☆ 牟智佳

（江南大學(xué)教育信息化研究中心，江蘇無錫 214122）

信息時(shí)代應(yīng)用信息工具進(jìn)行教與學(xué)和工業(yè)時(shí)代使用粉筆、黑板、紙質(zhì)書一樣，是不可逆的發(fā)展趨勢(shì)。以人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等為代表的信息工具深刻改變著人類的思維、生活和學(xué)習(xí)方式，為未來人類發(fā)展描繪了美好前景。已經(jīng)普及應(yīng)用的平板電腦、智能手機(jī)、手持設(shè)備等移動(dòng)技術(shù)和正在投入應(yīng)用的虛擬現(xiàn)實(shí)和可穿戴技術(shù)為教育工作者提供了豐富的信息工具支持。新媒體技術(shù)與教育的深度融合使得未來課堂在教學(xué)結(jié)構(gòu)、教學(xué)方式、學(xué)習(xí)方式等方面產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化裂變，學(xué)習(xí)空間將被重新設(shè)計(jì)。基于此，我們嘗試對(duì)“人工智能+”時(shí)代以教育創(chuàng)新為目標(biāo)的教與學(xué)發(fā)展趨向作初步展望，以明晰技術(shù)變革教育的可能性路徑。

一、整合正式學(xué)習(xí)和非正式學(xué)習(xí)生成新型教學(xué)結(jié)構(gòu)

隨著一對(duì)一數(shù)字化學(xué)習(xí)的廣泛普及和逐步深入，自帶設(shè)備儼然成為國際通行趨勢(shì)?；谧詭гO(shè)備開展正式學(xué)習(xí)和非正式學(xué)習(xí)將逐步成為未來數(shù)字化學(xué)習(xí)的常態(tài)。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和移動(dòng)技術(shù)的支持下，自我導(dǎo)向式的、基于好奇心的學(xué)習(xí)方式引起了人們的關(guān)注。這類學(xué)習(xí)較多發(fā)生在參觀博物館、科技中心等非正式學(xué)習(xí)場(chǎng)所，以及組建個(gè)人學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)等具體實(shí)踐活動(dòng)中。這種非正式學(xué)習(xí)方式能鼓勵(lì)學(xué)習(xí)者遵循自己的學(xué)習(xí)路徑和興趣，從而加強(qiáng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)參與度。較多專家認(rèn)為，正式學(xué)習(xí)與非正式學(xué)習(xí)相結(jié)合可以創(chuàng)設(shè)教育新環(huán)境，有助于培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、好奇心以及最重要的?chuàng)造力[1]。因此，在教學(xué)結(jié)構(gòu)層面上，未來新型教學(xué)結(jié)構(gòu)應(yīng)能有效融合正式學(xué)習(xí)和非正式學(xué)習(xí)，滿足學(xué)習(xí)者泛在學(xué)習(xí)的需求。

二、基于學(xué)生真實(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)開展數(shù)據(jù)化精準(zhǔn)教學(xué)

美國2016國家教育技術(shù)計(jì)劃《未來學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：重塑技術(shù)在教育中的角色》在使用評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)更好的支持教與學(xué)部分提出，要更好地利用教育數(shù)據(jù)系統(tǒng)來提升技術(shù)支持學(xué)習(xí)工具和資源的質(zhì)量和效果[2]。當(dāng)前，學(xué)習(xí)者基于合適終端開展數(shù)字化學(xué)習(xí)已成為常態(tài)，而這種常態(tài)化教與學(xué)模式能夠完整保存學(xué)生的學(xué)習(xí)過程行為記錄，這就為學(xué)生學(xué)習(xí)行為分析提供了數(shù)據(jù)條件。通過整合不同類型數(shù)據(jù)（如網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)行為數(shù)據(jù)、眼動(dòng)行為數(shù)據(jù)、手勢(shì)數(shù)據(jù)等）對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行行為測(cè)量分析，可以更為精確的定位學(xué)習(xí)特征、預(yù)測(cè)學(xué)習(xí)結(jié)果，為后續(xù)的學(xué)習(xí)干預(yù)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。教師由原來的技術(shù)主導(dǎo)學(xué)科內(nèi)容觀念轉(zhuǎn)變到應(yīng)用數(shù)據(jù)分析和反饋解決教學(xué)問題的思路上，實(shí)現(xiàn)了因?qū)W定教和精準(zhǔn)教學(xué)。

三、應(yīng)用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)造情境式學(xué)習(xí)體驗(yàn)

當(dāng)學(xué)習(xí)者所處的境脈會(huì)影響其所要學(xué)習(xí)內(nèi)容的知識(shí)時(shí)，情境化設(shè)計(jì)就變得至關(guān)重要。當(dāng)前課堂教學(xué)在真實(shí)問題情境和境脈信息的營造上還存在不足，這在一定程度上影響了學(xué)習(xí)者對(duì)具體情境問題的感受和理解。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)及其逐步應(yīng)用不僅可以幫助學(xué)生對(duì)抽象概念和不可見現(xiàn)象進(jìn)行感知，而且可以提高學(xué)生在虛擬環(huán)境中的存在感和參與感。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是將數(shù)字化信息（如圖片、視頻、音頻等）整合到真實(shí)世界空間中，它允許學(xué)習(xí)者與物理和數(shù)字空間中的對(duì)象進(jìn)行互動(dòng)。在未來學(xué)習(xí)體驗(yàn)上，將應(yīng)用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)為學(xué)生創(chuàng)造情境式學(xué)習(xí)體驗(yàn)，提高學(xué)習(xí)的投入感和沉浸感。

