構建中國特色智慧教育體系的思考與實踐

[摘 要]在新時代，中國高等教育發(fā)展迎來歷史性變革，正向著智能化、智慧化方向發(fā)展。本文系統(tǒng)分析發(fā)展智慧教育的主要驅動力，在深入探討智慧教育的內涵與外延、目標與理念、特征與定位的基礎上，提出智慧教育實施的“五維教育”方案，并結合北京理工大學智慧教育實踐情況進行案例分析。

[關鍵詞]智慧教育；人工智能；以人為本；“五維教育”

在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中，人工智能及相關技術的突破，正給全行業(yè)帶來顛覆性影響。高等教育在人工智能時代扮演著雙重角色：一方面，高等教育肩負著培養(yǎng)人工智能時代各類人才的歷史使命，高等學校及相關機構需要轉變教育教學理念、技術、方法，以適應人工智能時代的人才培養(yǎng)目標、需求和規(guī)律；另一方面，高等學校本身也是人工智能的主要應用場域，教育教學活動深受人工智能技術革命的影響，傳統(tǒng)高等教育人才培養(yǎng)模式需要轉型、升級和創(chuàng)新發(fā)展。本文聚焦高等教育中的智慧教育，圍繞智慧教育變革的驅動因素、內涵外延、實施方案等展開理論探討，并以北京理工大學為案例，對高校開展智慧教育的有關規(guī)律展開深入分析。

智慧教育：新時代高等教育變革的主要方向

高等教育改革與時代發(fā)展息息相關。在新時代，中國高等教育迎來歷史性變革，主要趨勢是朝著智能化、智慧化方向發(fā)展，其驅動因素主要為以下三個方面。

1.高等教育變革的時代新要求

建設教育強國是中華民族偉大復興的基礎工程，必須把教育事業(yè)放在優(yōu)先位置，深化教育改革，加快教育現(xiàn)代化，辦好人民滿意的教育。高等教育辦學活動應從教育現(xiàn)代化建設需求和讓人民滿意的角度出發(fā)，人才培養(yǎng)的核心地位應體現(xiàn)為“四個凸顯”，即教育是國之大計、黨之大計的地位更加凸顯，教育改革開放趨勢更加凸顯，教育對建設現(xiàn)代化強國的支撐作用更加凸顯，教育為人民服務的價值取向更加凸顯。

在建設世界一流大學的進程中，高等教育人才培養(yǎng)模式變革應與時俱進，應面向教育現(xiàn)代化的全球發(fā)展趨勢作出積極調整，關鍵就是引入教育現(xiàn)代化的核心理念、標準、方法、技術，將智能教育、智慧教育概念融入高等學校辦學全過程，更高質量、更科學化地開展人才培養(yǎng)活動。

進入人工智能時代，高等教育治理目標和治理體系正發(fā)生深刻變革。一方面，對于學生而言，要實現(xiàn)以學生為本的有價值的成長。智慧教育時代，精準化、科學化地進行人才培養(yǎng)成為可能，這為高校貫徹以人為本的教育理念帶來歷史性機遇，高校應更多尊重學生成長規(guī)律，更多關注學生外在和內在潛能，精細化制定人才培養(yǎng)方案，尤其是科學評價人才培養(yǎng)成效，以人才培養(yǎng)的知識、能力、思維等增值來評價教育教學的有效性。另一方面，對于教師而言，要實現(xiàn)以教師為本的有價值的成長。進入智慧教育時代，對于教師成長的觀測和服務應成為大學治理的關鍵內容。高校應充分運用大數(shù)據(jù)和人工智能方法，科學化、精準化、個性化制定教師成長的服務和支持方案，為各類創(chuàng)新型學術人才真正“冒出來”營造良好環(huán)境。

