2023智慧教育新生態(tài)白皮書

智慧教育新生態(tài)白皮書2023年2月智慧教育新生態(tài)白皮書目 錄智慧教育新生態(tài)白皮書目 錄目 錄背景分析 1教育變革發(fā)展進(jìn)程 1教育信息化發(fā)展趨勢 2教育信息化發(fā)展機遇和挑戰(zhàn) 4挑戰(zhàn)一：教育信息化生態(tài)發(fā)展緩慢 6挑戰(zhàn)二：教育數(shù)據(jù)體系亟待系統(tǒng)化建構(gòu) 7基于IoT技術(shù)的教育信息化研究和探索 10IoT技術(shù)教育應(yīng)用研究 102.2IoT教育應(yīng)用探索 13電子學(xué)生證 13電子班牌 14智能手環(huán) 15智能書寫筆 16作業(yè)掃描儀 17面向IoT技術(shù)的教育信息化場景實踐 18IoT技術(shù)支撐學(xué)校教學(xué)環(huán)境發(fā)展 18IoT技術(shù)帶來智慧校園新的體系結(jié)構(gòu)生態(tài) 18IoT技術(shù)賦能教育場景的應(yīng)用案例 19IoT技術(shù)助力家庭學(xué)習(xí)環(huán)境創(chuàng)新 22智慧書房 22健康學(xué)伴 23家校共育 24IoT賦能科技創(chuàng)新人才培養(yǎng) 24館校課程融合 25科學(xué)探究體驗 25基于IoT技術(shù)的學(xué)習(xí)工具 26學(xué)習(xí)輔助工具 26身體鍛煉工具 27心理健康工具 28社交情感工具 29基于OpenHarmony的智慧教育實踐 30OpenHarmony操作系統(tǒng)構(gòu)建泛終端數(shù)字底座 30分布式操作系統(tǒng)技術(shù)支撐泛在化互聯(lián)互通 30終端協(xié)同共享機制賦能未來教育新場景 314.2OpenHarmony基礎(chǔ)教育案例 32平臺互聯(lián)互通，突破孤島壁壘 32靜默采集數(shù)據(jù)，賦能精準(zhǔn)教學(xué) 33智慧課堂：數(shù)據(jù)無感知靜默式采集，開啟精準(zhǔn)教學(xué)新模式 33智慧作業(yè)：作業(yè)分層布置，過程實時采集，診斷高效反饋 34自然交互環(huán)境，回歸人本體驗 35全場景數(shù)智賦能，服務(wù)學(xué)生健康發(fā)展 37智慧體育：體測訓(xùn)練數(shù)據(jù)管理分析，科學(xué)支撐體育考試 37智能校園安全：多功能電子學(xué)生證為學(xué)生健康安全保駕護(hù)航 38家校協(xié)同共育：打通校園與家庭學(xué)習(xí)空間，構(gòu)建家校共育新模式 39全域評價創(chuàng)新，以評價創(chuàng)新引領(lǐng)人才培養(yǎng) 39OpenHarmony助力STEAM教育生態(tài)重構(gòu) 42智能教育可編程硬件 42智能教育編程平臺 43OpenHarmony高等教育和繼續(xù)教育案例 45萬物互聯(lián)時代教育行業(yè)新生態(tài) 47面向全場景賦能的智慧教育產(chǎn)業(yè)生態(tài) 47萬物互聯(lián)時代教育體系重構(gòu)性變革 48智慧教育新生態(tài)白皮書1背景分析智慧教育新生態(tài)白皮書1背景分析PAGEPAGE11 背景分析教育變革發(fā)展進(jìn)程4.0時代，育人價值目標(biāo)及教育組織形態(tài)正發(fā)生深刻變革，21世紀(jì)學(xué)習(xí)方式變革，構(gòu)建靈活多元的學(xué)習(xí)方式、相互融通的學(xué)習(xí)場景和富有彈性的學(xué)校組織，為學(xué)生提供適應(yīng)習(xí)能力發(fā)展。伴隨“智能+”社會進(jìn)程，云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings，下文統(tǒng)稱IoT）等技術(shù)迭浪式發(fā)展，教育與技術(shù)雙向賦能進(jìn)程日益加速，智慧教育實踐廣泛開展，加速了面向?qū)W校智慧教育、家庭智慧學(xué)習(xí)、社會服務(wù)融合等場景創(chuàng)新，人們正追求并踐行新的教育愿景：發(fā)展伴隨每個人一生的教育、平等面向每個人的教育、適合每個人的教育、更加開放靈活的教育。構(gòu)建適應(yīng)新發(fā)展格局的現(xiàn)代教育體系、推動教育高質(zhì)量發(fā)展已成關(guān)鍵命題?？萍己腿瞬诺恼w性、協(xié)同性和聚合性發(fā)展作為全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家的戰(zhàn)略性支撐，這必將進(jìn)一步加速中國教育現(xiàn)代化2035、教育強國建設(shè)新進(jìn)程。實踐推進(jìn)上，“十二五”時期以來，國家教育改革四梁八柱式政策供給，以信息技術(shù)支撐和引領(lǐng)教育現(xiàn)代化進(jìn)程持續(xù)賦能，評價改革系統(tǒng)性推進(jìn)加速牽引教育現(xiàn)代化發(fā)展，素養(yǎng)導(dǎo)向新課程標(biāo)準(zhǔn)頒布速推動學(xué)科育人以及統(tǒng)整性、跨學(xué)科性和實踐性教育樣態(tài)發(fā)展，這些動能匯聚成強大的力量推動著教育現(xiàn)代化進(jìn)程，我國教育現(xiàn)代化發(fā)展正從高標(biāo)準(zhǔn)的教育目標(biāo)現(xiàn)代化、創(chuàng)新驅(qū)動的人才培養(yǎng)模式現(xiàn)代化、適應(yīng)社會轉(zhuǎn)型的教育體系現(xiàn)代化以及教育治理體系和治理能力現(xiàn)代化等多個層面全方位展開，當(dāng)下教育高質(zhì)量體系建設(shè)進(jìn)程奔涌向前。新模式和新形態(tài)，以數(shù)字化改革帶動教育轉(zhuǎn)型升級，實現(xiàn)教育教學(xué)和教育治理體制機制、組織架構(gòu)、方式流程、手段工具全方位、系統(tǒng)性重塑，一場更為深刻的數(shù)字化革命正在全新賦能教育改革升級。以高質(zhì)量教育體系建設(shè)為著力點，順應(yīng)信息化融合向數(shù)字化轉(zhuǎn)型與智能升級的時代要求，充分利用云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新型技術(shù)賦能教育發(fā)展邁向“智能+”新進(jìn)程，物聯(lián)技術(shù)發(fā)展正賦能數(shù)字時代教育深度變革新前景。教育信息化發(fā)展趨勢回顧我國教育信息化發(fā)展歷程，自“十二五”時期以來，信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合進(jìn)程持續(xù)深化，信息技術(shù)對教育影響日益深刻，聚焦各級各類教育行政部門及廣大一線學(xué)校教育信息化融合實踐進(jìn)程，從“三通兩平臺”工程助力的國家教育信息化體系建構(gòu)，到“空間人人通”推動的大規(guī)模教與學(xué)模式創(chuàng)新變革，再到以智慧教育示范區(qū)等各類區(qū)域性教育信息化融合實踐推動的機制創(chuàng)新與文化創(chuàng)生，信息技術(shù)融合實踐已超越先前意義上的資源、系統(tǒng)、評價及模式發(fā)展，走向了場景、業(yè)務(wù)、機制和文化發(fā)展新視域，技術(shù)正賦能教育系統(tǒng)的深層次變革，且這一變革進(jìn)程與新課程改革、新高考改革、教育現(xiàn)2035、新課標(biāo)頒布與實施等重大教育改革活動與計劃緊密關(guān)聯(lián)，信息2035》文件特別指出要“加快信息化時代教育變革”，同向這一進(jìn)程，教育信息化催生了波瀾壯闊的互聯(lián)網(wǎng)教育發(fā)展，并在過往的十年先后經(jīng)歷了面向互聯(lián)網(wǎng)的社會性教育服務(wù)生成階段（2012-2015年、互聯(lián)網(wǎng)教育服務(wù)與產(chǎn)品專業(yè)化發(fā)展階段（2016-2019年、互聯(lián)網(wǎng)教育服務(wù)學(xué)校融合應(yīng)用全生態(tài)爆發(fā)生長階段（2019-2021年）以及“雙減”政策引導(dǎo)下的數(shù)字教育建構(gòu)優(yōu)化階段（2021現(xiàn)在，互聯(lián)網(wǎng)教育生態(tài)以其迭代賦能、場景創(chuàng)新、群智協(xié)同和韌性發(fā)展力量賦予課堂教學(xué)融合最后一公里實踐動能，由此，我們迎來了教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動新發(fā)展，數(shù)字資源供給日益豐富，信息系統(tǒng)建設(shè)不斷完善，數(shù)據(jù)服務(wù)效能顯著提升，信息化成為助推教育現(xiàn)代化、建設(shè)教育強國的強力引擎。當(dāng)前，教育信息化正走向以國家教育信息化體系升級發(fā)展（11、區(qū)校應(yīng)用智慧生成的新階段（12，以數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級促進(jìn)智慧教育新發(fā)展，教育新基建文件已成為我國教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型與高質(zhì)量發(fā)展的助推器，推動教育信息化進(jìn)一步走向“深度融合”2025年，基本形成結(jié)構(gòu)優(yōu)化、集約高效、安全可靠的教育新型基礎(chǔ)設(shè)施體系”，強調(diào)夯實高質(zhì)量教育體系“數(shù)字底座”，為教育創(chuàng)新變革和高質(zhì)量發(fā)展提供強大的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)和應(yīng)用支撐環(huán)境，建設(shè)體系完善、全面優(yōu)化和可持續(xù)發(fā)展的數(shù)字教育生態(tài)，虛實融合方向發(fā)展，為學(xué)習(xí)者構(gòu)建更具真實性、更強體驗性、更深交互性的數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境。第二，更優(yōu)化的新型教育資源供給模式。智能化學(xué)習(xí)環(huán)境在知識傳授、技能訓(xùn)練、學(xué)生評價、素養(yǎng)發(fā)展、教育治理等方面發(fā)揮作用，助力教育系統(tǒng)高層次發(fā)展，面向創(chuàng)新人才培養(yǎng)的新型教育模式正在生成。第三，更加開放靈活的教育體系。隨著智能學(xué)習(xí)資源新生態(tài)與智力資源服務(wù)新生態(tài)的建立，學(xué)習(xí)者將在社會、家庭、學(xué)校獲得真實學(xué)習(xí)環(huán)境與智能虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境相互融合、無縫銜接的學(xué)習(xí)支持服務(wù)，以真正實現(xiàn)泛在化學(xué)習(xí)、個性化學(xué)習(xí)和終身化學(xué)習(xí)。