多空間融合視域下學習環境及學習情境探究

田陽　萬青青　陳鵬　黃榮懷

摘要：互聯網、人工智能、大數據、云計算、物聯網等技術的教育應用逐漸走向縱深，使得學習環境發生了深刻的變革，亟需探究符合時代背景、面向新型學習環境的教與學交互理論，探究如何設計學習環境來應對新興技術支持的學習情境。通過分析學習情境的基本特征，探究多空間融合后學習情境革新帶來的學習環境設計原則的變化?；谛录夹g、新理念、新方法等對教與學影響的思考，最終提出學習情境的描述框架。學習情境是一種復雜的網絡現象，基于互聯網技術、人工智能、大數據分析儲存技術等的應用，學習情境客觀存在于虛擬環境中，成為一種具有目標性的長期存在的學習活動，借助互聯網實現教學知識傳播與知識共享，并可以實時進行學習分析、導航、評估、反饋、調節等，學習情境成為學習的連接器和促進有效學習的助推器。

關鍵詞：學習環境設計;多空間融合;學習情境;學習情境框架;學習支持服務

中圖分類號：G434

文獻標識碼：A

一、引言

隨著人工智能、區塊鏈、邊緣計算、云計算等新興信息技術逐漸應用到教育的“教、學、管、評、測”全鏈條，學習環境發生了深刻變革。尤其是新的教育技術、學習科學、學習理論等在教與學的過程中協同使用，給學習環境設計帶來了新的挑戰和機遇。此外，學習環境設計的方式、方法、承載等也面臨重大變革，學習情境構建和創設成為一種復雜的動態事件。學習情境是知識建構、知識轉移和知識傳播的重要載體，是批判性思維訓練、計算思維養成和設計思維培養的重要場域，是實現協作學習和創新設計的加工場所，而這種構建和創設又依賴于學習環境。因此，探究多空間融合環境下的學習情境顯得尤為緊迫和重要，這將解決時空分離情況下的學習環境設計難題，通過學習情境使得各種類型的學習交融起來，共同促進學習者進行有成效的學習。

二、學習環境設計和學習情境概念剖析

（一）學習環境設計

學習環境是教與學過程中必須依賴的時空條件[1]。學習環境與學習情境聯系十分緊密，尤其是多空間交互融合態勢下，學習環境甚至可以作為一種學習情境，二者難以區分，以至于影響整個教與學的進程[2]。學習環境設計是依托教與學的有關理論對學習環境進行升級改造，圍繞促進教與學有效進行而采用貼切的設計方法，以達到教與學過程中參與者的目標成效和提升滿意度。學習環境本身是人為設計的產物，通過在學習環境中融合促進教與學的技術、方法、情境等，提升教與學的效果[3]。

學習環境設計的過程是基于設計思維，以多空間融合為前提，圍繞新興技術的教育應用，重新對學習環境進行定義，進而實現學習環境的固有功能，促進教師有效完成教學任務和提供學生獲取知識的各種支持性條件的有序集合體[4]，包含了多類別的資源、情境、師生關系、支架、工具等要素[5]。學習環境設計一方面強調設計的整體性和微觀性，另一方面強調教與學的理論應用。在學習環境設計方面，遵循學習環境設計的原則，通過設計使得學習環境中各要素有利于促進富有成效的教與學，引導各類教育要素形成協同機制，符合教與學的科學規律。為了體現出學習環境設計的精細性和友好性，必然要依托有關理論為支撐，如認知負荷、復雜交互和多元智能等理論。在實際的學習環境設計過程中，設計性和教與學的理論應用需融合于學習情境中統籌考慮。學習環境設計的核心就是使得各要素能有機融合于學習情境當中，發揮各個主體的能動性，調配各主體的功能，促進學習情境發揮出較高的績效，進而完成教與學的目標并獲得良好成效。

