新基建背景下的智慧校園新樣態

楊現民 米橋偉

【摘 要】新基建背景下，教育專網、“互聯網+”教育大平臺、教育大數據中心等教育新型基礎設施的建設，必將為智慧校園的轉型升級注入新動能，推動智慧校園呈現出“四高”的新樣態，即高度智能互聯、高度數據貫通、高度人機協同和高度適應個性。

【關鍵詞】新基建;教育新基建;智慧校園;新樣態

新基建與教育新基建

2018年中央經濟工作會議提出要加快5G、人工智能、工業互聯網、物聯網等新型基礎設施的建設（簡稱“新基建”）。新基建主要是以新發展理念為引領，以技術創新為驅動，以信息網絡為基礎，面向高質量發展需要，提供數字轉型、智能升級、融合創新等服務的基礎設施體系，主要包含信息基礎設施、融合基礎設施、創新基礎設施三個方面[1]。教育是新型基礎設施的重要應用場景之一。當前，教育部正在加緊編制推進教育新基建、構建高質量教育支撐體系相關內容的指導意見，可以預見教育新基建將成為各地教育信息化“十四五”規劃的重要內容。

關于教育新基建的概念，目前學界還沒有一個明確的定義。簡言之，教育新基建就是利用云計算、物聯網、大數據、人工智能、區塊鏈等新一代信息技術，建設面向教育領域、服務教育現代化事業發展的新型基礎設施體系，包括教育專網、“互聯網+”教育大平臺、網絡（智能）學習空間、教育大數據中心、教育區塊鏈等主要教育信息化基礎設施。

教育新基建瞄準未來教育發展方向，孕育著推動中國教育邁向高質量發展道路的新動能。教育新基建在構建高質量教育支撐體系方面，有望提供四個方面的助力：一是通過教育專網提供高速、安全的教育信息傳輸能力;二是通過“互聯網+”教育大平臺與網絡（智能）學習空間提供大規模的優質資源供給與服務能力;三是通過教育大數據中心提供海量數據的存儲、計算、分析與挖掘能力;四是通過教育區塊鏈提供可追溯、高可靠的教育評價能力。

新基建支撐下的智慧校園新樣態

智慧校園是學校信息化發展的高級形態，是落實智慧教育創新發展行動的具體舉措，是未來教育的重要入口[2]。當前國內智慧校園建設離高質量的目標仍有較大差距，突出表現為“四低”，即智能互聯度低、數據共享度低、人機協同度低、個性化支撐度低。

上述問題的出現，既有政策制度與觀念認識上的障礙，又有技術支撐體系上的障礙。教育新基建就是要從基礎的技術支撐體系上為智慧校園的轉型升級賦能。隨著國家新基建進程加速，智慧校園的主要樣態將從“四低”走向“四高”（圖1），即高度智能互聯、高度數據貫通、高度人機協同、高度適應個性。

1.高度智能互聯

5G網絡、教育專網的建設以及各種智能教育軟件的出現，將顯著提升智慧校園的智能互聯水平，突出表現為“三個大互聯”。

一是大空間互聯。隨著5G、Wi-Fi6、物聯感知等新技術在中小學校的推廣應用，教室一體機、平板電腦、圖書借閱機、電子班牌、人臉識別閘等各種智能終端正在實現全面高速互聯，并通過一體化的設備智能控制中心進行集中管控。在此基礎上，校園虛實空間、校際空間、學?？臻g與社會空間之間高度融合的態勢也愈發明顯。

二是大教學互聯。線上線下教學融合化、教師智力資源互聯化、教育教學服務社會化[3]是“互聯網+”教育的重要特征。校園中的教師借助互聯網與智能科技的力量，可以穿越學校圍墻，為更多的孩子提供教育教學服務。當前，北京地區正在全力推進的“中學教師開放型在線輔導計劃”（雙師服務），便是促進教師智力資源流轉與共享的典型代表，具有積極的推廣意義。此外，在“能者為師”的時代，社會人士也可以借助網絡直播、公眾號等平臺成為“教學者”，為學生提供便捷、高品質、個性化的教學服務。除了教師教學服務的互聯外，借助技術，校園課程的內容廣度和深度也將加速拓展，以STEAM為代表的跨學科學習與關聯生活、生產場景的情境化教學將會愈發流行。

