2009年，美(měi)國IBM公司在全球率先提出“智慧城(chéng)市”（Smart City）的(de)概念，指出21世紀的(de)“智慧城(chéng)市”能夠充分(fēn)運用(yòng)信息和(hé)通(tōng)信技術手段，感測、分(fēn)析、整合城(chéng)市運行核心系統的(de)各項關鍵信息，從而對(duì)包括民生、環保、公共安全、城(chéng)市服務、工商業活動在内的(de)各種需求做(zuò)出智能的(de)響應，爲人(rén)類創造美(měi)好的(de)城(chéng)市生活^[1]。“智慧城(chéng)市”的(de)概念提出後，得(de)到了(le)研究者的(de)廣泛關注，國内外紛紛開展了(le)相關的(de)理(lǐ)論研究，如王璐等^[2]将智慧城(chéng)市分(fēn)爲創新驅動型、産業驅動型、管理(lǐ)服務驅動型、可(kě)持續發展型和(hé)多(duō)目标發展型，而鄒佳佳等^[3]把智慧城(chéng)市的(de)構架分(fēn)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，還(hái)有一些研究者就智慧城(chéng)市的(de)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)探討(tǎo)。

基于相關的(de)研究成果，北(běi)京、上海、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(huà)委員(yuán)會發布《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(huà)引領教育現代化(huà)、助力深圳智慧城(chéng)市建設的(de)重大(dà)舉措，旨在運用(yòng)新一代信息技術，爲師生構建一個(gè)網絡化(huà)、數據化(huà)的(de)智慧教學時(shí)空，從而推動教與學觀念、方式和(hé)方法的(de)創新，并利用(yòng)教育大(dà)數據促進教育管理(lǐ)與服務的(de)創新。本研究拟從深圳教育雲的(de)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(de)具體情況，以期爲教育雲的(de)應用(yòng)和(hé)智慧城(chéng)市的(de)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(de)支撐下(xià)，爲教育提供六類服務，以實現教師針對(duì)性地教、學生個(gè)性化(huà)地學和(hé)教育管理(lǐ)者科學化(huà)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(tōng)過通(tōng)用(yòng)接口，爲接入深圳教育雲的(de)系統提供基礎數據服務；對(duì)接到深圳教育雲的(de)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(de)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(de)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建的(de)應用(yòng)和(hé)已建的(de)第三方應用(yòng)，通(tōng)過應用(yòng)商店(diàn)實現應用(yòng)的(de)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)與平台外其它應用(yòng)之間交換基礎數據和(hé)業務數據的(de)服務，滿足多(duō)類數據的(de)交換需求。

2 兩大(dà)基礎

深圳教育雲根據現有需求，對(duì)原有的(de)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(huà)或升級通(tōng)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(de)雙數據中心，旨在爲應用(yòng)提供雙支撐，并确保數據的(de)大(dà)容量存貯和(hé)安全、快(kuài)速地傳輸。

3 六類服務

①雲空間（iSpace）。雲空間是将已有的(de)資源、應用(yòng)、服務等彙聚融合，所形成的(de)面向個(gè)人(rén)和(hé)機構的(de)實名制網絡空間。雲空間既是教育機構、教師、學生在網絡上從事管理(lǐ)、教學、學習(xí)等活動的(de)基本環境，也(yě)是一個(gè)集成的(de)、可(kě)定制的(de)、可(kě)編輯的(de)個(gè)性化(huà)信息門戶。

②雲課堂（iClass）。雲課堂爲教師和(hé)學生提供專項的(de)教與學應用(yòng)，業務覆蓋課前、課中、課後三個(gè)階段，立足于課中且滿足課前、課後的(de)教學延伸。通(tōng)過信息技術與課堂教學的(de)深度融合，雲課堂爲教師提供多(duō)種應用(yòng)，助力備課、授課、作業、輔導等教學的(de)信息化(huà)；同時(shí)，爲學生提供不同學習(xí)場(chǎng)景的(de)信息化(huà)服務，并支持各類學習(xí)終端的(de)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，在爲中小學師生提供教與學的(de)基礎資源服務的(de)同時(shí)，對(duì)接深圳已有網絡課堂的(de)優質資源，通(tōng)過資源整合，實現優質教學資源成果的(de)彙集、分(fēn)類和(hé)檢索。具體來(lái)說，雲超市的(de)資源包含教案、課件、素材、資源包等多(duō)類型的(de)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(de)資源體系。

