人工智能時(shí)代數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)模型的建構(gòu)與應(yīng)用建議

趙慧臣 張雨欣 李皖豫 李月 盂麗娜

摘要：人工智能不僅加快數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的發(fā)展，而且支持?jǐn)?shù)字化學(xué)習(xí)工具的教育應(yīng)用。人工智能時(shí)代的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具由多媒體時(shí)代的知識(shí)表征多元和網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的內(nèi)容生產(chǎn)、個(gè)體學(xué)習(xí)拓展到大規(guī)模學(xué)習(xí)和社會(huì)化協(xié)同。其研究應(yīng)該在多媒體時(shí)代和網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)研究基礎(chǔ)上，進(jìn)一步凸顯人工智能時(shí)代學(xué)習(xí)工具的特色。該文參考美國(guó)數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建了人工智能時(shí)代數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)的層次模型和互動(dòng)模型，分別從技術(shù)支持、功能保障、教育應(yīng)用三個(gè)層次，技術(shù)性、可訪問(wèn)性、移動(dòng)設(shè)計(jì)、功能性、數(shù)據(jù)安全、社會(huì)臨場(chǎng)感、教學(xué)臨場(chǎng)感、認(rèn)知臨場(chǎng)感八個(gè)維度建構(gòu)數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)模型;并在數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)關(guān)系矩陣的基礎(chǔ)上，探討數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)模型在學(xué)校、教育管理機(jī)構(gòu)、信息化企業(yè)中的應(yīng)用策略。

關(guān)鍵詞：人工智能;數(shù)字化學(xué)習(xí)工具;評(píng)價(jià)模型;評(píng)價(jià)指標(biāo)

中圖分類(lèi)號(hào)：G434

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

新一輪人工智能技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)規(guī)模增加、計(jì)算能力增強(qiáng)和行業(yè)應(yīng)用能力提升等顯著特征[1]。人工智能極大地改變著教育生態(tài)，有助于變革教育模式與教育形式、為學(xué)生提供個(gè)性化服務(wù)、為教師提供精準(zhǔn)化教學(xué)、為學(xué)校提供科學(xué)化管理[2]。在人工智能技術(shù)支持下，數(shù)字化學(xué)習(xí)工具在提高學(xué)習(xí)效率、改善學(xué)習(xí)效果方面發(fā)揮著重要作用。然而，人工智能時(shí)代數(shù)字化學(xué)習(xí)工具“分類(lèi)不明確”“缺乏規(guī)范的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)”“信息安全存疑”等問(wèn)題不斷出現(xiàn)，造成了師生在選擇和使用時(shí)的被動(dòng)局面。在學(xué)習(xí)工具趨向智能化的背景下，如何評(píng)價(jià)種類(lèi)繁多的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具，如何利用評(píng)價(jià)更好地推動(dòng)人工智能時(shí)代的數(shù)字化學(xué)習(xí)，成為需要探討的問(wèn)題。

一、人工智能時(shí)代數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)研究的反思

人工智能時(shí)代的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)研究應(yīng)該在多媒體時(shí)代和網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)研究基礎(chǔ)上，進(jìn)一步凸顯人工智能時(shí)代學(xué)習(xí)工具的特色。梳理數(shù)字化學(xué)習(xí)工具及其評(píng)價(jià)研究，總結(jié)已有的研究進(jìn)展，反思存在的問(wèn)題和局限，可以為人工智能時(shí)代的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)研究提供參考。

（一）人工智能時(shí)代數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的研究

在基本功能方面，數(shù)字化學(xué)習(xí)工具具備獲取信息化、開(kāi)放化、網(wǎng)絡(luò)化和高效率等特點(diǎn)。學(xué)習(xí)工具整體有向開(kāi)放化、免費(fèi)化、網(wǎng)絡(luò)化、社會(huì)化、面向?qū)W習(xí)對(duì)象的粒度微型化等發(fā)展的趨勢(shì)[3]。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的發(fā)展趨勢(shì)是高效率、易使用、低成本、交互強(qiáng)和開(kāi)放源代碼及二次開(kāi)發(fā)[4]。

在教學(xué)應(yīng)用方面，數(shù)字化學(xué)習(xí)工具主要用于支持信息化教學(xué)乃至智能教育。例如，劉建軍結(jié)合實(shí)際口譯教學(xué)介紹BlackBox學(xué)習(xí)軟件的特點(diǎn)、功能及其在口譯自主學(xué)習(xí)中的應(yīng)用[5];顧連忠等介紹了概念圖評(píng)估和學(xué)習(xí)工具COMPASS的結(jié)構(gòu)體系，分析了利用COMPASS概念圖開(kāi)展學(xué)習(xí)診斷的情況[6]。劉艷艷等提出采用自然語(yǔ)言處理、情感分析技術(shù)等智能課堂助手與學(xué)生自然語(yǔ)言交互的課堂教學(xué)架構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)具體應(yīng)用[7]。

