“5G+AI”視域下智慧學(xué)習(xí)空間的構(gòu)建研究*
——基于開放大學(xué)的實踐探索

胡國良 黃美初

（浙江廣播電視大學(xué) 蕭山學(xué)院，浙江杭州 311201）

一、研究背景

自1956 年達特茅斯會議提出人工智能 （AI）這一概念以來，AI 技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用經(jīng)歷了多個階段。新一代AI 所呈現(xiàn)出深度學(xué)習(xí)、跨界融合、人機協(xié)同、群智開放、自主操控等新特征[1]，被稱為“AI 2.0”。近年來，AI 2.0 對社會各個領(lǐng)域的滲透與影響在不斷加大，教育領(lǐng)域亦不例外。

隨著大數(shù)據(jù)、智能計算、虛擬技術(shù)等在教育領(lǐng)域應(yīng)用的成熟和普及， 教育信息化向智能化發(fā)展已成為一種趨勢。 在整合AI 教育大數(shù)據(jù)以及學(xué)習(xí)分析、機器學(xué)習(xí)等一系列學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上， 教育領(lǐng)域萌發(fā)了一系列創(chuàng)新應(yīng)用，如，智能感知、智能推薦、智能識別、智能答疑、智能評價等，破解了教育在個性化教與學(xué)方面不足等難題。 同時，隨著5G 技術(shù)的不斷成熟，其以高數(shù)據(jù)傳輸速率，低網(wǎng)絡(luò)延遲，滿足了高清視頻、 虛擬現(xiàn)實、 物聯(lián)網(wǎng)通信等大數(shù)據(jù)量傳輸， 為AI 的應(yīng)用提供了堅實的技術(shù)支撐和運作基礎(chǔ)。因此，5G 和AI 技術(shù)的結(jié)合，可以為教育賦能，充分滿足智能化在線協(xié)作學(xué)習(xí)和個性化學(xué)習(xí)之需。

《地平線報告》（2015-2019）持續(xù)五年認為，學(xué)習(xí)空間重構(gòu)和再設(shè)計是影響高等教育變革的關(guān)鍵趨勢之一[2-6]。從可檢索的相關(guān)文獻來看，學(xué)習(xí)空間作為教育技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點， 在近年來已取得了較為豐富的研究成果。根據(jù)“中國知網(wǎng)”文獻統(tǒng)計，2012 年1月-2020 年3 月，國內(nèi)學(xué)者在核心期刊（CSSCI）發(fā)表了以“學(xué)習(xí)空間”為主題詞的學(xué)術(shù)文獻共711 篇，對學(xué)習(xí)空間的功能定位、體系架構(gòu)、運行機制等方面進行了深入研究。 我們進一步以“5G+AI”作為主題詞搜索，發(fā)現(xiàn)相關(guān)研究文獻僅有6 篇。 比如，學(xué)者塔衛(wèi)剛對相關(guān)數(shù)據(jù)庫的學(xué)習(xí)空間文獻進行了系統(tǒng)性綜述，指出未來我國學(xué)習(xí)空間應(yīng)在“基于智能技術(shù)整合的學(xué)習(xí)空間架構(gòu)”和“基于智能大數(shù)據(jù)技術(shù)的學(xué)習(xí)空間教學(xué)”兩方面，進行深入研究和實踐[7]。

對學(xué)習(xí)空間的關(guān)注，既需要理論層面的探討，更需要教學(xué)方面的實踐驗證。 2019 年8 月6 日，Gartner 發(fā)布的2019 年度新興技術(shù)成熟度曲線[8]，指出了五大創(chuàng)新性技術(shù)趨勢：傳感和移動、人類能力增強、后經(jīng)典計算和通信、數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)、高級AI 和分析。我們從2019 年新技術(shù)成熟度曲線（見圖1）中可以發(fā)現(xiàn)，AI 與5G 正處于曲線發(fā)展周期中趨向頂峰的位置， 按照Gardner 技術(shù)曲線的發(fā)展路徑 （從觸發(fā)期、期望膨脹期、低谷期、復(fù)蘇期，直到成熟期），在發(fā)展至高峰之后，AI 將經(jīng)歷接受理論和實踐檢驗的平穩(wěn)發(fā)展階段。

可見，AI 與5G 技術(shù)已顯示出在教育領(lǐng)域的巨大應(yīng)用潛力，如何發(fā)揮其有效作用，使它不僅僅停留在概念探討層面， 能在高校智慧學(xué)習(xí)空間建設(shè)中發(fā)揮有效作用？ 如何在“5G+AI”視域下，基于智慧學(xué)習(xí)空間的構(gòu)建和實踐， 深入探索AI 2.0 時代的教與學(xué)理念、文化和生態(tài)？ 圍繞這些問題，我們在“AI+5G”視域下，以開放大學(xué)構(gòu)建智慧學(xué)習(xí)空間為例，探討其設(shè)計的依據(jù)、內(nèi)容、功能、機制等，并通過開放大學(xué)的教學(xué)實踐加以驗證，分析與探討一些問題，以期為智慧學(xué)習(xí)空間建設(shè)和應(yīng)用提供有效借鑒。

