【摘要】新一輪科技革命浪潮來襲，準確把握科技革命賦能教育創(chuàng)新變革的實踐路徑成為新時代建設(shè)高質(zhì)量教育體系的核心問題。學(xué)習(xí)環(huán)境變革與升級作為科技賦能教育的重要基礎(chǔ)，呈現(xiàn)出與社會發(fā)展與時俱進、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、跨場域融通以及人機協(xié)同四個方面將迎來新的技術(shù)突破，為在教育活動中加強多維學(xué)習(xí)狀態(tài)監(jiān)測、構(gòu)建多粒度學(xué)習(xí)者畫像、開展精準化教學(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)。基于技術(shù)突破與服務(wù)升級，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)用場景與服務(wù)設(shè)計、打造教育高質(zhì)量發(fā)展的中國方案和國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 場景創(chuàng)新 價值內(nèi)涵
【中圖分類號】G434 【文獻標識碼】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)北京市重點實驗室副主任。研究方向為人工智能教育應(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)動的在線協(xié)作學(xué)習(xí)交互分析：模型、工具與實踐》等。
人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等信息技術(shù)的迅猛發(fā)展驅(qū)動新一輪科技革命浪潮的來襲，推動經(jīng)濟社會發(fā)生顛覆性的變革與創(chuàng)新。在教育領(lǐng)域，如何準確把握新一輪科技革命賦能教育創(chuàng)新變革的實踐路徑成為新時代建設(shè)高質(zhì)量教育體系的核心問題。黨的二十大報告明確提出：“推進教育數(shù)字化，建設(shè)全民終身學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)型社會、學(xué)習(xí)型大國”。[1]習(xí)近平總書記在主持中共中央政治局第五次集體學(xué)習(xí)時指出：“教育數(shù)字化是我國開辟教育發(fā)展新賽道和塑造教育發(fā)展新優(yōu)勢的重要突破口”，并強調(diào)要“進一步推進數(shù)字教育，為個性化學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)、擴大優(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，新一代信息技術(shù)的迅猛發(fā)展為創(chuàng)新教育模式、重塑教育未來注入了新的動力，為推進教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了重要支撐，為建設(shè)社會主義現(xiàn)代化強國提供了重要保障。
升級學(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)，推動設(shè)備、環(huán)境與人聯(lián)結(jié)起來，構(gòu)建跨時空、開放融合的泛在新型教育環(huán)境，可以有效促進學(xué)校、家庭和社會的協(xié)同共融，打造規(guī)?；?ldquo;因材施教”的教育新生態(tài)。[3]國務(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“開發(fā)立體綜合教學(xué)場”;“建立以學(xué)習(xí)者為中心的教育環(huán)境，提供精準推送的教育服務(wù)，實現(xiàn)日常教育和終身教育定制化”。[4]因此，如何對學(xué)習(xí)環(huán)境進行變革與升級，創(chuàng)設(shè)智能、開放、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)展演化與時代變革
學(xué)習(xí)環(huán)境是人類學(xué)習(xí)發(fā)生的重要場所，承載著學(xué)習(xí)活動的發(fā)生。其演變歷程與社會時代特征、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)境伴隨社會發(fā)展演變升級。從社會發(fā)展的時代特征看，人類社會先后歷經(jīng)農(nóng)業(yè)社會、工業(yè)社會、信息社會，并正在向智能社會轉(zhuǎn)型。整體來看，智能社會下的學(xué)習(xí)環(huán)境具有拓展時空、聯(lián)結(jié)社群、賦能主體等關(guān)鍵特征。拓展時空層面，新一代學(xué)習(xí)環(huán)境將不再受到時間和空間限制，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、社區(qū)、家庭等社會性場域，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“隨時隨地”開展學(xué)習(xí)的機會。聯(lián)結(jié)社群層面，在新一代學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)習(xí)將不再是孤立的個體行為，而越來越強調(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)者可以通過在線平臺加入學(xué)習(xí)社群、討論組或論壇，與其他人分享知識、經(jīng)驗和觀點。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，促進多元化的思考和學(xué)習(xí)方式，并且增強學(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)變得更加個性化。通過人工智能和學(xué)習(xí)分析技術(shù)，學(xué)習(xí)平臺可以根據(jù)學(xué)習(xí)者的行為和學(xué)習(xí)表現(xiàn)，提供個性化的學(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)境的不斷演進與教育轉(zhuǎn)型息息相關(guān)，在我國教育改革和發(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)遠程教育工程的教學(xué)光盤播放點、衛(wèi)星教學(xué)收視點以及計算機教室。