智慧學習環(huán)境下的實景學習活動研究*

岳婷燕　鄭旭東　楊　成（．江蘇師范大學 智慧教育學院，江蘇徐州 6；．華東師范大學 教育信息技術學系，上海 0006）

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智慧學習環(huán)境下的實景學習活動研究*

岳婷燕1鄭旭東2楊成1[通訊作者]
（1．江蘇師范大學 智慧教育學院，江蘇徐州 221116；2．華東師范大學 教育信息技術學系，上海 200062）

摘要：創(chuàng)新2.0的反作用與新一代信息技術形態(tài)的形成與發(fā)展，為基于“實物、實情和實地”的實景學習活動創(chuàng)造了智慧學習環(huán)境。在智慧學習環(huán)境中所開展的實景學習是一種最接近真實世界的實踐活動，而非脫離實踐的課堂教學任務。文章在分析實景學習含義、特征及智慧學習環(huán)境下實景學習活動的可行性基礎之上，深入闡述了智慧學習環(huán)境下實景學習的內(nèi)涵，分析了其組成要素及其關系，最后構建了智慧學習環(huán)境下的實景學習活動框架，以期為智慧學習環(huán)境下開展實景學習活動提供一定的理論指導。

關鍵詞：智慧環(huán)境；實景學習；活動設計；智慧學習

引言

李克強總理在2015年政府工作報告中提出“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，而“互聯(lián)網(wǎng)+”是對創(chuàng)新2.0時代新一代信息技術與創(chuàng)新2.0相互作用共同演化，推進經(jīng)濟社會發(fā)展新形態(tài)的高度概括[1]。同時，信息技術以前所未有的速度和氣勢迅猛發(fā)展，推動著各類創(chuàng)新型產(chǎn)品的涌現(xiàn)和應用方式的改變，將新技術和新理念應用到課堂教學中[2]。實現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+信息技術+實景”的學習，打造智慧環(huán)境下的“實景學習”，需要創(chuàng)新應用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、增強現(xiàn)實等先進技術，促進學習環(huán)境與真實世界、數(shù)字環(huán)境的無縫融合，創(chuàng)設智慧學習環(huán)境以滿足學習者實景學習，獲取真實的學習體驗。貝勒醫(yī)學院的Perry博士[3]認為：“不同的經(jīng)歷產(chǎn)生不同的大腦認知結(jié)構。”把現(xiàn)實生活經(jīng)歷引入課堂學習，能激發(fā)學生將校外世界與校內(nèi)生活聯(lián)系起來，從根本上變革教學方式和學習方式，使學習方式變“被動型學習”為“投入型學習”。為此，學習者在智慧環(huán)境下開展的“實物、實情和實地”的學習方式，可以使他們在“本真”的環(huán)境中圍繞“實物”和“實情”完成智慧化的學習活動。

一　實景學習概述

1實景學習的含義

“實景學習”由EDUCAUSE下屬的當前議題委員會提出。新媒體聯(lián)盟在2014年的《地平線報告（基礎教育版）》中將“實景學習”定義為基于“實物、實情和實地”的學習。實景學習聚焦真實世界、復雜問題及相關解決方案，學習方式多采用角色扮演、基于實際問題的活動、案例研究以及在一個虛擬社區(qū)中進行實踐[4]。從本質(zhì)上來說，實景學習就是實景者為了實景而在實景中的學習，其依賴現(xiàn)代信息技術為學習者創(chuàng)建實景學習空間，模擬學習者在真實世界中將會遇到的各種“劇情”，感知學習發(fā)生的情境，自動判斷學習者的特征與學習需求，根據(jù)個體差異智慧性地提供個性化學習工具與資源，為學習者創(chuàng)設互動式學習情境，以獲得真實的學習體驗。

2 實景學習的特點

實景學習一般具備以下十個特點[5]：

（1）活動與現(xiàn)實世界關聯(lián)：實景活動與學習者在真實世界的任務實踐應盡可能地匹配。當學習者把抽象的概念、事實和公式真正應用到社會生活實踐中，學習也就上升到了真實的程度。