圖1-1教育新基建推動教育信息化升級發(fā)展圖1-2教育新基建創(chuàng)新應(yīng)用發(fā)展綜上所述，教育信息化發(fā)展已置身于新的時代，以云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)為代表的新型技術(shù)將與教育創(chuàng)新發(fā)展無縫銜接，教育領(lǐng)域的云網(wǎng)端架構(gòu)將在新基建政策支撐下優(yōu)化發(fā)展，平臺體系建構(gòu)、應(yīng)用生態(tài)發(fā)展、數(shù)據(jù)環(huán)境生成、場景創(chuàng)新探索等持續(xù)深化，不斷創(chuàng)設(shè)智慧空間與學(xué)習(xí)環(huán)境，重塑新型教育活動空間，推進(jìn)智慧教育創(chuàng)新發(fā)展，提升教育智能化水平、踐行新型教學(xué)方式、創(chuàng)新現(xiàn)代教育服務(wù)生態(tài)、推進(jìn)教育治理方式深層次系統(tǒng)性變革。教育信息化發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)“信息技術(shù)對教育發(fā)展具有革命性影響”，這是戰(zhàn)略研判與戰(zhàn)略定位，引領(lǐng)了自“十二五”以來信息技術(shù)與教育教學(xué)融合的進(jìn)程，從融合、到深度融合再到融合創(chuàng)新，教育教學(xué)微觀實踐變革進(jìn)程持續(xù)深化，2019年頒布的《教育信2.0實踐導(dǎo)向，疫情之下“停課不停學(xué)”掀起了大規(guī)模在線教育實踐，2022年教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動更進(jìn)一步掀起了“應(yīng)用為王、場景創(chuàng)新、業(yè)務(wù)融合”以信息技術(shù)助力微觀課堂教學(xué)實踐系統(tǒng)性變革，這種內(nèi)生性需求正伴隨教育發(fā)展而日益張揚，并有著深刻性的發(fā)展機遇。機遇一：建設(shè)高質(zhì)量教育體系內(nèi)生信息化需求2021年，我國開啟了全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家新征程，教育進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展新階段，建設(shè)高質(zhì)量教育體系已成必然選擇。二十大報告中提出“堅持以人民為中心發(fā)展教育，加快建設(shè)高質(zhì)量教育體系，發(fā)展素質(zhì)教育，促進(jìn)教育公平?！备哔|(zhì)量教育體系有其應(yīng)然的時代邏輯，其應(yīng)該是開放的、靈活的、多樣化的和可選擇性的，推動教育體系向社會開放，融合社會實踐創(chuàng)生新型課程，在社會實踐中促進(jìn)學(xué)生現(xiàn)代性成長，使教育體系面向因材施教、服務(wù)人人成才、助力終身學(xué)習(xí)。建構(gòu)多元辦學(xué)的包容性教育實踐體系，調(diào)動社會各方面參與教育發(fā)展，開發(fā)利用社會教育資源，助力教育優(yōu)質(zhì)公平，減緩校際之間、區(qū)域之間、城鄉(xiāng)之間和東西部之間教育差異，而現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用，可為教育高質(zhì)量發(fā)展提供創(chuàng)新持久動能，為線上教育和線下教育融合發(fā)展提供技術(shù)支撐，推動以學(xué)習(xí)者為中心的全新教育生態(tài)生成，推進(jìn)教學(xué)方式多樣化、互動化，推動培養(yǎng)模式多元化、特色化，加速教育資源公平化、一體化，推動教育生態(tài)網(wǎng)格化、智能化?？傊?，信息化加速著教育開放進(jìn)程，高質(zhì)量教育體系發(fā)展需求的內(nèi)生性激發(fā)和包容著信息技術(shù)深度應(yīng)用。機遇二：素養(yǎng)導(dǎo)向的新課程改革彰顯信息化價值素養(yǎng)導(dǎo)向的新課程改革為學(xué)科育人創(chuàng)新提供了新的時代動能。2022年4月，《義務(wù)教育課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版》發(fā)布，課程方案要求堅持素養(yǎng)導(dǎo)向，依據(jù)學(xué)生終身發(fā)展和社會發(fā)展需要，明確育人主線，重視必備品格成為當(dāng)下信息化賦能課堂改革的重要命題。方面是“有數(shù)據(jù)”，各級教育行政主管部門和學(xué)校都沉淀了大量數(shù)據(jù)，但是數(shù)據(jù)散亂現(xiàn)象普遍存在，數(shù)據(jù)難以有效治理，另一方面是“無數(shù)據(jù)”，教與學(xué)過學(xué)，教育信息化融合進(jìn)程面臨著深刻性挑戰(zhàn)。挑戰(zhàn)一：教育信息化生態(tài)發(fā)展緩慢從課堂教學(xué)方面看：第一，面向大規(guī)模常態(tài)課堂教學(xué)變革的實踐進(jìn)程進(jìn)展緩慢。歷經(jīng)多輪次教育創(chuàng)新實踐進(jìn)程，課堂改革進(jìn)展緩慢，“講授+討論”教學(xué)模式依舊占據(jù)主導(dǎo)，整體發(fā)展停留在改良級；第二，信息化推動微觀課堂教學(xué)變革的機制創(chuàng)新遭遇深層次困難，從現(xiàn)實看，“僅靠‘互聯(lián)網(wǎng)+教育’來顛覆與重構(gòu)傳統(tǒng)教育是根本不可能的”流程化和扁平化與管理要素條塊化、垂直化、部門化沖突，阻礙了信息技術(shù)產(chǎn)品與服務(wù)迭代優(yōu)化，影響了技術(shù)教育教學(xué)可用性；第三，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”助力現(xiàn)代課堂育人創(chuàng)新需持續(xù)迭代生長?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+教育”取得了蓬勃發(fā)展，但整體停留在“知識傳遞”范式，沒有真正適應(yīng)我國現(xiàn)代課堂教學(xué)改革要求，技術(shù)應(yīng)被用作教學(xué)中的策略性工具、探究性支架和交互性環(huán)境，這種技術(shù)生態(tài)追求剛出現(xiàn)在我國“互聯(lián)網(wǎng)+教育”進(jìn)程中，且受到互聯(lián)網(wǎng)教育治理進(jìn)程及知識傳授效率追求等影響而難以短時間突破。從服務(wù)于學(xué)習(xí)發(fā)展看：第一，學(xué)習(xí)工具影響了學(xué)生與學(xué)生之間，學(xué)生與老師之間的自然學(xué)習(xí)交互，如課堂中交互由技術(shù)支持但也受技術(shù)所困，原本自發(fā)的交互在技術(shù)介入下可能會變得困難和缺少效率，如何使交互更為自然地發(fā)生是亟待解決的問題。第二，系統(tǒng)化的解決方案、應(yīng)用研究較少，多停留在越發(fā)要求教師不斷提高設(shè)備操作能力，以致影響教學(xué)全流程的貫通性和流暢性。第三，教學(xué)時空具有一定局限性，泛在網(wǎng)絡(luò)、泛在資源以及移動終端支持較為薄弱。公共設(shè)備、資源管理不規(guī)范，相關(guān)管理人員工作量大且易出差錯，而設(shè)備之間的相互獨立性使得教師在掌握設(shè)備功能時存在困難，變教為學(xué)進(jìn)程推進(jìn)緩慢，信息化設(shè)備深度應(yīng)用欠缺，實際效用有待提升。伴隨科技教育日益廣泛地開展，實踐進(jìn)程推進(jìn)中學(xué)科性工具、學(xué)生學(xué)習(xí)工具的意義和價值日愈顯著，在結(jié)合學(xué)生發(fā)展實際需求和認(rèn)知需求特征方面的作用尤為明顯，但在這一領(lǐng)域，實踐上的工作才剛剛開始，迫切需要利用IoT技術(shù)創(chuàng)生多樣的、交互模式廣泛的學(xué)習(xí)工具，實現(xiàn)以“互聯(lián)互通”、“自然交互”、“探究體驗”等為特征的信息化教與學(xué)環(huán)境，這些將在IoT技術(shù)環(huán)境的賦能下有望取得新的突破。挑戰(zhàn)二：教育數(shù)據(jù)體系亟待系統(tǒng)化建構(gòu)在國家教育評價總體改革方案引領(lǐng)下，評價改革與發(fā)展攻堅之戰(zhàn)全面展開，這些已經(jīng)推動全學(xué)段、全領(lǐng)域教育評價發(fā)展，而“改進(jìn)結(jié)果評價，強化過程評價，探索增值評價，健全綜合評價”定位進(jìn)一步推進(jìn)了教育教學(xué)全過程評價有效實施的訴求，教育數(shù)據(jù)環(huán)境建設(shè)益發(fā)強烈（13。探索新一代信息技術(shù)應(yīng)用，推動物聯(lián)網(wǎng)、智能卡、人臉識別、點陣數(shù)碼筆等技術(shù)應(yīng)用，支持教學(xué)過程全場域、全過程、全樣本、伴隨性數(shù)據(jù)采集，推動學(xué)校、家庭、社會場館等全場景數(shù)據(jù)匯聚；開展交互課堂環(huán)境下的學(xué)習(xí)過程分析，探索現(xiàn)代課堂環(huán)境下教學(xué)評價與績效評估；探索對學(xué)生德、智、體、美、勞、社會實踐、營養(yǎng)健康等領(lǐng)域過程性評價，構(gòu)建融合教育業(yè)務(wù)的全過程數(shù)據(jù)體系；深度采集面向教育教學(xué)專題領(lǐng)域的全過程數(shù)據(jù)，對教育業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚、整合和挖掘分析，開展監(jiān)管監(jiān)測、動態(tài)分析和診斷評價，有效支持教育提質(zhì)、師生發(fā)展、監(jiān)測評估及教育治理，提高各級教育行政面向教育現(xiàn)代化的治理能力。建立教育大數(shù)據(jù)分析與服務(wù)機制，聯(lián)合企業(yè)、高校、科研機構(gòu)等開展教育數(shù)據(jù)建模、分析和應(yīng)用，推進(jìn)教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用常態(tài)化、過程化、動態(tài)化和可視化，持續(xù)拓展和提升教育數(shù)據(jù)服務(wù)范圍與服務(wù)能力。圖1-3大數(shù)據(jù)助力教育評價創(chuàng)新發(fā)展對比政策引領(lǐng)及技術(shù)賦能進(jìn)程，從實際情況看，存在以下問題：第一，教育信息化缺乏統(tǒng)一的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，導(dǎo)致各系統(tǒng)、各產(chǎn)品間兼容困難，數(shù)據(jù)難以融通，存在信息孤島和數(shù)據(jù)壁壘，難以真正發(fā)揮系統(tǒng)優(yōu)勢。第二，教學(xué)效果難以及時評測，深度進(jìn)入教育場景的評價模型應(yīng)具有專業(yè)性、動態(tài)績效評價開展有待持續(xù)深入推進(jìn)，教師無法及時了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，無法科學(xué)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容與進(jìn)度，個性化教學(xué)實踐需要進(jìn)一步探索。因此，教育數(shù)據(jù)體系建構(gòu)與應(yīng)用將是一項長期性工作，其發(fā)展必將經(jīng)歷數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)應(yīng)用與深化發(fā)展等不同階段。