在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)方面，融合新的教學(xué)理念和新興技術(shù)的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)愈發(fā)成熟。例如，馮銳等利用基于案例的推理（CBR）的教學(xué)建議，設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)了促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的CBR經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)工具[8];潘征宇等分析了智慧教育中開(kāi)展個(gè)性化學(xué)習(xí)所需要的學(xué)習(xí)環(huán)境和支撐工具，并對(duì)個(gè)性化學(xué)習(xí)工具進(jìn)行設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究[9];鮑賢清等開(kāi)展了場(chǎng)館環(huán)境中介性學(xué)習(xí)工具的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[10]，面向個(gè)體的學(xué)習(xí)需求，以新穎的思路設(shè)計(jì)數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的功能，成為人工智能時(shí)代數(shù)字化學(xué)習(xí)工具發(fā)展的方向。

面向多媒體、網(wǎng)絡(luò)和人工智能等不同時(shí)代的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具發(fā)展歷程，我們可以從學(xué)習(xí)資源、交互方式、學(xué)習(xí)空間、應(yīng)用場(chǎng)景四個(gè)方面來(lái)闡釋數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的特點(diǎn)，如表1所示。首先，在學(xué)習(xí)資源方面，多媒體時(shí)代的學(xué)習(xí)工具主要關(guān)注單向的、適量的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源;網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的學(xué)習(xí)工具重點(diǎn)關(guān)注超媒體性和海量的學(xué)習(xí)資源;人工智能時(shí)代的學(xué)習(xí)工具關(guān)注學(xué)習(xí)資源的生成性、交互性、動(dòng)態(tài)性，支持人機(jī)協(xié)同學(xué)習(xí)和工作。其次，在交互方式上，多媒體時(shí)代的學(xué)習(xí)工具以圖形界面為主，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的學(xué)習(xí)工具以多點(diǎn)觸控為主，人工智能時(shí)代學(xué)習(xí)工具的交互則包括體感交互、腦機(jī)接口、多模態(tài)交互等。再次，在學(xué)習(xí)空間的要求上，多媒體時(shí)代的學(xué)習(xí)工具通常在封閉的物理空間下支持教學(xué)活動(dòng)，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的學(xué)習(xí)工具則進(jìn)一步拓展到虛擬空間，人工智能時(shí)代的學(xué)習(xí)工具能夠適配虛實(shí)融合的無(wú)邊界學(xué)習(xí)空間。最后，在應(yīng)用場(chǎng)景方面，人工智能時(shí)代的學(xué)習(xí)工具由多媒體時(shí)代的知識(shí)表征多元和網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的內(nèi)容生產(chǎn)、個(gè)體學(xué)習(xí)拓展到大規(guī)模學(xué)習(xí)和社會(huì)化協(xié)同。

（二）人工智能時(shí)代數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)的研究

數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)研究主要集中在評(píng)價(jià)框架和指標(biāo)體系兩方面。在評(píng)價(jià)框架方面，孫洪濤等從技術(shù)選擇、教學(xué)應(yīng)用和能動(dòng)性等視角，提出了包括操作可用、聯(lián)結(jié)構(gòu)建、信息獲取、內(nèi)容加工、交流協(xié)作等5個(gè)維度的遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)工具分析框架[11]。在評(píng)價(jià)指標(biāo)體系方面，杜華等從界面、技術(shù)、內(nèi)容、功能、學(xué)生體驗(yàn)五個(gè)層面設(shè)計(jì)了移動(dòng)學(xué)習(xí)工具的指標(biāo)體系，并據(jù)此對(duì)場(chǎng)館APP進(jìn)行了評(píng)測(cè)[12];錢(qián)東明等將學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分為可用性、友好度、實(shí)用性、趣味性、可擴(kuò)展性五個(gè)主要維度[13]。

隨著人工智能時(shí)代的到來(lái)，人機(jī)關(guān)系進(jìn)入新階段，數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的評(píng)價(jià)也隨之變遷，如圖1所示。多媒體時(shí)代的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的評(píng)價(jià)側(cè)重于從人機(jī)交互的角度評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)工具的主要性能。網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的數(shù)字化工具評(píng)價(jià)更多從人機(jī)共生關(guān)系的角度來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)工具的網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)特征。人工智能時(shí)代的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的評(píng)價(jià)則關(guān)注通過(guò)智能交互方式實(shí)現(xiàn)智能化內(nèi)容的形成和學(xué)習(xí)質(zhì)量的提高，以最大程度上發(fā)揮人機(jī)協(xié)同的效益。