（2）內(nèi)容為界定不清的問題：問題應是現(xiàn)有的應用程序難以輕易解決。相對而言，實景活動難以定義，可以有多重解釋，學習者應明確需要完成的主要任務及其子任務。

（3）持續(xù)的探究：學習問題不可能在幾分鐘甚至幾小時就可以解決。實景活動需要學習者持續(xù)長時間的探究，需要投入大量的時間和才智。

（4）多種資源和視角：實景學習不會給予學習者相應的資源列表。實景活動應為學習者從多重理論與實踐的視角審視任務提供機會；學習者在利用各種資源的同時，也應區(qū)分相關的信息和無關的信息。

（5）團隊合作：成功僅靠學習者單獨努力往往較難獲得。無論是在學習過程中還是在真實世界中，合作都是實景活動不可或缺的要素。

（6）持續(xù)反思（元認知）：實景活動應使學習者能夠做出選擇。不管是學習者個體還是學習共同體，都要不斷地在學習活動中反思。

（7）跨學科視角：實景活動中，關聯(lián)性并不局限于單一領域或某一學科，而應跨學科、跨領域。要鼓勵學習者從不同的視角思考、用不同的學科方法探究。

（8）綜合評價：評價不是實景活動的終結(jié)，而是無縫貫穿于全部任務，在一定程度上反映了真實世界的評價過程。

（9）完美的“產(chǎn)品”：結(jié)果不僅僅是一種練習或是為別的事情所做的準備步驟，實景活動的最后成果是一個完整的產(chǎn)品，有其自身的價值。

（10）多重解釋和結(jié)果：實景活動不是通過規(guī)則和程序產(chǎn)生一個唯一正確的答案，而應該有多重解釋和不同的解決方案。

3國外實景學習案例

3D打印可幫助人文學科更好地開展“親自動手”的學習活動，如學生通過復制真實世界的物體來探索人文歷史。吉尼亞的Clover高中就實施了一項計劃——通過3D打印的復制品讓學生了解南北戰(zhàn)爭時期的卷發(fā)器和煙斗[6]。這些高中生在“實景”中可以更好地認識這些歷史文物的價值，對這些“復制品”所代表的“實情”（歷史信息和知識）也會產(chǎn)生更大的興趣。“虛擬跨國企業(yè)”也是一個典型的“實景學習”案例——學生通過實景學習將未來商業(yè)或企業(yè)中所需的技能與現(xiàn)在的學習關聯(lián)起來，通過“真實”模擬企業(yè)經(jīng)營的所有環(huán)節(jié)，讓學生充分參與其中[7]。

二　智慧學習環(huán)境下實景學習活動的可行性分析

智慧學習環(huán)境是傳統(tǒng)數(shù)字化學習環(huán)境的高級形態(tài)，是新一代信息技術及智慧教育理念發(fā)展的必然結(jié)果。具體來說，智慧學習環(huán)境是一種能感知學習情景，識別學習者特征，提供合適的學習資源與便利的互動工具，自動記錄學習過程和評測學習成果，以促進學習者有效學習的學習場所或活動空間[8]。

1實景情境無縫融合

智慧學習環(huán)境可對學習主客體及學習過程進行實物感知、實情推理和實地體驗。通過物聯(lián)網(wǎng)、泛在網(wǎng)絡、增強現(xiàn)實、數(shù)據(jù)挖掘與網(wǎng)真技術，可以對實景情境中的實物進行識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和互聯(lián)，將與智慧學習活動相關的數(shù)據(jù)信息進行挖掘，從而對不同學習者的個性化需要進行分析；還可通過情境推理、機器學習、人工智能等技術構建出實景情境模型，使數(shù)字環(huán)境與實景情境無縫融合，學習者在智慧化的實景情境中獲取切身體驗，使學習者邊學習、邊實踐、邊應用、邊提升[9]，實現(xiàn)實情、實景、本真和有效的學習。

