大家好，我是小棗君。
上周，我給大家介紹了一下什么是智慧城市（鏈接）。今天，我們繼續(xù)探討關(guān)于“智慧”的話題，聊聊信息通信技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用。
之前介紹智慧城市的時候，我就說過，現(xiàn)在到處宣傳的所謂“智慧XX”，大部分只是“數(shù)字XX”、“網(wǎng)絡(luò)XX”、“互聯(lián)網(wǎng)XX”換了個名字，蹭了蹭人工智能的熱點，提升了一下檔（bī）次（gé）。
和智慧城市一樣，智慧教育也分為廣義和狹義兩種概念。
廣義的智慧教育，可以直接理解為“教育信息化”。對于教育信息化，官方定義是這樣的：在教育領(lǐng)域（教學(xué)、管理和科研），全面運用現(xiàn)代信息通信技術(shù)，促進教育改革與發(fā)展的過程和方法。
簡單來說，凡是教育與信息、通信科技進行結(jié)合的場景，都是廣義的智慧教育。
狹義的智慧教育，必須擁有“真·智慧”。
什么是“真·智慧”？當(dāng)然是AI人工智能！
所以，狹義的智慧教育，可以這么定義：運用AI算力和算法，對教學(xué)場景進行智能化升級，改善教學(xué)體驗，提升教學(xué)效果的技術(shù)和方案。
我們現(xiàn)在看到的大部分智慧教育，均是指廣義的智慧教育，也就是教育信息化。（注：我們接下來文章里提到的智慧教育，如無特殊說明，也是指廣義智慧教育。）
任何的“智慧XX”，均是以“XX產(chǎn)業(yè)”為主，數(shù)字科技為輔。5G、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能，全部是賦能科技。想要賦能成功，必須先深入研究產(chǎn)業(yè)本身。
限于篇幅，小棗君只能先簡單介紹一下教育這個行業(yè)。
教育，是人類可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，也是國民最為關(guān)注的領(lǐng)域。尤其是在中國，教育一直都是非常敏感的話題，是社會輿論的焦點。
從角色上來看，教育行業(yè)包括教師、學(xué)生、家長、學(xué)校管理者等參與者。從單位上來看，包括學(xué)校、政府教育主管部門，教育行業(yè)企業(yè)等。教育行業(yè)企業(yè)，為教育提供相關(guān)軟硬件產(chǎn)品和服務(wù)，類別繁多。
從教育階段來看，分為學(xué)歷教育和非學(xué)歷教育。
學(xué)歷教育主要包括以下階段：學(xué)前教育、初等教育、中等教育、高等教育。非學(xué)歷教育主要包括培訓(xùn)、進修等，本文暫不討論。
不同的教育階段（例如高中和大學(xué)），教育方式有很大的不同，教學(xué)機構(gòu)（學(xué)校）的架構(gòu)流程、系統(tǒng)平臺也有很大的區(qū)別。
一直以來，我們國家都非常重視對教育的投入。國家財政性教育經(jīng)費占GDP的比重，基本保持在4%以上。
在這筆巨額支出中，專門針對教育信息化的投入，占了不小的比例。
根據(jù)2011年6月國家教育部發(fā)布的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》，各級政府在教育經(jīng)費中列支教育信息化的經(jīng)費，不得低于8%。2021年，教育信息化資金投入接近4000億人民幣。
我國真正開始推動教育信息化，是上世紀(jì)90年代。部分同學(xué)應(yīng)該記得，那時候很多學(xué)校都建設(shè)了電教室、多媒體教室以及計算機機房。
進入21世紀(jì)后，我們的教育信息化開啟了“1.0”時代。國家提出“校校通”工程、“農(nóng)遠(yuǎn)”工程，普及信息技術(shù)教育，加快教育信息化基礎(chǔ)設(shè)施投資，推動教育信息資源建設(shè)和人才培養(yǎng)。2010年后，更是明確提出“三通兩平臺”建設(shè)，力推信息化落地。
