年砸4000亿：智慧教育，到底有啥用？

编者按：本文来自微信公众号“鲜枣课堂”（ID:xzclasscom）

什么是智慧教育

之前介绍智慧城市的时候，我就说过，现在到处宣传的所谓“智慧XX”，大部分只是“数字XX”、“网络XX”、“互联网XX”换了个名字，蹭了蹭人工智能的热点，提升了一下档（bī）次（gé）。

和智慧城市一样，智慧教育也分为广义和狭义两种概念。

广义的智慧教育，可以直接理解为“教育信息化”。对于教育信息化，官方定义是这样的：在教育领域（教学、管理和科研），全面运用现代信息通信技术，促进教育改革与发展的过程和方法。

简单来说，凡是教育与信息、通信科技进行结合的场景，都是广义的智慧教育。

狭义的智慧教育，必须拥有“真·智慧”。

什么是“真·智慧”？当然是AI人工智能！

所以，狭义的智慧教育，可以这么定义：运用AI算力和算法，对教学场景进行智能化升级，改善教学体验，提升教学效果的技术和方案。

我们现在看到的大部分智慧教育，均是指广义的智慧教育，也就是教育信息化。（注：我们接下来文章里提到的智慧教育，如无特殊说明，也是指广义智慧教育。）

智慧教育的发展背景

任何的“智慧XX”，均是以“XX产业”为主，数字科技为辅。5G、云计算、大数据、人工智能，全部是赋能科技。想要赋能成功，必须先深入研究产业本身。

限于篇幅，小枣君只能先简单介绍一下教育这个行业。

教育，是人类可持续发展的基础，也是国民最为关注的领域。尤其是在中国，教育一直都是非常敏感的话题，是社会舆论的焦点。

从角色上来看，教育行业包括教师、学生、家长、学校管理者等参与者。从单位上来看，包括学校、政府教育主管部门，教育行业企业等。教育行业企业，为教育提供相关软硬件产品和服务，类别繁多。

从教育阶段来看，分为学历教育和非学历教育。

学历教育主要包括以下阶段：学前教育、初等教育、中等教育、高等教育。非学历教育主要包括培训、进修等，本文暂不讨论。

不同的教育阶段（例如高中和大学），教育方式有很大的不同，教学机构（学校）的架构流程、系统平台也有很大的区别。

一直以来，我们国家都非常重视对教育的投入。国家财政性教育经费占GDP的比重，基本保持在4%以上。

在这笔巨额支出中，专门针对教育信息化的投入，占了不小的比例。

根据2011年6月国家教育部发布的《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》，各级政府在教育经费中列支教育信息化的经费，不得低于8%。2021年，教育信息化资金投入接近4000亿人民币。

近年来的全国教育信息化资金投入走势

（数据来源：国家统计局，光大证券）

我国真正开始推动教育信息化，是上世纪90年代。部分同学应该记得，那时候很多学校都建设了电教室、多媒体教室以及计算机机房。

进入21世纪后，我们的教育信息化开启了“1.0”时代。国家提出“校校通”工程、“农远”工程，普及信息技术教育，加快教育信息化基础设施投资，推动教育信息资源建设和人才培养。2010年后，更是明确提出“三通两平台”建设，力推信息化落地。

“三通两平台”

经过教育信息化1.0的建设，我们的教育信息化程度逐渐跃居世界先进行列。举例来说，截止至2019年底，全国中小学互联网接入率已经从25%提升到98.4%，而多媒体教室的比例，也从不足40%提升到90.2%。

从2018年开始，我们国家又提出了“教育信息化 2.0”，目标是2022年基本实现“三全两高一大”。

“三全两高一大”

2.0相比1.0，强调三个转变：从教育专用资源向教育大资源转变，从提升师生信息技术应用能力向提升其信息素养转变，从融合应用发展向创新发展转变。大家如果有兴趣，可以课后深入研究一下（圈重点）。

在《2020年教育信息化和网络安全工作要点》中，国家又提出启动“百区千校万课”引领行动，打造区域性标杆，以此推动各地智慧教育建设水平的提升。

以上，就是国家宏观政策的大致情况。

除了政策之外，推动智慧教育的另一个动力来自信息技术的快速发展。

这方面我就不多说了，大家都很熟。物联网、云计算、大数据和人工智能的崛起，使得教育信息化工作从网络化、数字化开始向云化、智能化方向发展。现有的教育信息化场景，开始发生变革，新技术正在积极寻求落地，企业们也跃跃欲试。

教育的发展趋势

前面我们说了，教育是一个敏感的话题，也是民众关注的热点。

从大环境来看，教育有几个非常明显的发展趋势，将会对教育信息化造成深远影响。

首先，就是教改进入深水区，遇到的困难和阻力越来越大。

教改是国家战略，一共有10大试点任务，详情可以查看国务院办公厅2010年发布的《关于开展国家教育体制改革试点的通知》。

站在民众的角度，教育资源不均衡，子女升学压力大，内卷严重，产生了极大的焦虑和抱怨情绪。站在国家的角度，实现民族振兴和科技强国战略，需要大量的专业人才。

因此，从上到下，社会各界对教育的期望值不断增加，对学校和老师的要求不断增加。

第二个大背景，就是新冠疫情。

去年开始爆发的新冠疫情，导致全球范围内很多学校停课。我们国家提出了“停课不停教、停课不停学”的要求，于是，掀起了史无前例的教育“大迁徙”，整个教育模式和教育资源，都随之发生巨变。