科技進步帶動了多種學習空間逐漸走向融合，給學習空間設計帶來了挑戰。實體的教室空間、網絡信息空間、社會交互空間等在教與學過程中越來越重要，尤其是隨著混合學習、翻轉課堂、雙師教育等新型教學模式得以在學校教育中應用，學習空間設計更需關注新興技術、教與學以及物理環境各要素之間的關系。《中國教育現代化2035》對我國教育信息化建設提出較高的要求，明確了利用現代新興技術變革人才培養模式[6]，對學習環境設計與技術的結合提出了新的要求。學習環境設計的核心問題是學習情境要采納各類適合于教與學的新技術實現多空間融合，促進個性化學習和群體學習等的交互式切換，助力實現教育現代化。學習環境設計的核心問題賦予了學習環境設計新的使命，通過設計使得技術、學習情境、教與學的理論、各類空間、物化環境、人等要素有機融合，促進形成富有成效的學習環境。

（二）學習情境

學習情境是以環境為載體，通過一定的方法或策略幫助學習者獲取知識的現象集合，具體表現為在教與學的進程中，通過直觀呈現、視頻/圖像演示、口語描述等方式促進知識獲取達到最佳效果的一種情境[7]。不同學習情況下的各種要素有著不同的表現形式，學習情境也就隨之會發生不同的變化。學習情境的創設是基于若干連續學習活動進行的，目的是為了實現知識內容的有效學習，進而滿足教育的內在需求和實現教育績效的提升[8]。社會建構主義強調社會溝通在學習過程中的作用，認為學習參與者可通過有意義的社會溝通方式，沉浸在一定的情境中，借助參與者間的建構性語言溝通，形成“學習”的情境[9]。由此，學習情境可被理解為是經過教師專業設計，盡量通過直觀教學的方式，幫助學生實現“意義建構”的平臺，通過構建“腳手架”讓學生實現知識的“同化”與“順應”[10]。

學習情境自身較為復雜，學習所處空間（物理空間、資源空間、社交空間、虛擬空間）、人文社會環境、時空關系等都牽涉其中，其包含情景、語境和場域等，并受限于學習空間的固有條件。情境學習理論源于哈貝馬斯的“情境理性”，他認為人的理性總是鑲嵌于具體事件當中，超越于經驗的、難以描述的、普適的理性并不存在，而知識的加工正是在這種情境理性的氛圍中發生[11]。根據BrownCollins和Duguid對情境認知的研究，學習與情境在某種程度上是共生關系，情境是學習的必要非充分條件，在學校教育場景當中，學習情境是自然存在的，學習情境會根據環境的設計與調節而變化[12]。通常，學習情境需要引導方能達到教與學的目標，正向引導的初始學習情境發生了變化，為學習者的知識建構起到促進作用;學習情境也會伴隨學習者知識水平變化而發生變化，促進學習者從知識存量條件下發生知識建構、重組、再造，即知識迭代或質變。

三、學習情境與學習環境設計的內在關聯

（一）學習情境的特征

學習情境是學習環境和學習活動的中介橋梁，起到為教與學等活動提供連接機會的作用，使得學習環境和學習活動融合起來，各要素協同促進教與學活動的有效進行。學習情境在教與學過程中發揮著不可或缺的作用，學習情境的優劣將直接決定教與學的質量高低，甚至是教學成敗。因此，學習環境設計理應重視學習情境的特征，避免在學習環境設計的過程中違背教育的本質和規律，影響教與學成效。與此同時，學習環境的設計與學習活動過程中發生的變化塑造了輔助教與學活動進行的學習情境，因此學習情境具有一定的可被塑造特征。另一方面，學習情境的創設有助于學習活動的進行，而學習活動的任務則基于教與學的目標展開，因此學習情境的創設也必須要依托于同樣的教與學目標進行。教與學過程中的學習情境是可以調節的，隨著教與學的進程變化，情境中的各要素也要隨之進行調整，因此學習情境是可以感知的。學習情境的服務對象主要是教與學的各項活動，具有一定的功能限制。綜上所述，學習情境具有可塑性、空間性、目標性、感知性、有限性五個特征。

1.學習情境的可塑性

學習情境具有一定的可塑性。面對不同的學習任務和目標，基于相關的學習環境設計和調整，有利于創設不同的學習情境。這依賴于對學習環境以及教與學過程的部署、管控和治理。學習情境本身是一個可以動態調整的事件，未進行教與學活動的時候，學習情境是不存在的，只有進行了教與學活動的時候，學習情境才會存在，而這種存在依賴于活動的進程，即學習情境的成長性。在這樣的進程中，可以根據相關目標、技術手段、環境中要素的分布和關聯等進行調控，使得學習情境向著有利于教與學進行的一面改變。

