【摘要】新一輪科技革命浪潮來(lái)襲，準(zhǔn)確把握科技革命賦能教育創(chuàng)新變革的實(shí)踐路徑成為新時(shí)代建設(shè)高質(zhì)量教育體系的核心問(wèn)題。學(xué)習(xí)環(huán)境變革與升級(jí)作為科技賦能教育的重要基礎(chǔ)，呈現(xiàn)出與社會(huì)發(fā)展與時(shí)俱進(jìn)、與教育轉(zhuǎn)型同頻共振、與學(xué)習(xí)主體共融互促的演化特征。新一代學(xué)習(xí)環(huán)境在多模態(tài)感知、全鏈條分析、跨場(chǎng)域融通以及人機(jī)協(xié)同四個(gè)方面將迎來(lái)新的技術(shù)突破，為在教育活動(dòng)中加強(qiáng)多維學(xué)習(xí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、構(gòu)建多粒度學(xué)習(xí)者畫(huà)像、開(kāi)展精準(zhǔn)化教學(xué)決策以及豐富自適應(yīng)學(xué)習(xí)支持與服務(wù)等方面提供更優(yōu)質(zhì)的教學(xué)支持服務(wù)?；诩夹g(shù)突破與服務(wù)升級(jí)，新一代學(xué)習(xí)環(huán)境將在賦能“以人為中心”的教育技術(shù)集群創(chuàng)新、深化人工智能教育應(yīng)用場(chǎng)景與服務(wù)設(shè)計(jì)、打造教育高質(zhì)量發(fā)展的中國(guó)方案和國(guó)際樣板等方面提供重要支撐。
【關(guān)鍵詞】科技賦能教育 新一代學(xué)習(xí)環(huán)境 技術(shù)突破 場(chǎng)景創(chuàng)新 價(jià)值內(nèi)涵
【中圖分類(lèi)號(hào)】G434 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A
【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2023.20.008
李艷燕，北京師范大學(xué)教育學(xué)部教授、博導(dǎo)，教育技術(shù)學(xué)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任。研究方向?yàn)槿斯ぶ悄芙逃龖?yīng)用、智慧教育、學(xué)習(xí)分析。主要著作有《人工智能教育應(yīng)用》、《數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的在線協(xié)作學(xué)習(xí)交互分析：模型、工具與實(shí)踐》等。
人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等信息技術(shù)的迅猛發(fā)展驅(qū)動(dòng)新一輪科技革命浪潮的來(lái)襲，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)生顛覆性的變革與創(chuàng)新。在教育領(lǐng)域，如何準(zhǔn)確把握新一輪科技革命賦能教育創(chuàng)新變革的實(shí)踐路徑成為新時(shí)代建設(shè)高質(zhì)量教育體系的核心問(wèn)題。黨的二十大報(bào)告明確提出：“推進(jìn)教育數(shù)字化，建設(shè)全民終身學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)型社會(huì)、學(xué)習(xí)型大國(guó)”。[1]習(xí)近平總書(shū)記在主持中共中央政治局第五次集體學(xué)習(xí)時(shí)指出：“教育數(shù)字化是我國(guó)開(kāi)辟教育發(fā)展新賽道和塑造教育發(fā)展新優(yōu)勢(shì)的重要突破口”，并強(qiáng)調(diào)要“進(jìn)一步推進(jìn)數(shù)字教育，為個(gè)性化學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)、擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)教育資源覆蓋面和教育現(xiàn)代化提供有效支撐”。[2]可以說(shuō)，新一代信息技術(shù)的迅猛發(fā)展為創(chuàng)新教育模式、重塑教育未來(lái)注入了新的動(dòng)力，為推進(jìn)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了重要支撐，為建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)提供了重要保障。
升級(jí)學(xué)習(xí)環(huán)境是科技賦能教育的重要基礎(chǔ)。利用新一代信息技術(shù)，推動(dòng)設(shè)備、環(huán)境與人聯(lián)結(jié)起來(lái)，構(gòu)建跨時(shí)空、開(kāi)放融合的泛在新型教育環(huán)境，可以有效促進(jìn)學(xué)校、家庭和社會(huì)的協(xié)同共融，打造規(guī)模化“因材施教”的教育新生態(tài)。[3]國(guó)務(wù)院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中明確指出，要“開(kāi)發(fā)立體綜合教學(xué)場(chǎng)”;“建立以學(xué)習(xí)者為中心的教育環(huán)境，提供精準(zhǔn)推送的教育服務(wù)，實(shí)現(xiàn)日常教育和終身教育定制化”。[4]因此，如何對(duì)學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行變革與升級(jí)，創(chuàng)設(shè)智能、開(kāi)放、融通的新一代學(xué)習(xí)環(huán)境，成為教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下亟待解決的重要議題。
學(xué)習(xí)環(huán)境的發(fā)展演化與時(shí)代變革
學(xué)習(xí)環(huán)境是人類(lèi)學(xué)習(xí)發(fā)生的重要場(chǎng)所，承載著學(xué)習(xí)活動(dòng)的發(fā)生。其演變歷程與社會(huì)時(shí)代特征、教育發(fā)展方向以及學(xué)習(xí)主體教育需求高度相關(guān)。
