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一、問題的提出與相關研究的熱點前沿
近年來,教育現代化的發展需求,加速教育信息化建設工作的全面推進,教育技術對教育教學變革產生了前所未有的影響。特別是在2012年教育部印發《教育信息化十年發展規劃(2011-2020年)》以來,在國家出臺的一系列與教育相關的重要文件政策中,教育信息化逐步成為推動教育現代化、建設教育強國的重要舉措,智慧教育逐步上升為國家層面的戰略決策。隨著新一代信息技術的迭代更新和人工智能技術的迅速崛起,智慧教育在引領教育創新變革、推進教育現代化中的作用更加凸顯,智慧教育已然被視為教育現代化的必由路徑。我國智慧教育的現狀如何、未來發展的趨勢如何、如何以深入研究有效支撐我國智慧教育的改革發展,仍是有待進一步探討的問題。為此,本文選取與智慧教育密切相關的教育技術學科領域且集中發表關鍵文獻的核心期刊,即《中國電化教育》《電化教育研究》《開放教育研究》《中國遠程教育》《遠程教育雜志》《現代教育技術》和《現代遠距離教育》等七種CSSCI期刊,運用Citespace工具對中國學術期刊網絡出版總庫(CNKI)近十年公開發表的學術論文進行計量分析發現,“人工智能”“智慧教育”“智慧教室”“精準教育”“深度學習”等是該領域中心度較高的關鍵詞。同時,關鍵詞和聚類時間線圖呈現出“教育信息化2.0”“智慧教室”“大數據”“通用人工智能”“深度學習”等5個關鍵詞聚類,進一步反映出2015年來智慧教育研究的前沿性(如下頁圖1所示)。
二、相關研究的主題分析
通過對關鍵詞共現知識圖譜和指標數據的分析,結合二次文獻檢索,近十年來智慧教育研究大致可分為四個層面的主題,即“秉持何種教育理念”“教師如何教”“學生如何學”“環境如何營造”。
(一)從“秉持何種教育理念”層面探討智慧教育如何引領教育變革
智慧教育是一個未定性程度較大的概念,其內涵和外延都處于不斷發展之中。學者普遍認為,智慧教育是我國教育信息化由量變向質變轉變過程中發生的教育形態轉變。而教育信息化2.0在技術層面上實現了學生的個性化學習與教師的智能化教學的有效銜接和統一。為此,面對智能時代知識學習活動和知識創新中人的主體地位消解、人文情懷缺失以及評價機制的功利導向等問題,學者認為人工智能與教育的融合應回歸育人本質,推進智能技術支持的“人工智能教育”走向以培養學生智慧為目的的“教育人工智能”,塑造適應智能時代的人才培養模式和教育體系,培養具有正確價值觀、高質量思維效能和卓越實踐能力的人才。
總體來看,學者對智慧教育的研究不僅僅止步于對其內涵的辨識,而是將其作為一種新的教育理念進行深入闡發,并在一定程度上催生了教育現代化的理論變革。有學者強調,智慧教育不僅僅是從技術層面上帶來了教育變革,更是從理論層面上改變了國際上基于非人性隱喻基礎的教學或學習觀念,從而為當前教育事業的發展帶來了理念上的轉變。
(二)從“教師如何教”層面探討智慧教育時代教育手段、教育方式和教師角色的變革
智慧教育對教師隊伍建設也提出了更高的要求,不僅表現為面向智慧教育的教師專業發展需進一步加強,還表現為教師角色需在教學理念、課堂教學方式、課程設置領域的全面轉變。研究者認為,在智慧教育場域中,教師的教育理念應從傳統的“以教師教為中心”向“以學生學為中心”轉變,教學設計方法應從教學結構向學習結構轉變,教學模式應以課堂上教師“猛灌猛填”向“循循善誘”、課后學生“猛練猛寫”向“孜孜以求”轉變。因此,智慧教育時代教師的角色可以形象地描述為:思維教學的設計師、翻轉課堂的教練員、學習數據的分析師以及專業發展的領航者。
