北京师范大学智慧学习研究院院长 黄荣怀/文
在教育数字化转型过程中，数字校园建设和区域教育信息化发展面临诸多需求与挑战。围绕教育数字化转型与“教育新基建”相关应用领域，北师大与华为以“十四五”期间数字教育、智慧教育发展需要为牵引，共同开展场景驱动的技术创新合作研究，助力教育高质量发展。
教育信息化是推动教育高质量发展的关键途径，《教育信息化“十三五”规划》、《教育信息化2.0行动计划》、《关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系》等国家层面教育信息化政策文件的持续牵引，推动中国教育信息化实践从“三通两平台”到“互联网+教育”大平台，进而迈向教育新型基础设施的建设。智能技术与教育深度融合，将促进以场景为驱动的技术创新，加快助力教育数字化转型。
按照2025年基本形成结构优化、集约高效、安全可靠的教育新型基础设施体系的要求，可从数字校园与区域教育信息化两方面，分析教育数字化转型过程中的需求与挑战。
从数字校园建设方面看，一是当前教育网络的带宽和速度难以支持新型数字教育资源形态高速传输，例如高清视频、3D模型等。许多学校尚存在网络堵塞、资源加载缓慢等状况，对教育网络的高速度、大带宽提出了更高要求。二是诸多学校面临着数字终端接入方式单一、连接速度缓慢等网络能力不足的问题，尤其是云课堂、在线辅导等新型教学模式，对校园网络接入承载数量、接入方式提出更高要求。三是网络架构应能基于覆盖区域、业务需求、终端数量等实现按需扩展，并兼顾未来的教育业务发展需求；应适当超前进行网络建设，为数字校园、智慧校园的后续扩展提供便利条件。譬如，物联网智慧校园是未来发展趋势，网络建设应考虑物联网建设的网络需求。
从区域教育信息化建设方面看，一是现阶段区域教育网络覆盖范围、规范程度、网络质量参差不齐，难以支撑教育体系内跨省、跨区、跨校的数据互通。集团化办学与多校区建设是教育发展的一大趋势，这对跨校跨区域的网络连通、教育网络服务统一管理有着新的诉求。二是教育城域网络承载能力相对较弱，难以同时支撑多教室、多学校、多场景间的网络服务。基于互联网的“三个课堂”“空中课堂”“云端学校”等实践与办学探索受制于网络时延、带宽保障、稳定性等因素，跨地域、持续的教育资源共享态势尚未形成，常态化、规模化教育服务需要高性能、低延时、稳定性强的教育网络进行支持。三是部分地区对基础教育网络与应用的可管可控开展了有益尝试，但区域教育网络尚未能为未成年人提供绿色、健康、安全的网络空间保障，亟需监管中心化、资源分布化、运行高速化的教育网络给中小学生提供绿色安全网络学习空间。
除了分析教育数字化转型过程中面临的需求与挑战，还需要对其目标形态、发展导向、所处阶段等有深刻认识。教育数字化转型是持续利用数字化、网络化、智能化的技术手段来变革教育、教学系统的过程。智慧教育是智能时代的教育，是教育信息化发展的高级阶段与目标形态，旨在构建智慧的学习环境、变革传统的教学方式、催生智能时代的教育制度，是人们对未来教育的共同想象与期待。
教育数字化转型的核心应该是促进教育全要素、全业务、全领域和全流程的数字化进程。“全要素”涉及教与学过程中的各个要素，包括培养目标、教育内容、教学模式、评价方式、教师能力、学习环境等；“全业务”涉及教育管理过程中的各个方面，包括发展规划、课程教材、教师发展、学生成长、科技支撑、教育装备、国际合作、教育督导、教育研究等；“全领域”涵盖基础、高等、职业、成人与继续教育以及社会培训等教育领域，同时兼顾城市和农村等地域均衡公平；“全流程”则是人才培养的全过程，包括招生与选拔、教学与课程、培养与管理、升学与毕业等。