④雲溝通(tōng)（iMessage）。雲溝通(tōng)是指通(tōng)過雲技術和(hé)移動互聯網技術，構建一個(gè)面向全市學校、教師、學生、家長(cháng)的(de)交流平台，進行家校互動，實現信息互通(tōng)，促進學校、家庭教育的(de)融合。

⑤雲檔案（iFile）。雲檔案是指利用(yòng)相關信息技術，由系統自動記錄師生成長(cháng)曆程，并生成師生成長(cháng)檔案，爲學生綜合素養評價、教師專業發展等提供科學的(de)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(tōng)過雲化(huà)的(de)人(rén)、财、事管理(lǐ)系統的(de)市級建設，進行兩級應用(yòng)，減輕基層負擔，實現數據彙聚，并進一步實現大(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(de)感測、分(fēn)析、整合等特征，結合教育教學的(de)特點，推出了(le)适合智慧城(chéng)市建設需求的(de)深圳教育雲服務。深圳教育雲首批試點的(de)雲空間、雲課堂、雲超市等服務，立足于課堂教學，依托智慧城(chéng)市的(de)設計理(lǐ)念和(hé)建設框架，嘗試在教與學活動的(de)各個(gè)環節布入數據埋點，通(tōng)過手持終端進行教與學的(de)快(kuài)速交互，形成豐富的(de)過程數據，輔之以人(rén)工智能技術進行數據分(fēn)析和(hé)教學資源推薦，以打造高(gāo)效、互動的(de)課堂。概括而言，融入智慧城(chéng)市的(de)深圳教育雲具有以下(xià)特征：

1 聯通(tōng)

一人(rén)一号的(de)網絡學習(xí)空間是聯通(tōng)的(de)基礎。自2012年起，國家、省、市、區(qū)、校五級空間建設都已形成一定規模，學生在不同空間的(de)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(de)區(qū)級空間（如寶安、南(nán)山等區(qū)的(de)網絡學習(xí)空間），直接進行市、區(qū)兩級空間的(de)對(duì)接，并在空間顯著位置互換圖标，由此實現了(le)師生在市、區(qū)兩級空間中的(de)自由切換。在廣東省信息技術中心的(de)支持下(xià)，深圳教育雲現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(de)對(duì)接，基本實現了(le)人(rén)、機構、資源、應用(yòng)之間的(de)聯通(tōng)。

2 感測

深圳教育雲試點中運用(yòng)最多(duō)的(de)雲課堂，主要提供教師備課、授課的(de)工具和(hé)學生的(de)在線作業服務。系統中内置大(dà)量的(de)數據埋點，以實現對(duì)教與學過程的(de)全面感知與測試。

①在雲課堂中，爲教師提供備課、授課工具的(de)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(de)所有正版教材（電子版），教師通(tōng)過可(kě)視化(huà)的(de)方式，直接通(tōng)過拖、拉、拽等方式，将文本、音(yīn)頻(pín)、視頻(pín)等資源添加到電子教材之中，也(yě)可(kě)鏈接PPT、Word等文件或直接鏈接第三方網站的(de)相關資源。同時(shí)，教師教學助手爲教師提供了(le)豐富的(de)課件制作小工具，可(kě)實現語言類學科的(de)标準帶讀和(hé)實時(shí)評測服務。此外，教師教學助手爲每位教師配備了(le)個(gè)人(rén)網盤，便于教師存儲、查閱教學資源，且其中的(de)存儲空間支持動态的(de)擴展；教師的(de)工作流程也(yě)被完整地遷移到網上，過程數據得(de)以全面記錄。

