智慧教育系统解决方案

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智慧教育系统解决方案范文第1篇

关键词：智慧教育；技术；融合；创新；变革

【中图分类号】G40-057【文献标识码】A【论文编号】1009-8097（2015） 05-0053-06【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2015.05.008

引言

目前，世界范围内正掀起新一轮基于信息化的教育创新和改革的浪潮。《国家中长期教育改革和发展纲要（ 2010-2020）》指出：“信息技术对教育具有革命性影响，必须予以高度重视”，并把教育信息化纳入国家信息化发展整体战略。《教育信息化十年发展规划（2011-2020》>也提出“要探索现代信息技术与教育的全面深度融合，以信息化引领教育理念和教育模式的创新，充分发挥教育信息化在教育改革和发展中的支撑与引领作用。”党的十八届三中全会也密切关注教育改革，提出“运用信息技术破解教育改革与发展难题”的总体要求。在新的时代背景下，如何应用信息技术探索教育发展难题的破解之道并实现教育的创新和变革，已成为当前教育信息化发展面临的重大任务，智慧教育就是在这样的背景下诞生的。

一 智慧教育的内涵和特征

1 智慧教育的内涵

关于智慧教育，国际上比较流行使用Smart Education。韩国的Jong Won认为“SmartEducation”并不是单纯的基于智能设备的教育，其实质是对自我指导的（Self-directed）、激发动机的（ Motivated）、灵活定制的（Adaptive）、资源丰富的（Rich Resources）和技术沉浸的（TechnologyEmbedded）的教和学，SMART代表了智慧教育的理念和特点，韩国教育部在推进智慧教育策略时，将智慧教育定位为“针对‘数字土著’（Digital Natives）一代教育范式的转型”。

关于智慧教育的中文概念，目前国内还没有统一明确的定义。祝智庭认为智慧教育是当代教育信息化的新境界、新诉求，是素质教育在信息时代、知识时代和数字时代的深化与提升，是培养面向21世纪创新型人才、智慧型人才、实践型人才的内在需求。陈晓娟认为，智慧教育是指以物联网、云计算、大数据处理、无线宽带网络为代表的一批新兴信息技术为基础，以智能设备和互联网等为依托，以教育资源建设为中心，以各项配套保障措施为基础，以深入实施教育体制改革为主导，全面构建网络化、数字化、个性化、智能化的现代教育体系。杨现民[5]认为智慧教育是整合物联网、云计算、大数据、移动通信、增强现实等先进信息技术的增强型数字教育，是对数字教育的进一步发展。从以上三个定义可以看出，祝智庭是从教育发展和人才培养需求的角度来定义智慧教育的，陈晓娟是从智慧教育的技术支持和功能视角来定义智慧教育的，而杨现民则是从教育形态和发展阶段来定义智慧教育的。综合以上观点，笔者认为：智慧教育是依托物联网、云计算、大数据、移动通信等新一代信息技术所打造的物联化、感知化、泛在化、智能化和个性化的新型教育形态和教育模式，它是教育信息化的未来发展趋势，是未来教育的主要形态。

2 智慧教育的特征

智慧教育是信息化教育发展的高级阶段和未来教育的发展趋势。因此，智慧教育不仅具有信息化教育的基本属性，还具有未来教育的核心特征。从信息化教育的基本属性来看，数字化、开放性和交互性是智慧教育最基本的特征。数字化为各种教育资源的开发提供了可靠的性能和统一的标准；开放性拓展了学习场所，打破了传统的以学校教育为中心的教育体系，使家庭教育、学校教育和社会教育有机结合；交互性使教育信息在人机和人人之间双向流通，促进师生、生生以及其他人之间的多向交流。智慧教育具有未来教育的泛在化、情境化、个性化和智能化的特征。泛在化是指基于泛在网络无缝链接实现的能随时随地进行教和学；情境化是指基于情境感知技术实时获取和感知学习者所在学习环境、情境和状态等数据，并进行自动分析从而能够自适应调控环境和方案以便为学习者提供服务；个性化和智能化是在情境化的基础上，根据学习者的现有基础、认知风格、学习偏好和个性需求推送学习资源、信息和服务。在以大数据、云计算等核心技术为基础的教育背景下，学习系统可以智能跟踪每个学生的学习数据，这意味着教育可走进每个学生的真实世界，以制定个性化的辅导方案，有助于实现“因材施教”的教育理念。

二 智慧教育研究现状

通过对国内外文献的梳理，发现目前智慧教育领域主要有三个方面的研究取向：

一是关于国家层面的计划和政策的研究。智慧教育已经引起世界各国的高度重视，都将智慧教育作为推动教育现代化的重要举措。比如，韩国在2011年9月了包括“改革教育系统、增强教师能力和提升基础设施”三项措施的“智慧教育战略”，同时提出要用“电子教材、云课堂、在线评估和构建教育内容生态系统”来改革传统的教育。新加坡在其“iN2015 Planning”中将“建立学习者为中心的个性化学习空间”、“建设国家范围的教育基础设施”和“使新加坡成为全球教育领域使用信息技术的创新中心”作为方案重点。美国联邦教育部针对K-12系统提出了以智慧教育为核心的教育改革策略；俄亥俄州提出了“建立在线数据系统、共享教学资源库和构建教师社交网络”的智慧教育解决方案。澳大利亚于2012年提出了“转型澳大利亚教育”的智慧教育方案，用互动课程吸引更多学生对在线学习的兴趣、用技术提高教师和管理者的能力、培养具有高尚价值观和全球技能的劳动力。印度政府也在2010年提出了SESI （Smart Education，Smarter India）的“智慧教育、智慧印度”的总体规划。此外，我国的北京市海淀区、上海市、宁波市等地区也出台了发展智慧教育的计划。如海淀区提出“智慧海淀、智慧教育”的规划，提出了建设三类智慧环境、提升为四类人群的智慧服务、建立五个保障体系，实施六大板块工程的目标，确保海淀区智慧教育规划的落实。

二是在理论研究层面上，主要研究智慧的概念内涵、理论基础、目标特征、体系架构、关键技术和模型设计等方面。比如韩国提出了由五大特征组成的SMART Education的理念和架构。祝智庭提出智慧教育是教育信息化的新境界的命题，提出了“智慧计算一智慧学习一智慧教育”的三角形“智慧教育图式”。黄荣怀则从智慧学习环境和智慧教室的研究入手，把智慧教育的理念形态化、具象化，提出了TRACE智慧学习环境、SMART智慧教室和Smart Campus智慧校园。杨现民认为智慧教育的目的是构建和谐、可持续发展的智慧教育信息生态系统，是数字化教育转型和升级的高级阶段，同时介绍了智慧教育模式和关键技术。赵秋锦等提出了智慧教育环境的系统模式和设计思路。这些研究对智慧教育理论层面做出了一些阐述。

三是实践研究层面，主要是一些科技公司设计智慧教育解决方案、构建智慧教育教学模式并在教育实践中进行运用。如IBM的智慧教育五大解决方案已经在北卡罗纳那州立大学得以实施；韩国三星开发了三星智慧教育云平台并在韩国的中小学中进行了部署。国内的一些商业公司也提出了解决方案，如华为以“网筑数字校园，云播智慧教育”为核心理念，推出了“智慧教育云”、“智慧校园”、“智慧云课堂”和“移动书包”四层次智慧教育ICT解决方案。

三 智慧教育引领教育的创新与变革

从当前教育发展趋势看，以碎片化、交互性、嵌入式为特征的“云教育”、“移动学习”、“泛在学习”、“一对一数字化学习”等新型教和学的方式逐渐兴起，智慧教育将成为未来教育的制高点与突破口，并引领教育的创新和变革，包括教育理念、教学结构和教学模式、学习理念和学习方式、教育制度和人才培养模式、教学管理和教学评价的创新与变革。

1 教育理念的创新与变革

智慧教育是信息化教育的高级发展阶段，是对未来教育发展态势的一种预期。智慧教育使教育活动跨越了传统模式中的制度、形式、机构和时空的边界，形成了未来时代的一种新型教育形态。在这种教育形态下，教育和技术得以智能化“融合”，这有助于解决一直以来教育和技术之间的“两张皮”现象，对促进技术与教育的无缝连接、促生未来新型学习形态与人才培养具有至关重要的意义。智慧教育体现了“大教育观”的理念，不仅在时间上打通了存在于小学、中学和大学之间的壁垒，还在空间上将家庭教育、学校教育和社会教育融为一体，通过智慧校园、智慧博物馆、智慧美术馆等学习场所的建立，连接学习社区和个人空间，使得学校不再是唯一的学习场所，构建了开放式终身教育体系。智慧教育还体现了“新人本主义”的教育理念，基于信息技术的充分利用，智能推送个性化学习资源，助力实现“因材施教”的愿望。