2.學習情境的空間性

學習情境的發生依賴于學習空間，無論是在物理空間、社會空間，還是信息空間，再或者是物理空間、社會空間與信息空間的混合，學習情境均無法擺脫對空間的依賴和與空間的交互?？臻g是學習情境的載體，能為學習情境創設提供腳手架[13]，對整個學習情境的發展與場景變化有著重要的支撐和影響作用。

3.學習情境的目標性

學習情境的目標性，源于師生開展教與學過程中各類與活動有關的任務和目標。教與學的過程是一個任務與目標相互協調的過程，學習情境的主要任務就是為了完成這樣的任務和目標，因此必須使得學習情境具有一定的目標性，不斷生成相關的目標任務，使得學習情境能勝任相關的教與學任務。學習情境的目標性恰恰能調和學習情境創設過程中的困難，圍繞教與學的目標，學習情境的目標也就清晰，進而可降低困難維度，或者調節相關困難。當前，融合新興技術的學習情境創設或建構面臨著四個基本挑戰：一是學習者使用媒體的差異;二是信息化教與學過程中傳授知識、解決情感價值觀的考量存在的困難;三是個性化學習理念隨著人工智能、大數據等技術的教育應用，逐漸走上日程和實踐當中，為學習情境創設帶來了困難和挑戰;四是學習情境中的各個要素需要調節的同時，互聯網技術的教育應用使得學習情境融人了家庭、學校、教師、個體等多方面的關系。圍繞學習情境的目標性，以結果為導向重構學習情境創設的流程和方法，是實現化解媒體差異、情感價值觀形成、新技術應用、接人各要素的有效途徑。

4.學習情境的感知性

學習情境的感知性是指教與學過程中存在的要素對學習情境的干擾可被感知出來，進而能調節學習情境，誘導整個學習情境傾向于促進教與學的有效進行。學習情境的基本配置和場景設計主要由環境、模式、教育制度三個方面決定，學習情境在運行過程中出現了問題或者偏離了原有的教學目標，將被學習情境感知出來， “環境感知一匹配情境”這一現象在學習環境運行過程中屢見不鮮。通過對學習環境和需求改變的感知，學習情境能較快的做出相應的調整，依托于學習環境、學習模式、教育制度、各類空間等調整學習情境，促進教與學的有效進行。

5.學習情境的有限性

學習情境發生于教與學的過程中，學習情境的有限性包括時空特性、條件限制、目標維度等方面。互聯網技術的發展和相關科技進步拓展了學習情境的功能和外延，學習情境可以進行同步、異步時空的學習，同時關聯更多的環境要素。但是學習情境的目標導向明確，圍繞相關的學習目標制定相關的任務，同時學習環境的各要素配置是基于相關教與學理論研究后決定的，具有一定的固定特征;此外，學習情境的應用場景局限于教與學的過程中。因此，學習情境受時空、條件、目標任務等多維度的限制，具有明顯的有限性。

（二）學習情境與學習環境設計的關聯分析

1.學習環境設計的原則

學習環境設計注重技術、環境、教育規律的融合設計性[14]，學習情境則關注是否能有效完成相關的教與學任務[15]，二者有機結合后對應的就是教與學的成效。學習環境設計的設計性主要體現在學習環境設計的原則上，它是確定學習環境該如何應對教與學復雜問題的有效抓手。當前科學技術領域正加速誕生新興技術，隨著科學技術研發隊伍的不斷壯大和研究手段的提升，新興技術呈現指數般的涌現，教育領域吸納的新興技術給教育變革帶來了可能。信息技術與教學的融合使用儼然成為未來教育的標配，這給學習環境設計提出了新的要求，信息技術已經成為學習環境不可替代的一項基礎設施。因此，在學習環境的設計過程中，一方面應探究如何應用新技術進行學習環境設計，促進多空間的融合;另一方面應全面評估新技術給學習環境帶來的變化與影響，以應對新技術對學習環境乃至學習情境創設帶來的理論革新而引發的新問題。