學(xué)習(xí)環(huán)境伴隨社會(huì)發(fā)展演變升級(jí)。從社會(huì)發(fā)展的時(shí)代特征看，人類(lèi)社會(huì)先后歷經(jīng)農(nóng)業(yè)社會(huì)、工業(yè)社會(huì)、信息社會(huì)，并正在向智能社會(huì)轉(zhuǎn)型。整體來(lái)看，智能社會(huì)下的學(xué)習(xí)環(huán)境具有拓展時(shí)空、聯(lián)結(jié)社群、賦能主體等關(guān)鍵特征。拓展時(shí)空層面，新一代學(xué)習(xí)環(huán)境將不再受到時(shí)間和空間限制，學(xué)習(xí)空間從單一的學(xué)校物理空間拓展到校內(nèi)、校外相互融通的泛在空間，包括從線下拓展到線上線下相融合，從教室延伸到職場(chǎng)、社區(qū)、家庭等社會(huì)性場(chǎng)域，成為連接正式與非正式學(xué)習(xí)空間的泛在環(huán)境，為學(xué)習(xí)者提供了“隨時(shí)隨地”開(kāi)展學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。聯(lián)結(jié)社群層面，在新一代學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)習(xí)將不再是孤立的個(gè)體行為，而越來(lái)越強(qiáng)調(diào)社群的聯(lián)結(jié)和合作。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和社交媒體的支持下，學(xué)習(xí)者可以通過(guò)在線平臺(tái)加入學(xué)習(xí)社群、討論組或論壇，與其他人分享知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和觀點(diǎn)。這種學(xué)習(xí)社群的聯(lián)結(jié)有助于拓展學(xué)習(xí)者的視野，促進(jìn)多元化的思考和學(xué)習(xí)方式，并且增強(qiáng)學(xué)習(xí)者的社交能力。賦能主體層面，新一代學(xué)習(xí)環(huán)境將促使學(xué)習(xí)變得更加個(gè)性化。通過(guò)人工智能和學(xué)習(xí)分析技術(shù)，學(xué)習(xí)平臺(tái)可以根據(jù)學(xué)習(xí)者的行為和學(xué)習(xí)表現(xiàn)，提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)建議和資源推薦，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)動(dòng)力。
學(xué)習(xí)環(huán)境與教育轉(zhuǎn)型同頻共振。學(xué)習(xí)環(huán)境的不斷演進(jìn)與教育轉(zhuǎn)型息息相關(guān)，在我國(guó)教育改革和發(fā)展中所提出的不同學(xué)習(xí)環(huán)境特色也反映了教育發(fā)展和改革的變遷歷程。在“十五”和“十一五”期間，學(xué)習(xí)環(huán)境以“可感可見(jiàn)型”的信息化物理學(xué)習(xí)環(huán)境為特色。最典型的三種模式分別是農(nóng)村中小學(xué)遠(yuǎn)程教育工程的教學(xué)光盤(pán)播放點(diǎn)、衛(wèi)星教學(xué)收視點(diǎn)以及計(jì)算機(jī)教室。在“十二五”期間，網(wǎng)絡(luò)化虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境成為主要特色?！秶?guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》提出，把教育信息化納入國(guó)家信息化發(fā)展整體戰(zhàn)略，超前部署教育信息網(wǎng)絡(luò)；提高中小學(xué)每百名學(xué)生擁有計(jì)算機(jī)臺(tái)數(shù)，為農(nóng)村中小學(xué)班級(jí)配備多媒體遠(yuǎn)程教學(xué)設(shè)備；建立數(shù)字圖書(shū)館、虛擬實(shí)驗(yàn)室、開(kāi)放靈活的教育資源公共服務(wù)平臺(tái)等。[5]在“十三五”期間，學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)一步呈現(xiàn)出數(shù)字化、智能化的虛實(shí)融合的特征?！督逃筷P(guān)于加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間建設(shè)與應(yīng)用的指導(dǎo)意見(jiàn)》提出，“將空間作為基于信息技術(shù)教育教學(xué)的基本環(huán)境”，“加快推進(jìn)人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)的學(xué)習(xí)型社會(huì)建設(shè)”。[6]智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)成為重點(diǎn)，包括智能校園、基于大數(shù)據(jù)智能的在線學(xué)習(xí)教育平臺(tái)，以及立體綜合教學(xué)場(chǎng)等。在“十四五”期間，學(xué)習(xí)環(huán)境更加強(qiáng)調(diào)智能互聯(lián)和人機(jī)協(xié)同創(chuàng)新?！秶?guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》提出建設(shè)數(shù)字國(guó)家和網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)，建立適應(yīng)教育模式變革的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間；建立網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下開(kāi)放學(xué)習(xí)模式，鼓勵(lì)更多學(xué)校應(yīng)用在線開(kāi)放課程。[7]整體來(lái)看，伴隨著教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深入，學(xué)習(xí)環(huán)境正向數(shù)字化和智能化的方向快速發(fā)展，推動(dòng)教育加速轉(zhuǎn)型、智能升級(jí)、融合創(chuàng)新。