课堂是教育变革的主阵地，而教师则是这场变革的生力军。为了适应智慧教育的发展，教师的教学理念必须进行相应的转变和创新；所有教师必须在思想上对教育范式的转型具有充分的思想准备，树立“大教育观”，并增强应对变革、主动将信息技术融合于教学实践之中的意识。

2 教学模式的创新与变革

教学模式是指教学过程中两种或两种以上方法或策略的稳定组合与运用。智慧教育追求“技术与教育的双向深度融合”，要实现学习者“个性化的知识建构”，倡导在新课程理念的指导下，改变“重结果轻过程”、“重资源设计轻活动设计”的教学模式，探索新型技术在教学中应用的新模式与新方法，如平板电脑、数字星球、云计算、虚拟现实等新技术工具和平台在促进认知、情境教学等方面的优势，探索新技术在课堂教学中应用的规律和特点，并结合各学科自身特点，构建符合学科、年级和内容特点的系列化、开放式、智能化教学模式。鼓励教师进行精心的教学活动和交互设计，推进信息技术与课程的双向深度融合，要朝着体现“技术协同、技术沉浸、信息无缝流转”甚至“技术消弭”的移动性、泛在性、开放性、智能化的教学模式发展。

随着技术与教育的深度融合，近几年来融合技术的新型教学模式不断涌现。翻转课堂、移动学习、MOOC、微课、“一对一”数字化学习等模式逐渐深入人心并在国内外得到广泛应用。2014年NMC地平线报告认为翻转课堂、MOOC和移动学习是未来1～2年内得到广泛应用的新技术教育形态。以“一对一”数字化学习模式为例，笔者曾经作为Intel未来教育的指导人员参与邯郸市、成都市等地区的教学活动，观摩了“一对一”数字化教学、移动教学等创新的教学模式，在这些模式中不同学科的教师利用智能信息技术为学生推送阅读资源、收集学生的学习经历、进行学习分析，及时获得反馈并调整自己的教学策略和进度，提高了教学效果和效率，改变了传统信息化教学中利用信息技术进行内容呈现和简单交互的形态。

3 学习理念和学习方式的创新与变革

智慧教育所关注的是学生的未来生活，其出发点和目的是促进学生的智慧学习，让学生具有智慧。未来学习是基于智慧生态的学习，这种学习是泛在化的、情境化的和联通化的。泛在化学习能让学生以各种连接方式（WIFI、3G/4G等）和各种终端设备按需获取学习资源，颠覆了数字教育时代“固定地点、固定设备”的学习方式；情境化学习可以让学生在真实世界和虚拟现实技术构建的虚拟现实或增强现实的交互环境中进行学习；联通化学习突破了个体认知的局限性，以分布式认知和联通主义的知识协商和社会建构来学习。因此，未来的学习方式将发生根本性的变革：变被动学习为主动学习、变个体学习为协作学习、变机械学习为探究发现学习、变基于网络的学习为基于云的移动学习和泛在学习。未来各种新型的学习方式将不断涌现，比如基于增强现实的探索性学习，基于物联网的设计性学习，基于MOOC的在线交互学习，基于3D打印的发现学习，基于创客项目的创造性学习等。如台湾南港小学为学生提供了基于校园为背景的探索式学习，学生利用手机、PDA等安装移动APP，在安装有感应装置（QR Code或GPS）的校园里以个人或小组方式进行合作学习，开展数学步道或藏宝游戏一类的学习活动。这种方式能够适时给予学生学习回馈，提供学习的框架，大大提高了其学习成效及兴趣。

4 教育制度和人才培养模式的创新与变革

智慧教育追求教育系统的整体创新和变革，教育制度和人才培养模式的创新和变革就成为促进这场变革的重要支撑。智慧教育通过信息技术在教育的各级系统和工作流程中的充分应用来分担大量繁琐的、机械重复的教学和管理任务，为管理体制、工作流程和办学体制的创新提供了保障，也为招生考试制度的创新奠定了基础。智慧教育将助推“E卡通”和全国中小学生电子学籍“一生一号”的实施与管理，利用云计算技术实现学生档案和学籍信息的自动升级，对学生信息、学习数据的跟踪和记录，有助于解决“高考移民”、控辍保学、转学不规范、择校、留守儿童管理困难等问题，从一定程度上实现教育的相对均衡，促进教育公平。智慧教育就是保障不让一个孩子掉队、让每一个孩子都能成才的制度基础。

智慧教育以人的个性和全面发展为终极目标，尊重学生的个性差异，有意识地培养他们的个性。智慧教育创新和变革人才的培养模式，在教育实践中倡导既注重知识能力又注重综合素质的培养；鼓励分层教育和个性教育，既培养通才也培养专才和拔高人才；采用动态开放的模式，探索多方协商、学校和社会其他机构合作的培养机制。智慧教育倡导为学生提供多样化的选择和成长途径，构建衔接沟通各级各类教育、认可多种学习成果的人才成长“立交桥”。

5 教学管理的创新和变革

目前我国的教育管理信息化仍处在“机控人管”的模式，其智能化程度不高，无法应对智慧教育的需求。随着物联网、大数据、移动技术等应用的发展，教育管理将走向“智慧管控”。智慧教学管理将借助于相应的数据挖掘技术将众多学习者的学习轨迹和学习场景中获取的海量信息，凭借大数据分析的优势，发现隐藏在数据背后的关联规律，并把这些规律运用到教育管理中，为管理人员和决策者提供及时、全面、准确的数据支持，从而提高教育管理与决策的科学性，避免由于经验判断引起的决策失误。智慧管理还可以实现教育运行状况的实时监控、过程督导和可视化管理。比如，通过教育云平台提供的成绩分析系统，可以方便快捷地对所有学生各科、各时期的成绩进行横向、纵向或者历史性的对比分析，教育管理部门通过分析系统提供的数据视图可以直观地了解到各学校、各班级甚至个体学习者的成绩水平，对教育管理部门把握各种层次的教学水平提供可靠的数据来源。

6 教学评价的创新和变革

评价是教学的重要组成部分。信息化教育中的教学评价，一定程度上发挥了信息技术的优势，提高了教学评价的效率和质量，但在实践层面仍然属于“经验主义”的评价模式。智慧教育的教学评价基于云计算、大数据等新技术记录、采集、存储、识别以及分析学习者的学习数据，建立科学的评估模型，实现总体和个体数据的智能性跟踪评价，体现了新课程倡导的评价理念。“靠数据说话”是智慧教育评价的主要思想，这种评价方式很大程度上是由学习分析技术来支持学习分析选择学习者特点、网上交互活动频率等变量，分析并监测学生学习情况，评估教学活动教学质量，及时发现学习中存在的问题，为改进教学和干预学生学习过程提供了科学依据。因此，学习分析为智慧教育智慧而科学的评价提供了技术手段，祝智庭认为学习分析将成为智慧教育的重要支柱。成都七中育才学校在教学评价方面已经开始探索使用智慧评价模型，如在数学学科的教学评价中，就实现了将班级成绩、个人成绩、知识点、试题、认知层次和学习力等类别进行智能化分析，并自动生成班级和个人学习的诊断报告。

智慧教育系统解决方案范文第2篇

【关键词】物联网；云计算；智慧校园

【中图分类号】G40-057

【文献标识码】A

【论文编号】1009-8097（2013）02-0109-06

一 研究缘起及项目背景

1 研究缘起

信息技术的快速发展促进了教育观念和教学方式的变革。随着物联网、云计算、移动互联网等新一代信息技术的发展，随时随地的师生互动、无处不在的个性化学习、智能化的教学管理和学习过程跟踪评价、一体化的教育资源与技术服务、家校互通的学习社区、师生共同成长的校园文化等新型“智慧校园”教学管理模式已展现在人们面前。关于“智慧校园”的研究已成为当前教育信息化领域关注的热点。