2.國內外環(huán)境深刻變化的歷史新選擇

當前世界正面臨著百年未有之大變局，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深刻影響并不斷調整著世界格局。此種背景下，各國高等學校、研發(fā)機構、科技企業(yè)等競爭加劇，高校必須及時調整辦學理念、目標、內容、方式、方法、技術等，并通過智能化、智慧化的人才培養(yǎng)模式改革，深度賦能技術創(chuàng)新，有效培養(yǎng)適應未來經(jīng)濟社會發(fā)展、能夠參與全球競爭的高素質人才。這就要求我國高校人才培養(yǎng)活動必須與本輪新技術革命緊密銜接，尤其是要率先面向智能化、智慧化方向轉型。

3.智慧社會發(fā)展推動智慧教育變革

進入人工智能時代，海量數(shù)據(jù)的教育資源出現(xiàn)，教育不再是工業(yè)標準化的產(chǎn)物，而是朝著交互式、自主性和定制式發(fā)展，以智慧賦能教育成為重要發(fā)展方向。同時，知識網(wǎng)絡化、教育信息化不斷催生變革，智慧教育成為了社會進步和教育資源高效利用的重要一環(huán)，其社會關注度日益增強。高校借助大數(shù)據(jù)和人工智能方法，將可以實現(xiàn)人才培養(yǎng)活動從精準招生到精準培養(yǎng)的全過程科學化監(jiān)控和管理。通過大數(shù)據(jù)和人工智能方法形成有關人才培養(yǎng)規(guī)律的（準）因果式關系，可以直接指導教育教學改革。高等學校也可以借助智能化手段，真正做到因材施教，形成以人為本、多元成長的新的教育理念。

智慧社會背景下，高校人才培養(yǎng)活動將從工業(yè)化走向個性化、從標準化走向定制式。在此階段，智慧將賦能教育，教育活動內容將更為精準，高等學校人才培養(yǎng)活動進入可調整、可定義、可自主、可交互的自主個性、研討探究階段。

與此同時，全球教育教學也在向智慧化、智能化發(fā)展轉變。當前國際高等教育變革發(fā)展的總體趨勢是融合、轉型、開放，這進一步要求高校面向智能化方向轉型發(fā)展。我國高等教育也應準確思變、科學應變、主動求變，借助智慧教育理念、方法和技術實現(xiàn)高等教育跨越式發(fā)展。智慧教育是教育發(fā)展到信息時代的產(chǎn)物，是對移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、智能終端等新一代信息技術與產(chǎn)品的綜合運用。目前，智慧教育已成為各國教育信息化的重要組成部分，是全球各國順應“互聯(lián)網(wǎng)+”時代全球教育轉型的必然選擇。

智慧教育的時代內涵

結合以上對于智慧教育背景的分析，可以認為，智慧教育是以先進信息技術、腦智(類腦智能、人工智能)技術、教與學技術為依托，通過學習心理、心理科學等賦能教育教學創(chuàng)新，通過人機互動、數(shù)據(jù)共享、知識互聯(lián)，滿足學生個性化、精準化、智慧化學習需求，以知識的融合交叉實現(xiàn)知識衍新，通過智教智學釋放教育生產(chǎn)力，重塑教育生態(tài)，構建以人為本的精細化教育治理體系，為師生提供有價值成長的教育新模式。

1.智慧教育的內涵與外延

從智慧教育概念的內涵來看，智慧教育本質上是一種全新的教育模式，是信息化教育的拓展與延伸，是破解傳統(tǒng)各類教育難題的重要手段，是教育理念、教學模式、管理體制等在新技術支撐下的革命性創(chuàng)新。智慧教育的內涵根植于新技術，旨在全方位服務于人才培養(yǎng)活動，可以最大限度發(fā)揮育人效應，打破專業(yè)課程壁壘，通過賦能使課程承載起信念教育、專業(yè)訓練、素質提升等多重教育目標。致力于培育人的德性與才智的智慧教育，則需立足學生人文底蘊、科學精神的形成，并將人文底蘊、科學精神外化為學生的自主發(fā)展與社會參與，從而涵養(yǎng)、生成人的智慧。

