劉家亮 彭旭 潘唐賢

摘? ?要：近年來，新興技術(shù)的快速發(fā)展推動智慧學(xué)習(xí)環(huán)境日趨完善。文章從智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的起源講起，梳理了智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的概念和特征，對相關(guān)重點(diǎn)技術(shù)在教學(xué)環(huán)境的應(yīng)用進(jìn)行了分析，在分析相關(guān)系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上提出與當(dāng)前相適應(yīng)的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境系統(tǒng)模型。

關(guān)鍵詞：智慧學(xué)習(xí)環(huán)境;大數(shù)據(jù);人工智能;物聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-8454（2020）17-0011-04

一、引言

近年來，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境成為各高校研究和實踐的熱點(diǎn)。特別是2018年四川大學(xué)基于智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的“以課堂教學(xué)改革為突破口的一流本科教育川大實踐”項目獲得了國家級教學(xué)成果特等獎，在全國范圍內(nèi)引起了強(qiáng)烈的反響，各高校掀起了智慧學(xué)習(xí)空間建設(shè)和教學(xué)改革的浪潮。四川大學(xué)累計投入2億元打造各類智慧教室400余間，包括多種不同類型的智慧教室——手機(jī)互動教室、多屏互動教室、網(wǎng)絡(luò)互動教室、多視窗教室等。為師生創(chuàng)建了互動式、智能化、開放型、多樣性的智慧教學(xué)環(huán)境，也為教學(xué)改革提供了富有營養(yǎng)的土壤和環(huán)境。

筆者認(rèn)為，有必要對學(xué)習(xí)環(huán)境的發(fā)展、智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的由來以及智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的優(yōu)勢進(jìn)行系統(tǒng)分析，以更好地促進(jìn)教學(xué)改革和教學(xué)效率的提升。本研究將深入探討智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的興起，并對當(dāng)前智慧學(xué)習(xí)環(huán)境系統(tǒng)進(jìn)行分析，建立智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的系統(tǒng)模型。

二、智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的興起

1.學(xué)習(xí)環(huán)境的發(fā)展歷史

學(xué)習(xí)環(huán)境的產(chǎn)生是隨著教學(xué)與學(xué)習(xí)的發(fā)生而產(chǎn)生的，學(xué)習(xí)環(huán)境的演變過程，最初的大自然山林，后來的書院、私塾等私學(xué)，再后來到太學(xué)、國子監(jiān)等官方學(xué)府，但具有真正意義的學(xué)習(xí)環(huán)境則是課堂、班級的出現(xiàn)。上個世紀(jì)90年代以來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是多媒體、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、在線課程、專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站等數(shù)字化技術(shù)開始步入校園，學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)入了我們所倡導(dǎo)的數(shù)字化時代[1]。華東師范大學(xué)祝智庭等人認(rèn)為數(shù)字學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)是技術(shù)增強(qiáng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的第三代產(chǎn)物，數(shù)據(jù)鴻溝、信息孤島一直是數(shù)字學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)面臨的難題[2]。數(shù)字化學(xué)習(xí)時代并沒有改變傳統(tǒng)的教學(xué)組織形式，大多數(shù)情況下只是教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式的數(shù)字化。

美國IBM公司前總裁彭明盛2008年提出“智慧地球”的理念。隨后奧巴馬做出積極回應(yīng)，認(rèn)為“智慧基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)將是美國在21世紀(jì)保持競爭優(yōu)勢的主要方式之一”。在此之后，奧巴馬簽署相關(guān)的經(jīng)濟(jì)刺激計劃，并批準(zhǔn)110億美元的投資推進(jìn)智慧電網(wǎng)建設(shè)，計劃190億美元應(yīng)用于推進(jìn)智慧醫(yī)療建設(shè)，與此同時批準(zhǔn)72億美元投資推進(jìn)美國寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。無疑，在奧巴馬強(qiáng)力的助推下，“智慧地球”的概念“引起美國各界的強(qiáng)烈關(guān)注，并上升至國家戰(zhàn)略，在全球范圍內(nèi)引起廣泛的轟動”[3]。可見“智慧地球”的概念本身就注定不平凡。隨著信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的推廣和應(yīng)用，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境也逐步進(jìn)入大眾視野。學(xué)習(xí)環(huán)境從數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境時代開始步入智慧學(xué)習(xí)環(huán)境時代。智慧學(xué)習(xí)環(huán)境是學(xué)習(xí)環(huán)境發(fā)展的一種高級形態(tài)，將教學(xué)與學(xué)習(xí)環(huán)境的各要素進(jìn)行了深度融合，利用大數(shù)據(jù)、云平臺等技術(shù)消除了數(shù)據(jù)鴻溝，實現(xiàn)信息孤島的聯(lián)通。