从数字化转型视角看教育信息化，存在三个具有显著特征的发展阶段：信息化设备与教学应用、信息化支撑与教育赋能、信息化引领与教育变革。目前，我们正处在第三个阶段，即教育系统变革阶段，注重数字生态的建设与教育形态的重塑，着力探索学习环境的智联融通、教育数字孪生系统的有序演进等。当前，教育数字化转型的目标主要聚焦以下四个方面：一是充分应用数字化技术，改变传统的工作思路和流程，树立数字化意识，实现数字思维引领的价值转型；二是教师、学生及教育管理者的数字化能力的培养，这是数字化转型的基本能力；三是构建智慧教育发展新生态，涉及数字战略与体系规划、新型基础设施建设、技术支持的教学法变革、技术赋能的创新评价等；四是形成数字化治理体系和机制，对教育治理的体制机制、方式流程、手段工具进行全方位系统性重塑。
教育数字化转型的发展阶段
中国的教育信息化水平可以说已进入世界前列，国际影响力也显著提升。在教育部科学技术与信息化司指导下，为落实教育数字化战略行动，深入推进智慧教育发展，加强智慧教育优秀案例传播和经验分享，“智慧教育示范区”创建项目专家组秘书处联合教育部教育信息化战略研究基地（北京、华中、西北）开展了智慧教育优秀案例征集活动。经过申报或推荐、撰写培训、修改、专家遴选、公示等环节，共确定123个智慧教育优秀案例，其中区域建设类30个、学校实践类77个、解决方案类8个、研究成果类8个。
围绕着教育数字化转型与“教育新基建”相关应用领域，北师大与华为以“十四五”期间数字教育、智慧教育发展的需要为牵引，共同开展了场景驱动的技术创新合作研究。前期启动的项目包括鸿蒙操作系统、虚拟现实教学、远程互动教学、F5G全光教育、智能光显示屏以及中东欧智慧教育等项目，已形成《F5G全光教育应用场景调研与分析报告》、《F5G区域智慧教育专网白皮书》、《虚拟现实教育应用白皮书》、《OpenHarmony智慧教育装备领域应用白皮书》等系列科研创新合作成果，预计在年内陆续发布。
为共同应对全球性的学习危机与教育挑战，进一步激发、释放技术与教育融合的巨大能量，北京师范大学（BNU）与联合国教科文组织教育信息技术研究所（UNESCO-IITE）、阿拉伯联盟教育、文化和科学组织（ALECSO）、英联邦学习共同体（COL）、国际教育技术协会（ISTE）、东南亚教育部长联盟（SEAMEO）共同发起了“全球智慧教育合作联盟（GSENet）”。该联盟旨在建立由研究者、实践者、技术专家和政策制定者组成的合作伙伴关系，支持在国家、区域和学校层面重新思考和设计教育系统，形成重塑和革新教育的战略和解决方案，建立平等、包容和高质量的智慧教育体系，以满足每个人在未来世界的多样化、个性化需求。
教育是ICT技术最重要的实践场域之一，科技创新则驱动着教育高质量发展。随着生成式人工智能、大数据、物联网和移动通信技术等所构成的智能技术生态的持续升级，科技与教育两大领域都在以主动的姿态向对方渗透，科技为教育赋能，教育为科技赋值。教育具有基础性、先导性、全局性的地位和作用，ICT技术可从以下三个方面助力教育数字化转型。
❖ 夯实学校信息化基础设施，支持学习环境的智能升级。
要助力有条件的学校或地区开展线上线下融合（OMO）的智慧校园建设，在5G/F5G、Wi-Fi 6、智能物联网（AIoT）等超高速多网融合支持下，实现媒体、技术、平台、资源、数据、人和物的智能互联。要为“三个课堂”提供更好的技术保障，支持师生有效互动，通过互联网共享优质教育资源，使乡村薄弱学校开齐、开足、开好国家课程。
❖ 优化数字教育资源供给渠道，强化优质数字资源的创新应用。
优质资源和支持服务能力不足一直是制约农村和边远地区教育信息化发展的瓶颈。应不断优化校内外数字教育资源供给渠道，充分利用国家和区域提供的数字教育资源，将具有地方特色的教育资源分享到更多区域，满足多元化的教育需求。应关注数字资源的创新应用，通过研发、应用数字教材，撬动课堂教学数字化转型；通过研发覆盖各学科知识单元、知识点的知识图谱，促进以知识图谱为基础的资源建设，助力数字教材的开发。
