華為：2023泛終端時代智慧教育新生態白皮書（54頁）.pdf

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1、數字學習與教育公共服務教育部工程研究中心華為終端有限公司 聯合編制2023 年 2 月泛終端時代智慧教育新生態白皮書泛終端時代智慧教育新生態白皮書目錄目目錄錄1 背景分析背景分析.11.1 教育變革發展進程.11.2 教育信息化發展趨勢.21.3 教育信息化發展機遇和挑戰.41.3.1 挑戰一：教育信息化生態發展緩慢.61.3.2 挑戰二：教育數據體系亟待系統化建構.72 基于基于 IoT 技術的教育信息化研究和探索技術的教育信息化研究和探索.102.1 IoT 技術教育應用研究.102.2 2.2 IoT 教育應用探索.132.2.1 電子學生證.132.2.2 電子班牌.142.2.3 智

2、能手環.152.2.4 智能書寫筆.162.2.5 作業掃描儀.173 面向面向 IoT 技術的教育信息化場景實踐技術的教育信息化場景實踐.183.1 IoT 技術支撐學校教學環境發展.183.1.1 IoT 技術帶來智慧校園新的體系結構生態.183.1.2 IoT 技術賦能教育場景的應用案例.193.2 IoT 技術助力家庭學習環境創新.223.2.1 智慧書房.223.2.2 健康學伴.233.2.3 家校共育.243.3 IoT 賦能科技創新人才培養.243.3.1 館校課程融合.253.3.2 科學探究體驗.253.3.3 基于 IoT 技術的學習工具.263.3.3.1 學習輔助工具

3、.263.3.3.2 身體鍛煉工具.273.3.3.3 心理健康工具.283.3.3.4 社交情感工具.29泛終端時代智慧教育新生態白皮書目錄4 基于基于 OpenHarmony 的智慧教育實踐的智慧教育實踐.304.1 OpenHarmony 操作系統構建泛終端數字底座.304.1.1 分布式操作系統技術支撐泛在化互聯互通.304.1.2 終端協同共享機制賦能未來教育新場景.314.2 4.2 OpenHarmony 基礎教育案例.324.2.1 平臺互聯互通，突破孤島壁壘.324.2.2 靜默采集數據，賦能精準教學.334.2.2.1 智慧課堂：數據無感知靜默式采集，開啟精準教學新模式.3

4、34.2.2.2 智慧作業：作業分層布置，過程實時采集，診斷高效反饋.344.2.3 自然交互環境，回歸人本體驗.354.2.4 全場景數智賦能，服務學生健康發展.374.2.4.1 智慧體育：體測訓練數據管理分析，科學支撐體育考試.374.2.4.2 智能校園安全：多功能電子學生證為學生健康安全保駕護航.384.2.4.3 家校協同共育：打通校園與家庭學習空間，構建家校共育新模式.394.2.5 全域評價創新，以評價創新引領人才培養.394.3 OpenHarmony 助力 STEAM 教育生態重構.424.3.1 智能教育可編程硬件.424.3.2 智能教育編程平臺.434.4 OpenH

5、armony 高等教育和繼續教育案例.455 萬物互聯時代教育行業新生態萬物互聯時代教育行業新生態.475.1 面向全場景賦能的智慧教育產業生態.475.2 萬物互聯時代教育體系重構性變革.486 參編單位參編單位.51泛終端時代智慧教育新生態白皮書1 背景分析11背景分析背景分析1.1 教育變革發展進程教育發展正進入 4.0 時代，育人價值目標及教育組織形態正發生深刻變革，轉變教育觀念，創新教學方式，引領 21 世紀學習方式變革，構建靈活多元的學習方式、相互融通的學習場景和富有彈性的學校組織，為學生提供適應性定制化教育正成為教育發展的方向標，探索面向新形態的育人場域正日益高漲，以推動學習創新

6、，加速教育創新適應時代需求，服務學習者終身化學習能力發展。伴隨“智能+”社會進程，云計算、大數據、人工智能、物聯網（Internet of Things，下文統稱 IoT）等技術迭浪式發展，教育與技術雙向賦能進程日益加速，智慧教育實踐廣泛開展，加速了面向學校智慧教育、家庭智慧學習、社會服務融合等場景創新，人們正追求并踐行新的教育愿景：發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。當前，我國經濟社會進入新的發展階段，貫徹新發展理念，推進新發展格局，構建適應新發展格局的現代教育體系、推動教育高質量發展已成關鍵命題。二十大報告明確科教興國戰略、人才強國戰略、創

7、新驅動發展戰略，將教育、科技和人才的整體性、協同性和聚合性發展作為全面建設社會主義現代化國家的戰略性支撐，這必將進一步加速中國教育現代化 2035、教育強國建設新進程。實踐推進上，“十二五”時期以來，國家教育改革四梁八柱式政策供給，以信息技術支撐和引領教育現代化進程持續賦能，評價改革系統性推進加速牽引教育現代化發展，素養導向新課程標準頒布速推動學科育人以及統整性、跨學科性和實踐性教育樣態發展，這些動能匯聚成強大的力量推動著教育現代化進程，我國教育現代化發展正從高標準的教育目標現代化、創新泛終端時代智慧教育新生態白皮書1 背景分析2驅動的人才培養模式現代化、適應社會轉型的教育體系現代化以及教育治

8、理體系和治理能力現代化等多個層面全方位展開，當下教育高質量體系建設進程奔涌向前。在此背景下，國家大力推進教育數字化戰略行動，全面探索數字教育新機制、新模式和新形態，以數字化改革帶動教育轉型升級，實現教育教學和教育治理體制機制、組織架構、方式流程、手段工具全方位、系統性重塑，一場更為深刻的數字化革命正在全新賦能教育改革升級。以高質量教育體系建設為著力點，順應信息化融合向數字化轉型與智能升級的時代要求，充分利用云計算、大數據、人工智能、物聯網等新型技術賦能教育發展邁向“智能+”新進程，物聯技術發展正賦能數字時代教育深度變革新前景。1.2 教育信息化發展趨勢以信息化支撐和引領教育現代化已成為我國教育

9、事業改革與發展的戰略選擇?；仡櫸覈逃畔⒒l展歷程，自“十二五”時期以來，信息技術與教育教學深度融合進程持續深化，信息技術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校教育信息化融合實踐進程，從“三通兩平臺”工程助力的國家教育信息化體系建構，到“空間人人通”推動的大規模教與學模式創新變革，再到以智慧教育示范區等各類區域性教育信息化融合實踐推動的機制創新與文化創生，信息技術融合實踐已超越先前意義上的資源、系統、評價及模式發展，走向了場景、業務、機制和文化發展新視域，技術正賦能教育系統的深層次變革，且這一變革進程與新課程改革、新高考改革、教育現代化 2035、新課標頒布與實施等重大教

10、育改革活動與計劃緊密關聯，信息技術正成為教育改革攻堅克難、育人模式創新的必然選擇。為此，中國教育現代化 2035文件特別指出要“加快信息化時代教育變革”，同向這一進程，教育信息化催生了波瀾壯闊的互聯網教育發展，并在過往的十年先后經歷了面向互聯網的社會性教育服務生成階段（2012-2015 年）、互聯網教育服務與產品專業化發展階段（2016-2019 年）、互聯網教育服務學校融合應用全生態爆發生長階段（2019-2021 年）以及“雙減”政策引導下的數字教育建構優化階段（2021-現在），互聯網教育生態以其迭代賦能、場景創新、群智協同和韌性發展力量賦予課堂教學融合最后一公里實踐動能，由此，我們迎

11、來了教育數字化戰略行動新發展，數字資源供給日益豐富，信息系統建設泛終端時代智慧教育新生態白皮書1 背景分析3不斷完善，數據服務效能顯著提升，信息化成為助推教育現代化、建設教育強國的強力引擎。當前，教育信息化正走向以國家教育信息化體系升級發展（見圖 1-1）、區校應用智慧生成的新階段（見圖 1-2），以數字轉型、智能升級促進智慧教育新發展，教育新基建文件已成為我國教育數字化轉型與高質量發展的助推器，推動教育信息化進一步走向“深度融合”。關于推進教育新型基礎設施建設構建高質量教育支撐體系的指導意見提出：“到 2025 年，基本形成結構優化、集約高效、安全可靠的教育新型基礎設施體系”，強調夯實高質量

12、教育體系“數字底座”，為教育創新變革和高質量發展提供強大的物質技術基礎和應用支撐環境，建設體系完善、全面優化和可持續發展的數字教育生態，包括：第一，更智能化的新型教育生態。新技術推動教育信息化向著智能化、虛實融合方向發展，為學習者構建更具真實性、更強體驗性、更深交互性的數字化學習環境。第二，更優化的新型教育資源供給模式。智能化學習環境在知識傳授、技能訓練、學生評價、素養發展、教育治理等方面發揮作用，助力教育系統高層次發展，面向創新人才培養的新型教育模式正在生成。第三，更加開放靈活的教育體系。隨著智能學習資源新生態與智力資源服務新生態的建立，學習者將在社會、家庭、學校獲得真實學習環境與智能虛擬學

13、習環境相互融合、無縫銜接的學習支持服務，以真正實現泛在化學習、個性化學習和終身化學習。圖 1-1 教育新基建推動教育信息化升級發展泛終端時代智慧教育新生態白皮書1 背景分析4圖 1-2 教育新基建創新應用發展綜上所述，教育信息化發展已置身于新的時代，以云計算、大數據、人工智能、物聯網為代表的新型技術將與教育創新發展無縫銜接，教育領域的云網端架構將在新基建政策支撐下優化發展，平臺體系建構、應用生態發展、數據環境生成、場景創新探索等持續深化，不斷創設智慧空間與學習環境，重塑新型教育活動空間，推進智慧教育創新發展，提升教育智能化水平、踐行新型教學方式、創新現代教育服務生態、推進教育治理方式深層次系統

14、性變革。1.3 教育信息化發展機遇和挑戰“信息技術對教育發展具有革命性影響”，這是戰略研判與戰略定位，引領了自“十二五”以來信息技術與教育教學融合的進程，從融合、到深度融合再到融合創新，教育教學微觀實踐變革進程持續深化，2019 年頒布的教育信息化 2.0 行動計劃，開啟了將教育信息化作為教育系統性變革內生變量的實踐導向，疫情之下“停課不停學”掀起了大規模在線教育實踐，2022 年教育數字化戰略行動更進一步掀起了“應用為王、場景創新、業務融合”新高潮，以信息技術助力微觀課堂教學實踐系統性變革，這種內生性需求正伴隨教育發展而日益張揚，并有著深刻性的發展機遇。泛終端時代智慧教育新生態白皮書1 背景