當(dāng)前，教育大數(shù)據(jù)正突破大數(shù)據(jù)發(fā)展第一階段，即開展各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的規(guī)劃、清查、編目、整合和匯入，構(gòu)建教育全視域數(shù)據(jù)目錄體系，規(guī)劃設(shè)計和整合各類教育應(yīng)用，打造云端全時運行管理服務(wù)，支持教育管理全面協(xié)同。IoT技術(shù)將引領(lǐng)突破教育大數(shù)據(jù)發(fā)展第二階段，面向?qū)W生發(fā)展、教師成長、教學(xué)過程創(chuàng)新以及區(qū)?，F(xiàn)代治理，建構(gòu)基于教育對象主體的豐富、多元評價模型，促進(jìn)評價專業(yè)化發(fā)展。建立學(xué)生綜合素質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)，制定統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)和使用規(guī)范，以學(xué)業(yè)數(shù)據(jù)為重點，開展教學(xué)過程建立基于大數(shù)據(jù)的多維度綜合性智能評價服務(wù)，以綜合素質(zhì)評價深度發(fā)展重構(gòu)評價模型，既包括量化評價，又包括質(zhì)性評價，同時注重形成性評價，實現(xiàn)全面發(fā)展、五育并舉背景下學(xué)生的綜合評價，倡導(dǎo)多元主體和客體自評、互評功能，建立有效的交互性評價機制，將學(xué)生個人成長、課程體系完善作為一個共生互利的有機系統(tǒng)，促進(jìn)評價的連續(xù)性、完整性和發(fā)展性，并將各級各類學(xué)習(xí)評價過程銜接起來，建立橫向貫通、縱向銜接的評價系統(tǒng)。基于學(xué)生發(fā)展“數(shù)據(jù)畫像”，有效服務(wù)于學(xué)生成長過程性調(diào)優(yōu)與評價變革，推動個性化學(xué)習(xí)開展。建構(gòu)服務(wù)學(xué)校治理、服務(wù)區(qū)域治理“教育數(shù)據(jù)大腦”，開展全場景、全過程與多模態(tài)數(shù)據(jù)建模，推動“靜默式”數(shù)據(jù)采集，奠定教育大數(shù)據(jù)體系應(yīng)用發(fā)展基礎(chǔ)。智慧教育新生態(tài)白皮書2智慧教育新生態(tài)白皮書2IoT技術(shù)的教育信息化研究和探索PAGEPAGE102 IoT技術(shù)的教育信息化研究和探索IoT技術(shù)教育應(yīng)用研究2008年始，IoT技術(shù)教育應(yīng)用研究開始受到關(guān)注。文獻(xiàn)綜述表明，國際上該研究領(lǐng)域持續(xù)發(fā)展，涉及計算機應(yīng)用、科學(xué)教育、語言技能、體育等多個領(lǐng)域，服務(wù)于教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)以及學(xué)校管理及事務(wù)應(yīng)用等場景，IoT相關(guān)成果闡述（2-1）如下：圖2-1IoT教育應(yīng)用利益相關(guān)者分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持教師教學(xué)支持教師管理、學(xué)生出勤、設(shè)施設(shè)備。支持語音識別、動手操作等管理課堂進(jìn)程。支持遠(yuǎn)端學(xué)生進(jìn)行交流互動。生成學(xué)習(xí)評價報告，為教師教學(xué)提供及時反饋。幫助教師識別學(xué)生特殊需求并提供幫助。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持學(xué)生學(xué)習(xí)支持學(xué)生交流、討論、分享，遠(yuǎn)程獲取學(xué)習(xí)資源并實時標(biāo)注。IoT水平掌握情況等基礎(chǔ)信息，為學(xué)生提供適應(yīng)性學(xué)習(xí)內(nèi)容。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持學(xué)校員工工作支持追蹤學(xué)生身心健康情況，如監(jiān)測并及時干預(yù)學(xué)生心理健康。RFID趨勢，優(yōu)化資源配置與管理。支持學(xué)校工作人員注冊管理、活動安排等事項，提高工作效率。幫助學(xué)校工作人員在學(xué)校能源管理中發(fā)揮作用。IoTAmobrose等人提出的有效學(xué)習(xí)七條原則：先驗知識、知識結(jié)構(gòu)、課程氛圍、動機、精通、實踐與反饋、自主學(xué)習(xí)（22，oT技術(shù)在教學(xué)方面的應(yīng)用效果都得到了有效驗證。IoTIoT技術(shù)應(yīng)用在教育中可對每條有效學(xué)習(xí)的原則發(fā)揮積極的作用。圖2-2有效學(xué)習(xí)七條原則IoT技術(shù)教育體系化應(yīng)用上開展了深度探索，具體可分為兩撐物聯(lián)網(wǎng)用于學(xué)校教育教學(xué)的整體，即智慧校園。IoT技術(shù)增強的教室，國內(nèi)外研究表明，IoT技術(shù)可以在四個方面賦能教室功能的增強，從而提升學(xué)習(xí)參與、學(xué)習(xí)體驗，包括智能內(nèi)容與呈現(xiàn)、智能交互與參與、智能評價和智能物理環(huán)境（23。圖2-3IoT技術(shù)賦能的智慧教室顯著特征IoT技術(shù)應(yīng)用，提供無縫互通網(wǎng)絡(luò)通信，全面感知物理環(huán)境，以為師生提供個性化服務(wù)為基本理念，創(chuàng)建開放性的教育教學(xué)環(huán)境，創(chuàng)建便捷舒適的學(xué)習(xí)生活環(huán)境（24。oT技術(shù)中的傳感器與通信技術(shù)能實現(xiàn)環(huán)境全面感知和網(wǎng)絡(luò)無縫互通。同時，IoT技術(shù)驅(qū)動生成的海量數(shù)據(jù)為個性化教育服務(wù)創(chuàng)新提供了可能，依據(jù)學(xué)習(xí)環(huán)境、師生交互等相關(guān)信息為師生提供個性化服務(wù)。圖2-4智慧校園典型特征同時，IoT技術(shù)教育應(yīng)用發(fā)展也面臨著系列挑戰(zhàn)，體現(xiàn)在安全性、可拓展性和人性化等方面：安全性表現(xiàn)為學(xué)生隱私泄露、教育系統(tǒng)易被網(wǎng)絡(luò)攻擊、數(shù)據(jù)泄漏等問題。IoT需要新的數(shù)據(jù)管理解決方案。IoT向；IoT技術(shù)相關(guān)工具的控制權(quán)并非掌握在使用者手中，這容易導(dǎo)致技術(shù)的異化使用；有可能部分損傷學(xué)生面對面交互的情感性體驗。對IoT技術(shù)教育應(yīng)用的上述挑戰(zhàn)應(yīng)保持持續(xù)的努力和警醒的意識，推動技術(shù)泛在條件下的科技向善力量發(fā)展。IoT教育應(yīng)用探索伴隨國家教育數(shù)字化戰(zhàn)略進(jìn)程，智能升級發(fā)展正催生新一代信息技術(shù)的教育應(yīng)用，IoT技術(shù)教育應(yīng)用創(chuàng)新在智慧校園發(fā)展中備受關(guān)注，IoT技術(shù)正加速進(jìn)入學(xué)校教育教學(xué)實踐場域，成為學(xué)校信息化深度融合發(fā)展的創(chuàng)新動力，為聯(lián)通、智能、協(xié)同的新一代校園環(huán)境提供新體驗與新方案。電子學(xué)生證電子學(xué)生證是具有校園一卡通、運動統(tǒng)計、電子考勤、電子圍欄、家校聯(lián)動等功能的新型教育終端設(shè)備。電子學(xué)生證具有多元融合、數(shù)據(jù)聯(lián)通的能力，如集成學(xué)生證、食堂就餐卡、圖書館借書卡等多種功能，實現(xiàn)校內(nèi)一卡通行（25。電子學(xué)生證具備簡易的通訊能力，可以讓家長和孩子隨時保持聯(lián)系，替代手機的通話功能，緊急情況下可一鍵聯(lián)絡(luò)家長。學(xué)校可以通過電子學(xué)生證發(fā)送課表、作業(yè)、成績、通知等短信功能，實現(xiàn)家校聯(lián)動。電子學(xué)生證可集成運動健康的功能，統(tǒng)計學(xué)生的運動數(shù)據(jù)，身體健康指標(biāo)數(shù)據(jù)等。集成智能定位功能，可以實現(xiàn)學(xué)生入校和進(jìn)班的伴隨式無感考勤，缺勤主動通知家長。同時可設(shè)定學(xué)生電子圍欄，當(dāng)學(xué)生越過電子圍欄會觸發(fā)警報信息，避免孩子到危險區(qū)域玩耍、防止野外溺水等，實時保障學(xué)生安全。圖2-5電子學(xué)生證電子班牌電子班牌已成為校園信息技術(shù)應(yīng)用載體和信息化展現(xiàn)窗口，代替并拓展了班級黑板報、墻體告示等傳統(tǒng)宣傳方式。結(jié)合校園屏顯方案，電子班牌可以覆蓋教室、走廊、門廳等多個場景，與學(xué)校課表、社團互動、評價等業(yè)務(wù)系統(tǒng)整合。為學(xué)校提供易用性強、實用價值高的學(xué)生公共交互終端設(shè)備，幫助學(xué)校建設(shè)更加智能的教育教學(xué)環(huán)境。目前，電子班牌可用于展示班級標(biāo)識（26校師生互通；開展德育、安全教育活動；構(gòu)建班級網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間，推動智慧學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)；同時，也是選課走班有效實施的重要承載工具。圖2-6電子班牌電子班牌也可和電子學(xué)生證、手機或pad等移動終端設(shè)備實現(xiàn)“碰一碰”的交互互聯(lián)操作。學(xué)生可以通過電子學(xué)生證和電子班牌“碰一碰”獲取個人信息、簽到、參與班級文化建設(shè)等；老師可以通過手機或pad和電子班牌“碰一碰”獲取班級和學(xué)校消息、管理班牌內(nèi)容等。智能手環(huán)智能運動手環(huán)是可監(jiān)測、記錄運動和睡眠等狀態(tài)的智能可穿戴設(shè)備，可為學(xué)生提供計步、心率監(jiān)測、體脂測量、血壓測量和體溫測量等功能，并為學(xué)生提供可視化的身體運動健康的各項數(shù)據(jù)，幫助他們更清楚了解自己的身體運動狀態(tài)并培養(yǎng)健康的生活習(xí)慣。警等各項指標(biāo)（27。實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化，將采集跟蹤的數(shù)據(jù)以雷達(dá)圖表等方式反饋到軟件系統(tǒng)平臺，直觀呈現(xiàn)學(xué)生身體運動健康數(shù)據(jù)，并持續(xù)跟教學(xué)開展。同時，也能實時監(jiān)控學(xué)生身體狀況，預(yù)防校園運動事故發(fā)生。圖2-7智能手環(huán)智能書寫筆寫筆跡電子化、AI數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，可實現(xiàn)線下書寫數(shù)據(jù)的采集和智能化的數(shù)據(jù)處理，并為遠(yuǎn)程直播交互提供共同書寫與交互空間（28。