一、智慧教育的研究背景

　　大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等信息技術(shù)的日趨成熟，推動了新一代科技革命，加速了教育的智能化發(fā)展，傳統(tǒng)教學(xué)開始向信息化、智能化方向發(fā)展。2008年，IBM在《智慧地球：下一代領(lǐng)導(dǎo)議程》中首次提出“智慧地球”概念后，教育界開始提出“智慧教學(xué)”概念。智慧教學(xué)的出現(xiàn)是大數(shù)據(jù)背景下教學(xué)改革的必然結(jié)果，其的基本理念是深度融合先進(jìn)的信息技術(shù)和教學(xué)實(shí)踐，幫助教師運(yùn)用智能的手段、模式，開啟學(xué)生之智，形成新時代的智能化的教育。

　　如何利用大數(shù)據(jù)技術(shù)創(chuàng)建智慧環(huán)境，包容傳統(tǒng)教育教學(xué)的各個方面，實(shí)現(xiàn)智慧教學(xué)。為了解決這個問題，近年來，越來越多的學(xué)者開展了應(yīng)用教育大數(shù)據(jù)的智慧教學(xué)的研究，如從“微課”、“慕課”、“翻轉(zhuǎn)課堂”等的具體形式入手探索基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的教學(xué)思維觀念和工作手段改革等理論研究。鄧光強(qiáng)從信息化的角度詮釋了智慧教學(xué)的內(nèi)涵，即智慧教學(xué)就是智慧教學(xué)環(huán)境的構(gòu)建過程。靖國平從狹義的智慧教育和廣義的智慧教育基本層次，明確了智慧教育的廣闊前景及其發(fā)展方向。但目前有關(guān)智慧課堂的研究比較泛化。因此，梳理智慧教學(xué)的概念，分析智慧教學(xué)的特征，闡述智慧教學(xué)框架構(gòu)建的解決方案，明確智慧教學(xué)的學(xué)習(xí)模型，可為開展智慧教學(xué)提供一定的理論和實(shí)踐依據(jù)。

　　二、智慧教學(xué)的概念與技術(shù)特征

　　一種較為流行的觀點(diǎn)認(rèn)為，智慧教學(xué)是一種最直接的、幫助人們建立完整智慧體系的教育方式，其教育宗旨在于引導(dǎo)你發(fā)現(xiàn)自己的智慧，協(xié)助你發(fā)展自己的智慧，指導(dǎo)你應(yīng)用自己的智慧，培養(yǎng)你創(chuàng)造自己的智慧。本文從信息化視角定義智慧教學(xué)，即教育信息化，是指通過在教育領(lǐng)域(教育管理、教育教學(xué)和教育交互)運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)校園信息采集、處理、存儲和應(yīng)用的數(shù)字化過程，旨在擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)教育的時間和空間維度，通過創(chuàng)新的教育理念和教育手段，協(xié)助學(xué)生發(fā)現(xiàn)智慧、發(fā)展智慧，重塑數(shù)據(jù)化、智能化的現(xiàn)代教育系統(tǒng)。

　　信息化視角的智慧教學(xué)具備管理精準(zhǔn)化、指導(dǎo)個性化、互動立體化、服務(wù)智能化四個鮮明的技術(shù)特性。

　　(一)管理精準(zhǔn)化

　　大數(shù)據(jù)背景下，通過移動互聯(lián)網(wǎng)、“微課”、“慕課”、“云課堂”等移動互聯(lián)應(yīng)用平臺綜合數(shù)據(jù)來源，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時精確采集。并在組織、整合和提煉采集數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過訓(xùn)練和擬合形成自動化的教學(xué)決策模型，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)學(xué)校從基礎(chǔ)學(xué)業(yè)、數(shù)字化教與學(xué)到綜合素質(zhì)評價的全過程精細(xì)化管理。

　　(二)指導(dǎo)個性化

　　傳統(tǒng)的優(yōu)勢教育資源和經(jīng)驗(yàn)與新科技有機(jī)結(jié)合，智慧學(xué)習(xí)過程中，教與學(xué)的參與者的各類信息能夠被智慧環(huán)境及時感知。通過大數(shù)據(jù)挖掘和分析這些感知數(shù)據(jù)，找出行為規(guī)律，定期為教師提供簡明的總結(jié)性評價與學(xué)習(xí)診斷，根據(jù)評估結(jié)果，智能推薦合適的學(xué)習(xí)資源。