經(jīng)過教育信息化1.0的建設(shè)，我們的教育信息化程度逐漸躍居世界先進行列。舉例來說，截止至2019年底，全國中小學(xué)互聯(lián)網(wǎng)接入率已經(jīng)從25%提升到98.4%，而多媒體教室的比例，也從不足40%提升到90.2%。
從2018年開始，我們國家又提出了“教育信息化 2.0”，目標(biāo)是2022年基本實現(xiàn)“三全兩高一大”。
2.0相比1.0，強調(diào)三個轉(zhuǎn)變：從教育專用資源向教育大資源轉(zhuǎn)變，從提升師生信息技術(shù)應(yīng)用能力向提升其信息素養(yǎng)轉(zhuǎn)變，從融合應(yīng)用發(fā)展向創(chuàng)新發(fā)展轉(zhuǎn)變。大家如果有興趣，可以課后深入研究一下（圈重點）。
在《2020年教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全工作要點》中，國家又提出啟動“百區(qū)千校萬課”引領(lǐng)行動，打造區(qū)域性標(biāo)桿，以此推動各地智慧教育建設(shè)水平的提升。
以上，就是國家宏觀政策的大致情況。
除了政策之外，推動智慧教育的另一個動力來自信息技術(shù)的快速發(fā)展。
這方面我就不多說了，大家都很熟。物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能的崛起，使得教育信息化工作從網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化開始向云化、智能化方向發(fā)展?，F(xiàn)有的教育信息化場景，開始發(fā)生變革，新技術(shù)正在積極尋求落地，企業(yè)們也躍躍欲試。
前面我們說了，教育是一個敏感的話題，也是民眾關(guān)注的熱點。
從大環(huán)境來看，教育有幾個非常明顯的發(fā)展趨勢，將會對教育信息化造成深遠(yuǎn)影響。
首先，就是教改進入深水區(qū)，遇到的困難和阻力越來越大。
教改是國家戰(zhàn)略，一共有10大試點任務(wù)，詳情可以查看國務(wù)院辦公廳2010年發(fā)布的《關(guān)于開展國家教育體制改革試點的通知》。
站在民眾的角度，教育資源不均衡，子女升學(xué)壓力大，內(nèi)卷嚴(yán)重，產(chǎn)生了極大的焦慮和抱怨情緒。站在國家的角度，實現(xiàn)民族振興和科技強國戰(zhàn)略，需要大量的專業(yè)人才。
因此，從上到下，社會各界對教育的期望值不斷增加，對學(xué)校和老師的要求不斷增加。
第二個大背景，就是新冠疫情。
去年開始爆發(fā)的新冠疫情，導(dǎo)致全球范圍內(nèi)很多學(xué)校停課。我們國家提出了“停課不停教、停課不停學(xué)”的要求，于是，掀起了史無前例的教育“大遷徙”，整個教育模式和教育資源，都隨之發(fā)生巨變。
總的來看，教育有以下發(fā)展趨勢：
1、教育泛在化：教育的實施，必須突破時間和空間的限制，在任何時間任何地點，都應(yīng)該允許訪問教育資源，享受教育服務(wù)。
2、教育終身化：從學(xué)歷教育向終身教育轉(zhuǎn)變，教育過程不再局限于25歲以下的年齡段。
3、教育公平化：教育資源將實現(xiàn)公平分配和流動，縮小地區(qū)差異。
4、教育個性化：統(tǒng)一化教學(xué)向個性化教學(xué)演變，灌輸式教學(xué)向啟發(fā)式教學(xué)演變。
5、教育數(shù)智化：
（1）教育內(nèi)容和資源升級換代，數(shù)字化內(nèi)容將進一步取代紙質(zhì)內(nèi)容；
（2）教學(xué)形式和場景發(fā)生演變，傳統(tǒng)的老師板書講解將需要調(diào)用更多形式的教學(xué)資源，考驗老師的資源獲取能力和整理能力；
