科技赋能教育创新:学习环境的变革与升级.pdf
《科技赋能教育创新:学习环境的变革与升级.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《科技赋能教育创新:学习环境的变革与升级.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、OCT20231FRONTIERS13及科技赋能教育创新:学习环境的变革与升北京师范大学教育学部教授李艳燕【摘要】新一轮科技革命浪潮来袭,准确把握科技革命赋能教育创新变革的实践路径成为新时代建设高质量教育体系的核心问题。学习环境变革与升级作为科技赋能教育的重要基础,呈现出与社会发展与时俱进、与教育转型同频共振、与学习主体共融互促的演化特征。新一代学习环境在多模态感知、全链条分析、跨场域融通以及人机协同四个方面将迎来新的技术突破,为在教育活动中加强多维学习状态监测、构建多粒度学习者画像、开展精准化教学决策以及丰富自适应学习支持与服务等方面提供更优质的教学支持服务。基于技术突破与服务升级,新一代学
2、习环境将在赋能“以人为中心”的教育技术集群创新、深化人工智能教育应用场景与服务设计、打造教育高质量发展的中国方案和国际样板等方面提供重要支撑。【关键词】科技赋能教育新一代学习环境技术突破场景创新价值内涵【中图分类号】G434【文献标识码】A【D 0 1】1 0.1 6 6 1 9/j.c n k i.r ml t x s q y.2 0 2 3.2 0.0 0 8人工智能、大数据、云计算等信息技术的迅猛发展驱动新一轮科技革命浪潮的来袭,推动经济社会发生颠覆性的变革与创新。在教育领域,如何准确把握新一轮科技革命赋能教育创新变革的实践路径成为新时代建设高质量教育体系的核心问题。党的二十大报告明确提
3、出:“推进教育数字化,建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国”。习近平总书记在主持中共中央政治局第五次集体学习时指出:“教育数字化是我国开辟教育发展新赛道和塑造教育发展新优势的重要突破口”,并强调要“进一步推进数字教育,为个性化学习、终身学习、扩大优质教育资源覆盖面和教育现代化提供有效支撑”。2 可以说,新一代信息技术的迅猛发展为创新教育模式、重塑教育未来注入了新的动力,为推进教育数字化李艳燕,北京师范大学教育学部教授、博导,教育技术学北京市重点实验室副主任。研究方向为人工智能教育应用、智慧教育、学习分析。主要著作有人工智能教育应用、数据驱动的在线协作学习交互分析:模型、工具与实践等。74学
4、术前沿2023.10下HCARLYVIEW学术大视野转型提供了重要支撑,为建设社会主义现代化强国提供了重要保障。升级学习环境是科技赋能教育的重要基础。利用新一代信息技术,推动设备、环境与人联结起来,构建跨时空、开放融合的泛在新型教育环境,可以有效促进学校、家庭和社会的协同共融,打造规模化“因材施教”的教育新生态。3 国务院印发的新一代人工智能发展规划中明确指出,要“开发立体综合教学场”;“建立以学习者为中心的教育环境,提供精准推送的教育服务,实现日常教育和终身教育定制化”。(4I因此,如何对学习环境进行变革与升级,创设智能、开放、融通的新一代学习环境,成为教育数字化转型背景下函待解决的重要议题
5、。学习环境的发展演化与时代变革学习环境是人类学习发生的重要场所,承载着学习活动的发生。其演变历程与社会时代特征、教育发展方向以及学习主体教育需求高度相关。学习环境伴随社会发展演变升级。从社会发展的时代特征看,人类社会先后历经农业社会、工业社会、信息社会,并正在向智能社会转型。整体来看,智能社会下的学习环境具有拓展时空、联结社群、赋能主体等关键特征。拓展时空层面,新一代学习环境将不再受到时间和空间限制,学习空间从单一的学校物理空间拓展到校内、校外相互融通的泛在空间,包括从线下拓展到线上线下相融合,从教室延伸到职场、社区、家庭等社会性场域,成为连接正式与非正式学习空间的泛在环境,为学习者提供了“随