2學習資源泛在獲取

智慧學習環(huán)境是一個泛在的學習環(huán)境，為學習者提供形態(tài)多樣、無處不在、按需獲取的學習資源。智慧學習環(huán)境不僅提供靜態(tài)的和固化的資源，而且回歸社會與生活[10]，提供真實生活與實踐體驗；不僅提供線性的、平面的學習資源，而且提供多元的、立體的、全向交互的學習資源。在智慧學習環(huán)境中，學習資源不僅具有泛在性、情境感知性、聯(lián)通性、進化性、多維交互性和個性化智能推送等特性，通過語義技術還可以實現(xiàn)動態(tài)聚合與進化演變[11]。學習者及學習共同體均可泛在地獲取、使用和共享任何形式的資源，滿足實情與實景學習的需求。

3學習內(nèi)容智慧呈現(xiàn)

智慧學習環(huán)境是將課內(nèi)與課外真實情境聯(lián)通的學習環(huán)境，可為身處其間的學習者提供符合實景需求的理論知識及“全息”融入社會實踐的學習內(nèi)容：①智慧學習環(huán)境可根據(jù)學習者的學習偏好和學習需求，個性化推送符合學習者口味、易于“消化”和“吸收”的學習內(nèi)容；②智慧學習環(huán)境可為呈現(xiàn)學習內(nèi)容創(chuàng)設相關的真實情境，激發(fā)學習者將學習內(nèi)容與未來實踐相關聯(lián)的巨大潛力；③智慧環(huán)境可智慧性地“考慮”學習個體的體驗和經(jīng)歷，為其提供知識內(nèi)容與實踐實景，可將現(xiàn)實生活體驗融入到學習中，更好地促進未來的學習、職業(yè)和生活。

4學習過程隨機發(fā)生

在動態(tài)、真實與復雜的環(huán)境中，充滿了不確定性與混沌性，而預設的、線性的學習活動流程難以在此環(huán)境中有效開展。因此，在智慧學習環(huán)境中，學習過程應該是隨機發(fā)生、自然開展的，而非事先預設和安排的。在智慧學習環(huán)境中，智慧化的資源、工具及學習空間為學習過程的隨機發(fā)生、無縫切換和遷移延伸提供支持，既可以促進學習者的理論與實踐融合式發(fā)展，獲得特定領域知識和能力的專長；也可以培養(yǎng)其隨機應變地善于“理解”和應用環(huán)境，養(yǎng)成問題解決、溝通協(xié)作和社會適應力等關鍵能力[12]。

5學習效果實踐檢驗

智慧學習環(huán)境中的實景學習更注重結(jié)合學習者的個性化特點，立足實踐性的學習活動，培養(yǎng)學習者的職業(yè)精神和職業(yè)技能，其最終目標是為了培養(yǎng)和提高學習者適應社會生活、應對挑戰(zhàn)的能力[13]。通過為不同的學習者提供實景訓練平臺，學習者在應用實踐的過程中還可反復觀察、練習、實踐，檢驗自己所學知識和掌握的技能，檢驗如何把理論知識與技能應用到相應或類似的實景中，而達到學習和自我發(fā)展的目的，成為智慧知識的創(chuàng)造者。

6服務管理個性支持

《改變美國教育：技術使學習更強大》一文中強調(diào)，借助最前沿的信息技術為學習者提供了豐富而強大的學習經(jīng)驗，使他們能夠全身心（包括智力的、行為的、情感的）地投入學習。在大數(shù)據(jù)、云計算、學習分析、可視化等技術的支持下，智慧環(huán)境不僅為學習者提供最需要、最適合、最準確、最便捷的教育服務和情境，而且通過智能感知實情實景，智慧性地提供可視化的管理服務。如在學習活動過程中，為學習者制定個性化的學習計劃，推送合適的學習資源和學習建議，提供個性化的教育資源、工具和服務，并對其學習過程進行智慧化管理，滿足學習者的個性化需求和實景學習體驗。