（3）教學(xué)場景網(wǎng)絡(luò)化、物聯(lián)化、虛擬化，沉浸式教學(xué)將會被更多地運用；
（4）AI人工智能在教育領(lǐng)域的落地場景，將會增加；
（5）教學(xué)管理流程的數(shù)字化，教學(xué)管理平臺和資源平臺進一步實現(xiàn)云化，由系統(tǒng)對教學(xué)過程進展支撐，提高管理效率。
接下來，我們具體看看，教育信息化與“大物云移智”結(jié)合，到底會如何改變我們的教育場景。
我們將教育信息化場景分為兩個大類，一類是教學(xué)場景，一類是非教學(xué)場景。
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教學(xué)場景的智慧化
教學(xué)是教育最重要的場景。這個場景的參與者，包括了施教人（老師）和被教人（學(xué)生）。
教學(xué)是配合的過程，既包括了老師的教，也包括了學(xué)生的學(xué)。要想實現(xiàn)最佳的教學(xué)效果，既要求老師經(jīng)驗豐富、水平高超、準(zhǔn)備充分，也要求學(xué)生勤奮要求、積極思考、認(rèn)真預(yù)習(xí)。此外，還需要優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源、舒適的教學(xué)環(huán)境、齊套的軟硬件設(shè)施。
教育信息化作為一種輔助手段，不能替代老師講課，也不能替代學(xué)生聽課。它的作用，主要是管理教學(xué)資源，改善教學(xué)環(huán)境，支撐教學(xué)流程。
（1）智慧教室
在改善教學(xué)環(huán)境方面，最典型的應(yīng)用就是對教室的改造。
教室是傳統(tǒng)教學(xué)的主要場所。以前，我們只是通過安裝多媒體影音設(shè)施，推動多媒體教室的普及。如今，基于各種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，教室已經(jīng)變得更加網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化。
智慧教室想象圖
教室的黑板，逐漸變成電子白板，可以通過觸摸等方式進行演示；教室的空調(diào)、照明、窗簾，可以通過溫濕度傳感器進行自動調(diào)節(jié)；教室的煙霧傳感器，可以在發(fā)生火災(zāi)時及時報警；教室的智能門禁，可以控制外來人員的進出；教室的智能音箱，可以播報學(xué)校的通知，以及課間音樂……
攝像頭，作為重要的信息采集終端，也進入了教室。
以往，攝像頭主要用于監(jiān)控記錄教室里發(fā)生的意外情況?，F(xiàn)在，AI攝像頭的出現(xiàn)，使得功能進一步擴大。已經(jīng)有學(xué)校用它來進行學(xué)生考勤管理，通過人臉識別，判斷哪些同學(xué)逃課，判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，注意力是否集中，是否打瞌睡，是否走神，等等。
當(dāng)然，AI攝像頭侵犯了學(xué)生的隱私空間，目前也存在較大的爭議。
（2）沉浸式互動
現(xiàn)在，很多學(xué)校在教學(xué)過程中，引入了沉浸式體驗教學(xué)，甚至專門建設(shè)了沉浸式互動教室。
沉浸式互動，大家一聽就明白，就是借助VR/AR技術(shù)，讓學(xué)生身臨其境，進行教學(xué)。這種體驗，完全是文字或傳統(tǒng)視頻影像無法給予的。未來，可能還會誕生全息投影方式的教室，效果更加奇妙。
VR/AR和全息技術(shù)，還可以應(yīng)用于仿真環(huán)境搭建、實操型培訓(xùn)，提升學(xué)生的實際操作能力，降低基礎(chǔ)設(shè)施成本。
