2009年(nián)，美國(guó)IBM公司在全球率先提出“智慧城(chéng)市(shì)”（Smart City）的概念，指出21世紀的“智慧城(chéng)市(shì)”能(néng)夠充分運用信息和通(tōng)信技(jì)術(shù)手段，感測、分析、整合城(chéng)市(shì)運行核心系統的各項關鍵信息，從(cóng)而對包括民(mín)生(shēng)、環保、公共安全、城(chéng)市(shì)服務、工(gōng)商業(yè)活動在内的各種需求做出智能(néng)的響應，為(wèi)人類創造美好的城(chéng)市(shì)生(shēng)活^[1]。“智慧城(chéng)市(shì)”的概念提出後，得到(dào)了研究者的廣泛關注，國(guó)内外紛紛開(kāi)展了相(xiàng)關的理論研究，如王璐等^[2]将智慧城(chéng)市(shì)分為(wèi)創新驅動型、産業(yè)驅動型、管理服務驅動型、可持續發展型和多(duō)目标發展型，而鄒佳佳等^[3]把智慧城(chéng)市(shì)的構架分為(wèi)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(yī)些研究者就(jiù)智慧城(chéng)市(shì)的理論與實踐^[4]、願景與架構^[5]、策略^[6]和模型^[7]等進行了探讨。

基于相(xiàng)關的研究成果，北(běi)京、上(shàng)海、廣州、深圳等城(chéng)市(shì)紛紛啓動智慧城(chéng)市(shì)建設。2010年(nián)，深圳市(shì)經濟貿易和信息化委員(yuán)會(huì)發布《智慧深圳規劃綱要（2011-2020年(nián)）》，提出要建設系列“深圳雲”，搶占城(chéng)市(shì)與産業(yè)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代化、助力深圳智慧城(chéng)市(shì)建設的重大舉措，旨在運用新一(yī)代信息技(jì)術(shù)，為(wèi)師(shī)生(shēng)構建一(yī)個(gè)網絡化、數據化的智慧教學時空，從(cóng)而推動教與學觀念、方式和方法的創新，并利用教育大數據促進教育管理與服務的創新。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的具體情況，以期為(wèi)教育雲的應用和智慧城(chéng)市(shì)的建設提供參考。

深圳教育雲是在一(yī)套體系（教育雲标準體系）和兩大基礎（基礎網絡、數據中心）的支撐下(xià)，為(wèi)教育提供六類服務，以實現教師(shī)針對性地教、學生(shēng)個(gè)性化地學和教育管理者科學化地管，其架構如圖1所示。

圖1  深圳教育雲架構

1 一(yī)套體系

深圳教育雲建立了一(yī)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(xià)服務：①統一(yī)基礎數據管理。通(tōng)過通(tōng)用接口，為(wèi)接入深圳教育雲的系統提供基礎數據服務；對接到(dào)深圳教育雲的各應用無需對基礎數據進行管理，保障各應用基礎數據的一(yī)緻性。②統一(yī)身份認證。實現單點登錄，滿足不同角色對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(yī)應用接入。承載深圳教育雲内自(zì)建的應用和已建的第三方應用，通(tōng)過應用商店實現應用的添加與下(xià)載。④統一(yī)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(yè)務數據的服務，滿足多(duō)類數據的交換需求。

2 兩大基礎

深圳教育雲根據現有需求，對原有的基礎支撐環境進行完善，提供基礎網絡和數據中心兩大基礎支撐服務：①基礎網絡方面，優化或升級通(tōng)信帶寬、接入方式和設備等，拓寬信息高(gāo)速公路(lù)；②數據中心方面，建設互為(wèi)備份的雙數據中心，旨在為(wèi)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）。雲空間是将已有的資源、應用、服務等彙聚融合，所形成的面向個(gè)人和機(jī)構的實名制網絡空間。雲空間既是教育機(jī)構、教師(shī)、學生(shēng)在網絡上(shàng)從(cóng)事(shì)管理、教學、學習等活動的基本環境，也是一(yī)個(gè)集成的、可定制的、可編輯的個(gè)性化信息門(mén)戶。