學(xué)習(xí)環(huán)境與學(xué)習(xí)者共融互促。學(xué)習(xí)環(huán)境影響著學(xué)習(xí)者的發(fā)展，學(xué)習(xí)者的新特征和新需求也不斷重塑學(xué)習(xí)環(huán)境。不同時(shí)代的學(xué)習(xí)者呈現(xiàn)出迥然不同的學(xué)習(xí)環(huán)境適應(yīng)性，產(chǎn)生了數(shù)字原住民、數(shù)字移民、數(shù)字難民等不同學(xué)習(xí)者群體。對(duì)于伴隨著新科技誕生的新一代數(shù)字原住民而言，新一代學(xué)習(xí)環(huán)境提供了更靈活、更適切的學(xué)習(xí)方式，如強(qiáng)調(diào)真實(shí)場(chǎng)景的AI沉浸式學(xué)習(xí)環(huán)境、強(qiáng)臨場(chǎng)感的AI全息學(xué)習(xí)環(huán)境、即時(shí)交流互動(dòng)的AI深度交互學(xué)習(xí)環(huán)境、快速通達(dá)的AI全場(chǎng)域聯(lián)通、因材施教的AI小私域智能學(xué)習(xí)環(huán)境等。[8]對(duì)于數(shù)字移民而言，新一代學(xué)習(xí)環(huán)境提供了更加友好、易于操作的界面和功能，以幫助他們適應(yīng)數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境，并提供適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)和指導(dǎo)，如自動(dòng)的情境感知、靈活的資源獲取、便捷的環(huán)境管理、多樣的內(nèi)容呈現(xiàn)等。針對(duì)數(shù)字難民，學(xué)習(xí)環(huán)境需要提供更加貼近實(shí)際需求的幫助和支持，例如，提供更多線下培訓(xùn)機(jī)會(huì)或提供電話支持等，幫助他們?nèi)谌霐?shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境。整體來(lái)看，新一代學(xué)習(xí)環(huán)境需要具備感知不同類(lèi)型學(xué)習(xí)群體個(gè)性化需求的“計(jì)算引擎”，構(gòu)建與智能推送不同層次和類(lèi)型的學(xué)習(xí)環(huán)境來(lái)滿足不同學(xué)習(xí)者的智慧學(xué)習(xí)需求，為學(xué)習(xí)者提供更廣泛、更便捷、更多樣化的學(xué)習(xí)資源和服務(wù)。
新一代學(xué)習(xí)環(huán)境的技術(shù)突破與服務(wù)升級(jí)
隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，學(xué)習(xí)環(huán)境在技術(shù)應(yīng)用和支持服務(wù)方面將面臨重要突破與升級(jí)，為重塑教育生態(tài)注入新的動(dòng)力。新一代學(xué)習(xí)環(huán)境融合學(xué)校、家庭和社會(huì)等空間，通過(guò)技術(shù)突破實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)環(huán)境可計(jì)算、學(xué)習(xí)場(chǎng)景可感知、學(xué)習(xí)行為可關(guān)聯(lián)和學(xué)習(xí)服務(wù)可協(xié)同，進(jìn)而為師生提供高效、優(yōu)質(zhì)、精準(zhǔn)和個(gè)性化的教與學(xué)支持服務(wù)，推動(dòng)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的縱深發(fā)展與創(chuàng)新升級(jí)。具體來(lái)看，新一代學(xué)習(xí)環(huán)境的技術(shù)突破與服務(wù)升級(jí)將體現(xiàn)在多模態(tài)感知、全鏈條分析、跨場(chǎng)域融通以及人機(jī)深度協(xié)同四個(gè)方面。
多模態(tài)感知將強(qiáng)化多維學(xué)習(xí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)。新一代學(xué)習(xí)環(huán)境著力于實(shí)現(xiàn)多模態(tài)感知技術(shù)支撐下的學(xué)習(xí)狀態(tài)細(xì)粒度監(jiān)測(cè)。圍繞多模態(tài)感知，學(xué)習(xí)環(huán)境將支持學(xué)習(xí)過(guò)程數(shù)據(jù)在云、邊、端設(shè)備上進(jìn)行協(xié)同計(jì)算。通過(guò)可信密態(tài)計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)安全性、準(zhǔn)確性和時(shí)效性的數(shù)據(jù)采集和分析，基于物聯(lián)感知設(shè)備和深度學(xué)習(xí)算法實(shí)時(shí)感知學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀態(tài)，并基于多種方式的交互技術(shù)，支持學(xué)習(xí)者之間、學(xué)習(xí)者與虛擬環(huán)境之間的實(shí)時(shí)交互，依據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)控學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)資源，為學(xué)習(xí)者提供更加智能、個(gè)性化和高效的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。具體來(lái)看，通過(guò)多模態(tài)感知方式（如視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等），學(xué)習(xí)環(huán)境可以實(shí)現(xiàn)非介入式的感知和記錄學(xué)習(xí)者的行為、情感和認(rèn)知狀態(tài)。這種感知技術(shù)在新一代學(xué)習(xí)環(huán)境中將得到進(jìn)一步的發(fā)展和應(yīng)用，為教師和學(xué)生提供更有效的學(xué)習(xí)支持和個(gè)性化教育。通過(guò)視覺(jué)感知，學(xué)習(xí)環(huán)境可以識(shí)別學(xué)習(xí)者的面部表情、身體姿勢(shì)和行為動(dòng)作，了解他們的注意力集中程度和情緒狀態(tài)。通過(guò)聲音感知，學(xué)習(xí)環(huán)境可以捕捉學(xué)習(xí)者的語(yǔ)音表達(dá)和情感傾向，了解他們的學(xué)習(xí)投入度和情感特征。通過(guò)觸覺(jué)感知，學(xué)習(xí)環(huán)境可以收集觸摸屏、觸摸筆等設(shè)備采集到的學(xué)習(xí)者書(shū)寫(xiě)和手勢(shì)信息，了解他們的動(dòng)作特征和操作能力。