學習環境設計要將新興信息技術和教與學理論有選擇的應用到學習環境當中，還要強調重視教育的本質和規律。當前，終身學習理念備受關注，學習環境設計理應全面考慮如何構建一種能實現“想學即學、隨時可學、處處能學”的學習環境。基于互聯網通信技術和課堂變革，學習環境設計應遵循的原則如下：

（1）“設計”應充分考慮多空間的融合，促進各教育要素之間的有效聯系和互動機制形成，實現各類空間的互聯互通乃至融合，實現各類態要素協同發展，以促進教與學的績效提升。

（2）“設計”應正視新興技術的作用和價值，將技術元素納入到教與學的各個環節，避免孤立看技術和教與學的關系，將技術和教與學看成共生整體。實際應用層面，設計技術融合接口以應對新技術的出現，在遵循教育規律的基礎上充分應用或組合應用新興技術服務于學習環境設計。

（3）“設計”應突出“舒適、善學、能學”的特征，將“以人為本”和“以學為中心”的思想融人到設計當中，使得環境能讓人生理和心理均衡“舒適”，支持教與學的情境創設達到高沉浸感的“善學”氛圍，調動多元化的評價或評估方式支持“能學”的進行。

（4）“設計”應關注教育本質和規律的有效結合，既注重理論指導，又注重實踐應用反作用于理論，處理好理論與現實之間的矛盾或鴻溝，以達到現實與理論之間的新平衡。

（5）“設計”應提供豐富認知工具，實現任務情境的真實性，并且與學習者控制、程序控制、教師控制相調節，個性化學習、自主學習與協作學習相結合，重視思維訓練，在整個過程中采納設計思維和計算思維[16]。

2.學習環境設計與學習情境的關聯分析

學習環境設計的原則與學習情境的特征提供了學習情境可調控的空間范圍，二者結合起來，有利于構建出良好的學習環境?；趯W習情境的可塑性、空間性、目標性、感知性、有限性五個特征，學習情境可以實現創設、塑造、改進、提升、自適應場景等，提供豐富的應用場景。以上設計原則起到對學習環境設計的框架性約束作用，明確了學習環境應具備的功能和適用的理論等，這決定了基于這樣的環境創設出何等質量或水平的學習情境。學習環境設計包含兩層含義，一方面是設計基礎設施和設備，以及可以調用的環境要素;另一方面是設計學習環境在應用環節會發生的變化，輔助教與學活動的有效進行。學習情境創設則較為復雜，要依賴于基礎設施和學習情境創設后需要調節或變化過程中能提供的學習環境要素，學習情境創設過程中還要關注“以人為本”方面的信息。因此，學習環境可以作為學習環境設計與學習情境的中介變量，通過相關設計改變學習環境，影響到學習情境，而學習情境在運行過程中，反饋出可以改善的學習環境設計方案，通過進一步修改，形成新的學習環境，進而實施學習情境，最終實現有利于教與學進行的學習情境創設。

學習情境主要依托于學習環境而產生，學習環境的優劣決定了學習情境創設的質量（如圖1所示）。學習環境設計環節主要基于設計思維開發多空間融合的環境和調用要素，而后基于學習環境的基礎設施進行學習環境創設，創設順利的情況下會進入學習情境的較高層次，這一環節需要調節學習環境中可調用的要素。但是，如果學習情境創設失敗，需要終止，并反饋給學習環境設計原則層面處理;此外，如果學習情境運行過程中出現了相關問題，當結束后也可以反饋給學習環境設計原則層面進行改進處理。

四、多空間融合應用的學習情境分析及案例

（一）學習情境的內涵

學習情境作為教與學的重要組成部分，其形態和形式決定著教與學的最終成效，依據學習環境設計的原則以及學習環境設計與學習情境的關系，學習情境的基本要件和應用內涵是學習情境的價值所在。因此，既要關注學習情境的環境因素，又要考慮學習情境的教學組織因素，二者的統一才是學習情境實現教與學活動的根本任務。

