國外智慧學(xué)習(xí)環(huán)境研究的現(xiàn)狀、熱點(diǎn)與啟示

金 濤 徐建東 王海燕 張 靜

（寧波大學(xué) 教師教育學(xué)院，浙江 寧波 315211）

智慧學(xué)習(xí)環(huán)境是數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境的高端形態(tài)，是一種能感知學(xué)習(xí)情景、識(shí)別學(xué)習(xí)者特征、提供合適的學(xué)習(xí)資源與便利的互動(dòng)工具，可自動(dòng)記錄學(xué)習(xí)過程并評測學(xué)習(xí)成果，以促進(jìn)學(xué)習(xí)者有效學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)場所或活動(dòng)空間（黃榮懷，楊俊鋒，胡永斌，2012）。智慧學(xué)習(xí)環(huán)境作為智慧教育的重要組成部分，是智慧學(xué)習(xí)時(shí)代的必然選擇。當(dāng)下，智慧教室、智慧課堂、智慧校園等智慧學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)日益受到研究者的重視，成為智慧教育領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文希望在國際智慧學(xué)習(xí)環(huán)境研究的現(xiàn)狀與熱點(diǎn)分析的基礎(chǔ)上，汲取有益經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，能為我國更好地建設(shè)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境、促進(jìn)智慧教育的發(fā)展提供參考。

一、研究設(shè)計(jì)

（一）數(shù)據(jù)來源

目前，已有許多學(xué)者介紹了國內(nèi)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的研究成果，而對國際智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的研究進(jìn)展則較少涉及。文章以Web of Science核心合集中的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用高級檢索式“TS=(“smart learning environment” OR “smart class” OR “wisdom classroom” OR “smart campus” OR “smart classroom” OR “future classroom” OR “intelligent classroom” OR “intelligent learning environment” OR “smart learning space” OR “intelligent learning space” OR “technology enhanced classroom” OR “technology rich classroom” OR “classroom of the future” OR “classroom of tomorrow”)”進(jìn)行檢索，不設(shè)文獻(xiàn)類型和時(shí)間跨度限制，檢索到截至2019年12月21日的220條來源文獻(xiàn)。

（二）研究方法

本文運(yùn)用文獻(xiàn)計(jì)量方法，從文獻(xiàn)計(jì)量分析和關(guān)鍵詞分析兩個(gè)角度，借助可視化知識(shí)圖譜，對檢索到的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)集進(jìn)行分析和整理。首先采用HistCite軟件對文獻(xiàn)集數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，包括文獻(xiàn)年度分布、國家和地區(qū)分布、重要出版物、文獻(xiàn)引用頻次等，從而梳理出國際智慧學(xué)習(xí)環(huán)境研究的概貌。其次，借助CiteSpace軟件繪制文獻(xiàn)集的關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜，基于圖譜中的高頻關(guān)鍵詞和高中心性關(guān)鍵詞，探究國際智慧學(xué)習(xí)環(huán)境研究的熱點(diǎn)。

二、智慧學(xué)習(xí)環(huán)境研究現(xiàn)狀

（一）發(fā)文量及其分布

在國際常用數(shù)據(jù)庫Web of Science和Scopus中查詢智慧學(xué)習(xí)環(huán)境相關(guān)文獻(xiàn)，繪制文獻(xiàn)年度分布圖（見圖1），總體來看，兩大數(shù)據(jù)庫雖然收錄的文獻(xiàn)數(shù)量存在差異，但文獻(xiàn)增長趨勢基本一致；從文獻(xiàn)年度分布來看，20世紀(jì)90年代，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的相關(guān)研究已進(jìn)入研究者的視野，但從事該領(lǐng)域研究的學(xué)者較少，處于起步階段。21世紀(jì)以來，互聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的快速發(fā)展為智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)提供了技術(shù)支撐，越來越多的學(xué)者開始關(guān)注該領(lǐng)域的相關(guān)研究，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的文獻(xiàn)數(shù)量增速加快。2014年以來，驅(qū)動(dòng)教育理念、教學(xué)模式、學(xué)習(xí)方式、教育管理與評價(jià)創(chuàng)新與變革的智慧教育興起（王娟，2017），智慧學(xué)習(xí)環(huán)境相關(guān)研究文獻(xiàn)數(shù)量隨之呈現(xiàn)出快速增長態(tài)勢，迎來了迅速發(fā)展時(shí)期。

圖1 文獻(xiàn)年度分布

如圖2所示，由圖2可知，排名前十五的國家和地區(qū)中，我國位于首位，占據(jù)文獻(xiàn)總量的29.5%，超過美國和英國的文獻(xiàn)總量。從文獻(xiàn)被引頻次來看，排名前十位的國家和地區(qū)分主要集中在歐美國家。我國大陸地區(qū)雖然在文獻(xiàn)量上占一定優(yōu)勢，但文獻(xiàn)平均被引頻次相對靠后，與美國、英國等發(fā)達(dá)國家相比，還存在一定的差距。檢索到的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)集中，我國大陸學(xué)者的文獻(xiàn)最早出現(xiàn)于2001年，而美國（1998年）、英國（1995年）、德國（1998年）、日本（1995年）等早在20世紀(jì)90年代中后期就陸續(xù)發(fā)表了有關(guān)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境方面的研究成果?？傮w而言，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境已在世界范圍內(nèi)引起關(guān)注，我國大陸地區(qū)在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境領(lǐng)域的研究進(jìn)展較快，但國際影響力有待進(jìn)一步提高。