三　智慧學習環(huán)境下的實景學習活動設計

1智慧學習環(huán)境下實景學習的內(nèi)涵

智慧學習環(huán)境是將新一代信息技術真正、有效地融入到傳統(tǒng)教育中，可有效改變傳統(tǒng)教育，支持學習活動回歸本真，即發(fā)生于實景和實情中。智慧環(huán)境中的實景學習使學習者“沉浸”于學習實情和實景，自然、真實和豐富的學習體驗將促使學習者以更強的學習興趣和動力投入到學習中，并有利于學習者更好地投入到未來實景和實情中，將使用技能的學習縱向貫通學習者的未來生活、橫向滲透學習者的現(xiàn)實需求。另外，智慧學習環(huán)境下的實景學習還具有強大的育人活力，能充分滿足學習者的不同發(fā)展需求，并觸動心靈、開啟智慧、激發(fā)情感，讓學習者感受“真實存在”，使學習者的理論知識和實踐技能融合式發(fā)展，為未來個性化的發(fā)展奠定基礎。

2智慧學習環(huán)境下的實景學習組成要素及其關系

智慧學習環(huán)境下的實景學習主要由實景學習共同體、智慧學習環(huán)境和智慧支撐條件三大要素構成。學習者與助學者（包括專業(yè)指導者、智能學習伙伴、智慧治理者）構成實景學習共同體，相互影響、相互促進。學習環(huán)境與數(shù)字環(huán)境、真實世界深度融合構成智慧學習環(huán)境，創(chuàng)設富有生命力的實景場域，激發(fā)學習者認知、做事、共同生活、生存及創(chuàng)造的能力。智慧工具、泛在資源、倫理規(guī)則和立體服務綜合作用并構成智慧支撐條件，支持實景場域的有效運行，為學習者提供實景學習依托。實景學習共同體幸福地沉浸在智慧學習環(huán)境中，選擇合適而有效的智慧支撐條件，進行基于實物、實地、實情的學習。智慧學習環(huán)境下的實景學習組成要素及其關系如圖1所示。

圖1　智慧學習環(huán)境下的實景學習組成要素及其關系

圖2　智慧學習環(huán)境下的實景學習活動框架

3智慧學習環(huán)境下的實景學習活動框架設計

教育信息化領域涌現(xiàn)的十大新技術應用促進了智慧學習環(huán)境下實景學習活動的開展。信息化元素充分融入教育以后，作為催化劑加快了實景學習活動的“化學反應”[14]，有利于實景學習活動常態(tài)化。根據(jù)上文對智慧學習環(huán)境下實景學習組成要素及其關系的闡述，并結(jié)合智慧學習環(huán)境下實景學習的內(nèi)涵，本研究構建了智慧學習環(huán)境下的實景學習活動框架，如圖2所示。

（1）實景學習活動的環(huán)境設計。智慧學習環(huán)境是智慧性技術將學習情境和真實世界無縫融合的智慧場域，通過識別學習情境、感知真實世界、構建虛擬世界，可為學習者構建獲取真知、進行本真學習的實景學習空間。云計算環(huán)境延展了學習邊界，將實景學習活動拓展至學習者所在的課堂、虛擬世界及真實生活的每個角落；3D打印將特定物理及虛擬事物更加真實地呈現(xiàn)，使學生獲得深刻的感知體驗，如還原歷史事件、人物或場景，使學習者“觸摸”到真實的歷史；利用Second Life為學習者創(chuàng)建高度仿真的實景學習空間，使學習者有身臨其境的感覺。創(chuàng)新利用物聯(lián)網(wǎng)、自動識別、3D打印和網(wǎng)真技術等，創(chuàng)設可自然地激發(fā)學習者聽覺、視覺、觸覺、感覺、思維和實踐的學習環(huán)境，使得實景活動能在輕松、自然甚至愉悅的環(huán)境下開展，從而實現(xiàn)學習效果的最大化。