三是大資源互聯。以廣匯聚、多模態、多用途為主要特征的教育大資源觀，正在逐步取代以服務教學為主體的傳統教育資源觀?！督逃畔⒒?.0行動計劃》提出要從教育專用資源的開發、應用和服務轉向大資源的開發、應用和服務。對于學校而言，要積極聯通匯聚來自上級行政部門供給的公共資源，加強開發校本化的育人資源，加大來自市場的特色化資源的采購力度，同時積極尋求與博物館、圖書館、科技館等社會機構的深度合作，廣聯優質教育資源供給渠道，服務學生德智體美勞全面發展。

2.高度數據貫通

堅持智慧校園的區校一體化建設與“云—網—端”基本架構，是教育信息化步入2.0時代的基本要求，正逐步成為教育行政部門、教育信息化企業以及學校的共識。中小學校的主要任務不是建數據中心和各種平臺，而是高度關注信息技術的教育教學應用與校園數據資產的建設與管理。新型智慧校園的建設在數據層面具有三方面特征。

一是數據動態匯聚。隨著各地智慧教育公共服務平臺與區域教育大數據中心的建設與完善，以及各種教育信息化相關標準的落地應用，校園“數據孤島”有望逐步消融。標準化的應用網絡和數據管道是校園的新基建，將有力支撐各類應用數據在校園內部以及區校之間的無縫流通與共享，進而形成服務學校高質量發展的“數據海洋”。此外，近年來廣州、北京等地開始推行智能教育卡試點。借助教育卡，能夠聯通學生在校園生活、公交出行、圖書借閱等多個場景的真實數據，顯著提升教育數據采集能力。

二是數據資產增值。教育數據是一種特殊資產，具有虛擬性、動態性、共享性、難量化等主要特征，在服務學術研究、學情監管、學業預測、師生評價等多方面都具有重要價值[4]。教、學、管、評、測等全維度數據的智能分析與深度挖掘，成為打造校園“數字大腦”、實現數據資產增值與變現的關鍵所在。未來可能出現校園數據分析師的新角色，專門從事教育數據資產的建設與管理工作。

三是數據安全防護?！霸啤W—端”的智慧校園架構體系，有助于增強校園網絡空間安全，降低校端安全防護技術保障層面的壓力?；趨^塊鏈建立透明可信的校園大數據體系，根據數據特性與業務需要，未來可能出現多條教育區塊鏈，比如學生檔案區塊鏈、綜合素質評價區塊鏈、學位學歷證書區塊鏈等，這將進一步加強校園數據的安全性。

3.高度人機協同

智能時代是一個人機共生、協同進化的時代。人工智能技術在校園場景的應用前景廣闊，比如智能導學、自動化測評、拍照搜題、教育機器人、智能批改、個性化學習、分層排課、學情監測等[5]。在落實立德樹人根本任務的過程中，“人”與“機器”各有優勢、各司其責，二者總的分工可以概括為機器“教書”+教師“育人”。

教育機器人進入校園已是大勢所趨，人的智慧與機器智能的高度結合（簡稱“人機協同”）將成為校園的常態，主要表現為五個場景的協同。

一是協同備課。當前，諸多學校應用的網絡備課系統，大都可以提供豐富的備課素材，實現資源的自動化推薦，但離自動化（半自動）的備課還有較大差距。未來每位教師都將擁有自己的智能助手。該助手可以根據教師指令完成教學資料的智能搜集與歸檔整理、同類教案的自動分析等工作，人類教師在此基礎上進行審核優化，這種人機協同的備課模式可以顯著降低人類教師的備課壓力，提升備課效率和質量。

二是協同授課?；ヂ摼W直播的技術快速普及，正在推動校園授課模式走向開放、互聯和協同。教育部大力推進“三個課堂”（專遞課堂、名師課堂、名校網絡課堂）的建設與應用，在促進教育公平的同時也帶動了雙師課堂、空中課堂、同步課堂、全息課堂等新型課堂樣態的出現。2019年深圳、北京、貴陽三地三校的師生以5G遠程全息投影的方式同上一堂課，便是人機協同授課的典型代表。

三是協同批閱?；谖淖肿R別、深度學習、知識圖譜等先進技術的智能出卷和閱卷系統在中小學應用越來越廣泛，學科教師可以實現自動化（半自動化）的組卷、客觀題與部分主觀題的自動批閱。近年來，教育場景中的英語作文批改、計算機操作技術考核等單一、細分業務的智能化水平已非常成熟，幾乎達到可以直接取代人工的程度，這也預示著未來可能有更多常規的教育教學業務被機器取代。但是，鑒于當前人工智能技術發展水平所限，主觀題的全自動批閱短期內仍將無法有效解決，因此，人機協同的作業與試卷批改模式將長期存在。