圖2 國家和地區(qū)發(fā)文量與被引頻次

（二）重要出版物與文獻(xiàn)

文獻(xiàn)集中共有119種來源出版物刊登了智慧學(xué)習(xí)環(huán)境領(lǐng)域內(nèi)的相關(guān)文獻(xiàn)，發(fā)文量排名前5位的分別為《IEEE Access》（38篇）、《Computers & Education》（8篇）、《Computers in Human Behavior》（8篇）、《Intelligent Tutoring System,Proceedings》（7篇）和《MultiMedia Tools and Applications》（5篇）。這些出版物刊載的文獻(xiàn)涵蓋了智慧學(xué)習(xí)環(huán)境研究的多個(gè)領(lǐng)域，是該研究領(lǐng)域交流的主陣地。其中《Computers & Education》《Computers in Human Behavior》和《IEEE Access》三種出版物被引頻次位居前列，影響力較大，引領(lǐng)了智慧學(xué)習(xí)環(huán)境領(lǐng)域的研究進(jìn)展。

參考文獻(xiàn)對于深入了解某領(lǐng)域的研究具有重要參考價(jià)值，引用次數(shù)排名前五位的參考文獻(xiàn)分別為：《人工智能和輔導(dǎo)系統(tǒng)：知識(shí)傳播的計(jì)算和認(rèn)知方法》《智慧教室：遠(yuǎn)程教育的無縫融合技術(shù)》《智慧教室——遠(yuǎn)程教育的智能環(huán)境》《物聯(lián)網(wǎng)（IoT）：愿景，建筑元素和未來方向》《物聯(lián)網(wǎng)：一項(xiàng)調(diào)查》，涉及智能輔導(dǎo)系統(tǒng)、智慧教室、物聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程教育等主題，表明這些主題在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境領(lǐng)域內(nèi)擁有較高的影響力。其中Xie,W.K.、Shi、Xu和Xie, D.于2001年發(fā)表的《智慧教室——遠(yuǎn)程教育的智能環(huán)境》也是WOS核心庫中檢索到的我國大陸地區(qū)第一篇智慧學(xué)習(xí)環(huán)境領(lǐng)域的文獻(xiàn)。

（三）重要作者

借助CiteSpace5.0.R3軟件對文獻(xiàn)進(jìn)行作者共被引分析，發(fā)現(xiàn)被引頻次最高的前十位作者中，60%的作者來自于美國知名高校，例如：美國斯坦福大學(xué)的Bandura, A.、卡耐基梅隆大學(xué)的Anderson,J.R.、伍斯特理工學(xué)院的Baker, R.等，其余還有來自英國阿爾斯特大學(xué)的Augusto, J.、加拿大蒙特利爾大學(xué)的Bengio, Y.、中國的西安電子科技大學(xué)的CAO, Y.、荷蘭的阿姆斯特丹自由大學(xué)的Aroyo,L.。可見，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境相關(guān)研究已受到世界諸多知名高校學(xué)者的關(guān)注，其中美國高校學(xué)者對該領(lǐng)域較為關(guān)注且有較高的影響力。發(fā)文量排名前10位的作者中，Shi, Y. C.（6篇，TGCS=185）、Xu, G.Y.（4篇，TGCS=139）、Xie, W.K.（3篇，TGCS=138）在2001至2013年間表現(xiàn)比較活躍且文獻(xiàn)被引較高，在該時(shí)期智慧學(xué)習(xí)環(huán)境相關(guān)研究中擁有較高的影響力。其中雅典大學(xué)信息與電信系的Stathacopoulou, R.更是該時(shí)期以第一作者身份發(fā)表智慧學(xué)習(xí)環(huán)境研究成果最多的學(xué)者。在2014至2018年間，文獻(xiàn)數(shù)量和從事有關(guān)研究的學(xué)者人數(shù)都有較快增長，但從學(xué)者發(fā)文量和文獻(xiàn)引用量來看，該階段未發(fā)現(xiàn)較為突出的學(xué)者，即此階段缺少在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境研究領(lǐng)域中影響力高的學(xué)者。

三、智慧學(xué)習(xí)環(huán)境研究的熱點(diǎn)

研究熱點(diǎn)的探測，需要結(jié)合出現(xiàn)頻次和中心性兩項(xiàng)指標(biāo)綜合分析（朱莎，楊浩，馮琳，2017），在CiteSpace5.0.R3中設(shè)置參數(shù)如下：Top N=50，選擇top10%，時(shí)間間隔為2年，其余為默認(rèn)值。剔除檢索詞后得到智慧學(xué)習(xí)環(huán)境關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜（見圖3）。其中系統(tǒng)（system）、技術(shù)（technology）、教育（education）、物聯(lián)網(wǎng)（internet of thing）、設(shè)計(jì)（design）、網(wǎng)絡(luò)（network）、智能導(dǎo)師系統(tǒng)（intelligent tutoring system）等關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次較高，表明這些關(guān)鍵詞擁有較高的關(guān)注度。