（三）人工智能時(shí)代數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)模型的反思

隨著以人工智能技術(shù)為代表的新興技術(shù)不斷發(fā)展，人工智能技術(shù)不斷應(yīng)用于數(shù)字化學(xué)習(xí)工具中，形成人工智能時(shí)代的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)模型就顯得尤為必要。一方面，人工智能時(shí)代的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具需要更高的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)判斷數(shù)字化學(xué)習(xí)工具是否與人工智能發(fā)展一致、能否實(shí)現(xiàn)智能化的交互活動(dòng)、是否有助于群體知識(shí)建構(gòu)、師生間是否可以人機(jī)協(xié)同等。另一方面，人工智能時(shí)代數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)模型能夠指導(dǎo)師生選擇高質(zhì)量的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具，為數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)給予指導(dǎo)，為數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的性能改進(jìn)提供參考。

二、人工智能時(shí)代數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)模型的建構(gòu)

美國(guó)西北大學(xué)（Western University）教學(xué)中心（Centre for Teaching and Learning）的兩位教授（LaurenM.Anstey&CJavan P.L.Watson）面向教師和員工開(kāi)發(fā)了數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（Rubric for e-LearningTool Evaluation），可以作為評(píng)價(jià)數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的參考框架[14]。該標(biāo)準(zhǔn)支持對(duì)數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的功能、技術(shù)和教學(xué)方面的多維評(píng)價(jià)。本文參考該評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)維度，結(jié)合人工智能時(shí)代數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)特點(diǎn)，構(gòu)建人工智能時(shí)代數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的評(píng)價(jià)模型。

（一）數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的反思

數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)提出了技術(shù)性、可訪問(wèn)性、移動(dòng)設(shè)計(jì)、功能性、數(shù)據(jù)安全、社會(huì)臨場(chǎng)感、教學(xué)臨場(chǎng)感和認(rèn)知臨場(chǎng)感等8個(gè)維度。（1）功能性（Functionality）指數(shù)字化學(xué)習(xí)工具支持學(xué)生學(xué)習(xí)的功能服務(wù)。（2）可訪問(wèn)性（Accessibility）指數(shù)字化學(xué)習(xí)工具能否支持任何人使用。（3）技術(shù)性（Technical）指數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的技術(shù)易用程度。（4）移動(dòng)設(shè)計(jì)（Mobile Design）指數(shù)字化學(xué)習(xí)工具能夠在移動(dòng)設(shè)備上使用，并發(fā)揮應(yīng)有功能。（5）隱私數(shù)據(jù)的維護(hù)和權(quán)限（Privacy Data Protection and Rights）指數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的數(shù)據(jù)安全防護(hù)性能和對(duì)個(gè)人隱私的保護(hù)程度。（6）社會(huì)臨場(chǎng)感（Social Presence）指數(shù)字化學(xué)習(xí)工具幫助學(xué)生創(chuàng)設(shè)交互的環(huán)境，支持學(xué)生開(kāi)展協(xié)作學(xué)習(xí)、交互式教學(xué)的情況。（7）教學(xué)臨場(chǎng)感（TeachingPresence）指數(shù)字化學(xué)習(xí)工具支持學(xué)生教學(xué)過(guò)程的形成，以實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)行為的個(gè)性化分析、干預(yù)與管理。（8）認(rèn)知臨場(chǎng)感（Cognitive Presence）指數(shù)字化學(xué)習(xí)工具支持學(xué)生高階思維的訓(xùn)練與養(yǎng)成。

盡管該數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)提出了具體的評(píng)價(jià)維度和評(píng)價(jià)指標(biāo)，但并未對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)重新歸類(lèi)解讀，應(yīng)用中難免會(huì)出現(xiàn)指向不明等問(wèn)題。因此.如何在已有數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，形成更為科學(xué)合理的數(shù)字化工具評(píng)價(jià)模型，成為需要解決的問(wèn)題。

（二）人工智能時(shí)代數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)的層次模型

本文以“戴爾經(jīng)驗(yàn)之塔”為參考，從技術(shù)支持、功能保障和教育應(yīng)用三個(gè)層面對(duì)數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)維度進(jìn)行分類(lèi)，形成由下至上抽象程度越來(lái)越高的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)層次模型，如圖2所示。首先，技術(shù)支持層作為數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)模型中的基礎(chǔ)層，涵蓋了系統(tǒng)性能、可訪問(wèn)性和移動(dòng)設(shè)計(jì)三個(gè)維度，為功能保障層和教學(xué)應(yīng)用層提供支持。其次，功能保障層作為數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)模型的中間層，包含用戶(hù)體驗(yàn)和數(shù)據(jù)安全兩個(gè)維度，體現(xiàn)了數(shù)字化學(xué)習(xí)工具給師生提供的基礎(chǔ)功能和支持服務(wù)。最后，教育應(yīng)用層作為數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)模型的核心層，涵蓋了社會(huì)臨場(chǎng)感、教學(xué)臨場(chǎng)感和認(rèn)知臨場(chǎng)感三個(gè)維度，是學(xué)習(xí)工具發(fā)揮教學(xué)功能的最重要的因素。