自从IBM提出“智慧地球”概念后，国内外不少学者提“智慧校园”的概念和解决方案。在国外，具有代表性的实施案例有韩国与马来西亚。韩国教育科学技术部于2011年6月向总统府递交了《通往人才大国之路：推进智能教育战略》提案，并于同年10月了《推进智能教育战略施行计划》，提出五大战略举措：（1）数字化教材的开发与应用；（2）在线学习常态化与在线评价体系的构建；（3）营造教育资源用于公共目的的环境与加强信息通讯伦理教育；（4）加强教师的智能教育实践能力；（5）构筑基于云计算技术的教育服务基石。马来西亚政府为促进教育系统的整体性变革于2006年提出的一项宏伟工程――“智能学校”（Smart School）计划，到2010年，马来西亚所有的中小学都将转型为智能学校。智能学校实施计划有四项目标：提供个人全方位的发展；注重智能、情绪与身体的发展；培育科技的素养能力及建立教育民主化制度。在国内，有学者对“智慧校园”的概念提出了不同的解读。黄荣怀等认为，“智慧校园”是一种智慧的学习环境。还有学者认为，“智慧校园”是以物联网为基础的校园应用。在实施方面，南京邮电大学于2010年实施了基于物联网的“智慧校园”建设方案，浙江大学、西南大学、成都大学、同济大学等几十所高校正在筹划、实施智慧校园建设；中国电信等移动互联网运营商实施了基于e卡通的“智慧校园”解决方案。目前“智慧校园”解决方案还处于探索阶段，在技术方面，没有建立统一的“智慧校园”的系统架构和技术规范；在应用方面：物联网和云计算等先进技术应用处于初级阶段，技术、业务、资源、信息、数据与用户服务的融合度不够，没有从如何利用信息技术支持学生的自主学习、协作学习，如何支持师生互动与快速准确反馈，如何支持教师教学决策等方面提出有效的解决方案。

本文以作者主持的佛山市禅城区“智慧校园”示范工程项目为例，阐述如何采用先进的教育理念和物联网、云计算等先进信息技术构建“智慧校园”系统，探讨“智慧校园”系统的基本特征、系统架构、功能模块、技术路线和实施方法等整体解决方案。

2 项目背景

佛山市禅城区“智慧校园”示范工程是禅城区人民政府于2010年9月启动、2012年5月正式上线运行的“四化融合、智慧佛山”首批重点示范项目。本项目分别选择高中（佛山三中）、初中（汾江中学）、小学（佛山实验学校和南庄中心小学）四所不同类型的学校，建立禅城区“智慧校园”示范工程试点学校和示范系统。

禅城区在教育信息化环境建设、教育资源建设、教师教育技术能力培训和教育信息化推广应用方面具有良好的基础，是“广东省推进教育现代化先进区”，四所“智慧校园”示范工程学校具有较高的教育信息化建设与应用水平。但由于信息技术发展等历史原因，项目实施前，禅城区教育信息化建设面临的主要挑战在于：

（1）“信息孤岛”现象。各个学校的信息化应用系统采用的技术标准、数据规范不一致，缺乏甚至没有数据共享关系和交换途径，形成“信息孤岛”；

（2）信息系统的综合服务能力弱，难以实施综合业务流程和综合查询与决策支持；

（3）教育资源存储分散，数据标准不同统一，资源共享困难、检索低效，教育资源的数量和质量难以满足日常教学需要；

（4）信息化建设对提高教学质量和学校管理效率的有效支持不够。

因此，禅城区教育信息化建设需要一个统一的平台，统一的技术标准，统一的数据规范来整合各类信息，实现校园内各个信息管理系统的无缝连接。本项目的实施，着重在解决以上问题方面进行探索。

二 智慧校园的内涵与特征

“智慧”（wisdom）一词是指对事物能迅速、灵活、正确地理解和解决的能力。“智慧”是一个相对概念，并不局限于人类，任何物体组成的体系都有智慧，只是高低不同。IBM提出的智慧系统特征是3I：即能够更透彻的感知和度量（Instrumented），更全面的互联互通（Interconnected），更深入的智能化（Intelligent）。

关于“智慧校园”的特征，国内一些学者提出了不同的解读。黄荣怀等认为，智慧校园（Smart Campus）应具有以下五个特征：（1）环境全面感知；（2）网络无缝互通；（3）海量数据支撑；（4）开放学习环境；（5）师生个。宗平等人认为，“智慧校园”的核心特征主要在三个方面：一是为广大师生提供一个全面的智能感知环境和综合信息服务平台，提供基于角色的个性化定制服务；二是将基于计算机网络的信息服务融入学校的各个应用与服务领域，实现互联和协作；三是通过智能感知环境和综合信息服务平台，为学校与外部世界提供一个相互交流和相互感知的接口。笔者认为，“智慧校园”是信息技术高度融合、信息化应用深度整合、信息终端广泛感知的信息化校园。“智慧校园”系统兼有技术、教育和文化等多重属性，具有如下9大特征：

（1）融合的网络与技术环境。实现校园有线网、无线网、传感网、视频监控网等多种网络的融合和多种信息化应用系统的融合，形成一体化的网络环境和应用环境；

（2）广泛感知的信息终端。为广大师生提供一个全面的智能感知环境；

（3）快速、综合的业务处理服务。能够对教学、科研、管理的各种业务、信息、数据按照基于流程的方式进行快速、综合处理，为广大师生提供一个全面综合业务处理与服务平台；

（4）智能的管理与决策支持。具有架构科学合理、低耗高效运转的学校智能化管理与决策支持系统，能够对学校的人、财、物、活动、事件和业务流程进行感知、识别、跟踪、判断、处理、评价与提示指引；

（5）个性化的信息服务。能提供基于角色的个性化信息定制服务；

（6）泛在的自主学习环境。通过实施有线和无线网络的全面覆盖，借助移动学习终端和教育云服务平台，任何时间可以在学校任何地点在线学习、互动交流和辅导答疑。实现教育无处不在，学习随时随地；

（7）智慧的课堂。具有满足师生个性化教与学需求，实现自主探究、互动教学、协同学习等多种教学模式，并能对学习过程进行动态跟踪与评价的智慧课堂；

（8）充分共享、灵活配置的教学资源平台。建有教育云服务平台，能实现教育资源的按需动态分配和技术服务的充分共享。具有统一的教育资源建设标准和存储规范，能实现教育资源的高效检索和智能汇聚。能提供海量的优质教育资源，并与教学系统无缝对接，满足教学需求；

（9）蕴含教育智慧的学习社区。具有家校互通的沟通平台和学习社区，教师、学生、家长能够及时互动，分享教育经验与智慧。能整合各种社会力量，共同促进学生快速健康成长。

三 智慧校园系统架构

佛山市禅城区“智慧校园”系统的构建是在现有校园网和学校教育信息化设施及应用系统的基础上，通过应用RFID等传感技术组建校园物联网，应用无线网络技术组建校园移动学习网，实现对校园内的人（教师、学生、管理者、家长及其他人员）、财（学校经费、个人消费等）、物（教学大楼、图书馆、教室、实验室和教学设备等）和信息（教学资源、教学管理信息、学校公共管理信息、活动信息等）进行识别、传输、存储、处理和控制，为师生提供智能化的管理和个性化的信息服务。

“智慧校园”系统平台采用面向服务的多层架构模式（SOA），将学校的资源、数据、信息和业务流程，按照基于服务的方式整合起来，使平台具有很强的适应性、扩充性、维护性和易用性。平台总体架构如下图1所示：

智慧校园系统架构包括4大体系4个支撑平台和8个应用系统。

4 大体系包括标准体系、安全体系、云平台监控体系和教育云服务体系。

1 标准体系

基于教育云的智慧校园标准目前还没有统一规范。云计算本身就缺乏统一的标准，在云平台上运行的应用系统又千差万别，难以有统一的资源管理、资源、资源应用。因此，本系统平台的构建首先需要建立一套标准体系。

智慧校园系统标准体系建设分三个层次：信息编码与数据交换，软件开发与集成；硬件环境；在线应用。包括：

（1）建立完整的信息编码与数据规范体系。采用国际通用标准和中国教育信息化标准委员会的制订的学习技术系统《体系架构与参考模型（CELTS-1）》和《教育资源建设规范CELTS-41》等10个标准以及《智慧校园示范学校自定义信息编码标准》多种代码体系相互补充，代码分层定义，方便用户分级选择输入信息，同时支持代码扩充、自定义和更新。

（2）软件开发采用《GB/T19001ISO 9001在软件开发、供应和维护中的使用指南》、《计算机软件产品开发文件编制指南（GB/T 8567-1988）》和《角色访问控制标准ANSI INCITS359-2004》等国际与国家标准。

（3）智慧校园硬件设施标准。采用中国教育技术协会技术标准委员会制定的《多媒体教学环境工程建设规范》。

2 安全体系

智慧校园安全体系建立了包括操作系统级安全、网络级安全和应用级安全三层安全体系。

（1）操作系统级安全。在操作系统级，平台使用最新的主流Linux操作系统，启用Linux的内核防火墙和身份认证机制保障操作系统的安全，基于心跳（Heart Beat）技术检测系统的崩溃并尽可能自动恢复。如果安全服务系统没有收到某一计算节点的定时心跳数据流，则说明该节点或网络出现了故障，此时重新启动该节点，如果不成功就将该节点排除在计算之外。