選取中心性和頻次較高的關(guān)鍵詞，作為智慧學(xué)習(xí)環(huán)境研究熱點(diǎn)的參考依據(jù)。中心性較高的關(guān)鍵詞（見表1）有上下文（context）、技術(shù)（technology）、模型（model）、設(shè)計(jì)（design）、教育（education）、學(xué)習(xí)風(fēng)格（learning style）等，表明它們是圖3中比較重要的關(guān)鍵結(jié)點(diǎn)，銜接了智慧學(xué)習(xí)環(huán)境不同的研究主題。在CiteSpace 5.0.R3中使用 “引用歷史（Citation History）”功能依次查看圖3中高頻關(guān)鍵詞和高中心性關(guān)鍵詞所在的施引文獻(xiàn)，結(jié)合施引文獻(xiàn)進(jìn)行文獻(xiàn)內(nèi)容分析發(fā)現(xiàn)，1995年至2018年間，國際智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的研究熱點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)方面。

表1 中心性排名前十的關(guān)鍵詞

圖3 智慧學(xué)習(xí)環(huán)境研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

（一）智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的概念與類型

通過對智慧學(xué)習(xí)環(huán)境概念的回顧、內(nèi)涵界定和要素分析，梳理其中的聯(lián)系，從而界定智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的研究范疇，為該領(lǐng)域理論與實(shí)踐的探討奠定了基礎(chǔ)，成為智慧學(xué)習(xí)環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。

1. 配備智能軟硬件的物理空間

將智慧學(xué)習(xí)環(huán)境視為一種配備了多種智能設(shè)備與軟件系統(tǒng)的物理空間，能夠?yàn)閹熒峁┒喾N智能教學(xué)服務(wù)。這方面以“智慧（智能）教室”“智慧（智能）課堂”“智慧（智能）校園”“未來教室（課堂）”等為代表。例如：Xie,W.K.、Shi、Xu 和Xie , D.（2001）認(rèn)為智能環(huán)境（Intelligent Environment）是一種能夠主動(dòng)觀察并傾聽使用者，識(shí)別其需求并用心為其提供服務(wù)的生活或工作環(huán)境。智慧教室（Smart Classroom）是智能環(huán)境研究的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，也是其應(yīng)用的一個(gè)例證，利用智慧教室可以為遠(yuǎn)程教育中的教師構(gòu)建一種智慧課堂，該課堂可以擁有與真實(shí)課堂相同的體驗(yàn)，多模態(tài)交互能力是智慧教室的基本要求，智慧教室是由多種硬件設(shè)施與軟件系統(tǒng)組成。Shi等（2003）還提出了一種稱為“智慧教室”的原型系統(tǒng)，該系統(tǒng)將物理教室變成了遠(yuǎn)程教育軟件的用戶界面，在智慧教室中教師可以使用傳統(tǒng)的教學(xué)方法指導(dǎo)遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的學(xué)生，遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的學(xué)生可以與本地學(xué)生進(jìn)行自然交流，教師也可以同時(shí)指導(dǎo)本地學(xué)生和遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的學(xué)生，因?yàn)樗麄兌继幵谝粋€(gè)真實(shí)的課堂環(huán)境。Atif、Mathew和Lakas（2015）提出智慧環(huán)境(Smart Environment)是一個(gè)數(shù)字增強(qiáng)的物理世界，在該世界中，物體和空間具有智能感知能力，能對環(huán)境及其用戶的狀態(tài)做出反應(yīng)，智慧校園是在校學(xué)生與同齡人、教師甚至教學(xué)內(nèi)容都有大量互動(dòng)的一個(gè)社會(huì)環(huán)境。

2. 提供個(gè)性化服務(wù)的計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)系統(tǒng)

該方面的研究將基于計(jì)算機(jī)軟件的學(xué)習(xí)服務(wù)系統(tǒng)視為一種智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，該系統(tǒng)提供用戶友好的交互界面，具備多種功能，能夠?yàn)閷W(xué)習(xí)者提供個(gè)性化學(xué)習(xí)服務(wù)，這方面的研究以“智能導(dǎo)師系統(tǒng)（ITS）”為代表。由于所設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)服務(wù)系統(tǒng)能夠滿足不同學(xué)習(xí)群體某方面的需求，在促進(jìn)教學(xué)方面發(fā)揮了重要作用。例如：Timms、Develle和Lay（2015）提出智能學(xué)習(xí)環(huán)境（ILE）是一個(gè)基于計(jì)算機(jī)的學(xué)習(xí)系統(tǒng)，它使用人工智能的原理跟蹤學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)進(jìn)度，并在學(xué)生需要幫助時(shí)通過提供支持或提示以進(jìn)行干預(yù)，一個(gè)典型的ILE系統(tǒng)使用紅色標(biāo)記錯(cuò)誤，會(huì)在屏幕上提供書面提示，最后當(dāng)學(xué)習(xí)者求助時(shí)，會(huì)提供一個(gè)“自上而下”正確答案的提示語。