圖2-8智能書寫筆作業(yè)掃描儀當(dāng)前，在教育實踐中，掃描技術(shù)逐步向常態(tài)化教學(xué)推動，開始向小測、作業(yè)等日常情境遷移。作業(yè)掃描儀能夠?qū)W(xué)生學(xué)習(xí)過程性數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、分析，幫助學(xué)校系統(tǒng)性地收集學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，為實現(xiàn)精準(zhǔn)教學(xué)和分層差異教學(xué)提供數(shù)據(jù)支撐。應(yīng)用于常態(tài)化教學(xué)場景的作業(yè)掃描儀采取“先閱后掃系統(tǒng)”AI識別技術(shù)實現(xiàn)分?jǐn)?shù)自動統(tǒng)計，不斷積累學(xué)生學(xué)習(xí)過程性數(shù)據(jù)。還可識別文本內(nèi)容、標(biāo)簽標(biāo)注，根據(jù)批改痕跡整理歸類正確、錯誤題目，最終生成學(xué)生學(xué)情分析報告和個性化學(xué)習(xí)方案（29，助力學(xué)與教的現(xiàn)代化發(fā)展。圖2-9作業(yè)掃描儀智慧教育新生態(tài)白皮書3智慧教育新生態(tài)白皮書3IoT技術(shù)的教育信息化場景實踐PAGEPAGE183 IoT技術(shù)的教育信息化場景實踐IoT技術(shù)支撐學(xué)校教學(xué)環(huán)境發(fā)展IoT技術(shù)為學(xué)校智慧教學(xué)環(huán)境升級提供契機，實現(xiàn)人、物、行為、事件的全面數(shù)字化，以構(gòu)建感知、聯(lián)接、聯(lián)通、智能的智慧教育環(huán)境（31。圖3-1智慧校園場景IoT技術(shù)帶來智慧校園新的體系結(jié)構(gòu)生態(tài)共享跨域協(xié)同的智慧校園新生態(tài)（32：圖3-2普適互聯(lián)互通的智慧校園交互便捷多元，基于物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，促進(jìn)交互便捷、多端互聯(lián)和云端IoT技術(shù)終端互聯(lián)互通，推動交互、分享和協(xié)作的便捷化、流暢化；數(shù)據(jù)融通匯聚，IoT技術(shù)終端全場景、全過程、全業(yè)務(wù)域的融合應(yīng)用，加速數(shù)據(jù)賦能，深度賦能教育教學(xué)變革，促進(jìn)學(xué)校數(shù)字化轉(zhuǎn)型；IoT技術(shù)的教育服務(wù)全流程應(yīng)用，助力學(xué)校管理、教育教學(xué)、校本教研等深化發(fā)展，推動資源、工具和設(shè)計的同步發(fā)展，助力學(xué)校教育教學(xué)系統(tǒng)深層次變革；共享跨域協(xié)同，IoT技術(shù)賦能智慧校園建設(shè)，促進(jìn)學(xué)校教育教學(xué)、教學(xué)管理等業(yè)務(wù)有效融合，實現(xiàn)智慧課堂、智慧閱讀、智慧評測、智慧體育等創(chuàng)新場景應(yīng)用在數(shù)據(jù)流、信息流、業(yè)務(wù)流的跨部門、跨群體、跨專業(yè)協(xié)作流轉(zhuǎn)。IoT技術(shù)賦能教育場景的應(yīng)用案例1—智慧教室智慧教室是一種典型的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，是智慧校園發(fā)展的內(nèi)在訴求，以重構(gòu)教室環(huán)境、創(chuàng)建適合學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)的新型教室環(huán)境。智慧教室功能主要體現(xiàn)在內(nèi)容呈現(xiàn)、及時互動、資源獲取、學(xué)習(xí)需求感知和環(huán)境管理等方面。內(nèi)容呈現(xiàn)主要表征智慧教室教學(xué)信息的有效呈現(xiàn)能力，包括視覺和聽覺等方面的專業(yè)性、舒適性體驗。視覺呈現(xiàn)涉及清晰度、視野、亮度、視角等因素，如多屏顯示能夠降低學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷。及時互動主要表征智慧教室支持多元互動性教學(xué)活動及人機協(xié)作的能力，涉及便捷操作、流暢互動和互動反饋等方面，支持師生交互、生生交互，實時呈現(xiàn)學(xué)生任務(wù)完成情況，提供即時診斷、反饋。資源獲取主要表征智慧教室內(nèi)資源獲取能力和設(shè)備接入的便捷程度，涉及高質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)接入與傳輸服務(wù)、資源獲取、內(nèi)容分發(fā)等支持，如配備高速寬帶網(wǎng)絡(luò)，提供優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源等。學(xué)習(xí)需求感知表征智慧教室對學(xué)習(xí)行為的感知能力。便捷獲取學(xué)習(xí)者的位置、姿勢、操作、情緒等方面數(shù)據(jù)，便于了解學(xué)生學(xué)習(xí)需求，提供適應(yīng)性支持和服務(wù)。環(huán)境管理主要指智慧教室布局靈活多樣性和管理的便捷性。智慧教室內(nèi)的設(shè)備、系統(tǒng)、資源有效聯(lián)通，并都應(yīng)具備較強的可管理性，包括教室布局管理、設(shè)備管理、物理環(huán)境管理、電氣安全管理、網(wǎng)絡(luò)管理等，為學(xué)生提供更加流暢交互、自然對話、舒適體驗的學(xué)習(xí)環(huán)境。提升課堂面對面教學(xué)高階化發(fā)展。課前，根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)情況，教師針對性調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。課中，基于智能終端的互動反饋，同步學(xué)生學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)、過程性評價數(shù)據(jù)，進(jìn)行精準(zhǔn)教學(xué)，促進(jìn)教學(xué)效果增值。課后，采集學(xué)生作業(yè)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動批改，減輕教師工作負(fù)擔(dān)，老師將更加專注到教學(xué)質(zhì)量提升和教師專業(yè)發(fā)展。智慧教室支持多種教學(xué)模式創(chuàng)新，如支持跨域全媒體互動、跨域互動研討；支持教室內(nèi)多屏互動下的模式創(chuàng)新，如同屏講授模式、小組單屏討如網(wǎng)絡(luò)教研、遠(yuǎn)程課堂等。同時，實現(xiàn)教學(xué)數(shù)據(jù)在多終端設(shè)備上的無縫支持新型自然交互，如教師使用智能終端和教室物聯(lián)設(shè)備碰一碰快速鑒權(quán)建立連接，實現(xiàn)跨設(shè)備控制、課件同步分享等功能（33。圖3-3技術(shù)增強環(huán)境下的智慧教室新形態(tài)2—智慧校園IoT技術(shù)為賦能增值點，促進(jìn)云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新，以各類校園應(yīng)用服務(wù)為載體，打造教育教學(xué)、促進(jìn)學(xué)習(xí)發(fā)展，在學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)工具、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)過程、素養(yǎng)發(fā)展等方面為學(xué)生提供更加便捷舒適的學(xué)習(xí)環(huán)境，服務(wù)學(xué)生核心素養(yǎng)提升與終身化學(xué)習(xí)能力發(fā)展。在學(xué)習(xí)環(huán)境方面，實現(xiàn)校園安全智能監(jiān)控，門禁管理，校內(nèi)人員自動識一鍵開啟和關(guān)閉，故障診斷等；教室、圖書館、實驗室等學(xué)習(xí)場所溫濕度、燈光亮度、噪音等實時監(jiān)控，自動感知與調(diào)節(jié)；智能終端設(shè)備如電子班牌，呈現(xiàn)班級介紹、通知公告、選班排課、成績查詢、考試排座、問卷調(diào)查、資料查詢、班級文化等內(nèi)容，創(chuàng)新學(xué)校智慧學(xué)習(xí)環(huán)境。在學(xué)習(xí)內(nèi)容方面，提供資源獲取鏈接途徑，如二維碼等，按需交互系統(tǒng)有效架構(gòu)起課堂與生活之間的橋梁,讓學(xué)習(xí)者在互動過程中豐富學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)體驗，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)發(fā)生。在學(xué)習(xí)工具方面，閱讀筆、課堂互動反饋器等智慧學(xué)習(xí)工具常態(tài)應(yīng)用，實現(xiàn)學(xué)習(xí)過程性數(shù)據(jù)伴隨式采集、學(xué)習(xí)結(jié)果數(shù)據(jù)精準(zhǔn)分析、學(xué)習(xí)資源智能推送等，滿足學(xué)生個性化學(xué)習(xí)需求。在學(xué)習(xí)過程方面，實現(xiàn)師生、生生互動、資源共享、即時反饋、遠(yuǎn)程管控，完整記錄學(xué)生學(xué)習(xí)過程。通過采集、存儲、分析課堂教學(xué)活動過程性數(shù)據(jù)，及時掌握學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)，用于教師反思及教研活動支撐，改善課堂教學(xué)。在素養(yǎng)發(fā)展方面，聚焦學(xué)業(yè)發(fā)展、身心發(fā)展、品德發(fā)展、興趣特長等維度建立學(xué)生綜合評價體系，匯聚學(xué)生學(xué)習(xí)、生活、活動數(shù)據(jù)，記錄學(xué)生發(fā)現(xiàn)優(yōu)勢與不足，及時干預(yù)，突出學(xué)生學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)和素養(yǎng)發(fā)展。IoT技術(shù)助力家庭學(xué)習(xí)環(huán)境創(chuàng)新家庭教育作為互補于學(xué)校教育的育人場所，其環(huán)境對學(xué)習(xí)者有著重要影響。以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)技術(shù)和自動化控制技術(shù)為基礎(chǔ)，打造物聯(lián)化、智能化的物理空間已成為可能，以構(gòu)建互聯(lián)互通、高度集成的家庭智慧學(xué)習(xí)環(huán)境。智慧書房合學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)和思考的和諧體驗式家庭環(huán)境（34。