這些技術(shù)的落地，對計算速度和網(wǎng)絡(luò)連接能力要求極高，背后是來自邊緣計算、5G、Wi-Fi 6、全光網(wǎng)絡(luò)的幫助。
（3）遠(yuǎn)程教學(xué)
除了現(xiàn)場教學(xué)之外，現(xiàn)在更受關(guān)注的是遠(yuǎn)程教學(xué)。
前面我們提到，新冠疫情肆虐，各個學(xué)校紛紛大力開展線上教學(xué)。其實，疫情出現(xiàn)之前，線上教學(xué)就已經(jīng)是大勢所趨，只不過疫情的到來，狠狠地助推了一把。
線上教學(xué)的兩個根基，一個是直播教學(xué)實施平臺，另一個是教學(xué)資源管理平臺。
直播平臺方面，目前國內(nèi)雖然有一些公司開發(fā)了專門用于直播的平臺，但性能不足，容易卡頓甚至掉線（尤其是疫情期間，接入量暴增）。所以，很多學(xué)校干脆使用Zoom、騰訊會議、WeLink這樣的遠(yuǎn)程會議系統(tǒng)，也能基本滿足在線授課需求。
教學(xué)資源管理平臺方面，各地學(xué)校大部分選擇了自建平臺，專門用于存儲本校老師的授課視頻。也有一些公共平臺，例如慕課網(wǎng)、網(wǎng)易云課堂、騰訊課堂等，被用于教學(xué)資源的存儲。
這塊的主要問題，在于課程內(nèi)容的質(zhì)量層次不齊，且各自封閉，無法實現(xiàn)充分共享。此外，平臺的使用體驗差，缺乏完善的運維，也影響了普及推廣。
在技術(shù)方面，遠(yuǎn)程教學(xué)主要依賴音視頻編解碼技術(shù)和云計算技術(shù)的支撐。非技術(shù)角度，民眾關(guān)注的重點在于，長期使用電子產(chǎn)品進行學(xué)習(xí)，是否會有學(xué)生的健康造成損害。
（4）教學(xué)輔助
對于演員來說，“臺上十分鐘，臺下十年功”。對于老師，其實也是如此。課堂上的教學(xué)，離不開課堂外的充足準(zhǔn)備。
老師的核心需求在于：一、有豐富的教學(xué)資源進行支撐；二、有實用的教學(xué)輔助平臺，幫助對教學(xué)過程進行管理，使自己從繁瑣的重復(fù)勞動中抽身。
教學(xué)資源就不用多說了，主要看各個學(xué)校是否有資源存儲平臺，有資源建設(shè)和沉淀的能力，有教研組教學(xué)體系的支持。
我們重點看看教學(xué)輔助平臺。教學(xué)輔助平臺非常重要，它的涵蓋范圍包括：排課管理、作業(yè)管理、考試管理、考勤管理等。
排課管理：隨著課程數(shù)量和班級數(shù)量的大幅增加，傳統(tǒng)人工排課方式難度加大（尤其是高等教育排課）?，F(xiàn)在，數(shù)字化排課、AI智能排課被越來越多的學(xué)校采用，效率更高，排課結(jié)果更加合理。
作業(yè)管理：作業(yè)的布置、收集和批閱，占用了老師很多的時間和精力。現(xiàn)在，有學(xué)校借助軟件APP，部署作業(yè)，批閱作業(yè)。未來，作業(yè)可能會實現(xiàn)無紙化，借助混合圖文識別，系統(tǒng)自動批閱學(xué)生的手寫作業(yè)，并對作業(yè)提交情況匯總，輸出結(jié)果統(tǒng)計分析（分?jǐn)?shù)統(tǒng)計分布、易錯題分析）。
目前，基于圖像識別和人工智能的“AI解題”技術(shù)正在興起。通過拍攝試題，系統(tǒng)可以智能解題。
考試管理：考試也是一樣。教學(xué)輔助平臺實現(xiàn)智能組卷，個性化出題，自動閱卷評分，成績自動錄入和智能分析，降低老師的工作量。學(xué)生和家長可以自主查詢成績結(jié)果。系統(tǒng)還可以根據(jù)分析結(jié)果，找出薄弱環(huán)節(jié)，輸出針對性改進建議。
除了圖文識別外，現(xiàn)在借助AI語音識別，還可以進行口語測評、答辯。
教學(xué)輔助平臺的作用還有很多，它貫穿于教、學(xué)、練、測等各個環(huán)節(jié)。