3. 基于web的學(xué)習(xí)空間

有關(guān)研究認(rèn)為基于Web的學(xué)習(xí)空間也是一種智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，該環(huán)境具有靈活的學(xué)習(xí)方式、豐富的學(xué)習(xí)資源、及時(shí)的反饋等特點(diǎn)。Kassim、Kazi和Ranganath（2004）提出了一個(gè)基于Web的智能學(xué)習(xí)環(huán)境數(shù)字系統(tǒng)（WILEDS），該系統(tǒng)由交流模塊、教學(xué)模塊、學(xué)生模塊、專家模型和領(lǐng)域知識(shí)模塊組成，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)和理解能力，幫助教師及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。Kabassi和Virvou（2004）提出了一種用來幫助成人用戶學(xué)習(xí)文件存儲(chǔ)操作的基于Web的智能學(xué)習(xí)環(huán)境，該系統(tǒng)會(huì)持續(xù)跟蹤用戶的操作，當(dāng)用戶遇到困難時(shí)，可提供自適應(yīng)輔導(dǎo)。

通過對上述文獻(xiàn)內(nèi)容的分析發(fā)現(xiàn)，對于智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的理解不盡相同，大都認(rèn)為智慧學(xué)習(xí)環(huán)境是由學(xué)習(xí)場所（平臺(tái)）、學(xué)習(xí)工具、學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)支持服務(wù)等要素構(gòu)成，能夠?yàn)閷W(xué)習(xí)者提供自適應(yīng)的個(gè)性化學(xué)習(xí)服務(wù)。對于智慧學(xué)習(xí)環(huán)境概念和內(nèi)涵的理解是研究該領(lǐng)域的邏輯起點(diǎn)，也是建構(gòu)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境理論體系所必需的支撐條件，成為智慧學(xué)習(xí)環(huán)境研究領(lǐng)域內(nèi)不可或缺的重要組成部分。

（二）智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的教學(xué)功能

1. 改善教學(xué)環(huán)境，增強(qiáng)教學(xué)效果

已有研究表明設(shè)計(jì)和使用技術(shù)豐富的課堂（TRC）可以改變教學(xué)和學(xué)習(xí)行為，是將以教師為中心的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心的學(xué)習(xí)的一種方法（Yang, Yu, Gong, & Cheng, 2017），通過改善課堂交流、知識(shí)獲取與傳遞、教學(xué)設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)體驗(yàn)等方式以達(dá)到增強(qiáng)教學(xué)效果的目的。例如：有研究者發(fā)現(xiàn)一些兒童參與技術(shù)豐富的課堂時(shí)會(huì)表露出自信、批判性思維、多角度思考、反思性自我評估等深度學(xué)習(xí)行為傾向（Hyun, 2005）；大學(xué)生在該類型的課堂中的參與度和學(xué)業(yè)成績會(huì)得到明顯的改善（Carle, Jaffee, &Miller, 2009），而教師和學(xué)生可借助課堂中提供的技術(shù)手段更加便捷地傳遞和獲取知識(shí)（Alelaiwi et al,2015）。此外，新的學(xué)習(xí)方式如數(shù)字游戲（Zhai, Dong, & Yuan, 2018）等將會(huì)得到更好的利用和支持，學(xué)生學(xué)習(xí)的形式和體驗(yàn)將會(huì)得到改善。

2. 提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持與服務(wù)

傳統(tǒng)學(xué)習(xí)環(huán)境下，由于學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的方式、風(fēng)格、偏好、進(jìn)度等存在差異，很難為每個(gè)學(xué)習(xí)者提供個(gè)性化學(xué)習(xí)支持與服務(wù)，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中，在智能設(shè)備和智能教學(xué)系統(tǒng)的支持下，提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)與支持服務(wù)逐步成為現(xiàn)實(shí)。例如：基于智能設(shè)備的移動(dòng)學(xué)習(xí)可滿足部分學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)時(shí)間和地點(diǎn)以及學(xué)習(xí)資源等方面的差異化需求（Abachi & Muhammad, 2014），基于結(jié)構(gòu)化插件形式設(shè)計(jì)的智能教育系統(tǒng)（ITLA）具有較好的集成性和可擴(kuò)展性，可根據(jù)政府、企業(yè)和學(xué)校的需求進(jìn)行定制，可為教師、家長、學(xué)生提供諸如學(xué)習(xí)監(jiān)控、學(xué)習(xí)輔導(dǎo)、課程管理、教學(xué)材料制作、內(nèi)容檢索等支持與服務(wù)（Jo, Park, Lee, &Lim, 2014）。結(jié)合課堂教學(xué)而言，在智能設(shè)備和智能教學(xué)系統(tǒng)的輔助下，教師精確掌握每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況成為現(xiàn)實(shí)，例如：具有友好圖像界面的閱讀集中監(jiān)測系統(tǒng)，讓教師能夠及時(shí)了解每位學(xué)生的閱讀情況（Hsu, Chen, Su, Huang, &Huang, 2012），為教師開展有針對性的閱讀指導(dǎo)提供了便利。

3. 豐富教學(xué)設(shè)計(jì)內(nèi)涵，指導(dǎo)教學(xué)實(shí)踐

探討智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下教學(xué)設(shè)計(jì)的原則、方法和理念有助于一線教師更好地開展教學(xué)實(shí)踐。例如：在技術(shù)豐富的課堂中，通用教學(xué)設(shè)計(jì)原則（UDI）為教師制定課程提供了指導(dǎo)，它能促進(jìn)學(xué)生的可接受性并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量（Taylor, 2016）。與傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)境不同的是，對交互式教學(xué)（Karady & Holbert, 2004）、PBL教學(xué)（Ioannou, Vasiliou, & Zaphiris, 2016）、具體教學(xué)內(nèi)容的規(guī)則（Issakova, 2006）等進(jìn)行再次研究，在豐富智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下教學(xué)研究成果的同時(shí)，為教師設(shè)計(jì)課堂教學(xué)活動(dòng)提供了參考依據(jù)。