②在雲課堂中，學生使用(yòng)頻(pín)率最高(gāo)的(de)是在線作業平台。通(tōng)過電腦(nǎo)端軟件或移動端APP登錄在線作業平台之後，教師可(kě)以布置作業，及時(shí)跟蹤全班或某位學生的(de)作業完成情況和(hé)錯題情況，實時(shí)查閱統計分(fēn)析數據，營造标準化(huà)的(de)語言學習(xí)環境等；學生則可(kě)以在線完成教師布置的(de)作業、練習(xí)英語口語、生成錯題集、查看成績等，還(hái)可(kě)以與其他(tā)同學互評作業。與傳統紙質作業相比，作業過程和(hé)結果的(de)電子化(huà)記錄在感知、測試學生的(de)學習(xí)效果方面有了(le)明(míng)顯的(de)提升。

3 翻轉

由于傳統課堂的(de)課時(shí)有限，故教師需在授課與課堂練習(xí)之間尋找最佳平衡點。雲課堂中配置的(de)微課體系将課堂翻轉，可(kě)随時(shí)随地重複使用(yòng)課程資源，在一定程度上滿足了(le)學生的(de)個(gè)性化(huà)學習(xí)需求。與雲資源中的(de)衆多(duō)課例課件不同，雲課堂微課體系中的(de)微課主要由教師在課前自制或在課中同步錄制而成。通(tōng)過如圖2所示的(de)微課教學平台，教師可(kě)以在線創建微課，發布相關的(de)學習(xí)任務，并實時(shí)查看學生學習(xí)微課的(de)具體情況等；而學生可(kě)以結合自己的(de)學習(xí)需要，自主選擇用(yòng)于課前預習(xí)和(hé)課後複習(xí)的(de)微課内容，在線完成學習(xí)任務并查看師生點評等。

圖2  微課教學平台

4 适配

同一個(gè)班級的(de)學生盡管使用(yòng)的(de)教材、面對(duì)的(de)教師完全相同，但由于每個(gè)學生的(de)學情和(hé)學力不同，故他(tā)們對(duì)課程資源的(de)需求有所不同；而同一年級同一學科的(de)不同教師，盡管教的(de)是同一門課，但由于每個(gè)教師的(de)教學水(shuǐ)平、教學方法不同，故他(tā)們對(duì)課程資源的(de)需求也(yě)不一樣——深圳教育雲的(de)雲超市所要解決的(de)問題，正是課程資源的(de)個(gè)性化(huà)适配問題。如圖3所示，雲超市是資源的(de)彙聚地——通(tōng)過雲超市，師生既可(kě)以獲得(de)豐富的(de)電子教材、微課、課件、試題等高(gāo)效查找資源，也(yě)可(kě)以向雲超市上傳、存儲、管理(lǐ)、分(fēn)享課程資源。目前，通(tōng)過與省級資源平台的(de)對(duì)接，深圳教育雲的(de)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(rén)工智能技術，升級深圳教育雲的(de)雲超市中課程資源的(de)個(gè)性化(huà)适配功能。

圖3  雲超市

自2017年3月(yuè)開展分(fēn)期、分(fēn)批試點以來(lái)，深圳教育雲建設已初具規模，具體表現爲：試點學校從初期的(de)12所發展到182所，參與試點師生2萬多(duō)名；截止到2019年2月(yuè)，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，在線作業使用(yòng)超1144萬人(rén)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。基于上述數據統計，結合試點學校的(de)典型應用(yòng)案例分(fēn)析，深圳教育雲的(de)主要建設成效可(kě)總結如下(xià)：

1 助力提升課堂教學質量

深圳教育雲開啓了(le)全新的(de)教學模式，實現了(le)教學過程的(de)網絡化(huà)、數據化(huà)。一方面，通(tōng)過多(duō)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(de)學習(xí)積極性和(hé)活動參與度；另一方面，及時(shí)獲得(de)了(le)學生的(de)學習(xí)情況，實現了(le)學習(xí)過程數據的(de)全追蹤和(hé)量化(huà)分(fēn)析，減輕了(le)教師的(de)工作負擔。如深圳龍華中心小學利用(yòng)深圳教育雲進行了(le)課堂實時(shí)互動與評價，教師可(kě)以及時(shí)了(le)解學生對(duì)相關知識點的(de)掌握情況，據此進行有針對(duì)性的(de)教學，從而進一步提升課堂教學質量。