四、基于創(chuàng)客空間培育學(xué)生創(chuàng)新能力

培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)與創(chuàng)新能力是國民素質(zhì)教育的重點(diǎn)，但在技術(shù)不充分的條件下，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方式和應(yīng)用效果差強(qiáng)人意。近年來，3D打印機(jī)、機(jī)器人、基于Web的3D建模程序等技術(shù)的使用與發(fā)展以及創(chuàng)意、設(shè)計(jì)和工程學(xué)科的交叉融合催生了創(chuàng)客空間。創(chuàng)客教育將學(xué)習(xí)者視為創(chuàng)造者，其側(cè)重學(xué)習(xí)者親自動(dòng)手設(shè)計(jì)、建構(gòu)和迭代的實(shí)踐理念有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)意精神和創(chuàng)新能力，以及促進(jìn)創(chuàng)造性社區(qū)的形成[3]。在創(chuàng)客空間的培育下，學(xué)習(xí)者將由原來的知識(shí)消費(fèi)者轉(zhuǎn)變成為知識(shí)的生產(chǎn)者，其創(chuàng)新意識(shí)和能力將得到進(jìn)一步提升。

五、應(yīng)用深度學(xué)習(xí)方法促進(jìn)學(xué)生高階思維能力養(yǎng)成

高階思維是學(xué)習(xí)者在較高認(rèn)知水平上表現(xiàn)出的心智活動(dòng)和認(rèn)知能力，它超出對(duì)事實(shí)和程序的簡單回憶，是對(duì)概念和知識(shí)的深度理解。研究者Rex Heer在教學(xué)目標(biāo)分類理論基礎(chǔ)上，從認(rèn)知維度和知識(shí)維度對(duì)教學(xué)目標(biāo)分類理論進(jìn)行了修訂[4]。其中認(rèn)知維度包括知道、領(lǐng)會(huì)、應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造；知識(shí)維度包括事實(shí)性的、概念性的、過程性的和元認(rèn)知。在認(rèn)知維度上，從低階思維能力到高階思維能力，在知識(shí)維度上，從具體知識(shí)到抽象知識(shí)?；谠撃繕?biāo)理論框架，未來教師應(yīng)當(dāng)采用促進(jìn)轉(zhuǎn)向深度學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，幫助學(xué)生運(yùn)用最新的工具和技術(shù)去解決復(fù)雜問題。新興技術(shù)包括語義網(wǎng)絡(luò)、建模軟件以及其他創(chuàng)新技術(shù)，這些技術(shù)有助于創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)條件，訓(xùn)練學(xué)習(xí)者的高階思維。

六、基于教育大數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)

個(gè)性化學(xué)習(xí)是繼移動(dòng)學(xué)習(xí)、泛在學(xué)習(xí)之后的新型學(xué)習(xí)方式，是技術(shù)與教育深度融合的高階表現(xiàn)。當(dāng)前，大數(shù)據(jù)技術(shù)的逐步成熟和數(shù)字化學(xué)習(xí)方式的多樣化催生了各類教育大數(shù)據(jù)：多終端支持下的移動(dòng)學(xué)習(xí)輸出移動(dòng)教育大數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)支持下的在線學(xué)習(xí)輸出網(wǎng)絡(luò)教育大數(shù)據(jù)、智慧學(xué)習(xí)環(huán)境支持下的泛在學(xué)習(xí)輸出智慧教育大數(shù)據(jù)。學(xué)習(xí)分析旨在通過分析建模來預(yù)測(cè)行為并進(jìn)行實(shí)施，并將結(jié)果反饋到過程中以更好地改善預(yù)測(cè)分析。而與學(xué)習(xí)分析直接相關(guān)的對(duì)象包括教育者和學(xué)生，A.L.Dyckhof等研究者對(duì)學(xué)習(xí)分析的目標(biāo)及其教育者和學(xué)生應(yīng)用學(xué)習(xí)分析的目標(biāo)進(jìn)行了梳理[5]，如表1所示?？梢钥闯?，基于教育大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)分析能夠識(shí)別出學(xué)習(xí)者的知識(shí)基礎(chǔ)和認(rèn)知能力，在此基礎(chǔ)上整合自適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù)可以為學(xué)習(xí)者提供個(gè)性化學(xué)習(xí)資源推送、個(gè)性化學(xué)習(xí)過程監(jiān)控與指導(dǎo)以及個(gè)性化學(xué)習(xí)社區(qū)推薦，滿足學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求。

表1 學(xué)習(xí)分析及其教育者和學(xué)習(xí)者應(yīng)用的目標(biāo)

當(dāng)前，教育信息化發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入到創(chuàng)設(shè)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境、培育學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)、促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展為核心訴求的新階段。隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、情感計(jì)算、可穿戴設(shè)備等新媒體技術(shù)在教育中的探索應(yīng)用，未來教育將在系統(tǒng)流程和要素上呈現(xiàn)出結(jié)構(gòu)性裂變。學(xué)習(xí)空間將被重新設(shè)計(jì)，教學(xué)方式將呈現(xiàn)差異化、精準(zhǔn)化、引導(dǎo)化發(fā)展趨向，學(xué)習(xí)方式將走向個(gè)性化、自主化、情境化，最終形成智慧教育生態(tài)。

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