二、“AI+5G”視域下的開放大學(xué)智慧學(xué)習(xí)空間及現(xiàn)存問題

圖1 Gartner 發(fā)布的2019 年新技術(shù)成熟度曲線

目前，人工智能已進入2.0 時代，其主要技術(shù)領(lǐng)域體現(xiàn)在：大數(shù)據(jù)智能、跨媒體智能、自主智能、人機混合增強智能和群體智能[9]。AI 2.0 時代與以往相比，其在硬件能力、軟件算法、數(shù)據(jù)及應(yīng)用環(huán)境等層面，有著本質(zhì)上的不同。 5G 技術(shù)的高速率和高容量、泛在性和連通性、低延時和高可靠性、低功耗和低成本[10]，很好地解決了AI 2.0 在教育中應(yīng)用的大數(shù)據(jù)傳輸問題，提高了在線學(xué)習(xí)的交互性和沉浸感，對智慧學(xué)習(xí)空間的應(yīng)用與普及，具有重要的支撐作用。 “AI+5G”的智慧學(xué)習(xí)空間是集物理空間與虛擬空間于一體，具有泛在性、無縫性、感知性、適應(yīng)性、交互性，它以物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、移動通信等新興信息技術(shù)為支撐，能夠智能化記錄學(xué)習(xí)全過程，有效分析學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，支持多元交互與多向交互，幫助師生進行精準決策和信息推送， 實現(xiàn)線上線下教學(xué)的無縫融合，促進學(xué)習(xí)者的深層認知能力的發(fā)展，并形成虛實融合的學(xué)習(xí)場域。 在“AI+5G”技術(shù)的支撐下，利用體驗增強類和場所定位類技術(shù)，可以有效地促進學(xué)生在學(xué)習(xí)空間的場所感[11]。 而整合學(xué)習(xí)支架的認知協(xié)助機制以及學(xué)習(xí)空間的泛在協(xié)同功能的翻轉(zhuǎn)課堂，能夠有效提升學(xué)習(xí)空間的深度學(xué)習(xí)[12]。

那么，在“AI+5G”視域下，開放大學(xué)的學(xué)習(xí)空間建設(shè)是否已經(jīng)達成了智慧學(xué)習(xí)空間建設(shè)的目標和功能？ 2019 年2 月-3 月，基于“AI+5G”與空間教學(xué)整合的視角，我們從學(xué)習(xí)空間的平臺、資源、環(huán)境、教學(xué)、評價等多個維度，對開放大學(xué)系統(tǒng)不同區(qū)域的四所學(xué)校相關(guān)學(xué)員進行了前期調(diào)查和師生訪談， 提出了當前開放大學(xué)傳統(tǒng)學(xué)習(xí)空間及其教學(xué)方面存在的問題：（1） 在學(xué)習(xí)空間的基礎(chǔ)設(shè)施和平臺建設(shè)方面：存在不能緊跟時代步伐， 實踐中缺乏恰當運用系統(tǒng)思維的問題， 如： 在空間內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)有效帶寬的提升、智能促進“學(xué)”的硬件設(shè)備的建設(shè)、 模塊化學(xué)習(xí)軟件平臺的建設(shè)與應(yīng)用等方面均存在不足，而且不能整合社會資源并加以利用。（2）在學(xué)習(xí)空間的內(nèi)容建設(shè)方面： 存在優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源不足且不能有效更新優(yōu)化和智能推送，無法滿足個體學(xué)習(xí)動態(tài)需求的問題。（3）在學(xué)習(xí)空間的技術(shù)支撐方面： 存在與教與學(xué)實際需求尚有一定距離， 且教師的教學(xué)技術(shù)與信息化應(yīng)用能力不足的問題。（4）在學(xué)習(xí)空間的協(xié)作服務(wù)方面：存在有效互動少、 學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)路徑不夠優(yōu)化， 支持教學(xué)服務(wù)方面有待進一步深化的問題。（5）在學(xué)習(xí)空間的教學(xué)應(yīng)用方面： 存在應(yīng)用滯后于研究， 特別是混合式學(xué)習(xí)空間的教學(xué)設(shè)計與實施存在教學(xué)方法無法匹配教學(xué)目標、 精準診斷學(xué)習(xí)過程與效果的手段較少等問題?？傮w而言，在“AI+5G”視域下，開放大學(xué)智慧學(xué)習(xí)空間的構(gòu)建與應(yīng)用還缺乏新信息技術(shù)應(yīng)用的強有力支撐，其融合途徑、功能發(fā)揮等尚存巨大空間。

三、“5G+AI”視域下開放大學(xué)智慧學(xué)習(xí)空間的構(gòu)建

（一）構(gòu)建依據(jù)

楊現(xiàn)民等從數(shù)據(jù)視角出發(fā)，構(gòu)建了以物理空間、社會空間、個人空間、信息空間為多種形態(tài)的學(xué)習(xí)空間融合模型。從形態(tài)視角出發(fā)，沈書生提出了五維教學(xué)設(shè)計的思想，從“尋找信息化教學(xué)設(shè)計的基礎(chǔ)性觀察維度”，來指導(dǎo)一線教育工作者開展信息化教學(xué)實踐[13]。 林琳等認為，在信息化背景下的空間教學(xué)設(shè)計，需要轉(zhuǎn)向?qū)θ?、物、事、境、脈五個基本要素的關(guān)注，需要在這五個維度上關(guān)注其特定的內(nèi)涵[14]。 綜合上述研究，我們在借鑒國內(nèi)外相關(guān)研究基礎(chǔ)上，提出了以智慧教育的理念構(gòu)建開放大學(xué)智慧學(xué)習(xí)空間模型的觀點。