不難發(fā)現(xiàn)，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境對教與學(xué)的影響力已不容忽視，如何讓智慧學(xué)習(xí)環(huán)境在教育領(lǐng)域中發(fā)揮預(yù)期的效果已成為教育工作者的重要使命，盡管不同群體（教師、研究者、教育管理者等）在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境領(lǐng)域內(nèi)所扮演的角色存在差異，但都致力于在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下促進(jìn)有效教學(xué)的發(fā)生。

（三）智慧學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建的影響因素

1. 關(guān)鍵技術(shù)

云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展有力地支撐了智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建，其重要性毋庸置疑，已有諸多學(xué)者從多個(gè)方面對這些技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)探討（陳麗，郭玉娟，高欣峰，謝雷，鄭勤華，2019；陳秀蘭，于麗萍，2019；劉春萱，李奕，2019），本文對此不再贅述，這里僅分析近年來備受研究者關(guān)注的學(xué)習(xí)者建模技術(shù)、上下文感知技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)及“模擬技術(shù)”。

1）學(xué)習(xí)者建模技術(shù)

基于學(xué)習(xí)者模型開發(fā)的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境如智能導(dǎo)師系統(tǒng)（ITS）、Web學(xué)習(xí)空間等能夠?yàn)閷W(xué)習(xí)者提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)服務(wù)，已成為智慧學(xué)習(xí)環(huán)境重要的研究方向。建模能夠幫助學(xué)習(xí)者表達(dá)和具體化他們的抽象思維，形象化和測試他們的理論組成部分，并使材料更有趣（Bredeweg et al., 2013）。學(xué)習(xí)者模型包含學(xué)習(xí)者認(rèn)知特點(diǎn)、學(xué)習(xí)興趣、已有知識(shí)水平等較為靈活的信息，是學(xué)習(xí)系統(tǒng)開發(fā)的重要組成部分，例如：基于案例的學(xué)生模型（CBSM）中便涉及了學(xué)生的知識(shí)水平、個(gè)人信息、學(xué)習(xí)偏好、心理特征五部分內(nèi)容（González, Burguillo, & Llamas, 2005）；智能學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)習(xí)者模型的核心目標(biāo)是根據(jù)學(xué)生的情感狀態(tài)調(diào)整形成性反饋，學(xué)習(xí)者模型涵蓋的分析、推理、反饋三個(gè)主要組件，可以被視為智能支持的核心（Grawemeyer, Mavrikis, Holmes, & Gutierrez-Santos, 2017）。

2）上下文感知技術(shù)

廣義上，上下文（Context）是任何可以用來描述一個(gè)實(shí)體情況的信息，實(shí)體可以是一個(gè)人、一個(gè)地方或一個(gè)對象，它與用戶和應(yīng)用程序之間的交互有關(guān)（Dey, 2001），上下文感知的目標(biāo)是為用戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，而不會(huì)給用戶帶來過多的信息和決策任務(wù)。鑒于有效地提供上下文感知服務(wù)的重要性，設(shè)計(jì)、開發(fā)上下文感知系統(tǒng)成為關(guān)注焦點(diǎn)。例如：Han和Youn（2013）提出基于分布式推理和合并操作的上下文建模方法，設(shè)計(jì)并開發(fā)出的上下文感知系統(tǒng)能夠較好地應(yīng)用于智慧教室環(huán)境中。利用學(xué)生移動(dòng)通信設(shè)備開發(fā)的促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的上下文感知系統(tǒng)，可根據(jù)位置、時(shí)間、學(xué)生互動(dòng)、學(xué)生簡介等信息提供與上下文相關(guān)的自適應(yīng)學(xué)習(xí)內(nèi)容（Gomez, Huete, & Hernandez, 2016）。借助無線技術(shù)和傳感器而開發(fā)的上下文感知系統(tǒng)，能夠幫助調(diào)節(jié)智能教室的相關(guān)參數(shù)如溫度、濕度、空氣、光線、氣壓等（Zimmermann, Specht, & Lorenz, 2005）。

3）“模擬技術(shù)”

為更好地服務(wù)于教學(xué)，對師生相關(guān)行為模擬研究近年來受到了研究者的關(guān)注。例如：研究診斷過程模型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)新方法，可實(shí)現(xiàn)智能學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)生模型更為準(zhǔn)確的診斷和更新，使診斷模型在一定程度上能夠“模仿”教師對學(xué)生的特征進(jìn)行診斷，從而使智能學(xué)習(xí)環(huán)境具備推理能力并可根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格進(jìn)一步推動(dòng)教學(xué)決策（Stathacopoulou, Magoulas, Grigoriadou, & Samarakou, 2005）。應(yīng)用在智能學(xué)習(xí)環(huán)境中的BDI（Belief、Desire、Intention）方法可推斷學(xué)生的情感并進(jìn)行模擬，基于學(xué)生的情感選擇適當(dāng)?shù)那楦姓{(diào)節(jié)策略（Jaques & Viccari, 2007）。利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)可模擬學(xué)生在智能學(xué)習(xí)環(huán)境中的互動(dòng)，有助于解決互動(dòng)效果的評估問題（Manolis, 2010）。