近年來，四川大學(xué)在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)方面做出的表率和取得的成就，在全國范圍內(nèi)掀起了智慧學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)的浪潮，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境研究和實踐也進(jìn)入了一個蓬勃發(fā)展的時期。隨著新興技術(shù)的不斷發(fā)展和學(xué)習(xí)科學(xué)理論的完善，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境呈現(xiàn)了新的特點(diǎn)和功能，因此，有必要對現(xiàn)行的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行分析和梳理，建構(gòu)現(xiàn)有智慧學(xué)習(xí)空間的理論模型。

2.智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的內(nèi)涵

關(guān)于智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的概念，最為廣泛認(rèn)可的是北京師范大學(xué)黃榮懷提出的：“智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，一種能夠感知學(xué)習(xí)情景、識別學(xué)習(xí)者特征、提供合適的學(xué)習(xí)資源與便利的互動工具、自動記錄學(xué)習(xí)過程和評測學(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)場所或活動空間?！盵1]

祝智庭等人從生態(tài)系統(tǒng)的角度給出了智慧學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的定義：智慧學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)（Smart Learning Ecosystem，SLE）是在一定的智慧學(xué)習(xí)空間中，學(xué)與教群體與所在的空間及空間中的資源相互作用而形成的“教法—技術(shù)—文化”系統(tǒng)，智慧學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)具有四大設(shè)計原則，體驗為中心、服務(wù)為中心、學(xué)生為中心和數(shù)據(jù)為中心[2]。此外，鐘國祥等人認(rèn)為，智能學(xué)習(xí)環(huán)境從混合學(xué)習(xí)理論、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論出發(fā)，以學(xué)習(xí)為中心，匹配相應(yīng)的學(xué)生、教師、工具、設(shè)備、媒體、教材等，從而構(gòu)成的一個開放式、智能性、集成化的虛擬現(xiàn)實的學(xué)習(xí)空間。鐘國祥認(rèn)為，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境既支持學(xué)習(xí)者的自主建構(gòu)，又能提供適時的學(xué)習(xí)指導(dǎo)[4]。

3.智慧學(xué)習(xí)環(huán)境功能特征

（1）物理感知、智能管控

智慧學(xué)習(xí)環(huán)境借助傳感器測量物理環(huán)境的人體、溫度、亮度、聲音等，在此基礎(chǔ)上，通過云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實現(xiàn)對電腦、投影、大屏、燈光、空凋、音響等的智能管控。一方面，有利于提升學(xué)習(xí)空間的使用效率和節(jié)能環(huán)保;另一方面，為師生提供舒適的、適應(yīng)性的學(xué)習(xí)環(huán)境和教師支持，有利于教師授課表達(dá)和學(xué)生深度學(xué)習(xí)。

（2）開放、自由交互協(xié)作

智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的物理空間設(shè)置更加人性化，移動桌椅可自由拼接，可以實現(xiàn)學(xué)生自由分組討論，不受固定座椅等物理條件的限制。智慧學(xué)習(xí)環(huán)境現(xiàn)有的教學(xué)系統(tǒng)和對BYOD設(shè)備的支持，可以使學(xué)生更加便利地開展線上線下交互和協(xié)作。借助交互大屏、智能終端和會議系統(tǒng)，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)和交互?？梢苿幼酪?、交互大屏、智能終端、教學(xué)系統(tǒng)、會議系統(tǒng)等，這些都大大增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)空間，提升了交互協(xié)作的效率。