（三）人工智能時(shí)代數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)的互動(dòng)模型

數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)的層次模型中評(píng)價(jià)要素間存在一定關(guān)系。其中，技術(shù)支持層、功能保障層支撐教育應(yīng)用層中教育臨場(chǎng)感的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)教育應(yīng)用層影響技術(shù)支持層和功能保障的設(shè)計(jì)優(yōu)化。因此，數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)的三個(gè)層面既相對(duì)獨(dú)立，又相互作用，形成了數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)的互動(dòng)模型，

首先，技術(shù)支持層作為數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的功能保障層和教育應(yīng)用層的支撐。技術(shù)支持層通過(guò)系統(tǒng)性能、可訪問(wèn)性的實(shí)現(xiàn)以及移動(dòng)設(shè)計(jì)來(lái)支持功能保障層，也在一定程度上影響教育應(yīng)用層。系統(tǒng)性能解決了功能保障層必備的技術(shù)要求;可訪問(wèn)性支持不同能力、不同硬件基礎(chǔ)配置條件下學(xué)生使用學(xué)習(xí)工具;移動(dòng)設(shè)計(jì)解決了學(xué)習(xí)工具在移動(dòng)設(shè)備上的運(yùn)行問(wèn)題，更好地保證學(xué)習(xí)工具在移動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)境中發(fā)揮作用。

其次，功能保障層銜接數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的技術(shù)支持層和教育應(yīng)用層。其中，用戶(hù)體驗(yàn)保證了形成社會(huì)臨場(chǎng)感、教學(xué)臨場(chǎng)感和認(rèn)知臨場(chǎng)感必備的資源、支持和服務(wù)，數(shù)據(jù)安全則幫助學(xué)生形成對(duì)學(xué)習(xí)工具的信任感，為應(yīng)用學(xué)習(xí)工具支持有效學(xué)習(xí)提供了更大可能。

最后，教育應(yīng)用層引領(lǐng)數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的功能保障層和技術(shù)支持層的優(yōu)化。教育應(yīng)用層中的社會(huì)臨場(chǎng)感、教學(xué)臨場(chǎng)感、認(rèn)知臨場(chǎng)感的實(shí)現(xiàn)有賴(lài)于技術(shù)支持層和功能保障層的支持，同樣也反過(guò)來(lái)從教育教學(xué)的角度指導(dǎo)技術(shù)支持層的不斷優(yōu)化和持續(xù)改進(jìn)。

三、人工智能時(shí)代數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)模型的指標(biāo)設(shè)計(jì)

數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)模型由不同層次和維度組成，不同評(píng)價(jià)維度又可以細(xì)分為不同的指標(biāo)。鑒于數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)的可操作性，從技術(shù)支持、功能保障、教育應(yīng)用三個(gè)層面對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)和效果適用程度進(jìn)行具體闡述，有助于促進(jìn)數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)的良好開(kāi)展。

（一）技術(shù)支持層：體現(xiàn)數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的基礎(chǔ)性能

技術(shù)支持層應(yīng)當(dāng)保證技術(shù)可用性，并盡可能減少學(xué)生的技術(shù)負(fù)擔(dān)、時(shí)間成本等，并通過(guò)移動(dòng)設(shè)計(jì)滿足學(xué)生泛在學(xué)習(xí)需求。評(píng)價(jià)數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的技術(shù)支持層，應(yīng)當(dāng)從系統(tǒng)性能、可訪問(wèn)性和移動(dòng)設(shè)計(jì)三方面展開(kāi)，并按照“存在嚴(yán)重問(wèn)題、存在較小的問(wèn)題、效果好”的程度形成評(píng)價(jià)量規(guī)，如表2所示。

1.系統(tǒng)性能：評(píng)價(jià)數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的底層設(shè)計(jì)

數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的系統(tǒng)性能決定了功能保障層和教育應(yīng)用層提供的服務(wù)類(lèi)型。首先，可拓展性體現(xiàn)在數(shù)字化學(xué)習(xí)工具是否具備其他應(yīng)用程序訪問(wèn)的接口、能否支持?jǐn)?shù)據(jù)互通、是否允許與外部環(huán)境進(jìn)行信息傳遞。特別是在人工智能時(shí)代，可拓展性較強(qiáng)的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具打通不同應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)接口，可以支撐教學(xué)流程的全過(guò)程收集。其次，兼容性體現(xiàn)在數(shù)字化學(xué)習(xí)工具能否在不同版本操作系統(tǒng)和瀏覽器中運(yùn)行和使用。最后，技術(shù)更新體現(xiàn)在數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的更新周期以及更新效果。根據(jù)用戶(hù)需求定期更新的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具更受人工智能時(shí)代師生的喜歡。