教學組織是學習情境創設的根本動力，學習情境的創設完全依賴于教學組織，而學習環境為學習情境創設提供各種物質、資源、空間、內容等支持，使得教學組織有序、有效率地進行。傳統意義的教學組織源于2000年前孔子的傳道授業解惑，逐漸演化到課堂教學等有組織形態的教學活動，但今天的教學組織含義和外延就遠遠的被拓展開了，尤其是在終身學習的理念深入人心，以及國家在教育綜合改革方面充分考慮結構化學習的背景下，通過應用終身學習這一學習方式，改革過去將知識學習的時間集中于學制教育內，調整為將學制教育和終身學習整合為一體的學習理念，使得教與學的組織形式拓展為學制教育和終身學習兩個階段，實現對教育的全納。因此，教學組織的涵義可以概括為服務于教與學過程中的綱領性教學理念，統籌學制教育和終身學習兩個層面，使得學習情境、學習活動、學習組織既層次分明又有效融合協同促進教與學富有成效的進行。

教學組織的類型有很多種，但均是在學習情境的框架下開展的教與學活動。目前常見的教學組織形態有個性化教學、班級授課、分組學習、遠程教育、協作學習、慕課（MOOC）、小規模私播課程（SPOC）等，教學組織進程均服務于學習支持和教學設計兩個方面，而教與學的過程事件中，又離不開學習組織，學習組織的作用在于提供對學習有幫助的各種資源和完成預先設定的目標。同時，圍繞教與學的開展，即教學組織的引導下，學習組織提供資源，學習情境進行創設。在學習情境創設的過程中，基于時間、同伴、地點對學習活動進行框架限制，為學習活動的開展提供了可調控的范圍與可發展的空間（如圖2所示）。

學習情境與教學組織的關系是層次性的。教學組織主要由學?；驅W習機構進行組織，這包含公辦學校、培訓機構、社會學習等資源呈現組織機構，而教學組織的實施者一般為教師、學習者自身（自學為主，主要由學習者個體制定相關的學習計劃）、教輔人員、學習自助系統等。教學組織作為機構和實施主體，共同促進有效能的學習。學習情境正是由教學組織的實施主體創設而成，根據時間、地點、同伴的不同，學習情境發生的形式也不盡相同，進而形成不同的學習形態，如協作學習、行動學習、慕課等形式的學習，其時空差異明顯，學習同伴的性格、經驗、能力、認知、溝通交流、社會交往等方面都不盡相同，多個方面共同作用，學習情境必然變得十分復雜。教與學活動的基本要求明確了目標、任務、形式、成果等方面，并對應著教學組織的評測，無論是形成性評價，還是總結性評價，最終結果是教學組織控制著學習情境的發生過程和學習情境的邊界范圍，決定學習情境的開始、中間過程、結束三個層面，以及學習情境發生的進程速度、資源豐富程度、環境要素納入的復雜呈幾個方面。

教學組織進行教與學活動必須依賴于學習情境而進行，最終實現學習活動，因此學習情境在整個教與學的過程中發揮著重要作用。與此同時，學習情境的創設又受學習環境設計的制約，學習環境實際上對教學組織也有一定的影響，因此學習環境設計在這一進程中發揮了調節的作用。

（二）學習情境描述框架

學習情境描述框架將多要素融合與協同、設計原則和相關要求全面考慮進來，堅持“學生為主體，教師為主導”的理念，充分調用教與學參與者的積極性，發揮現代教育科學、教育技術、學習科學等方面的優勢，實現虛實融合的教與學模式。在學習情境創設方面，不限制時空問題，基于學習分析、大數據、人工智能等技術實現智能導學，自動匹配和推送學習同伴，使得學習活動能充分調動參與者的積極性，創設良好的沉浸感，激發學習者的學習熱情和活力，引導學習者養成批判性思維和計算思維，并運用于與學習有關的事件中。

學習情境是個復雜的過程活動或現象，其涉及時間、地點、人物三個維度，具有可塑性、空間性、目標性、感知性、有限性五大特征。學習情境的發生依托于學習環境這一載體，而學習環境的呈現形態被約束在相關的設計原則下。基于學習環境設計的學習情境描述框架主要是圍繞活動、時間、同伴、地點、資源進行（如圖3所示）。

學習情境的學習活動方面，主要圍繞著如何去學習并創設學習情境，進而進行教與學活動。學習活動主要指怎么學（或怎么做）的問題，是一個“動作”或“動作”系列。學習活動由目標、任務、方法、步驟、組織、交互、角色和職責劃分等方面組成[17]，這些依托于教學組織的設計和學習支持服務。在這樣的過程中，參與者需要依據學習目標和預設好的計劃進行學習，并在過程中不斷進行形成性評價.然后分析并校正學習方法或反復學習。學習活動的主要作用就是解決怎么學，基于一定的學習方式實施學習，通過相關的教學策略化解如何學的問題，最終完成目標。此時，學習情境被理解為一個目標事件。

