智慧教育的理论框架、
实践路径、发展脉络及未来图景

移动互联网、人工智能、大数据、区块链等现代信息技术引发了深刻的社会变革，教育也面临着反思和重建的重大机遇。智慧教育是教育从传统时代走向数字时代乃至未来指数时代的必然选择。借助“走向智慧教育时代的教育变革与创新暨祝智庭教授学术思想研讨会”契机，本文对祝智庭教授及其团队的智慧教育理论框架、实践路径及未来图景进行了梳理与解读，同时也归纳了智慧教育的发展脉络，以期对智慧教育有一个全局性的把握，并为后续研究提供有益的借鉴。

智慧教育的理论框架

图1 智慧教育的理论框架

（一）智慧环境

1.智慧环境的定义

  • 智慧环境是技术融合的生态化学习环境。
  • 智慧学习环境含有教育云、“教法—技术—文化”系统两部分环境形态。

2.智慧学习环境的六点基本特征

  • 其一，全面感知：具有感知学习情境、学习者所处方位及其社会关系的性能。
  • 其二，无缝连接：基于移动、物联、泛在、无缝接入等技术，提供随时、随地、按需获取学习的机会。
  • 其三，个性化服务：基于学习者的个体差异（如能力、风格、偏好、需求）提供个性化的学习诊断、学习建议和学习服务。
  • 其四，智能分析：记录学习过程，便于数据挖掘和深入分析，提供具有说服力的过程性评价和总结性评价。
  • 其五，提供丰富资源与工具：提供丰富的、优质的数字化学习资源供学习者选择；提供支持协作会话、远程会议、知识建构等多种学习工具，促进学习的社会协作、深度参与和知识建构。

  • 其六，自然交互：提供自然简单的交互界面、接口，减轻认知负荷。

（二）智慧教学法

图2 智慧教法生态
图3 智慧学法生态
  • 智慧教法生态如图2所示，连续统的两端分别为教师为中心的授导型教学和学生为中心的研创型学习。翻转课堂只是在知识授导型教学方面找了个切入点。通过模拟学习、问究学习、辩论学习、协作学习、案例学习的有机组合，外加先进技术与设备的增强与赋能，智慧教法会向研创型学习倾斜。
  • 从组织结构看，可有四个层面的智慧学法如图3所示：面向班级的差异化教学、面向小组的合作研创型学习、面向个人的自主适性学习、面向群体的互动生成性学习。这四层智慧学法，需要技术赋能的学习服务，分别是精准教学、精熟学习、创客教育、思维教学、个性服务、多元评价，它们作为智慧学法的温床，使得智慧学法成为可能。

（三）智慧评估

  1. 智慧评估体现基于数据证据的六个特征
  • 主体多元化：不仅有教师，学生自己、同伴、智能机器也应参与评估。
  • 内容多维化：不仅关注过程表现、学业成就，真实情境中的迁移应用也同样重要。
  • 方式多样化：不仅包括点评，也应包括自评、互评、展评。
  • 形式个性化：不局限于试卷笔试，也重视体现个性特征的数字档案袋、绩效评估。
  • 监测全程化：学习的全部过程可以被隐式地监控、测量。
  • 结果可视化：以可视化的形式（如即席报表、数据仪表盘）将结果实时呈现给师生。
  1. 智慧评估的关键
  • 对学生学习模式（即学习画像）的挖掘，这种模式包括过程模式与能力结构。
  • 过程模式包括学习投入、学习偏好、行为印记、情绪波动、认知顺序等。
  • 能力结构包括学习能力、3R基本能力和7C高阶能力，后二者是21世纪学习能力框架。

（四）智慧人才

  • 行动：“行为”含有 Intelligence 中“事办好”的理念，即要有基本能力保证把事情和任务顺利完成，这是智慧型人才的先决条件。
  • 思维：“思维”除了批判思维、创造思维和综合思维外，也含有Wisdom 中“办好事”的理念，即做事要遵从社会伦理与主流价值观，学会平衡社会、他人和自己的利益，做有益于共同体的事，即斯腾伯格所说的“共益”（Common Good）
  • 创造：“创造”含有 Smart 中“好办事”的理念，即能够针对不同情境下的不同任务，灵活组合各种有利条件、选择最恰当的策略方法，把事情和任务完成，形成相应的成果。

智慧教育实践路径：智能教育

图4 智能教育是智慧教育的实践路径

智能教育作为智慧教育的实践路径，不会自然而然地达到智慧教育的境界。首先，要确立人机协同的底线思维，还要累积生态化的智慧学习资源作为支持，以达到“教法—技术—文化”平衡的智慧学习生态。同时，智慧教师也是不可或缺的，所以要培养面向智慧教育的教师。此外，要树立大教育观或社会生态观，将智慧城市建设与智慧教育融合起来，所以要建立智慧城市教育领域的评价指标。