學生思維的教學培養方面,教師需要在綜合分析學習者的學習特征和性格特征的基礎之上,突破學科界限,創設從學生成長需求視角出發,重視學生主體地位的智慧課堂,實施智慧型課程,培養學生協調聚合思維與發散思維,養成成長型思維。翻轉課堂方面,教師需要轉化學習過程中的“課堂傳授”與“課外自學”兩個階段的傳統秩序,將“先教后學”轉變為“先學后教”,突破“效果天花板”和“認知天花板”,形成網絡虛擬的智慧學習空間,從而實現教學流程的逆序創新。學習數據分析方面,數據智慧是促使教育由數字化走向智慧化的重要路徑之一。教師需通過數據智慧實現目標精準、問題精準和干預精準的教育教學,以學習分析技術為依托,通過個性化的干預,實現因材施教。教師專業發展方面,智能感知、學習分析、情感計算等智能技術的運用為智能教學發展提供了契機。“曬課”、智慧型課程、智慧型學科、智慧學術平臺等教學方式的轉變,智能導師系統(ITS)、智能導學系統(AutoTutor)、智能決策支持系統(IDDS)等教學管理系統的運用,不僅改變了課堂教學過程,而且使教師實現了自身的專業發展。
(三)從“學生如何學”層面探討智慧教育時代學習手段、學習方式和學生角色的變革
學者認為,智慧學習是智慧教育的核心支柱,是繼“數字學習(e-Learning)”“移動學習(m-Learning)”“泛在學習(u-Learning)”之后的第四次演化升級。就前幾種學習方式實現人與移動設備、學習內容以及其他人的社會性交互而言,智慧學習以學習者為中心,注重對學習者產生的相關學習數據進行挖掘、梳理與整合,為評價階段性學習成效、預測未來學習表現顯現隱匿性問題提供服務。智慧學習更加強調學習設備與學習資源、學習虛擬環境與學習過程的深度融合,激發并維持學習者的內驅力,培養學習者創造意識與實踐能力。因此,有學者認為,技術所引發的智能化、自動化與協同化變革,并不是智慧學習產生變化的根本主導因素,其更大價值在于激發了學習者對知識發自內心的自覺渴求。
大數據和人工智能技術已成為實現深度學習的基本條件。學者提出應以大數據為基礎,探索新的教育技術范式,建構包括精準學習者模型、動態學生模型、學生評價系統在內的個性化自適應學習生態系統,以增強學習者在泛在和群智環境中的入境學習體驗,以培養其科學探究技能、智慧學習素養和創新創造能力。人工智能不僅開啟了智慧教育新模式,更重要的是為學習提供了個性化和自適應的學習環境,為學習者學習方式的歷史性變革創造條件。學者們在聚焦自然語言處理、機器學習、智能代理等人工智能教育(AIE)應用研究的基礎上,更為關注知識表示方法、情感計算等方面的教育人工智能(EAI)發展。或運用數字交互設計實現移情方式和移情體驗,達到情感共鳴、物我共生,突破學習者與智慧環境之間的交互邊界。或將智慧學習系統神經網絡融入人工智能教學系統,建立能夠實現師生多元交互的智能課程。與此同時,智能手機、電子書包、電子學伴等智慧產品在智慧學習中的功能也日益受到重視,為學習者利用碎片化的學習時間實現深度學習創造了條件。
(四)從“環境如何營造”層面探討智慧教育時代教育環境的變革問題
學者對智慧教育背景下教育環境的探討主要從教學環境、學習環境和社會環境等三方面展開。其中,教學環境方面的研究是從教師開展教育教學活動的角度探討智慧環境的設計問題;學習環境方面的研究是從學習者開展學習活動的角度探討智慧環境的設計問題;社會環境方面的研究是將教育教學活動放置于宏觀的社會系統中考量,探討社會環境如何更好地服務于智慧教育的需求。
關于教學環境的研究主要圍繞智慧校園、智慧課堂和智慧教室展開。針對智慧校園,學者進一步厘清其與智慧時代、教育現代化、教育信息化、互聯網+教育、智慧教育、創新人才培養、智慧城市等方面的外部關系開展相關研究。針對智慧課堂,有學者對智能玩具、智能手機、以及游戲支持的智慧課堂進行了探討,倡導深度整合智能移動終端與課程。針對智慧教室的探討相對更為集中,學者提出應基于現代智能空間技術,實現課堂教學活動中人、技術、資源和環境之間的高度耦合。而其最終目的在于促進智能化教學、個性化學習和智能化管理。與國外集中在大學而言,國內智慧教室的相關研究主要集中在中小學生學習的跟蹤研究、電子教材的設計與應用、課堂話語學習、課堂人際互動等方面。