2.可訪問(wèn)性：強(qiáng)調(diào)數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的學(xué)生參與便捷度

可訪問(wèn)性較差的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具會(huì)影響部分學(xué)生的參與。評(píng)價(jià)數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的可訪問(wèn)性可以從可達(dá)性、以學(xué)生為中心的參與度、所需設(shè)備三個(gè)指標(biāo)展開(kāi)。首先，可達(dá)性體現(xiàn)在數(shù)字化學(xué)習(xí)工具能否匹配不同輸入、輸出方式以滿足視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、肢體、言語(yǔ)、認(rèn)知障礙等不同類(lèi)型學(xué)生的需求。其次，以學(xué)生為中心的參與度體現(xiàn)在數(shù)字化學(xué)習(xí)工具提供的服務(wù)能否滿足學(xué)生多樣化的需求。最后，需要固定物理環(huán)境和專(zhuān)用硬件設(shè)備的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具限制了學(xué)生參與，甚至?xí)巡糠謱W(xué)生拒之門(mén)外。

3.移動(dòng)設(shè)計(jì)：關(guān)注數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的應(yīng)用場(chǎng)景

移動(dòng)終端不僅滿足了學(xué)生泛在環(huán)境下的學(xué)習(xí)需求，而且極大延伸了學(xué)習(xí)的交互性。首先，學(xué)生訪問(wèn)體現(xiàn)在數(shù)字化學(xué)習(xí)工具能否支持學(xué)生使用多種類(lèi)型的移動(dòng)操作系統(tǒng)和移動(dòng)設(shè)備。其次，移動(dòng)設(shè)計(jì)表現(xiàn)在不同終端之間功能適配有無(wú)顯著區(qū)別和能否實(shí)現(xiàn)不同學(xué)習(xí)終端上學(xué)習(xí)進(jìn)程的連續(xù)性。師生更傾向于選擇多終端一體化且兼容性較強(qiáng)的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具。最后，離線功能要能夠滿足學(xué)生在沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中使用數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的需求。

（二）功能保障層：面向數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的教學(xué)支持

數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的功能保障層要能提供滿足學(xué)生需求的服務(wù)、技術(shù)支持和幫助，同時(shí)解決學(xué)生隱私和知識(shí)所有權(quán)的問(wèn)題。功能保障層主要的評(píng)估指標(biāo)為用戶(hù)體驗(yàn)和數(shù)據(jù)安全，按照“存在嚴(yán)重問(wèn)題、存在較小的問(wèn)題、效果好”的程度來(lái)形成評(píng)價(jià)量規(guī)，如下頁(yè)表3所示。

1.用戶(hù)體驗(yàn)：體現(xiàn)數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

人工智能時(shí)代數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的用戶(hù)體驗(yàn)可以從應(yīng)用規(guī)模、易用性、可用性和超媒體性四個(gè)指標(biāo)來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)，首先，應(yīng)用規(guī)模體現(xiàn)在數(shù)字化學(xué)習(xí)工具是否可以靈活擴(kuò)展，以及能否靈活地創(chuàng)建學(xué)習(xí)小組和實(shí)踐共同體。其次，易用性體現(xiàn)在數(shù)字化學(xué)習(xí)工具能否面向?qū)W生群體的心理特征和認(rèn)知特點(diǎn)，提供人機(jī)友好的交互設(shè)計(jì)、美觀的頁(yè)面設(shè)計(jì)和簡(jiǎn)單的操作邏輯。其次，可用性較強(qiáng)的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具支持語(yǔ)音識(shí)別、手勢(shì)識(shí)別、眼動(dòng)追蹤等類(lèi)型的用戶(hù)界面，提高沉浸感的同時(shí)使人機(jī)交互形式更多元、自然。最后，超媒體性體現(xiàn)在數(shù)字化學(xué)習(xí)工具能否支持學(xué)生按照學(xué)習(xí)需要不斷重組教學(xué)序列，以多種維度表征知識(shí)、揭示知識(shí)的關(guān)聯(lián)關(guān)系;是否支持學(xué)生自主選擇學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)路徑，并反思和重構(gòu)知識(shí)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)、關(guān)系。

2.數(shù)據(jù)安全：評(píng)價(jià)數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的數(shù)據(jù)防護(hù)與管理服務(wù)