2 營造了(le)以學習(xí)者爲中心的(de)開放學習(xí)環境

深圳教育雲拓展了(le)時(shí)間空間和(hé)資源環境，使學生沖破了(le)教科書(shū)的(de)限制，學習(xí)方式從課上拓展到課下(xià)，有效學習(xí)得(de)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(de)教師利用(yòng)深圳教育雲線上布置、批改節假日作業，使學生作業的(de)完成不再受時(shí)間、地點的(de)限制，作業完成率由79%提升到89%，作業批改率更是由47%提升到100%。截至2019年3月(yuè)，該校教師在線上布置節假日作業共261份，全面覆蓋高(gāo)中三個(gè)年級，使用(yòng)人(rén)數達到9萬多(duō)人(rén)次。

3 助推學校教育的(de)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(de)發展存在較大(dà)差異。深圳教育雲的(de)應用(yòng)，在一定程度上提升了(le)教育質量、促進了(le)教育公平。如深圳市坪山區(qū)東門小學、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(de)試點後，其教育雲使用(yòng)次數分(fēn)别達到38萬人(rén)次、50萬人(rén)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(yuè)，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：随著(zhe)深圳教育雲的(de)應用(yòng)，深圳智慧城(chéng)市在學習(xí)環境的(de)連通(tōng)性、學習(xí)服務的(de)豐富性、用(yòng)戶體驗的(de)滿意度、系統建設的(de)生态化(huà)、管理(lǐ)服務的(de)普惠性、市民學習(xí)的(de)發展力等六個(gè)方面的(de)發展數據均較深圳教育雲開通(tōng)之前有所進步。可(kě)以說，深圳教育雲項目已被融入深圳智慧城(chéng)市的(de)整體布局，成爲了(le)深圳智慧城(chéng)市的(de)一大(dà)亮點。

教育雲是基于信息技術服務的(de)高(gāo)度細化(huà)與專業化(huà)，是與需求高(gāo)度吻合的(de)個(gè)性化(huà)服務鏈^[9]。目前，各級各類教育雲建設正在如火如荼地進行，但教育雲進入一線師生的(de)常态化(huà)教學還(hái)任重道遠(yuǎn)^[10]。具體而言，深圳教育雲的(de)建設與應用(yòng)尚處于起步階段，還(hái)有很多(duō)需要改進的(de)地方，主要包括：①部分(fēn)學校的(de)網絡帶寬依然存在瓶頸，影(yǐng)響深圳教育雲的(de)正常使用(yòng)，需要結合學校的(de)實際情況進行網絡帶寬升級或提供離線使用(yòng)功能；②缺少教師使用(yòng)深圳教育雲的(de)激勵措施，管理(lǐ)部門需出台相應的(de)獎懲機制并不斷完善；③缺乏教育雲的(de)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(de)課題研究；④現有的(de)教育雲教學應用(yòng)産品尚不能完全滿足廣大(dà)師生的(de)個(gè)性化(huà)需求，還(hái)需從機制、平台、服務等方面研究如何完善教育雲功能，以滿足師生的(de)個(gè)性化(huà)需求。

未來(lái)，深圳将在智慧城(chéng)市建設過程中運用(yòng)人(rén)工智能、數據可(kě)視化(huà)、大(dà)數據分(fēn)析等信息技術，緻力于構建人(rén)工智能創新平台，打造高(gāo)效、互動的(de)智慧課堂，建立開放的(de)數字化(huà)教育資源服務體系，爲師生提供個(gè)性化(huà)的(de)教育教學應用(yòng)服務，并進一步優化(huà)基于大(dà)數據的(de)教育信息化(huà)應用(yòng)生态，實現教育教學的(de)智慧發展。