（2）网络级安全。在网络级，平台使用下列手段保证平台的网络传输安全：使用硬件防火墙保障整个云平台的安全。为了防止教育云平台系统被非法侵入，在前端计算机安装双网卡将内部和外部网络隔离开。在系统区域网络中使用在Internet上没有实际意义的内部IP地址，并用IP伪装（IP Masquerading）和IP端口转送（IP Port Forward）技术实现网络地址转换。为了防止云平台与用户之间网络通信的被窃取，教育云平台采用了基于SSL安全协议的扩展HTTP协议HTTPS。

（3）应用级安全。在应用级，平台使用下列手段保证平台的应用安全：①可信的单点登录（SSO）。单点登录是解决门户系统安全认证问题的一种理想和有效的认证策略，我们采用的CAS（Central Authentication Service）是Yale大学发起的一个开源项目，作为智慧校园平台的一个安全而又简单的SSO安全实现。②云平台权限控制。为了防止非授权用户的非法入侵和授权用户的越权使用，教育云平台进行各种级别的权限控制，并具备审核功能，自动记录用户访问的情况和操作过程，以备日后查询。

系统开发中，由于不同身份的用户其业务处理逻辑不同，如果单独为每类用户开发与之工作相对应的应用程序，无疑将十分复杂，也不利于以后的维护工作。为控制系统信息的阅读范围和业务办理权限，系统将用户划分为不同的角色，不同的用户角色具有不同的系统操作权限和查询权限，通过权限控制为不同身份的用户赋予与之身份对应的各项操作，屏蔽不能执行的操作调用，以此实现分工负责。系统用户按照其职务、业务类别、管辖区域，被授予不同的操作权限。操作权限包括数据库（表）操作限制、业务模块操作限制、地理范围限制、数据读写操作的限制等。平台采用专业的用户细分，针对教育系统的独特性，研发出一套专业的用户系统，将用户根据教育部门，学校，地区，身份，角色，岗位，职位，科目，年级，班级等分类归档，并赋予不同功能和权限，同时，云教育的用户将终身有效。

系统也采用严格的权限和隐私设置，用户可为自己的内容和上传的资料快速设置或详细设置读写权限。详细设置可将权限赋予指定地区、身份、年级等细分用户和指定好友等。同时还为用户提供私密保护，设置为私密的信息，除了用户本人，其他任何人包括平台管理员也无法查看到该信息，最大程度地保护了用户的隐私。

3 云平台监控体系

云平台监控体系建立了包括教育云平台访问量数据统计分析、用户数统计分析、功能模块访问统计分析、用户使用习惯统计分析、用户在线时间统计分析、流量统计分析等完整的平台使用监控策略。

4 教育云服务体系

教育云服务体系以教育资源共享为核心形成多层次的服务体系：

（1）基础设施即服务（Infrastructure as a service）

平台以服务的形式提供虚拟硬件资源和服务器租用等，使教育相关部门无需购买服务器、网络设备、存储设备，只需通过互联网租赁即可搭建自己的应用系统。

（2）平台即服务（Platform as a service）

平台能提供完善的平台即服务功能，包括云应用支撑服务、云系统支撑服务和智慧校园云服务总线。平台通过提供二次开发接口、教育软件定制接口等功能以及开放式的支撑服务功能，提供完善的应用服务引擎和应用编程接口，用户能通过应用服务引擎，构建相应的教学应用。

（3）软件即服务（software as a service）

智慧校园服务平台的用户和客户端软件均能通过标准的Web浏览器来使用云平台上的各类在线服务，用户不必另行购买软件，平台能提供完善的软件即服务功能。

本平台通过集成三个层次的服务，能全方位满足各级学校各类服务的需要。4个支撑平台包括云平台基础设施支撑平台、云系统支撑服务平台、智慧校园服务总线和云应用支撑服务平台。

①云平台基础设施支支撑平台。包括底层的服务器集群、数据仓库集群、云存储和监控系统。该平台为整个系统提供稳定、可靠的应用基础支撑平台。

②云系统支撑服务平台。通过系统中间件和应用服务器进行系统支撑。云系统支撑层能提供业务功能模块与云平台层的连接，包括单点登陆、统一用户授权、统一消息服务、统一数据交换服务、工作流服务、信息门户服务、统一搜索服务、统一信息服务等云支撑服务。

③智慧校园云服务总线。这是各类学校和教育机构的数据融合和交换中心，包括数据融合、重组、加工、管理、变换和集成，服务感知、消息感知、事件感知、任务调度、服务编排和调度、服务QoS、数字证书等功能。

④云应用支撑服务平台。该平台形成用户的基本信息数据、教育资源数据、师生成长档案，并提供数据分析和挖掘、教育资源共享等；

8个应用系统分布在教育在线应用服务层，能提供各类在线教育软件服务，包括智慧校园管理系统、智能教学系统、移动学习系统、数字化实验系统、教育资源库、智慧系统文化、家校通系统、数字图书馆系统等在线服务系统。

四 实施方法与技术路线

1 总体实施策略

“智慧校园”示范工程建设起点高、时间紧、技术难度大，本项目通过创新的政产学研合作机制，采用“以政府主导、以产学研为依托、以应用为驱动、示范引领、逐步推广”的实施策略，边研发边建设，由教育主管部门、本地高校和相关专业公司多方合作，组成佛山市禅城区“智慧校园”示范工程课题组，充分利用教育主管部门和示范学校的项目组织管理优势、需求分析优势、教学资源建设和推广应用优势，高校的系统设计与研发优势，企业的资金、产品和技术服务优势，实现强强合作。这种创新的机制和项目推进策略，有利于实施“起点高、时间紧、技术难度大”的项目，为其他示范工程项目的建设探索可供借鉴的模式。

2 系统开发方法

“智慧校园”项目采用的开发方法是基于RUP的迭代开发方法，RUP是一个面向对象且基于网络的程序开发方法。由于本项目的实施尚无成功经验可循，系统庞大，且涉及众多新技术的应用，开发难度大。在软件开发的早期阶段无法全面准确地明确用户需求，确定详细技术路线。而迭代式开发允许在每次迭代过程中需求可能有变化，通过不断细化来加深对问题的理解。迭代开发可有效降低项目风险。本项目开发依据迭代开发方法的核心理念和操作模式，实施过程按“调研-需求分析-原型构建-系统开发-测试-适用评-示范应用-深化应用-总结推”广9个阶段进行。

3 主要实现技术

（1）开发环境和工具。以Linux作为底层操作系统，使用JAVA语言作为主要的开发语言，开发环境为JDK1.6+和eclipse3.7，完全满足J2EE和servlet2.4+的开发规范，web容器使用tomcat7.0。整个平台基于SOA方式，采用Apache的CXF作为数据的整合和共享方式，智慧校园各系统的数据互通都是通过该方式实现；该方式独立于操作系统和开发语言，可灵活部署，兼容性和性能优越。

（2）单点登录。平台的各个系统之间的登录整合以Yale CAS（Central Authentication Service，中央认证服务器）方式实现。Yale CAS是耶鲁大学的一个开源项目，Yale cas是目前项目中用到最多的SSO整合方案，该方案提供一种标准的用户认证服务，实现了单点登录功能。

（3）Web部署。Web部署使用前端服务器加后端服务器的耦合方式实现，前端使用高性能的Nginx，后端则使用标准的serlvet容器Tomcat实现，Nginx专为性能优化而开发，它支持内核Poll模型，能经受高负载的考验，有报告表明能支持高达50，000个并发连接数，这样的搭配可以很好的解决性能和应用的兼容性问题。使用Nginx按照调度规则实现动态、静态页面的分离，为了提高访问性能，以Nginx的ip哈希方式实现了应用的负载均衡。

（4）工作流引擎。使用/BOSS成熟的JBPM工作流引擎作为解决方案，JBPM是一个开源的、纯JAVA的、轻量级的支持多种可执行流程语言的工作流程管理（BPM）工作流引擎。

（5）数据存储。使用分布式的关系型数据库Mysql Cluster作为关系型数据的存储，使用分布式的Hadoop作为非关系型数据的存储解决方案。

（6）云平台虚拟化。采用Linux的KVM解决方案，KVM虚拟化平台是linux内核原生的组成部分，它使用Linux自身的调度器进行管理，所以相对于其他虚拟化平台其核心源码很少，速度更快更稳定。

（7）网络性能优化方法。在网络优化和传输方面主要使用gzip压缩技术、浏览器缓存技术、服务端动静态分离的处理技术和服务端缓存技术；

五 智慧校园示范应用系统

智慧校园示范系统基于教育云平台构建，包括智慧校园管理系统、智能教学系统、移动学习系统、数字化实验系统、教育资源平台、智慧校园文化系统、家校通系统和数字图书馆系统。