4）網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)

智慧校園是一個(gè)新興的研究領(lǐng)域，它利用技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施來支持和改進(jìn)校園服務(wù)，針對智慧校園建設(shè)過程中出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)安全問題，Tian、Cui和An（2018）提出了一種能夠抵御更強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)攻擊能力的C2RS方法，Wang、Yao、Yang和Yu（2018）認(rèn)為智慧校園必須得到快速、強(qiáng)大和安全的校園網(wǎng)絡(luò)支持，但校園網(wǎng)絡(luò)可能受到不同類型的網(wǎng)絡(luò)病毒威脅，從而對校園網(wǎng)絡(luò)的安全性產(chǎn)生負(fù)面影響。為此，該團(tuán)隊(duì)對智慧校園中病毒傳播差分模型進(jìn)行研究，以提高智慧校園中網(wǎng)絡(luò)的安全性和穩(wěn)健性。

2. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

對智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的架構(gòu)，如布局、功能、服務(wù)等方面進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，能夠更好地發(fā)揮其作為教學(xué)與學(xué)習(xí)場所的作用。例如：配備NFC技術(shù)的智慧教室布局（Shen, Wu, & Lee, 2014）、智慧校園移動(dòng)通信體系結(jié)構(gòu)（Lim & Ahn, 2013）、分布式多媒體學(xué)習(xí)環(huán)境的系統(tǒng)架構(gòu)（Okamoto, Ueda, & Kunishige, 2012）等進(jìn)行設(shè)計(jì)，在滿足教與學(xué)需求的同時(shí)，其智能化水平也在不斷得到提升。此外，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理念對智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建也具有一定的指導(dǎo)作用。例如：認(rèn)為學(xué)習(xí)者具有不同的偏好和學(xué)習(xí)風(fēng)格，這些偏好與學(xué)習(xí)者在用戶界面上的行為有關(guān)，因此在智能學(xué)習(xí)環(huán)境中需要能夠適應(yīng)每個(gè)個(gè)體特定偏好的接口（Mit & Karger, 2004）；提出未來智慧教室將使用實(shí)時(shí)傳感和機(jī)器智能，可以顯著增強(qiáng)學(xué)生和教師之間的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和無縫溝通（Kim, Soyata, & Behnagh, 2018）；認(rèn)為未來智慧教室的設(shè)計(jì)將超越單一的問題解決和標(biāo)記活動(dòng)，新的問題將圍繞如何表示學(xué)習(xí)社區(qū)的知識(shí)、教師如何根據(jù)捕捉到學(xué)生的突發(fā)奇想及時(shí)調(diào)整課程計(jì)劃、學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的問題以及解決方法等展開（Tissenbaum, Lui, & Slotta, 2012）。

3. 支持工具

引入有意義的信息技術(shù)工具，能夠滿足教學(xué)相關(guān)的需求，由于這類工具通常具有實(shí)用性、操作簡單、低成本等特點(diǎn)，受到諸多研究者的關(guān)注。例如：采用基于代理的中間件CAMPS可為智能空間提供上下文感知服務(wù)，從而為應(yīng)用程序的上下文獲取、表示、解釋和利用提供有效的支持（Qin, Suo, & Shi, 2006）；構(gòu)建開放智慧教室（Open Smart Classroom）的應(yīng)用程序原型，能夠支持多個(gè)智能平臺(tái)之間的連接、智能空間內(nèi)部與外部系統(tǒng)之間的服務(wù)調(diào)用以及移動(dòng)設(shè)備與用戶之間輕松的交互（Suo, Miyata, Morikawa, Ishida, & Shi, 2009）等。

可見，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境是由多因素共同作用的產(chǎn)物，諸如關(guān)鍵技術(shù)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、支持工具等方面的研究對智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建起著重要的支撐作用，已成為智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的研究熱點(diǎn)之一。

（四）智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的評價(jià)與測量

學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)體驗(yàn)、學(xué)習(xí)收獲、學(xué)習(xí)效率等很大程度上受到學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)系統(tǒng)質(zhì)量的影響，需要借助一定的方式來支持學(xué)習(xí)者選擇合適的學(xué)習(xí)場景，而解決學(xué)習(xí)場景的評價(jià)和測量問題有助于學(xué)習(xí)者選擇合適的學(xué)習(xí)環(huán)境，受到研究者的關(guān)注。例如：設(shè)計(jì)包括學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)活動(dòng)和學(xué)習(xí)環(huán)境等指標(biāo)在內(nèi)的評估學(xué)習(xí)場景質(zhì)量的綜合模型，能幫助特定的學(xué)習(xí)者群體選擇合適的學(xué)習(xí)場景（Kurilovas & Zilinskiene, 2013）；將“系統(tǒng)趣味性、感知有用性、感知易用性、課堂態(tài)度”確定為有效智慧課堂所必備的要素（Jo, Park, Ji, & Lim, 2015），能夠避免將智慧課堂視為簡單的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和引入先進(jìn)技術(shù)的傾向，為智慧課堂的教學(xué)評價(jià)與設(shè)計(jì)提供了參考；開發(fā)包括社交圈、教育信息發(fā)布平臺(tái)、校園二手交易平臺(tái)在內(nèi)的移動(dòng)平臺(tái)OnCampus，有助于高校智能校園建設(shè)方案的設(shè)計(jì)與完善（Dong, Kong, Zhang, Chen, & Kang, 2016），也為智能校園建設(shè)效果的評價(jià)提供了參考。