15、分析5機遇一：建設高質量教育體系內生信息化需求機遇一：建設高質量教育體系內生信息化需求2021 年，我國開啟了全面建設社會主義現代化國家新征程，教育進入高質量發展新階段，建設高質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展教育，加快建設高質量教育體系，發展素質教育，促進教育公平?！备哔|量教育體系有其應然的時代邏輯，其應該是開放的、靈活的、多樣化的和可選擇性的，推動教育體系向社會開放，融合社會實踐創生新型課程，在社會實踐中促進學生現代性成長，使教育體系面向因材施教、服務人人成才、助力終身學習。建構多元辦學的包容性教育實踐體系，調動社會各方面參與教育發展，開發利用社會教育資源，助

16、力教育優質公平，減緩校際之間、區域之間、城鄉之間和東西部之間教育差異，而現代信息技術的應用，可為教育高質量發展提供創新持久動能，為線上教育和線下教育融合發展提供技術支撐，推動以學習者為中心的全新教育生態生成，推進教學方式多樣化、互動化，推動培養模式多元化、特色化，加速教育資源公平化、一體化，推動教育生態網格化、智能化?？傊?，信息化加速著教育開放進程，高質量教育體系發展需求的內生性激發和包容著信息技術深度應用。機遇二：素養導向的新課程改革彰顯信息化價值機遇二：素養導向的新課程改革彰顯信息化價值素養導向的新課程改革為學科育人創新提供了新的時代動能。2022 年 4 月，義務教育課程方案和課程標準（

17、2022 年版）發布，課程方案要求堅持素養導向，依據學生終身發展和社會發展需要，明確育人主線，重視必備品格和關鍵能力培育，為此，課程標準貫穿了如下明確追求：第一，強化素養導向的質量觀；第二，實現課程內容的結構化；第三，強化學科實踐和跨學科主題學習；第四，增強學段銜接，實現一體化設計。這些現代性教育改革實踐訴求表明，課堂教學需要以課前、課中和課后的重構性設計服務課堂育人價值的增值發展，以學習管理系統支持教學流程的學習設計與精準化實施，服務個性化學習、差異化教學、分層作業等有效實施，以課程統整、過程性評價、育人目標等教學評一體化整合實施的項目式學習促進統整性、實踐性和具身參與性學習，從而落地核心素

18、養導向的育人生態發展?？傊?，在核心素養落地實踐的過程中，信息技術在變革教與學方式、提供學科工具促進學生思維發展以及采集數據賦能精準教學等方面有其得天獨厚的優勢，這些正成為當下信息化賦能課堂改革的重要命題。泛終端時代智慧教育新生態白皮書1 背景分析6但另一方面，教育信息化深度融合實踐面臨著深層次命題：反映在課堂教學上，信息化教學助力常態化教學創新發展進程緩慢，需要區校協同教育信息化體系生成；反映在微觀學習方式變革上，變教為學的課程結構變革需要有效的學習服務和工具支撐，但整個互聯網環境尚未建構起良性的學習服務生態，而深度賦能學生學習的工具和服務需要系統化迭代設計和優化，這需要新的機制、新的制度和新

19、的文化；反映在教育評價上，精準教學、個性化學習、教育治理都需要結構化數據體系支撐，因而面臨著深層次雙重挑戰，一方面是“有數據”，各級教育行政主管部門和學校都沉淀了大量數據，但是數據散亂現象普遍存在，數據難以有效治理，另一方面是“無數據”，教與學過程數據普遍沉淀在互聯網環境中，未能面向教育教學過程以服務師生的教與學，教育信息化融合進程面臨著深刻性挑戰。1.3.1 挑戰一：教育信息化生態發展緩慢從課堂教學方面看：第一，面向大規模常態課堂教學變革的實踐進程進展緩慢。歷經多輪次教育創新實踐進程，課堂改革進展緩慢，“講授+討論”教學模式依舊占據主導，整體發展停留在改良級；第二，信息化推動微觀課堂教學變革

20、的機制創新遭遇深層次困難，從現實看，“僅靠互聯網+教育來顛覆與重構傳統教育是根本不可能的”，制約瓶頸是機制創新，技術推動協同化、流程化和扁平化與管理要素條塊化、垂直化、部門化沖突，阻礙了信息技術產品與服務迭代優化，影響了技術教育教學可用性；第三，“互聯網+教育”助力現代課堂育人創新需持續迭代生長?！盎ヂ摼W+教育”取得了蓬勃發展，但整體停留在“知識傳遞”范式，沒有真正適應我國現代課堂教學改革要求，技術應被用作教學中的策略性工具、探究性支架和交互性環境，這種技術生態追求剛出現在我國“互聯網+教育”進程中，且受到互聯網教育治理進程及知識傳授效率追求等影響而難以短時間突破。從服務于學習發展看：第一，學

21、習工具影響了學生與學生之間，學生與老師之間的自然學習交互，如課堂中交互由技術支持但也受技術所困，原本自發的交互在技術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生是亟待解決的問題。第二，系統化的解決方案、應用研究較少，多停留在個別終端產品開發和應用，缺少協同和整合，導致越多的電子設備進入課堂，越發要求教師不斷提高設備操作能力，以致影響教學全流程的貫通性和流暢性。第三，教學時空具有一定局限性，泛在網絡、泛在資源以及移動終端支持較為薄弱。公共設備、資源管理不規范，相關管理人員工作量大且易出差泛終端時代智慧教育新生態白皮書1 背景分析7錯，而設備之間的相互獨立性使得教師在掌握設備功能時存在

22、困難，變教為學進程推進緩慢，信息化設備深度應用欠缺，實際效用有待提升。伴隨科技教育日益廣泛地開展，實踐進程推進中學科性工具、學生學習工具的意義和價值日愈顯著，在結合學生發展實際需求和認知需求特征方面的作用尤為明顯，但在這一領域，實踐上的工作才剛剛開始，迫切需要利用 IoT技術創生多樣的、交互模式廣泛的學習工具，實現以“互聯互通”、“自然交互”、“探究體驗”等為特征的信息化教與學環境，這些將在 IoT 技術環境的賦能下有望取得新的突破。1.3.2 挑戰二：教育數據體系亟待系統化建構在國家教育評價總體改革方案引領下，評價改革與發展攻堅之戰全面展開，完善幼兒園評價、改進中小學評價、健全職業學校評價、

23、改進高等學校評價，這些已經推動全學段、全領域教育評價發展，而“改進結果評價，強化過程評價，探索增值評價，健全綜合評價”定位進一步推進了教育教學全過程評價有效實施的訴求，教育數據環境建設益發強烈（見圖 1-3）。探索新一代信息技術應用，推動物聯網、智能卡、人臉識別、點陣數碼筆等技術應用，支持教學過程全場域、全過程、全樣本、伴隨性數據采集，推動學校、家庭、社會場館等全場景數據匯聚；開展交互課堂環境下的學習過程分析，探索現代課堂環境下教學評價與績效評估；探索對學生德、智、體、美、勞、社會實踐、營養健康等領域過程性評價，構建融合教育業務的全過程數據體系；深度采集面向教育教學專題領域的全過程數據，對教育

24、業務數據進行匯聚、整合和挖掘分析，開展監管監測、動態分析和診斷評價，有效支持教育提質、師生發展、監測評估及教育治理，提高各級教育行政面向教育現代化的治理能力。建立教育大數據分析與服務機制，聯合企業、高校、科研機構等開展教育數據建模、分析和應用，推進教育大數據應用常態化、過程化、動態化和可視化，持續拓展和提升教育數據服務范圍與服務能力。泛終端時代智慧教育新生態白皮書1 背景分析8圖 1-3 大數據助力教育評價創新發展對比政策引領及技術賦能進程，從實際情況看，存在以下問題：第一，教育信息化缺乏統一的建設標準和技術規范，導致各系統、各產品間兼容困難，數據難以融通，存在信息孤島和數據壁壘，難以真正發揮

25、系統優勢。第二，教學效果難以及時評測，深度進入教育場景的評價模型應具有專業性、動態性、場景關聯性等特征，微觀層次上的實證性評價則有待發展，過程性評價、績效評價開展有待持續深入推進，教師無法及時了解學生學習情況，無法科學調整教學內容與進度，個性化教學實踐需要進一步探索。因此，教育數據體系建構與應用將是一項長期性工作，其發展必將經歷數據治理、數據應用與深化發展等不同階段。當前，教育大數據正突破大數據發展第一階段，即開展各類業務數據的規劃、清查、編目、整合和匯入，構建教育全視域數據目錄體系，規劃設計和整合各類教育應用，打造云端全時運行管理服務，支持教育管理全面協同。IoT 技術將引領突破教育大數據發

26、展第二階段，面向學生發展、教師成長、教學過程創新以及區?，F代治理，建構基于教育對象主體的豐富、多元評價模型，促進評價專業化發展。建立學生綜合素質評價標準，制定統一數據采集標準和使用規范，以學業數據為重點，開展教學過程監測、學情分析和學業水平診斷，逐漸將綜合素質評價滲透到全業務環節，建立基于大數據的多維度綜合性智能評價服務，以綜合素質評價深度發展重構評價模型，既包括量化評價，又包括質性評價，同時注重形成性評價，實現全面發展、五育并舉背景下學生的綜合評價，倡導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，將學生個人成長、課程體系完善作泛終端時代智慧教育新生態白皮書1 背景分析9為一個共生

27、互利的有機系統，促進評價的連續性、完整性和發展性，并將各級各類學習評價過程銜接起來，建立橫向貫通、縱向銜接的評價系統?；趯W生發展“數據畫像”，有效服務于學生成長過程性調優與評價變革，推動個性化學習開展。建構服務學校治理、服務區域治理“教育數據大腦”，開展全場景、全過程與多模態數據建模，推動“靜默式”數據采集，奠定教育大數據體系應用發展基礎。泛終端時代智慧教育新生態白皮書2 基于 IoT 技術的教育信息化研究和探索102基于基于 IoT 技術的教育信息化研究和探索技術的教育信息化研究和探索2.1 IoT 技術教育應用研究自 2008 年始，IoT 技術教育應用研究開始受到關注。文獻綜述表明，國