（3）學(xué)習(xí)資源無縫銜接

智慧學(xué)習(xí)環(huán)境無時不在的網(wǎng)絡(luò)接入和在線數(shù)字資源庫，可以幫助師生快速獲取網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，同時可以實現(xiàn)學(xué)習(xí)資源的按需推送，為教學(xué)活動提供更好的保障和支持。智慧學(xué)習(xí)環(huán)境為每位師生提供了基于云的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間，為教師開展教學(xué)和教研活動提供場所，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)和反思提供支持，有利于學(xué)習(xí)過程的連續(xù)性。智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下，教師有多種途徑實現(xiàn)課堂教學(xué)過程數(shù)字化實錄，通過一鍵錄屏或自動錄播功能，可以非常便捷地實現(xiàn)課堂授課資源的數(shù)字化，并自動上傳到本地資源，對學(xué)生復(fù)習(xí)和知識同化都非常有幫助。

（4）支持個性化學(xué)習(xí)等多種學(xué)習(xí)方式

智慧學(xué)習(xí)環(huán)境可以實現(xiàn)按需推送和個性化定制，為師生提供了豐富的教學(xué)手段和工具，支持線上線下實時互動和多元化學(xué)習(xí)評價，可以實現(xiàn)教學(xué)過程跟蹤和教學(xué)數(shù)據(jù)分析，從技術(shù)的角度完全能夠支持泛在學(xué)習(xí)、移動學(xué)習(xí)、個性化學(xué)習(xí)等多種學(xué)習(xí)方式的開展。當(dāng)然，教學(xué)設(shè)計也非常重要，需要系統(tǒng)地設(shè)計教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)活動，以及合適的教學(xué)策略和工具等，實現(xiàn)教學(xué)的高效和完整性。

三、智慧學(xué)習(xí)環(huán)境技術(shù)分析

智慧學(xué)習(xí)環(huán)境是學(xué)習(xí)環(huán)境的高端形態(tài)，是借助云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術(shù)構(gòu)建起來的開放、融合的學(xué)習(xí)環(huán)境。該環(huán)境有利于數(shù)據(jù)融合貫通、資源共享和交互協(xié)作，可以實現(xiàn)情景感知和智能管控，支持個性化學(xué)習(xí)、泛在學(xué)習(xí)，促進(jìn)有效學(xué)習(xí)的發(fā)生。智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中技術(shù)的因素是至關(guān)重要的，一些重要功能都需要技術(shù)的支持來實現(xiàn)。比如物理環(huán)境的智能管控、數(shù)據(jù)自動記錄和分析等。下面將對關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。

1.云計算

云計算是一種服務(wù)模式，與互聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)和軟件相關(guān)，云計算能夠快捷便利、隨時隨地、隨需應(yīng)變地從可配置計算資源共享池中獲取所需資源，并把這些資源快速供應(yīng)和釋放，使與服務(wù)供應(yīng)商的交互以及管理工作量降到最低[5]。從這個意義上來說，云計算服務(wù)是基于網(wǎng)絡(luò)，將可利用的計算機(jī)資源連接在一起，以進(jìn)行統(tǒng)一的管理和調(diào)度，實現(xiàn)快速部署和釋放相應(yīng)資源，向用戶按需提供可擴(kuò)展式的云服務(wù)。

智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中，云計算服務(wù)是提供存儲、計算、軟件、平臺等業(yè)務(wù)的綜合服務(wù)平臺，包括資源云、數(shù)據(jù)云、服務(wù)云。數(shù)據(jù)云：存儲學(xué)生信息數(shù)據(jù)、學(xué)生行為數(shù)據(jù)、教學(xué)過程數(shù)據(jù);資源云：存儲網(wǎng)絡(luò)資源和本地資源，提供上傳、下載和在線觀看等功能;服務(wù)云：提供師生的個人學(xué)習(xí)空間、學(xué)習(xí)社群和論壇等服務(wù)。