（二）空間內(nèi)容

從五維教學(xué)設(shè)計出發(fā)， 智慧學(xué)習(xí)空間作為實現(xiàn)智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、泛在化教育學(xué)習(xí)生態(tài)的重要場所，應(yīng)該包含五方面內(nèi)容：（1）人，指教學(xué)過程中的利益相關(guān)者。 它包括教師、學(xué)習(xí)者、管理者以及教學(xué)機器人等學(xué)伴。 （2）物，指學(xué)習(xí)空間中支持學(xué)習(xí)活動開展的技術(shù)與環(huán)境。 側(cè)重于開放優(yōu)質(zhì)的結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)資源， 以及能夠記錄學(xué)習(xí)軌跡并支持學(xué)習(xí)決策的智能技術(shù)平臺。 （3）境，指學(xué)習(xí)空間中教與學(xué)所依附的情境。 特別提倡情境化體驗的教學(xué)場景和自適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用的場景。 （4）事，指學(xué)習(xí)空間中的教與學(xué)的活動，尤其是借助于“5G+AI”開展的差異化、個性化的教與學(xué)活動。 （5）脈，既是指知識之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，也強調(diào)“5G+AI”支持下融合過程性與終結(jié)性、多元評價主體的整體性評價， 以及完善學(xué)習(xí)者面向未來的學(xué)習(xí)力和創(chuàng)造力的全心智結(jié)構(gòu)培養(yǎng)。

具體來說，開放大學(xué)智慧學(xué)習(xí)空間以物理空間、信息空間、社會空間、個人空間構(gòu)成多種形態(tài)環(huán)境，以“AI+5G”等新信息技術(shù)為支撐，以開放大學(xué)構(gòu)建的物理空間與信息空間的虛實融合、 學(xué)習(xí)者個人空間與社會空間的融通交互、資源共享為保障，從“人、物、境、事、脈”多維度構(gòu)建智能化教學(xué)平臺，提供優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)資源、混合式教學(xué)設(shè)計、智能化教學(xué)服務(wù)和智慧教學(xué)評價， 從而實現(xiàn)開放大學(xué)服務(wù)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的目標，如圖2 所示。

圖2 開放大學(xué)智慧學(xué)習(xí)空間構(gòu)建模型

（三）空間功能

隨著虛擬實驗室、移動圖書館、創(chuàng)客空間、校園地圖導(dǎo)航、微信公眾號、高清電子顯示屏等在學(xué)習(xí)空間中的普遍使用，以及情境感知、實時診斷、精準推送等智能技術(shù)的深入滲透， 使學(xué)習(xí)空間具有了泛在性、無縫性、感知性、適應(yīng)性、交互性的特征，可有效解決開放大學(xué)知識碎片化、 資源選擇難、 無差異教育、 評價不全面等問題； 能實現(xiàn)智能記錄學(xué)習(xí)全過程，有效分析學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，支持多元交互與多向交互，幫助師生進行精準決策和信息推送；能促進線上線下教學(xué)的無縫融合， 發(fā)展學(xué)習(xí)者深層認知能力和實踐能力等功能。 智慧學(xué)習(xí)空間能夠在大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，加強學(xué)習(xí)者的體驗，做到智能設(shè)備之間的無縫連接，實現(xiàn)提高學(xué)生的價值智慧、理性智慧、實踐智慧，培養(yǎng)學(xué)生的智慧人格，重視與促進學(xué)習(xí)者智慧發(fā)展的學(xué)習(xí)目標[15]。 同時，智慧學(xué)習(xí)在空間本質(zhì)上是學(xué)習(xí)環(huán)境的連續(xù)體， 開放大學(xué)可以通過各個不同形態(tài)的空間環(huán)境來實施教育理念，實現(xiàn)育人功能。

（四）構(gòu)建路徑

1.整合利用社會和企業(yè)資源，基于智能技術(shù)架構(gòu)學(xué)習(xí)空間與智慧服務(wù)平臺

基于“5G+AI”等技術(shù)架構(gòu)下的開放智慧學(xué)習(xí)空間的環(huán)境條件， 可以從以下四個方面整合構(gòu)建：（1）云服務(wù)平臺。 教育云平臺為智慧課堂教學(xué)提供基于“云”的服務(wù)，包含資源、教學(xué)、學(xué)習(xí)、教研、管理等服務(wù)，以有效保障智慧課堂教學(xué)的開展。（2）教學(xué)平臺。教學(xué)平臺集成教學(xué)所需要的主要子系統(tǒng)， 是對全面教學(xué)支持，教學(xué)組織管理，教學(xué)資源庫建設(shè)及其管理等系統(tǒng)的高度整合。 智能教學(xué)平臺的主要功能特色詳見表1。（3）資源平臺。資源平臺集知識管理、資源管理、資源評價、資源存儲為一體。 資源類型豐富多樣，包含教材、微課教學(xué)資源、多媒體教輔素材、動畫教學(xué)工具、實驗視頻、測試題庫等多種資源。（4）智慧教室。 智慧教室是集合了云服務(wù)平臺、教學(xué)平臺、資源平臺、互動課堂軟件、物理教室、教師的移動教學(xué)智能終端（電子黑板、3D 打印機、教學(xué)機器人）、學(xué)生的移動學(xué)習(xí)智能終端（手機、電腦、傳感設(shè)備、電子書包）等的智能化學(xué)習(xí)環(huán)境。開放大學(xué)智慧學(xué)習(xí)空間的教學(xué)條件創(chuàng)設(shè)圖景，詳見圖3。