四是協同輔導。人工智能技術的介入將解放教師的部分輔導性勞動，形成人機協同輔導學生的新模式。其中，人工智能教師的最大優勢在于可以提供7X24小時的課程答疑服務，輔導的范圍主要限于課程知識或信息層面;人類教師擅長情感層面與復雜思維層面的課業輔導?？梢灶A見，隨著人工智能技術的逐步成熟，機器可以承擔越來越多的輔導業務。同時由于教育對象的特殊性，人類教師對學生的“用心”輔導也永不可缺。

五是協同治理。智慧校園采用人防與技防聯動的模式，通過視頻監控網絡與校園安保隊伍的密切配合，可以切實保證校園內的師生人身安全。借助物聯網技術，構建校園水電等能源監控網絡，可以實時呈現和分析校園運行能耗情況并及時預警，推進綠色、節約型校園建設。此外，校園大數據也是學校協同治理的重要力量，可以為學校的科學決策提供數據支撐，如上海長寧區的綠苑小學圍繞數據驅動的學校治理現代化，在課程、教學與評價改革方面做了卓有成效的探索。

4.高度適應個性

人工智能與教育融合的最高形態是大規?；倪m應性教育。教育新基建將為各級各類學校推行高質量的適應性教育提供強力支撐。智慧校園的“智慧”離不開學生、教師以及學校的個性化。

一是學生的個性化成長。大數據技術可以精細化跟蹤學生的學習過程表現，通過對學生知識、行為、情感等多維度、多模態數據的融合分析，進而生成學生的精準畫像，以識別學生的學習狀態、知識薄弱點、學科素養短板等，進而動態推送適應性的學習資源與服務。依托海量優質數字資源的多元化供給，學生可借助網絡和智能終端隨意選擇自己感興趣的課程，學習的統一性和強制性將逐步減弱，“一生一課表”將漸成現實。

二是教師的個性化專業發展?！吨行W數字校園建設規范（試行）》規定了教師發展性評價的基本要求，提出要構建基于多維數據的教師畫像并進行專業發展預警。近兩年，校園自動錄播系統開始向兼有自動錄播與課堂數據分析功能的AI錄播系統升級，該系統能夠自動分析教師課堂教學行為、精細診斷教師的教學缺陷，進而指導教師有針對性地提升教學技能。智慧校園為一線教師提供了良好的信息化環境、多樣化的學科工具與豐富的教學教研資源，再結合教學教研成果的全面記錄與綜合評價，每位教師能夠獲得更多的個性化專業發展機會和能力。

三是學校的個性化服務。智慧校園絕不是由技術堆砌起來的冷冰冰的師生生存空間，而是有溫度的、為師生提供各種個性化服務的教育空間。有了校園新基建與師生精準畫像的支撐，學校利用信息化手段高品質服務師生的能力將得以顯著增強，從健康飲水、安全保障、貧困補助、餐飲配置、工作提醒等方方面面，給予每一位師生最“貼心”的關愛和支持。

智慧校園轉型升級是個漸進的過程，也會面臨新技術不穩定、隱私泄露風險大、技術使用意愿低等現實難題，實踐中區域教育行政部門與學校還應樹立正確的教育技術觀、轉變優質數字教育資源的建設思路、強化智能終端的科學配備與合理使用，以及重視信息化教學方式的創新與普及。

國家發展改革委.新型基礎設施主要包括哪些方面？下一步在支持新型基礎設施建設上有哪些考慮和計劃？[EB/OL].https：//www.ndrc.gov.cn/fggz/fgzy/shgqhy/202004/t20200427_1226808.html， 2020-4-22.

謝幼如，黎佳，邱藝，黃瑜玲. 教育信息化2.0時代智慧校園建設與研究新發展[J]. 中國電化教育，2019（5）： 63-69.

余勝泉，汪丹，王琦. 大規模社會化協同的教育服務變革[J]. 電化教育研究，2020，41（4）： 5-12.

潘青青，田雪松，楊現民. 大數據時代中小學數據資產的建設與管理[J]. 電化教育研究，2018，39 （3）： 51-57.

楊現民，張昊，郭利明，林秀清，李新. 教育人工智能的發展難題與突破路徑[J]. 現代遠程教育研究，2018（3）：30-38.