與傳統(tǒng)介入式的數(shù)據(jù)收集方式不同，通過(guò)非介入式的多模態(tài)感知技術(shù)，學(xué)習(xí)環(huán)境可以在不干擾自然教學(xué)進(jìn)程的條件下實(shí)時(shí)記錄學(xué)習(xí)者在多空間、多平臺(tái)、多時(shí)段下的“行為-認(rèn)知-情感”數(shù)據(jù)，并通過(guò)深度學(xué)習(xí)算法智能識(shí)別學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀態(tài)，全面客觀地分析與評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)過(guò)程和學(xué)習(xí)問(wèn)題，并為學(xué)生提供實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)的文本、視頻、音頻等多模態(tài)、個(gè)性化學(xué)習(xí)資源的學(xué)習(xí)支持服務(wù)。當(dāng)學(xué)習(xí)者的注意力分散或情緒低落時(shí)，學(xué)習(xí)環(huán)境將自動(dòng)調(diào)整學(xué)習(xí)資源和提供鼓勵(lì)性提示，以增強(qiáng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果和積極性；當(dāng)學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到挑戰(zhàn)時(shí)，學(xué)習(xí)環(huán)境將分析學(xué)生所面對(duì)挑戰(zhàn)的類(lèi)型和產(chǎn)生原因，并推送適切的調(diào)節(jié)策略，幫助學(xué)習(xí)者克服困難，順利完成學(xué)業(yè)任務(wù)。
全鏈條分析將助力精準(zhǔn)化教學(xué)決策。全鏈條分析通過(guò)全面收集、整合和分析學(xué)習(xí)者的全流程數(shù)據(jù)，幫助教師作出個(gè)性化的教學(xué)決策，為學(xué)習(xí)者提供更精準(zhǔn)的學(xué)習(xí)支持服務(wù)。在軟硬件設(shè)備及技術(shù)的支持下，新一代學(xué)習(xí)環(huán)境中的學(xué)習(xí)分析將貫穿學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過(guò)程的“前-中-后”三個(gè)階段，實(shí)現(xiàn)全鏈條分析與全流程追蹤。在學(xué)習(xí)開(kāi)始階段，全鏈條分析會(huì)自動(dòng)分析教師設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容和難度，收集學(xué)習(xí)者的認(rèn)知特點(diǎn)、學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)目標(biāo)等信息，幫助教師了解每位學(xué)習(xí)者的差異和特點(diǎn)，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)者的個(gè)性特征自動(dòng)劃分同質(zhì)或異質(zhì)學(xué)習(xí)小組，推送差異化的學(xué)習(xí)資源。在學(xué)習(xí)中間階段，學(xué)習(xí)環(huán)境基于學(xué)習(xí)平臺(tái)以及多模態(tài)環(huán)境感知等技術(shù)，全面收集學(xué)習(xí)行為、情感態(tài)度、學(xué)業(yè)表現(xiàn)等過(guò)程性數(shù)據(jù)，并通過(guò)學(xué)習(xí)分析技術(shù)以可視化方式呈現(xiàn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)模式、認(rèn)知軌跡以及知識(shí)掌握情況，幫助教師及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略和提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持服務(wù)。在學(xué)習(xí)結(jié)束階段，全鏈條的學(xué)習(xí)分析將持續(xù)追蹤學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)結(jié)果及其對(duì)教學(xué)的反饋與評(píng)價(jià)，自動(dòng)生成學(xué)習(xí)狀態(tài)分析報(bào)告、智能評(píng)課記錄。這可以幫助教師了解教學(xué)效果以及學(xué)習(xí)者的滿意度，實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)方法及教學(xué)策略的改進(jìn)與優(yōu)化。
整體來(lái)看，利用深度學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程全鏈條多模態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行提取和融合，可以智能識(shí)別不同學(xué)習(xí)場(chǎng)景下學(xué)習(xí)者的個(gè)體行為和互動(dòng)事件，并對(duì)學(xué)習(xí)者的知識(shí)吸收、學(xué)習(xí)行為表征、情感狀態(tài)激活等全流程信息進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)，進(jìn)而生成可視化的分析結(jié)果和可解釋的分析報(bào)告。這一分析結(jié)果可為教師提供更加全面的數(shù)據(jù)支持和指導(dǎo)，幫助教師更好地了解學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況，進(jìn)行有針對(duì)性的教學(xué)干預(yù)和輔導(dǎo)，推動(dòng)規(guī)模化“因材施教”理想的實(shí)現(xiàn)。
