2009年，美(měi)國IBM公司在全球率先提出“智慧城(chéng)市”（Smart City）的概念，指出21世紀的“智慧城(chéng)市”能(néng)夠充分運用(yòng)信息和(hé)通信技術手段，感測、分析、整合城(chéng)市運行核心系統的各項關鍵信息，從(cóng)而對(duì)包括民生、環保、公共安全、城(chéng)市服務、工(gōng)商業活動在内的各種需求做出智能(néng)的響應，爲人類創造美(měi)好(hǎo)的城(chéng)市生活^[1]。“智慧城(chéng)市”的概念提出後，得到(dào)了(le)研究者的廣泛關注，國内外(wài)紛紛開(kāi)展了(le)相關的理(lǐ)論研究，如王璐等^[2]将智慧城(chéng)市分爲創新驅動型、産業驅動型、管理(lǐ)服務驅動型、可持續發展型和(hé)多目标發展型，而鄒佳佳等^[3]把智慧城(chéng)市的構架分爲智慧基礎設施層、決策支持層和(hé)智慧服務應用(yòng)層。此外(wài)，還有一些(xiē)研究者就智慧城(chéng)市的理(lǐ)論與實踐^[4]、願景與架構^[5]、策略^[6]和(hé)模型^[7]等進行了(le)探讨。

基于相關的研究成果，北京、上(shàng)海、廣州、深圳等城(chéng)市紛紛啓動智慧城(chéng)市建設。2010年，深圳市經濟貿易和(hé)信息化委員會(huì)發布《智慧深圳規劃綱要（2011-2020年）》，提出要建設系列“深圳雲”，搶占城(chéng)市與産業發展制高(gāo)點^[8]。深圳教育雲項目是教育信息化引領教育現(xiàn)代化、助力深圳智慧城(chéng)市建設的重大(dà)舉措，旨在運用(yòng)新一代信息技術，爲師生構建一個網絡化、數據化的智慧教學時(shí)空(kōng)，從(cóng)而推動教與學觀念、方式和(hé)方法的創新，并利用(yòng)教育大(dà)數據促進教育管理(lǐ)與服務的創新。本研究拟從(cóng)深圳教育雲的整體架構、服務特征、建設成效等方面，介紹深圳推進教育雲項目教學應用(yòng)的具體情況，以期爲教育雲的應用(yòng)和(hé)智慧城(chéng)市的建設提供參考。

深圳教育雲是在一套體系（教育雲标準體系）和(hé)兩大(dà)基礎（基礎網絡、數據中心）的支撐下(xià)，爲教育提供六類服務，以實現(xiàn)教師針對(duì)性地教、學生個性化地學和(hé)教育管理(lǐ)者科學化地管，其架構如圖1所示。

圖1  深圳教育雲架構

1 一套體系

深圳教育雲建立了(le)一套教育雲标準體系，包括數據标準、管理(lǐ)标準、資源标準、安全标準等内容，主要提供以下(xià)服務：①統一基礎數據管理(lǐ)。通過通用(yòng)接口，爲接入深圳教育雲的系統提供基礎數據服務；對(duì)接到(dào)深圳教育雲的各應用(yòng)無需對(duì)基礎數據進行管理(lǐ)，保障各應用(yòng)基礎數據的一緻性。②統一身份認證。實現(xiàn)單點登錄，滿足不同角色對(duì)不同認證方式的要求；提供接口服務，供應用(yòng)按需調用(yòng)。③統一應用(yòng)接入。承載深圳教育雲内自(zì)建的應用(yòng)和(hé)已建的第三方應用(yòng)，通過應用(yòng)商店(diàn)實現(xiàn)應用(yòng)的添加與下(xià)載。④統一數據交換。提供深圳教育雲内各應用(yòng)之間、各應用(yòng)與平台外(wài)其它應用(yòng)之間交換基礎數據和(hé)業務數據的服務，滿足多類數據的交換需求。

2 兩大(dà)基礎

深圳教育雲根據現(xiàn)有需求，對(duì)原有的基礎支撐環境進行完善，提供基礎網絡和(hé)數據中心兩大(dà)基礎支撐服務：①基礎網絡方面，優化或升級通信帶寬、接入方式和(hé)設備等，拓寬信息高(gāo)速公路；②數據中心方面，建設互爲備份的雙數據中心，旨在爲應用(yòng)提供雙支撐，并确保數據的大(dà)容量存貯和(hé)安全、快(kuài)速地傳輸。