人工智能時(shí)代數(shù)字化學(xué)習(xí)工具在隱私方面的評(píng)價(jià)主要考慮數(shù)據(jù)的維護(hù)和權(quán)限，體現(xiàn)在登錄/注冊(cè)、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)管理等方面。首先，登錄/注冊(cè)個(gè)人信息時(shí)的隱私保護(hù)情況、機(jī)構(gòu)審核、第三方團(tuán)體收集等方面可能存在問(wèn)題，進(jìn)而給學(xué)生帶來(lái)個(gè)人信息泄露的隱患。其次，數(shù)據(jù)安全體現(xiàn)在學(xué)生在使用學(xué)習(xí)工具過(guò)程中產(chǎn)生數(shù)據(jù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)、資料所有權(quán)和版權(quán)的保留情況。最后，數(shù)字化學(xué)習(xí)工具能否提供便捷的數(shù)據(jù)管理服務(wù)，以幫助學(xué)校、教師、學(xué)生和家長(zhǎng)掌握教學(xué)情況，也是其數(shù)據(jù)安全評(píng)價(jià)的重要方面。

（三）教育應(yīng)用層：聚焦數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的育人效果

評(píng)價(jià)數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的教育應(yīng)用層不僅要判斷能否有效支持學(xué)生展開(kāi)有意義的學(xué)習(xí)活動(dòng)，也要判斷支持學(xué)生展開(kāi)高階思維活動(dòng)的情況。教育應(yīng)用層的評(píng)價(jià)主要從社會(huì)臨場(chǎng)感、教學(xué)臨場(chǎng)感和認(rèn)知臨場(chǎng)感三個(gè)維度，按照“存在嚴(yán)重問(wèn)題、存在較小的問(wèn)題、效果好”的程度來(lái)形成評(píng)價(jià)量規(guī)，如表4所示。

1.社會(huì)臨場(chǎng)感：面向?qū)W習(xí)工具支持師生交互情況

社會(huì)臨場(chǎng)感指數(shù)字化學(xué)習(xí)工具支持學(xué)生人際交互時(shí)創(chuàng)設(shè)多元學(xué)習(xí)情境，來(lái)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。人工智能時(shí)代的數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境正在由個(gè)體學(xué)習(xí)向協(xié)作學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)換，應(yīng)該針對(duì)協(xié)作技術(shù)、學(xué)習(xí)問(wèn)責(zé)和傳播程度的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。首先，面向協(xié)作技術(shù)的評(píng)價(jià)主要體現(xiàn)為數(shù)字化學(xué)習(xí)工具是否支持同步異步的社交互動(dòng)、可用的知識(shí)表征形式以及能否支持大規(guī)模社會(huì)化協(xié)同學(xué)習(xí)。社會(huì)臨場(chǎng)感可提供基于學(xué)習(xí)行為及學(xué)生活動(dòng)的同步或異步的社交互動(dòng)，并支持大規(guī)模社會(huì)化協(xié)同。其次，學(xué)習(xí)問(wèn)責(zé)方面的評(píng)價(jià)體現(xiàn)在數(shù)字化學(xué)習(xí)工具支持教師對(duì)學(xué)生匿名情況的掌握程度，和能否為學(xué)生學(xué)習(xí)行為負(fù)責(zé)提供解決方案。最后，社會(huì)傳播程度評(píng)價(jià)主要體現(xiàn)為學(xué)生對(duì)數(shù)字化學(xué)習(xí)工具是否熟悉及熟悉程度、是否有使用基本功能的能力等。學(xué)生更偏向于使用有一定了解、有部分操作基礎(chǔ)的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具。

2.教學(xué)臨場(chǎng)感：體現(xiàn)學(xué)習(xí)工具對(duì)教學(xué)行為的支持作用

教學(xué)臨場(chǎng)感指數(shù)字化學(xué)習(xí)工具給師生帶來(lái)的教學(xué)體驗(yàn)，可以從師生交互、用戶(hù)定制和學(xué)情分析三方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。首先，師生交互體現(xiàn)為數(shù)字化學(xué)習(xí)工具能否支持師生有效建立和維護(hù)對(duì)話，并通過(guò)管理、監(jiān)控、參與和反饋來(lái)提高師生交流。其次，用戶(hù)定制體現(xiàn)為數(shù)字化學(xué)習(xí)工具對(duì)學(xué)生情況的適應(yīng)性、能否定制以及定制的難易度。良好的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具能適應(yīng)學(xué)習(xí)環(huán)境并支持白適應(yīng)推薦與個(gè)性化定制，既能支持自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)等多種學(xué)習(xí)模式，也能支持混合式教學(xué)等多種教學(xué)模式。最后，學(xué)情分析表現(xiàn)在數(shù)字化學(xué)習(xí)工具在數(shù)據(jù)收集類(lèi)型、呈現(xiàn)形式、反饋時(shí)間等方面的情況。人工智能時(shí)代數(shù)字化學(xué)習(xí)工具應(yīng)能充分收集教師、學(xué)生、家長(zhǎng)在教學(xué)過(guò)程中的多模態(tài)數(shù)據(jù)，并以自動(dòng)化的方式提供可視化的學(xué)習(xí)分析，幫助教師和家長(zhǎng)發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的隱性問(wèn)題，進(jìn)而選擇和調(diào)整教學(xué)策略。