跨場(chǎng)域融通將支持多粒度學(xué)習(xí)者畫(huà)像刻畫(huà)。在新型信息技術(shù)的支持下，跨場(chǎng)域融通將融合物理環(huán)境與虛擬環(huán)境，匯聚正式學(xué)習(xí)與非正式學(xué)習(xí)場(chǎng)景下感知到的環(huán)境信息和多維學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，分析師生、生生以及學(xué)習(xí)者與環(huán)境之間的交互信息，繪制基于場(chǎng)景感知的學(xué)習(xí)者畫(huà)像，為學(xué)習(xí)者提供跨場(chǎng)域的聯(lián)通式學(xué)習(xí)支持服務(wù)。在新一代學(xué)習(xí)環(huán)境中，跨場(chǎng)域融通將整合學(xué)習(xí)者在學(xué)校、家庭、社交媒體等不同場(chǎng)域中產(chǎn)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，以獲取學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為、興趣愛(ài)好、社交互動(dòng)等方面的信息。利用深度學(xué)習(xí)算法，跨場(chǎng)域融通可以精準(zhǔn)構(gòu)建耦合時(shí)空環(huán)境、知識(shí)資源和認(rèn)知行為的多粒度學(xué)習(xí)者個(gè)體畫(huà)像和群組畫(huà)像。學(xué)習(xí)者個(gè)體畫(huà)像將幫助教師更好地了解學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)偏好、弱勢(shì)領(lǐng)域和潛在問(wèn)題，更好地為他們量身定制學(xué)習(xí)計(jì)劃和教學(xué)策略，助力提供更加精準(zhǔn)的個(gè)性化學(xué)習(xí)支持服務(wù)。群組畫(huà)像則面向多用戶、多場(chǎng)景的學(xué)習(xí)者，提供全方位和立體化的智慧學(xué)習(xí)支持服務(wù)，進(jìn)一步拓展個(gè)體畫(huà)像的學(xué)習(xí)支持服務(wù)場(chǎng)景并豐富學(xué)習(xí)支持服務(wù)內(nèi)容。在個(gè)體畫(huà)像的基礎(chǔ)上，群組畫(huà)像更加關(guān)注學(xué)習(xí)者之間的社會(huì)關(guān)聯(lián)，從而進(jìn)一步豐富和拓展學(xué)習(xí)支持服務(wù)內(nèi)容。在多元復(fù)雜的社會(huì)化學(xué)習(xí)場(chǎng)景下，群組畫(huà)像通過(guò)跨場(chǎng)域融通對(duì)不同學(xué)科專(zhuān)業(yè)、行業(yè)領(lǐng)域、年齡特征的學(xué)習(xí)者進(jìn)行學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)海量聚集、學(xué)習(xí)者標(biāo)簽精準(zhǔn)分類(lèi)、學(xué)習(xí)服務(wù)融合創(chuàng)新，以互聯(lián)式的協(xié)作學(xué)習(xí)方式，共同構(gòu)建群體知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，形成協(xié)同開(kāi)放的學(xué)習(xí)共同體，提升學(xué)習(xí)的深度和廣度，優(yōu)化學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)體驗(yàn)。
通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)者個(gè)體畫(huà)像和群組畫(huà)像的分析，教師可以更好地了解學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)偏好、弱勢(shì)領(lǐng)域和潛在問(wèn)題，為他們量身定制學(xué)習(xí)計(jì)劃和教學(xué)策略，匹配同質(zhì)或異質(zhì)的學(xué)習(xí)伙伴，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)服務(wù)的升級(jí)。
人機(jī)協(xié)同將賦能自適應(yīng)學(xué)習(xí)支持與服務(wù)。人機(jī)協(xié)同是充分發(fā)揮人類(lèi)智慧和機(jī)器智能的雙重優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)教育領(lǐng)域中各教學(xué)主體與智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)之間的高效互動(dòng)與協(xié)作。利用人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等智能技術(shù)構(gòu)建智能化學(xué)習(xí)環(huán)境，提供自適應(yīng)學(xué)習(xí)支持服務(wù)，實(shí)現(xiàn)各教學(xué)主體與學(xué)習(xí)系統(tǒng)的高效互動(dòng)與協(xié)作將成為新一代學(xué)習(xí)環(huán)境的重要特征。在智能化學(xué)習(xí)環(huán)境中，通過(guò)分析學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為與反饋內(nèi)容，環(huán)境可以精確識(shí)別學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求和困難點(diǎn)，并根據(jù)其個(gè)性化的特點(diǎn)提供針對(duì)性的學(xué)習(xí)資源和策略，幫助學(xué)習(xí)者高效理解和掌握知識(shí)，優(yōu)化學(xué)習(xí)效果，并輔助教師了解學(xué)習(xí)者的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，提供針對(duì)性的指導(dǎo)。同時(shí)，智能化學(xué)習(xí)環(huán)境還將根據(jù)學(xué)習(xí)者的回答、提問(wèn)和反饋，調(diào)整學(xué)習(xí)過(guò)程中的內(nèi)容和難度，以適應(yīng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)進(jìn)展和個(gè)性化需求，促進(jìn)學(xué)習(xí)者的積極參與和深入思考，提升學(xué)習(xí)的質(zhì)量和效果。通過(guò)人機(jī)協(xié)同，學(xué)習(xí)者可以在不同時(shí)間、地點(diǎn)和設(shè)備上進(jìn)行學(xué)習(xí)，并獲得智聯(lián)融通的生態(tài)一體化學(xué)習(xí)體驗(yàn)。也就是說(shuō)無(wú)論是在學(xué)校、家庭還是社會(huì)場(chǎng)域，又或者說(shuō)無(wú)論是在物理空間還是虛擬空間，學(xué)習(xí)者都可以通過(guò)與智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)進(jìn)行交互，獲得優(yōu)質(zhì)、高效、個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持與服務(wù)，并在學(xué)習(xí)社區(qū)中與其他學(xué)習(xí)者進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，加強(qiáng)學(xué)習(xí)的連續(xù)性和可持續(xù)性。