（2）實景學習需求分析及客體設計。真實、有效、有用的學習目標和滿足學習者的實際需求，是實景學習活動的出發(fā)點及歸宿點。為學習者安排、提供與實景相關的活動，既要與社會生活密切關聯(lián)，還需以應用為標準、以需求為導向，選擇合適的實景學習環(huán)境，無縫連接所需的不同實景情境，智慧生成最佳適配的支撐條件，回歸社會和生活，自然地推動實景學習活動的開展。同時，可以通過體感技術來激發(fā)學生實景學習的新體驗——學習者以肢體動作與智慧學習環(huán)境互動，根據(jù)其動作完成各種指令，采用實景活動創(chuàng)新的操控方式，學習者可自然地在情境化和社會化的真實環(huán)境中開展學習活動。此外，利用人工智能亦可實現(xiàn)學習者與實地、實物、實情的緊密關聯(lián)。學習者的潛在需求可通過傳感器感知、大數(shù)據(jù)分析并傳輸?shù)皆贫耍还茉谌魏螘r間、任何地點，都會按需推送相應的資源、工具、服務和活動，因此學習者可在輕松、自然的情況下開展學習活動。

（3）實景學習活動主體及其分工設計。學習者與智能學習伙伴、專業(yè)指導者、智慧治理者均是實景學習活動的主體：①智能學習伙伴懂得學習者的喜好，能發(fā)現(xiàn)學習者關心的事物、知曉周圍的情景、感知有用的內(nèi)容、過濾無關的信息，為學習者提供智能幫助[15]。智能學習伙伴具有創(chuàng)新型的技術化、高水平的數(shù)字化和全方位的智能化等三大特點，在實景學習中可為學習者提供益智學習工具、構建實景情境、對學習者進行智能評價，激發(fā)學習者的合作力和創(chuàng)造力。②專業(yè)指導者為學習者提供專業(yè)性的指導。專業(yè)指導者具有豐富的實踐經(jīng)驗和教學能力，是實景學習活動服務的主力軍，是輔助學習者理論學習及實踐的主要力量，為學習者提供與生活需求高度吻合的專業(yè)指導。③智慧治理者為高效的活動開展提供保障。智慧治理者為學習活動提供合理、高效、精準的智慧化治理，使學習主體的各角色分明，每個人在學習中可有的放矢。

（4）實景學習活動的智慧支撐條件設計。學習環(huán)境之所以需要提供合適且有效的智慧支撐條件，目的就是支撐實景學習活動的開展。學習主體通過有效利用智慧工具、便捷獲取泛在資源、遵循倫理規(guī)則、享受立體服務，可引導和幫助學習者開展實景學習，也可為活動提供重要支撐：①智慧工具是支持學習活動的媒介載體，可滿足不同學習主體的差異化實景需求。如語義圖示工具超越碎片化的知識獲取方式，可提供系統(tǒng)而全面的學習支持，并通過動態(tài)模擬仿真，實現(xiàn)真實場景的模擬，提高學習環(huán)境的情境性和沉浸性[16]。②學習主體可以在任何時間與地點，通過各種傳感器、智能終端和物聯(lián)網(wǎng)便捷獲取智慧化、海量化、泛在化的資源，通過泛在網(wǎng)絡將這些信息上傳到云端進行分析處理、語義關聯(lián)和存儲。③倫理規(guī)則是活動順利進行的基本保障，約束學習主體的行為，促進學習者的活動。④智慧服務以主體為中心，全方位整合服務力量，快速、準確地為需求者提供立體服務。綜上所述，智慧支撐條件的這四個方面就像人的四肢，是實景學習活動順利開展的保障。