從概念外延來看，智慧教育體系引領下的教育發(fā)展，需要在教育理念、教育模式、教學體系、教育管理等方面進行系統(tǒng)改革。一是理念改革。智慧教育的核心理念是促進師生有價值的成長。智慧教育時代，高等教育辦學理念應真正做到“以學生為中心”，教育教學活動的本質不再是知識傳輸，而變成激發(fā)學生自身潛能，高校要成為具有挑戰(zhàn)性、創(chuàng)新性、個性化、貫通性的學生成長基地。在智慧教育時代，教師的角色和身份也相應改變，要改革并完善教師的激勵體系，打造教師智慧成長的階梯，最終實現(xiàn)師生共同成長、雙向激勵。二是體制改革。智慧教育的核心，是打造無壁壘的跨學院、跨學科的教學組織。智慧教育時代的核心課程，應由學校統(tǒng)籌評估，教務部門跨學院組織，以此打破專業(yè)學科壁壘。智慧教育的體制改革還需要深化課堂革命，探索線上線下融合、項目牽引驅動的新課堂模式，將新技術廣泛融入新課堂。三是技術變革。智聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為智慧教育開展提供了技術基礎。教育技術是幫助人得到發(fā)展的主體技術。感知層實現(xiàn)多元全面持續(xù)的協(xié)同感知，網(wǎng)絡層建立泛在多尺度的教育信息網(wǎng)絡，計算層著眼于教育數(shù)據(jù)挖掘和知識拓展，最終服務層提供多元個性化的教育定制服務，有望真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、知識互聯(lián)、群智協(xié)同、教育智學。

2.智慧教育的目標和理念

智慧教育的核心是以人為本，最大化激發(fā)教育參與者潛能，提高教育效能。智慧教育的最終目的是培養(yǎng)智慧型人才，而智慧型人才是指高階知識、專業(yè)能力、良好技術素養(yǎng)與高尚品德高度耦合的人才。

一方面，智慧教育堅持以學生為中心，既面向未來智能社會需要展開人才培養(yǎng)活動，又徹底激發(fā)學生潛質，實現(xiàn)學習者角色從被動到主動的轉換。一是促進學生博專相濟。智慧教育將全面釋放各類線上線下教學資源，為學生通識教育提供更多渠道、更多內容、更多方法，為學生成長為博專相濟的復合型人才提供新的教育路徑。二是深挖學生自主潛質。智慧教育時代將實現(xiàn)知識內容或獲取渠道的極大豐富，將打破學生主要從高校獲取知識的傳統(tǒng)路徑依賴，高校教育教學活動的主要目標由知識傳授逐步轉變?yōu)榉椒ㄖ笇В瑢W生學習從被動接受逐步轉變?yōu)橹鲃訁⑴c。在此過程中，借助大數(shù)據(jù)和人工智能技術，還可以精準定位學生特質，因材施教深挖學生潛質，改變知識傳輸路徑，凸顯學生學習的自主性。三是激活學生好奇追求。進入智慧教育時代，尤其要注重對于學生好奇心的發(fā)掘和保護，學生不應是課程、知識、教學活動的被動參與者，而應該擁有基于自身喜好教育選擇權。四是促進學生個性激發(fā)。智慧教育應借助各類新的理念和技術手段，充分激發(fā)學生的個性，讓優(yōu)勢更優(yōu)、特長更長，讓高等教育活動從標準化逐步過渡到個性化教育。

另一方面，智慧教育應堅持以教師為中心，助力教師成長，促進高等教育內涵式發(fā)展。一是學術賦能。人工智能時代將改變學術職業(yè)的成長規(guī)律，借助大數(shù)據(jù)和人工智能等技術，學術創(chuàng)新渠道、方法和技術增多，新信息和新知識獲取的時效性增強，學科交叉融合與國際化合作等可能性增大，基礎創(chuàng)新、底部創(chuàng)新、顛覆性創(chuàng)新成果可能不斷涌現(xiàn)，這為高校教師學術發(fā)展帶來新的機遇。二是因材施教。在智能教育時代，由于智能載體或設備代替了教師的絕大部分知識傳播的任務，使得他們能夠有時間和精力進行有針對性的點撥，實施精準教學，可以基于對學生精準的大數(shù)據(jù)畫像，細致區(qū)分學生特質，實現(xiàn)因材施教，實施個性化教育。三是導學精育。智慧教育時代有望全過程全方位追蹤式開展學情教情等分析，實現(xiàn)對人才培養(yǎng)的導學精育。四是深度浸潤。智慧教育時代有望形成全校園立體式智慧教育環(huán)境，形成以智慧智能為核心的教育體系，實現(xiàn)學生在校期間面向智能化教育的深度浸潤。