②雲課堂（iClass）。雲課堂為(wèi)教師(shī)和學生(shēng)提供專項的教與學應用，業(yè)務覆蓋課前、課中、課後三個(gè)階段，立足于課中且滿足課前、課後的教學延伸。通(tōng)過信息技(jì)術(shù)與課堂教學的深度融合，雲課堂為(wèi)教師(shī)提供多(duō)種應用，助力備課、授課、作業(yè)、輔導等教學的信息化；同時，為(wèi)學生(shēng)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(shì)（iEduStore）。雲超市(shì)集資源建設、資源管理和資源應用于一(yī)體，在為(wèi)中小(xiǎo)學師(shī)生(shēng)提供教與學的基礎資源服務的同時，對接深圳已有網絡課堂的優質資源，通(tōng)過資源整合，實現優質教學資源成果的彙集、分類和檢索。具體來說，雲超市(shì)的資源包含教案、課件(jiàn)、素材、資源包等多(duō)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(diàn)子課本等專題資源，已形成了較為(wèi)豐富、系統的資源體系。

④雲溝通(tōng)（iMessage）。雲溝通(tōng)是指通(tōng)過雲技(jì)術(shù)和移動互聯網技(jì)術(shù)，構建一(yī)個(gè)面向全市(shì)學校、教師(shī)、學生(shēng)、家長(cháng)的交流平台，進行家校互動，實現信息互通(tōng)，促進學校、家庭教育的融合。

⑤雲檔案（iFile）。雲檔案是指利用相(xiàng)關信息技(jì)術(shù)，由系統自(zì)動記錄師(shī)生(shēng)成長(cháng)曆程，并生(shēng)成師(shī)生(shēng)成長(cháng)檔案，為(wèi)學生(shēng)綜合素養評價、教師(shī)專業(yè)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雲服務，通(tōng)過雲化的人、财、事(shì)管理系統的市(shì)級建設，進行兩級應用，減輕基層負擔，實現數據彙聚，并進一(yī)步實現大數據輔助決策。

為(wèi)推動智慧城(chéng)市(shì)建設步伐，深圳市(shì)基于智慧城(chéng)市(shì)的感測、分析、整合等特征，結合教育教學的特點，推出了适合智慧城(chéng)市(shì)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(shì)等服務，立足于課堂教學，依托智慧城(chéng)市(shì)的設計理念和建設框架，嘗試在教與學活動的各個(gè)環節布入數據埋點，通(tōng)過手持終端進行教與學的快速交互，形成豐富的過程數據，輔之以人工(gōng)智能(néng)技(jì)術(shù)進行數據分析和教學資源推薦，以打造高(gāo)效、互動的課堂。概括而言，融入智慧城(chéng)市(shì)的深圳教育雲具有以下(xià)特征：

1 聯通(tōng)

一(yī)人一(yī)号的網絡學習空間是聯通(tōng)的基礎。自(zì)2012年(nián)起，國(guó)家、省、市(shì)、區、校五級空間建設都已形成一(yī)定規模，學生(shēng)在不同空間的用戶名、口令不盡相(xiàng)同。為(wèi)方便師(shī)生(shēng)使用，深圳教育雲對于已經建成并具有一(yī)定使用粘度的區級空間（如寶安、南(nán)山等區的網絡學習空間），直接進行市(shì)、區兩級空間的對接，并在空間顯著位置互換圖标，由此實現了師(shī)生(shēng)在市(shì)、區兩級空間中的自(zì)由切換。在廣東省信息技(jì)術(shù)中心的支持下(xià)，深圳教育雲現已完成與省公共資源服務平台、進而與國(guó)家公共資源服務平台的對接，基本實現了人、機(jī)構、資源、應用之間的聯通(tōng)。

2 感測

深圳教育雲試點中運用最多(duō)的雲課堂，主要提供教師(shī)備課、授課的工(gōng)具和學生(shēng)的在線作業(yè)服務。系統中内置大量的數據埋點，以實現對教與學過程的全面感知與測試。

