程。

5　小結

模型的提出彌補了國內基礎教育領域智慧教育建設的系統理論缺陷，為基礎教育信息化理論的研究提供了有益借鑒，為我國區域范圍智慧教育建設提供了高可操作性的模型范例。對于模型中的教育基礎數據庫的建設還需要通過后續的實踐工作去不斷地檢驗和完善，基于智慧教育系統為中心的智慧教育生態系統還需要不斷地深入研究。■

［1］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（12）：5-13.

G434

B

1671-489X（2016）14-0030-03

作者：蘭孝臣，沈陽市教育研究院，研究方向為基礎教育信息化（110031）。