3 六類服務

①雲空(kōng)間（iSpace）。雲空(kōng)間是将已有的資源、應用(yòng)、服務等彙聚融合，所形成的面向個人和(hé)機構的實名制網絡空(kōng)間。雲空(kōng)間既是教育機構、教師、學生在網絡上(shàng)從(cóng)事(shì)管理(lǐ)、教學、學習等活動的基本環境，也(yě)是一個集成的、可定制的、可編輯的個性化信息門(mén)戶。

②雲課堂（iClass）。雲課堂爲教師和(hé)學生提供專項的教與學應用(yòng)，業務覆蓋課前、課中、課後三個階段，立足于課中且滿足課前、課後的教學延伸。通過信息技術與課堂教學的深度融合，雲課堂爲教師提供多種應用(yòng)，助力備課、授課、作(zuò)業、輔導等教學的信息化；同時(shí)，爲學生提供不同學習場景的信息化服務，并支持各類學習終端的接入。

③雲超市（iEduStore）。雲超市集資源建設、資源管理(lǐ)和(hé)資源應用(yòng)于一體，在爲中小(xiǎo)學師生提供教與學的基礎資源服務的同時(shí)，對(duì)接深圳已有網絡課堂的優質資源，通過資源整合，實現(xiàn)優質教學資源成果的彙集、分類和(hé)檢索。具體來(lái)說，雲超市的資源包含教案、課件、素材、資源包等多類型的同步教學資源，試題、試卷等數字題庫資源，以及正版電子課本等專題資源，已形成了(le)較爲豐富、系統的資源體系。

④雲溝通（iMessage）。雲溝通是指通過雲技術和(hé)移動互聯網技術，構建一個面向全市學校、教師、學生、家長的交流平台，進行家校互動，實現(xiàn)信息互通，促進學校、家庭教育的融合。

⑤雲檔案（iFile）。雲檔案是指利用(yòng)相關信息技術，由系統自(zì)動記錄師生成長曆程，并生成師生成長檔案，爲學生綜合素養評價、教師專業發展等提供科學的數據支持。

⑥雲政務（iGov）。雲政務是指提供教育管理(lǐ)雲服務，通過雲化的人、财、事(shì)管理(lǐ)系統的市級建設，進行兩級應用(yòng)，減輕基層負擔，實現(xiàn)數據彙聚，并進一步實現(xiàn)大(dà)數據輔助決策。

爲推動智慧城(chéng)市建設步伐，深圳市基于智慧城(chéng)市的感測、分析、整合等特征，結合教育教學的特點，推出了(le)适合智慧城(chéng)市建設需求的深圳教育雲服務。深圳教育雲首批試點的雲空(kōng)間、雲課堂、雲超市等服務，立足于課堂教學，依托智慧城(chéng)市的設計(jì)理(lǐ)念和(hé)建設框架，嘗試在教與學活動的各個環節布入數據埋點，通過手持終端進行教與學的快(kuài)速交互，形成豐富的過程數據，輔之以人工(gōng)智能(néng)技術進行數據分析和(hé)教學資源推薦，以打造高(gāo)效、互動的課堂。概括而言，融入智慧城(chéng)市的深圳教育雲具有以下(xià)特征：

1 聯通

一人一号的網絡學習空(kōng)間是聯通的基礎。自(zì)2012年起，國家、省、市、區(qū)、校五級空(kōng)間建設都已形成一定規模，學生在不同空(kōng)間的用(yòng)戶名、口令不盡相同。爲方便師生使用(yòng)，深圳教育雲對(duì)于已經建成并具有一定使用(yòng)粘度的區(qū)級空(kōng)間（如寶安、南山等區(qū)的網絡學習空(kōng)間），直接進行市、區(qū)兩級空(kōng)間的對(duì)接，并在空(kōng)間顯著位置互換圖标，由此實現(xiàn)了(le)師生在市、區(qū)兩級空(kōng)間中的自(zì)由切換。在廣東省信息技術中心的支持下(xià)，深圳教育雲現(xiàn)已完成與省公共資源服務平台、進而與國家公共資源服務平台的對(duì)接，基本實現(xiàn)了(le)人、機構、資源、應用(yòng)之間的聯通。

2 感測

深圳教育雲試點中運用(yòng)最多的雲課堂，主要提供教師備課、授課的工(gōng)具和(hé)學生的在線作(zuò)業服務。系統中内置大(dà)量的數據埋點，以實現(xiàn)對(duì)教與學過程的全面感知(zhī)與測試。