（5）實景學習活動有效開展設計。實景學習活動應以滿足學習者的需求為前提，合理選擇活動主題，成為在智慧技術支撐下開展的全息探究活動。該活動應以學習共同體為中心，選擇適配的智慧支撐條件，有效利用智慧工具和泛在資源、遵循倫理規(guī)則和提供立體服務。實景與活動主題要密切關聯(lián)，促進學習者在活動中邊參與邊學習、邊實踐邊應用，通過真實的“參與式學習”來獲取知識、技能和情感態(tài)度。智慧學習環(huán)境是學習者全息探究的“實景魔力園”，要能為學習者提供從事自主探究、解決真實問題、構建知識體系的機會。另外，學習者也應知曉活動主題，參與活動設計，并在實踐中探索、發(fā)現(xiàn)、比較、歸納和討論，將知識與真實世界關聯(lián)，提升問題解決和創(chuàng)造的能力。

（6）實景學習活動立體評價設計。在大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的浪潮下，培養(yǎng)學習者的高級思維能力、適應時代的創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)精神是實景學習的宗旨[17]，畢竟學習的結(jié)果應是知識的創(chuàng)造。立體評價是一種集合智慧評價、對“產(chǎn)品”評價、生生互評及自我量化的評價方式，大數(shù)據(jù)、云技術、自我量化技術、可視化技術等新一代信息技術可以對實景學習過程的數(shù)據(jù)進行全面采集和分析[18]，直觀、客觀、多維地對學習者進行評價。對學習者的實踐活動和創(chuàng)造活動進行科學性、情境性、真實性的立體評價，可以促進學習者反思，并提升專業(yè)指導者的指導、優(yōu)化智慧學習伙伴的服務、增進智慧治理者的治理效果，為以后活動的開展提供有針對性的建議。

四　結(jié)束語

隨著國務院《促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》的出臺，物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術將與各行各業(yè)進入融合創(chuàng)新的時代，并為大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新提供新環(huán)境，為產(chǎn)業(yè)智能化提供支撐。在此背景下，教育教學也需要順應時代潮流，搶抓時代機遇，促進“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的智慧教育。而智慧學習環(huán)境下的實景學習以滿足學習者的真實需求為目的，把實情、實景引入教和學，促進校外世界與校內(nèi)學習的聯(lián)通，變被動接受學習為主動投入學習，使學習者在“本真”的環(huán)境中開展“實景”學習活動，故將成為未來的一種主要的智慧學習方式。

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編輯：小米

The Research of Authentic Learning Activity in the Smart Learning Environment

YUE Ting-yan1ZHENG Xu-dong2YANG Cheng1[Corresponding Author]
(1.Smart Education Institute,Jiangsu Normal University,Xuzhou,Jiangsu,China 221116; 2.Department of Education Information Technology,East China Normal University,Shanghai,China 200062)

Abstract:The retroaction of innovation 2.0 and the formation and development of the new generation information technology were of great help to create a smart learning environment for “authentic learning”.Authentic learning being carried out in the smart environment was the nearest to the practical activity of the real world,rather than classroom teaching task apart from the practice.Based on the analysis of the connotation,characteristic,and the feasibility of authentic learning in smart learning environment,this paper deeply elaborated the content,composing elements of authentic learning and their relationships.Finally,the framework of authentic learning activity in smart environment was constructed.The research of this article could be expected to provide theoretical guidance for carrying out authentic learning in smart learning environment.

Keywords:smart environment; authentic learning; activity design; smart learning

收稿日期：2015年5月11日

作者簡介：岳婷燕，在讀碩士，研究方向為智慧學習、創(chuàng)客教育，郵箱為yuetingyan226@163.com。

*基金項目：本文受江蘇高校優(yōu)勢學科建設工程資助項目“江蘇師范大學教育學省優(yōu)勢學科建設”（項目編號：蘇政辦發(fā)[2014]37）、江蘇省2015年度普通高校研究生實踐創(chuàng)新計劃項目“智慧教育背景下實景學習活動設計與實踐研究”（項目編號：SJLX15_0711）資助。

【中圖分類號】G40-057

【文獻標識碼】A 【論文編號】1009—8097（2016）03—0026—07 【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2016.03.004