2009年，美國(guó)IBM公司在全球率先提出“智慧城市”（Smart City）的概念，指出21世紀的“智慧城市”能(néng)夠充分運用信息和通信技術手段，感測、分析、整合城市運行核心系統的各項關鍵信息，從而對(duì)包括民生、環保、公共安全、城市服務、工商業活動在内的各種(zhǒng)需求做出智能(néng)的響應，爲人類創造美好(hǎo)的城市生活^[1]。“智慧城市”的概念提出後(hòu)，得到了研究者的廣泛關注，國(guó)内外紛紛開(kāi)展了相關的理論研究，如王璐等^[2]將(jiāng)智慧城市分爲創新驅動型、産業驅動型、管理服務驅動型、可持續發(fā)展型和多目标發(fā)展型，而鄒佳佳等^[3]把智慧城市的構架分爲智慧基礎設施層、決策支持層和智慧服務應用層。此外，還(hái)有一些研究者就智慧城市的理論與實踐^[4]、願景與架構^[5]、策略^[6]和模型^[7]等進(jìn)行了探讨。

基于相關的研究成(chéng)果，北京、上海、廣州、深圳等城市紛紛啓動智慧城市建設。2010年，深圳市經(jīng)濟貿易和信息化委員會(huì)發(fā)布《智慧深圳規劃綱要（2011-2020年）》，提出要建設系列“深圳雲”，搶占城市與産業發(fā)展制高點^[8]。深圳教育雲項目是教育信息化引領教育現代化、助力深圳智慧城市建設的重大舉措，旨在運用新一代信息技術，爲師生構建一個網絡化、數據化的智慧教學(xué)時空，從而推動教與學(xué)觀念、方式和方法的創新，并利用教育大數據促進(jìn)教育管理與服務的創新。本研究拟從深圳教育雲的整體架構、服務特征、建設成(chéng)效等方面(miàn)，介紹深圳推進(jìn)教育雲項目教學(xué)應用的具體情況，以期爲教育雲的應用和智慧城市的建設提供參考。

深圳教育雲是在一套體系（教育雲标準體系）和兩(liǎng)大基礎（基礎網絡、數據中心）的支撐下，爲教育提供六類服務，以實現教師針對(duì)性地教、學(xué)生個性化地學(xué)和教育管理者科學(xué)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

深圳教育雲建立了一套教育雲标準體系，包括數據标準、管理标準、資源标準、安全标準等内容，主要提供以下服務：①統一基礎數據管理。通過(guò)通用接口，爲接入深圳教育雲的系統提供基礎數據服務；對(duì)接到深圳教育雲的各應用無需對(duì)基礎數據進(jìn)行管理，保障各應用基礎數據的一緻性。②統一身份認證。實現單點登錄，滿足不同角色對(duì)不同認證方式的要求；提供接口服務，供應用按需調用。③統一應用接入。承載深圳教育雲内自建的應用和已建的第三方應用，通過(guò)應用商店實現應用的添加與下載。④統一數據交換。提供深圳教育雲内各應用之間、各應用與平台外其它應用之間交換基礎數據和業務數據的服務，滿足多類數據的交換需求。

2 兩(liǎng)大基礎

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

3 六類服務

①雲空間（iSpace）。雲空間是將(jiāng)已有的資源、應用、服務等彙聚融合，所形成(chéng)的面(miàn)向(xiàng)個人和機構的實名制網絡空間。雲空間既是教育機構、教師、學(xué)生在網絡上從事(shì)管理、教學(xué)、學(xué)習等活動的基本環境，也是一個集成(chéng)的、可定制的、可編輯的個性化信息門戶。

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

③雲超市（iEduStore）。雲超市集資源建設、資源管理和資源應用于一體，在爲中小學(xué)師生提供教與學(xué)的基礎資源服務的同時，對(duì)接深圳已有網絡課堂的優質資源，通過(guò)資源整合，實現優質教學(xué)資源成(chéng)果的彙集、分類和檢索。具體來說，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(xué)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(chéng)了較爲豐富、系統的資源體系。

④雲溝通（iMessage）。雲溝通是指通過(guò)雲技術和移動互聯網技術，構建一個面(miàn)向(xiàng)全市學(xué)校、教師、學(xué)生、家長(cháng)的交流平台，進(jìn)行家校互動，實現信息互通，促進(jìn)學(xué)校、家庭教育的融合。

⑤雲檔案（iFile）。雲檔案是指利用相關信息技術，由系統自動記錄師生成(chéng)長(cháng)曆程，并生成(chéng)師生成(chéng)長(cháng)檔案，爲學(xué)生綜合素養評價、教師專業發(fā)展等提供科學(xué)的數據支持。

⑥雲政務（iGov）。雲政務是指提供教育管理雲服務，通過(guò)雲化的人、财、事(shì)管理系統的市級建設，進(jìn)行兩(liǎng)級應用，減輕基層負擔，實現數據彙聚，并進(jìn)一步實現大數據輔助決策。