3.認(rèn)知臨場(chǎng)感：面向?qū)W習(xí)工具支持學(xué)生深度學(xué)習(xí)的情況

認(rèn)知臨場(chǎng)感體現(xiàn)學(xué)習(xí)工具支持學(xué)生深度學(xué)習(xí)的情況，可以從認(rèn)知任務(wù)強(qiáng)化、高階思維和元認(rèn)知參與三個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。首先，評(píng)價(jià)認(rèn)知任務(wù)的強(qiáng)化體現(xiàn)為數(shù)字化學(xué)習(xí)工具能否通過(guò)有效的方式提供易于學(xué)習(xí)的框架和輔助性幫助。其次，高階思維體現(xiàn)在數(shù)字化學(xué)習(xí)工具能否有效支持智能診斷與預(yù)測(cè)，形成有效的支架或者提供優(yōu)質(zhì)的資源，以幫助學(xué)生開(kāi)展高級(jí)思維活動(dòng)。最后，元認(rèn)知參與的評(píng)價(jià)體現(xiàn)在數(shù)字化學(xué)習(xí)工具能否為學(xué)生定期或周期性地提供反饋、以及反饋是否形式化。較好的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具提供在線學(xué)習(xí)過(guò)程的實(shí)時(shí)反饋、學(xué)習(xí)活動(dòng)的自動(dòng)記錄、自評(píng)工具、反思工具等，支持學(xué)生自主優(yōu)化學(xué)習(xí)行為，輔助學(xué)生提高自我監(jiān)控水平。

四、人工智能時(shí)代數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)模型的應(yīng)用建議

根據(jù)人工智能時(shí)代數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的評(píng)價(jià)模型，我們可以建立數(shù)字化學(xué)習(xí)工具評(píng)價(jià)核心要素和關(guān)鍵維度之間的關(guān)系矩陣，如表5所示。其中，“+”代表著核心要素與關(guān)鍵維度之間的強(qiáng)相關(guān)性， “一”代表核心要素與關(guān)鍵維度之間的弱相關(guān)性。該矩陣可以為學(xué)校選擇應(yīng)用數(shù)字化學(xué)習(xí)工具和教育管理機(jī)構(gòu)規(guī)劃數(shù)字化學(xué)習(xí)工具發(fā)展提供依據(jù)，為企業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)數(shù)字化學(xué)習(xí)工具提供參考。

首先，科學(xué)選擇數(shù)字化學(xué)習(xí)工具，支持智能化教學(xué)設(shè)計(jì)。學(xué)校應(yīng)根據(jù)人工智能時(shí)代師生教學(xué)活動(dòng)對(duì)學(xué)習(xí)工具的需求，選擇支持教學(xué)個(gè)性化、學(xué)習(xí)自主化、管理自動(dòng)化的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具。

其次，結(jié)合智慧校園建設(shè)基礎(chǔ)和規(guī)劃，選擇相適應(yīng)性的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具，以實(shí)現(xiàn)人工智能時(shí)代多模態(tài)數(shù)據(jù)的收集整合和師生一站式服務(wù);對(duì)教師進(jìn)行智能化教學(xué)設(shè)計(jì)培訓(xùn)，打造面向智能教育的專(zhuān)業(yè)化教學(xué)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化學(xué)習(xí)工具高效應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐。

最后，關(guān)注學(xué)生數(shù)據(jù)安全問(wèn)題，考慮智能環(huán)境下多模態(tài)數(shù)據(jù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題。當(dāng)涉及到隱私信息和知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題時(shí)，學(xué)校要統(tǒng)一處理師生相關(guān)信息的導(dǎo)人、導(dǎo)出以及存檔，建立完善的教務(wù)管理系統(tǒng)，確保師生教學(xué)活動(dòng)安全有序進(jìn)行。

（二）作為教育管理機(jī)構(gòu)制定數(shù)字化工具相關(guān)行業(yè)政策的決策依據(jù)

一方面，制定數(shù)據(jù)安全防護(hù)的政策法規(guī)，確保學(xué)習(xí)工具在教育中的有序應(yīng)用。加快出臺(tái)人工智能教育應(yīng)用的法規(guī)制度建設(shè)，解決人工智能背景下的數(shù)據(jù)安全問(wèn)題;建立線上線下相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)安全培訓(xùn)機(jī)制，著力防范化解網(wǎng)絡(luò)安全的重大風(fēng)險(xiǎn);建立市區(qū)校教師在線實(shí)踐共同體，聯(lián)合打造智能化的在線學(xué)習(xí)空間，構(gòu)建市區(qū)校協(xié)同的應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)[15]。