如以智能機器人為“管家”，支持物理環(huán)境的智能監(jiān)測和自適應(yīng)調(diào)節(jié)，支持語音交互、家校互督學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)狀態(tài)，助力構(gòu)建良好的家庭學(xué)習(xí)環(huán)境。圖3-4智慧書房健康學(xué)伴康成長（35。圖3-5健康學(xué)伴家校共育創(chuàng)新教育服務(wù)樣態(tài)，通過構(gòu)建智能化家校共育環(huán)境，讓家長、教師等利益相關(guān)者組成的教育聯(lián)盟更加智慧（36，如基于電子教材，學(xué)生在家庭環(huán)境下進(jìn)行課前預(yù)習(xí)并完成教師布置的學(xué)習(xí)任務(wù)，通過智能終端系統(tǒng)反饋，基于知識圖譜給予學(xué)生學(xué)習(xí)提示、問題解答和資源推送。記錄學(xué)生作業(yè)完成情況、學(xué)習(xí)時長，教師有針對性的調(diào)整教學(xué)內(nèi)容或?qū)W(xué)生進(jìn)行個性化輔導(dǎo)。家長可隨時查看學(xué)生過程性學(xué)習(xí)記錄，及時了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況、在校表現(xiàn)等，開展協(xié)同育人工作。圖3-6基于物聯(lián)網(wǎng)的家校共育IoT賦能科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)培育具有創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力的人才是當(dāng)前教育實踐中的重要命題。其中，科技教育因其特殊地位和作用，可作為培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要抓手，IoT技術(shù)深度賦能了科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)，推動校內(nèi)校外協(xié)同，加速社會科技教育資源支持課后服務(wù)高質(zhì)量供給。當(dāng)下，校外科技教育的開展以及服務(wù)學(xué)校課程需求的融合更是青少年創(chuàng)新素養(yǎng)培育的重要途徑。館校課程融合科技體驗中心作為非正式學(xué)習(xí)的主要陣地，以學(xué)生參與、沉浸體驗、深度互IoT技術(shù)創(chuàng)新環(huán)境空間和充分調(diào)動學(xué)生視覺、聽覺、觸覺等多重感官（37。圖3-7某地的科技體驗中心促進(jìn)館校課程深度融合，開展線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)，學(xué)生可利用平亦可開展雙師課堂，展教教師線上遠(yuǎn)程授課，校內(nèi)老師化身助教，有效組織課堂教學(xué)活動等，以彌補學(xué)?？平虒I(yè)教師不足、課程開發(fā)脫離教育和學(xué)生學(xué)習(xí)生活實際等問題。將校內(nèi)資源和社會資源有效結(jié)合，為創(chuàng)新青少年科學(xué)思維提供新思路，讓館校結(jié)合成為青少年實現(xiàn)科技夢想的有效途徑?？茖W(xué)探究體驗具身認(rèn)知理論認(rèn)為認(rèn)知同感知經(jīng)驗關(guān)聯(lián)，認(rèn)知過程與學(xué)習(xí)有著不可分割的聯(lián)系，可以更好的促進(jìn)學(xué)生理解學(xué)習(xí)過程，這給具身學(xué)習(xí)帶來了實踐動力?？艻oT技術(shù)讓學(xué)生身體感覺運動系統(tǒng)身互動（38，加深學(xué)生對科學(xué)事實、概念、原理和規(guī)律的理解，促使學(xué)習(xí)者的認(rèn)知、能力和情感發(fā)展，從而促進(jìn)學(xué)生有效學(xué)習(xí)。同時，實現(xiàn)探程，拓展實驗教學(xué)廣度和深度，助力中小學(xué)科學(xué)教育教學(xué)質(zhì)量提升。圖3-8某地的科技體驗中心IoT技術(shù)的學(xué)習(xí)工具在IoT技術(shù)支持下，多樣化學(xué)習(xí)工具助力了信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，深化課堂教學(xué)質(zhì)量，并使泛在化、智能化、個性化的教育成為可能。同時，堅持德智體美勞“五育”并舉，突出德育實效、提升智育水平、強化體育鍛煉、增強美育熏陶、加強勞動教育，為學(xué)生的健康成長提供更加全面而科學(xué)的幫助。聚焦學(xué)習(xí)用具、學(xué)習(xí)媒介、教學(xué)環(huán)境等方面，為學(xué)習(xí)者提供學(xué)習(xí)支持。學(xué)習(xí)工具體現(xiàn)在基于智能終端設(shè)備，提供學(xué)生在線自習(xí)室伴學(xué)功能，助力學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成；通過掃描翻譯、學(xué)習(xí)者交互點讀，以提高學(xué)習(xí)效率，助力自VR、AR、MR等技術(shù)賦能學(xué)生深重新定義教學(xué)，構(gòu)建面向課前、課中、課后的全場景智慧教學(xué)環(huán)境（見圖39，發(fā)展智慧課堂，加速從傳統(tǒng)教育到智慧教育的時代變革。圖3-9IoT多場景學(xué)習(xí)輔助工具賦能學(xué)習(xí)監(jiān)測學(xué)生身體各項指標(biāo)（310，如運動、心率、血氧、睡眠質(zhì)量等指標(biāo)，提供個性化運動指導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)問題并及時預(yù)警，動態(tài)生成健康成長檔案，康成長。圖3-10IoT系統(tǒng)監(jiān)測學(xué)生體質(zhì)健康數(shù)據(jù)IoTIoT康問題，減緩心理焦慮（3。圖3-11智能音響緩解焦慮作為培養(yǎng)人的活動,教育要重點培養(yǎng)學(xué)生良好的社會情感學(xué)習(xí)能力，尤其小學(xué)階段是培養(yǎng)良好社會情感學(xué)習(xí)能力的關(guān)鍵時期。在校期間，學(xué)生可通過智生表情等數(shù)據(jù)，及時了解學(xué)生交互狀態(tài)、心理變化（312。通過對學(xué)生日常交流與情感變化的數(shù)據(jù)記錄與分析，掌握學(xué)生社交圈，對孤立學(xué)生個體及時預(yù)警，引導(dǎo)學(xué)生快樂、健康、科學(xué)成長。圖3-12IoT為學(xué)生的社交情感提供工具智慧教育新生態(tài)白皮書4智慧教育新生態(tài)白皮書4OpenHarmony的智慧教育實踐PAGEPAGE304 OpenHarmony的智慧教育實踐OpenHarmony操作系統(tǒng)構(gòu)建泛終端數(shù)字底座OpenAtomOpenHarmony開源項目（簡稱OpenHarmony）是由開放原子開源基金會孵化及運營的開源項目，由開放原子開源基金會OpenHarmony項目群工作委員會負(fù)責(zé)運作。OpenHarmony遵循Apache2.0協(xié)議開源，目標(biāo)全場景、全連接、全智能時代，基于開源方式，為千行百業(yè)搭建一個智能終端設(shè)備操作系統(tǒng)數(shù)字底座，促進(jìn)萬物互聯(lián)時代各行業(yè)繁榮發(fā)展。分布式操作系統(tǒng)技術(shù)支撐泛在化互聯(lián)互通萬物智聯(lián)時代發(fā)展離不開芯片和操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)作為鏈接軟硬件生態(tài)的核心，為千行百業(yè)發(fā)展提供了堅實數(shù)字底座，是推動各產(chǎn)業(yè)革新，打破發(fā)展邊界的破局關(guān)鍵。在系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用方面，OpenHarmony作為分布式操作系統(tǒng)，實現(xiàn)了硬件互助、資源共享等新特性，提供了多設(shè)備近場互聯(lián)技術(shù)支撐，其具有以下技術(shù)特性：分布式軟總線實現(xiàn)快連快傳分布式軟總線是多終端設(shè)備的統(tǒng)一基座，為設(shè)備間無縫互聯(lián)提供了統(tǒng)一分布式數(shù)據(jù)管理實現(xiàn)多端協(xié)同分布式數(shù)據(jù)管理實現(xiàn)了應(yīng)用程序數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)的分布式管理。用戶數(shù)據(jù)不再與單一物理設(shè)備綁定，業(yè)務(wù)邏輯與數(shù)據(jù)存儲分離，應(yīng)用跨設(shè)備運行時數(shù)據(jù)能無縫銜接，為打造一致、流暢的用戶體驗創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。分布式任務(wù)調(diào)度實現(xiàn)資源同步Profile式任務(wù)調(diào)度構(gòu)建統(tǒng)一的分布式服務(wù)管理機制，包括服務(wù)發(fā)現(xiàn)、同步、注冊、調(diào)用等，支持對跨設(shè)備的遠(yuǎn)程啟動、遠(yuǎn)程調(diào)用、綁定/等操作，根據(jù)不同設(shè)備的能力、位置、業(yè)務(wù)運行狀態(tài)、資源使用情況，并結(jié)合用戶習(xí)慣和意圖，選擇最合適的設(shè)備運行分布式任務(wù)。分布式設(shè)備虛擬化實現(xiàn)應(yīng)用融合分布式設(shè)備虛擬化平臺可實現(xiàn)不同設(shè)備的資源融合、設(shè)備管理、數(shù)據(jù)處理，將周邊設(shè)備作為中心設(shè)備能力的延伸，共同形成超級虛擬終端。在智慧教育泛終端時代，以分布式操作系統(tǒng)OpenHarmony為底座，下鏈智能學(xué)習(xí)終端，上承智慧教育應(yīng)用生態(tài)，聚合教育數(shù)字化管理平臺，打造具備無感聯(lián)通、云端協(xié)同、無縫流轉(zhuǎn)、交互便捷、系統(tǒng)級安全核心能力的數(shù)字教育底座，構(gòu)建萬物智聯(lián)泛終端智能教育生態(tài)圈。終端協(xié)同共享機制賦能未來教育新場景IoT技術(shù)引領(lǐng)教育泛終端時代的到來，原有基于單一終端的教與學(xué)場景被打破，多終端互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)共享、自然交互、全面管理、全域評價的智慧教育場景成為可能。未來教育場景不僅要求對單一應(yīng)用或單一服務(wù)的共享，也要求在技術(shù)底層（即操作系統(tǒng)層面）OpenHarmony的分布式操作系統(tǒng)，不僅解決了多端聯(lián)通、數(shù)據(jù)共享等問題，還為應(yīng)用流轉(zhuǎn)、自然交互、產(chǎn)品服務(wù)深度融合等一系列未來教育需求提供了技術(shù)保障。