1 教育云平台

教育云平台是智慧校园的底层支撑。采用先进的虚拟化技术，通过租用世纪互联的硬件服务，构建了禅城区全新的、动态扩展的、分布式存储教育数据中心。教育云平台建立了统一的单点登录系统，实现了用户界面整合、业务流程整合和系统数据整合，为禅城区所有学校师生提供了统一用户授权、统一信息服务、统一数据交换服务、工作流服务、电子表单服务、数据存储与计算服务、教学资源共享服务等硬件、软件和应用服务，避免了重复建设，大大提高了资源与技术服务的利用率。

2 教育资源平台

教育资源平台是七个子系统的接入口。通过整合全区各类学校的教学资源、建立了涵盖中小学各学科的素材库、课件库、教案库、电子教材库、试题库、名师讲堂库、同步视频课堂库等优质的教学资源，实现了跨校共享。教育资源平台具有良好的用户体验。支持教学资源的智能管理、智能检索和智能汇聚，用户可以对资源进行订阅与推荐，可以设定资源的访问、下载的权限，保护知识产权。支持动态生成作业和试题，并具有作业、作答、批改、查询、修改、删除和统计分析功能；支持动态组卷，具有试卷、作答、批改、查询、修改、删除和统计分析功能。

3 智能管理系统

智能管理系统以先进的物联网技术为基础，实现了校园进出人员身份管理、考勤管理、学校资产监控与数据泄密管理、办公管理、教学活动管理、教学设备管理、教务管理和安防管理智能化。智能管理系统提供智慧校园各个业务系统的单点登录接口和用户管理配置。办公管理系统根据学校管理架构和业务流程定制开发，包括公文管理、个人事务管理和统计查询系统。实现了办公业务全流程的跟踪管理、统计查询和辅助决策。教学活动管理系统提供各类校园活动申请、安排，跟踪和查询等功能。教学设备管理系统提供设备申购、入库、报损、借用、领用、维修管理、账物卡管理、重要设备跟踪管理和统计、查询等功能。教务管理系统提供智能化的教学排课、成绩录入、教务信息、查询、教学评价、成绩统计分析等功能。

4 智能教学系统

智能教学系统依托教学资源平台，为教师编写教案、制作课件、批改作业和辅导答疑提供智能化服务。包括智能备课系统、互动课堂系统、辅导答疑系统、电子作业系统和综合评价系统五部分。

智能备课系统提供了基于教学流程选择、备课资源智能汇聚、轻松编辑素材、快速制作教案、自动生成教学网站的智能备课功能。让老师备课像写博客一样轻松省力。

互动课堂系统由教师电脑、电子白板、短焦投影、实物展台、录播系统、电子书包、无线网络和智能讲课系统组成，为老师开展互动教学提供了先进的教学环境。利用智能讲课系统，老师可以按备课的教学流程在电子白板上点播素材、任意调整播放窗口、任意书写，既像写黑板一样轻松自如，又能随时保存。在课堂练习环节，老师通过电子白板把题目发给学生，学生利用电子书包接收、作答，提交答案，老师可以在白板上看到每个学生的答题结果，及时、精确地掌握每个学生的学习情况。课堂练习的结果可以保存在课堂学习档案。学生利用电子书包按照老师控制的课堂活动进度自主学习、练习、提问和作笔记等。

课堂录播系统可以将教师的授课过程自动录制成视频，供学生课后复习，也可以实现“翻转课堂”。

辅导答疑系统直接建立了老师和学生之间的信息交流。

电子作业系统提供了覆盖各个年级各学科的作业库和试题库，具有作业布置、提醒、作答、批改、统计分析功能和自动组卷、智能评分功能。

综合评价系统提供了学生平时成绩、课程作业、考试统计分析等信息，为老师教学决策提供了重要依据。

5 移动学习系统

移动学习系统主要电子书包、手机等移动学习终端为载体，基于统一的教育资源平台支持，实现任何时间、任何地点的个性化学习。移动学习系统能够为移动学习终端有效地呈现学习内容并且提供教师与学习者之间的双向交流，具有提供随时随地地学习环境和学习情境的功能。主要包括：电子教材阅读、课堂笔记、课件下载和信息订阅、教学视频点播、作业下载和提交、辅导答疑、考勤信息和成绩查询、学习工具等。

6 数字化实验系统

数字化实验系统主要由传感器、数据采集器、计算机、实验教学平台和多媒体互动投影系统组成。实现了从实验数据采集、传输、处理和生成输出全过程数字化。为学校师生创设了开放、协作的科学探究实验环境。系统还具有实验教学管理、实验设备管理、实验室开放管理和实验成绩管理功能，并与智慧校园其他子系统无缝对接。

7 家校通系统

家校通系统实现了家校沟通无障碍。老师和家长之间，可以直接使用家校通系统互动交流。譬如学校向家长报告学生在校情况，通知，布置作业，家长查询学校的规章制度、课程安排，或与老师一起切磋教育心得等，十分便捷。

8 智慧校园文化系统

智慧校园文化系统包括校园多媒体信息系统、虚拟校园交互式演示系统和智慧学习社区三部分组成。智慧校园多媒体信息系统以数字化方式展示学校形象与文化特色。即在学校主要场所与主要通道，应用电子显示屏展示校园文化特色、办学理念、校园动态信息、教学活动信息、楼层、场所导览信息、宣传表彰、通知公告等。虚拟校园交互式演示系统通过虚拟现实技术逼真再现校园的地形地貌、建筑物、绿化、运动设施及场地等，并可以在校园主页以各种方式进行导览，展示学校形象；与智慧校园共用同一个数据库系统，让管理者随时随地直观地了解学校的资产情况，实现资产管理，还可辅助实现消防安全管理；智慧学习社区整合了博客、QQ等多种功能，为学生、教师和家长提供了一个便捷交流互动的平台，包括智慧讲坛、创意乐园、智慧活动、名师支招、智慧之星等，为广大教师交流教学经验，分享教学智慧，为学生分享学习心得，开展科技创新活动提供有效的支持。

9 数字图书馆系统

数字图书馆系统是为了适应图书馆未来的发展要求，满足示范学校对馆藏资源充分共享、高效管理等方面的实际需求构建的。本系统包含了目前图书馆管理业务的每个环节，具备系统图书采访、图书编目、图书流通、期刊管理、公共查询、系统管理等功能，并与本区e卡通系统无缝对接，实现成员馆馆藏资源的互借、互还和互通。

六 结束语

智慧教育系统解决方案范文第3篇

新IT 演绎“智慧教育”

新业务系统上线在即，苏州六中的信息化业务部署人员却感到无比轻松。借助苏州市教育云平台，学校可向市电教馆申请虚拟机，免去以往购置、调试以及维护设备的繁琐过程，轻松实现创新教学应用。

这在大多数信息化负责人看起来不可思议的事情，仅仅是苏州市智慧教育的一角。借助华三云网融合解决方案，苏州市电教馆进行了云平台数据中心和城域网专网的改造，充分挖掘新IT的创新价值，将区域教育信息化水平拉升到了国际先进水平，实现了学校管理方式、教师教学方式和学生学习方式的大变革。

当前，云计算、大数据等新IT技术正在颠覆行业发展路径及业务形态，教育行业也面临深刻IT变革。苏州市启动“智能光网”工程，借助云技术搭建了优质、弹性、安全的基础设施平台，同时结合各部门的业务创新，将信息技术深入应用到教学、科研、管理以及服务的各个环节中，实现了苏州市教育教学的全面创新与变革。

在苏州市“智能光网”工程改造中，杭州华三通信新IT全程参与了苏州市教育城域网专网和云平台数据中心的改造，实现了苏州市“智慧教育”：一方面，市直属学校与电教馆之间实现了万兆互联，构建了真正的城域网；另一方面，电教馆将共性的建设内容集成到了云平台，学校只需要简单使用，即可根据学校特色开创特色应用。目前苏州市电教馆已经集成了包括IaaS云服务、统一互联网服务、安防监控、未来教室等众多智慧应用。

在苏州市“智慧教育”的变革中，新IT是如何演绎的呢？

智慧教育云平台改造“揭秘”

“个有地盘，规划不一”充分概括了苏州市教育信息化改造之前的状况。以往，苏州市教育局直属学校、直属单位都有各种类型的业务系统、相应的独立配套服务器等硬件设备，但是利用率低，容易造成资源浪费。另外，数据中心在租用运营商VPN的过程中，在带宽扩容、年费用、管理等过程中无法实现自主控制。

为此，苏州市开启了云平台云数据中心的改造工程，采用华三CAS作为云服务的核心平台，为学校提供虚机申请、分配等多项新IT服务。改造后，学校可以直接使用云平台的资源，利用CAS完成学校的自助申请、日常维护管理，不再需要自行采购、维护服务器等硬件设备，大大节省了新业务部署的时间，为教育教学的创新应用与融合提供了非常好的发展环境。