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?！秶抑虚L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)生擁有計算機臺數(shù)，為農(nóng)村中小學(xué)班級配備多媒體遠程教學(xué)設(shè)備；建立數(shù)字圖書館、虛擬實驗室、開放靈活的教育資源公共服務(wù)平臺等。[5]在“十三五”期間，學(xué)習(xí)環(huán)境進一步呈現(xiàn)出數(shù)字化、智能化的虛實融合的特征。《教育部關(guān)于加強網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間建設(shè)與應(yīng)用的指導(dǎo)意見》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”，“加快推進人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時時可學(xué)的學(xué)習(xí)型社會建設(shè)”。[6]智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)成為重點，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，以及立體綜合教學(xué)場等。在“十四五”期間，學(xué)習(xí)環(huán)境更加強調(diào)智能互聯(lián)和人機協(xié)同創(chuàng)新?！秶倚畔⒒l(fā)展戰(zhàn)略綱要》提出建設(shè)數(shù)字國家和網(wǎng)絡(luò)強國，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)境下開放學(xué)習(xí)模式，鼓勵更多學(xué)校應(yīng)用在線開放課程。[7]整體來看，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，推動教育加速轉(zhuǎn)型、智能升級、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，如強調(diào)真實場景的AI沉浸式學(xué)習(xí)環(huán)境、強臨場感的AI全息學(xué)習(xí)環(huán)境、即時交流互動的AI深度交互學(xué)習(xí)環(huán)境、快速通達的AI全場域聯(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?shù)呐嘤?xùn)和指導(dǎo)，如自動的情境感知、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。針對數(shù)字難民，學(xué)習(xí)環(huán)境需要提供更加貼近實際需求的幫助和支持，例如，提供更多線下培訓(xùn)機會或提供電話支持等，幫助他們?nèi)谌霐?shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境。整體來看，新一代學(xué)習(xí)環(huán)境需要具備感知不同類型學(xué)習(xí)群體個性化需求的“計算引擎”，構(gòu)建與智能推送不同層次和類型的學(xué)習(xí)環(huán)境來滿足不同學(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
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，為重塑教育生態(tài)注入新的動力。新一代學(xué)習(xí)環(huán)境融合學(xué)校、家庭和社會等空間，通過技術(shù)突破實現(xiàn)學(xué)習(xí)環(huán)境可計算、學(xué)習(xí)場景可感知、學(xué)習(xí)行為可關(guān)聯(lián)和學(xué)習(xí)服務(wù)可協(xié)同，進而為師生提供高效、優(yōu)質(zhì)、精準和個性化的教與學(xué)支持服務(wù)，推動教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的縱深發(fā)展與創(chuàng)新升級。具體來看，新一代學(xué)習(xí)環(huán)境的技術(shù)突破與服務(wù)升級將體現(xiàn)在多模態(tài)感知、全鏈條分析、跨場域融通以及人機深度協(xié)同四個方面。
多模態(tài)感知將強化多維學(xué)習(xí)狀態(tài)監(jiān)測。新一代學(xué)習(xí)環(huán)境著力于實現(xiàn)多模態(tài)感知技術(shù)支撐下的學(xué)習(xí)狀態(tài)細粒度監(jiān)測。圍繞多模態(tài)感知，學(xué)習(xí)環(huán)境將支持學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)在云、邊、端設(shè)備上進行協(xié)同計算。通過可信密態(tài)計算技術(shù)實現(xiàn)安全性、準確性和時效性的數(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)算法實時感知學(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)境之間的實時交互，依據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀態(tài)實時調(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、個性化和高效的學(xué)習(xí)體驗。具體來看，通過多模態(tài)感知方式（如視覺、聽覺、觸覺等），學(xué)習(xí)環(huán)境可以實現(xiàn)非介入式的感知和記錄學(xué)習(xí)者的行為、情感和認知狀態(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)支持和個性化教育。通過視覺感知，學(xué)習(xí)環(huán)境可以識別學(xué)習(xí)者的面部表情、身體姿勢和行為動作，了解他們的注意力集中程度和情緒狀態(tài)。通過聲音感知，學(xué)習(xí)環(huán)境可以捕捉學(xué)習(xí)者的語音表達和情感傾向，了解他們的學(xué)習(xí)投入度和情感特征。通過觸覺感知，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)者書寫和手勢信息，了解他們的動作特征和操作能力。