學習情境的學習時間方面，學習情境發揮的功能就是解決時間分配的合理性、異步學習的可能性、時間分配的決策性三個方面。學習時間問題受制于傳統教學思想的禁錮，認為在學校學習的時間才是真正的學習，忽略了學習的社會性和其他經驗性的學習，并在心理上給學習者帶來了困惑。近年來的心理學研究逐漸意識到，教育或學習都是生活，終身教育的思想傳播開來，并被大多數人接受。此外，教育信息技術與人工智能的廣泛應用推動了教育領域的發展，結合互聯網技術，智能導學系統提供了豐富的助學功能和學習支持服務，學習情境不僅能長期存在，學習參與者也可以隨時、隨地進入到學習情境當中。學習情境完全可以脫離學習者而獨立存在，學習情境與學習者形成了連接的關系，如慕課（MOOC）的形式，學習者可以隨時接人，隨時進入學習情境而發生學習。因此，學習時間不再固定，任何時間學習者都可以參與學習，基于智能技術計算學習者的生理、心理、認知等方面對學習的綜合影響，給予學習者合理的時間分配和學習任務時間決策，促進學習者有效的學習，此時學習情境成為一種永恒。

學習情境的學習同伴方面，學習者在創設的學習情境中面臨著如何選擇學習同伴的問題，而學習的組織者如教師、輔導人員則面臨如何扮演好他們角色的問題。新的教育技術能支持學習環境持續、長久地創設學習情境，學習情境與學習者、教師、教輔人員構成了一個復雜的關系網絡，打破了學習情境是由學習者、教師等人員共同參與創設的局面。因此，學習者在選擇學伴的時候更多是對其自身在學習情境中的分析和反射，基于對學習者的情境感知和生理、心理、認知等方面的綜合分析，判斷學習者與哪些人匹配合作有利于學習者自身能力的提升。學習情境成為學習的熔爐，更多的作用是從過程中獲取數據進行學習分析、導航、評估、反饋。

學習情境的學習地點方面，已經發生了深刻的變化。學習地點可以固定也可以由學習者進行自由選擇，學習情境的創設不再是固定不變的。以直播課堂為例，學習者可以選擇進入物理空間的課堂，也可以選擇找一個安靜的、適合學習的地方，進行在線直播學習，這意味著學習情境從物理空間延伸到了虛擬空間，并能實現同步、異步的學習功能。學習情境已經成為學習環境中的一部分，或者是學習環境中的一種要素，與學習環境中的其他要素共同構成了一個復雜的網絡，基于這種復雜網絡，學習即是一種連接。此時，學習情境可被理解為學習性的連接過程事件。

學習情境的學習資源方面，主要回答學習情境創設中學什么（或做什么）的問題，基于人工智能、大數據等新一代信息技術，實現為學習者智能推送符合學習者需求的學習內容，以達到促進有效教與學的學習情境創設。學習資源普遍存在教與學有關的場景當中，借助互聯網技術廣泛傳播于不同的學習者之間，通過教學知識傳播與知識共享實現社會空間、物理空間與信息空間的互聯互通，與學習情境中的各要素形成復雜網絡，進而形成連接以推動學習事件的發生。此時，學習情境可被看作是多空間融合環境下的學習性連接載體。

綜上所述，學習情境的描述框架即為活動、時間、地點、同伴、資源等構成的一種學習性復雜網絡現象，學習情境成為一種學習性的連接，從教與學的動態進程中獲取數據進行學習分析、導航、評估、反饋;依托互聯網與其他新興技術融合使用，學習情境客觀存在于虛擬環境中，并成為一種具有目標性的長期存在的學習活動，借助互聯網實現教學知識傳播、分享和轉移。