云计算随需而动，按需索取的特性，也为管理人员提供了极大便利。苏州市电教馆管理人员利用CAS轻松实现虚机的生命周期管理、虚机的可靠性、业务的动态资源扩展等能力；同时CAS云平台的兼容性也为管理人员对服务器资源池的统一管理提供了环境。

城域网改造精彩“互联”

城域网的改造是苏州市教育变革的另一大亮点。随着电教馆教育E卡通、教育公共服务平台、网络电视台、学校安全视频监控、学校食堂安全视频监控等大流量业务系统的逐步上线，且学校统一从电教馆上进行互联网出口后，现有城域网带宽出现了明显不足，严重影响了智慧教育的创新与应用。

在教育城域网改造中，苏州市电教馆采用华三S10512作为核心交换机，通过连接波分系统，为每个学校提供了万兆接入能力。同时，考虑到各学校互联网应用中的流量及安全问题，在使用互联网服务时，电教馆可对用户行为进行控制，限制BT下载速度等，并结合IPS和现有防火墙进行全面安全防护。

此外，为了更好推动苏州智慧教育，华三同时参与了直属院校的无线网络建设，为其搭建了安全、快速、有线无线一体化校园网络，极大提升了校园网络带宽，增加了无线覆盖和安全防护能力，为校园教学业务、安防业务、一卡通等提供了坚实的网络基础。

在苏州市智慧教育的发展浪潮中，新IT将成为其变革的根本动力，推动教育教学应用的创新，实现教育可持续发展。

由“数字”向“智慧”跨越

根据《苏州市“智慧校园”示范校建设指南》的内容，“智慧校园”的建设包括融合的基础环境、创新的应用服务、共享的数字资源、卓越的信息能力四个方面。

在硬件上，校园网进一步完成升级改造，用教师、学生卡实现用户认证，建设未来教室与数字实验（实训）室。

在服务上，无论是管理应用、教学应用还是自主学习都更智能化。优质资源实现共建共享，无论是学生学习资源、老师教学资源还是专业发展与教研资源的共享，都是“智慧校园”建设的关键环节。

智慧教育系统解决方案范文第4篇

关键词：情境学习理论；生态化物理教学；教学过程设计

“生态化”概念已用于教育领域。国内有学者预测：“未来教育将呈现出生态化的发展趋势，很可能这是教育发展的一个新时代，即教育生态化时代。”［1］“教育生态化”有两层含义，一是作为一种思维方式，从教育系统及其外部环境的整体性、平衡性、和谐统一性、联系性、动态性、共生性及开放性等角度思考教育问题；二是作为一种理想、目标和价值取向，希望教育系统及其外部环境趋向或达到“最优”“高效”与“和谐发展”的状态。这种生态观为我们思考中学物理教学系统中存在的问题提供了新的视角，以此审视目前的中学物理教学实践，就会发现该微观生态系统内外诸多要素之间存在不协调或“失衡”问题。新一轮基础教育课程改革的生态化取向和情境学习理论为我们解决这些问题指出了方向，提供了理论依据。

一、中学物理教学存在的“失衡”问题分析

在全国16个省市自治区进行的一项关于“普通高中课程满意度调研”的结果显示，包括教师与学生在内的社会各界人士对“高中生的社会适应能力”的满意率不足20%，在各项调查指标中是最低的，这说明目前的中学课程在促进知识迁移方面存在严重问题。［2］从生态化视角来审视目前的中学物理教学，发现学生在学校教育中所获得的物理学业智能与现实生活与社会所需要的实践智能不一致的原因，在于物理教学系统中诸方面的“失衡”。

第一，教学情境与真实情境失衡。物理概念与规律不是凭空产生的，它们的建立和发现都有坚实的实验基础。实验可以为学习提供真实情境，而一些教师常常以讲实验、计算机虚拟实验代替做真实实验，这种很大程度上脱离真实情境并简化了的知识，促进的是刻板的、未完成的、肤浅的理解。

第二，实验情境与生活情境失衡。实验室资源提供的学习场景是简约的、科学规范的，缺乏现实生活的情境特征，具有一定的封闭性，学生所掌握的是一些高度概括的理论原则，所形成的能力难以指向特定的具体领域的活动。而现实生活中的学习活动则表现为在与情境中的物体、事件的直接作用中进行思维，具有开放性和交互性。

第三，个别化学习与共享认知失衡。学校的物理学习更多的是个别化的过程，鼓励学生自己完成学习任务。而现实生活中，工作、学习等活动主要是通过共享认知来完成，即在社会情境中，通过合作、与他人相互作用等方式来实现。

第四，解决实际问题与技能训练失衡。学校的物理教学深受行为主义学习观的影响，教师追求良好的实验条件，单一训练学生反复操练应考必备的实验技能；而解决实际问题更多涉及的是合理、灵活有效地使用各种资源与工具。

第五，教学目标与评价失衡。各种考试的重点是对学生掌握物理知识和技能的情况进行量化考察和检测，而不是从教学目标出发整体考察学生全面发展状况。

除了上述五种主要的失衡现象之外，还存在知识学习与社会实践失衡、科学教育与人文教育失衡等现象。总之，物理教学深受“考试文化”的影响，高度关注一般的、抽象的知识与能力的培养及量化评价，脱离现实生活情境，忽视知识与认知技能的获得对相关情境的高度依赖性，其结果不仅导致学生知识迁移与社会适应能力的缺失，而且严重制约了学生的全面发展。

二、基础教育新课程的生态化取向

针对“考试文化”在教育文化中占据主导地位，使“我国教育从幼儿园到高中全面异化”的背景，［2］基础教育课程改革明确提出“把每一个学生发展的独特性置于核心”“使每一所学校成功，使每一位学生成功”的基本理念，以及“从生活走向物理、从物理走向社会”的物理课程理念，充分体现了新课程发展的整体性、和谐统一性、联系性与开放性等生态化取向。其生态化特征具体表现在以下五方面。

第一，在课程理念方面，新课程“倡导全面、和谐发展的教育”，［3］确立了适应人的发展的整体观念、民主平等原则、尊重差异的思想以及动态发展的观点，力图通过整合课程及课程的“模块化”，提供满足学生需要的、可供学生选择的课程组合。

第二，在课程目标方面，新课程强调人的自然性、社会性和自主性的和谐健康发展，注重一致性与差异性、科学素养与人文素养、学科课程与综合课程、个体需要与社会需要的和谐与统一，着眼于学生的社会化与全面发展。

第三，在课程内容方面，新课程致力于突破学科本位的束缚，加强了课程内容与学生生活、现代社会与科技发展的联系，主张自然科学课程与人文科学课程的整合，把科学、艺术和社会规范融入人的生活、成长过程之中，使学生个体经验、体验以及他们自己的特殊文化世界与学校课程建立应有的联系。

第四，在课程实施方面，新课程强调了教育者与学习者双方在教学过程中应积极互动、共同发展，注重培养学生的独立性和自主性，建立民主、平等、共生的新型师生关系，通过在体验性、探索性的框架下进行自主性、合作性与创新性学习，使每个学生都得到充分发展。

第五，在课程评价方面，新课程倡导多元评价，以评价促进学生的全面发展。

三、有效教学的生态化取向与情境学习理论的基本观点

20世纪80年代末至90年代初，在认知科学、生态学、人类学与社会学等影响下，针对学校教育脱离实际、导致学生问题解决能力欠缺、社会化延迟等现状，有效教学的价值取向逐渐发生变化，“从为行为结果而教学的教师中心取向到为认知建构而教学的学生中介取向，再发展到为情境性认知而教学的生态化取向”。［4］

情境学习理论强调，有效的教学应该统筹考虑教育者、学习者、教学内容、物理环境与社会环境等各个要素，将学生的学习与发展置于开放性的、与外界不断互动的生态化的系统中来考虑。认为“学习的实质是个体参与实践并与他人、环境等相互作用的过程，是形成参与实践活动的能力、提高社会化水平的过程”。［5］因此，一是主张创设有助于学生探究、互动和社会化的实践环境，使学生主动地参与讨论、猜测、探究、解释、评价等活动，形成自己对问题的观点与解决方法，建立社会化的交往方式，而不只是关注答案是否正确。二是主张提供包含着活动参与方式和现实问题的开放式课程，要求以现实生活中的复杂问题作为课程的主要内容成分，同时课程内容的呈现方式、学生的学习活动都要在真实的或接近真实的问题情境中进行。三是主张对学生的探究和参与实践活动的能力进行整体评价，不是简单地仅仅对认知能力进行评价，既要评价每个学生的表现，也要评价整个团队的表现。此外，非常强调学生作为评价的主体参与评价，认为学生不只是一个被评价者，也要参与对自己、对他人、对团体的有意义的评价过程中来，进而培养其准确的判断力和责任感，强化对团队作出自己一份贡献的自觉意识。