目前，多OpenHarmony商業(yè)發(fā)行版，包括開鴻智谷、潤和軟件、深開鴻、鴻湖萬聯(lián)等，重新定義了未來教育智能終端生態(tài)，賦能學(xué)智能技術(shù)快速發(fā)展和智能教育產(chǎn)品的逐漸成熟促進(jìn)了學(xué)習(xí)理念革新、學(xué)習(xí)模式變革、學(xué)習(xí)服務(wù)升級，使人機協(xié)同逐漸成為未來教育場景中教育教學(xué)及學(xué)OpenHarmony聯(lián)通各類智能教育產(chǎn)品，建構(gòu)多模態(tài)數(shù)據(jù)體系與無感自然交互機制，賦能精準(zhǔn)教學(xué)驅(qū)動下的因材施教，實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)服務(wù)供給，通過人機協(xié)同、群智融合，創(chuàng)新智能化、個性化學(xué)習(xí)模式，滿足學(xué)習(xí)者不同場景中的真實學(xué)習(xí)需求。OpenHarmony基礎(chǔ)教育案例在高質(zhì)量教育體系建設(shè)進(jìn)程中，基礎(chǔ)教育正發(fā)生深層次系統(tǒng)性變革，教育信息化為協(xié)同育人、智能育人提供新的發(fā)展機遇。隨著區(qū)校協(xié)同教育信息化體系的生成，基礎(chǔ)教育愈發(fā)重視學(xué)校信息化應(yīng)用融合的深度實踐，關(guān)注新型技術(shù)在優(yōu)化基礎(chǔ)教育教學(xué)場景、業(yè)務(wù)、機制和文化中的應(yīng)用實效。基于OpenHarmony操作系統(tǒng)，立足多終端平臺互聯(lián)互通、全過程數(shù)據(jù)靜默采集、自然交互數(shù)字化環(huán)境創(chuàng)設(shè)、五育并舉全程育人、數(shù)據(jù)伴生全域評價等五大方面，產(chǎn)生了智慧教學(xué)、智慧學(xué)習(xí)、運動健康、校園安全、家?；ネê腿蛟u價等創(chuàng)新場景，構(gòu)建出特色鮮明、綠色、安全、可信、自主可控的智慧教育新樣態(tài)。平臺互聯(lián)互通，突破孤島壁壘近年來，在宏觀生態(tài)的教育信息化公共服務(wù)方面，全國各地按照“三通兩平臺”工程建設(shè)要求，積極打造教育資源公共服務(wù)平臺，并利用平臺集成教育資源和應(yīng)用服務(wù)，助推了教學(xué)實踐領(lǐng)域教學(xué)方式以及教研形式的改革優(yōu)化。但在微觀學(xué)習(xí)方式變革方面，互聯(lián)互通的學(xué)習(xí)服務(wù)生態(tài)尚未形成，為學(xué)習(xí)者提供全方位學(xué)習(xí)支持、有效支撐學(xué)習(xí)者個性化學(xué)習(xí)方面的作用未能凸顯，導(dǎo)致當(dāng)下終端應(yīng)用種類繁多、學(xué)習(xí)應(yīng)用平臺林立以造成教育數(shù)據(jù)孤島。學(xué)習(xí)終端、應(yīng)用平臺深度融合助力學(xué)習(xí)變革已成為教育領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵命題。OpenHarmony操作系統(tǒng)，依托分布式操作系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢，可有效實現(xiàn)各類教育終端、平臺、數(shù)據(jù)、應(yīng)用、服務(wù)的互聯(lián)互通，為智能終端應(yīng)用融終端裝備中的“新-舊”難題，實現(xiàn)智能手寫板、手寫筆、電子白板、平板電腦等各類教育終端硬件與新型智慧教育產(chǎn)品的互聯(lián)互通，為學(xué)習(xí)者帶來快連OpenHarmony操作系統(tǒng)，立足“一次開發(fā)，多端部署；可分可合，自由流轉(zhuǎn)；統(tǒng)一生態(tài)，原生智能”技術(shù)理念，依托成熟的開發(fā)套件與技術(shù)支持，助力更多應(yīng)用共創(chuàng)共享，吸引諸多教育產(chǎn)品依托分布式數(shù)據(jù)存儲與管理技術(shù)，搭建“超級中轉(zhuǎn)站”，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效傳輸與管理，構(gòu)建開放兼容、自主創(chuàng)新的高可靠性的教育數(shù)據(jù)底座；充分發(fā)揮高性能計算、大數(shù)據(jù)分析及智能分析技術(shù)，為教育業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分析、診斷與評估提供有力技術(shù)支撐。靜默采集數(shù)據(jù)，賦能精準(zhǔn)教學(xué)教育數(shù)據(jù)體系建設(shè)是推進(jìn)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要基礎(chǔ)。從智能學(xué)習(xí)泛終端普適應(yīng)用視角出發(fā)，IoT技術(shù)可滿足教育數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲所需的基礎(chǔ)條件，實現(xiàn)伴隨式靜默采集和實時分析教育教學(xué)過程數(shù)據(jù)，建構(gòu)教與學(xué)過程多元數(shù)據(jù)鏈，打造全過程數(shù)據(jù)體系，建構(gòu)賦能精準(zhǔn)教學(xué)常態(tài)化實踐變教為學(xué)新勢能，服務(wù)教育教學(xué)現(xiàn)代化發(fā)展。進(jìn)課堂教學(xué)的師生共進(jìn)性發(fā)展，實現(xiàn)了課堂教學(xué)生態(tài)的現(xiàn)代性重構(gòu)。2018年，教育部在政策文件中首次明確提出“打造智慧課堂”，智慧課堂邁入了系IoT技術(shù)探尋智慧準(zhǔn)教學(xué)方向形成的新突破。在技術(shù)應(yīng)用與體驗提升方面，終端連接更為方便，通過智能學(xué)生證與手寫板碰一碰實現(xiàn)快速授權(quán)連接，完成人與設(shè)備的身份綁定，并在電子學(xué)生證及教師大屏上同步顯示鑒權(quán)信息。聯(lián)通教師備課、課堂互動、隨堂測驗、課后練習(xí)等各種場景中的自然交互需求。在課堂交互與教學(xué)調(diào)優(yōu)方面，診斷學(xué)生學(xué)習(xí)過程，評價學(xué)生學(xué)習(xí)效果是精準(zhǔn)教學(xué)的關(guān)鍵，也是班級授課環(huán)境下實現(xiàn)因材施教的必然途徑，傳統(tǒng)隨堂測試形式一般為發(fā)放紙質(zhì)試卷，學(xué)生完成測試，導(dǎo)致學(xué)生無法第一時間獲得結(jié)果反饋，教師無法及時針對調(diào)整教學(xué)內(nèi)容?；谥悄軐W(xué)習(xí)終端開展隨堂測，如利用平板電腦優(yōu)化隨堂測環(huán)節(jié)：一方面，便捷課堂互動，如優(yōu)化搶答、隨機使用平板終端優(yōu)化隨堂檢測面臨困難：學(xué)生在液晶屏上書寫作答，設(shè)備交互自然性不足；長期使用液晶屏常被認(rèn)為對學(xué)生視力有較大影響。借助新型智能學(xué)習(xí)終端——采集（41。圖4-1手寫板教學(xué)示意圖在數(shù)據(jù)采集與分析方面，手寫板在與教室AI主機連接后，支持筆跡實時識別與同屏動態(tài)顯示，可快速將學(xué)生筆記、作業(yè)批改等上傳云端并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，同時，保留學(xué)生書寫習(xí)慣。IoT技術(shù)支持下的泛終端創(chuàng)新將持續(xù)深化這一進(jìn)程。在數(shù)據(jù)呈現(xiàn)與應(yīng)用方面，實時顯示作答結(jié)果，方便教師快速分析學(xué)情，優(yōu)化教學(xué)過程，增值育人成效，實現(xiàn)精準(zhǔn)教學(xué)，提高課堂效率。綜上，IoT技術(shù)環(huán)境下的泛終端為智慧課堂帶來了新的升級體驗，構(gòu)建了更為智能、高效、綠色的學(xué)習(xí)環(huán)境，無感靜默數(shù)據(jù)采集與智能分析助力智慧課堂精準(zhǔn)教學(xué)。當(dāng)前，如何實現(xiàn)學(xué)生作業(yè)減量提質(zhì)是基礎(chǔ)教育改革的熱點，“雙減”政策的出臺與實施掀起了中小學(xué)課堂教學(xué)、作業(yè)設(shè)計與管理等領(lǐng)域改革的浪潮，作業(yè)是學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)和載體，傳統(tǒng)作業(yè)布置包括“教師選題-試卷打印-學(xué)生作答-教師批卷-成績統(tǒng)計”等多個步驟，費時費力。教師在作業(yè)批改時只能反映學(xué)生作答結(jié)果，無法掌握學(xué)生做題過程；較難及時收集整理學(xué)生錯題，無法分析教學(xué)效果并進(jìn)行針對性地個性化輔導(dǎo)，家長也無法及時掌握學(xué)生學(xué)情。IoT技術(shù)支持的智慧作業(yè)可實現(xiàn)作業(yè)設(shè)計、作業(yè)評價、作業(yè)指導(dǎo)與作業(yè)管理的流程化、智能化和個性化，推動作業(yè)功能從“育知”向“育人”轉(zhuǎn)變。通過紙質(zhì)作業(yè)+智能批改+網(wǎng)絡(luò)資源+學(xué)習(xí)泛終端共同打造新型數(shù)字化作業(yè)系統(tǒng)，通過分層、彈性和個性化的作業(yè)設(shè)計與管理減輕學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)，增強育人成效（42。圖4-2智慧作業(yè)解決方案示意圖在智能終端互聯(lián)方面，實現(xiàn)智能筆硬件與主體終端自動連接，保留學(xué)生傳統(tǒng)作業(yè)習(xí)慣。在作業(yè)設(shè)計與作答批改方面，智慧作業(yè)服務(wù)支持作業(yè)資源上傳、在線編輯、一鍵發(fā)布，學(xué)生既可以使用普通筆作答，教師手寫板批改，也可使用手寫板作答，客觀題自動批改，主觀題支持教師智能化批改。在數(shù)據(jù)采集與分析方面，智能筆可實時采集、上傳、分析學(xué)生書寫數(shù)據(jù)和教師批改數(shù)據(jù)，智能分析作業(yè)內(nèi)容、作業(yè)總量、書寫筆跡等。在數(shù)據(jù)呈現(xiàn)與反饋方面，系統(tǒng)可根據(jù)學(xué)生作答情況生成作業(yè)報告，精準(zhǔn)分析學(xué)情，智能化推薦學(xué)習(xí)資源。自然交互環(huán)境，回歸人本體驗備開展教學(xué)活動面臨著一定挑戰(zhàn)，如教師的常規(guī)操作步驟流程繁瑣（見圖43，課前準(zhǔn)備、設(shè)備調(diào)試、資源調(diào)用等花費了教師更多的時間和精力，如設(shè)備故障等以提高課堂效率、提升教學(xué)質(zhì)量是關(guān)鍵。IoT技術(shù)在智慧教育中的應(yīng)用能目標(biāo)上述問題的解決，讓教師、學(xué)生與智能OpenHarmony操作系統(tǒng)優(yōu)勢，創(chuàng)新“課前準(zhǔn)備三個一”解決方案（44，即一碰掌控教室、一鍵情景設(shè)定、一劃互動傳屏。圖4-4課前準(zhǔn)備解決方案示意圖一碰掌控教室：碰一碰即可自動切換教師賬號，無需繁瑣的賬號密碼輸入；一鍵情景設(shè)定：支持場景自定義，只需按下已設(shè)定的情景按鍵，實現(xiàn)燈、風(fēng)扇、空調(diào)、電子白板等多個設(shè)備的統(tǒng)一設(shè)置；一劃互動傳屏：平板電腦與電子白板實現(xiàn)同屏互傳，打造快捷安全的傳輸方式。