表1 主要教學(xué)平臺的功能特色

圖3 開放大學(xué)智慧學(xué)習(xí)空間的教學(xué)條件創(chuàng)設(shè)圖景

在基于智能技術(shù)架構(gòu)智慧服務(wù)平臺的同時，輔以各種智能小工具，以有效促進教與學(xué)。如，智能交互黑板、內(nèi)置的交互式教學(xué)軟件，讓學(xué)生能夠深度參與課堂教學(xué)并及時呈現(xiàn)互動結(jié)果。 利用展臺軟件，教師可進行學(xué)生作品展示和試卷講評。 又如，由微信端小程序和電腦端教學(xué)后臺構(gòu)成的智慧教學(xué)工具，可實現(xiàn)教師將優(yōu)質(zhì)在線開放課程落地到課堂教學(xué)中，以輕巧簡潔的功能輔助課堂教學(xué)的高效開展。 此外，多種智能工具，如3D 打印機、3D 掃描儀、傳感器、電子控制器等，可以幫助學(xué)生設(shè)計制作，培養(yǎng)多維的創(chuàng)新能力[16]。

2.加強空間內(nèi)容建設(shè)，基于學(xué)習(xí)分析技術(shù)推送學(xué)習(xí)資源，提高學(xué)習(xí)者的知識掌握能力

學(xué)習(xí)資源作為學(xué)習(xí)空間的學(xué)習(xí)內(nèi)容， 開放大學(xué)在加強學(xué)習(xí)空間建設(shè)的過程中，可采用“自建微課+網(wǎng)絡(luò)慕課”兩種方式并行。 開放大學(xué)智慧學(xué)習(xí)空間，首先需要對學(xué)習(xí)者進行學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)挖掘和智能分析，以充分了解學(xué)習(xí)者的個人偏好、 學(xué)習(xí)狀況和其他個性化特征。在此基礎(chǔ)上，準確地向?qū)W習(xí)者推送符合個性化的學(xué)習(xí)資源，激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率。 AI 的發(fā)展也為學(xué)習(xí)分析技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用提供了強大的技術(shù)支撐。目前，相關(guān)學(xué)者已開展多項針對學(xué)習(xí)平臺和智能輔導(dǎo)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析研究，并根據(jù)學(xué)習(xí)分析結(jié)果來推薦個性化學(xué)習(xí)資源[17]。 許多數(shù)字圖書館系統(tǒng)（如，美國的My Library、Library@LANL、我國的浙江大學(xué)圖書館等），已實現(xiàn)依據(jù)學(xué)習(xí)者的興趣建模和推薦資源的功能。

3.響應(yīng)學(xué)習(xí)者的個性化需求，實施個體診斷并推薦學(xué)習(xí)路徑，促進學(xué)習(xí)者的自適應(yīng)學(xué)習(xí)

通過對學(xué)習(xí)者的認知、需求、學(xué)習(xí)習(xí)慣等進行診斷和評價， 智慧學(xué)習(xí)空間能夠幫助教師了解學(xué)習(xí)者的個體特征、學(xué)習(xí)狀態(tài)，構(gòu)建適切的學(xué)習(xí)方案。 伴隨著學(xué)習(xí)過程，大量學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)得以生成，以這些學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進行個性化學(xué)習(xí)分析和學(xué)習(xí)診斷，用以描繪學(xué)習(xí)畫像，進而加以調(diào)整和干預(yù)；再進行下一階段學(xué)習(xí)計劃的制定、學(xué)習(xí)方案的選擇和個體學(xué)習(xí)成效的多元評估，以引導(dǎo)學(xué)習(xí)者有效學(xué)習(xí)。 即智慧學(xué)習(xí)空間從大數(shù)據(jù)出發(fā)， 基于學(xué)習(xí)者的個體特征、個性化學(xué)習(xí)需求、已經(jīng)開展的學(xué)習(xí)路徑和成果進行客觀評價，提供個性化學(xué)習(xí)策略引導(dǎo)，并幫助教師靈活采用風(fēng)格各異的教學(xué)活動組織。

通過課前、課中、課后三個階段的合理設(shè)計，智慧學(xué)習(xí)空間能夠幫助教師實現(xiàn)智能備課、 采用精講與點評、實時交互、針對性教學(xué)、監(jiān)控教學(xué)、記錄數(shù)據(jù)、學(xué)情分析等智能教學(xué)應(yīng)用，開展智能教學(xué)的個性化輔導(dǎo)及反思教學(xué)，為每位學(xué)生智能定制個性化的學(xué)習(xí)方案，促進學(xué)習(xí)者的自適應(yīng)學(xué)習(xí)，如圖4 所示。

圖4 開放大學(xué)基于智慧學(xué)習(xí)空間的教與學(xué)過程

4.基于聯(lián)通交互構(gòu)建協(xié)同增效的智慧學(xué)習(xí)社群，增強空間協(xié)作性，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的合作交流能力

協(xié)同學(xué)習(xí)理論的目標在于教與學(xué)的協(xié)同增效，并認為學(xué)習(xí)環(huán)境是由相互影響的信息場、知識場、意動場、價值場和情感場構(gòu)成，強調(diào)了學(xué)習(xí)系統(tǒng)中個體與主體及其交互場的協(xié)同關(guān)系與結(jié)構(gòu)關(guān)系[18]。 以往虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)的研究者， 過分突出虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)中的個體學(xué)習(xí)， 卻忽視了虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)中的學(xué)習(xí)不僅僅是個體學(xué)習(xí)行為，更是一個群體知識建構(gòu)的過程。許多精品課程、網(wǎng)絡(luò)課程，也普遍存在著只注重內(nèi)容管理，而缺乏深度互動的缺陷。 可見，虛擬社區(qū)中學(xué)習(xí)目標的達成，是一個復(fù)雜的多元建構(gòu)過程，需要學(xué)習(xí)者、助學(xué)者共同參與，深度交流。

