學(xué)習(xí)科學(xué)觀視角下的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)

張亞珍

摘要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，打造開(kāi)放、智慧的學(xué)習(xí)環(huán)境、推進(jìn)教育系統(tǒng)整合、促進(jìn)資源共享已成為全球教育信息化發(fā)展的基本特征。本文根據(jù)國(guó)內(nèi)外智慧教育現(xiàn)狀，在學(xué)習(xí)科學(xué)視角下，提出智慧學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)模型，以期對(duì)我國(guó)智慧教育的發(fā)展與建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：學(xué)習(xí)科學(xué)；智慧學(xué)習(xí)環(huán)境；模型

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-1580（2017）05-0146-03

隨著智能硬件設(shè)備和無(wú)線寬帶通信成本愈加低廉，技術(shù)應(yīng)用更為方便與普遍，為我們教育發(fā)展也打上了深深的技術(shù)烙印。當(dāng)前教育熱點(diǎn)關(guān)鍵詞有智慧教室、游戲化學(xué)習(xí)、MOOC、翻轉(zhuǎn)課堂、學(xué)習(xí)分析等課題，這些教學(xué)理念、教學(xué)模式為技術(shù)與教育深度融合提供了充分條件，也為智慧教育的發(fā)展提供了支撐與契機(jī)。

學(xué)習(xí)科學(xué)是由一個(gè)匯聚認(rèn)知科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科的跨學(xué)科研究領(lǐng)域，關(guān)注如何通過(guò)信息技術(shù)、智能技術(shù)改善人類學(xué)習(xí)績(jī)效，強(qiáng)調(diào)真實(shí)情境對(duì)學(xué)習(xí)的影響，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的社會(huì)性、遷移性、建構(gòu)性的屬性。學(xué)習(xí)科學(xué)的觀點(diǎn)、視角與方法在智慧教育上有著巨大的潛在引導(dǎo)力量。本文結(jié)合學(xué)習(xí)科學(xué)理念，提出智慧學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)模型，以期對(duì)我國(guó)智慧教育的發(fā)展與建設(shè)提供參考。

一、智慧教育內(nèi)涵

隨著信息技術(shù)在教育領(lǐng)域深入應(yīng)用與推廣，各個(gè)領(lǐng)域的研究者分別從各個(gè)不同領(lǐng)域開(kāi)始探究智慧教育的內(nèi)涵。祝智庭教授認(rèn)為智慧教育的基本內(nèi)涵：通過(guò)構(gòu)建智慧學(xué)習(xí)環(huán)境（Smart Learning Envi-ronments），運(yùn)用智慧教學(xué)法（Smart Pedagogy），促進(jìn)學(xué)習(xí)者進(jìn)行智慧學(xué)習(xí)（Smart Learning），從而提升成才期望，即培養(yǎng)具有高智能（High Intelligence）和創(chuàng)造力（Productivity）的人，利用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)智慧地參與各種實(shí)踐活動(dòng)并不斷地創(chuàng)造制品和價(jià)值，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)習(xí)環(huán)境、生活環(huán)境和工作環(huán)境靈巧機(jī)敏的適應(yīng)、塑造和選擇。

相關(guān)智慧教育公司以技術(shù)視角認(rèn)為智慧教育是以云概念為基礎(chǔ)，以物聯(lián)網(wǎng)為支撐，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為基礎(chǔ)方向，建立基礎(chǔ)教育的智能化校園管理系統(tǒng)，可以促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源共建共享和應(yīng)用、資源整合，融入到教學(xué)、學(xué)習(xí)、管理等工作領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)教育公平、提高教育質(zhì)量目標(biāo)，推動(dòng)教育教學(xué)改革的發(fā)展。