2.大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)實現(xiàn)對大規(guī)模數(shù)據(jù)的集合，龐大的數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)存儲、獲取、管理、分析等提出了巨大挑戰(zhàn)。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的出現(xiàn)消除了以往的數(shù)據(jù)鴻溝和信息孤島，實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一規(guī)范建設(shè)和集中存儲管理。數(shù)字化學(xué)習(xí)時代，所有的信息系統(tǒng)都有相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)冗余且無法實現(xiàn)信息互聯(lián)互通，問題嚴(yán)重。大數(shù)據(jù)技術(shù)跨越了數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)鴻溝，打破了信息孤島。

在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下，大數(shù)據(jù)平臺可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲和管理，數(shù)據(jù)提取、分析和應(yīng)用更加方便和快捷。通過大數(shù)據(jù)平臺，能夠全面采集與記錄課堂內(nèi)外的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)與學(xué)習(xí)路徑，跟蹤和記錄教學(xué)過程，形成完整的教學(xué)大數(shù)據(jù)。內(nèi)置基于大數(shù)據(jù)的自動評測系統(tǒng)，用于學(xué)習(xí)評價、學(xué)生學(xué)習(xí)行為分析和教學(xué)督導(dǎo)，同時支持自定義數(shù)學(xué)建模，利用學(xué)習(xí)分析技術(shù)，對教學(xué)數(shù)據(jù)、交互數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析，開展教學(xué)反思，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)、有效學(xué)習(xí)。對于學(xué)生個體而言，大數(shù)據(jù)可以幫助教師開展學(xué)生個性化評測和診斷，對學(xué)生的學(xué)習(xí)問題、學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評估，以幫助教師精準(zhǔn)教學(xué)和因材施教。

3.物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)即“萬物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)，它將互聯(lián)網(wǎng)與各類信息傳感的設(shè)備連接起來，從而形成的一個龐大的網(wǎng)絡(luò)，在任何時間、任何地點(diǎn)，實現(xiàn)人、機(jī)、物的互聯(lián)互通[6]。

智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下，物聯(lián)網(wǎng)通過控制器、無線傳感器、控制系統(tǒng)實現(xiàn)物理空間設(shè)備的智能管控和自主管理。例如：燈光、窗簾、空調(diào)、監(jiān)控等，在有學(xué)生的情況下，可以實現(xiàn)自動打開燈光、空調(diào)、多媒體系統(tǒng)等，反之，則關(guān)閉。能夠自動檢測聲音強(qiáng)度、燈光照度和溫度，自動調(diào)整相應(yīng)的窗簾狀態(tài)、燈光柔度、空調(diào)溫度等，為學(xué)生提供舒適的學(xué)習(xí)環(huán)境?？蓪崿F(xiàn)對多媒體設(shè)備、一體機(jī)、智能終端的一鍵管控，為教師提供良好授課環(huán)境。另一方面，可通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)來感知學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，如學(xué)生學(xué)習(xí)的姿勢、情緒、交流狀態(tài)等，分析學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和需求，為學(xué)生和教師提供反饋和相應(yīng)的技術(shù)支持。

4.人工智能

人工智能是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的技術(shù)科學(xué)[7]。

富媒體的發(fā)展，雖然在一定程度上豐富了教學(xué)的表現(xiàn)形式，但在對未知世界有身臨其境般的感覺和深入體驗方面，始終難以讓人滿意。知識的獲取和建構(gòu)，都相對停留在表面。人工智能通過圖像和語言識別、虛擬現(xiàn)實、智能控制、機(jī)器人等技術(shù)，配備智能穿戴、虛擬仿真設(shè)備、智能終端等硬件，可以營造出符合科學(xué)感知和真實情境的智慧課堂環(huán)境。例如：用虛擬仿真人來學(xué)習(xí)人體骨骼和循環(huán)系統(tǒng)，戴上VR眼鏡上人體解剖實驗課。人工智能為學(xué)生打造了互動、有趣、科學(xué)的學(xué)習(xí)情境，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)和有效學(xué)習(xí)。另外，在教學(xué)管理方面，人工智能也有廣泛的應(yīng)用前景，利用人臉識別技術(shù)可以實現(xiàn)課堂學(xué)生簽到、點(diǎn)名、學(xué)生自主問答等。學(xué)習(xí)環(huán)境的研究和實踐進(jìn)入了人工智能時代，未來的學(xué)習(xí)和管理愈發(fā)智能，人工智能與教育教學(xué)的融合將越來越深入。