通過平板電腦與主機碰一碰實現(xiàn)教師身份綁定，完成設(shè)備之間的多終端協(xié)同、統(tǒng)一鑒權(quán)?；谄桨咫娔X開展教學(xué)活動時，老師可定向選擇并呈現(xiàn)學(xué)生作答情況，實時大屏互傳，亦可反向操作學(xué)生平板電腦等。課前準(zhǔn)備三個一方案創(chuàng)新源于OpenHarmony操作系統(tǒng)的多屏互動組件為帶屏設(shè)備提供了底層互聯(lián)能力，以互動大屏為中心，結(jié)合老師或?qū)W生用平板電腦、手寫板等智能終端設(shè)備，基于攝像頭、麥克風(fēng)等設(shè)備的分布式能力，構(gòu)建多終端間一體式的互動體驗，讓教師擁有更多時間追求因材施教教學(xué)新境界。全場景數(shù)智賦能，服務(wù)學(xué)生健康發(fā)展隨著云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)發(fā)展，技術(shù)、教學(xué)法與空間融合重構(gòu)的可能性日益增強（Pdgog-Spehnolo,PST，場景賦能教育已然成為極具代入感與空間想象的體驗式教育教學(xué)活動新趨勢，場景重構(gòu)著人與時間、空間、學(xué)習(xí)內(nèi)容、技術(shù)工具，包括人與人的連接和交互方式。在IoT泛終端賦能全場景教育過程中，堅持教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下的“應(yīng)用為王”原則，科學(xué)分析五育并舉、安全健康、家校協(xié)同等新時代教育需求IoT技術(shù)與學(xué)習(xí)環(huán)境創(chuàng)設(shè)、個性化學(xué)習(xí)、業(yè)務(wù)管理的有機融合，提升教IoT技術(shù)的智慧體育終端能及時采集學(xué)生運動數(shù)據(jù)、推介題。智慧體育是以云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興信息技術(shù)為基礎(chǔ)，通過應(yīng)用智能可穿戴設(shè)備、傳感設(shè)備和運動訓(xùn)練監(jiān)測系統(tǒng)等，實現(xiàn)對各類體育行為的全面感知，運用智能算法深度挖掘和分析各項運動數(shù)據(jù)，形成可供預(yù)測、計劃、判斷的科學(xué)育人知識體系，為體育教育教學(xué)需求提供理論依據(jù)和科學(xué)決策。如智慧教育中的智能跳繩終端就是服務(wù)五育并舉需求的創(chuàng)新實踐形態(tài)，依托智能跳繩的精準(zhǔn)計數(shù)、伴隨式運動數(shù)據(jù)采集、對比分析服務(wù)，取代傳統(tǒng)人工聚集到學(xué)生健康發(fā)展的個性化指導(dǎo)和促進(jìn)學(xué)生的德智體美勞全面發(fā)展（見圖45。圖4-5運動健康解決方案示意圖該案例中，在智能終端互聯(lián)方面，學(xué)生手持電子學(xué)生證與智能跳繩碰一碰實現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)，學(xué)生運動數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙傳輸?shù)诫娮訉W(xué)生證，電子學(xué)生證再通過4G通信把運動數(shù)據(jù)上傳到云端服務(wù)，通過智慧體育教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，自動生成學(xué)生運動數(shù)據(jù)報告。在數(shù)據(jù)分析與呈現(xiàn)方面，按照層級劃分，主管領(lǐng)導(dǎo)可查看年級運動數(shù)據(jù)，教師可查看班級運動對比數(shù)據(jù)，家長亦可查看學(xué)生運動數(shù)據(jù)并推薦運動方案以督促學(xué)生健康發(fā)展。通過OpenHarmony操作系統(tǒng)的底層鑒權(quán)和伴隨式數(shù)據(jù)采集分析，實現(xiàn)人、運動設(shè)備的快速綁定，運動數(shù)據(jù)實時采集，為學(xué)生建立健康數(shù)據(jù)檔案，為學(xué)生運動健康監(jiān)測提供數(shù)據(jù)支撐，逐步構(gòu)建從數(shù)據(jù)收集、分析、反饋和精準(zhǔn)評價的智慧體育教學(xué)體系。建設(shè)更加安全的校園環(huán)境是時代發(fā)展的關(guān)鍵特征，是學(xué)校、社會與家庭的共同期望。提高安全風(fēng)險防控能力，杜絕安全事故發(fā)生，將校園危險因素消滅在萌芽狀態(tài)，是現(xiàn)代校園安全管理的主要訴求。伴隨云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，智能安防系統(tǒng)已成為智慧校園建設(shè)的重點任務(wù)。當(dāng)前，如何最大化整合離散化、多系統(tǒng)的安防設(shè)備，無感化、輕量化、如研發(fā)基于OpenHarmony操作系統(tǒng)的電子學(xué)生證，并以此為載體，打通智能校園安全系統(tǒng)建設(shè)全流程。實現(xiàn)入校無感考勤、實時追蹤定位學(xué)生位置、遇到緊急情況一鍵求助、疫情防控下學(xué)生體溫檢測數(shù)據(jù)自動上報等功能，為學(xué)生健康安全保駕護(hù)航。傳統(tǒng)家校合作中存在教育場景分離、信息不對等、溝通不及時等問題，隨著“雙減”IoT技術(shù)如基于OpenHarmony操作系統(tǒng)的電子學(xué)生證，助力家校共育以及居家自主學(xué)習(xí)，打通校園與家庭學(xué)習(xí)場景，學(xué)生回家后使用學(xué)生證與智能終端設(shè)備碰一碰即連接成功，支持查看課堂實錄、學(xué)情分析數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)資源精準(zhǔn)推送，有效解決家長作業(yè)輔導(dǎo)難題。學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)，完成課后作業(yè)，作業(yè)完成情況同步任課教師；同時，搭建“家校溝通”新通道，支持家長快速查看學(xué)生校內(nèi)學(xué)習(xí)、生活、作業(yè)完成情況、運動健康報告等綜合數(shù)據(jù)，獲取學(xué)生個性化成長報告，滿足家長監(jiān)督與學(xué)生自主學(xué)習(xí)需求，從而能夠?qū)崿F(xiàn)交互便捷、數(shù)據(jù)貫通、教育教學(xué)流程重構(gòu)創(chuàng)新的新型家校共育模式。全域評價創(chuàng)新，以評價創(chuàng)新引領(lǐng)人才培養(yǎng)OpenHarmony的教學(xué)場景涉及家庭、學(xué)校等融通性環(huán)境，家庭以智慧學(xué)伴為中心，學(xué)校以教、學(xué)、評、研、管等全場景、全業(yè)務(wù)流程、全過程數(shù)據(jù)伴生為主線，推進(jìn)教育評價創(chuàng)新發(fā)展，促進(jìn)全域評價發(fā)展深化（4-6，并為學(xué)生提供邁向未來的發(fā)展環(huán)境，以提供適切、舒適的學(xué)習(xí)環(huán)境為目標(biāo)，關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)場景下光照度、溫度、濕度、噪音等智能化調(diào)優(yōu)；隨時記錄學(xué)生學(xué)習(xí)過程情緒調(diào)控、專注力以及心理測評結(jié)果等，及時反饋，隨時掌握學(xué)生心理發(fā)展?fàn)顩r、預(yù)測學(xué)生發(fā)展趨勢；及時提醒學(xué)生學(xué)習(xí)過程坐姿行為規(guī)范，結(jié)合學(xué)生身高、體重等指標(biāo)，定時提示學(xué)生適當(dāng)運動；保護(hù)學(xué)生視力健康，及時提醒學(xué)生適度放松，緩解用眼疲勞；設(shè)置青少年模式，引導(dǎo)學(xué)生如可通過語音控制提供符合學(xué)生認(rèn)知特點語言故事等；以學(xué)生自控力培養(yǎng)為重點，定制個性化學(xué)習(xí)計劃，并檢測學(xué)生學(xué)習(xí)時長等數(shù)據(jù)。圖4-6評價指標(biāo)體系以評價創(chuàng)新促進(jìn)學(xué)習(xí)發(fā)展。實現(xiàn)教室光照度、溫度、濕度、噪音等環(huán)境要素合作學(xué)習(xí)、項目學(xué)習(xí)等；創(chuàng)新教育形態(tài)，關(guān)注作品生成及創(chuàng)新成果，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造力與問題解決等核心素養(yǎng)培養(yǎng)。關(guān)注作業(yè)質(zhì)量，及時了解學(xué)生知識點掌握情況；結(jié)合教學(xué)內(nèi)容實現(xiàn)智能組卷、隨堂評測、學(xué)生掌握情況及時反饋和學(xué)習(xí)分析，提供針對性強、滿足學(xué)生個性化學(xué)習(xí)的資源和工具；關(guān)注測評與考試數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)了解學(xué)生階段性學(xué)習(xí)效果，基于學(xué)生個性化、階段性測評與考試數(shù)據(jù)分析，動態(tài)了解學(xué)情情況，如學(xué)生偏科、學(xué)科知識點掌握等情況；構(gòu)建滿足學(xué)生個性化學(xué)習(xí)的學(xué)科知識圖譜，發(fā)展涵蓋各學(xué)科知識點理解水平錯題庫、學(xué)習(xí)資源等，面向全體學(xué)生實現(xiàn)分層教學(xué)、滿足不同學(xué)生學(xué)習(xí)需求。階段性了解學(xué)生課堂表現(xiàn)、學(xué)習(xí)投入情況及學(xué)生的社交網(wǎng)絡(luò)；記錄學(xué)生參與活動情況、學(xué)生發(fā)展特長等，通過過程性的數(shù)據(jù)積累，實現(xiàn)學(xué)生的綜合素質(zhì)評價；全程記錄學(xué)生學(xué)習(xí)過程性數(shù)據(jù)以及學(xué)生行為表現(xiàn)性數(shù)據(jù)，形生生交互、師生媒體交互，通過物聯(lián)化多元交互設(shè)備實現(xiàn)智能分析，聚焦學(xué)了解班級學(xué)生整體發(fā)展趨勢和個性化發(fā)展需求。以評價發(fā)展助力教師專業(yè)成長。通過平臺記錄學(xué)生在校表現(xiàn)情況，包括互助分享、班級表現(xiàn)、集體榮譽獎勵、班級事務(wù)參與等方面，同時，家長可及時了解學(xué)生在學(xué)校情況，實現(xiàn)家校共育。動態(tài)采集分析課堂教學(xué)活動，基于數(shù)據(jù)分析，助力主管教學(xué)領(lǐng)導(dǎo)、學(xué)科組長進(jìn)行科學(xué)決策，了解教師教學(xué)情況，提高教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)教師改進(jìn)教學(xué)。了解教師專業(yè)發(fā)展與社群參與、教研專通過教師專業(yè)發(fā)展動機表現(xiàn)和社群網(wǎng)絡(luò)，了解教師教研重點關(guān)注方向，推薦針對性教研時間、地點、內(nèi)容等信息以及適切資源，供教師個性化選擇。