面向6G的智慧教學環境下大學生深度學習策略

◇陜西理工大學教育科學學院 王祎 宋維虎

近年來，以5G為代表的新一代信息技術日益發展成熟，6G與教育的融合應用愿景也打開了啟程。教學與學習多樣化需要，對信息技術與通信網絡的靈活性和智能化也提出了更高的要求，因此面向6G的智慧教學環境也是迭代的需要。本文分析了目前大學生深度學習存在的問題，提出面向6G的智慧教學環境下大學生深度學習策略，旨以促進大學生的全面發展。

2019年以來，芬蘭、韓國、日本、美國、歐盟等國家均已啟動6G研發，全球主要國家和地區都開啟了6G的研究和戰略布局。我國從2019年6月工信部成立了6G推進組IMT-2030，同年8月華為公司成立6G研發實驗室，11月全面布局和推進6G的研究工作，2021年6月IMT-2030發布了第一版6G愿景和需求的白皮書。隨著6G的研究起步和互聯網技術與教學的進一步融合，面向6G的智慧教學環境的研究應用也成為熱點。

1 面向6G的智慧教學環境與深度學習概述

（1）6G的概念及特點。6G是第六代移動通信系統的縮寫，是繼5G之后的最新一代移動通信。6G主要有以下特點：①6G的數據傳輸速率更快。6G的傳輸能力可能比5G提升100倍；②網絡延時更低。網絡延遲從毫秒級降到微秒級[1]；③覆蓋范圍更廣。連接空天地，實現深度覆蓋、密集連接形成天地協同覆蓋一體化綠色網路[2]；④安全性更強。高速率的傳輸速度更不容易出現傳輸過程中信息泄露和異常程序侵入等問題。在未來，6G將更加側重于以人類個性化需求為中心，回歸到人們所關注的生活、環境和精神層面等各方面要求[2]。

（2）深度學習的概念及特點。對于深度學習（Deep Learning）的研究可追溯于1976年Ference Marton 和Roger Saljo提出的深度學習和淺層學習。總的來說，深度學習是一種主動的、批判性的學習方式，也是實現有意義學習的有效方式[3]。教育領域中的深度學習是指學習者經過主動思考，解決情境中具體問題的學習過程。深度學習掌握的不僅是知識與技能，更能深化理解知識之間的聯系、內涵，從而引發其高階思維體驗。深度學習具有以下特點：首先是注重對知識的批判理解：深度學習在淺層次的對知識的理解和記憶之上，真正把握知識背后的邏輯。其次是注重信息的整合與知識建構：對知識本身產生批判思維之后，學習者在聯系新舊知識的基礎上，重新整合原有的知識結構，然后達到深化理解與知識遷移的深度學習目的。最后是注重問題解決與發展素養：要求在情景中運用先前經驗和所學知識的貫通來解決實際問題，不僅需要具備知識素養也需要具備品格能力。

（3）智慧教學環境的內涵。教學環境是指影響教學活動的外部條件，智慧教學環境是指在當今智慧教育背景下，創新應用物聯網、云計算、大數據、語義網、移動通信等新一代信息技術的智能環境建設[4]。智慧教學環境的建設是當今時代和教育發展的需要，它的核心要義在于建立以學習者為中心的智慧教學環境、提供精準的教育輔助支撐，從而培養勤于學習、善于思考、樂于協作、勇于創新的高素質人才。智慧教學環境不僅是基礎硬件的智慧化，更在于對智慧教學系統的輔助支撐，這在很大程度上影響和促進了大學生的深度學習。