當(dāng)下關(guān)于智慧學(xué)習(xí)環(huán)境評價(jià)與測量方面的研究相對較少，使得智慧學(xué)習(xí)環(huán)境應(yīng)用過程中容易出現(xiàn) “冒進(jìn)” “效果不佳”等現(xiàn)象，這已經(jīng)引發(fā)了部分研究者的反思。不可否認(rèn)，技術(shù)的發(fā)展與成熟將為傳統(tǒng)學(xué)習(xí)環(huán)境向智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的轉(zhuǎn)變提供實(shí)現(xiàn)的途徑，為在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中提供個(gè)性化學(xué)習(xí)服務(wù)、預(yù)測學(xué)習(xí)者行為、及時(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)反饋等提供實(shí)現(xiàn)可能。但需要清晰認(rèn)識(shí)到現(xiàn)階段智慧學(xué)習(xí)環(huán)境理論體系的構(gòu)建尤其是反思與評價(jià)等存在的不足，這無疑會(huì)妨礙智慧學(xué)習(xí)環(huán)境未來的發(fā)展。

四、思考與啟示

（一）注重關(guān)鍵技術(shù)與支持工具的應(yīng)用與創(chuàng)新

大數(shù)據(jù)分析、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的發(fā)展為智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建及其“ 智能化”提供了技術(shù)保障。關(guān)注信息技術(shù)的研究進(jìn)展，必要時(shí)結(jié)合教與學(xué)的相關(guān)理論，選擇其中合適的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用到智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建及其教學(xué)之中，有利于與時(shí)俱進(jìn)促進(jìn)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)，也能不斷豐富其教學(xué)功能。此外，越來越多的研究者投入到技術(shù)增強(qiáng)的學(xué)習(xí)環(huán)境中，通過設(shè)計(jì)、開發(fā)、應(yīng)用服務(wù)于教與學(xué)的支持工具，以滿足教與學(xué)的個(gè)性化需求。由于支持工具能幫助解決智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中教與學(xué)的相關(guān)問題，受到廣大研究者的青睞，基于教學(xué)情境的支持工具及其評價(jià)研究在未來仍將備受關(guān)注。但也需要清晰地認(rèn)識(shí)到該領(lǐng)域中支持工具的設(shè)計(jì)應(yīng)從教育與學(xué)習(xí)的角度來構(gòu)思，工具之所以有效不是工具本身促進(jìn)了教與學(xué)，而是其背后所體現(xiàn)的原理與方法發(fā)揮了效用。因此，在教學(xué)實(shí)踐中，要正確地認(rèn)識(shí)支持工具的價(jià)值及其應(yīng)用的情境，在設(shè)計(jì)支持工具時(shí)，避免低水平重復(fù)，應(yīng)注重智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中已有支持工具的應(yīng)用與創(chuàng)新。

（二）構(gòu)建基于優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源的綜合性智慧學(xué)習(xí)服務(wù)系統(tǒng)

學(xué)科智慧學(xué)習(xí)系統(tǒng)的建立，使學(xué)生可以根據(jù)個(gè)體情況選擇自適應(yīng)的學(xué)科學(xué)習(xí)資源與學(xué)習(xí)方案，在為學(xué)生提供差異化學(xué)習(xí)服務(wù)方面發(fā)揮了重要作用。其缺點(diǎn)在于生成學(xué)生學(xué)習(xí)信息的“孤島”，即各學(xué)科學(xué)習(xí)系統(tǒng)中學(xué)生數(shù)據(jù)的相對封閉，不利于學(xué)生的綜合評價(jià)和全面發(fā)展。為向?qū)W生提供良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)及較為全面的學(xué)習(xí)服務(wù)，有必要構(gòu)建綜合性智慧學(xué)習(xí)服務(wù)系統(tǒng)，將各學(xué)科及其支持資源集成到統(tǒng)一的平臺(tái)中，以促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)為中心，讓教師的教學(xué)、學(xué)生的學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)效果的評價(jià)能夠在該系統(tǒng)中得以整合?；趯W(xué)生的學(xué)業(yè)診斷，提供完整的個(gè)性化學(xué)習(xí)方案和學(xué)習(xí)內(nèi)容，使基于學(xué)習(xí)過程的評價(jià)成為常態(tài)。此外，學(xué)習(xí)資源是智慧學(xué)習(xí)服務(wù)系統(tǒng)中的核心組成部分，注重優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源的研發(fā)對于發(fā)揮智慧學(xué)習(xí)服務(wù)系統(tǒng)的獨(dú)特教學(xué)功能尤為重要。如何開發(fā)優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源并將其融入智慧學(xué)習(xí)服務(wù)系統(tǒng)之中以最大程度提高學(xué)生的學(xué)習(xí)績效，更好地關(guān)注學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，讓智慧學(xué)習(xí)環(huán)境由“智能化”逐步邁向“智慧性”，無疑將會(huì)成為智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的重要研究方向。