開放大學(xué)智慧學(xué)習(xí)空間基于“AI+5G”搭建無縫學(xué)習(xí)環(huán)境，集線上虛擬空間與線下實體空間為一體，以角色互動、人機協(xié)同，構(gòu)建智慧學(xué)習(xí)社群。 智慧學(xué)習(xí)社群以共同價值觀為精神內(nèi)核，通過合作、分享、支持來實現(xiàn)社群價值；社群成員跨越時空界限、在合作基礎(chǔ)上開展學(xué)習(xí)，在社群中分享學(xué)習(xí)經(jīng)驗，獲取外部力量支持，優(yōu)化提升自我。 線上，以知識分享內(nèi)化培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的智慧學(xué)習(xí)能力；線下，以實體空間的實踐培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的創(chuàng)造能力和創(chuàng)造潛能。此外，開放大學(xué)可以采用與主流社交軟件兼容的多屏融合移動互聯(lián)網(wǎng)，并開發(fā)嵌入在微信等軟件中的小程序，將APP Inventor、 Scratch、 機器人、3D 打印等技術(shù)引入到智慧學(xué)習(xí)空間的課堂中； 采用項目學(xué)習(xí)與學(xué)科知識融合，充分運用3D 打印融入STEM 項目式學(xué)習(xí)、創(chuàng)客空間互鑒、多工具智創(chuàng)空間等[19]；設(shè)計并呈現(xiàn)智能化、具身化的交互環(huán)境，不斷提升人際交流和人機交互體驗，為學(xué)習(xí)者提供開放、平等、便捷的知識交流和互動渠道，促進多元化知識的產(chǎn)生，以及學(xué)習(xí)者協(xié)同意識和協(xié)同能力的發(fā)展。

5.基于人機交互和情境感知，打造體驗式學(xué)習(xí)空間，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的實踐探究能力和創(chuàng)造力

情境認知理論作為智慧學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ)之一，強調(diào)技術(shù)層面的設(shè)備支持， 為學(xué)習(xí)者打造有利于感知和融入的學(xué)習(xí)情境。 在“AI+5G”的支撐下，利用虛擬技術(shù)（VR）基于人機交互所構(gòu)建智慧學(xué)習(xí)生態(tài)，打造沉浸式智慧學(xué)習(xí)課堂，可以增強學(xué)習(xí)體驗，提高學(xué)習(xí)效率。 比如，英國在紐卡斯爾中學(xué)建立了VR 教育工程，運用VR 進行英語和工業(yè)安全等培訓(xùn)。 Chih-Hsiao 開發(fā)了在生命技術(shù)課程教學(xué)中水產(chǎn)養(yǎng)殖的AR應(yīng)用[20]。國內(nèi)許多高校都對VR 在教育教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用開展了研究， 南開大學(xué)利用VR 技術(shù)實現(xiàn)動物活體成像系統(tǒng)的仿真培訓(xùn)； 大連海事大學(xué)使用Unity 3D 虛擬現(xiàn)實引擎開發(fā)船舶仿真教育培訓(xùn)項目[21]?；A(chǔ)教育方面的研究更為廣泛，如，韋云的“AR 涂樂樂”[22]、蔡蘇等關(guān)于電磁場的中學(xué)物理虛擬實驗程序[23]、劉棟的虛擬墻面留言系統(tǒng)[24]、金振威的輔助學(xué)生英語聽力應(yīng)用軟件AR Learning[25]。 開放大學(xué)可以借鑒以上研究， 基于人機交互和情境感知， 打造體驗式學(xué)習(xí)空間，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，促進創(chuàng)新能力的發(fā)展。

6.基于學(xué)習(xí)全過程的數(shù)字畫像進行智慧學(xué)習(xí)評價，挖掘并提升學(xué)習(xí)者的自主學(xué)習(xí)能力

在“AI+5G”視域下，通過對大數(shù)據(jù)的深入挖掘和AI 技術(shù)分析，智慧學(xué)習(xí)空間可以豐富評估指標，加強基于學(xué)習(xí)者自我評估和相互評估的動態(tài)化評估，積極實施多元化評估。 Yudelson 等根據(jù)課程設(shè)置、參考書目和在線檢測， 研究學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)平臺中的行為模式挖掘與激勵[26]；Chakor 根據(jù)學(xué)生在課程周期中的行為特征進行學(xué)生退課預(yù)測[27]；Bruff 等根據(jù)學(xué)生影響力（在線論壇、討論組、測試成績等）的知識傳播建模與引導(dǎo)，研究知識傳播問題[28]；Dela Torre 根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況記錄進行認知診斷分析， 了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)、知識點掌握情況和粗心程度等[29]。 上述這些研究均可為開展評價提供依據(jù)。

智慧學(xué)習(xí)效果評價應(yīng)遵循三個原則：（1）平等重視過程和結(jié)果。 在評估教學(xué)質(zhì)量時，必須既有結(jié)果評價，又有過程評價。 以美國普渡大學(xué)（Purdue University）構(gòu)建的“課程信號”干預(yù)系統(tǒng)為例，就是運用各種學(xué)習(xí)分析技術(shù)，幫助教師分析學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，為學(xué)習(xí)者提供適切的、 具有個性化和針對性的反饋[30]。（2）同時考慮知識和發(fā)展。 要全面評價智慧學(xué)習(xí)的教學(xué)質(zhì)量， 不應(yīng)僅局限于對學(xué)習(xí)者知識掌握程度的評價，更應(yīng)著重關(guān)注學(xué)習(xí)者綜合素質(zhì)的提高程度。（3）評價主體多元化。智慧教學(xué)模式的有效實施，是教師、學(xué)習(xí)者、學(xué)伴等多個主體共同參與的結(jié)果。 單個教師很難科學(xué)地評估、檢驗學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的各個方面。因此，智慧學(xué)習(xí)教學(xué)質(zhì)量評價的主體必然是多元的。