智慧教育是在云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、泛在網(wǎng)絡(luò)、人工智能技術(shù)支持下，合理設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，促進(jìn)學(xué)生智慧學(xué)習(xí)。筆者認(rèn)為智慧教育以學(xué)生為中心，通過(guò)信息技術(shù)構(gòu)建并創(chuàng)新有效的智慧教學(xué)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化、智能化和體驗(yàn)化學(xué)習(xí)環(huán)境，形成優(yōu)質(zhì)教學(xué)內(nèi)容共享、合理資源推送和自我評(píng)估功能，培養(yǎng)并提高學(xué)習(xí)者信息技術(shù)應(yīng)用能力和問(wèn)題解決能力，促進(jìn)學(xué)習(xí)者知識(shí)智慧建構(gòu)。

二、智慧教育現(xiàn)狀

在信息技術(shù)的融合下，各個(gè)國(guó)家已經(jīng)意識(shí)到教育改革的必要性和緊迫性，同時(shí)把智慧教育作為變革國(guó)家教育系統(tǒng)的戰(zhàn)略選擇。目前國(guó)內(nèi)外在智慧教育設(shè)計(jì)和建設(shè)方面取得了一定的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于我國(guó)發(fā)展智慧教育具有重要指導(dǎo)意義。

（一）重視基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，加強(qiáng)軟實(shí)力的發(fā)展

國(guó)內(nèi)外現(xiàn)階段的智慧教育中，非常重視硬件基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，如高速寬帶接入、云計(jì)算存儲(chǔ)、移動(dòng)終端的開(kāi)發(fā)等，這些對(duì)促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)提供了條件。IBM根據(jù)智慧教育五大變革，提出智慧教育框架：數(shù)據(jù)收集、存儲(chǔ)與分析；個(gè)性化學(xué)習(xí)體驗(yàn)和優(yōu)化教育管理。在IBM智慧教育核心就是利用信息技術(shù)，為學(xué)習(xí)者創(chuàng)設(shè)智慧學(xué)習(xí)情境。國(guó)內(nèi)華東師大與華為公司合作的華東師大教育云、寧波智慧教育，架設(shè)高帶寬校園網(wǎng)，創(chuàng)建了高智能實(shí)驗(yàn)室和新教學(xué)設(shè)施。這些基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的建設(shè)為后期智慧教育資源的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用提供了很好地保障。

（二）實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科、跨部門整合，促進(jìn)全員參與智慧教育建設(shè)

在新加坡智慧教育系統(tǒng)中，通過(guò)整合公眾學(xué)校、私人部門/企業(yè)、公共部門政府合作模式，與各地方教育技術(shù)研究團(tuán)體、信息通信研究人員、企業(yè)以及知名海外教育技術(shù)機(jī)構(gòu)建立合作關(guān)系。學(xué)校與教師在電子教材、其他教育資源與教育應(yīng)用的開(kāi)發(fā)上具有一定的話語(yǔ)權(quán)，通過(guò)多方合作交流，從而獲得有利的實(shí)時(shí)反饋，實(shí)現(xiàn)活躍的思想與合作交流，保證產(chǎn)品和服務(wù)的質(zhì)量。

（三）消除信息孤島，促進(jìn)各個(gè)系統(tǒng)融合共享

韓國(guó)智慧教育系統(tǒng)是結(jié)構(gòu)化的插件式智慧教育系統(tǒng)，該系統(tǒng)由智慧內(nèi)容子系統(tǒng)和家校學(xué)習(xí)子系統(tǒng)組成，通過(guò)學(xué)校和家庭聯(lián)接，形成一個(gè)學(xué)習(xí)空間，促進(jìn)正式和非正式學(xué)習(xí)，各個(gè)系統(tǒng)功能相互融合，全面實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和服務(wù)，有效提高學(xué)習(xí)和教學(xué)工作的效率。我國(guó)教育信息化建設(shè)經(jīng)歷了網(wǎng)絡(luò)教育、數(shù)字教育。在數(shù)字教育中，我們基本實(shí)現(xiàn)了校園網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，對(duì)教學(xué)系統(tǒng)、學(xué)習(xí)系統(tǒng)、管理系統(tǒng)等系統(tǒng)進(jìn)行了開(kāi)發(fā)，但這些系統(tǒng)是相互孤立的。在智慧教育未來(lái)發(fā)展過(guò)程中，整合各個(gè)子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和服務(wù)是我們智慧教育發(fā)展的重要目標(biāo)。