28、際上該研究領域持續發展，涉及計算機應用、科學教育、語言技能、體育等多個領域，服務于教師教學、學生學習以及學校管理及事務應用等場景，IoT技術的多場景教育應用探索，已彰顯出對教師、學生和學校員工的不同價值，相關成果闡述（見圖 2-1）如下：圖 2-1 IoT 教育應用利益相關者分析1.物聯網技術支持教師教學物聯網技術支持教師教學支持教師管理、學生出勤、設施設備。支持語音識別、動手操作等管理課堂進程。支持遠端學生進行交流互動。泛終端時代智慧教育新生態白皮書2 基于 IoT 技術的教育信息化研究和探索11支持收集學生數據，包括學生行為、表現、興趣、參與度等，綜合生成學習評價報告，為教師教學提供及時反

29、饋。幫助教師識別學生特殊需求并提供幫助。2.物聯網技術支持學生學習物聯網技術支持學生學習支持學生交流、討論、分享，遠程獲取學習資源并實時標注。利用 IoT 技術，基于地點、時間、生生交互范圍與頻率、學生知識水平掌握情況等基礎信息，為學生提供適應性學習內容。3.物聯網技術支持學校員工工作物聯網技術支持學校員工工作支持追蹤學生身心健康情況，如監測并及時干預學生心理健康。支持資源管理，如基于 RFID 標記技術獲取數據，發現問題、預判趨勢，優化資源配置與管理。支持學校工作人員注冊管理、活動安排等事項，提高工作效率。幫助學校工作人員在學校能源管理中發揮作用。此外，在 IoT 技術教育應用成效驗證中，依

30、據 Amobrose 等人提出的有效學習七條原則：先驗知識、知識結構、課程氛圍、動機、精通、實踐與反饋、自主學習（見圖 2-2），IoT 技術在教學方面的應用效果都得到了有效驗證。國內外 IoT 技術教育應用成效研究表明，將 IoT 技術應用在教育中可對每條有效學習的原則發揮積極的作用。圖 2-2 有效學習七條原則泛終端時代智慧教育新生態白皮書2 基于 IoT 技術的教育信息化研究和探索12此外，國內外對 IoT 技術教育體系化應用上開展了深度探索，具體可分為兩類，一類是支撐教室或教學環境中的物聯網使用，即智慧教室；另一類是支撐物聯網用于學校教育教學的整體，即智慧校園。智慧教室即基于 IoT

31、技術增強的教室，國內外研究表明，IoT 技術可以在四個方面賦能教室功能的增強，從而提升學習參與、學習體驗，包括智能內容與呈現、智能交互與參與、智能評價和智能物理環境（見圖 2-3）。圖 2-3 IoT 技術賦能的智慧教室顯著特征智慧校園基于 IoT 技術應用，提供無縫互通網絡通信，全面感知物理環境，識別學習者個性特征和學習情境，有效支持教學過程分析、評價和智能決策，以為師生提供個性化服務為基本理念，創建開放性的教育教學環境，創建便捷舒適的學習生活環境（見圖 2-4）。IoT 技術中的傳感器與通信技術能實現環境全面感知和網絡無縫互通。同時，IoT 技術驅動生成的海量數據為個性化教育服務創新提供了

32、可能，依據學習環境、師生交互等相關信息為師生提供個性化服務。泛終端時代智慧教育新生態白皮書2 基于 IoT 技術的教育信息化研究和探索13圖 2-4 智慧校園典型特征同時，IoT 技術教育應用發展也面臨著系列挑戰，體現在安全性、可拓展性和人性化等方面：1.安全性表現為學生隱私泄露、教育系統易被網絡攻擊、數據泄漏等問題。2.可拓展性表現在 IoT 技術教育應用帶來大數據量、多維新數據收集模式，需要新的數據管理解決方案。3.人性化表現在 IoT 技術教育應用會降低人的自主性，養成特定偏好性傾向；IoT 技術相關工具的控制權并非掌握在使用者手中，這容易導致技術的異化使用；有可能部分損傷學生面對面交互

33、的情感性體驗。對 IoT 技術教育應用的上述挑戰應保持持續的努力和警醒的意識，推動技術泛在條件下的科技向善力量發展。2.2 IoT 教育應用探索伴隨國家教育數字化戰略進程，智能升級發展正催生新一代信息技術的教育應用，IoT 技術教育應用創新在智慧校園發展中備受關注，IoT 技術正加速進入學校教育教學實踐場域，成為學校信息化深度融合發展的創新動力，為聯通、智能、協同的新一代校園環境提供新體驗與新方案。2.2.1 電子學生證電子學生證是具有校園一卡通、運動統計、電子考勤、電子圍欄、家校聯動等功能的新型教育終端設備。電子學生證具有多元融合、數據聯通的能力，泛終端時代智慧教育新生態白皮書2 基于 Io

34、T 技術的教育信息化研究和探索14如集成學生證、食堂就餐卡、圖書館借書卡等多種功能，實現校內一卡通行（見圖 2-5）。電子學生證具備簡易的通訊能力，可以讓家長和孩子隨時保持聯系，替代手機的通話功能，緊急情況下可一鍵聯絡家長。學?？梢酝ㄟ^電子學生證發送課表、作業、成績、通知等短信功能，實現家校聯動。電子學生證可集成運動健康的功能，統計學生的運動數據，身體健康指標數據等。集成智能定位功能，可以實現學生入校和進班的伴隨式無感考勤，缺勤主動通知家長。同時可設定學生電子圍欄，當學生越過電子圍欄會觸發警報信息，避免孩子到危險區域玩耍、防止野外溺水等，實時保障學生安全。圖 2-5 電子學生證2.2.2 電子

35、班牌電子班牌已成為校園信息技術應用載體和信息化展現窗口，代替并拓展了班級黑板報、墻體告示等傳統宣傳方式。結合校園屏顯方案，電子班牌可以覆蓋教室、走廊、門廳等多個場景，與學校課表、社團互動、評價等業務系統整合。為學校提供易用性強、實用價值高的學生公共交互終端設備，幫助學校建設更加智能的教育教學環境。目前，電子班牌可用于展示班級標識（見圖 2-6），實時顯示課程表、作業、通知公告、天氣預報、考勤、學?；顒影l布等；輔助日常教務管理，助力家泛終端時代智慧教育新生態白皮書2 基于 IoT 技術的教育信息化研究和探索15校師生互通；開展德育、安全教育活動；構建班級網絡學習空間，推動智慧學習環境建設；同時，

36、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生證、手機或 pad 等移動終端設備實現“碰一碰”的交互互聯操作。學生可以通過電子學生證和電子班牌“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”獲取班級和學校消息、管理班牌內容等。2.2.3 智能手環智能運動手環是可監測、記錄運動和睡眠等狀態的智能可穿戴設備，可為學生提供計步、心率監測、體脂測量、血壓測量和體溫測量等功能，并為學生提供可視化的身體運動健康的各項數據，幫助他們更清楚了解自己的身體運動狀態并培養健康的生活習慣。智能運動手環可以呈現學生的運動強度、練習密度、

37、學生心率曲線、心率預警等各項指標（見圖 2-7）。實現數據可視化，將采集跟蹤的數據以雷達圖表等方式反饋到軟件系統平臺，直觀呈現學生身體運動健康數據，并持續跟蹤學生多輪次體質水平測試數據，形成學生體質健康發展變化趨勢圖。向教師展示課堂數據、運動數據、成績數據、體質數據等，幫助教師更好地指導教學開展。同時，也能實時監控學生身體狀況，預防校園運動事故發生。泛終端時代智慧教育新生態白皮書2 基于 IoT 技術的教育信息化研究和探索16圖 2-7 智能手環2.2.4 智能書寫筆智能書寫筆利用紅外識別技術實現紙張書寫同屏功能，不僅可保留傳統紙筆書寫習慣，還能采集師生在線下和課外的書寫記錄數據。集成紙屏同步

38、、手寫筆跡電子化、AI 數據分析等技術，可實現線下書寫數據的采集和智能化的數據處理，并為遠程直播交互提供共同書寫與交互空間（見圖 2-8）。圖 2-8 智能書寫筆泛終端時代智慧教育新生態白皮書2 基于 IoT 技術的教育信息化研究和探索172.2.5 作業掃描儀當前，在教育實踐中，掃描技術逐步向常態化教學推動，開始向小測、作業等日常情境遷移。作業掃描儀能夠對學生學習過程性數據進行記錄、分析，幫助學校系統性地收集學生學習數據，為實現精準教學和分層差異教學提供數據支撐。應用于常態化教學場景的作業掃描儀采取“先閱后掃系統”的模式。紙質批改，先閱后掃，借助 AI 識別技術實現分數自動統計，不斷積累學生

39、學習過程性數據。還可識別文本內容、標簽標注，根據批改痕跡整理歸類正確、錯誤題目，最終生成學生學情分析報告和個性化學習方案（見圖 2-9），助力學與教的現代化發展。圖 2-9 作業掃描儀泛終端時代智慧教育新生態白皮書3 面向 IoT 技術的教育信息化場景實踐183面向面向 IoT 技術的教育信息化場景實踐技術的教育信息化場景實踐3.1 IoT 技術支撐學校教學環境發展IoT 技術為學校智慧教學環境升級提供契機，實現人、物、行為、事件的全面數字化，以構建感知、聯接、聯通、智能的智慧教育環境（見圖 3-1）。圖 3-1 智慧校園場景3.1.1 IoT 技術帶來智慧校園新的體系結構生態深化物聯網創新應

40、用，構建交互便捷多元、數據融通匯聚、流程整合流暢、共享跨域協同的智慧校園新生態（見圖 3-2）：泛終端時代智慧教育新生態白皮書3 面向 IoT 技術的教育信息化場景實踐19圖 3-2 普適互聯互通的智慧校園1.交互便捷多元，基于物聯網操作系統，促進交互便捷、多端互聯和云端無縫協同，賦能 IoT 技術終端互聯互通，推動交互、分享和協作的便捷化、流暢化；2.數據融通匯聚，IoT 技術終端全場景、全過程、全業務域的融合應用，加速數據賦能，深度賦能教育教學變革，促進學校數字化轉型；3.流程整合流暢，基于 IoT 技術的教育服務全流程應用，助力學校管理、教育教學、校本教研等深化發展，推動資源、工具和設計

41、的同步發展，助力學校教育教學系統深層次變革；4.共享跨域協同，IoT 技術賦能智慧校園建設，促進學校教育教學、教學管理等業務有效融合，實現智慧課堂、智慧閱讀、智慧評測、智慧體育等創新場景應用在數據流、信息流、業務流的跨部門、跨群體、跨專業協作流轉。3.1.2 IoT 技術賦能教育場景的應用案例案例案例 1智慧教室智慧教室智慧教室是一種典型的智慧學習環境，是智慧校園發展的內在訴求，以重構教室環境、創建適合學生學習和教師教學的新型教室環境。智慧教室功能主要體現在內容呈現、及時互動、資源獲取、學習需求感知和環境管理等方面。泛終端時代智慧教育新生態白皮書3 面向 IoT 技術的教育信息化場景實踐20內