总的来看，教育有以下发展趋势：

1、教育泛在化：教育的实施，必须突破时间和空间的限制，在任何时间任何地点，都应该允许访问教育资源，享受教育服务。

2、教育终身化：从学历教育向终身教育转变，教育过程不再局限于25岁以下的年龄段。

3、教育公平化：教育资源将实现公平分配和流动，缩小地区差异。

4、教育个性化：统一化教学向个性化教学演变，灌输式教学向启发式教学演变。

5、教育数智化：

（1）教育内容和资源升级换代，数字化内容将进一步取代纸质内容；

（2）教学形式和场景发生演变，传统的老师板书讲解将需要调用更多形式的教学资源，考验老师的资源获取能力和整理能力；

（3）教学场景网络化、物联化、虚拟化，沉浸式教学将会被更多地运用；

（4）AI人工智能在教育领域的落地场景，将会增加；

（5）教学管理流程的数字化，教学管理平台和资源平台进一步实现云化，由系统对教学过程进展支撑，提高管理效率。

智慧教育（教育信息化）的落地场景

接下来，我们具体看看，教育信息化与“大物云移智”结合，到底会如何改变我们的教育场景。

我们将教育信息化场景分为两个大类，一类是教学场景，一类是非教学场景。

教学场景的智慧化

教学是教育最重要的场景。这个场景的参与者，包括了施教人（老师）和被教人（学生）。

教学是配合的过程，既包括了老师的教，也包括了学生的学。要想实现最佳的教学效果，既要求老师经验丰富、水平高超、准备充分，也要求学生勤奋要求、积极思考、认真预习。此外，还需要优质的教学资源、舒适的教学环境、齐套的软硬件设施。

教育信息化作为一种辅助手段，不能替代老师讲课，也不能替代学生听课。它的作用，主要是管理教学资源，改善教学环境，支撑教学流程。

（1）智慧教室

在改善教学环境方面，最典型的应用就是对教室的改造。

教室是传统教学的主要场所。以前，我们只是通过安装多媒体影音设施，推动多媒体教室的普及。如今，基于各种物联网技术，教室已经变得更加网络化、数字化。

智慧教室想象图

教室的黑板，逐渐变成电子白板，可以通过触摸等方式进行演示；教室的空调、照明、窗帘，可以通过温湿度传感器进行自动调节；教室的烟雾传感器，可以在发生火灾时及时报警；教室的智能门禁，可以控制外来人员的进出；教室的智能音箱，可以播报学校的通知，以及课间音乐……

摄像头，作为重要的信息采集终端，也进入了教室。

以往，摄像头主要用于监控记录教室里发生的意外情况。现在，AI摄像头的出现，使得功能进一步扩大。已经有学校用它来进行学生考勤管理，通过人脸识别，判断哪些同学逃课，判断学生的学习状态，注意力是否集中，是否打瞌睡，是否走神，等等。

当然，AI摄像头侵犯了学生的隐私空间，目前也存在较大的争议。

（2）沉浸式互动

现在，很多学校在教学过程中，引入了沉浸式体验教学，甚至专门建设了沉浸式互动教室。

沉浸式互动，大家一听就明白，就是借助VR/AR技术，让学生身临其境，进行教学。这种体验，完全是文字或传统视频影像无法给予的。未来，可能还会诞生全息投影方式的教室，效果更加奇妙。

VR/AR和全息技术，还可以应用于仿真环境搭建、实操型培训，提升学生的实际操作能力，降低基础设施成本。这些技术的落地，对计算速度和网络连接能力要求极高，背后是来自边缘计算、5G、Wi-Fi 6、全光网络的帮助。

（3）远程教学

除了现场教学之外，现在更受关注的是远程教学。

前面我们提到，新冠疫情肆虐，各个学校纷纷大力开展线上教学。其实，疫情出现之前，线上教学就已经是大势所趋，只不过疫情的到来，狠狠地助推了一把。

线上教学的两个根基，一个是直播教学实施平台，另一个是教学资源管理平台。

直播平台方面，目前国内虽然有一些公司开发了专门用于直播的平台，但性能不足，容易卡顿甚至掉线（尤其是疫情期间，接入量暴增）。所以，很多学校干脆使用Zoom、腾讯会议、WeLink这样的远程会议系统，也能基本满足在线授课需求。

教学资源管理平台方面，各地学校大部分选择了自建平台，专门用于存储本校老师的授课视频。也有一些公共平台，例如慕课网、网易云课堂、腾讯课堂等，被用于教学资源的存储。

这块的主要问题，在于课程内容的质量层次不齐，且各自封闭，无法实现充分共享。此外，平台的使用体验差，缺乏完善的运维，也影响了普及推广。

在技术方面，远程教学主要依赖音视频编解码技术和云计算技术的支撑。非技术角度，民众关注的重点在于，长期使用电子产品进行学习，是否会有学生的健康造成损害。

（4）教学辅助

对于演员来说，“台上十分钟，台下十年功”。对于老师，其实也是如此。课堂上的教学，离不开课堂外的充足准备。

老师的核心需求在于：一、有丰富的教学资源进行支撑；二、有实用的教学辅助平台，帮助对教学过程进行管理，使自己从繁琐的重复劳动中抽身。

教学资源就不用多说了，主要看各个学校是否有资源存储平台，有资源建设和沉淀的能力，有教研组教学体系的支持。

我们重点看看教学辅助平台。教学辅助平台非常重要，它的涵盖范围包括：排课管理、作业管理、考试管理、考勤管理等。

排课管理：随着课程数量和班级数量的大幅增加，传统人工排课方式难度加大（尤其是高等教育排课）。现在，数字化排课、AI智能排课被越来越多的学校采用，效率更高，排课结果更加合理。

作业管理：作业的布置、收集和批阅，占用了老师很多的时间和精力。现在，有学校借助软件APP，部署作业，批阅作业。未来，作业可能会实现无纸化，借助混合图文识别，系统自动批阅学生的手写作业，并对作业提交情况汇总，输出结果统计分析（分数统计分布、易错题分析）。