有學者認為,學習環境的構建是實現“學與教”方式變革的決定性因素。據此,應通過建構一種能夠感知學習情景、識別學習者特征、為學者提供學習資源以及能夠便利地進行學習過程評測的學習環境,致力于培養學習者“分析、評價和創造”的認知能力,尤其應基于物聯網、富媒體、量化自我技術、3D數字化教學資源、實景學習活動、區塊鏈技術、智能機器人等前沿技術,進一步推進了人機交互,增強學習者對智慧學習環境的個人體驗,構建以學習者為中心、高度自適應和個性化的學習環境。
社會環境也是智慧教育環境的重要組成部分。有學者提出,在構建智慧城市的背景下,應以惠民和便民為目標,建立學校、家庭、場館協同教育的聯動機制,構建城市智慧學習環境,為智慧教育創造條件。
三、智慧教育的研究趨勢與未來展望
從上述分析可以得知,以智慧教育為特征的教育革命正在世界范圍內蓬勃發展。抓住機遇、推動中國教育整體引領世界教育變革,既是智慧教育未來發展的宏大主題,也是機器革命、數字革命的必然要求。無論是智慧教育本身研究的內涵拓展,還是智慧教育的應用實踐,都有著較大的研究空間。
(一)強化對教育現代化的引領作用
智慧教育的誕生有賴于信息社會發展的需要,是教育借助信息化手段融合發展的高階樣態,顯示出教育現代化的諸多核心特征,諸如創新性、公平性、終身性、開放性以及個性化等。而教育現代化在根本上是人的現代化,實施智慧教育的出發點是人,對象是人,目的也是人。在推動全人發展的終極旨歸之下,智慧教育與教育現代化是高度統一的,那就是促進人的現代化,實現人全面而和諧的發展。因此,教育現代化背景下的智慧教育研究,不僅應注重智慧教育手段在教育中的融入,還應以智慧教育的理念引領教育現代化變革,在教育信息化與教育現代化之間尋求“二力合成”,促使教育體系走向網絡化、數字化、個性化、終身化,促進學習型社會向“人人皆學、處處能學、時時可學”的理想圖景邁進,培養具備大膽反思和批判能力、敢于質疑和猜想、善于提出問題和解決問題的時代新人。
(二)進一步明確智慧教育研究的教育視角
“智慧教育”最明顯的特征是貼上了“智慧”的標簽。然而“智慧”絕不是對“教育”的簡單修飾或限定,而是從新的視角來認識和改造教育。在此意義上,技術與教育融合發展的根本目的并不是把技術視為學習對象或知識傳遞的唯一工具,而是將技術作為重要的認知手段去破解現實生活中的實際問題。可以說,智慧教育是在更高層面上對教育手段和過程的全面升華,是人類教育發展史上的一個特殊的發展階段。從世界智慧教育發展的普遍趨勢來看,教與學方式的變革始終是核心目標之一。也就是說,智慧教育始終是作為一種變革教育的方式和手段,而并不是教育本身改革創新的目的。因此,智慧教育需要技術的支持與推動,也需要教育的回歸。需要從教育規律、受教育者的成長規律出發,來認識和借助智慧教育的方式方法。“畢竟,技術只是教育的手段和工具,教育才是技術的目的和意義”。
(三)以智慧教育研究促進教育的實質性變革
從實用主義的研究目的出發來看,當前在實踐論、方法論層面上對智慧教育的探討相對較多,在本體論、認識論層面上的研究則相對較少;對智慧教育的具體實施路徑探討相對較多,對智慧教育與培養什么人、如何培養人的關系探討相對較少;從“器”與“術”層面上探討的較多,從“法”和“道”層面上探討的反而相對較少。比如:對心理學、神經科學、腦科學、人體工學、行為科學、傳感技術等前沿科研成果在智慧教育領域的應用探討的還不夠,對智慧教育與高校當前正在開展的創新創業教育、新工科教育的關聯關注不多,對智慧教育的文化意蘊、價值安全和社會意義的挖掘還不夠深,對相關技術成果在真實教學和學習過程中產生的實驗反饋數據研究相對較少。尤其是在“十四五”時期乃至更為長遠的建設發展中,智慧教育在推動教育發展中的作用還有待深入挖掘。
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