❖ 利用数据资源和可信算法，创新数字化评价技术与手段。
新时代教育评价改革强调利用人工智能、大数据等现代信息技术，探索开展学生各年级学习情况全过程纵向评价、德智体美劳全要素横向评价。可基于各类数据挖掘及学习分析技术对学生的知识掌握情况、能力水平差异、行为特征、性格特点等进行有效的诊断和分析反馈。未来，面向信息化的教育测评与教学改革的研究将有助于实现规模化教育与个性化培养的有机结合，使中国教育改革向更科学和更公平的方向发展。
在教育新基建方面，可以结合前期北师大与华为围绕场景驱动的技术创新合作研究，促进科技与教育深度融合。
在信息网络新型基础设施建设方面，建议立足教育数字化转型与智慧教育，夯实教育新基建的全光底座；靶向区域教学管理实践的痛点，推动教育行业网络规范体系建设；挖掘智慧教育发展的网络需求，促进千兆光网与教育应用场景深度融合；强化产学研用紧密结合，推动应用试点形成示范联动效应。
在虚拟现实教育应用方面，建议打造引领教育高质量发展的VR教育应用生态体系；探索以区域为单位的内容资源共建共享机制，推进规模化应用；采用循证研究的范式，在VR教学应用实践中迭代验证和总结最佳实践路径；加强VR设备长期使用对学生视力健康影响以及学习发生机制研究。
在国产教育操作系统方面，建议推动教育装备智能泛在终端普及，打破教育管理信息孤岛；重塑信息科技教育开源软硬件，打造中国特色开源新生态；加强对OpenHarmony的教师培训，提升教师数字素养与技能；构建基于OpenHarmony的APP Store，提供丰富优质教育产品；确立教育专用操作系统标准，构建OpenHarmony教育软件应用社区；建立OpenHarmony示范点，探索OpenHarmony教育应用模式。
人工智能正在引领新一轮科技创新和产业变革，其在教育领域的应用将变革教育的三大核心价值。
第一，助力个性化培养。人工智能可以为每个学生“画像”，记录学习计划和成长轨迹，识别学生的长处、弱点和学习偏好。人工智能还可以帮助教师梳理辅导学生的经验，包括资源遴选和路径选择等。
第二，降低教师负担。“双师模式”是目前比较典型的做法，即教师和虚拟教学助理并行工作，“助理”可以完成教师的一些机械性、重复性工作，使教师有更多时间专注于一对一的交流，为有困难的学生提供更多服务。
第三，升级学习环境。智能技术赋能学校升级基础设施，把校内各种设备、环境与人联结起来；搭建智能化家校合作平台，为系统化和常态化的家校互联共育提供可能；以学生为中心构建跨时空、开放融合的泛在教育环境，促进学校、家庭和社会的协同共融，打造新的教育生态。
以ChatGPT、教育机器人等为代表的智能技术融入教育教学将催生人机协同的教学新形式。一方面，人类教师与智能技术将形成互补、协同、创新的关系；另一方面，学生将通过智能技术获得更好的个性化学习支持与服务。
但我们也需要认识到，智能技术的增强和普及将会带来一系列伦理问题，包括不公平问题，即不同国家、地区、人群和阶级之间享有技术权利的不平等；风险问题，即技术系统变得日益复杂，技术的方法与目的之间发生断裂，难以预料的技术风险正在系统中产生；威胁问题，主要是技术发展产生的威胁，包括对人、人际关系与自然物的重塑引发的大量伦理和监管难题。因此，应制定教育领域可信的人工智能框架，通过有效治理确保教育中的人机协同沿着规范有序的方向发展。
面对教育高质量发展的迫切需求和以人工智能为代表的新一代信息技术变革的复杂性、不确定性，科技与教育融合的进程依然存在挑战，但加速场景驱动实践探索，已为我们打开了一扇通往数字化教育转型的新大门。
在教育新基建领域，北师大与华为围绕场景驱动的技术创新开展合作研究，在教育网络新型基础设施建设、虚拟现实教育应用、国产教育操作系统等方面，探索科技与教育的融合创新与实践落地。
——北京师范大学智慧学习研究院院长 黄荣怀