①在雲課堂中，為(wèi)教師(shī)提供備課、授課工(gōng)具的主要是教師(shī)教學助手。教師(shī)教學助手内置深圳地區正在使用的所有正版教材（電(diàn)子版），教師(shī)通(tōng)過可視化的方式，直接通(tōng)過拖、拉、拽等方式，将文本、音(yīn)頻、視頻等資源添加到(dào)電(diàn)子教材之中，也可鏈接PPT、Word等文件(jiàn)或直接鏈接第三方網站的相(xiàng)關資源。同時，教師(shī)教學助手為(wèi)教師(shī)提供了豐富的課件(jiàn)制作小(xiǎo)工(gōng)具，可實現語言類學科的标準帶讀(dú)和實時評測服務。此外，教師(shī)教學助手為(wèi)每位教師(shī)配備了個(gè)人網盤，便于教師(shī)存儲、查閱教學資源，且其中的存儲空間支持動态的擴展；教師(shī)的工(gōng)作流程也被完整地遷移到(dào)網上(shàng)，過程數據得以全面記錄。

②在雲課堂中，學生(shēng)使用頻率最高(gāo)的是在線作業(yè)平台。通(tōng)過電(diàn)腦(nǎo)端軟件(jiàn)或移動端APP登錄在線作業(yè)平台之後，教師(shī)可以布置作業(yè)，及時跟蹤全班或某位學生(shēng)的作業(yè)完成情況和錯(cuò)題情況，實時查閱統計分析數據，營造标準化的語言學習環境等；學生(shēng)則可以在線完成教師(shī)布置的作業(yè)、練習英語口語、生(shēng)成錯(cuò)題集、查看(kàn)成績等，還(hái)可以與其他同學互評作業(yè)。與傳統紙(zhǐ)質作業(yè)相(xiàng)比，作業(yè)過程和結果的電(diàn)子化記錄在感知、測試學生(shēng)的學習效果方面有了明顯的提升。

3 翻轉

由于傳統課堂的課時有限，故教師(shī)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，可随時随地重複使用課程資源，在一(yī)定程度上(shàng)滿足了學生(shēng)的個(gè)性化學習需求。與雲資源中的衆多(duō)課例課件(jiàn)不同，雲課堂微課體系中的微課主要由教師(shī)在課前自(zì)制或在課中同步錄制而成。通(tōng)過如圖2所示的微課教學平台，教師(shī)可以在線創建微課，發布相(xiàng)關的學習任務，并實時查看(kàn)學生(shēng)學習微課的具體情況等；而學生(shēng)可以結合自(zì)己的學習需要，自(zì)主選擇用于課前預習和課後複習的微課内容，在線完成學習任務并查看(kàn)師(shī)生(shēng)點評等。

圖2  微課教學平台

4 适配

同一(yī)個(gè)班級的學生(shēng)盡管使用的教材、面對的教師(shī)完全相(xiàng)同，但由于每個(gè)學生(shēng)的學情和學力不同，故他們對課程資源的需求有所不同；而同一(yī)年(nián)級同一(yī)學科的不同教師(shī)，盡管教的是同一(yī)門(mén)課，但由于每個(gè)教師(shī)的教學水(shuǐ)平、教學方法不同，故他們對課程資源的需求也不一(yī)樣——深圳教育雲的雲超市(shì)所要解決的問題，正是課程資源的個(gè)性化适配問題。如圖3所示，雲超市(shì)是資源的彙聚地——通(tōng)過雲超市(shì)，師(shī)生(shēng)既可以獲得豐富的電(diàn)子教材、微課、課件(jiàn)、試題等高(gāo)效查找資源，也可以向雲超市(shì)上(shàng)傳、存儲、管理、分享課程資源。目前，通(tōng)過與省級資源平台的對接，深圳教育雲的雲超市(shì)已接入了國(guó)家級、省級課程資源；下(xià)一(yī)步将嘗試應用人工(gōng)智能(néng)技(jì)術(shù)，升級深圳教育雲的雲超市(shì)中課程資源的個(gè)性化适配功能(néng)。

圖3  雲超市(shì)