對(duì)于教師來(lái)說(shuō)，人機(jī)協(xié)同將為其提供面向不同教學(xué)場(chǎng)景的精準(zhǔn)教學(xué)推薦與干預(yù)策略，幫助教師更好地了解學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況，優(yōu)化教學(xué)過(guò)程，提升教學(xué)效果。對(duì)于學(xué)習(xí)者而言，人機(jī)協(xié)同能夠提供內(nèi)容必需、難度適中、結(jié)構(gòu)合理的學(xué)習(xí)資源，并為其匹配增進(jìn)群體歸屬感和情感認(rèn)同感的學(xué)習(xí)伙伴，促進(jìn)真實(shí)且有意義的學(xué)習(xí)活動(dòng)的發(fā)生。整體來(lái)看，人機(jī)協(xié)同在新一代學(xué)習(xí)環(huán)境中將為教師和學(xué)習(xí)者提供更智能、個(gè)性化和高效的學(xué)習(xí)支持與服務(wù)，推動(dòng)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的縱深發(fā)展與創(chuàng)新升級(jí)。
新一代學(xué)習(xí)環(huán)境的價(jià)值內(nèi)涵
科技賦能學(xué)習(xí)環(huán)境的變革與升級(jí)是教育體系對(duì)數(shù)字化時(shí)代發(fā)展的必要回應(yīng)。這一變革涉及教育理念、教育利益相關(guān)方以及技術(shù)等復(fù)雜要素的系統(tǒng)性轉(zhuǎn)變，也將塑造新的學(xué)習(xí)模式，深刻改變教育系統(tǒng)的運(yùn)作機(jī)制。整體而言，新一代學(xué)習(xí)環(huán)境的價(jià)值內(nèi)涵體現(xiàn)在教育創(chuàng)新、應(yīng)用升級(jí)和示范引領(lǐng)三個(gè)方面。
助力新一代學(xué)習(xí)環(huán)境技術(shù)研發(fā)，賦能“以人為中心”的技術(shù)集群協(xié)同，以服務(wù)教育創(chuàng)新。新一代學(xué)習(xí)環(huán)境以“科技賦能教育”的戰(zhàn)略定位為導(dǎo)向，專(zhuān)注于解決學(xué)習(xí)環(huán)境中的多模態(tài)感知與監(jiān)測(cè)、多場(chǎng)景學(xué)習(xí)過(guò)程記錄與分析、跨場(chǎng)景學(xué)習(xí)場(chǎng)景建模與服務(wù)，以及高復(fù)雜學(xué)習(xí)社群聯(lián)結(jié)與支持等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。一方面，新一代學(xué)習(xí)環(huán)境借助大數(shù)據(jù)、人工智能等新興科技的支持，開(kāi)展技術(shù)研發(fā)和集成應(yīng)用，推動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)步入功能全面、服務(wù)智能的新樣態(tài)，為構(gòu)建高質(zhì)量教育體系提供基礎(chǔ)技術(shù)支撐。另一方面，新一代學(xué)習(xí)環(huán)境注重人工智能關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)平臺(tái)的研發(fā)與優(yōu)化升級(jí)，形成技術(shù)群集成式服務(wù)教育的持續(xù)創(chuàng)新力。此外，整合5G、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)等關(guān)鍵技術(shù)，搭建數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施體系，配置交互式白板、平板電腦、虛擬現(xiàn)實(shí)、教學(xué)機(jī)器人等教學(xué)設(shè)備，應(yīng)用在線教學(xué)平臺(tái)、優(yōu)質(zhì)教育資源平臺(tái)、虛擬協(xié)作學(xué)習(xí)空間等學(xué)習(xí)軟件，新一代學(xué)習(xí)環(huán)境將有效構(gòu)建泛在智聯(lián)的學(xué)習(xí)通道，推動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)境中各主體要素的互聯(lián)互通，形成開(kāi)放、共享、包容、合作的學(xué)習(xí)圈。同時(shí)，新一代學(xué)習(xí)環(huán)境還將強(qiáng)化教育數(shù)據(jù)要素的多元化處理功能，實(shí)現(xiàn)教育主體、學(xué)習(xí)過(guò)程、學(xué)習(xí)資源等的數(shù)字化呈現(xiàn)。通過(guò)運(yùn)用知識(shí)圖譜、智能導(dǎo)航和推薦系統(tǒng)等各種智能輔助工具，學(xué)習(xí)環(huán)境將實(shí)現(xiàn)對(duì)教育數(shù)據(jù)的收集、分類(lèi)、篩選、儲(chǔ)存、呈現(xiàn)等多元化處理，激活數(shù)據(jù)要素的價(jià)值潛力，為“數(shù)字中國(guó)戰(zhàn)略”和教育強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供全方位人才培養(yǎng)支持。新一代學(xué)習(xí)環(huán)境將進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)效率、促進(jìn)教育公平，并推動(dòng)學(xué)習(xí)者在數(shù)字化時(shí)代得到更全面、個(gè)性化的發(fā)展。
促進(jìn)新一代學(xué)習(xí)環(huán)境應(yīng)用升級(jí)，深化人工智能教育應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)與服務(wù)模式創(chuàng)新。充分發(fā)揮新一代學(xué)習(xí)環(huán)境的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，以應(yīng)用服務(wù)為導(dǎo)向，提升教育教學(xué)應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)和服務(wù)模式創(chuàng)新能力，一批示范性強(qiáng)、顯示度高、帶動(dòng)性強(qiáng)的人工智能教育應(yīng)用場(chǎng)景將逐步形成。