2 目前我國大學生深度學習中存在的問題

2.1 教師職業素養有待提高

當今智慧教育背景對于教師的職業素養提出了更高的要求，在教學過程中，學習者出現的一系列問題會阻礙學生在學習情境中深度學習，教師若未能及時處理將會導致學生出現消極、機械式學習等不良現象。教師亟需注意學生深度學習策略的應用指導，以便學習者更好地進入深度學習中[6]。在智慧教學環境下，教師職業素養也應“升級”，首先在教學能力方面：隨著教學的改革創新，教師應緊跟教育改革的步伐，在教學管理、設計、評價等方面根據學習者特征做出相應的調整以提高教學質量和教學效果。在教學過程中要重視學習者出現的各種學習問題，分析并做出教學反思并予以解決。在信息素養方面，教師要不斷提升自己的信息意識和信息素養。最后是媒介素養，目前大多數教師對智慧教學系統的使用還不夠熟練，隨著智慧教學的普及，教師也要緊跟教學的創新和需求提高個人的職業素養。

2.2 教學環境不能滿足大學生深度學習需求

深度學習的發生 與實現不僅與學生的學習動機 和學習興趣有關，還與教師的教學活動、學習者自身因素以及教學環境都有極大關系，學生深度學習的發展要考慮這些綜合因素的影響與設計。目前我國高校智慧教學環境建設也正處于發展階段，會不可避免的出現一些現實問題：一是建設過程中側重點不同：有的注重設施的智能化改造，有的注重互動教學系統的建設，有的注重模擬互動的體驗；二是硬件系統與教學應用軟件沒有真正融合，教學場景要在不同系統和模式間來回切換，給教學活動帶來很大的不方便；三是目前智慧教學環境匯集的數據與分析系統還不夠準確[7]。體現了當前教學環境設計不夠系統合理從而不能滿足大學生深度學習的需求問題。

2.3 教學模式與大學生深度學習的需求不匹配

當前高等教育大多是偏向傳統的教學模式，習慣于以教師為中心的教學模式，盡管很多高校也有在線平臺學習資源的學習，但是受到傳統教學固性思維的限制和影響，學習者自主探究能力較低，學習者的混合式學習效果不佳。目前已有的智慧教育系統和產品并不適應當今教育教學的需求，如模式設計不合理、數據采集和分析不夠系統全面，準確性和有效性不足等無法全面評價學生學習情況，以學生為中心的教學模式將會受到很大的沖擊。教學模式設計不合理會導致學生學習自主性不高，在教學環境中難以集中注意力等導致大學生在進行深度學習過程中積極主動性不高，與此對應的深度學習效果遭到消極影響。如何保證學習者在進行深度學習過程中不受其他因素影響，在學生進行學習之后教師如何對學習者學習之后的效果進行系統、合理的度量、測試與評價這是一個刻不容緩的問題。

2.4 大學生深度學習的信息資源冗余化

在學習信息出現多種形式時，就會出現信息冗余現象，過多的信息會干擾學生的深度學習進程。6G將會加速人們進入信息冗余時代，學習選擇困難癥將會凸顯出來。隨著新一代信息技術與智慧教育的發展，給社會帶來的是教育信息超高速傳遞，導致教育環境、資源、模式、形態、評價等諸多方面的改變，特別是教育資源的改變，當今在線教育的發展和智慧教學環境的需求下，學生的學習資源逐漸豐富了起來，然而學習信息資源的發展僅僅停留在“量”的層面：學習信息資源的劃分雜亂無常、多而不精、優質學習資源分布不合理等這些因素使得學習者難以利用有效的學習資源進行深度學習。學習者不僅要面臨選擇合適的學習形式這個困擾，還要面對混雜、多余學習信息的干擾，很大程度上影響了深度學習的進行。