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)進程的條件下實時記錄學(xué)習(xí)者在多空間、多平臺、多時段下的“行為-認知-情感”數(shù)據(jù)，并通過深度學(xué)習(xí)算法智能識別學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀態(tài)，全面客觀地分析與評價學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)問題，并為學(xué)生提供實時、精準的文本、視頻、音頻等多模態(tài)、個性化學(xué)習(xí)資源的學(xué)習(xí)支持服務(wù)。當學(xué)習(xí)者的注意力分散或情緒低落時，學(xué)習(xí)環(huán)境將自動調(diào)整學(xué)習(xí)資源和提供鼓勵性提示，以增強學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果和積極性；當學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中遇到挑戰(zhàn)時，學(xué)習(xí)環(huán)境將分析學(xué)生所面對挑戰(zhàn)的類型和產(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化教學(xué)決策。全鏈條分析通過全面收集、整合和分析學(xué)習(xí)者的全流程數(shù)據(jù)，幫助教師作出個性化的教學(xué)決策，為學(xué)習(xí)者提供更精準的學(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)過程的“前-中-后”三個階段，實現(xiàn)全鏈條分析與全流程追蹤。在學(xué)習(xí)開始階段，全鏈條分析會自動分析教師設(shè)定的教學(xué)目標、內(nèi)容和難度，收集學(xué)習(xí)者的認知特點、學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)目標等信息，幫助教師了解每位學(xué)習(xí)者的差異和特點，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)者的個性特征自動劃分同質(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)等過程性數(shù)據(jù)，并通過學(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、認知軌跡以及知識掌握情況，幫助教師及時調(diào)整教學(xué)策略和提供個性化的學(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)果及其對教學(xué)的反饋與評價，自動生成學(xué)習(xí)狀態(tài)分析報告、智能評課記錄。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，實現(xiàn)對教學(xué)方法及教學(xué)策略的改進與優(yōu)化。
整體來看，利用深度學(xué)習(xí)對學(xué)習(xí)過程全鏈條多模態(tài)數(shù)據(jù)進行提取和融合，可以智能識別不同學(xué)習(xí)場景下學(xué)習(xí)者的個體行為和互動事件，并對學(xué)習(xí)者的知識吸收、學(xué)習(xí)行為表征、情感狀態(tài)激活等全流程信息進行分析與評價，進而生成可視化的分析結(jié)果和可解釋的分析報告。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，進行有針對性的教學(xué)干預(yù)和輔導(dǎo)，推動規(guī)模化“因材施教”理想的實現(xiàn)。
跨場域融通將支持多粒度學(xué)習(xí)者畫像刻畫。在新型信息技術(shù)的支持下，跨場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，繪制基于場景感知的學(xué)習(xí)者畫像，為學(xué)習(xí)者提供跨場域的聯(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、社交媒體等不同場域中產(chǎn)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，并對其進行關(guān)聯(lián)分析，以獲取學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為、興趣愛好、社交互動等方面的信息。利用深度學(xué)習(xí)算法，跨場域融通可以精準構(gòu)建耦合時空環(huán)境、知識資源和認知行為的多粒度學(xué)習(xí)者個體畫像和群組畫像。學(xué)習(xí)者個體畫像將幫助教師更好地了解學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)偏好、弱勢領(lǐng)域和潛在問題，更好地為他們量身定制學(xué)習(xí)計劃和教學(xué)策略，助力提供更加精準的個性化學(xué)習(xí)支持服務(wù)。群組畫像則面向多用戶、多場景的學(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)，進一步拓展個體畫像的學(xué)習(xí)支持服務(wù)場景并豐富學(xué)習(xí)支持服務(wù)內(nèi)容。在個體畫像的基礎(chǔ)上，群組畫像更加關(guān)注學(xué)習(xí)者之間的社會關(guān)聯(lián)，從而進一步豐富和拓展學(xué)習(xí)支持服務(wù)內(nèi)容。在多元復(fù)雜的社會化學(xué)習(xí)場景下，群組畫像通過跨場域融通對不同學(xué)科專業(yè)、行業(yè)領(lǐng)域、年齡特征的學(xué)習(xí)者進行學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)海量聚集、學(xué)習(xí)者標簽精準分類、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)建群體知識網(wǎng)絡(luò)，形成協(xié)同開放的學(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。