3.智慧教育的定位與特征

智慧教育的關鍵定位在于三個方面，即智慧化、個性化、精準化。

一是智慧化。進入智慧教育時代，教育資源的多樣開放帶來了海量的在線優(yōu)質內容，信息手段充分應用形成各類信息化教學空間，新基建則完善了端邊基礎設施等，促進了信息化發(fā)展的質變。在此背景下，高校教育教學活動進入智慧化時代，對于學生而言，從招生、培養(yǎng)到就業(yè)，全過程納入智慧監(jiān)控平臺；對于教師而言，從教學、科研、社會服務到國際化，全內容納入智慧教育平臺。智慧性的本質是提高高校辦學效率，動態(tài)化調整高校辦學策略，為學生和教師的有價值成長助力。

二是個性化。智慧教育尊重每一個教育參與者，凸顯多元智能理論和多元成才觀，尊重個性、承認個體差異、深挖個性并激發(fā)個人潛能，知識和能力并重開展人才培養(yǎng)活動。與此同時，智慧化時代也可以做到真正的教學相長，教師在開展個性化學生培養(yǎng)活動中，也能促進個人價值提升。

三是精準化。智慧教育時代將大幅提高教育教學活動的精度，精準化辦學將大幅提高人才培養(yǎng)效率，提高學習成功可能性，各類智能輔助設備和機器人也將大幅提高科研成功率，降低研發(fā)成本。除此之外，還可能為學生學習和教師發(fā)展提供更為科學化的評價模型，優(yōu)化教育評價體系。

“五維一體”打造智慧教育體系

北京理工大學以智慧和互聯(lián)為理念，構建集三維空間、時間維度和知識維度于一體的“五維教育”，并通過“五維教育”具體實施，體現(xiàn)智慧教育內涵。“五維教育”的核心目標是突破時間和空間的限制，為學生的知識獲取、知識內化、知識增值提供全方位服務?；凇拔寰S教育”這一新型教育模式，近年來北京理工大學不斷嘗試和探索，從開發(fā)“沉浸式體驗”思政課程學習模式、構建“延河課堂”等方面入手，積極打造具有北理工特色的智慧教育體系。

1.打造“智能交互”與“沉浸式體驗”于一體的立德樹人教育平臺，提升學生知識衍新和知識增值的效率

全面貫徹黨的教育方針，改革創(chuàng)新教學模式，構建虛擬仿真思政課程空間。為推進高校思想政治工作改革創(chuàng)新，運用大學生喜歡的表達方式開展思想政治教育，北京理工大學成立了“虛擬仿真思政課體驗教學中心”，并專項劃撥200平米專用場地，將虛擬現(xiàn)實技術（VR）應用于思政課堂，滿足了大規(guī)模教學的需求。目前，這種全新的思政課程可以實現(xiàn)本、碩、博思政課程的全面覆蓋，能夠滿足目前30至60人思政課教學班的授課需要。

利用前沿數(shù)字化虛擬仿真技術，貫通空間維與時間維，升級知識共享與傳播途徑。北京理工大學運用豐富的教學資源，利用前沿數(shù)字化虛擬仿真技術，推動現(xiàn)代信息技術與思政課深度融合，把學生帶入紅軍長征、延安烽火、新文化運動等歷史場景中，讓學生在沉浸體驗中更加深刻地理解史實。此外，北京理工大學的虛擬技術體驗課也嘗試融入中華五千年文明、世界經(jīng)濟發(fā)展、環(huán)境保護、文化交融以及戰(zhàn)爭與和平等主題的內容，不斷探索更加豐富充實的思政課程，構建立德樹人綜合教育平臺。