開放大學(xué)必須從智慧教育的理念入手，明確智慧教育以人為本的教育目標，建立智慧管理和多重評估機制。 教師需要設(shè)計智能化的教與學(xué)空間，營造智慧教室文化，并重視營造空間學(xué)習(xí)文化，提高學(xué)習(xí)者的價值智慧、理性智慧、實踐智慧，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的智慧人格。開放大學(xué)智慧學(xué)習(xí)空間可以實現(xiàn)從原來的以教師評價為中心，轉(zhuǎn)向?qū)W習(xí)者自評、教師評價與同伴互評相結(jié)合；評價方式采用形成性與總結(jié)性相結(jié)合；評價內(nèi)容從定性轉(zhuǎn)到定性與定量相結(jié)合，從知識轉(zhuǎn)向知識掌握能力、自主學(xué)習(xí)能力、合作交流能力、探究能力、創(chuàng)新能力多種能力相結(jié)合，如圖5 所示。

圖5 開放大學(xué)智慧學(xué)習(xí)空間的教學(xué)評價

四、“5G+AI”視域下開放大學(xué)智慧學(xué)習(xí)空間的實踐檢驗

根據(jù)上述前期調(diào)查所提出的五方面問題， 并進一步探討開放大學(xué)智慧學(xué)習(xí)空間建設(shè)的實踐效果，我們進行了下一階段的實證研究。

（一）樣本選取

研究采用問卷調(diào)查法， 正式研究樣本來源于研究團隊在浙江省內(nèi)杭州（2）、溫州（1）、湖州（1）四所開展“AI+5G”視域下智慧學(xué)習(xí)空間建設(shè)與應(yīng)用實踐的基層院校所進行的調(diào)查， 數(shù)據(jù)樣本采用隨機抽樣的方式，調(diào)查時間為2020 年2 月至2020 年3 月。共發(fā)放問卷1289 份， 回收問卷1259 份， 有效問卷1187 份，有效回收率92.09%。在問卷調(diào)查的基礎(chǔ)上，研究團隊對四所高校8 位學(xué)習(xí)者、4 位教師、4 位教育管理者做了深度訪談， 進一步深入挖掘?qū)W習(xí)者對開放大學(xué)智慧學(xué)習(xí)空間建設(shè)與應(yīng)用的認知， 并深入剖析問題與成因。

從樣本的性別分布看， 男性樣本537 人，占45.24%；女性樣本650 人，占54.76%；從學(xué)員就讀層次看，專科學(xué)員占61.67%，本科學(xué)員占35.30%，其他如培訓(xùn)學(xué)員等占3.03%；從年齡分布看，占比最多的是23-30 歲的學(xué)員， 即大學(xué)畢業(yè)步入工作崗位之后的年齡段，占比41.79%；31-40 歲的占比為37.15%，這兩個群體總計占比78.94%。我們發(fā)現(xiàn)，開放大學(xué)學(xué)習(xí)者年齡不一，但主體力量為中青年。 樣本既有學(xué)歷為?？频恼急?1.56%，為高中的占比38.84%，除此之外，還有極小部分學(xué)歷為小學(xué)、初中和碩士的學(xué)習(xí)者。 所研究樣本的描述性統(tǒng)計分析情況，參見表2。

表2 描述性統(tǒng)計分析

（二）研究量表

研究主要采納了曹靜仁在《圖書館學(xué)習(xí)共享空間評價指標體系構(gòu)建與實證——以層次分析法為視角》[31]一文中構(gòu)建的績效評價指標，并綜合考量了國內(nèi)外學(xué)習(xí)空間評價的量表和我國開放大學(xué)的實際情況，對“5G+AI” 視域下圍繞開放大學(xué)智慧學(xué)習(xí)空間的設(shè)施設(shè)備、技術(shù)支持、資源建設(shè)、教學(xué)平臺、支持服務(wù)、互動協(xié)作，教師的技術(shù)應(yīng)用能力、教學(xué)方法等層面的10 個核心構(gòu)念（見表3），以及學(xué)習(xí)者特征、學(xué)習(xí)者對智慧學(xué)習(xí)空間的概念特征、評價等認識進行測量。 研究采用李克特五級量表（Likert scale）對10 個核心構(gòu)念進行測量，設(shè)計一組陳述式選項答題，每一陳述有“非常同意”“同意”“不一定”“不同意”“非常不同意”五種回答，分別記為1，2，3，4，5 分。 問卷調(diào)查通過問卷星進行發(fā)放，針對開放大學(xué)智慧學(xué)習(xí)空間教學(xué)實驗學(xué)員推送問卷。 同時，設(shè)計開放式訪談提綱，輔以對教師、管理者及典型學(xué)員的訪談，并采用SPSS20.0 軟件對數(shù)據(jù)進行描述性統(tǒng)計、t 檢驗、相關(guān)分析等。