“生态化取向的有效教学主要以学习的情境理论为基础，该理论强调个体与其所依存的物理和社会情境的相互作用，认为情境是整个学习中的重要而有意义的组成部分。”［4］有效教学的生态化取向对物理教学的改革与发展无疑具有启示作用，其整体、联系、协调与开放的生态化教学观对解决物理教学中的诸多失衡问题具有重要的理论指导意义。因此，笔者提出“生态化物理教学”的概念，其核心思想是促进物理教学走向真实生活世界，走向现实生态环境，沟通物理学习与生活世界之间的联系，沟通学生在校学习与社会学习之间的联系，使物理教学系统的诸要素之间达到生态平衡，以实现教学过程的最优化，让学生的精神生活和生命体验成为物理课程文化的重要成分，使物理教学的三维目标真正落在实处。

四、生态化物理教学的概念与特征

生态化物理教学，是指教师整体协调与组织教学系统内外诸多要素，主动开发潜在资源，充分利用创生资源，营造对学习者有意义的真实情境，组织有利于发展学习者主体性、独特性和社会性的活动，将学习者的学习与个体发展置于开放性的与其他成员、物理环境和社会环境不断互动的系统之中，从而促进学习者有效达成物理教学目标的过程。

其中，“潜在资源”主要指现实环境中存在的外显功能或价值不直接指向物理教学、赋予意义之后容易开发的各种形态的资源，既包括故事、现实问题、生活常识、科技成果与自然现象等素材性资源，也包括身边材料、各类器具等人工制品，还包括交通、通信、网络等公共设施以及生命体等；“创生资源”一方面指教师、学生或专家根据“潜在资源”的特点或属性，按照教学活动要求自行设计构造的有意图或显现智慧的课程资源，例如，教师设计的真实问题或任务，自制的各类实验器具、学习器具，学生自制的小作品，人体参与的体验感知活动及物理游戏等，另一方面指教师与学生在与环境互动中生成的经验、问题、困惑、理解、智慧、意愿、情感、态度、价值观等素材性资源。

生态化物理教学具有以下特征。

（一）整体—协调—统一性

生态化物理教学强调教学系统是教师、学习者、教学内容、教学活动、教学资源、物理环境与社会环境等诸要素有效互动的一个统一体，注重教学内容与学生生活经验的协调与统一，个别化的学习过程与合作共享认知的协调与统一，学术性认知与日常生活认知的协调与统一，一致性与差异性的协调与统一，理性与非理性的协调与统一，对学生获得知识技能的量化评价与整体评价的协调与统一，个体需要与社会需要的协调与统一，等等。总之，通过整体协调教学系统各个要素之间的关系，最终实现学生的健康发展。

（二）真实—生活—情境性

“很明显，技能和内容必须呈现在一个学习者熟知的情境之中。”［6］生态化物理教学强调发挥各类教学资源的优势，特别重视“潜在资源”与“创生资源”的开发与利用，使其成为真实情境与活动的有力支撑。这类课程资源的本质特征是“熟悉性”，因为学生对情境熟悉，才会感觉到它的真实性，才会与学生原有的经验和体验建立联系。生态化物理教学主张选择或尽量选择学生熟悉的现实生活、社会或自然中存在的“事”和“物”来使教学内容问题化、任务化，这种问题或任务由于具有真实性而使学生感到对自己有意义，进而产生学习和探究的欲望而引起活动。更为重要的是，利用这类熟悉性资源展开的学习活动，会促进学生产生独特的观点或不一致的理解，学生的学习随情境的变化作出反应并影响着他们自身对问题的解决，经验、问题、智慧以及困惑等素材性资源会由此动态生成，为学习者自主探究、体验、交流、反思与共享认知提供机会。

（三）社会—互动—开放性

生态化物理教学体现了从生活走向物理，从物理走向社会的新课程理念。强调物理教学要与学生的生活世界建立联系，寻求自然、社会和学生发展在物理教学中的有机统一；注重个体间积极的互动、个体与环境和社会之间积极的互动；不把学校作为学习的唯一场所，不把教师看成学生唯一的指导者或先知者，重视学生之间的相互学习和指导，教师以外的其他支持人员包括资料管理人员、实验室技术人员或维修人员、社会的从业者以及家长等，同样是重要的课程资源，将学生的学习置于开放的、与外界不断互动的生态化系统之中。

（四）主体—独特—生成性

生态化物理教学注重学生的主体性，关注学生的差异性，追求每一个学生潜能的最大发挥和最佳发展。强调发挥师生的主观能动性、积极性和创造性，高度重视学生在开发教学资源中的主体作用，重视资源开发及生成过程的潜在教学功能，努力实现资源开发与教学活动的和谐与统一。通过教师组织、师生共同参与开发和利用潜在资源与创生资源的活动，使学生的个体经验与教学情境实现最佳耦 合，促进学生实现自主的意义建构，生成具有个体特征的知识结构和参与实践活动的能力，提高社会化水平。同时注重对学生的学习进行多元评价并使学生成为评价的主体。

（五）有效—公平—均等性

生态化物理教学是有效教学理念在物理教学中的体现，致力于给每个学生提供公平的参与机会，使学生主动获取知识、灵活运用知识、有效提高迁移能力和社会适应能力，反对“考试文化”和“应试”教育的价值观。衡量教学的实效性不是以片面追求升学率为出发点，而是把每一个学生发展的独特性置于核心地位。生态化物理教学倡导积极开发利用富有现实性、生活性、动态生成性和广泛性的资源，努力实现物理学科教育的均等性和公平性。这种教学理念对于教学设施不足、条件较差的学校具有特别的现实意义，可以通过多渠道开发和充分利用学校所在地域或社区的自然生态和文化生态方面的资源，弥补学校教学资源的不足，有效开展物理教学。

五、生态化物理教学过程设计的基本特征

基于情境学习理论的生态化物理教学过程设计，以物理环境和社会环境为背景，从整体、平衡、和谐统一、联系、动态及开放的视角，组织安排教学系统中的各个要素，注重以真实问题或任务情境营造学生熟悉的学习环境，以多种方式组织学习活动。它要求教师根据课程总目标要求和学科知识特点来设计学习内容，均衡考虑和依托各类资源的支持，设计真实的问题或任务情境，进而展开与知识类型相符合的多样化学习活动；从认知、动作技能、情感和社会化四个维度制订学习目标并对学习结果进行整体评价。总体而言，生态化教学观要求从整体和过程考察各种教学形式是否均衡，强调教学系统中诸多要素的影响作用。在学习内容、学习活动以及学习支持上突出以下基本特征。

（一）提供能反映物理知识来源和实际运用方式的真实情境和活动

生态化物理教学在内容设计上要求把“学校物理”与实际生活紧密联系起来，在利用好学校条件资源的基础上，筛选现实环境中可利用的、与教学内容关联的“潜在资源”以及“创生资源”来创设真实或接近真实的物理学习情境，使学习情境问题化、任务化，让学生感到面临的问题和任务对自己有意义，从而真正体验建立物理概念和发现规律的过程。真实情境创设的手段与形式是多样化的，应该体现在各种类型的物理学习活动之中，可以从教室、实验室及学校延伸到室外、家庭、社区等场所，“熟悉性”及“复杂性”是其基本特征。任务的“复杂性”是相对学生而言的，是指具有一定难度但又可通过努力解决的真实问题。学生在完成真实任务的过程中，能够提出自己的经验性观念或看法，处理来自不同观点的信息和反馈意见，或通过协作表达不同的观点，从而获得解决实际问题的技能与知识。教师要为学习者提供专家的解决方案或思路、专家（熟手）的演示，使学生有机会观摩正在工作的有经验者的真实活动，通过与不同学业水平的其他同学、有经验的人或专家进行互动、交流和分享来进行物理学习，在交互过程中进行观察和实践并逐步习得物理学家的思考方式和模型化过程。

（二）支持合作建构、反思与清晰表述，以便形成抽象与清晰的物理知识

生态化物理教学在活动设计上要求将物理学习过程与生活中的“潜在资源”与资源创生结合起来，组织多种形式的协作学习活动，使学习者共同担负学习责任，协作完成某项给定的物理学习任务并促进反思。反思是一种重要的学习策略，它可以帮助学生思考物理学习本身及其过程。比如初中生在完成“鉴别戒指是否是纯金（或纯银）的”真实任务过程中，需要借助预测、假设、方案设计和实验，选取身边易得的实验资源，产生初步的解决方案并实施，同时，学生还要不断反省所采用的实验方案和器材，探寻更巧妙的解决方法，修正错误的理解，逐步形成科学的思维能力和实践能力。