它可以幫助老師大幅減少重復(fù)勞動，提升教學(xué)效率，讓更多的精力投入到更有價值的工作中。它還可以對學(xué)生成績、作業(yè)等數(shù)據(jù)進行分析，摸清學(xué)生當(dāng)前的學(xué)習(xí)狀態(tài)和進度，找到學(xué)習(xí)的薄弱環(huán)節(jié)、知識點盲區(qū)，進而提醒老師進行重點關(guān)注，或者AI人工智能直接干預(yù)，推送薄弱環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)資源。
AI助教
教學(xué)輔助平臺，可以部署于私有云、公有云或混合云。平臺的背后，可能是整個學(xué)校甚至教育體系的統(tǒng)一平臺。平臺的身份鑒權(quán)，采用統(tǒng)一的身份認(rèn)證系統(tǒng)，基于身份證號、老師工號、學(xué)生學(xué)號，以及指紋、人臉，鎖定ID的唯一性，進行各功能模塊的權(quán)限分配和數(shù)據(jù)打通。
進一步擴展的話，平臺還可以支撐全校師生對學(xué)校資源的使用，例如圖書館、體育館、食堂等，進行統(tǒng)一授權(quán)、記賬和行為記錄。
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非教學(xué)場景的智慧化
非教學(xué)場景，主要是學(xué)校管理者重點關(guān)注的教務(wù)場景，以及政府教育主管部門關(guān)注的政策執(zhí)行場景。
學(xué)校其實是一種特殊的企業(yè)。站在校長的角度，除了教學(xué)工作之外，學(xué)校還有很多事情需要操心，例如科研（高校）、行政、黨建、后勤、財務(wù)、人事、基建、安全等等。
大部分系統(tǒng)的數(shù)字化信息化，和正常的企業(yè)其實差不多。限于篇幅，我們不再贅述。
我們簡單舉例，聊聊智慧校區(qū)。
智慧校區(qū)是智慧園區(qū)的一種特殊形式，應(yīng)用場景比較廣闊（尤其是在高等院校里面）：
安全管理方面，通過智能門崗門禁，可以防范非法人員的侵入，可以協(xié)助疫情管控；通過部署攝像頭，可以監(jiān)控校區(qū)內(nèi)火災(zāi)、事故和異常人員流動，防止發(fā)生人身傷害；AI攝像頭，可以監(jiān)控人員跌倒、踩踏、打斗、霸凌；通過部署電子圍欄，可以防止未成年人的走失。
資源管理方面，通過物聯(lián)網(wǎng)和云平臺，可以有效調(diào)配教室、實驗室、體育場館資源。智能宿舍，可以幫助改善學(xué)生的生活條件和體驗。
食品安全方面，借助傳感器，可以監(jiān)控食堂安全環(huán)境；借助平臺，可以對食物進行樣本留存、溯源。
交通運輸方面，引入無人擺渡車，可以方便師生的出行；引入無人物流車，可以快速進行快遞派送；引入無人巡邏車，可以有效震懾犯罪，提升師生安全感。
諸如此類的園區(qū)智慧化應(yīng)用，還有很多。我們還可以引入數(shù)字孿生技術(shù)，建設(shè)數(shù)字孿生校園，監(jiān)控管理學(xué)校的方方面面。
站在教育主管部門（教育局、教育廳）的角度，借助教育信息化平臺，可以統(tǒng)籌學(xué)區(qū)內(nèi)的教育資源，宣貫國家教育政策，推動校際教學(xué)交流，收集群眾對教學(xué)質(zhì)量的評價。
前面小棗君用很大的篇幅給大家介紹了信息化（數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智慧化）的落地場景。其實，智慧教育的本質(zhì)，就是教育行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
把所有的信息都數(shù)字化，對數(shù)據(jù)進行清洗、治理，形成數(shù)據(jù)資產(chǎn)。然后，在數(shù)據(jù)中挖掘價值，這就是最終目標(biāo)。