爲推動智慧城市建設步伐，深圳市基于智慧城市的感測、分析、整合等特征，結合教育教學(xué)的特點，推出了适合智慧城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間、雲課堂、雲超市等服務，立足于課堂教學(xué)，依托智慧城市的設計理念和建設框架，嘗試在教與學(xué)活動的各個環節布入數據埋點，通過(guò)手持終端進(jìn)行教與學(xué)的快速交互，形成(chéng)豐富的過(guò)程數據，輔之以人工智能(néng)技術進(jìn)行數據分析和教學(xué)資源推薦，以打造高效、互動的課堂。概括而言，融入智慧城市的深圳教育雲具有以下特征：

1 聯通

一人一号的網絡學(xué)習空間是聯通的基礎。自2012年起(qǐ)，國(guó)家、省、市、區、校五級空間建設都(dōu)已形成(chéng)一定規模，學(xué)生在不同空間的用戶名、口令不盡相同。爲方便師生使用，深圳教育雲對(duì)于已經(jīng)建成(chéng)并具有一定使用粘度的區級空間（如寶安、南山等區的網絡學(xué)習空間），直接進(jìn)行市、區兩(liǎng)級空間的對(duì)接，并在空間顯著位置互換圖标，由此實現了師生在市、區兩(liǎng)級空間中的自由切換。在廣東省信息技術中心的支持下，深圳教育雲現已完成(chéng)與省公共資源服務平台、進(jìn)而與國(guó)家公共資源服務平台的對(duì)接，基本實現了人、機構、資源、應用之間的聯通。

2 感測

深圳教育雲試點中運用最多的雲課堂，主要提供教師備課、授課的工具和學(xué)生的在線作業服務。系統中内置大量的數據埋點，以實現對(duì)教與學(xué)過(guò)程的全面(miàn)感知與測試。

①在雲課堂中，爲教師提供備課、授課工具的主要是教師教學(xué)助手。教師教學(xué)助手内置深圳地區正在使用的所有正版教材（電子版），教師通過(guò)可視化的方式，直接通過(guò)拖、拉、拽等方式，將(jiāng)文本、音頻、視頻等資源添加到電子教材之中，也可鏈接PPT、Word等文件或直接鏈接第三方網站的相關資源。同時，教師教學(xué)助手爲教師提供了豐富的課件制作小工具，可實現語言類學(xué)科的标準帶讀和實時評測服務。此外，教師教學(xué)助手爲每位教師配備了個人網盤，便于教師存儲、查閱教學(xué)資源，且其中的存儲空間支持動态的擴展；教師的工作流程也被(bèi)完整地遷移到網上，過(guò)程數據得以全面(miàn)記錄。

②在雲課堂中，學(xué)生使用頻率最高的是在線作業平台。通過(guò)電腦端軟件或移動端APP登錄在線作業平台之後(hòu)，教師可以布置作業，及時跟蹤全班或某位學(xué)生的作業完成(chéng)情況和錯題情況，實時查閱統計分析數據，營造标準化的語言學(xué)習環境等；學(xué)生則可以在線完成(chéng)教師布置的作業、練習英語口語、生成(chéng)錯題集、查看成(chéng)績等，還(hái)可以與其他同學(xué)互評作業。與傳統紙質作業相比，作業過(guò)程和結果的電子化記錄在感知、測試學(xué)生的學(xué)習效果方面(miàn)有了明顯的提升。

3 翻轉

由于傳統課堂的課時有限，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將(jiāng)課堂翻轉，可随時随地重複使用課程資源，在一定程度上滿足了學(xué)生的個性化學(xué)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制或在課中同步錄制而成(chéng)。通過(guò)如圖2所示的微課教學(xué)平台，教師可以在線創建微課，發(fā)布相關的學(xué)習任務，并實時查看學(xué)生學(xué)習微課的具體情況等；而學(xué)生可以結合自己的學(xué)習需要，自主選擇用于課前預習和課後(hòu)複習的微課内容，在線完成(chéng)學(xué)習任務并查看師生點評等。