四、智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的系統(tǒng)架構(gòu)模型

1.智慧學(xué)習(xí)環(huán)境模式分析

黃榮懷提出的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)成要素包括資源、工具、學(xué)習(xí)社群、教學(xué)社群、學(xué)習(xí)方式和教學(xué)方式等六個組成部分。同時，他也提出了智慧學(xué)習(xí)環(huán)境TRACE3功能模型，包括記錄過程、識別情景、感知環(huán)境、聯(lián)接社群，以促進(jìn)學(xué)習(xí)者輕松、投入和有效地學(xué)習(xí)等。該功能模型既體現(xiàn)了智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的技術(shù)特征，也體現(xiàn)了其功能需求。[1]

祝智庭等人在分析數(shù)字學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)萌發(fā)、內(nèi)涵、信息模式和無縫集成的基礎(chǔ)上提出了智慧學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)體系架構(gòu)模型。該模型包含本地架構(gòu)、云架構(gòu)，中間通過“接口”橋接本地架構(gòu)和云架構(gòu)，致力于解決數(shù)據(jù)鴻溝和信息孤島的問題，助力智慧教育的發(fā)展。智慧學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)中的文化理念價值經(jīng)文化智慧、數(shù)據(jù)智慧、教學(xué)智慧流向?qū)W習(xí)者，從而實現(xiàn)文化的傳承與發(fā)展和智慧人才的培育。[2]

智慧學(xué)習(xí)環(huán)境系統(tǒng)模型的構(gòu)建基于兩個方面：一是通過文獻(xiàn)分析發(fā)現(xiàn)，相關(guān)系統(tǒng)模型多為理論指導(dǎo)模型，并非現(xiàn)有智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的歸納，與現(xiàn)實的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境存在誤差，缺乏實際指導(dǎo)意義的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境系統(tǒng)模型。另一方面，近年來新興技術(shù)的快速發(fā)展，如云計算、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等，帶動了智慧學(xué)習(xí)環(huán)境快速發(fā)展并日趨完善。新的技術(shù)產(chǎn)品的也開始出現(xiàn)，比如一體機(jī)及新一代教學(xué)支持系統(tǒng)等，使得當(dāng)前智慧學(xué)習(xí)環(huán)境呈現(xiàn)新的特點(diǎn)和功能。綜上所述，有必要對當(dāng)前智慧學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行梳理和分析，建構(gòu)新的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境系統(tǒng)模型。

2.智慧學(xué)習(xí)環(huán)境系統(tǒng)模型

在數(shù)字學(xué)習(xí)時代，混合學(xué)習(xí)是線上和線下分離的學(xué)習(xí)方式，學(xué)生課外線上學(xué)習(xí)或是放學(xué)后完成學(xué)習(xí)，而不是在課堂。課堂教學(xué)則基于教學(xué)內(nèi)容和線上學(xué)習(xí)狀況開展，并為線上學(xué)習(xí)提供反饋。智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下的教學(xué)支持系統(tǒng)與課堂融合在一起，使混合學(xué)習(xí)在課堂內(nèi)就可以完成。教學(xué)支持系統(tǒng)也在發(fā)生變化，首先移動互聯(lián)網(wǎng)的興起，使得教學(xué)支持系統(tǒng)支持面向手機(jī)、Pad移動端;其次教學(xué)支持系統(tǒng)的發(fā)展方向走向課堂，比如新增簽到、現(xiàn)場手機(jī)答題等功能。教學(xué)支持系統(tǒng)在課堂內(nèi)完成與教學(xué)的融合，但教學(xué)支持系統(tǒng)的原有功能并沒有消失，包括在線課程、在線學(xué)習(xí)資源、在線測試、交流社群等，這些功能借助于移動終端更方便被學(xué)生使用，提高了使用效率和教學(xué)支持。智慧學(xué)習(xí)環(huán)境由于技術(shù)和需求的演變呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)，這也是本研究的出發(fā)點(diǎn)之一。因此，本研究在對當(dāng)前智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的特性進(jìn)行綜合分析基礎(chǔ)上，借鑒以往的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境系統(tǒng)模型經(jīng)驗，建構(gòu)新的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境系統(tǒng)模型，如圖1所示。