3 面向6G的智慧教學環境下大學生深度學習的策略

3.1 全面提升教師的職業素養

現代教師職業的內涵要求不僅只是傳授給學生專業知識，更要去啟發學生的思想，引起學生的求知欲、激發批判性思維、主動探究能力等。教師應該及時關注學習者學習狀態，通過系統的數據記錄和評價，幫助學生及時了解自己的學習狀態，有效監督和調控學習過程更好地促進學生深度學習。教師提供支持學習者學習策略，有利于學習者高階思維能力的培養與提升[8]。教師可以通過提升自己的教學設計能力和教學環境設計的能力來提高自己的教學能力與媒介素養。通過優化教學活動環節，增強教學性交互，設置合理學習目標，在這一過程中促進高階思維的發生。教學環節設計要符合學生認知的思維邏輯，教學環節設置環環相扣。在教學環境設計方面，教師要增進與學生之間的交流，不僅要在學習上關注學生狀態還要再生活中關心學生，構建氛圍和諧的學習社區。

3.2 優化面向6G的智慧教學環境的深度學習的信息資源

在面向6G的智慧教學環境下，6G的高傳輸速率、覆蓋范圍廣以及網絡低延時等特點帶來的教育變革將會使新一代各種信息技術與教育融合對接：6G可以實現全息、全感官類的設施服務。6G的高傳輸率使得學習資源的獲取、下載的效率也提高了很多，面對獲取的學習信息資源存在以下問題：質量參差不齊、類型劃分雜亂、教學設計中缺乏教學互動體驗以及教學環節設置不夠人性化等因素使學習者難以利用有效的學習資源進行深度學習。如何選擇合適的學習資源和學習形式成為一個亟待解決的問題，在原有條件的支撐下，智慧教學管理系統應當通過學生的數據搜集反饋推薦智能化的、合適的教學資源，根據對學生對學習資源的需求進行學習資源的融合和整合，對相應的學習資源進行整理、改變和定期提升，提供優質的、個性化的學習資源。

3.3 構建面向6G的智慧教學環境的新型教學模式

面向6G的智慧教學環境在環境設計上應體現6G融合的特征，如：環境氛圍友好、學習空間多維、通信互動隨時、智能化泛在等。智慧教學環境通過6G技術實現教學環境智能化管理，優化教學環節和教學內容，合理開展教學交互，實時進行學習數據記錄與分析，可以有效支撐智慧教學，促進學習者進行深度學習，便利管理者進行智能化管理，推動教育教學改革，為培養智慧型人才服務。構建面向6G的智慧教學環境的教學模式：一是在教室端環境方面。注重智慧教室的設計，為多樣化教學提供足夠的資源空間。二是在智慧教學系統設計方面。積極引進先進教學管理端的智慧教學系統，對學習情況進行數據采集及分析，進行學情反饋從而得到教學反思以及相應的策略。三是建設豐富的智慧教學資源平臺。該資源平臺的課程資源可以隨時共享，研發精品和優質的線上課程學習資源，解決過多學習資源冗余和質量參差不齊等問題，為學習者個性、自主化學習提供精準優質的資源。

3.4 加強面向6G的智慧教學環境下大學生深度學習的需求分析

6G技術與高校智慧教學環境的融合要以引發學生高階思維能力為導向，從教學環境、教師教學和學生學習等多方面進行綜合考慮，以促進學生的深度學習為目的設計更加人性化、個性化、智能化的教學環境。在教育教學開展過程中，立足于學生已具備的學習經驗和知識水平，引導學生從原有的基點中“延伸出”新的知識。在深度學習中，也要注重學生學習時的個性需求，增進與學生的交流互動。通過6G技術下支持的識別模式與AI技術，云數據計算學習者的學習狀態以分析學習者學習需求，再通過智能教學測評及時分析數據總結，實時關注學習者學習動態分析學習者學習需求。

4 結束語

當今教學開展離不開智慧教學環境的輔助作用，6G技術的融合與智慧教學環境的發展對大學生的深度學習有很大的支撐作用，智慧教育的實踐需要以智慧教學環境作為基礎支撐，6G支撐下的智慧教學環境與深度學習模式進行深入融合也將是必然的，加速6G在教育教學上的改革，探究更多基于6G的智慧教學環境在深度學習上的應用策略將是下一步重點研究所在。