一、智慧教育的研究背景
大數據、物聯網、云計算等信息技術的日趨成熟，推動了新一代科技革命，加速了教育的智能化發展，傳統教學開始向信息化、智能化方向發展。2008年，IBM在《智慧地球：下一代領導議程》中首次提出“智慧地球”概念后，教育界開始提出“智慧教學”概念。智慧教學的出現是大數據背景下教學改革的必然結果，其的基本理念是深度融合先進的信息技術和教學實踐，幫助教師運用智能的手段、模式，開啟學生之智，形成新時代的智能化的教育。
如何利用大數據技術創建智慧環境，包容傳統教育教學的各個方面，實現智慧教學。為了解決這個問題，近年來，越來越多的學者開展了應用教育大數據的智慧教學的研究，如從“微課”、“慕課”、“翻轉課堂”等的具體形式入手探索基于大數據技術的教學思維觀念和工作手段改革等理論研究。鄧光強從信息化的角度詮釋了智慧教學的內涵，即智慧教學就是智慧教學環境的構建過程。靖國平從狹義的智慧教育和廣義的智慧教育基本層次，明確了智慧教育的廣闊前景及其發展方向。但目前有關智慧課堂的研究比較泛化。因此，梳理智慧教學的概念，分析智慧教學的特征，闡述智慧教學框架構建的解決方案，明確智慧教學的學習模型，可為開展智慧教學提供一定的理論和實踐依據。
二、智慧教學的概念與技術特征
一種較為流行的觀點認為，智慧教學是一種最直接的、幫助人們建立完整智慧體系的教育方式，其教育宗旨在于引導你發現自己的智慧，協助你發展自己的智慧，指導你應用自己的智慧，培養你創造自己的智慧。本文從信息化視角定義智慧教學，即教育信息化，是指通過在教育領域(教育管理、教育教學和教育交互)運用現代信息技術實現校園信息采集、處理、存儲和應用的數字化過程，旨在擴展現實教育的時間和空間維度，通過創新的教育理念和教育手段，協助學生發現智慧、發展智慧，重塑數據化、智能化的現代教育系統。
信息化視角的智慧教學具備管理精準化、指導個性化、互動立體化、服務智能化四個鮮明的技術特性。
(一)管理精準化
大數據背景下，通過移動互聯網、“微課”、“慕課”、“云課堂”等移動互聯應用平臺綜合數據來源，可實現數據的實時精確采集。并在組織、整合和提煉采集數據的基礎上，經過訓練和擬合形成自動化的教學決策模型，進而實現學校從基礎學業、數字化教與學到綜合素質評價的全過程精細化管理。
(二)指導個性化
傳統的優勢教育資源和經驗與新科技有機結合，智慧學習過程中，教與學的參與者的各類信息能夠被智慧環境及時感知。通過大數據挖掘和分析這些感知數據，找出行為規律，定期為教師提供簡明的總結性評價與學習診斷，根據評估結果，智能推薦合適的學習資源。
(三)互動立體化
"互動式"教學是一種教學模式，即將課堂教學過程看作是動態的"教學互動"過程。通過智慧教學環境，"互動式"教學的實現方式更加多樣化，除了課堂內的師生互動，師生還可以借助智能化的互聯應用平臺，實現教師與學生的立體、高效、持續的互動交流。
(四)服務智能化
智慧教學環境可以記錄管理者、家長、教師、學生的各方面數據，再利用數據挖掘算法進行文本分析，從而提供具有說服力的過程性評價和總結性評價報告，形成用數據說話、用數據決策、用數據管理，利用數據開展精準服務的驅動力。
三、智慧教學教育云基礎架構
根據教育部《教育信息化十年發展規劃》總體部署要求，本文智慧教學的平臺搭建以“三通兩平臺”的總體目標框架為引領，打通“云、管、端”為解決思路，提出如圖1所示的智慧教學教育云基礎架構。該教育云架構通過分布式構建教育云，實現對兩個平臺的支撐，并保障區域內優質教學資源的全面分享;全流程的教學平臺，包括互動課堂、錄播教室等，更進一步的支持各類教學模式的開展與研討，促進教學改革。通過家校溝通平臺，家長可以對學生學習生活過程和結果進行全面了解，同時也能幫學生接入教學資源和應用。
四、智慧教學閉環學習過程模型
在完成智慧教學硬件環境搭建的基礎上，我們來進一步討論智慧教學學習過程模型，這是實現數據化教學的關鍵。智慧教學學習過程模型如圖2所示。該學習過程分為以下幾部分：
(1)數據源模塊。在教學和管理過程中會產生不同形式的數據，如過程性數據、結果性數據等，采集這些數據形成原始教學數據集。
(2)優化數據模塊。在大數據平臺下，面向海量跨媒體數據的稀疏性、高維性、非結構化、包含噪聲等問題，所以利用聚類算法和去噪技術對多模態數據進行預處理，得到教學數據集。
(3)數據挖掘模塊。首先，利用文本分析方法對建立的教學數據集進行結果評估;其次，依據評估報告實現教學計劃調整，教學策略優化;最后，利用機器學習的智能推薦算法，實現平臺資源的智能化、個性化推薦。
五、結束語
我們已經進入了一個“以數據為基礎，分析實現個性化學習”的大數據時代，大數據正在改變教育的生態環境和運作模式，而智慧教學是信息時代教育教學的新方向。本研究在給出智慧教學的定義和特性分析的基礎上，提出了智慧教學模式的云搭建方案，并分析了智慧教學學習過程模型，以期為以后的研究提供借鑒。
推薦閱讀：《大數據》的辦刊宗旨是“以開放、創新姿態，推動大數據技術的研究與應用，促進技術交流，推廣創新成果，服務大數據社會”。