生态化物理教学主张为学生提供大量的实际操作活动，使学生在“做”的过程中发生内隐学习并获得大量的缄默知识。“内隐学习的一大特征是，学习的效果往往需要大量的实际操作或活动才能体现。由于内隐学习得到的就是不可言表的缄默知识，自然直接通过讲授和旁观是很难达到很好效果的。”［7］在重视学生对缄默知识获得的同时还要重视将其转化为明确知识，用词语说明和阐释其对所学物理知识建构的意义的理解。生态化物理教学环境中的学习活动，提倡个人和同组学生一起完成任务，便于学生在讨论问题或辩论问题的过程中，通过语言或文字表述自己的观点，与他人协商，为自己的见解辩护，从而促进他们对知识的表达能力，使缄默的知识变成清晰表述的知识。

（三）提供临界时刻的指导和支撑，注重对物理学习的整体评价

在生态化物理教学提供的复杂情境中，教师的角色应该是学生学习资源的设计者、准备者、创生者和学生自主协作学习的引导者。注重为学习者提供体验自己的决策过程和解决物理问题的策略的机会，要求教师选择“暗示”“建议”等适当方式指导和帮助学生，而不能包办代替，“在学生需要时所提供的暗示性辅导与建议要胜于明确的辅导与建议，非指导性的要胜于指导性的”。［8］教师的帮助起到了一个支架的作用。当然，在需要的时候，也不排斥直接讲授和指导性的教学。

注重通过真实的问题解决过程对学习物理的成效进行评价，评价的重点是知识与技能在特定情境中的灵活运用，而不仅仅是对知识的记忆。由于学生在实际操作性的物理学习活动中不仅获得“纸笔型测验”可测知的明确知识，而且通过内隐学习获得大量的“纸笔型测验”不可测知的缄默知识，因此，需要通过学生的方案设计、实施与修正问题的学习活动的过程以及结果来整体测量评价学生。评价不仅是多侧面的，同时还是开放的，对学习者的评价不仅来自教师，也来自其他学生或小组，还有学习者的自我评价。

参考文献：

［1］邢永富.世界教育的生态化趋势与中国教育的战略选择［J］.北京师范大学学报（社会科学版），1997，（4）：70—77.

［2］钟启泉，等.普通高中新课程方案导读［M］.上海：华东师范大学出版社，2003，52.

［3］钟启泉，等.《基础教育课程改革纲要（试行）》解读［M］.上海：华东师范大学出版社，2001.6.

［4］姚梅林，等.从学习理论的变革看有效教学的发展趋势［J］.北京师范大学学报（社会科学版），2003，（5）：22—27.

［5］梁好翠.情境学习理论及其教学涵义［J］.广西社会科学，2004，（12）：175—177.

［6］雷纳特 N 凯恩，杰弗里 凯恩.创设联结：教学与人脑［M］.吕林海，译.上海：华东师范大学出版社，2004 .1.

［7］郭秀艳.内隐学习［M］.上海：华东师范大学出版社，2003.334.

智慧教育系统解决方案范文第5篇

长春市第五中学建于1953年，至今已历经一个甲子，曾经在春城的教育史上留下了浓墨重彩的一笔，谱写了素质教育的辉煌篇章。然而到2005年，学校发展之路却步入沼泽地带，诸多棘手的问题扑面而来：学校新建教学楼工程款超期未还，债主纷踏而来；学校课时费数月未发，教师怨声载道；采暖费迟迟未交，供热部门已下达最后通牒……学校人心浮动，大有山雨欲来风满楼之势。

杜丽娟来了！从十一高来的！

当消息变成了事实的那一刻，学校的教职员工还在质疑，她能行吗？她能呆长吗？是来镀金的吧？！

在一道道难题面前，在一片怀疑声中，杜丽娟校长走马上任了。

上任伊始，她就带领学校领导班子，通宵达旦地分析学校目前的形势、研究解决问题的思路和办法。达成共识后，马上召开学校全体教职员工大会，实事求是地通报了学校的处境，切实可行地提出了解决方案，信心十足地公布了解决问题的时间表。随后的半个月里，她不辞辛劳地一次次去银行跑贷款、到教育局求援助……天道酬勤，她以真诚和人品赢得了银行和债主的信任和支持，账户解冻，偿还部分欠款，全额补发课时费……这一套快拳，问题解决了，局面稳定了，她用行动赢得了大家的信任，学校工作也步入了正轨。

杜丽娟深知学校的长远发展离不开顶层设计。在学校稳定之后，她开始思考和构建学校文化。2006年她审时度势地提出了“走内涵式发展之路，提升学校的核心竞争力”，打造“人文五中、书香校园”的办学口号，结合校情并在原有理念的基础上，重新解读了“为学生未来的可持续发展奠基” 的办学理念，建构了富有五中个性和特色的理念文化，确立了“教学合一，学行并重”的校训，“博览精思，”的校风，“不言之教，无声之诲” 的教风，“博学、审问、慎思、明辨、笃行”的学风，建立了科学的教师考评机制，完善了各种岗位责任制，让规章制度规范师生的行为。

正是基于这种科学理性的定位，极大地推动了学校文化环境、学术环境、人际环境的建设，使学校处处有文化、处处皆文化，形成了润物无声、润心无痕的育人场。2008年，杜丽娟又高瞻远瞩地制定了《长春五中2008—2010年建设与发展三年规划》。提出经过三年的努力，使学校成为一所具有现代化、高质量、有特色的学校，成为一所在校园环境、师资水平、教学设施、教学质量、管理水平等方面省内有名、市内一流的学校，成为一所既有传统老校特色、又富有现代化气息和先进办学理念的学校。2010年，结合《国家中长期教育改革与发展纲要》的精神，杜丽娟制定了《长春市第五中学“十二五”多元人才培养模式实施规划》，提出了“把学校建成令人向往和留恋的地方”的美好愿景，即把长春五中建设成为：环境优美书香流溢的品质书院；以学论教高效教学的成长乐园；个性张扬多元发展的圆梦学苑；谦谦君子大家闺秀的精神家园。

杜丽娟深知再好的学校文化，也需要依赖载体。于是又建立了多元价值的学校课程文化，建构具有五色的、适应学生需求和社会发展的“多元人才培养课程体系”。在德育上表现为以“7项素质目标、6个课程模组”为操作平台的“主体性人格教育德育实践课程体系”，在教学上以国家课程为主，以地方课程和校本课程为辅的“山”字型课程体系和“5+1+N” 课程操作模式，这种多元的课程文化大大地激发了学生主体精神的形成和健全人格的完善；她建立了高效智慧的课堂文化，构建了主体鲜明、科学优效的“主体性优效教学模式”，这个模式细致到不同的学科和不同的课型，实现了教学内容的内拓、教学环节的外延和课外教学资源的纵向扩展，丰富了教学理论和方法体系；她建立了儒雅生态的环境文化，大力实施“生态校园”行动，从一个温馨提示牌到综合楼的建设规划，她都要事必躬亲、反复斟酌、精心设计，力图让每一面墙壁有画意，让每一级台阶有诗情，让每一处环境都能育人，打造了“音乐殿堂”、“形体空间”、“书画天地”等具有鲜明现代文化特色的功能室，把传统文化和现代文明进行了完美的整合。

八年来，学校先后有十多名学生在国家奥林匹克竞赛中获奖，高考重点学校录取率和本科录取率一直在同类学校中名列前茅。连续八年获得“长春市教学质量评估一等奖”。高考也连续多年取得了显著成绩，多名学生考入清华大学、北京大学、浙江大学等知名高校。中考录取分数线也逐年攀升。

八年的洗礼，学校办学水准大幅度提高，办学成果得到了社会各界的一致认可。学校先后获得全国体育工作先进单位，全国第三届信息技术创新与技术先进单位，国家培养篮球后备人才基地学校，吉林省首批电化教学示范校，吉林省绿色学校等100余项殊荣。承担并完成国家、省、市级课题和实验项目50余项。

她本人也连续多年获各级政府嘉奖，先后获得吉林省师德优秀个人、长春市精神文明先进个人、长春市优秀思想政治工作研究者、长春市十佳女校长、长春市第四批有突出贡献专家、省级骨干教师、享受市政府特殊津贴、吉林省第二批拔尖创新人才，长春市“巾帼十杰”、吉林省特级教师、全省教育系统“五五”普法优秀校长、长春市五一劳动奖章获得者、长春市文教工作先进个人、长春市骨干校长、长春市劳动模范等殊荣，并光荣当选为长春市党代表、吉林省党代表和长春市人大代表。主持完成国家级、省级、市级教育教学科研课题12项，主编并出版校本教材4套共24本，编写教辅书籍23本，在《吉林教育》、《长春教育》上发表文章10余篇。由于她对春城教育事业所做出的突出贡献，《吉林日报》、《城市晚报》、《长春日报》、《长春晚报》、《长春教育》、《中华儿女》、《新浪网》等多家新闻媒体都做了大量相关报道。