6、时随地”开展学习的机会。联结社群层面,在新一代学习环境中,学习将不再是孤立的个体行为,而越来越强调社群的联结和合作。在互联网技术和社交媒体的支持下,学习者可以通过在线平台加入学习社群、讨论组或论坛,与其他人分享知识、经验和观点。这种学习社群的联结有助于拓展学习者的视野,促进多元化的思考和学习方式,并且增强学习者的社交能力。赋能主体层面,新一代学习环境将促使学习变得更加个性化。通过人工智能和学习分析技术,学习平台可以根据学习者的行为和学习表现,提供个性化的学习建议和资源推荐,提高学生的学习效率和学习动力。学习环境与教育转型同频共振。学习环境的不断演进与教育转型息息相关,在我国教育改革和发展中所提
7、出的不同学习环境特色也反映了教育发展和改革的变迁历程。在“十五”和“十一五”期间,学习环境以“可感可见型”的信息化物理学习环境为特色。最典型的三种模式分别是农村中小学远程教育工程的教学光盘播放点、卫星教学收视点以及计算机教室。在“十二五”期间,网络化虚拟学习环境成为主要特色。国家中长期教育改革和发展规划纲要(2 0 1 0-2 0 2 0 年)提出,把教育信息化纳入国家信息化发展整体战略,超前部署教育信息网络;提高中小学每百名学生拥有计算机台数,为农村中小学班级配备多媒体远程教学设备;建立数字图书馆、虚拟实验室、开放灵活的教育资源公共服务平台等。1 5在“十三五”期间,学习环境进一步呈现出数字
8、化、智能化的虚实融合的特征。教育部关于加强网络学习空间建设与应用的指导意见提出,“将空间作为基于信息技术教育教学的基本环境”,“加快推进人人皆学、处处能学、时时可学的学习型社会建设”。智慧学习环境的建设成为重点,包括智能校园、基于大数据智能的在线学习教育平台,以及立体综合教学场等。在“十四五”期间,学习环境更加强调智能互联和人机协同创新。国家信息化发展战略纲要提出建设数字国家和网络强国,建立适应教育模式变革的网络学习空间;建立网络环境下开放学习模式,鼓励更多学校应用在线开放课程。7 1 整体OCT20231FRONTIERS175来看,伴随着教育数字化转型的深入,学习环境正向数字化和智能化的方
9、向快速发展,推动教育加速转型、智能升级、融合创新。学习环境与学习者共融互促。学习环境影响着学习者的发展,学习者的新特征和新需求也不断重塑学习环境。不同时代的学习者呈现出迥然不同的学习环境适应性,产生了数字原住民、数字移民、数字难民等不同学习者群体。对于伴随着新科技诞生的新一代数字原住民而言,新一代学习环境提供了更灵活、更适切的学习方式,如强调真实场景的AI沉浸式学习环境、强临场感的AI全息学习环境、即时交流互动的AI深度交互学习环境、快速通达的AI全场域联通、因材施教的AI小私域智能学习环境等。【8 对于数字移民而言,新一代学习环境提供了更加友好、易于操作的界面和功能,以帮助他们适应数字化学习
10、环境,并提供适当的培训和指导,如自动的情境感知、灵活的资源获取、便捷的环境管理、多样的内容呈现等。针对数字难民,学习环境需要提供更加贴近实际需求的帮助和支持,例如,提供更多线下培训机会或提供电话支持等,帮助他们融入数字化学习环境。整体来看,新一代学习环境需要具备感知不同类型学习群体个性化需求的“计算引擎”,构建与智能推送不同层次和类型的学习环境来满足不同学习者的智慧学习需求,为学习者提供更广泛、更便捷、更多样化的学习资源和服务。新一代学习环境的技术突破与服务升级随着信息技术的迅猛发展,学习环境在技术应用和支持服务方面将面临重要突破与升级,为重塑教育生态注入新的动力。新一代学习环境融合学校、家庭
11、和社会等空间,通过技术突破实现学习环境可计算、学习场景可感知、学习行为可关联和学习服务可协同,进而为师生提供高效、优质、精准和个性化的教与学支持服务,推动教育数字化转型的纵深发展与创新升级。具体来看,新一代学习环境的技术突破与服务升级将体现在多模态感知、全链条分析、跨场域融通以及人机深度协同四个方面。多模态感知将强化多维学习状态监测。新一代学习环境着力于实现多模态感知技术支撑下的学习状态细粒度监测。围绕多模态感知,学习环境将支持学习过程数据在云、边、端设备上进行协同计算。通过可信密态计算技术实现安全性、准确性和时效性的数据采集和分析,基于物联感知设备和深度学习算法实时感知学习者的学习状态,并基