42、容呈現主要表征智慧教室教學信息的有效呈現能力，包括視覺和聽覺等方面的專業性、舒適性體驗。視覺呈現涉及清晰度、視野、亮度、視角等因素，如多屏顯示能夠降低學生認知負荷。及時互動主要表征智慧教室支持多元互動性教學活動及人機協作的能力，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，實時呈現學生任務完成情況，提供即時診斷、反饋。資源獲取主要表征智慧教室內資源獲取能力和設備接入的便捷程度，涉及高質量網絡接入與傳輸服務、資源獲取、內容分發等支持，如配備高速寬帶網絡，提供優質教學資源等。學習需求感知表征智慧教室對學習行為的感知能力。便捷獲取學習者的位置、姿勢、操作、情緒等方面數據，便于了解學

43、生學習需求，提供適應性支持和服務。環境管理主要指智慧教室布局靈活多樣性和管理的便捷性。智慧教室內的設備、系統、資源有效聯通，并都應具備較強的可管理性，包括教室布局管理、設備管理、物理環境管理、電氣安全管理、網絡管理等，為學生提供更加流暢交互、自然對話、舒適體驗的學習環境。此外，基于網絡平臺的整合性支持，智慧教室能有效支持教師課前備課、學生預習，課堂教學、學習交互，課后作業等環節，促進教學過程重構，提升課堂面對面教學高階化發展。課前，根據學生預習情況，教師針對性調整教學內容。課中，基于智能終端的互動反饋，同步學生學習行為數據、過程性評價數據，進行精準教學，促進教學效果增值。課后，采集學生作業數據

44、，系統自動批改，減輕教師工作負擔，老師將更加專注到教學質量提升和教師專業發展。智慧教室支持多種教學模式創新，如支持跨域全媒體互動、跨域互動研討；支持教室內多屏互動下的模式創新，如同屏講授模式、小組單屏討論模式、小組單屏點評模式、小組多屏對比模式等；便捷教師專業成長，如網絡教研、遠程課堂等。同時，實現教學數據在多終端設備上的無縫流轉，無感式伴隨性采集數據和實時呈現數據，及時反饋學生學習效果。支持新型自然交互，如教師使用智能終端和教室物聯設備碰一碰快速鑒權建立連接，實現跨設備控制、課件同步分享等功能（見圖 3-3）。泛終端時代智慧教育新生態白皮書3 面向 IoT 技術的教育信息化場景實踐21圖 3

45、-3 技術增強環境下的智慧教室新形態案例案例 2智慧校園智慧校園智慧校園以 IoT 技術為賦能增值點，促進云計算、大數據、人工智能、物聯網等技術協同創新，以各類校園應用服務為載體，打造教育教學、教師科研、教學管理和校園生活等一體化智慧校園環境，支持精準教學，促進學習發展，在學習環境、學習工具、學習內容、學習過程、素養發展等方面為學生提供更加便捷舒適的學習環境，服務學生核心素養提升與終身化學習能力發展。在學習環境方面，實現校園安全智能監控，門禁管理，校內人員自動識別等；智慧考勤，實時統計考勤人數、請假報備等；物理環境智能控制，一鍵開啟和關閉，故障診斷等；教室、圖書館、實驗室等學習場所溫濕度、燈光

46、亮度、噪音等實時監控，自動感知與調節；智能終端設備如電子班牌，呈現班級介紹、通知公告、選班排課、成績查詢、考試排座、問卷調查、資料查詢、班級文化等內容，創新學校智慧學習環境。在學習內容方面，提供資源獲取鏈接途徑，如二維碼等，按需交互系統化、結構化在線學習資源，便捷獲取校內資源、網絡資源、社會資源等，有效架構起課堂與生活之間的橋梁,讓學習者在互動過程中豐富學習內容和學習體驗，促進深度學習發生。在學習工具方面，閱讀筆、課堂互動反饋器等智慧學習工具常態應用，實現學習過程性數據伴隨式采集、學習結果數據精準分析、學習資源智能推送等，滿足學生個性化學習需求。泛終端時代智慧教育新生態白皮書3 面向 IoT

47、技術的教育信息化場景實踐22在學習過程方面，實現師生、生生互動、資源共享、即時反饋、遠程管控，完整記錄學生學習過程。通過采集、存儲、分析課堂教學活動過程性數據，及時掌握學生學習狀態，用于教師反思及教研活動支撐，改善課堂教學。在素養發展方面，聚焦學業發展、身心發展、品德發展、興趣特長等維度建立學生綜合評價體系，匯聚學生學習、生活、活動數據，記錄學生成長軌跡，構建學生數字畫像，幫助教師和家長及時了解學生發展狀態，發現優勢與不足，及時干預，突出學生學習能力培養和素養發展。3.2 IoT 技術助力家庭學習環境創新家庭教育作為互補于學校教育的育人場所，其環境對學習者有著重要影響。以網絡技術、物聯技術和自

48、動化控制技術為基礎，打造物聯化、智能化的物理空間已成為可能，以構建互聯互通、高度集成的家庭智慧學習環境。3.2.1 智慧書房現代的多功能智慧書房，滿足學習者對文化知識的探討與學習需求，構建適合學習者學習和思考的和諧體驗式家庭環境（見圖 3-4）。如以智能機器人為“管家”，支持物理環境的智能監測和自適應調節，支持語音交互、家?；?，支持多終端設備互聯互通、學習資源智能化推送等，滿足學習者個性化學習需求。同時，基于智能家居實現自動調節等，如智能座椅收集學習者坐姿等行為數據。智慧書房不僅可為學習者提供更加舒適的學習環境，還可監督學習者學習狀態，助力構建良好的家庭學習環境。泛終端時代智慧教育新生態白皮

49、書3 面向 IoT 技術的教育信息化場景實踐23圖 3-4 智慧書房3.2.2 健康學伴基于學生學習過程性數據的伴隨式采集，構建學生數字畫像，全面跟蹤和記錄學生成長數據，包括活動軌跡、身高體重、學習行為、學科質量檢測、學生體質健康等，形成學生成長檔案袋，創建學生健康成長學伴，服務學生健康成長（見圖 3-5）。圖 3-5 健康學伴泛終端時代智慧教育新生態白皮書3 面向 IoT 技術的教育信息化場景實踐243.2.3 家校共育創新教育服務樣態，通過構建智能化家校共育環境，讓家長、教師等利益相關者組成的教育聯盟更加智慧（見圖 3-6），如基于電子教材，學生在家庭環境下進行課前預習并完成教師布置的學習

50、任務，通過智能終端系統反饋，基于知識圖譜給予學生學習提示、問題解答和資源推送。記錄學生作業完成情況、學習時長，教師有針對性的調整教學內容或對學生進行個性化輔導。家長可隨時查看學生過程性學習記錄，及時了解學生學習情況、在校表現等，開展協同育人工作。圖 3-6 基于物聯網的家校共育3.3 IoT 賦能科技創新人才培養培育具有創新精神與創新能力的人才是當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，可作為培養創新人才的重要抓手，IoT 技術泛終端時代智慧教育新生態白皮書3 面向 IoT 技術的教育信息化場景實踐25深度賦能了科技創新人才培養，推動校內校外協同，加速社會科技教育資源支持課后

51、服務高質量供給。當下，校外科技教育的開展以及服務學校課程需求的融合更是青少年創新素養培育的重要途徑。3.3.1 館校課程融合科技體驗中心作為非正式學習的主要陣地，以學生參與、沉浸體驗、深度互動等方式，培養學生科學興趣、啟迪科學觀念，基于 IoT 技術創新環境空間和資源建設，創建虛擬數字科技館，實現科技館展區展品的數字化、虛擬化，充分調動學生視覺、聽覺、觸覺等多重感官（見圖 3-7）。圖 3-7 某地的科技體驗中心促進館校課程深度融合，開展線上線下相結合的混合式教學，學生可利用平板電腦等終端設備實時查看場館資源，與展品進行遠程互動，感受科學魅力。亦可開展雙師課堂，展教教師線上遠程授課，校內老師化

52、身助教，有效組織課堂教學活動等，以彌補學?？平虒I教師不足、課程開發脫離教育和學生學習生活實際等問題。將校內資源和社會資源有效結合，為創新青少年科學思維提供新思路，讓館校結合成為青少年實現科技夢想的有效途徑。3.3.2 科學探究體驗具身認知理論認為認知同感知經驗關聯，認知過程與學習有著不可分割的聯系，可以更好的促進學生理解學習過程，這給具身學習帶來了實踐動力?？品航K端時代智慧教育新生態白皮書3 面向 IoT 技術的教育信息化場景實踐26學探究體驗是一種典型的具身學習。通過 IoT 技術讓學生身體感覺運動系統在科學探究體驗中與學習空間、物理空間、虛擬空間和虛實結合空間進行具身互動（見圖 3-8）

53、，加深學生對科學事實、概念、原理和規律的理解，促使學習者的認知、能力和情感發展，從而促進學生有效學習。同時，實現探究過程可視化，包括探究過程和空間可視化，完整呈現探究過程，掌握探究規律?；谧C據導向促進學生問題解決能力發展，如還原學科實驗現象與過程，拓展實驗教學廣度和深度，助力中小學科學教育教學質量提升。圖 3-8 某地的科技體驗中心3.3.3 基于 IoT 技術的學習工具在 IoT 技術支持下，多樣化學習工具助力了信息技術與教育教學深度融合，深化課堂教學質量，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

54、強勞動教育，為學生的健康成長提供更加全面而科學的幫助。3.3.3.1 學習輔助工具聚焦學習用具、學習媒介、教學環境等方面，為學習者提供學習支持。學習工具體現在基于智能終端設備，提供學生在線自習室伴學功能，助力學生學習習慣的養成；通過掃描翻譯、學習者交互點讀，以提高學習效率，助力自泛終端時代智慧教育新生態白皮書3 面向 IoT 技術的教育信息化場景實踐27主學習。學習媒介體現在虛實結合，利用 VR、AR、MR 等技術賦能學生深度學習，為學習者提供交互新體驗，增強學習體驗沉浸感。教學環境體現在重新定義教學，構建面向課前、課中、課后的全場景智慧教學環境（見圖3-9），發展智慧課堂，加速從傳統教育到智