另一方面，加強(qiáng)相關(guān)高校與教育信息化企業(yè)合作，建立智能時(shí)代數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。教育管理機(jī)構(gòu)結(jié)合人工智能時(shí)代的技術(shù)要求和潛在的風(fēng)險(xiǎn)，盡快完善相關(guān)的教育法律法規(guī);制定管理標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用指南，將評(píng)價(jià)指標(biāo)納入數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的標(biāo)準(zhǔn)體系;引導(dǎo)人工智能時(shí)代數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的有效應(yīng)用，促進(jìn)數(shù)字化學(xué)習(xí)工具在教學(xué)中發(fā)揮更大作用。

（三）作為企業(yè)開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的技術(shù)參考

一方面，開(kāi)發(fā)兼具“技術(shù)性、功能性、教育性”的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具，滿足智能時(shí)代師生的教學(xué)需求。信息化企業(yè)應(yīng)當(dāng)著眼于未來(lái)教育的發(fā)展需求，結(jié)合人工智能時(shí)代的技術(shù)發(fā)展，從教育教學(xué)視角設(shè)計(jì)數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的體系架構(gòu);應(yīng)用大數(shù)據(jù)、人工智能、學(xué)習(xí)分析等技術(shù)開(kāi)發(fā)能夠支持精準(zhǔn)教學(xué)的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具;完善數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的育人功能，盡量減小數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的使用成本;升級(jí)數(shù)據(jù)安全防護(hù)技術(shù)，保證師生個(gè)人信息安全;持續(xù)增加學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)工具的認(rèn)可度，擴(kuò)大數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的使用范圍。

另一方面，推動(dòng)教育信息化產(chǎn)學(xué)研深度融合，共創(chuàng)精品智能化學(xué)習(xí)工具。信息化企業(yè)應(yīng)尋求與教育科研機(jī)構(gòu)、教育領(lǐng)域相關(guān)專(zhuān)家、一線教師等多方合作，融合人工智能領(lǐng)域前沿技術(shù)，探索導(dǎo)師系統(tǒng)、評(píng)分系統(tǒng)、學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)與分析技術(shù)等智能教育新樣態(tài)，研發(fā)有效支撐人機(jī)協(xié)同的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具，探索人工智能時(shí)代數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的應(yīng)用模式、方法與策略。

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作者簡(jiǎn)介：

趙慧臣：教授，博士生導(dǎo)師，系主任，研究方向教育信息化、STEM教育與創(chuàng)客教育。

張雨欣：在讀碩士，研究方向?yàn)樾畔⒒虒W(xué)設(shè)計(jì)。

李皖豫：在讀碩士，研究方向?yàn)樾畔⒒虒W(xué)設(shè)計(jì)。

*本文系國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金教育學(xué)國(guó)家一般課題“面向STEM教育的教師教學(xué)能力的評(píng)價(jià)與提升研究”（課題編號(hào)：BCA180089）階段性研究成果。

The Construction and Application of Evaluation Model of Digital Learning Tools in the Era

of Artificial Intelligence

Zhao Huichenl.2， Zhang Yuxinl， Li Wanyul， Li Yue1， Meng Linal

（1.Education College， Henan University， Kaifeng 475004， Henan; 2.The Research Center of Education Informatizatio

Development of Henan Province， Kaifeng 475004， Henan）

Abstract： Artificial Intelligence not only supports the development of digital learning tools， but also accelerates the educationalapplication of digital learning tools. The leaming tools in the artificial intelligence era have expanded from the multiple representationsof knowledge in the multimedia era and content production and individual learning in the Internet era to large-scale leaming andsocial collaboration. Its research should further highlight the characteristics of leaming tools in the age of artificial intelligence basedon the evaluation of digital chemical tools in the multimedia age and the Intemet age. This paper constructs a hierarchical model andinteractive model for the evaluation of digital leaming tools in the era of artificial intelligence based on the evaluation standards ofdigital leaming tools in the United States， which concludes the three levels： technical support， functional guarantee， and educationalapplication， and eight dimensions： technical. accessibility， mobile design， functionality， data security， social presence， teachingpresence， and cognitive presence， and discusses the application strategies of the evaluation model of digital leaming tools in schools，education management institutions， and information enterprises on the basis of the evaluation relationship matrix of digital leamingtools.

Kevwords： Artificial Intelligence; digital learning tools; evaluation model; evaluation index

收稿日期 ： 2021年3月8日

責(zé)任編輯：李雅瑄