智慧校园建设应用新发展

智慧校园建设与应用新发展

1.从数字校园到智慧校园

今天的主题是"智慧校园建设"，不得不从"智慧教育"的概念说起。我把智慧教育的原创观点归功于钱学森，因为他1997年提出了培养"大成智慧"的教育理念。

钱学森是我国国防科技元勋，他发现一些国防大项目的领军人物不仅科技知识深厚，而且大多懂哲学、人文等，便很有感触，提出如何培养具有"大成智慧"人才的战略构想。曾有专家向钱学森请教大成智慧的英文译名，钱老提出两种译法，其中之一是"Wisdom in Cyberspace"（网络信息空间中的智慧），这个说法跟我们现在说的以信息化促进智慧教育十分吻合，所以我们可以把钱学森的大成智慧说作为智慧教育研究的出发点。

2008年，IBM公司提出"智慧星球"的概念，引发了智慧城市、智慧交通、智慧医疗等方面研究与应用，自然想到还应该有"智慧教育"，其英文名称是smart education。这个英汉对译存在一些争议，因为smart是机智灵活的意思，而wisdom才对应"智慧"。什么是智慧？我很喜欢华东师范大学已故哲学家冯契教授的界定，他在晚年用文言文写了一本《智慧说》，其中说道：智，法用也；慧明道也；智慧，道法也。

另外，知识管理专家认为从数据、信息、知识到智慧的提升与情境关联性密不可分，并且智慧是面向未来的创新能力。

智慧教育的核心技术是智慧计算（smart computing），被认为是计算技术史上的第四次浪潮（前三次为主机计算、个人计算、网络计算），可以概括为五大特征：境觉、分析、抉择、行动、溯因。其中境觉包括环境感知、情境感知、社会感知，对于智慧系统来说是最基本的、必需的功能。教育界人所熟知的多元智能，其英文名称是Multiple Intelligences，但近年出现了用Smart代替Intelligence的趋向，比如语言智能叫做word smart，数理逻辑智能叫做number smart，身体运动智能叫做body smart。我倡导的智慧教育把wisdom、intelligent、smart整合在一起，代表道、法、术三者在教育教学中融合。

有个美国网站上提出这样一个问题：如果我们现在需要智慧学习，难道我们有过愚笨学习吗？此话给我很大的启发，我就采用逆向思维方法，给愚笨教育"画像"，仔细一想，还真的发现很多愚笨教育现象，例如：凡是造成学生高负担、低成效的教育是愚笨的教育；凡是以书本为上、忽视实践能力发展的教育是愚笨的教育；凡是抹杀个人特性、拒绝因材施教的教育是愚笨教育。如此等等，不胜枚举。我们教育的本意是让人脱离愚昧，但为什么愚昧性却与许多教育过程形影相随，挥之不去，这是值得我们反思的问题。

我是2012年开始关注智慧教育的研究，提出智慧教育的初步定义（为了抛砖引玉吧）：智慧教育是利用先进的信息技术来构建智能化的环境，使得师生能够开展高效能的教与学方法，能为学习者提供最合适的个性化学习服务，使他们从不能变为可能，从小能变为大能，从而培养具有良好的价值取向、较高的思维品质、较强的思维能力的人才。这也是我们发展智慧校园的一个目标。我们从数字化教育转向智慧教育，就是为了实现这个目的。

我做了一个关于智慧教育的图示，把智慧教育的英译改成Smarter Education，用了以一个比较级Smarter，是为了避免要么智慧、要么愚笨的二元对立，追求越来越灵巧、越来越有智慧的教育，没有最好，只有更好，鞭策我们自己不断进取。为了实现这个理念，我们必须运用先进信息技术来构建智能化教育环境，包括智慧终端、智慧校园、智慧教室、智慧实验室、智慧教育云等，再加上智慧的教学法，这样才能培养智慧型的人才。

我们现在积极推行智慧教育，有可能找到求解"钱学森之问"的钥匙。2005年，时任国家总理的温家宝去看望病中的钱学森，钱老还十分关心教育，他问道："为什么我们的学校总是培养不出创新人才？"这句话被媒体命名为"钱学森之问"。所以，我们现在践行智慧教育，用信息化促进教育创新发展，实在是责任重大，使命光荣。

2.智慧校园的技术发展

如何从数字校园变成智慧校园的？这两者之间有什么差别？目前，我们提炼出智慧校园环境的十大特征：

1、位置感知：感知学习者的物理位置；

2、情境感知：探测学习者在不同场景以及他与谁在什么时间、地点做什么；

3、社会感知：感知个人与他人之间的社会关系；

4、互操作性：不同学习资源、服务和平台之间的互联互通；

5、无缝连接：在任何设备以任何连接时，提供持续的服务会话；

6、适应性：根据个人学习偏好和需求推送最合适的学习资源；

7、泛在性：随时随处通过与环境互动获得感兴趣的学习资源；

8、全程记录：记录学习历史数据，便于数据挖掘和深入分析，作出科学合理的评价、建议以及推送相应的服务；

9、自然交互：利用多种感官及肢体语言开展人机互动，如语音、姿势、表情识别；

10、深度参与：沉浸于技术丰富环境中开展多向互动，获得平常难以企及的体验。

当然，一个具体的信息化教育环境不可能全部符合这十条，能达到三、五个已经不错了。所以我们对智慧校园应该有新的认识，不能把它等同于数字校园，也不能硬把普通数字校园贴上智慧校园的标签。

从技术上看，智慧校园系统可以看作为一个三层架构: 第一层是云计算（Cloud computing），其实质是把网络中服务器的功能虚拟化；第二层是雾计算（Fog computing），即把终端虚拟化，我们现在终端品种很多，如果为每个终端设计独立的信息格式，是没法交换的；第三层叫群计算（Swarm computing），与物联传感技术相关，在物理环境中安装很多联网的传感器，它们体积很小，数量众多，像昆虫群落一样。既然网络中的服务器功能通过云计算技术虚拟化了，终端功能通过雾计算技术虚拟化了，那么网络中的交换机、路由器功能可以虚拟化吗？能，这个技术就叫SDN（软件定义网络）技术。华为公司已经实现了这项技术，并且产生了基于SDN的敏捷校园网解决方案iCampus，还提出的智慧校园的几个维度：科学的决策系统、实时地控制、泛在宽带的互联、便捷的服务、面向服务的计算、透彻地感知。

现在大家都在讲大数据的问题，我看到涂子沛写了一本《大数据》，封面上有句话：除了上帝，任何人都要用数据来说话。美国教育部组织专家出了一本如何做教育数据分析的专题报告。我认为教育大数据的价值归结为三点：精准决策、个性服务、优化结果。但数据类型很多，我们怎么进行有效管理又是一个问题，因此我们开始研究智慧校园系统中的数字治理问题。

智慧校园包括很多功能板块，例如智慧课堂、智慧实验室、智慧教管、智慧家校通、智慧节能、智慧校安等。其中最重要的是改善师生关系，做到以学生为主体，为学生提供个性化服务。我们现在需要研究怎么构建无缝学习平台，把课内课外、校内校外顺畅地沟通起来。但有一个问题，如果学生没有平板电脑，学生和老师如何开展课堂互动？我看到一个简易的方案：教师可以用笔记本上的摄像功能扫描学生的批量答题卡，用智能手机识别学生手持的二维码应答卡，用低成本技术来实现课堂互动。

3.智慧校园的应用发展

目前，数字化校园有三大热点：视频微课、翻转课堂、MOOCs。