①在雲課堂中，爲教師提供備課、授課工(gōng)具的主要是教師教學助手。教師教學助手内置深圳地區(qū)正在使用(yòng)的所有正版教材（電子版），教師通過可視(shì)化的方式，直接通過拖、拉、拽等方式，将文(wén)本、音(yīn)頻、視(shì)頻等資源添加到(dào)電子教材之中，也(yě)可鏈接PPT、Word等文(wén)件或直接鏈接第三方網站(zhàn)的相關資源。同時(shí)，教師教學助手爲教師提供了(le)豐富的課件制作(zuò)小(xiǎo)工(gōng)具，可實現(xiàn)語言類學科的标準帶讀和(hé)實時(shí)評測服務。此外(wài)，教師教學助手爲每位教師配備了(le)個人網盤，便于教師存儲、查閱教學資源，且其中的存儲空(kōng)間支持動态的擴展；教師的工(gōng)作(zuò)流程也(yě)被完整地遷移到(dào)網上(shàng)，過程數據得以全面記錄。

②在雲課堂中，學生使用(yòng)頻率最高(gāo)的是在線作(zuò)業平台。通過電腦(nǎo)端軟件或移動端APP登錄在線作(zuò)業平台之後，教師可以布置作(zuò)業，及時(shí)跟蹤全班或某位學生的作(zuò)業完成情況和(hé)錯題情況，實時(shí)查閱統計(jì)分析數據，營造标準化的語言學習環境等；學生則可以在線完成教師布置的作(zuò)業、練習英語口語、生成錯題集、查看(kàn)成績等，還可以與其他(tā)同學互評作(zuò)業。與傳統紙(zhǐ)質作(zuò)業相比，作(zuò)業過程和(hé)結果的電子化記錄在感知(zhī)、測試學生的學習效果方面有了(le)明(míng)顯的提升。

3 翻轉

由于傳統課堂的課時(shí)有限，故教師需在授課與課堂練習之間尋找最佳平衡點。雲課堂中配置的微課體系将課堂翻轉，可随時(shí)随地重複使用(yòng)課程資源，在一定程度上(shàng)滿足了(le)學生的個性化學習需求。與雲資源中的衆多課例課件不同，雲課堂微課體系中的微課主要由教師在課前自(zì)制或在課中同步錄制而成。通過如圖2所示的微課教學平台，教師可以在線創建微課，發布相關的學習任務，并實時(shí)查看(kàn)學生學習微課的具體情況等；而學生可以結合自(zì)己的學習需要，自(zì)主選擇用(yòng)于課前預習和(hé)課後複習的微課内容，在線完成學習任務并查看(kàn)師生點評等。

圖2  微課教學平台

4 适配

同一個班級的學生盡管使用(yòng)的教材、面對(duì)的教師完全相同，但(dàn)由于每個學生的學情和(hé)學力不同，故他(tā)們對(duì)課程資源的需求有所不同；而同一年級同一學科的不同教師，盡管教的是同一門(mén)課，但(dàn)由于每個教師的教學水(shuǐ)平、教學方法不同，故他(tā)們對(duì)課程資源的需求也(yě)不一樣——深圳教育雲的雲超市所要解決的問題，正是課程資源的個性化适配問題。如圖3所示，雲超市是資源的彙聚地——通過雲超市，師生既可以獲得豐富的電子教材、微課、課件、試題等高(gāo)效查找資源，也(yě)可以向雲超市上(shàng)傳、存儲、管理(lǐ)、分享課程資源。目前，通過與省級資源平台的對(duì)接，深圳教育雲的雲超市已接入了(le)國家級、省級課程資源；下(xià)一步将嘗試應用(yòng)人工(gōng)智能(néng)技術，升級深圳教育雲的雲超市中課程資源的個性化适配功能(néng)。

圖3  雲超市

自(zì)2017年3月開(kāi)展分期、分批試點以來(lái)，深圳教育雲建設已初具規模，具體表現(xiàn)爲：試點學校從(cóng)初期的12所發展到(dào)182所，參與試點師生2萬多名；截止到(dào)2019年2月，教師使用(yòng)次數553萬餘次，學生使用(yòng)次數725萬餘次，師生教學互動462萬餘次，在線作(zuò)業使用(yòng)超1144萬人次；教育雲平台資源數量超過229萬條，資源使用(yòng)量達1195萬餘次。基于上(shàng)述數據統計(jì)，結合試點學校的典型應用(yòng)案例分析，深圳教育雲的主要建設成效可總結如下(xià)：