首先，通過(guò)創(chuàng)新應(yīng)用場(chǎng)景，將新一代學(xué)習(xí)環(huán)境計(jì)算的“教、學(xué)、管、評(píng)、測(cè)”應(yīng)用于多樣化的學(xué)習(xí)情境，服務(wù)學(xué)習(xí)者個(gè)體自學(xué)、群體協(xié)作學(xué)習(xí)、課堂聽(tīng)講等學(xué)習(xí)情境，推動(dòng)項(xiàng)目學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、混合學(xué)習(xí)等新型學(xué)習(xí)方式的發(fā)展。其次，借助大規(guī)模智慧學(xué)習(xí)系統(tǒng)、在線智能教室，以及符合在校學(xué)生學(xué)習(xí)需求的“智能學(xué)伴”，推動(dòng)形成人機(jī)共教、人機(jī)共育的新型教學(xué)模式。這將帶來(lái)更靈活、高效、個(gè)性化的教學(xué)體驗(yàn)，有效提升學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)成效。最后，融通數(shù)字化和智能化的物理空間、信息空間、社會(huì)空間，實(shí)現(xiàn)多空間融合，推動(dòng)高質(zhì)量的協(xié)同育人服務(wù)創(chuàng)新。例如，通過(guò)應(yīng)用數(shù)字孿生校園，打造多功能、開(kāi)放式、共享化的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心、虛擬工廠以及智能博物館等，形成家、校、社協(xié)同育人教育新生態(tài)。這些價(jià)值內(nèi)涵將進(jìn)一步提升教育的智能化水平，推動(dòng)教育創(chuàng)新不斷迭代，為學(xué)生提供更優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和個(gè)性化學(xué)習(xí)支持，同時(shí)助力教師實(shí)現(xiàn)教學(xué)的個(gè)性化指導(dǎo)，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、扎實(shí)知識(shí)基礎(chǔ)和全面發(fā)展的新時(shí)代人才作出積極貢獻(xiàn)。
發(fā)揮新一代學(xué)習(xí)環(huán)境的示范引領(lǐng)作用，打造教育高質(zhì)量發(fā)展的中國(guó)方案和國(guó)際樣板。當(dāng)前，我國(guó)已設(shè)立18個(gè)國(guó)家級(jí)“智慧教育示范區(qū)”，且中、東、西部地區(qū)大多數(shù)省市已設(shè)立了建設(shè)數(shù)百上千個(gè)智慧校園示范校的目標(biāo)，形成了由點(diǎn)到面的智能教育推動(dòng)教育高質(zhì)量發(fā)展大格局。面對(duì)學(xué)習(xí)環(huán)境變革與升級(jí)的時(shí)代需求，新一代學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)將從技術(shù)突破、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、解決方案、大規(guī)模應(yīng)用服務(wù)等方面形成中國(guó)教育高質(zhì)量發(fā)展方案的突破口和主要亮點(diǎn)。新一代學(xué)習(xí)環(huán)境基于“云邊端”協(xié)同的智聯(lián)空間，運(yùn)用多模態(tài)感知與監(jiān)測(cè)技術(shù)、多場(chǎng)景的學(xué)習(xí)過(guò)程記錄與分析技術(shù)、跨場(chǎng)域的學(xué)習(xí)場(chǎng)景建模與推薦技術(shù)、人機(jī)協(xié)同的學(xué)習(xí)社群建構(gòu)與支持技術(shù)，形成相應(yīng)的技術(shù)路線和綜合解決方案。通過(guò)構(gòu)建大規(guī)模智慧教室監(jiān)測(cè)平臺(tái)和涵蓋多場(chǎng)景的立體綜合教學(xué)場(chǎng)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)智慧教育發(fā)展結(jié)構(gòu)、規(guī)模、質(zhì)量、效率的有機(jī)統(tǒng)一，為新型學(xué)習(xí)環(huán)境的技術(shù)研發(fā)、服務(wù)升級(jí)和大規(guī)模應(yīng)用提供參考樣板。中國(guó)新一代學(xué)習(xí)環(huán)境的示范引領(lǐng)，將為全球教育發(fā)展提供可借鑒的方案，為推進(jìn)全球教育公平和高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)中國(guó)力量。
總結(jié)
人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等信息技術(shù)的迅猛發(fā)展驅(qū)動(dòng)新一輪科技革命浪潮來(lái)襲，如何準(zhǔn)確把握新一輪科技革命賦能教育創(chuàng)新變革的實(shí)踐路徑成為新時(shí)代建設(shè)高質(zhì)量教育體系的核心問(wèn)題。新一代學(xué)習(xí)環(huán)境是支撐教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要基礎(chǔ)。伴隨社會(huì)發(fā)展和教育轉(zhuǎn)型，學(xué)習(xí)主體的學(xué)習(xí)需求不斷變化，學(xué)習(xí)環(huán)境將呈現(xiàn)以學(xué)習(xí)者為中心，跨學(xué)校、家庭、社會(huì)等場(chǎng)域，以教室為中心，線上線下融合、空間智聯(lián)感知的泛在學(xué)習(xí)樣態(tài)。在智能技術(shù)支持下，新一代學(xué)習(xí)環(huán)境將提供多空間感知、全維度分析、跨場(chǎng)域融通和自適應(yīng)服務(wù)等智能空間支撐能力，解決學(xué)習(xí)環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)差、學(xué)習(xí)狀態(tài)追蹤分析難、學(xué)習(xí)支持服務(wù)精度低等瓶頸問(wèn)題。在技術(shù)突破與服務(wù)升級(jí)的基礎(chǔ)上，新一代學(xué)習(xí)環(huán)境將與教育發(fā)展雙向賦能、同頻共振，促進(jìn)數(shù)字化和智能化的學(xué)習(xí)生態(tài)生成，為構(gòu)建高質(zhì)量教育體系提供基礎(chǔ)支撐，助力“數(shù)字中國(guó)戰(zhàn)略”和教育強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