（四）重視智慧教育相關(guān)法律法規(guī)的制定

我國(guó)先后頒發(fā)了《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》和《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》等綱領(lǐng)性文件，這些對(duì)我國(guó)智慧教育的發(fā)展提供了政策上支持，同時(shí)為智慧教育發(fā)展指明了方向。然而智慧教育有條不紊地持續(xù)發(fā)展還需要國(guó)家立法機(jī)關(guān)建立更完善的法律法規(guī)，通過(guò)立法為智慧教育的發(fā)展提供有力保障。

我國(guó)智慧教育建設(shè)在各個(gè)學(xué)校側(cè)重點(diǎn)各不相同，有側(cè)重硬件基礎(chǔ)設(shè)施、側(cè)重網(wǎng)絡(luò)帶寬、數(shù)字化教材開(kāi)發(fā)、教學(xué)系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)等。如何更有效的發(fā)展我國(guó)智慧教育，更需要上層理論指導(dǎo)。筆者以學(xué)習(xí)科學(xué)為理論，促進(jìn)智慧教育合理、個(gè)性、針對(duì)性建設(shè)，讓學(xué)習(xí)者獲得更高水平的創(chuàng)造性思維。

三、學(xué)習(xí)科學(xué)內(nèi)涵

智慧教育建設(shè)圍繞“以學(xué)習(xí)者為中心”，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)中的硬件、資源、環(huán)境和社會(huì)因素，根據(jù)所收集到的實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整。而學(xué)習(xí)科學(xué)的理論與方法則可以指導(dǎo)這一設(shè)計(jì)過(guò)程和具體技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。根據(jù)學(xué)習(xí)科學(xué)理念，對(duì)學(xué)習(xí)情境中學(xué)習(xí)者的具體學(xué)習(xí)行為、感知信息的方式和態(tài)度，進(jìn)行設(shè)計(jì)。endprint

四、智慧學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)

本文結(jié)合學(xué)習(xí)科學(xué)內(nèi)涵，根據(jù)馮銳經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)環(huán)境模型，利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)和智能技術(shù)，全面感知學(xué)習(xí)情境信息、識(shí)別學(xué)習(xí)者特性，靈活生成最佳適配的學(xué)習(xí)任務(wù)和活動(dòng)，結(jié)合技術(shù)支撐下的智慧教學(xué)法，構(gòu)建學(xué)生的知識(shí)意義，從而使學(xué)生的創(chuàng)造性和創(chuàng)新思維得到大大提高，設(shè)計(jì)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境模型（如圖1）。

在本模型中，“以學(xué)習(xí)者為中心”，把學(xué)習(xí)活動(dòng)鑲嵌在真實(shí)情境中，學(xué)習(xí)者通過(guò)體驗(yàn)解決真實(shí)問(wèn)題的過(guò)程，再檢索、分析、解決和驗(yàn)證問(wèn)題，通過(guò)廣泛參與、自由探索、合作共享，獲得知識(shí)的意義建構(gòu)。主要有以下功能：

（一）學(xué)習(xí)情境自動(dòng)感知

情境感知主要表征智慧環(huán)境對(duì)物理環(huán)境和學(xué)習(xí)行為的感知能力。一方面?zhèn)鞲衅鞲兄h(huán)境的物理因素，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)物理環(huán)境，促進(jìn)學(xué)生適應(yīng)性學(xué)習(xí)。第二方面?zhèn)鞲衅鳙@取學(xué)習(xí)者的位置、姿勢(shì)、學(xué)習(xí)終端、操作、學(xué)習(xí)方式、情感等學(xué)習(xí)行為方面數(shù)據(jù)，結(jié)合學(xué)習(xí)行為分析，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，提供適應(yīng)性支持，促進(jìn)學(xué)習(xí)者個(gè)性化、自我導(dǎo)向的學(xué)習(xí)。