1 助力提升課堂教學質量

深圳教育雲開(kāi)啓了(le)全新的教學模式，實現(xiàn)了(le)教學過程的網絡化、數據化。一方面，通過多媒體互動、語音(yīn)等技術豐富了(le)教學内容，提高(gāo)了(le)學生的學習積極性和(hé)活動參與度；另一方面，及時(shí)獲得了(le)學生的學習情況，實現(xiàn)了(le)學習過程數據的全追蹤和(hé)量化分析，減輕了(le)教師的工(gōng)作(zuò)負擔。如深圳龍華中心小(xiǎo)學利用(yòng)深圳教育雲進行了(le)課堂實時(shí)互動與評價，教師可以及時(shí)了(le)解學生對(duì)相關知(zhī)識點的掌握情況，據此進行有針對(duì)性的教學，從(cóng)而進一步提升課堂教學質量。

2 營造了(le)以學習者爲中心的開(kāi)放(fàng)學習環境

深圳教育雲拓展了(le)時(shí)間空(kōng)間和(hé)資源環境，使學生沖破了(le)教科書的限制，學習方式從(cóng)課上(shàng)拓展到(dào)課下(xià)，有效學習得以在真實情境和(hé)虛拟情境同時(shí)發生。如深圳市第二實驗學校的教師利用(yòng)深圳教育雲線上(shàng)布置、批改節假日作(zuò)業，使學生作(zuò)業的完成不再受時(shí)間、地點的限制，作(zuò)業完成率由79%提升到(dào)89%，作(zuò)業批改率更是由47%提升到(dào)100%。截至2019年3月，該校教師在線上(shàng)布置節假日作(zuò)業共261份，全面覆蓋高(gāo)中三個年級，使用(yòng)人數達到(dào)9萬多人次。

3 助推學校教育的均衡發展

由于曆史原因，深圳市級校和(hé)區(qū)級校、公辦校和(hé)民辦校的發展存在較大(dà)差異。深圳教育雲的應用(yòng)，在一定程度上(shàng)提升了(le)教育質量、促進了(le)教育公平。如深圳市坪山區(qū)東門(mén)小(xiǎo)學、深圳市龍華區(qū)東王實驗學校兩所民辦學校在加入深圳教育雲的試點後，其教育雲使用(yòng)次數分别達到(dào)38萬人次、50萬人次，有效解決了(le)學校資源不足、師資薄弱等問題，提升了(le)教學質量。

2019年3月，國家對(duì)深圳智慧城(chéng)市發展指标進行年度檢查，結果顯示：随着深圳教育雲的應用(yòng)，深圳智慧城(chéng)市在學習環境的連通性、學習服務的豐富性、用(yòng)戶體驗的滿意度、系統建設的生态化、管理(lǐ)服務的普惠性、市民學習的發展力等六個方面的發展數據均較深圳教育雲開(kāi)通之前有所進步。可以說，深圳教育雲項目已被融入深圳智慧城(chéng)市的整體布局，成爲了(le)深圳智慧城(chéng)市的一大(dà)亮(liàng)點。

教育雲是基于信息技術服務的高(gāo)度細化與專業化，是與需求高(gāo)度吻合的個性化服務鏈^[9]。目前，各級各類教育雲建設正在如火如荼地進行，但(dàn)教育雲進入一線師生的常态化教學還任重道(dào)遠^[10]。具體而言，深圳教育雲的建設與應用(yòng)尚處于起步階段，還有很(hěn)多需要改進的地方，主要包括：①部分學校的網絡帶寬依然存在瓶頸，影響深圳教育雲的正常使用(yòng)，需要結合學校的實際情況進行網絡帶寬升級或提供離線使用(yòng)功能(néng)；②缺少教師使用(yòng)深圳教育雲的激勵措施，管理(lǐ)部門(mén)需出台相應的獎懲機制并不斷完善；③缺乏教育雲的相關課題研究，研究者需加強對(duì)教育雲教學模式、教育雲課堂應用(yòng)等方面的課題研究；④現(xiàn)有的教育雲教學應用(yòng)産品尚不能(néng)完全滿足廣大(dà)師生的個性化需求，還需從(cóng)機制、平台、服務等方面研究如何完善教育雲功能(néng)，以滿足師生的個性化需求。

未來(lái)，深圳将在智慧城(chéng)市建設過程中運用(yòng)人工(gōng)智能(néng)、數據可視(shì)化、大(dà)數據分析等信息技術，緻力于構建人工(gōng)智能(néng)創新平台，打造高(gāo)效、互動的智慧課堂，建立開(kāi)放(fàng)的數字化教育資源服務體系，爲師生提供個性化的教育教學應用(yòng)服務，并進一步優化基于大(dà)數據的教育信息化應用(yòng)生态，實現(xiàn)教育教學的智慧發展。