　　(三)互動立體化

　　"互動式"教學(xué)是一種教學(xué)模式，即將課堂教學(xué)過程看作是動態(tài)的"教學(xué)互動"過程。通過智慧教學(xué)環(huán)境，"互動式"教學(xué)的實(shí)現(xiàn)方式更加多樣化，除了課堂內(nèi)的師生互動，師生還可以借助智能化的互聯(lián)應(yīng)用平臺，實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生的立體、高效、持續(xù)的互動交流。

　　(四)服務(wù)智能化

　　智慧教學(xué)環(huán)境可以記錄管理者、家長、教師、學(xué)生的各方面數(shù)據(jù)，再利用數(shù)據(jù)挖掘算法進(jìn)行文本分析，從而提供具有說服力的過程性評價和總結(jié)性評價報告，形成用數(shù)據(jù)說話、用數(shù)據(jù)決策、用數(shù)據(jù)管理，利用數(shù)據(jù)開展精準(zhǔn)服務(wù)的驅(qū)動力。

　　三、智慧教學(xué)教育云基礎(chǔ)架構(gòu)

　　根據(jù)教育部《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃》總體部署要求，本文智慧教學(xué)的平臺搭建以“三通兩平臺”的總體目標(biāo)框架為引領(lǐng)，打通“云、管、端”為解決思路，提出如圖1所示的智慧教學(xué)教育云基礎(chǔ)架構(gòu)。該教育云架構(gòu)通過分布式構(gòu)建教育云，實(shí)現(xiàn)對兩個平臺的支撐，并保障區(qū)域內(nèi)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的全面分享;全流程的教學(xué)平臺，包括互動課堂、錄播教室等，更進(jìn)一步的支持各類教學(xué)模式的開展與研討，促進(jìn)教學(xué)改革。通過家校溝通平臺，家長可以對學(xué)生學(xué)習(xí)生活過程和結(jié)果進(jìn)行全面了解，同時也能幫學(xué)生接入教學(xué)資源和應(yīng)用。

　　四、智慧教學(xué)閉環(huán)學(xué)習(xí)過程模型

　　在完成智慧教學(xué)硬件環(huán)境搭建的基礎(chǔ)上，我們來進(jìn)一步討論智慧教學(xué)學(xué)習(xí)過程模型，這是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化教學(xué)的關(guān)鍵。智慧教學(xué)學(xué)習(xí)過程模型如圖2所示。該學(xué)習(xí)過程分為以下幾部分：

　　(1)數(shù)據(jù)源模塊。在教學(xué)和管理過程中會產(chǎn)生不同形式的數(shù)據(jù)，如過程性數(shù)據(jù)、結(jié)果性數(shù)據(jù)等，采集這些數(shù)據(jù)形成原始教學(xué)數(shù)據(jù)集。

　　(2)優(yōu)化數(shù)據(jù)模塊。在大數(shù)據(jù)平臺下，面向海量跨媒體數(shù)據(jù)的稀疏性、高維性、非結(jié)構(gòu)化、包含噪聲等問題，所以利用聚類算法和去噪技術(shù)對多模態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到教學(xué)數(shù)據(jù)集。

　　(3)數(shù)據(jù)挖掘模塊。首先，利用文本分析方法對建立的教學(xué)數(shù)據(jù)集進(jìn)行結(jié)果評估;其次，依據(jù)評估報告實(shí)現(xiàn)教學(xué)計(jì)劃調(diào)整，教學(xué)策略優(yōu)化;最后，利用機(jī)器學(xué)習(xí)的智能推薦算法，實(shí)現(xiàn)平臺資源的智能化、個性化推薦。

　　五、結(jié)束語

　　我們已經(jīng)進(jìn)入了一個“以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析實(shí)現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)”的大數(shù)據(jù)時代，大數(shù)據(jù)正在改變教育的生態(tài)環(huán)境和運(yùn)作模式，而智慧教學(xué)是信息時代教育教學(xué)的新方向。本研究在給出智慧教學(xué)的定義和特性分析的基礎(chǔ)上，提出了智慧教學(xué)模式的云搭建方案，并分析了智慧教學(xué)學(xué)習(xí)過程模型，以期為以后的研究提供借鑒。

　　推薦閱讀：《大數(shù)據(jù)》的辦刊宗旨是“以開放、創(chuàng)新姿態(tài)，推動大數(shù)據(jù)技術(shù)的研究與應(yīng)用，促進(jìn)技術(shù)交流，推廣創(chuàng)新成果，服務(wù)大數(shù)據(jù)社會”。