通過對學(xué)習(xí)者個體畫像和群組畫像的分析，教師可以更好地了解學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)偏好、弱勢領(lǐng)域和潛在問題，為他們量身定制學(xué)習(xí)計劃和教學(xué)策略，匹配同質(zhì)或異質(zhì)的學(xué)習(xí)伙伴，實現(xiàn)學(xué)習(xí)服務(wù)的升級。
人機協(xié)同將賦能自適應(yīng)學(xué)習(xí)支持與服務(wù)。人機協(xié)同是充分發(fā)揮人類智慧和機器智能的雙重優(yōu)勢，實現(xiàn)教育領(lǐng)域中各教學(xué)主體與智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)之間的高效互動與協(xié)作。利用人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等智能技術(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)，實現(xiàn)各教學(xué)主體與學(xué)習(xí)系統(tǒng)的高效互動與協(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)境可以精確識別學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求和困難點，并根據(jù)其個性化的特點提供針對性的學(xué)習(xí)資源和策略，幫助學(xué)習(xí)者高效理解和掌握知識，優(yōu)化學(xué)習(xí)效果，并輔助教師了解學(xué)習(xí)者的個性化學(xué)習(xí)需求，提供針對性的指導(dǎo)。同時，智能化學(xué)習(xí)環(huán)境還將根據(jù)學(xué)習(xí)者的回答、提問和反饋，調(diào)整學(xué)習(xí)過程中的內(nèi)容和難度，以適應(yīng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)進展和個性化需求，促進學(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。通過人機協(xié)同，學(xué)習(xí)者可以在不同時間、地點和設(shè)備上進行學(xué)習(xí)，并獲得智聯(lián)融通的生態(tài)一體化學(xué)習(xí)體驗。也就是說無論是在學(xué)校、家庭還是社會場域，又或者說無論是在物理空間還是虛擬空間，學(xué)習(xí)者都可以通過與智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)進行交互，獲得優(yōu)質(zhì)、高效、個性化的學(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)者進行實時交互，加強學(xué)習(xí)的連續(xù)性和可持續(xù)性。
對于教師來說，人機協(xié)同將為其提供面向不同教學(xué)場景的精準教學(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)過程，提升教學(xué)效果。對于學(xué)習(xí)者而言，人機協(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，并為其匹配增進群體歸屬感和情感認同感的學(xué)習(xí)伙伴，促進真實且有意義的學(xué)習(xí)活動的發(fā)生。整體來看，人機協(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、個性化和高效的學(xué)習(xí)支持與服務(wù)，推動教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的縱深發(fā)展與創(chuàng)新升級。
新一代學(xué)習(xí)環(huán)境的價值內(nèi)涵
科技賦能學(xué)習(xí)環(huán)境的變革與升級是教育體系對數(shù)字化時代發(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)的運作機制。整體而言，新一代學(xué)習(xí)環(huán)境的價值內(nèi)涵體現(xiàn)在教育創(chuàng)新、應(yīng)用升級和示范引領(lǐng)三個方面。
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，專注于解決學(xué)習(xí)環(huán)境中的多模態(tài)感知與監(jiān)測、多場景學(xué)習(xí)過程記錄與分析、跨場景學(xué)習(xí)場景建模與服務(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，開展技術(shù)研發(fā)和集成應(yīng)用，推動學(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)平臺的研發(fā)與優(yōu)化升級，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、教學(xué)機器人等教學(xué)設(shè)備，應(yīng)用在線教學(xué)平臺、優(yōu)質(zhì)教育資源平臺、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，推動學(xué)習(xí)環(huán)境中各主體要素的互聯(lián)互通，形成開放、共享、包容、合作的學(xué)習(xí)圈。同時，新一代學(xué)習(xí)環(huán)境還將強化教育數(shù)據(jù)要素的多元化處理功能，實現(xiàn)教育主體、學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)資源等的數(shù)字化呈現(xiàn)。通過運用知識圖譜、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)境將實現(xiàn)對教育數(shù)據(jù)的收集、分類、篩選、儲存、呈現(xiàn)等多元化處理，激活數(shù)據(jù)要素的價值潛力，為“數(shù)字中國戰(zhàn)略”和教育強國戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)提供全方位人才培養(yǎng)支持。新一代學(xué)習(xí)環(huán)境將進一步提高學(xué)習(xí)效率、促進教育公平，并推動學(xué)習(xí)者在數(shù)字化時代得到更全面、個性化的發(fā)展。