55、慧教育的時代變革。圖 3-9 IoT 多場景學習輔助工具賦能學習3.3.3.2 身體鍛煉工具伴隨社會進程，社會越來越重視學生成長過程中的身心發展，其中，體質健康是促進學生德智體美勞全面發展中必不可少的關鍵一環。通過實時記錄、監測學生身體各項指標（見圖 3-10），如運動、心率、血氧、睡眠質量等指標，提供個性化運動指導，發現問題并及時預警，動態生成健康成長檔案，學生可了解身體健康狀況，教師與家長也能同步信息反饋，更好助力學生健康成長。泛終端時代智慧教育新生態白皮書3 面向 IoT 技術的教育信息化場景實踐28圖 3-10 IoT 系統監測學生體質健康數據3.3.3.3 心理健康工具心理健康是當下

56、學生成長與發展中需要重點關注的領域之一，創新 IoT 技術在該領域的應用是當下學生心理健康發展的需求，如基于 IoT 技術的智能終端設備提供咨詢指導、輔助學習者自主呼吸練習等手段幫助學生緩解心理健康問題，減緩心理焦慮（見圖 3-11）。圖 3-11 智能音響緩解焦慮泛終端時代智慧教育新生態白皮書3 面向 IoT 技術的教育信息化場景實踐293.3.3.4 社交情感工具作為培養人的活動,教育要重點培養學生良好的社會情感學習能力，尤其小學階段是培養良好社會情感學習能力的關鍵時期。在校期間，學生可通過智慧課桌、電子班牌、電子黑板等智能終端設備進行互動、交流，實時識別學生表情等數據，及時了解學生交互狀

57、態、心理變化（見圖 3-12）。通過對學生日常交流與情感變化的數據記錄與分析，掌握學生社交圈，對孤立學生個體及時預警，引導學生快樂、健康、科學成長。圖 3-12 IoT 為學生的社交情感提供工具泛終端時代智慧教育新生態白皮書4 基于 OpenHarmony 的智慧教育實踐304基于基于 OpenHarmony 的智慧教育實踐的智慧教育實踐4.1 OpenHarmony 操作系統構建泛終端數字底座OpenAtom OpenHarmony 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責運作。Op

58、enHarmony 遵循 Apache 2.0 協議開源，目標全場景、全連接、全智能時代，基于開源方式，為千行百業搭建一個智能終端設備操作系統數字底座，促進萬物互聯時代各行業繁榮發展。4.1.1 分布式操作系統技術支撐泛在化互聯互通萬物智聯時代發展離不開芯片和操作系統，操作系統作為鏈接軟硬件生態的核心，為千行百業發展提供了堅實數字底座，是推動各產業革新，打破發展邊界的破局關鍵。在系統技術創新應用方面，OpenHarmony 作為分布式操作系統，實現了硬件互助、資源共享等新特性，提供了多設備近場互聯技術支撐，其具有以下技術特性：1.分布式軟總線實現快連快傳分布式軟總線實現快連快傳分布式軟總線是多

59、終端設備的統一基座，為設備間無縫互聯提供了統一的分布式通信能力，能夠快速發現并連接設備，高效地傳輸信息和數據。2.分布式數據管理實現多端協同分布式數據管理實現多端協同分布式數據管理實現了應用程序數據和用戶數據的分布式管理。用戶數據不再與單一物理設備綁定，業務邏輯與數據存儲分離，應用跨設備運行時數據能無縫銜接，為打造一致、流暢的用戶體驗創造了基礎條件。3.分布式任務調度實現資源同步分布式任務調度實現資源同步泛終端時代智慧教育新生態白皮書4 基于 OpenHarmony 的智慧教育實踐31基于分布式軟總線、分布式數據管理、分布式 Profile 等技術特性，分布式任務調度構建統一的分布式服務管理機

60、制，包括服務發現、同步、注冊、調用等，支持對跨設備的遠程啟動、遠程調用、綁定/解綁以及遷移等操作，根據不同設備的能力、位置、業務運行狀態、資源使用情況，并結合用戶習慣和意圖，選擇最合適的設備運行分布式任務。4.分布式設備虛擬化實現應用融合分布式設備虛擬化實現應用融合分布式設備虛擬化平臺可實現不同設備的資源融合、設備管理、數據處理，將周邊設備作為中心設備能力的延伸，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 OpenHarmony 為底座，下鏈智能學習終端，上承智慧教育應用生態，聚合教育數字化管理平臺，打造具備無感聯通、云端協同、無縫流轉、交互便捷、系統級安全核心能力的數字教育

61、底座，構建萬物智聯泛終端智能教育生態圈。4.1.2 終端協同共享機制賦能未來教育新場景IoT 技術引領教育泛終端時代的到來，原有基于單一終端的教與學場景被打破，多終端互聯互通、數據共享、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用或單一服務的共享，也要求在技術底層（即操作系統層面）能夠共享，而基于 OpenHarmony 的分布式操作系統，不僅解決了多端聯通、數據共享等問題，還為應用流轉、自然交互、產品服務深度融合等一系列未來教育需求提供了技術保障。目前，多個廠商已推出面向教育生態的 OpenHarmony 商業發行版，包括開鴻智谷、潤和軟件、深開鴻、鴻湖

62、萬聯等，重新定義了未來教育智能終端生態，賦能學校智慧教育、家庭智慧學習、社會服務融合等未來教育場景新需求的涌現。智能技術快速發展和智能教育產品的逐漸成熟促進了學習理念革新、學習模式變革、學習服務升級，使人機協同逐漸成為未來教育場景中教育教學及學習活動開展的重要組成部分?；?OpenHarmony 聯通各類智能教育產品，建構多模態數據體系與無感自然交互機制，賦能精準教學驅動下的因材施教，實現個性化學習服務供給，通過人機協同、群智融合，創新智能化、個性化學習模式，滿足學習者不同場景中的真實學習需求。泛終端時代智慧教育新生態白皮書4 基于 OpenHarmony 的智慧教育實踐324.2 Open

63、Harmony 基礎教育案例在高質量教育體系建設進程中，基礎教育正發生深層次系統性變革，教育信息化為協同育人、智能育人提供新的發展機遇。隨著區校協同教育信息化體系的生成，基礎教育愈發重視學校信息化應用融合的深度實踐，關注新型技術在優化基礎教育教學場景、業務、機制和文化中的應用實效?；贠penHarmony 操作系統，立足多終端平臺互聯互通、全過程數據靜默采集、自然交互數字化環境創設、五育并舉全程育人、數據伴生全域評價等五大方面，產生了智慧教學、智慧學習、運動健康、校園安全、家?；ネê腿蛟u價等創新場景，構建出特色鮮明、綠色、安全、可信、自主可控的智慧教育新樣態。4.2.1 平臺互聯互通，突破

64、孤島壁壘近年來，在宏觀生態的教育信息化公共服務方面，全國各地按照“三通兩平臺”工程建設要求，積極打造教育資源公共服務平臺，并利用平臺集成教育資源和應用服務，助推了教學實踐領域教學方式以及教研形式的改革優化。但在微觀學習方式變革方面，互聯互通的學習服務生態尚未形成，為學習者提供全方位學習支持、有效支撐學習者個性化學習方面的作用未能凸顯，導致當下終端應用種類繁多、學習應用平臺林立以造成教育數據孤島。學習終端、應用平臺深度融合助力學習變革已成為教育領域數字化轉型升級的關鍵命題?；?OpenHarmony 操作系統，依托分布式操作系統的技術優勢，可有效實現各類教育終端、平臺、數據、應用、服務的互聯互

65、通，為智能終端應用融合創造更多可能。在教育終端方面，依托開源系統搭建超級終端，解決教育終端裝備中的“新-舊”難題，實現智能手寫板、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品的互聯互通，為學習者帶來快連快傳、多屏協同、跨端搜索的學習體驗。在教育平臺方面，實現多設備賬號快捷登陸、資源便捷同步，為泛在化學習、個性化學習模式建構提供了技術支持。在教育應用方面，依托開源的 OpenHarmony 操作系統，立足“一次開發，多端部署；可分可合，自由流轉；統一生態，原生智能”技術理念，依托成熟的開發套件與技術支持，助力更多應用共創共享，吸引諸多教育產品服務廠商共營，匯聚企業優勢共建智慧教

66、育生態。在教育數據方面，依托智能終端產品的互聯互通，實現全場域、全過程、全樣本、伴隨性數據采集；泛終端時代智慧教育新生態白皮書4 基于 OpenHarmony 的智慧教育實踐33依托分布式數據存儲與管理技術，搭建“超級中轉站”，實現數據的高效傳輸與管理，構建開放兼容、自主創新的高可靠性的教育數據底座；充分發揮高性能計算、大數據分析及智能分析技術，為教育業務數據分析、診斷與評估提供有力技術支撐。4.2.2 靜默采集數據，賦能精準教學教育數據體系建設是推進教育數字化轉型的重要基礎。從智能學習泛終端普適應用視角出發，IoT 技術可滿足教育數據采集、傳輸、存儲所需的基礎條件，實現伴隨式靜默采集和實時分

67、析教育教學過程數據，建構教與學過程多元數據鏈，打造全過程數據體系，建構賦能精準教學常態化實踐變教為學新勢能，服務教育教學現代化發展。4.2.2.1 智慧課堂：數據無感知靜默式采集，開啟精準教學新模式經過十多年的發展，智慧課堂從技術輔助、適應性整合走向系統性融合，促進課堂教學的師生共進性發展，實現了課堂教學生態的現代性重構。2018年，教育部在政策文件中首次明確提出“打造智慧課堂”，智慧課堂邁入了系統性融合應用新階段，依據信息化教學規律對智慧課堂平臺、資源和工具進行深度開發與應用，利用新技術激發教學要素創新?；?IoT 技術探尋智慧課堂優化升級，借助智能學習終端實現數據無感知靜默采集是智慧課堂

68、在精準教學方向形成的新突破。在技術應用與體驗提升方面，終端連接更為方便，通過智能學生證與手寫板碰一碰實現快速授權連接，完成人與設備的身份綁定，并在電子學生證及教師大屏上同步顯示鑒權信息。聯通教師備課、課堂互動、隨堂測驗、課后練習等各種場景中的自然交互需求。在課堂交互與教學調優方面，診斷學生學習過程，評價學生學習效果是精準教學的關鍵，也是班級授課環境下實現因材施教的必然途徑，傳統隨堂測試形式一般為發放紙質試卷，學生完成測試，導致學生無法第一時間獲得結果反饋，教師無法及時針對調整教學內容?；谥悄軐W習終端開展隨堂測，如利用平板電腦優化隨堂測環節：一方面，便捷課堂互動，如優化搶答、隨機抽選、表揚等。