（三）實踐案例

本文將以VR創客教室設計案例進行分析。該教室建設強調信息技術和教與學理論的有效應用，通過多空間融合促進各教育要素之間的有效聯系與互動，借助信息技術實現真實的學習情境創設，進而促進教與學活動的有效進行。VR創客教室建設依托“產學研用”的形式開發設計，由某“雙一流”大學的研究院牽頭進行科研項目化研究，探索多空間融合條件下的學習環境設計原則，及學習情境描述框架，并由學術團隊與企業合作共同設計學習環境，并在學習環境設計過程中融人了學術理論與新興技術，重點強調了設計的原則性和學習情境的描述框架，遵循人、空間和教與學共同形成的要素交互網絡規律，促進學習情境的可調節，設計出VR創客教室供中小學教學使用。

V R創客教室主要運用于學校創客教育或STEAM的學科教學中，為教師提供創新的教學方式、可靠的實驗操作技術、穩定安全的實驗運行環境，助力教師拓展教學內容廣度和深度、延伸教學空間，提升學校在理化生教學方面整體的質量和水平。該教室系統強調了學習情境的可調節性，依托互聯網承載VR技術，實現師生跨空間學習，起到良好的教與學效果。通過多空間切換，使得教學內容得以情境復現，增強了教學沉浸感，充分的調動了各要素的協同作用，使得學習活動與資源調節形成合力，共同圍繞教與學進行適應性調配。

VR創客教室融合了沉浸式虛擬現實技術與STEAM理念，以企業開發的“101創想世界”為基礎，依托云端素材庫的海量教育資源，把學習者轉變為創造者，為學生提供自由發揮的空間，培養學生創新精神和動手能力。VR創客教室將為學生實現物理空間、社會空間與信息空間的交互融合，促進師生與技術的聯系和互動，調動學生的學習興趣，鼓勵學生大膽創造，激發學生涌現出解決問題能力方面發揮積極作用。除滿足課堂教學需求外，VR創客教室還可以在圖書館、科技館等場所靈活應用，如進行校外科普教學等。體驗者在創客教室里進行創作、構建自己想象的世界，在實踐學習中加深對知識的理解。此外，整合計算機與可穿戴設備的學習環境中，學生可以自由進入不同的學習情境，通過教師的情境調節與引導，學生能完成不同的學習任務。以古詩《靜夜思》的學習為例。此詩描寫了秋日夜晚，詩人于屋內抬頭望月所感。在VR創客教室中，學生可根據提供的大量初始場景，將3D資源庫里的物件資源通過拖拽、縮放、移動等方式搭建靜態場景。通過游戲化的構建體驗，讓學生快速自主設計并構建一個完整的“游子月夜思鄉圖”場景，培養學生將文字轉換成三維場景的想象力。

五、結語

新興技術的快速發展正給教育系統帶來變革機遇，教育環境也由傳統的物理空間逐漸轉移到了物理空間與網絡空間融合發展的趨勢，這種多空間融合將匯聚更多的新興技術到教育場景中，如虛擬現實技術在課堂中呈現直觀教學內容，促進了師生對所傳授或所學知識的理解并增加了認知維度，極大地改善了教學效果，減輕了教師授課負擔。正是因為這樣的學習載體發生了變化，多空間融合的學習環境設計原則價值就突顯出來，其有利于促進新興技術、物理空間、教育要素等的有機融合和協同促進教與學的質量提升。新興技術在教與學的過程中應用，使得學習情境變得豐富和復雜，信息迷航不再是“謠言”，這就要求師生具備一定信息素養的同時，還要善于在多空間融合的環境下學習。

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[17]張曉英，張潤芝等.論教學設計理論發展的新領域——問題設計[J].中國電化教育，2008，（11）：11-15.作者簡介：

田陽：在讀博士，研究方向為互聯網教育、知識科學與工程、混合學習交互（tianyangO01@yeah.net）。

萬青青：在讀碩士，研究方向為自主學習、互聯網教育（1655667906@qq.com）.

陳鵬：助理研究員，博士，研究方向為知識科學與工程、設計思維、STEM教育、科學與技術教育（pengchenbnu@163.com）.

黃榮懷：教授，博士，博士生導師，研究方向為智慧學習環境、計算機支持的協作學習（huangrh@bnu.edu.cn）。*本文系國家社科基金“十三五”規劃教育學重點課題“人工智能與未來教育發展研究”（課題編號：ACA190006）階段性研究成果之一。①陳鵬為本文通訊作者。