在過去，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不成熟，軟件體驗不完善，硬件性能不夠強，成本也不夠低，是教育信息化無法全力推進的主要原因。
如今，相比技術(shù)瓶頸，更大的問題其實來自于人和制度流程。我們信息化人才數(shù)量不夠，而且，從管理者到使用者，數(shù)字化意識明顯不足。
這就導(dǎo)致，近年來各地教育信息化雖然花了很多錢，但是并沒有達到預(yù)期的效果。
智慧教育的問題，歸納來說就是三個方面：
1、數(shù)據(jù)沒有來源或收集的數(shù)據(jù)不規(guī)范
有了平臺之后，最煩人的事情就是填數(shù)據(jù)。為了平臺而平臺，讓師生填報數(shù)據(jù)，增加了師生的工作量，引起反感。
物聯(lián)網(wǎng)或系統(tǒng)自動采集生成的數(shù)據(jù)，過于混亂，還有很多不規(guī)范的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，沒有辦法利用起來。
2、數(shù)據(jù)無法流通和共享
因為管理上的問題，以及對安全的顧慮，部門之間的數(shù)據(jù)不共享，平臺與平臺之間封閉，形成了數(shù)據(jù)孤島。
3、數(shù)據(jù)治理能力不足
即便是有了數(shù)據(jù)，很多學(xué)校不具備數(shù)據(jù)治理的能力，不懂得如何挖掘數(shù)據(jù)中的價值，不知道如何將數(shù)據(jù)與自身現(xiàn)有的工作流程相銜接。也可能在一開始就沒做好頂層設(shè)計，導(dǎo)致迷失在海量的數(shù)據(jù)之中。數(shù)據(jù)，反而變成了負(fù)擔(dān)。
總而言之，和所有的“智慧XX”一樣，在沒有解決法律法規(guī)、流程制度、組織架構(gòu)、觀念意識、職責(zé)分工問題之前，都不可能成功。
智慧教育的產(chǎn)業(yè)鏈和智慧城市非常類似，也分為硬件設(shè)備商、軟件服務(wù)商、集成服務(wù)商、綜合解決方案提供商等。這些不再贅述。
值得一提的是，教育行業(yè)本身就存在很多頭部企業(yè)，例如新東方、好未來（學(xué)而思）等。他們資金、技術(shù)和人才等方面都擁有雄厚的實力，除了教育內(nèi)容資源建設(shè)之外，也在努力向教育信息化領(lǐng)域延伸。
智慧教育產(chǎn)業(yè)圖譜（來源：億歐智庫）
教育信息化行業(yè)還有很多中小型企業(yè)，專門做某一細(xì)分領(lǐng)域的軟硬件解決方案。同質(zhì)化競爭下，這些企業(yè)的生存難度有所增加，無力進行長期的產(chǎn)品研發(fā)和迭代，后續(xù)可能會被加速兼并整合。
好了，終于要寫完了。洋洋灑灑六千多字，能看到這里的，都是真愛。
最后我來總結(jié)一下：
請大家記住，教育的本質(zhì)是人，這一點是無法改變的。
教室安裝再多的攝像頭，也不能提高學(xué)生的聽課效率；人工智能再厲害，也不能讓孩子擺脫自主做題；VR教學(xué)再強大，也取代不了老師。所以說，技術(shù)永遠(yuǎn)是手段，只能起輔助性的作用。
雖然我們可以使勁地吹噓教育信息化帶來的各種好處，但是，我們無法否認(rèn)，教育信息化目前并沒有觸及教育矛盾的核心，那就是教育資源的緊缺問題、教育公平性問題、教育理念問題。
教育改革還有很長的路要走，教育信息化也是一樣。
—— The End ——
參考文獻：
1、2021智慧教育發(fā)展研究報告，億歐智庫
2、疫情下的教育信息化，教育信息化資訊
3、CIO視角：信息化如何支撐大學(xué)治理，教育信息化資訊
4、論道新基建下的教育信息化新常態(tài)，雷鋒網(wǎng)
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