（1）服務(wù)層。提供存儲、計算、軟件、平臺等服務(wù)，提供師生的個人學(xué)習(xí)空間、學(xué)習(xí)社群、論壇等服務(wù)。

（2）數(shù)據(jù)層。全面采集與記錄課堂內(nèi)外的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)與學(xué)習(xí)路徑，跟蹤和記錄教學(xué)過程，形成完整的教學(xué)大數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一規(guī)范化管理。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲與獲取、自定義建模分析、數(shù)據(jù)呈現(xiàn)和教學(xué)研究等。開展學(xué)生個性化評測和診斷，幫助教師精準(zhǔn)教學(xué)、因材施教。

（3）物理層。包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)施（傳感器、交換機(jī)、無線路由器、控制主機(jī)等）、空間設(shè)施（桌椅、燈光、空調(diào)、環(huán)境監(jiān)測器等）、多媒體設(shè)備（電腦、中控設(shè)備、一體機(jī)、交互大屏、音響、功放、麥克風(fēng)等）、智能終端（手機(jī)、Pad等）、錄播設(shè)備（攝像機(jī)、錄播主機(jī)等）、虛擬現(xiàn)實及仿真設(shè)備（AR眼鏡、仿真實驗室等）。物理層構(gòu)建了智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的物理環(huán)境和學(xué)生學(xué)習(xí)的客觀空間。

（4）應(yīng)用層。物理層基礎(chǔ)上的應(yīng)用信息系統(tǒng)，包括智能控制系統(tǒng)、中控系統(tǒng)、教學(xué)系統(tǒng)、自動錄播系統(tǒng)、電子書包、虛擬現(xiàn)實體驗系統(tǒng)、仿真軟件等各類信息管理和教學(xué)系統(tǒng)。應(yīng)用層實現(xiàn)了智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的各項功能，服務(wù)于教師的教、學(xué)生的學(xué)，以及人與人、人與物的交互和感知。

五、結(jié)束語

近年來，云計算、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的快速發(fā)展，帶動了智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的快速發(fā)展并日趨完善。因此，本研究的出發(fā)點(diǎn)是基于新技術(shù)、新產(chǎn)品在教學(xué)環(huán)境中的應(yīng)用和普及，構(gòu)建當(dāng)前智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的系統(tǒng)模型。本文從智慧學(xué)習(xí)環(huán)境起源講起，梳理了智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的概念和特征，對相關(guān)重點(diǎn)技術(shù)在教學(xué)環(huán)境的應(yīng)用進(jìn)行了分析，最后提出與當(dāng)前相適應(yīng)的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境系統(tǒng)模型。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃榮懷，楊俊鋒，胡永斌.從數(shù)字學(xué)習(xí)環(huán)境到智慧學(xué)習(xí)環(huán)境——學(xué)習(xí)環(huán)境的變革與趨勢[J].開放教育研究，2012（2）：75-84.

[2]祝智庭，彭紅超.智慧學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)研究之興起[J].中國電化教育，2017（6）：1-10.

[3]張永民.解讀智慧地球與智慧城市[J].中國信息界，2010（10）：23-29.

[4]鐘國祥，張小真.一種通用智能學(xué)習(xí)環(huán)境模型的構(gòu)建[J]].計算機(jī)科學(xué)，2006（1）：170-171.

[5]NIST.TheNIST definition of cloudcomputing[EB/OL].https：//csrc.nist.gov/publications/detail/sp/800-145/final.

[6]賈益剛.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測和預(yù)警中的應(yīng)用研究[J].上海建設(shè)科技，2010（6）：65-67.

[7]佚名.人工智能，科大訊飛志在何方[EB/OL].http：//www.ccidnet.com/2014/1031/5654463.shtml.

（編輯：王曉明）