（三）聚焦學(xué)科教學(xué)，創(chuàng)設(shè)“關(guān)鍵案例”庫

從最初關(guān)注智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的基礎(chǔ)設(shè)施逐步聚焦于學(xué)習(xí)者的實(shí)際體驗(yàn)與學(xué)習(xí)效果，不難發(fā)現(xiàn)“學(xué)習(xí)者為中心”的理念逐步得到了重視。由于教學(xué)情境的多樣性與復(fù)雜性，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中的教學(xué)方法、教學(xué)策略、教學(xué)評價(jià)等教學(xué)應(yīng)用研究應(yīng)得到持續(xù)關(guān)注，以促進(jìn)有效的教與學(xué)為目標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)理想的教與學(xué)的效果。此外，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下，教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容等發(fā)生了一系列變化，如何使學(xué)科教師盡快融入其中并順利開展教學(xué)活動(dòng)是需要解決的實(shí)際問題。有研究表明，教師觀摩其他教師的教學(xué)案例不但能學(xué)習(xí)基本的教學(xué)技巧、借鑒教學(xué)思路，獲得大量實(shí)踐性知識(shí)，還能結(jié)合具體課例以不同形式學(xué)活理論知識(shí)，加速優(yōu)秀教師經(jīng)驗(yàn)的擴(kuò)散和個(gè)體對他人創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn)的采納（楊彥軍，童慧，郭紹青，2014）?？梢姡咐墙處煂W(xué)習(xí)與成長的一種有效方式。因此有必要建設(shè)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下的學(xué)科教學(xué)“關(guān)鍵案例”庫，不僅能夠幫助學(xué)科教師積累經(jīng)驗(yàn)，也有利于開展創(chuàng)新型教學(xué)，從而避免學(xué)科教師在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中繼續(xù)重復(fù)傳統(tǒng)的教學(xué)模式。

（四）立足教學(xué)實(shí)踐，完善智慧學(xué)習(xí)環(huán)境研究體系

目前對智慧學(xué)習(xí)環(huán)境認(rèn)識(shí)大多停留在“智能”層面上，對于智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的判斷標(biāo)準(zhǔn)各抒己見，作為智慧學(xué)習(xí)環(huán)境研究熱點(diǎn)之一的評價(jià)與測量方面的研究存在滯后。一方面，后續(xù)研究應(yīng)圍繞智慧學(xué)習(xí)環(huán)境有效促進(jìn)教與學(xué)的目標(biāo)，厘清相關(guān)概念與內(nèi)涵，注重對智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建、教學(xué)應(yīng)用等方面的測量與評價(jià)研究。鼓勵(lì)國內(nèi)各領(lǐng)域?qū)W者積極開展跨領(lǐng)域合作研究，立足教學(xué)實(shí)踐，發(fā)掘更多高質(zhì)量的教學(xué)應(yīng)用研究方面的學(xué)術(shù)成果。另一方面，注重對智慧學(xué)習(xí)環(huán)境關(guān)鍵問題的探究，例如：智慧學(xué)習(xí)環(huán)境內(nèi)的學(xué)習(xí)是如何發(fā)生的，不同學(xué)習(xí)環(huán)境是如何對學(xué)習(xí)產(chǎn)生影響的，怎樣繼續(xù)改進(jìn)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境來促進(jìn)學(xué)習(xí)，如何創(chuàng)設(shè)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下的良好學(xué)習(xí)氛圍，如何在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并持續(xù)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)等，以促進(jìn)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境有關(guān)理論的構(gòu)建與完善。此外，還需密切關(guān)注國際智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的研究進(jìn)展，引進(jìn)國際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)也要注重加強(qiáng)我國在該領(lǐng)域的國際話語權(quán)，立足于國內(nèi)教學(xué)實(shí)踐，在中外合作交流中，補(bǔ)齊智慧學(xué)習(xí)環(huán)境研究短板，逐步完善智慧學(xué)習(xí)環(huán)境研究體系。

（五）注重人才隊(duì)伍及其激勵(lì)機(jī)制建設(shè)

目前，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境研究領(lǐng)域內(nèi)，有關(guān)教師方面的研究文獻(xiàn)較少。教師作為教學(xué)活動(dòng)的組織者，是智慧教育教學(xué)的最終實(shí)施者。智慧學(xué)習(xí)環(huán)境是未來教與學(xué)的場所，師范生是未來的教師，注重智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下師范生信息化教學(xué)能力的培養(yǎng)與在職教師信息素養(yǎng)和信息化教學(xué)能力的提升對于促進(jìn)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下有效的教與學(xué)的發(fā)生至關(guān)重要。與此同時(shí)，為提高學(xué)科教師基于智慧學(xué)習(xí)環(huán)境教學(xué)的積極性，鼓勵(lì)教師研發(fā)優(yōu)質(zhì)的課程內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計(jì)等，進(jìn)行創(chuàng)新性教學(xué)，為學(xué)生提供良好的課堂學(xué)習(xí)體驗(yàn)，對于教師激勵(lì)機(jī)制方面的探究很有必要?；谥腔蹖W(xué)習(xí)環(huán)境的教與學(xué)在未來將成為常態(tài)，如何發(fā)揮并保持教師的主動(dòng)性與積極性則是需要認(rèn)真思考的問題。