成功打造視、聽、觸、學相結合的思政教學體驗，通過更震撼、更豐富、更直觀、更形象的視聽盛宴，提高學生的積極性和參與度，加速知識獲取與知識內化。北京理工大學“沉浸式”智慧教育的探索，將虛擬仿真、影音視聽和在線學習集成在一起，給學生提供身臨其境的生動思政場景，打造出視、聽、觸、學相結合的思政教學模式，增強教學過程的吸引力和感染力，提高學生在思政課堂中的積極性和參與度。

2.以“延河課堂”為載體，促進知識維度的全方位延伸

北京理工大學多年來以“學本名師、智聯(lián)融動、育教衍新、明德精工”為理念，形成了集“課程資源、線上教學、運行監(jiān)控、多維評價、開放共享、國際一流”六位一體的綜合教學體系，共分為直播課堂、錄播課堂、精品課程、課程思政、百家大講堂和專題課堂六個模塊，成功打造常態(tài)化教與學的資源匯聚平臺，即“延河課堂”。“延河課堂”主要包括三個共享平臺，分別是“云錄播”“樂學”“云課堂”。三種形式平臺各有側重，匯聚整合了北京理工大學海量的優(yōu)質教學資源，完整覆蓋教學的各個場景，促進師生間知識轉移和交流互動。

通過“云錄播”突破空間限制，達到“身臨其境”的遠程教學效果，提高知識獲取的靈活性?！霸其洸ァ蓖ㄟ^連接教室內的攝像頭等硬件設施，自動對課堂內容進行實時直播或錄制，讓遠在千里之外的學生也能體驗到現(xiàn)場氛圍。這種授課方式巧用信息化技術擴展教學空間維度，為各類學生打造質量一流、面向國際的線上精品課程，尤其是在疫情防控期間，為海內外留學生提供“身臨其境”的在線課堂學習機會。“云錄播”突破空間限制，擁有無障礙、無限制的線上學習模式，為各類學生提供了自由、自主選擇課程學習的機會，學生不再局限于自己的專業(yè)領域，而是可以根據(jù)興趣和喜好豐富自己的知識儲備。

通過“樂學”協(xié)同時間和空間維度，整合各種教學資源進行教學全過程的精細化管理，提升實踐環(huán)節(jié)和復雜知識的內化效果?！皹穼W”側重教學過程管理，是將課堂教學內容與網(wǎng)絡資源及信息技術相結合的線上教學互動平臺，覆蓋各類網(wǎng)絡終端。教師通過“樂學”平臺可分享課程講義、測驗、作業(yè)、題庫等資源，同時可以設置教學進度跟蹤、教學進度管理、日常成績管理等，完成線上教學全過程的管理。“樂學”平臺還置入了自動評判功能，能對學生提交的作業(yè)等內容自動批改，提高教師教學管理效率。同時，針對更多實踐操作環(huán)節(jié)的課程，“樂學”平臺為學生提供了優(yōu)質的實踐環(huán)境，幫助學生將所學的理論知識轉化為實際操作，有效提升了學生實踐能力?！皹穼W”也為學生群體提供了自行學習進度設置和疑難問題解答渠道。

通過“云課堂”實現(xiàn)教與學的實時互動，加速知識共享與傳遞?！霸普n堂”是借助“i北理”實現(xiàn)師生間的即時溝通工具，其采用社交網(wǎng)絡中的扁平化溝通方式，形成以交流討論為核心的全新教學形態(tài)。通過“云課堂”，可以充分利用信息化技術豐富教學資源，通暢跨校區(qū)辦學的交流渠道?！霸普n堂”通過時間維和知識維的協(xié)同配合，提升知識傳遞的效率，使知識在教與學中實時共享、實時傳播、實時轉化。

【作者張軍：中國工程院院士，北京理工大學黨委書記】

原載2022年第13/14期《中國高等教育》