（三）信度與效度分析

研究采用Cronbach’s α 系數(shù)來分析核心構(gòu)念的信度，分析發(fā)現(xiàn)，信度系數(shù)值為0.941；并且分析項的CITC 值均大于0.4。 由此可見， 研究數(shù)據(jù)信度質(zhì)量高，可用于進一步分析。 使用因子分析法進行效度。分析后發(fā)現(xiàn)， 所有研究項對應(yīng)的共同度值均高于0.4，說明研究項信息可被有效提取。此外，KMO 值為0.957，大于0.6，意味著數(shù)據(jù)具有效度。 最后，結(jié)合因子載荷系數(shù)，確認因子（維度）和研究項對應(yīng)關(guān)系，與研究預(yù)期基本相符，說明數(shù)據(jù)具有效度，即研究定量數(shù)據(jù)（尤其是態(tài)度量表題）的設(shè)計合理性較好。

（四）數(shù)據(jù)分析

1.描述性與正態(tài)性檢驗分析——對開放大學(xué)智慧學(xué)習(xí)空間建設(shè)與應(yīng)用的評價概況

根據(jù)李克特五級量表設(shè)計的陳述式選項答題，每一項陳述有“非常同意”、“同意”、“不一定”、“不同意”、“非常不同意”五種回答，分別記為1，2，3，4，5 分。樣本量為1187，各題項的定量數(shù)據(jù)統(tǒng)計情況見表3。

表3 對“5G+AI”視域下開放大學(xué)智慧學(xué)習(xí)空間建設(shè)與應(yīng)用的評價

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從表3 可以看出：當前數(shù)據(jù)中并沒有異常值，10個題項均不具有正態(tài)性特質(zhì)。 各題項的平均值較為接近，均界于1-2 之間，顯然，樣本對“5G+AI”視域下開放大學(xué)智慧學(xué)習(xí)空間建設(shè)與應(yīng)用情況認可度較高，界于非常認同與認同之間，這也說明了開放大學(xué)在上述“5G+AI”視域下智慧學(xué)習(xí)空間構(gòu)建理念指引下，所進行的智慧學(xué)習(xí)空間教學(xué)是有效的，得到了學(xué)習(xí)者較為廣泛的認同。

2.相關(guān)分析——不同維度題項與智慧學(xué)習(xí)空間學(xué)習(xí)認可度的相關(guān)性分析

采用Pearson 相關(guān)系數(shù)研究題項1-9 對智慧學(xué)習(xí)空間學(xué)習(xí)認可度的相關(guān)性， 共9 項之間的相關(guān)關(guān)系。 從表4 可知，發(fā)現(xiàn)題項10 和題項1-9 均分別存在顯著的正相關(guān)關(guān)系。 從中可以發(fā)現(xiàn)，教師的技術(shù)應(yīng)用能力、教學(xué)方法與學(xué)習(xí)空間設(shè)施設(shè)備、技術(shù)支持、資源建設(shè)、教學(xué)平臺、支持服務(wù)、互動協(xié)作均顯著影響學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)空間的認同度。

表4 各題項與智慧學(xué)習(xí)空間認可度的相關(guān)分析

3.獨立樣本t 檢驗——不同性別人群滿意度差異情況

對不同性別人群的認同差異進行t 檢驗研究（見表5）， 我們發(fā)現(xiàn)性別對于題項2 呈現(xiàn)出0.05 水平顯著性（t=-2.518，p=0.015）。 通過進一步對比差異可知， 性別為男的樣本對題項2 的認同平均值（1.29），明顯低于女的平均值（1.76）。 同樣的分析發(fā)現(xiàn)，不同性別對于題項2-10 均呈現(xiàn)出差異，其中對題項2-4、7-10 呈現(xiàn)出顯著性差異（p 值小于0.05 或0.01）。 分析原因，可能存在多方面因素，例如，女性對學(xué)習(xí)的體驗要求要高于男性。 為進一步挖掘深層原因，通過深度訪談和進一步調(diào)查發(fā)現(xiàn)，女性在技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域弱于男性，技術(shù)應(yīng)用的差異性極大地導(dǎo)致了智慧學(xué)習(xí)體驗感的不同，間接地產(chǎn)生了對智慧學(xué)習(xí)空間評價的不同，這是差異產(chǎn)生的主要原因。

表5 不同性別人群滿意度差異情況

4. 響應(yīng)率和普及率分析——對智慧學(xué)習(xí)空間的認識情況

（1）對開放大學(xué)智慧學(xué)習(xí)空間構(gòu)建的目標的認識。我們使用卡方擬合優(yōu)度檢驗進行分析，從表6 可知，擬合優(yōu)度檢驗呈現(xiàn)出顯著性（chi=49.190，p=0.000＜0.05），這意味著各項的選擇比例具有明顯差異性， 可通過響應(yīng)率或普及率具體對比差異性。 具體來看，學(xué)習(xí)者對開放大學(xué)智慧學(xué)習(xí)空間構(gòu)建目標的認識， 其中，B（促進學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力提升）項和C（滿足多樣化學(xué)習(xí)方式的需求）項的響應(yīng)率和普及率明顯較高；E（綠色智能）項的響應(yīng)率和普及率明顯偏低。 通過進一步訪談發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)者對智慧學(xué)習(xí)空間的綠色智能意義并不是很理解。 “綠色”教學(xué)是智慧教育的亮點之一，它不僅為教學(xué)模式提供了新思路， 還通過平臺控制、統(tǒng)一管理大大降低能耗。 在訪談中，學(xué)習(xí)者進一步提出了加強對智慧學(xué)習(xí)空間建設(shè)意義的宣傳性建議。