（一）确立人机协同的底线思维

  • 其一，教学设计是一种创造性工作，涉及创造意识、创造思维、创造行为。从重复性工作到创造性工作的转变主要依赖于志趣智能，因此只能由教师完成。而在学习过程中，机器可以作为智能导师，提供个性化的精准导学服务。
  • 其二，学习难免会遇到挫折和挑战，导致学生产生消极情绪（如焦虑），继而导致学生怕学、厌学。维持学生积极乐观的态度、战胜挑战的勇气属于情感智能，也须由教师完成。问题是，学生的消极情绪不易识别。在这方面，机器的表现更出色，通过对面部表情与学习行为的综合分析，机器可以精准地识别学生的学业情绪。
  • 其三，学习所需智慧资源（含智能学具）的研发以及测量工具的设计和教学设计一样，均属于创造性工作，由教师负责更为明智，而对资源的适性推荐以及依据测量规则自动组题、批阅等，可交付机器负责。
  • 其四，作为学习的结果，除了培养思维能力外，学生想象力与创造力的培养也离不开教师的启发。
  • 其五，情感品性也是“AI+”时代重要的核心素养，只有教师能胜任，因为这需要情感交流、人文关怀。
  • 其六，身心健康对教学非常重要，在这方面，机器虽然不能完成医疗师的医治任务，但可以实时监测并反馈每位学生的身心状况

（二）累积生态化的智慧学习资源

图5 智慧学习资源
  • 智慧课堂已将传统意义上的“教材”升级为“学材”+“习材”，而智慧学习空间还需加入另一重要学习资源—“创材”。
  • “创材”是智慧学习空间培养学习者行为能力、激发创造潜能的“战术武器”，主要包含“开源硬件开发平台”和“积木式开源硬件”两类。
  • “学材”“习材”和“创材”三者相辅相成，共同促使学习者智慧能力的发展。其中，“学材”作用于知识的传授，“习材”作用于知识的内化，“创材”作用于知识的外显和迁移。

（三）构建“教法—技术—文化”平衡的智慧学习生态

  • 智慧学习生态系统是在一定的智慧学习空间（技术融合的生态化学习环境）中，学与教群体（学习者、教学者、管理者）与所在的空间及空间中的资源（设备、设施、工具、制品符号、内容等）相互作用而形成的“教法—技术—文化”系统。

（四）培养面向智慧教育的教师

  • 围绕着智慧教育的目标和理念，学校教师需要在智慧教育中体现四种核心角色—思维教学设计师、创客教育教练员、学习数据分析师以及学习冰山潜航员，而这四种角色的培养和形成也将成为智慧教师发展的创新路径。
  • 智慧教师的培养和发展是外在环境与内生动力两部分因素共同作用的结果，教师概念塑造、认知图示和能力习得需要从所处环境中得到感知和反馈，并基于环境实现自我反思和持续实践。

（五）建立智慧城市教育领域的评价指标

  • 从学习环境连通性、学习服务丰富性、用户体验满意度、管理服务普惠性、系统建设生态化和市民发展影响力六个维度评价教育领域的发展，既考虑了智慧城市建设以人为本的目标，也考虑了技术对智慧城市教育发展的促进作用。

智慧教育发展脉络

（一）萌生阶段（2012—2018年）：从无到有

  • 特色：理论构建（科研机构力量）与实践探索（学校力量）双驱式发展，企业积极跟进。
  • 发展重点：转变变革取向、开展顶层设计。

（二）试点示范阶段（2018—2022年）：从有到优

  • 侧重通过智能技术在教学模式、学习数据分析等方面的深度融合与创新应用，来探索可推广的先进经验与优秀案例，引领教育变革区域式发展。
  • “以学会学习为中心”的精准教学四环节框架：数据驱动学情分析的目标确定、技术监测学习状态的活动实践、数据赋能精细诊断的学习干预、可视化实时反馈的精准评估。

（三）全面普及阶段（2022—2035年）：规范、制度建设

  • 主要工作：为行业标准规范、教育制度的建设，这是由试点走向规模化的必然。
  • 智慧教育的规范与制度包括三个层面（国家、区域、机构）和两个方面（教学制度、管理制度）。体制的建设需要政府、企业、学校等利益相关者的多方协同。