根據(jù)教師教研需求，教務(wù)領(lǐng)導(dǎo)、學(xué)科組長針對教師不同關(guān)注方向，方便教師選達(dá)標(biāo)率、貢獻(xiàn)率、課堂聽評課等，了解學(xué)校校本教研關(guān)注領(lǐng)域及學(xué)校校本教研側(cè)重點等，教務(wù)領(lǐng)導(dǎo)、學(xué)科組長等可了解不同教師參與情況。學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)等可了解學(xué)校課題開展類型、質(zhì)量和影響力，基于不同學(xué)科組、年級組等進(jìn)行決策。形成教師專業(yè)發(fā)展能力畫像，基于教師評價數(shù)據(jù)對學(xué)校教師職稱評定及專業(yè)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。IoT效率和學(xué)習(xí)質(zhì)量。以評價圖譜建構(gòu)促進(jìn)學(xué)生、教師及學(xué)校時代發(fā)展。以學(xué)生畫像、教師畫像、學(xué)校畫像為依托，關(guān)注學(xué)生綜合數(shù)據(jù)建模、教師全息數(shù)據(jù)建模、全業(yè)務(wù)流數(shù)據(jù)建模。學(xué)生數(shù)據(jù)包括如學(xué)生行為數(shù)據(jù)、學(xué)業(yè)數(shù)據(jù)、綜合素質(zhì)評價等學(xué)生綜合數(shù)據(jù)。教師數(shù)據(jù)包括如學(xué)科教學(xué)情況、教師教研情況、課題參與情況、獲獎情況等教師全息數(shù)據(jù)。學(xué)校數(shù)據(jù)包括如教學(xué)測評、學(xué)生體育健康、學(xué)校門禁使用、學(xué)校物聯(lián)感知等全業(yè)務(wù)流數(shù)據(jù)，構(gòu)建覆蓋教、學(xué)、評、研、管等學(xué)校全場景全過程數(shù)據(jù)伴生性應(yīng)用服務(wù)，實現(xiàn)高效課堂互動支撐、學(xué)力圖譜建構(gòu)、評測考試評價賦能、德育評價增效、教研發(fā)展引領(lǐng)以及精準(zhǔn)管理提質(zhì)，基于各類數(shù)據(jù)建模，形成決策駕駛艙，呈現(xiàn)學(xué)校整體發(fā)展趨勢和師生個性化發(fā)展需求，實現(xiàn)科學(xué)、高效、精準(zhǔn)管理和綜合治理。OpenHarmony助力STEAM教育生態(tài)重構(gòu)2022年，教育部印發(fā)《義務(wù)教育課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版“10%的課時設(shè)計跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)”，通過跨學(xué)科主題活動突出課程育人價值和發(fā)展學(xué)生適應(yīng)力、勝任力、創(chuàng)造力價值，培養(yǎng)學(xué)生科技時代創(chuàng)新思維，滿足學(xué)生多樣化學(xué)習(xí)需求，提升教師跨學(xué)科教研能力，這與STEAM教育強調(diào)跨學(xué)科交叉融合、培養(yǎng)學(xué)生綜合運用多學(xué)科知識解決復(fù)雜問題能力的理念同向發(fā)展。SM教育是跨學(xué)科整合科學(xué)（Sine、技術(shù)（hnoloy、工程（ngining、藝術(shù)（ts、數(shù)學(xué)（Mthmtis）多領(lǐng)域內(nèi)容的綜合教育，目的是培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力，已成為知識經(jīng)濟時代下全球性科技教育戰(zhàn)略，伴隨學(xué)科教學(xué)中融入跨學(xué)科融合教育發(fā)展的趨勢，STEAM在數(shù)字時代，物聯(lián)網(wǎng)、云計算、機器人等新一代信息技術(shù)的飛速發(fā)展正引發(fā)STEAM教育生態(tài)系統(tǒng)性變化。IoT技術(shù)賦能的教育產(chǎn)品應(yīng)用與服務(wù)為創(chuàng)新豐富的STEAM教育資源共享機制、高質(zhì)量STEAM課程和創(chuàng)造相互關(guān)聯(lián)的STEAM跨學(xué)科具身學(xué)習(xí)體驗帶來了發(fā)展契機，有助于創(chuàng)建更普適、更專業(yè)、更有效能的STEAM教育生態(tài)。在現(xiàn)階段的領(lǐng)域?qū)嵺`中，STEAM教育主要活躍在中小學(xué)科學(xué)教育、信息科IoT技術(shù)的發(fā)展，面向青少年人工智STEAM教育中發(fā)揮著越來越重要的作用，正成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維、計算思維的重要實踐形態(tài)。智能教育可編程硬件機器人教育融合了物理、化學(xué)、生物、藝術(shù)、工程等多學(xué)科知識,STEAMIoT能逐漸豐富，趨向于模塊化和智能化。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持下的OpenHarmony可為機器人編程帶來聯(lián)動的STEAM教OpenHarmony的可編程教育開發(fā)板（4-7）第一，產(chǎn)品尺寸小易收納；第二，集成多種傳感器及其技術(shù)，集成了語音識別、溫濕度傳感、LED點陣屏幕、光線傳感器、麥克風(fēng)、加速計、陀螺儀等功能配件；第三，金手指拓展豐富，金手指鱷魚夾卡槽搭配IO擴展板等，可實現(xiàn)與各種電子元件（見圖4-8）的交互，適用于各類編程教學(xué)及應(yīng)用實驗課程，亦可廣泛應(yīng)用于電子游戲、聲光互動、機器人控制、科學(xué)實驗、可穿戴設(shè)備開發(fā)等豐富場景中。圖4-7基于OpenHarmony的可編程教育開發(fā)板圖4-8可編程硬件智能教育編程平臺智能教育編程平臺融合軟件編程、硬件機器人編程等相關(guān)內(nèi)容，青少年可以采用圖形化編程，配套基于OpenHarmony和國產(chǎn)芯片的編程學(xué)習(xí)開發(fā)板，AIIoTPython等高級編程語言，滿足學(xué)生信息科技教育的需求。學(xué)生在使用智能教育編程平臺的過程中，聚焦真實情境的復(fù)雜問題，理清解決思路，設(shè)計實施步驟，設(shè)計與執(zhí)行程序，歷經(jīng)解決問題全過程，有效鍛煉學(xué)生計算思維。OpenHarmony的青少年人工智能教育平臺（4-9）協(xié)同為圖形化編程提供了很多的真實問題情境與產(chǎn)品案例（410，引STEAM教育中接觸新興智能產(chǎn)品、學(xué)習(xí)新技術(shù)，最終實現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)造。圖4-9可以用圖形化和python編程的平臺圖4-10編程與跨端協(xié)同的各類有趣場景示意圖STEAM教育不僅是深化教育改革創(chuàng)新的發(fā)展趨勢，也是提高教育質(zhì)量和推動教育現(xiàn)代化發(fā)展的重要選擇。OpenHarmony為STEAM教育實踐中的編程教育提供了很好的硬件工具支持與軟件平臺支撐，讓學(xué)生沉浸于游戲化編程，在“玩中學(xué)”的過程中，主動嘗試、探索與創(chuàng)造性解決復(fù)雜問題，有效培養(yǎng)學(xué)生問題提出能力、合作能力，提高學(xué)生計算思維、創(chuàng)新思維，培養(yǎng)創(chuàng)新人才。OpenHarmony高等教育和繼續(xù)教育案例要全面統(tǒng)籌管理各級各類教學(xué)、科研實驗室，構(gòu)建學(xué)科專業(yè)交叉融合、科教人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)蓬勃發(fā)展，實驗教學(xué)示范中心的建設(shè)和發(fā)展迎來了新的機遇。隨著科技賦能教育創(chuàng)新進(jìn)程深化發(fā)展，傳統(tǒng)學(xué)習(xí)模式正發(fā)生深刻變革。教育智能硬件正在教育領(lǐng)域“大展身手”，賦能智慧實驗中心建設(shè)。智慧實驗是實驗教學(xué)與信息技術(shù)深度融合的產(chǎn)物,是教育信息化發(fā)展的新陣地。近年來，各大教育裝備廠商面向高等教育和繼續(xù)教育階段需要，推出了pnamony教育產(chǎn)品（4。在智慧實驗教學(xué)實驗中心OpenHarmony硬件產(chǎn)品形態(tài)經(jīng)歷了單個開發(fā)板、實驗箱、OpenHarmony的全場景創(chuàng)新實訓(xùn)中心演變，OpenHarmonyOpenHarmony小型系統(tǒng)開發(fā)平臺、標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)開放平臺，可進(jìn)行OpenHarmony全場景、全20多款傳感器外設(shè)，豐富案例實驗和綜合實踐教學(xué)場景。圖4-11OpenHarmony全場景實驗箱實訓(xùn)中心是在開發(fā)板、實驗箱形態(tài)基礎(chǔ)上，打造面向高等學(xué)校教學(xué)領(lǐng)域OpenHarmony全場景創(chuàng)新開放教學(xué)實驗中心方案。該方案的目標(biāo)是在高校OpenHarmony的全場景創(chuàng)新開發(fā)人才培養(yǎng)體系，具體依OpenHarmonyOpenHarmony的實訓(xùn)教學(xué)OpenHarmony人才培育。面向繼續(xù)教育階段的全場景創(chuàng)新開發(fā)平臺，包含硬件的實訓(xùn)平臺和配套的一體化在線開發(fā)平臺（412。圖4-12全場景創(chuàng)新開發(fā)平臺示意圖智慧教育新生態(tài)白皮書5萬物互聯(lián)時代教育行業(yè)新生態(tài)智慧教育新生態(tài)白皮書5萬物互聯(lián)時代教育行業(yè)新生態(tài)PAGEPAGE475 萬物互聯(lián)時代教育行業(yè)新生態(tài)面向全場景賦能的智慧教育產(chǎn)業(yè)生態(tài)“政府引導(dǎo)、企業(yè)參與、學(xué)校應(yīng)用、服務(wù)驅(qū)動”是新時期我國教育信息化工作推進(jìn)的基本方針，企業(yè)力量的積極參與，將為我國智慧教育的建設(shè)與發(fā)展提供強大的技術(shù)保障和運營支持，2022年，在教育數(shù)字化戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型發(fā)展背景下，建構(gòu)公共服務(wù)普惠支撐、社會服務(wù)生態(tài)精致賦能、數(shù)智技術(shù)助力教育智能發(fā)展需求正日益深化，物聯(lián)技術(shù)正成為教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型與智能化升級的關(guān)鍵技術(shù)力量。近年來，互聯(lián)網(wǎng)巨頭、教育類企業(yè)、智能技術(shù)提供商、大數(shù)據(jù)/云計算平臺提供商等緊跟未來教育智能化、個性化、多樣化發(fā)展方向，紛紛服務(wù)智慧教育市場。目前，來自不同企業(yè)的智能教育產(chǎn)品連通困難，需要打破“孤島”現(xiàn)象，通過匯聚云計算