表6 對“5G+AI”視域下開放大學(xué)智慧學(xué)習(xí)空間構(gòu)建意義的認識

（2）對智慧學(xué)習(xí)空間的特征的認識。從表7 可知，學(xué)習(xí)者對智慧學(xué)習(xí)空間特征的認識，其中A（個性化）、C（交互性）、D（適應(yīng)性）這3 項的響應(yīng)率和普及率明顯較高。經(jīng)過進一步訪談發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)者對于無縫性、泛在性和感知性的認同相對較低，緣于5G 以及傳感設(shè)備的普及率仍然不高， 有時無法真正使用到5G 帶來的高速傳輸、便捷的傳感設(shè)備的支持以及教學(xué)服務(wù)的泛在支持。

表7 對“5G+AI”視域下智慧學(xué)習(xí)空間特征的認識

（3）對智慧學(xué)習(xí)空間建設(shè)的意義的認識。 從表8可知，學(xué)習(xí)者對智慧學(xué)習(xí)空間建設(shè)的吸引力的認識，A（學(xué)習(xí)機會人人平等）項的響應(yīng)率和普及率明顯較高。 由此可見，對于學(xué)習(xí)者而言，學(xué)習(xí)機會公平性的意義始終占據(jù)第一位。

表8 對“5G+AI”視域下智慧學(xué)習(xí)空間建設(shè)吸引力的認識

（4）對智慧學(xué)習(xí)空間建設(shè)和應(yīng)用弊端的認識。從表9 可知，學(xué)習(xí)者對D（智慧學(xué)習(xí)環(huán)境）項的響應(yīng)率和普及率明顯較低， 結(jié)合訪談發(fā)現(xiàn)， 一些學(xué)習(xí)者認為，在開放大學(xué)學(xué)習(xí)空間的學(xué)習(xí)中，部分課程的成績未能反映出對學(xué)習(xí)者知識與能力的全面評價。

表9 對“5G+AI”視域下智慧學(xué)習(xí)空間建設(shè)和應(yīng)用弊端的認識

五、結(jié)論與啟示

本文立足于開放大學(xué)智慧學(xué)習(xí)空間建設(shè)的實踐，從構(gòu)建依據(jù)、空間內(nèi)容、空間功能、構(gòu)建路徑四個方面，闡述了基于5G 和AI 等新一代信息技術(shù)，構(gòu)建開放大學(xué)智慧學(xué)習(xí)空間的模型和路徑。 在此基礎(chǔ)上，以開放大學(xué)為例，構(gòu)建并完善智慧學(xué)習(xí)空間，開展教學(xué)實踐。 繼而針對存在的問題進行問卷調(diào)查并運用SPSS 工具加以分析。 主要研究結(jié)論如下：（1）開放大學(xué)整合社會和企業(yè)資源構(gòu)建的智慧學(xué)習(xí)空間能夠有效支持教學(xué)，學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)空間構(gòu)建和應(yīng)用的整體認同度高；（2）不同性別的學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)空間各個維度的認同度方面有明顯差異，主要原因在于不同性別學(xué)習(xí)者的技術(shù)應(yīng)用能力不同，進而影響了學(xué)習(xí)者對智慧學(xué)習(xí)空間的體驗和認同；（3）教師的技術(shù)應(yīng)用能力、教學(xué)方法與學(xué)習(xí)空間設(shè)施設(shè)備、技術(shù)支持、資源建設(shè)、教學(xué)平臺、支持服務(wù)、互動協(xié)作，均顯著影響學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)空間的認同度；（4）學(xué)習(xí)者對智慧學(xué)習(xí)空間的構(gòu)建意義、特征和目標的認識，存在一定的偏頗性。

主要研究啟示：（1）開放大學(xué)必須充分利用社會和企業(yè)的各界優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)平臺和學(xué)習(xí)資源， 加以整合利用，以彌補自身建設(shè)的不足；（2）加強對師生技術(shù)應(yīng)用能力的培訓(xùn)， 能夠有效提升智慧學(xué)習(xí)空間的學(xué)習(xí)評價；（3）加強學(xué)習(xí)空間的設(shè)施設(shè)備、內(nèi)容資源、技術(shù)支持、平臺建設(shè)、支持服務(wù)、互動協(xié)作，能夠提升學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)空間的認同度；（4）加強學(xué)習(xí)者對智慧學(xué)習(xí)空間的正確認識有助于智慧教育目標的實現(xiàn)，尤其要加強對智慧學(xué)習(xí)空間綠色智能的理解， 關(guān)注基于學(xué)習(xí)全過程的智慧評價；同時，開放大學(xué)需要進一步普及智慧教育理念，進一步加強5G 應(yīng)用與AI 智能設(shè)備的投入，實現(xiàn)教育公平。

智慧學(xué)習(xí)空間為學(xué)習(xí)者提供了一個開放的、相互協(xié)商的學(xué)習(xí)環(huán)境[32]，并且AI 2.0 時代的教育目標，也將更強調(diào)于高階思維、價值觀、信息素養(yǎng)、社會交互等?；诖耍_放大學(xué)智慧學(xué)習(xí)空間的建設(shè)應(yīng)以智慧教育為目標，順應(yīng)學(xué)校教學(xué)改革訴求，在師生個性化教與學(xué)需求的基礎(chǔ)上，充分重視教師力量的發(fā)揮，加強師生技術(shù)應(yīng)用能力的培訓(xùn)， 進一步發(fā)揮 “5G+AI”技術(shù)支撐下的智慧學(xué)習(xí)空間的教與學(xué)效用，以實現(xiàn)開放大學(xué)教與學(xué)質(zhì)量的有效提升。