圖2  微課教學(xué)平台

4 适配

同一個班級的學(xué)生盡管使用的教材、面(miàn)對(duì)的教師完全相同，但由于每個學(xué)生的學(xué)情和學(xué)力不同，故他們對(duì)課程資源的需求有所不同；而同一年級同一學(xué)科的不同教師，盡管教的是同一門課，但由于每個教師的教學(xué)水平、教學(xué)方法不同，故他們對(duì)課程資源的需求也不一樣(yàng)——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(guò)雲超市，師生既可以獲得豐富的電子教材、微課、課件、試題等高效查找資源，也可以向(xiàng)雲超市上傳、存儲、管理、分享課程資源。目前，通過(guò)與省級資源平台的對(duì)接，深圳教育雲的雲超市已接入了國(guó)家級、省級課程資源；下一步將(jiāng)嘗試應用人工智能(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2017年3月開(kāi)展分期、分批試點以來，深圳教育雲建設已初具規模，具體表現爲：試點學(xué)校從初期的12所發(fā)展到182所，參與試點師生2萬多名；截止到2019年2月，教師使用次數553萬餘次，學(xué)生使用次數725萬餘次，師生教學(xué)互動462萬餘次，在線作業使用超1144萬人次；教育雲平台資源數量超過(guò)229萬條，資源使用量達1195萬餘次。基于上述數據統計，結合試點學(xué)校的典型應用案例分析，深圳教育雲的主要建設成(chéng)效可總結如下：

1 助力提升課堂教學(xué)質量

深圳教育雲開(kāi)啓了全新的教學(xué)模式，實現了教學(xué)過(guò)程的網絡化、數據化。一方面(miàn)，通過(guò)多媒體互動、語音等技術豐富了教學(xué)内容，提高了學(xué)生的學(xué)習積極性和活動參與度；另一方面(miàn)，及時獲得了學(xué)生的學(xué)習情況，實現了學(xué)習過(guò)程數據的全追蹤和量化分析，減輕了教師的工作負擔。如深圳龍華中心小學(xué)利用深圳教育雲進(jìn)行了課堂實時互動與評價，教師可以及時了解學(xué)生對(duì)相關知識點的掌握情況，據此進(jìn)行有針對(duì)性的教學(xué)，從而進(jìn)一步提升課堂教學(xué)質量。

2 營造了以學(xué)習者爲中心的開(kāi)放學(xué)習環境

深圳教育雲拓展了時間空間和資源環境，使學(xué)生沖破了教科書的限制，學(xué)習方式從課上拓展到課下，有效學(xué)習得以在真實情境和虛拟情境同時發(fā)生。如深圳市第二實驗學(xué)校的教師利用深圳教育雲線上布置、批改節假日作業，使學(xué)生作業的完成(chéng)不再受時間、地點的限制，作業完成(chéng)率由79%提升到89%，作業批改率更是由47%提升到100%。截至2019年3月，該校教師在線上布置節假日作業共261份，全面(miàn)覆蓋高中三個年級，使用人數達到9萬多人次。

3 助推學(xué)校教育的均衡發(fā)展

由于曆史原因，深圳市級校和區級校、公辦校和民辦校的發(fā)展存在較大差異。深圳教育雲的應用，在一定程度上提升了教育質量、促進(jìn)了教育公平。如深圳市坪山區東門小學(xué)、深圳市龍華區東王實驗學(xué)校兩(liǎng)所民辦學(xué)校在加入深圳教育雲的試點後(hòu)，其教育雲使用次數分别達到38萬人次、50萬人次，有效解決了學(xué)校資源不足、師資薄弱等問題，提升了教學(xué)質量。

2019年3月，國(guó)家對(duì)深圳智慧城市發(fā)展指标進(jìn)行年度檢查，結果顯示：随著(zhe)深圳教育雲的應用，深圳智慧城市在學(xué)習環境的連通性、學(xué)習服務的豐富性、用戶體驗的滿意度、系統建設的生态化、管理服務的普惠性、市民學(xué)習的發(fā)展力等六個方面(miàn)的發(fā)展數據均較深圳教育雲開(kāi)通之前有所進(jìn)步。可以說，深圳教育雲項目已被(bèi)融入深圳智慧城市的整體布局，成(chéng)爲了深圳智慧城市的一大亮點。

教育雲是基于信息技術服務的高度細化與專業化，是與需求高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(jìn)行，但教育雲進(jìn)入一線師生的常态化教學(xué)還(hái)任重道(dào)遠^[10]。具體而言，深圳教育雲的建設與應用尚處于起(qǐ)步階段，還(hái)有很多需要改進(jìn)的地方，主要包括：①部分學(xué)校的網絡帶寬依然存在瓶頸，影響深圳教育雲的正常使用，需要結合學(xué)校的實際情況進(jìn)行網絡帶寬升級或提供離線使用功能(néng)；②缺少教師使用深圳教育雲的激勵措施，管理部門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(xué)模式、教育雲課堂應用等方面(miàn)的課題研究；④現有的教育雲教學(xué)應用産品尚不能(néng)完全滿足廣大師生的個性化需求，還(hái)需從機制、平台、服務等方面(miàn)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，深圳將(jiāng)在智慧城市建設過(guò)程中運用人工智能(néng)、數據可視化、大數據分析等信息技術，緻力于構建人工智能(néng)創新平台，打造高效、互動的智慧課堂，建立開(kāi)放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(xué)應用服務，并進(jìn)一步優化基于大數據的教育信息化應用生态，實現教育教學(xué)的智慧發(fā)展。