自(zì)2017年(nián)3月(yuè)開(kāi)展分期、分批試點以來，深圳教育雲建設已初具規模，具體表現為(wèi)：試點學校從(cóng)初期的12所發展到(dào)182所，參與試點師(shī)生(shēng)2萬多(duō)名；截止到(dào)2019年(nián)2月(yuè)，教師(shī)使用次數553萬餘次，學生(shēng)使用次數725萬餘次，師(shī)生(shēng)教學互動462萬餘次，在線作業(yè)使用超1144萬人次；教育雲平台資源數量超過229萬條，資源使用量達1195萬餘次。基于上(shàng)述數據統計，結合試點學校的典型應用案例分析，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)啓了全新的教學模式，實現了教學過程的網絡化、數據化。一(yī)方面，通(tōng)過多(duō)媒體互動、語音(yīn)等技(jì)術(shù)豐富了教學内容，提高(gāo)了學生(shēng)的學習積極性和活動參與度；另一(yī)方面，及時獲得了學生(shēng)的學習情況，實現了學習過程數據的全追蹤和量化分析，減輕了教師(shī)的工(gōng)作負擔。如深圳龍華中心小(xiǎo)學利用深圳教育雲進行了課堂實時互動與評價，教師(shī)可以及時了解學生(shēng)對相(xiàng)關知識點的掌握情況，據此進行有針對性的教學，從(cóng)而進一(yī)步提升課堂教學質量。

2 營造了以學習者為(wèi)中心的開(kāi)放(fàng)學習環境

深圳教育雲拓展了時間空間和資源環境，使學生(shēng)沖破了教科書的限制，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虛拟情境同時發生(shēng)。如深圳市(shì)第二實驗學校的教師(shī)利用深圳教育雲線上(shàng)布置、批改節假日作業(yè)，使學生(shēng)作業(yè)的完成不再受時間、地點的限制，作業(yè)完成率由79%提升到(dào)89%，作業(yè)批改率更是由47%提升到(dào)100%。截至2019年(nián)3月(yuè)，該校教師(shī)在線上(shàng)布置節假日作業(yè)共261份，全面覆蓋高(gāo)中三個(gè)年(nián)級，使用人數達到(dào)9萬多(duō)人次。

3 助推學校教育的均衡發展

由于曆史原因，深圳市(shì)級校和區級校、公辦校和民(mín)辦校的發展存在較大差異。深圳教育雲的應用，在一(yī)定程度上(shàng)提升了教育質量、促進了教育公平。如深圳市(shì)坪山區東門(mén)小(xiǎo)學、深圳市(shì)龍華區東王實驗學校兩所民(mín)辦學校在加入深圳教育雲的試點後，其教育雲使用次數分别達到(dào)38萬人次、50萬人次，有效解決了學校資源不足、師(shī)資薄弱等問題，提升了教學質量。

2019年(nián)3月(yuè)，國(guó)家對深圳智慧城(chéng)市(shì)發展指标進行年(nián)度檢查，結果顯示：随著(zhe)深圳教育雲的應用，深圳智慧城(chéng)市(shì)在學習環境的連通(tōng)性、學習服務的豐富性、用戶體驗的滿意度、系統建設的生(shēng)态化、管理服務的普惠性、市(shì)民(mín)學習的發展力等六個(gè)方面的發展數據均較深圳教育雲開(kāi)通(tōng)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(shì)的整體布局，成為(wèi)了深圳智慧城(chéng)市(shì)的一(yī)大亮點。

教育雲是基于信息技(jì)術(shù)服務的高(gāo)度細化與專業(yè)化，是與需求高(gāo)度吻合的個(gè)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，但教育雲進入一(yī)線師(shī)生(shēng)的常态化教學還(hái)任重道遠(yuǎn)^[10]。具體而言，深圳教育雲的建設與應用尚處于起步階段，還(hái)有很多(duō)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，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功能(néng)；②缺少教師(shī)使用深圳教育雲的激勵措施，管理部門(mén)需出台相(xiàng)應的獎懲機(jī)制并不斷完善；③缺乏教育雲的相(xiàng)關課題研究，研究者需加強對教育雲教學模式、教育雲課堂應用等方面的課題研究；④現有的教育雲教學應用産品尚不能(néng)完全滿足廣大師(shī)生(shēng)的個(gè)性化需求，還(hái)需從(cóng)機(jī)制、平台、服務等方面研究如何完善教育雲功能(néng)，以滿足師(shī)生(shēng)的個(gè)性化需求。

未來，深圳将在智慧城(chéng)市(shì)建設過程中運用人工(gōng)智能(néng)、數據可視化、大數據分析等信息技(jì)術(shù)，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，為(wèi)師(shī)生(shēng)提供個(gè)性化的教育教學應用服務，并進一(yī)步優化基于大數據的教育信息化應用生(shēng)态，實現教育教學的智慧發展。