69、另一方面，學生可在線完成測試，后臺查看反饋結果。先前，使用平板終端優化隨堂檢測面臨困難：學生在液晶屏上書寫作答，設備交互自然性不足；長期使用液晶屏常被認為對學生視力有較大影響。借助新型智泛終端時代智慧教育新生態白皮書4 基于 OpenHarmony 的智慧教育實踐34能學習終端手寫板可解決上述場景難題，實現隨堂測數據的無感靜默式采集（見圖 4-1）。圖 4-1 手寫板教學示意圖在數據采集與分析方面，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顯示，可快速將學生筆記、作業批改等上傳云端并進行數據分析，同時，保留學生書寫習慣。IoT 技術支持下的泛終端創新將持續深化這一進程。在數據

70、呈現與應用方面，實時顯示作答結果，方便教師快速分析學情，優化教學過程，增值育人成效，實現精準教學，提高課堂效率。綜上，IoT 技術環境下的泛終端為智慧課堂帶來了新的升級體驗，構建了更為智能、高效、綠色的學習環境，無感靜默數據采集與智能分析助力智慧課堂精準教學。4.2.2.2 智慧作業：作業分層布置，過程實時采集，診斷高效反饋當前，如何實現學生作業減量提質是基礎教育改革的熱點，“雙減”政策的出臺與實施掀起了中小學課堂教學、作業設計與管理等領域改革的浪潮，作業是學生核心素養培養的重要環節和載體，傳統作業布置包括“教師選題-試卷打印-學生作答-教師批卷-成績統計”等多個步驟，費時費力。教師在作業批改

71、時只能反映學生作答結果，無法掌握學生做題過程；較難及時收集整理學生錯題，無法分析教學效果并進行針對性地個性化輔導，家長也無法及時掌握學生學情。泛終端時代智慧教育新生態白皮書4 基于 OpenHarmony 的智慧教育實踐35IoT 技術支持的智慧作業可實現作業設計、作業評價、作業指導與作業管理的流程化、智能化和個性化，推動作業功能從“育知”向“育人”轉變。通過紙質作業+智能批改+網絡資源+學習泛終端共同打造新型數字化作業系統，通過分層、彈性和個性化的作業設計與管理減輕學業負擔，增強育人成效（見圖 4-2）。圖 4-2 智慧作業解決方案示意圖在智能終端互聯方面，實現智能筆硬件與主體終端自動連接，

72、保留學生傳統作業習慣。在作業設計與作答批改方面，智慧作業服務支持作業資源上傳、在線編輯、一鍵發布，學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。在數據采集與分析方面，智能筆可實時采集、上傳、分析學生書寫數據和教師批改數據，智能分析作業內容、作業總量、書寫筆跡等。在數據呈現與反饋方面，系統可根據學生作答情況生成作業報告，精準分析學情，智能化推薦學習資源。4.2.3 自然交互環境，回歸人本體驗交互式電子白板、智能終端設備、互動反饋系統等為推動信息化教學、為促進人際和人機交互提供了可能。數字時代對教師也提出了更高的要求，教師要具備更加專業的信

73、息化教學能力，但在教育實踐中，教師基于智能終端設備開展教學活動面臨著一定挑戰，如教師的常規操作步驟流程繁瑣（見圖4-3），課前準備、設備調試、資源調用等花費了教師更多的時間和精力，如泛終端時代智慧教育新生態白皮書4 基于 OpenHarmony 的智慧教育實踐36何減少教師上課準備時間，實現師生自然交互、提升技術裝備易用性、避免設備故障等以提高課堂效率、提升教學質量是關鍵。圖 4-3 課前準備流程示意圖IoT 技術在智慧教育中的應用能目標上述問題的解決，讓教師、學生與智能學習終端無感交互，在硬件互聯、數據共融、功能聯通、流程便捷的生態環境中更高效的開展教與學活動。結合 OpenHarmony

74、操作系統優勢，創新“課前準備三個一”解決方案（見圖 4-4），即一碰掌控教室、一鍵情景設定、一劃互動傳屏。圖 4-4 課前準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；一鍵情景設定：支持場景自定義，只需按下已設定的情景按鍵，實現燈、風泛終端時代智慧教育新生態白皮書4 基于 OpenHarmony 的智慧教育實踐37扇、空調、電子白板等多個設備的統一設置；一劃互動傳屏：平板電腦與電子白板實現同屏互傳，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教師身份綁定，完成設備之間的多終端協同、統一鑒權?；谄桨咫娔X開展教學活動時，老師可定向選擇并呈現學生作答情

75、況，實時大屏互傳，亦可反向操作學生平板電腦等?！罢n前準備三個一”方案創新源于OpenHarmony 操作系統的多屏互動組件為帶屏設備提供了底層互聯能力，以互動大屏為中心，結合老師或學生用平板電腦、手寫板等智能終端設備，基于攝像頭、麥克風等設備的分布式能力，構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新境界。4.2.4 全場景數智賦能，服務學生健康發展隨著云計算、大數據、人工智能、物聯網等新技術發展，技術、教學法與空間融合重構的可能性日益增強（Pedagogy-Space-Technology,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活動新趨勢，場景

76、重構著人與時間、空間、學習內容、技術工具，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，堅持教育數字化轉型背景下的“應用為王”原則，科學分析五育并舉、安全健康、家校協同等新時代教育需求，促進 IoT 技術與學習環境創設、個性化學習、業務管理的有機融合，提升教育、教學、管理業務水平，服務學生全面發展、健康發展和個性化發展。4.2.4.1 智慧體育：體測訓練數據管理分析，科學支撐體育考試體育教育對全面發展素質教育、落實五育并舉工作具有重要意義，能夠推動基礎教育高質量發展取得新成效，隨著智能技術發展，體育教育教學監測已不滿足于對學生運動數據的收集，而是趨向更深入的數據分析，以創

77、新智慧體育新模式?；?IoT 技術的智慧體育終端能及時采集學生運動數據、推介適切的運動項目、形成學生運動健康數據庫等，以解決體育教育教學痛點問題。智慧體育是以云計算、大數據、人工智能、物聯網等新興信息技術為基礎，通過應用智能可穿戴設備、傳感設備和運動訓練監測系統等，實現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據，形成可供預測、計劃、判斷的科學育人知識體系，為體育教育教學需求提供理論依據和科學決策。泛終端時代智慧教育新生態白皮書4 基于 OpenHarmony 的智慧教育實踐38如智慧教育中的智能跳繩終端就是服務五育并舉需求的創新實踐形態，依托智能跳繩的精準計數、伴隨式運

78、動數據采集、對比分析服務，取代傳統人工統計學生跳繩成績的方式，幫助體育老師從繁瑣的數量統計工作中解放出來，聚集到學生健康發展的個性化指導和促進學生的德智體美勞全面發展（見圖4-5）。圖 4-5 運動健康解決方案示意圖該案例中，在智能終端互聯方面，學生手持電子學生證與智能跳繩碰一碰實現設備互聯，學生運動數據通過藍牙傳輸到電子學生證，電子學生證再通過4G 通信把運動數據上傳到云端服務，通過智慧體育教學系統進行數據分析，自動生成學生運動數據報告。在數據分析與呈現方面，按照層級劃分，主管領導可查看年級運動數據，教師可查看班級運動對比數據，家長亦可查看學生運動數據并推薦運動方案以督促學生健康發展。通過

79、OpenHarmony 操作系統的底層鑒權和伴隨式數據采集分析，實現人、運動設備的快速綁定，運動數據實時采集，為學生建立健康數據檔案，為學生運動健康監測提供數據支撐，逐步構建從數據收集、分析、反饋和精準評價的智慧體育教學體系。4.2.4.2 智能校園安全：多功能電子學生證為學生健康安全保駕護航建設更加安全的校園環境是時代發展的關鍵特征，是學校、社會與家庭的共同期望。提高安全風險防控能力，杜絕安全事故發生，將校園危險因素消滅在萌芽狀態，是現代校園安全管理的主要訴求。伴隨云計算、大數據、人工智能和物聯網技術的快速發展，智能安防系統已成為智慧校園建設的重點任泛終端時代智慧教育新生態白皮書4 基于 O

80、penHarmony 的智慧教育實踐39務。當前，如何最大化整合離散化、多系統的安防設備，無感化、輕量化、智能化、合倫理化維護學生安全和校園安全是智能校園安全建設的痛點問題。如研發基于 OpenHarmony 操作系統的電子學生證，并以此為載體，打通智能校園安全系統建設全流程。實現入校無感考勤、實時追蹤定位學生位置、遇到緊急情況一鍵求助、疫情防控下學生體溫檢測數據自動上報等功能，為學生健康安全保駕護航。4.2.4.3 家校協同共育：打通校園與家庭學習空間，構建家校共育新模式傳統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”政策的實施，學習場景更加聚焦學校、家庭及家校協同

81、?；?IoT 技術的融合應用為家校協同育人提供了新路徑和新模式，對提升協同育人成效、賦能“雙減”落地生效提供了技術保障，有助于構建開放靈活的教育教學實踐體系。如基于 OpenHarmony 操作系統的電子學生證，助力家校共育以及居家自主學習，打通校園與家庭學習場景，學生回家后使用學生證與智能終端設備碰一碰即連接成功，支持查看課堂實錄、學情分析數據、學習資源精準推送，有效解決家長作業輔導難題。學生通過自主學習，完成課后作業，作業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生校內學習、生活、作業完成情況、運動健康報告等綜合數據，獲取學生個性化成長報告，滿足家長監督與學生

82、自主學習需求，從而能夠實現交互便捷、數據貫通、教育教學流程重構創新的新型家校共育模式。4.2.5 全域評價創新，以評價創新引領人才培養基于 OpenHarmony 的教學場景涉及家庭、學校等融通性環境，家庭以智慧學伴為中心，學校以教、學、評、研、管等全場景、全業務流程、全過程數據伴生為主線，推進教育評價創新發展，促進全域評價發展深化（見圖 4-6），并為學生提供邁向未來的發展環境，以提供適切、舒適的學習環境為目標，關注學生學習場景下光照度、溫度、濕度、噪音等智能化調優；隨時記錄學生學習過程情緒調控、專注力以及心理測評結果等，及時反饋，隨時掌握學生心理發展狀況、預測學生發展趨勢；及時提醒學生學習