未来图景：指数思维赋能的智慧教育

（一）指数思维引领智慧教育的适切性

  1. 支持智慧教育生态环境的技术创新
  • 智慧教育生态环境旨在促使“物尽其用、各司其职”，致力于消除数据“鸿沟”，联通信息“孤岛”。
  • 技术支持的智慧教育生态环境正是利用指数技术具有全领域的特性，最大化地体现“物”+“人”的人机协同智慧。
  1. 支持智慧教学法的方法创新
  • 教学法的智慧性体现在根据具体的教学情境，包括教学目标、学习者的认知水平、教学场所的设施等因素，教师善于运用 TPACK 思维框架，构建学科知识、教学法和三者之间的平衡生态，以期通过智慧的、灵活的、富有张力的教学方法展开跨学科知识、多主体协同的教与学。
  • 智慧教学法要在指数思维的引领下平衡教与学关联各要素之间的复杂关系与权变关系，为提供人机协同智慧的最佳教学方法贡献可能的思路。
  1. 支持智慧教育与指数的跨界融合创新
  • 用跨界融合推动智慧教育的指数级创新，包括支持与推动跨界思维以培养智慧的教育思维、通过跨界行为构建智慧教育行为、以跨界言说为背景与指向创设智慧教育言说三大方面。
  • 指数技术支持下可以无缝实时完成场景分析，实现基于智慧教育的框架梳理和提炼跨区域、跨领域、跨群体的教育场景融合。

（二）智慧教育中指数思维可为的创新

  1. cMOOCs：社交媒体支持群智发展的指数效应

cMOOCs在社交媒体的支持下使得全球的优质资源全民共享，强调基于社会网络的知识与学习者之间的联通，侧重知识的构建与创造以及社会化学习。社交媒体提供的多类型教育主体开展跨领域、跨空间的诸如分享评论、沟通、参与协作等形式的交互，将为学习者群体智慧的发展带来明显的指数效应。

  1. 知识图谱：有意义关联学习的指数效应
  • 通过对知识、知识主题和教育资源的相关性分析，实现基于知识的教育资源分层融合；以教育资源为载体，描绘学习者在知识图谱上的学习路径，为学生提供智能化、个性化的研究性学习服务。
  1. STEAM教育：整合策略和设计思维的指数效应

以整合策略和设计思维的 STEAM 教育把跨学科知识（公民科学素质教育、嵌入式课程、项目型课程、整合性学科等）融合带到现实中，让多主体协同参与，用自己的力量创造改变，多类型参与主体的交互必将产生指数级价值，从而造就指数效应。

  1. 基于核心素养的评估：能力导向价值观的指数效应
  • 核心素养乃是深度学习产生的结果，以聚合的能力结构代替松散的知识集合，具有解决复杂问题、生成有用知识的持久活力。基于核心素养的教育评估对于教育教学改革与创新具有导向作用，因此具有发展指数教育的巨大潜力。

（三）指数思维与智慧教育深度融合的顶层设计

图6 指数思维赋能的智慧教育

（一）构建指数技术融合的生态化教育环境

  • 在教学系统中，依据文化智慧、数据智慧以及行动智慧，教育主体可以相应地对教与学行动进行适性优化，该优化改善行动可以作为“信息传递”手段，进一步促成能量由教育系统流畅地转入全领域教育主体。

（二）培植数据智慧、教学智慧与文化智慧的人机协同新型指数认知

  • 人机协同的新型认知是三类智慧不断变化、协同配合、两两相关的三角动态关系，助推指数思维引导下三大智慧的指数跃升。
  • 具体来讲，数据智慧使得文化智慧和教学智慧成为可能，文化智慧促进数据智慧和教学智慧得到发挥，教学智慧为数据智慧和文化智慧的有效运转提供必要基础。

（三）培养智慧型“指数人才”

  • 智慧教育超越知行合一，倡导思行合一的文化智慧，注重培植学习者的设计思维，并将良好的设计思维作为智慧型“指数人才”的核心素养。
  • 指数思维引领下缔造的智慧教育新生态，呈现出跨界融合、人机协同、群智开放、自主操控的新特征，为智慧教育的创新发展带来新的曙光。

       智慧教育是经济全球化、技术变革和知识爆炸的产物，也是教育信息化发展到2.0阶段的新形态，未来将面临更多的机遇和挑战。我们团队在智慧教育领域做了大量的理论与实践探索，构建了智慧教育的理论框架，指明了智慧教育的实践路径，勾勒了智慧教育的未来图景和发展方向，对于丰富教育技术学理论体系、指导智慧教育实践具有重要的价值。

参考文献

[1]顾小清,杜华,彭红超,祝智庭.智慧教育的理论框架、实践路径、发展脉络及未来图景[J].华东师范大学学报(教育科学版),2021,39(08):20-32.

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