（本文系科技創(chuàng)新2030—“新一代人工智能”重大項(xiàng)目“學(xué)習(xí)環(huán)境智聯(lián)計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用示范”的階段性研究成果，項(xiàng)目編號(hào)：2022ZD0115900）
注釋
[1]習(xí)近平：《高舉中國(guó)特色社會(huì)主義偉大旗幟 為全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家而團(tuán)結(jié)奮斗——在中國(guó)共產(chǎn)黨第二十次全國(guó)代表大會(huì)上的報(bào)告》，北京：人民出版社，2022年，第34頁(yè)。
[2]《習(xí)近平主持中央政治局第五次集體學(xué)習(xí)并發(fā)表重要講話》，2023年5月29日，https://www.gov.cn/yaowen/liebiao/202305/content_6883632.htm?device=app&eqid=eb971fc50000693b000000046475a66c&eqid=d4e15373000186c20000000464902840。
[3]黃榮懷：《科教融匯共塑未來(lái)教育》，《人民教育》，2023年第9期。
[4]《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知》，2017年7月20日，https://www.gov.cn/zhengce/content/2017-07/20/content_5211996.htm。
[5]《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》，2010年7月29日，http://www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s6052/moe_838/201008/t20100802_93704.html。
[6]《教育部關(guān)于加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間建設(shè)與應(yīng)用的指導(dǎo)意見(jiàn)》，2019年1月27日，https://www.gov.cn/xinwen/2019-01/27/content_5361514.htm。
[7]《中共中央辦公廳 國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)〈國(guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要〉》，2016年7月27日，https://www.gov.cn/xinwen/2016-07/27/content_5095336.htm。
[8]李軍、楊濱：《指數(shù)型（ET）智慧學(xué)習(xí)環(huán)境多模態(tài)構(gòu)建路向探究》，《電化教育研究》，2021年第42卷第7期。
責(zé) 編∕包 鈺
Technology Empowered Education Innovation: The Reformation and Upgrading
of Learning Environment
Li Yanyan
Abstract: As a new wave of technological revolution sweeps in, it has become a critical issue to accurately grasp the practical path of technological revolution's empowerment of educational innovation and change in building a high-quality education system in the new era. As an important foundation of technology empowered education, the reformation and upgrading of learning environment have shown the evolutionary characteristics of keeping pace with social development, resonating with educational transformation, and reciprocally coexisting with the learners. The new generation of learning environment will usher in new technological breakthroughs in the four aspects of multi-modal awareness, full-chain analysis, cross-field integration, and human-machine collaboration. All the breakthroughs are able to provide better teaching support services for strengthening multi-dimensional learning status monitoring, constructing multi-granularity learner profiles, carrying out precise teaching decisions, and enriching adaptive learning support and services in diverse educational activities. Based on technological breakthroughs and service upgrades, the new generation of learning environment will provide critical support in empowering "human-centered" educational technology cluster innovation, deepening the design of AI education application scenarios and services, and creating a Chinese solution as well as an international model for the high-quality development of education.
Keywords: technology empowered education, new-generation learning environment, technological breakthrough, context innovation, connotative value