83、過程坐姿行為規范，結合學生身高、體重等指標，定時提示學生適當運動；保護學生視力健康，及時提醒學生適度放松，緩解用眼疲勞；設置青少年模式，引導學生使用電子設備合理時長。關注學生閱讀習慣養成及控制學生電子化閱讀行為，泛終端時代智慧教育新生態白皮書4 基于 OpenHarmony 的智慧教育實踐40如可通過語音控制提供符合學生認知特點語言故事等；以學生自控力培養為重點，定制個性化學習計劃，并檢測學生學習時長等數據。圖 4-6 評價指標體系以評價創新促進學習發展。實現教室光照度、溫度、濕度、噪音等環境要素的智能控制與管理，重組教室環境以滿足不同學習方式要求，支持探究學習、合作學習、項目學習等；創新教育

84、形態，關注作品生成及創新成果，促進學生創造力與問題解決等核心素養培養。關注作業質量，及時了解學生知識點掌握情況；結合教學內容實現智能組卷、隨堂評測、學生掌握情況及時反饋和學習分析，提供針對性強、滿足學生個性化學習的資源和工具；關注測評與考試數據，通過數據了解學生階段性學習效果，基于學生個性化、階段性測評與考試數據分析，動態了解學情情況，如學生偏科、學科知識點掌握等情況；構建滿足學生個性化學習的學科知識圖譜，發展涵蓋各學科知識點理解水平錯題庫、學習資源等，面向全體學生實現分層教學、滿足不同學生學習需求。階段性了解學生課堂表現、學習投入情況及學生的社交網絡；記錄學生參與活動情況、學生發展特長等，通

85、過過程性的數據積累，實現學生的綜合素質評價；全程記錄學生學習過程性數據以及學生行為表現性數據，形成學生電子檔案袋，記錄學生成長過程，關注學生全域發展。實現師生交互、生生交互、師生媒體交互，通過物聯化多元交互設備實現智能分析，聚焦學生創造力與問題解決、作業表現、學業成績、五育發展，形成學生數據模型，了解班級學生整體發展趨勢和個性化發展需求。泛終端時代智慧教育新生態白皮書4 基于 OpenHarmony 的智慧教育實踐41以評價發展助力教師專業成長。通過平臺記錄學生在校表現情況，包括互助分享、班級表現、集體榮譽獎勵、班級事務參與等方面，同時，家長可及時了解學生在學校情況，實現家校共育。動態采集分析

86、課堂教學活動，基于數據分析，助力主管教學領導、學科組長進行科學決策，了解教師教學情況，提高教學質量，促進教師改進教學。了解教師專業發展與社群參與、教研專題參與、課例案例貢獻、課題研究發展等情況，實現教師專業發展能力畫像。通過教師專業發展動機表現和社群網絡，了解教師教研重點關注方向，推薦針對性教研時間、地點、內容等信息以及適切資源，供教師個性化選擇。根據教師教研需求，教務領導、學科組長針對教師不同關注方向，方便教師選擇性參與。同時，記錄階段性學校、學科組教研基本情況，如不同教研專題、擬解決教學問題等。在主題遞進式閉環教研中，記錄教師參與情況如完成率、達標率、貢獻率、課堂聽評課等，了解學校校本教研

87、關注領域及學校校本教研側重點等，教務領導、學科組長等可了解不同教師參與情況。學校領導等可了解學校課題開展類型、質量和影響力，基于不同學科組、年級組等進行決策。形成教師專業發展能力畫像，基于教師評價數據對學校教師職稱評定及專業發展提供科學依據。以評價數據聯通促進家校協同育人。打造智慧學伴家庭場景，創新 IoT 技術賦能的學生學習舒適家庭環境，為學生提供綠色健康的互聯網環境在線學習服務，聯動家校協同意義下的學生身體和心理健康支持，在學生學習的過程中通過數據采集、數據分析和學生個性化畫像了解學生學習習慣，制定適合學生個性化學習的解決方案，發展學生面向未來成長學習力，提高學生學習效率和學習質量。以評價

88、圖譜建構促進學生、教師及學校時代發展。以學生畫像、教師畫像、學校畫像為依托，關注學生綜合數據建模、教師全息數據建模、全業務流數據建模。學生數據包括如學生行為數據、學業數據、綜合素質評價等學生綜合數據。教師數據包括如學科教學情況、教師教研情況、課題參與情況、獲獎情況等教師全息數據。學校數據包括如教學測評、學生體育健康、學校門禁使用、學校物聯感知等全業務流數據，構建覆蓋教、學、評、研、管等學校全場景全過程數據伴生性應用服務，實現高效課堂互動支撐、學力圖譜建構、評測考試評價賦能、德育評價增效、教研發展引領以及精準管理提質，基于各類數據建模，形成決策駕駛艙，呈現學校整體發展趨勢和師生個性化發展需求，實

89、現科學、高效、精準管理和綜合治理。泛終端時代智慧教育新生態白皮書4 基于 OpenHarmony 的智慧教育實踐424.3 OpenHarmony 助力 STEAM 教育生態重構2022 年，教育部印發義務教育課程方案和課程標準（2022 年版），指出“各門課程用不少于 10%的課時設計跨學科主題學習”，通過跨學科主題活動突出課程育人價值和發展學生適應力、勝任力、創造力價值，培養學生科技時代創新思維，滿足學生多樣化學習需求，提升教師跨學科教研能力，這與STEAM 教育強調跨學科交叉融合、培養學生綜合運用多學科知識解決復雜問題能力的理念同向發展。STEAM 教育是跨學科整合科學（Science）

90、、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Arts）、數學（Mathematics）多領域內容的綜合教育，目的是培養學生解決復雜問題的能力，已成為知識經濟時代下全球性科技教育戰略，伴隨學科教學中融入跨學科融合教育發展的趨勢，STEAM 教育作為跨學科教學典型模式，有著日益重要的時代機遇。在數字時代，物聯網、云計算、機器人等新一代信息技術的飛速發展正引發STEAM 教育生態系統性變化。IoT 技術賦能的教育產品應用與服務為創新豐富的 STEAM 教育資源共享機制、高質量 STEAM 課程和創造相互關聯的STEAM 跨學科具身學習體驗帶來了發展契機，有助于創建更普適、更

91、專業、更有效能的 STEAM 教育生態。在現階段的領域實踐中，STEAM 教育主要活躍在中小學科學教育、信息科技教育中，培養學生實踐創新能力，并常被細化為三種教育類型：科學素養類、機器人編程類和軟件編程類。隨著 IoT 技術的發展，面向青少年人工智能、物聯網開發的圖形化編程平臺和智能硬件在 STEAM 教育中發揮著越來越重要的作用，正成為培養學生創造性思維、計算思維的重要實踐形態。4.3.1 智能教育可編程硬件機器人教育融合了物理、化學、生物、藝術、工程等多學科知識,是 STEAM教育的形態之一，旨在培養學生創新精神、實踐能力、科學素養、計算思維以及綜合能力。在基礎教育階段，機器人編程是最易觸

92、發青少年學習興趣的領域，機器人編程依賴于可編程硬件，隨著 IoT 技術的發展，可編程硬件功能逐漸豐富，趨向于模塊化和智能化。物聯網技術支持下的 OpenHarmony 可為機器人編程帶來聯動的 STEAM 教育效果，基于 OpenHarmony 的可編程教育開發板（見圖 4-7）具有如下優勢：第一，產品尺寸小易收納；第二，集成多種傳感器及其技術，集成了語音識泛終端時代智慧教育新生態白皮書4 基于 OpenHarmony 的智慧教育實踐43別、溫濕度傳感、LED 點陣屏幕、光線傳感器、麥克風、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，可實現與各種電子元

93、件（見圖 4-8）的交互，適用于各類編程教學及應用實驗課程，亦可廣泛應用于電子游戲、聲光互動、機器人控制、科學實驗、可穿戴設備開發等豐富場景中。圖 4-7 基于 OpenHarmony 的可編程教育開發板圖 4-8 可編程硬件4.3.2 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內容，青少年可以采用圖形化編程，配套基于 OpenHarmony 和國產芯片的編程學習開發板，泛終端時代智慧教育新生態白皮書4 基于 OpenHarmony 的智慧教育實踐44支持 AI 人工智能與 IoT 物聯網功能，只需拖動圖形化程序塊即可完成編程，還可使用 Python 等高級編程語言，滿

94、足學生信息科技教育的需求。學生在使用智能教育編程平臺的過程中，聚焦真實情境的復雜問題，理清解決思路，設計實施步驟，設計與執行程序，歷經解決問題全過程，有效鍛煉學生計算思維?；?OpenHarmony 的青少年人工智能教育平臺（見圖 4-9）軟硬結合與跨端協同為圖形化編程提供了很多的真實問題情境與產品案例（見圖 4-10），引導學生在 STEAM 教育中接觸新興智能產品、學習新技術，最終實現創新創造。圖 4-9 可以用圖形化和 python 編程的平臺圖 4-10 編程與跨端協同的各類有趣場景示意圖泛終端時代智慧教育新生態白皮書4 基于 OpenHarmony 的智慧教育實踐45STEAM 教

95、育不僅是深化教育改革創新的發展趨勢，也是提高教育質量和推動教育現代化發展的重要選擇。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，讓學生沉浸于游戲化編程，在“玩中學”的過程中，主動嘗試、探索與創造性解決復雜問題，有效培養學生問題提出能力、合作能力，提高學生計算思維、創新思維，培養創新人才。4.4 OpenHarmony 高等教育和繼續教育案例教育部關于加快建設高水平本科教育全面提高人才培養能力的意見指出，要全面統籌管理各級各類教學、科研實驗室，構建學科專業交叉融合、科教緊密結合、資源優化整合的智慧型開放教學實驗中心。隨著云計算、大數據、人工

96、智能、物聯網等新技術蓬勃發展，實驗教學示范中心的建設和發展迎來了新的機遇。隨著科技賦能教育創新進程深化發展，傳統學習模式正發生深刻變革。教育智能硬件正在教育領域“大展身手”，賦能智慧實驗中心建設。智慧實驗是實驗教學與信息技術深度融合的產物,是教育信息化發展的新陣地。近年來，各大教育裝備廠商面向高等教育和繼續教育階段需要，推出了實踐教學的 OpenHarmony 教育產品（見圖 4-11）。在智慧實驗教學實驗中心創建進程中，基于 OpenHarmony 硬件產品形態經歷了單個開發板、實驗箱、實訓室等不同形態，已實現基于 OpenHarmony 的全場景創新實訓中心演變，比如 OpenHarmon