（二）學(xué)習(xí)資源自動(dòng)推送

在智慧學(xué)習(xí)平臺(tái)，結(jié)合學(xué)習(xí)分析呈現(xiàn)學(xué)習(xí)者特征、學(xué)習(xí)內(nèi)容、處理信息的方式等數(shù)據(jù)，為學(xué)習(xí)者自動(dòng)推送相關(guān)學(xué)習(xí)資源，促進(jìn)學(xué)習(xí)個(gè)性化學(xué)習(xí)。同時(shí)智慧學(xué)習(xí)平臺(tái)還根據(jù)學(xué)習(xí)結(jié)果數(shù)據(jù)分析采取干預(yù)措施，通過(guò)迭代循環(huán)過(guò)程，更好實(shí)現(xiàn)個(gè)性化服務(wù)，從而達(dá)到提高學(xué)習(xí)和教學(xué)成效的目的。

（三）智慧評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)促進(jìn)教學(xué)改進(jìn)。在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中從評(píng)價(jià)主體的多元性、評(píng)價(jià)內(nèi)容的多元性、評(píng)價(jià)方式的多元性進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。評(píng)價(jià)主體有學(xué)生、同學(xué)、教師和學(xué)習(xí)共同體。評(píng)價(jià)內(nèi)容有學(xué)生在線學(xué)習(xí)時(shí)間、發(fā)帖數(shù)據(jù)、參與討論頻率和測(cè)驗(yàn)分?jǐn)?shù)等。評(píng)價(jià)方式有調(diào)查、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、考試等。

（四）智慧教學(xué)模式

據(jù)文獻(xiàn)分析，目前國(guó)內(nèi)關(guān)于教學(xué)模式的研究非常多。然而目前如何選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)模式，卻沒(méi)有相關(guān)原則和技術(shù)。在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中，我們充分利用技術(shù)的“智慧性”，靈活地選擇智慧學(xué)習(xí)平臺(tái)社交媒體，利用各種交互方式和媒體工具，設(shè)計(jì)與自己學(xué)科相適合的教學(xué)模式。同時(shí)還可通過(guò)教學(xué)助手的設(shè)計(jì)，如在線求助策略，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行高效的合作學(xué)習(xí)。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)課中我們可結(jié)合認(rèn)知科學(xué)仿真技術(shù)，建立3D情境館，如博物館、圖書(shū)館和生活館，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境沉浸式學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)者的問(wèn)題解決能力和技巧。

（五）正式學(xué)習(xí)與非正式學(xué)習(xí)相結(jié)合

在智慧教育系統(tǒng)，我們結(jié)合正式學(xué)習(xí)和非正式學(xué)習(xí)環(huán)境特點(diǎn)，主要是了解和改善家庭、工作場(chǎng)所，課堂等實(shí)現(xiàn)虛擬的共同體與現(xiàn)實(shí)共同體中的學(xué)習(xí)環(huán)境，針對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)的認(rèn)知、社會(huì)和技術(shù)方面都給予跨學(xué)科的研究，從而達(dá)到利用創(chuàng)新的技術(shù)來(lái)改變學(xué)習(xí)方式。

五、總結(jié)

目前，信息技術(shù)與教育在不斷地融合，教育信息化持續(xù)良好的發(fā)展勢(shì)在必行，十分迫切?，F(xiàn)階段我國(guó)關(guān)于技術(shù)支持深度學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)還處于初級(jí)階段，本文結(jié)合學(xué)習(xí)科學(xué)理論，從理論上設(shè)計(jì)智慧教育學(xué)習(xí)環(huán)境模型，創(chuàng)建具有智慧特性的學(xué)習(xí)環(huán)境，促進(jìn)智慧教育的研究更好地發(fā)展。

[責(zé)任編輯：盛暑寒]endprint