促進新一代學(xué)習(xí)環(huán)境應(yīng)用升級，深化人工智能教育應(yīng)用場景設(shè)計與服務(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，以應(yīng)用服務(wù)為導(dǎo)向，提升教育教學(xué)應(yīng)用場景設(shè)計和服務(wù)模式創(chuàng)新能力，一批示范性強、顯示度高、帶動性強的人工智能教育應(yīng)用場景將逐步形成。首先，通過創(chuàng)新應(yīng)用場景，將新一代學(xué)習(xí)環(huán)境計算的“教、學(xué)、管、評、測”應(yīng)用于多樣化的學(xué)習(xí)情境，服務(wù)學(xué)習(xí)者個體自學(xué)、群體協(xié)作學(xué)習(xí)、課堂聽講等學(xué)習(xí)情境，推動項目學(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”，推動形成人機共教、人機共育的新型教學(xué)模式。這將帶來更靈活、高效、個性化的教學(xué)體驗，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、社會空間，實現(xiàn)多空間融合，推動高質(zhì)量的協(xié)同育人服務(wù)創(chuàng)新。例如，通過應(yīng)用數(shù)字孿生校園，打造多功能、開放式、共享化的虛擬仿真實訓(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)。這些價值內(nèi)涵將進一步提升教育的智能化水平，推動教育創(chuàng)新不斷迭代，為學(xué)生提供更優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)體驗和個性化學(xué)習(xí)支持，同時助力教師實現(xiàn)教學(xué)的個性化指導(dǎo)，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、扎實知識基礎(chǔ)和全面發(fā)展的新時代人才作出積極貢獻。
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)展的中國方案和國際樣板。當前，我國已設(shè)立18個國家級“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)百上千個智慧校園示范校的目標，形成了由點到面的智能教育推動教育高質(zhì)量發(fā)展大格局。面對學(xué)習(xí)環(huán)境變革與升級的時代需求，新一代學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)將從技術(shù)突破、建設(shè)標準、解決方案、大規(guī)模應(yīng)用服務(wù)等方面形成中國教育高質(zhì)量發(fā)展方案的突破口和主要亮點。新一代學(xué)習(xí)環(huán)境基于“云邊端”協(xié)同的智聯(lián)空間，運用多模態(tài)感知與監(jiān)測技術(shù)、多場景的學(xué)習(xí)過程記錄與分析技術(shù)、跨場域的學(xué)習(xí)場景建模與推薦技術(shù)、人機協(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。通過構(gòu)建大規(guī)模智慧教室監(jiān)測平臺和涵蓋多場景的立體綜合教學(xué)場應(yīng)用，實現(xiàn)智慧教育發(fā)展結(jié)構(gòu)、規(guī)模、質(zhì)量、效率的有機統(tǒng)一，為新型學(xué)習(xí)環(huán)境的技術(shù)研發(fā)、服務(wù)升級和大規(guī)模應(yīng)用提供參考樣板。中國新一代學(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，為推進全球教育公平和高質(zhì)量發(fā)展貢獻中國力量。
總結(jié)
人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等信息技術(shù)的迅猛發(fā)展驅(qū)動新一輪科技革命浪潮來襲，如何準確把握新一輪科技革命賦能教育創(chuàng)新變革的實踐路徑成為新時代建設(shè)高質(zhì)量教育體系的核心問題。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、社會等場域，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)境動態(tài)監(jiān)測差、學(xué)習(xí)狀態(tài)追蹤分析難、學(xué)習(xí)支持服務(wù)精度低等瓶頸問題。在技術(shù)突破與服務(wù)升級的基礎(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)字中國戰(zhàn)略”和教育強國戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)。
（本文系科技創(chuàng)新2030—“新一代人工智能”重大項目“學(xué)習(xí)環(huán)境智聯(lián)計算關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用示范”的階段性研究成果，項目編號：2022ZD0115900）
注釋
[1]習(xí)近平：《高舉中國特色社會主義偉大旗幟 為全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家而團結(jié)奮斗——在中國共產(chǎn)黨第二十次全國代表大會上的報告》，北京：人民出版社，2022年，第34頁。
[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：《科教融匯共塑未來教育》，《人民教育》，2023年第9期。
[4]《國務(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]《國家中長期教育改革和發(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)于加強網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間建設(shè)與應(yīng)用的指導(dǎo)意見》，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 國務(wù)院辦公廳印發(fā)〈國家信息化發(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 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