97、y 全場景實驗箱，集成了 OpenHarmony 輕量系統開發平臺、小型系統開發平臺、標準系統開放平臺，可進行 OpenHarmony 全場景、全系統類型的教學、實訓和學生畢業設計等課程，同時，配備 20 多款傳感器外設，豐富案例實驗和綜合實踐教學場景。泛終端時代智慧教育新生態白皮書4 基于 OpenHarmony 的智慧教育實踐46圖 4-11 OpenHarmony 全場景實驗箱實訓中心是在開發板、實驗箱形態基礎上，打造面向高等學校教學領域OpenHarmony 全場景創新開放教學實驗中心方案。該方案的目標是在高校系統開展面向國產 OpenHarmony 的全場景創新開發人才培養體系，具體

98、依托 OpenHarmony 全場景開發實訓平臺，設計基于 OpenHarmony 的實訓教學場景，圍繞課程體系、師資培訓、科學研究、競賽活動、考試認證、展示中心、學生創新創業等進行 OpenHarmony 人才培育。面向繼續教育階段的全場景創新開發平臺，包含硬件的實訓平臺和配套的一體化在線開發平臺（見圖 4-12）。圖 4-12 全場景創新開發平臺示意圖泛終端時代智慧教育新生態白皮書5 萬物互聯時代教育行業新生態475萬物互聯時代教育行業新生態萬物互聯時代教育行業新生態5.1 面向全場景賦能的智慧教育產業生態“政府引導、企業參與、學校應用、服務驅動”是新時期我國教育信息化工作推進的基本方針，

99、企業力量的積極參與，將為我國智慧教育的建設與發展提供強大的技術保障和運營支持，2022 年，在教育數字化戰略轉型發展背景下，建構公共服務普惠支撐、社會服務生態精致賦能、數智技術助力教育智能發展需求正日益深化，物聯技術正成為教育數字化轉型與智能化升級的關鍵技術力量。近年來，互聯網巨頭、教育類企業、智能技術提供商、大數據/云計算平臺提供商等緊跟未來教育智能化、個性化、多樣化發展方向，紛紛服務智慧教育市場。目前，來自不同企業的智能教育產品連通困難，需要打破“孤島”現象，通過匯聚云計算、大數據、人工智能、物聯網等技術優勢，實現萬物智聯化、數據化，實現不同用戶群體、不同終端設備、不同系統平臺、不同應用場

100、景之間的互連互通，構建全場景賦能的智慧教育新生態。在硬件設施方面，未來多種形態的智能教學終端設備將加速升級，包括智能教學終端、作業掃描終端、錄播室、智慧圖書館終端、實驗設備、監控設備、便攜智能終端、各類傳感器等。智慧教育產業需要將來自不同服務商種類繁多的終端通過云計算技術進行有效連通，實現硬件資源共享，連通多元教學場景。企業將努力使智慧教育產品應用覆蓋課堂、校園、家庭、場館、戶外等正式和非正式學習場景，實現對教學、教研、管理等各環節領域數據的實時感知、采集、監控和利用，促進智慧教育行業全場景信息交互和集成協作。以此為智能時代教育服務水平提升和教學模式優化提供底層技術支持，構筑基于 IoT 技術

101、的智慧教育新生態。泛終端時代智慧教育新生態白皮書5 萬物互聯時代教育行業新生態48在軟件系統方面，經歷了學校自主采辦階段和區域集約化供給階段，目前教育信息化正在走向“云-邊-端”體系架構，由國家、區域或企業提供云端系統和服務?；谠品漳Ｊ?，將助力學校建立備課、教學、學習、研修和管理一體化工作智能平臺，建立教育教學活動情況大數據采集和分析平臺，形成智能生態育人環境，并能夠持續迭代優化，為各項教育活動提供有效支撐。在資源和學科教學工具方面，應繼續開發服務學科深度理解和體驗知識、感悟和探究知識所需的各類支撐性工具。教學和學習平臺需要持續優化升級，實現動態分析教師教學和學生學習質量情況。教師研修平臺

102、需要實現動態評價教師、教研組、年級組等教研、教學實踐水平，精準安排教學、教研和培訓活動。管理平臺需要實現利用運行狀況大數據，動態監測教職工及學生在校實時狀況、重點工作完成情況、學校安全狀況、學校辦學水平，實現學校精準化管理，實現行政管理工作流程化、規范化和標準化，并通過信息化手段建立科學的決策流程等。在教育服務發展方面，教育企業需要持續為物聯時代的智慧教育發展提供優質的產品服務。企業作為智慧教育產品的開發主體，應當充分發揮企業的技術和人力資源優勢，研制出符合相應技術標準的優質教育產品，并提供后續質量改進和技術支持等服務。服務商將通過技術支持與培訓等方式創新主動服務并滿足用戶對優質教育產品的需求

103、，提高用戶滿意度。針對產品使用區域或學校，企業配備專門的技術維護服務人員，做好技術維護、維修工作，保證設備正常運行，并根據師生實際應用情況對產品進行改進，形成更用戶友好、簡潔易用、成熟穩定的智慧教育產品。5.2 萬物互聯時代教育體系重構性變革放眼時代進程，新一輪工業革命發展加速著學校形態改變，當前學校人才培養已經不能滿足未來社會的要求，未來學校呼之欲出。世界經濟論壇（World Economic Forum）于 2020 年發布了一份題為未來學校：為第四次工業革命定義新的教育模式的報告，談到在未來學校新的教育模式，應創建具有四個關鍵特征的學習生態系統：個性化和自定進度的學習，可及性和包容性學習

104、，基于問題和協作的學習，終身學習和學生自驅動的學習。學校將利用物聯網、XR（VR、AR、MR）、人工智能等技術將多感官學習方式（視覺、聽覺、觸覺）整合到現有課程中，促進全納教育，增加學習可及性，幫助學生以不同方式接觸學習材料，即使身體殘疾、身處戰亂、缺少基礎設泛終端時代智慧教育新生態白皮書5 萬物互聯時代教育行業新生態49施的學生也能夠有學習的機會。在豐富技術環境支持下，學校教育將發生結構性變革，能夠通過相互融通的學習場景、靈活多元的學習方式和富有彈性的學校組織形態，形成個性化學習支持體系，為學生提供個性化、可定制的教育。面向當下發展，轉變教育教學理念，創新教學方式，滿足新一代學習者學習訴求，

105、是當前教育變革的基本特征，因此，協同協作、知識建構、有效溝通、面向現實世界問題解決和創新、利用技術達成深度學習和學習者自我調節等作為 21 世紀學習的內涵備受關注。為了應對未來社會的挑戰，培養面向 21世紀的創新人才，學校教育教學正在發生深刻變革。當前，人才培養目標從“雙基”、“三維目標”轉變為“核心素養”，凸顯了學校教育的育人目標和課程教學的改革方向?；谠朴嬎?、大數據、人工智能、物聯網等豐富技術環境，教育教學將采用多樣化教學策略和形成性評價，推進新技術與學科教學、跨學科教學深度融合，加速由班級授課制向個性化學習過渡，在這一趨勢下，教學模式將發生根本性變革，教學準備從備課到學習設計，教學過程

106、從講授到學習活動組織，教學評價從學期考試到關注學習全過程，重視對學習過程的支持服務，進而以云計算、大數據、人工智能、物聯網為技術支持的混合學習和聯通學習受到越來越多學習者的青睞。當前，從整個教育體系發展進程看，云計算、大數據、人工智能、物聯網等技術已經在基礎教育、高等教育、職業教育、繼續教育等領域均產生深刻影響，IoT 技術發展正催化技術賦能成效，引起了整個教育體系深層次、系統性和結構性變革。中國教育現代化 2035提出，要建成服務全民終身學習的現代化教育體系，并發揮統領作用，其主干是搭建溝通各級各類教育、銜接多種學習成果的終身學習立交橋，在正規教育、非正規教育、非正式學習領域創新服務業態，平

107、衡政府和市場資源配置機制，形成多樣化教育與學習服務有序健康發展格局。這將是建成“人人皆學、處處能學、時時可學”的學習型社會頂層設計方案?，F代化教育體系建設將涵蓋國民教育體系關鍵階段，圍繞普及有質量的學前教育、實現優質均衡的義務教育、全面普及高中階段教育、職業教育服務能力顯著提升、高等教育競爭力明顯提升、殘疾兒童少年享有適合的教育等六大重點細化部署，最終，通過變革教育治理方式，使教育管理體制和制度體系更加系統完備、科學規范、運行有效，形成政府、學校、社會依法共同參與教育治理的制度保障。2021 年中華人民共和國國民經濟和社會發展第泛終端時代智慧教育新生態白皮書5 萬物互聯時代教育行業新生態50十

108、四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要繼續提出要深化教育體系改革，“發揮在線教育優勢，完善終身學習體系，建設學習型社會”。同年，聯合國教科文組織面向全球發布共同重新構想我們的未來：一種新的教育社會契約（Reimagining our futures together:A new social contract for education）報告，探討和展望面向未來乃至 2050 年的教育。隨著人工智能、自動化和結構轉型重塑全球就業格局，要建立一個和平、公正和可持續的未來，亟須教育轉型。云計算、大數據、人工智能、物聯網等各類信息技術應用旨在支持學校創新，以新的教學法、課程、教師職能、學校愿景和教

109、育時空等革新教育，重新設計學校建筑、空間、時間安排、課程表和學生分組，連接現實的和虛擬的學習場所，并發揮每種場所的優勢。在諸多的技術形態中，IoT 技術作為學習空間融合的橋梁將物理空間和信息空間直接進行連接，保證了融合學習空間中數據、目標、內容、活動、場景、評價等要素的流轉與共享，形成縫銜接的學習鏈條，催化了技術賦能教育創新的復合性效能，在這些持續迭代、復合賦能技術發展支撐下，學前教育、義務教育、高中教育、高等教育、職業教育、繼續教育等各教育領域均會實現重構性變革，終身教育日益發展?？傊?，中國教育現代化進程和全球教育創新發展的時代潮流愈發凸顯智能時代教育與科技雙向賦能的時代圖景，通過人和技術相結合實現教育發展新的可能，創建新的教育制度、模式和系統，使學習者掌握生活技能和創新創造技能，以更好地適應未來工作，滿足生產力發展的需求。泛終端時代智慧教育新生態白皮書6 參編單位6參編單位參編單位數字學習與教育公共服務教育部工程研究中心（依托單位：北京師范大學）華為終端有限公司中國信息協會教育分會華東師大上海數字化教育裝備工程技術研究中心華南師范大學教育信息技術學院湖南開鴻智谷數字產業發展有限公司江蘇潤和軟件股份有限公司鴻湖萬聯（江蘇）科技發展有限公司濟南博賽網絡技術有限公司*以上排名不分先后