12、于多种方式的交互技术,支持学习者之间、学习者与虚拟环境之间的实时交互,依据学习者的学习状态实时调控学习环境和学习资源,为学习者提供更加智能、个性化和高效的学习体验。具体来看,通过多模态感知方式(如视觉、听觉、触觉等),学习环境可以实现非介入式的感知和记录学习者的行为、情感和认知状态。这种感知技术在新一代学习环境中将得到进一步的发展和应用,为教师和学生提供更有效的学习支持和个性化教育。通过视觉感知,学习环境可以识别学习者的面部表情、身体姿势和行为动作,了解他们的注意力集中程度和情绪状态。通过声音感知,学习环境可以捕捉学习者的语音表达和情感倾向,了解他们的学习投入度和情感特征。通过触觉感知,学习环
13、境可以收集触摸屏、触摸笔等设备采集到的学习者书写和手势信息,了解他们的动作特征和操作能力。与传统介入式的数据收集方式不同,通过非介入式的多模态感知技术,学习环境可以在不干扰自然教学进程的条件下实时记录学习者在多空间、多平台、多时段下的“行为-认知-情感”数据,并通过深度学习算法智能识别学习者的学习状态,全面客观地分析与评价学习过程和学习问题,并为学生提供实时、精准的文本、视频、音频等多模态、个性化学习资源的学习支持服务。当学习者的注意力分散或情绪低落时,|学术前沿|2023.10下ARLYVIEW学术大视野学习环境将自动调整学习资源和提供鼓励性提示,以增强学习者的学习效果和积极性;当学习者在学
14、习过程中遇到挑战时,学习环境将分析学生所面对挑战的类型和产生原因,并推送适切的调节策略,帮助学习者克服困难,顺利完成学业任务。全链条分析将助力精准化教学决策。全链条分析通过全面收集、整合和分析学习者的全流程数据,帮助教师作出个性化的教学决策,为学习者提供更精准的学习支持服务。在软硬件设备及技术的支持下,新一代学习环境中的学习分析将贯穿学习者学习过程的“前-中-后”三个阶段,实现全链条分析与全流程追踪。在学习开始阶段,全链条分析会自动分析教师设定的教学目标、内容和难度,收集学习者的认知特点、学习兴趣和学习目标等信息,帮助教师了解每位学习者的差异和特点,结合教学内容和学习者的个性特征自动划分同质或
15、异质学习小组,推送差异化的学习资源。在学习中间阶段,学习环境基于学习平台以及多模态环境感知等技术,全面收集学习行为、情感态度、学业表现等过程性数据,并通过学习分析技术以可视化方式呈现学习者的学习模式、认知轨迹以及知识掌握情况,帮助教师及时调整教学策略和提供个性化的学习支持服务。在学习结束阶段,全链条的学习分析将持续追踪学习者的学习结果及其对教学的反馈与评价,自动生成学习状态分析报告、智能评课记录。这可以帮助教师了解教学效果以及学习者的满意度,实现对教学方法及教学策略的改进与优化。整体来看,利用深度学习对学习过程全链条多模态数据进行提取和融合,可以智能识别不同学习场景下学习者的个体行为和互动事件
16、,并对学习者的知识吸收、学习行为表征、情感状态激活等全流程信息进行分析与评价,进而生成可视化的分析结果和可解释的分析报告。这一分析结果可为教师提供更加全面的数据支持和指导,帮助教师更好地了解学习者的学习情况,进行有针对性的教学干预和辅导,推动规模化“因材施教”理想的实现。跨场域融通将支持多粒度学习者画像刻画。在新型信息技术的支持下,跨场域融通将融合物理环境与虚拟环境,汇聚正式学习与非正式学习场景下感知到的环境信息和多维学习行为数据,分析师生、生生以及学习者与环境之间的交互信息,绘制基于场景感知的学习者画像,为学习者提供跨场域的联通式学习支持服务。在新一代学习环境中,跨场域融通将整合学习者在学校
17、、家庭、社交媒体等不同场域中产生的学习数据,并对其进行关联分析,以获取学习者的学习行为、兴趣爱好、社交互动等方面的信息利用深度学习算法,跨场域融通可以精准构建耦合时空环境、知识资源和认知行为的多粒度学习者个体画像和群组画像。学习者个体画像将帮助教师更好地了解学习者的学习偏好、弱势领域和潜在问题,更好地为他们量身定制学习计划和教学策略,助力提供更加精准的个性化学习支持服务。群组画像则面向多用户、多场景的学习者,提供全方位和立体化的智慧学习支持服务,进一步拓展个体画像的学习支持服务场景并丰富学习支持服务内容。在个体画像的基础上,群组画像更加关注学习者之间的社会关联,从而进一步丰富和拓展学习支持服务
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 科技 教育 创新 学习 环境 变革 升级
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。