技術賦能教育空間智慧

郁曉華

技術賦能是未來學校空間或教育（學習）空間發展不可規避的重要推動力。對這一主題，早期的研究可回溯到2000年美國麻省理工學院開展的TEAL（Technology Enabled Active Learning）實踐項目。20多年后，在人工智能和智慧教育的背景需求下，新的發展點在哪里？技術又如何實現對空間智慧的賦能？

學習空間新的發展點在哪里

在回答上述問題之前，我們先厘清一下學校空間、教育空間、學習空間這幾個不同的概念。相對于學校空間，教育空間的場域顯然超越了學校的范疇，不僅體現了學校與社區、家庭的互融，還意味著虛實空間的互嵌。教育空間雖然也涉及物理空間的布局與功能，但更多的是不同角色進入后帶來的關系改變，以及通過技術實現的無邊界場域。由于“以學為中心”“學生為主體”等育人理念的轉變，教育空間很多時候又被稱為學習空間。

所以，20年前的未來學習空間設計就始于如何增強學生的主動學習。那么，與當前學習空間變革的研究相比，哪些變了？哪些沒變？比如美國麻省理工學院的TEAL教室，同一時期的還有日本東京大學的“KALS”，加拿大麥吉爾大學的“ALCs”等。在這些學習空間設計中，我們不難發現仍然不變的變革因素有室內物理環境（包括空間大小、聲音、光線、空氣質量、色彩等），和教室布局與靈活的家具（如可移動拼接的桌子、輪式書架、椅子和其他家具、裝飾等）。而變化了的變革因素則是空間功能的打造和技術融入的程度。

當前教育空間的功能目標由以往的能讓學生更好學習，轉變為要兼顧學習、交流、娛樂、休閑等多種用途。一個典型的空間分區包括6個區域，分別是探究區、思考區、互動區、合作區、創造區、展示區。每個區代表一種教學理念，并提供最適合促進這些教學理念的實施設備。如探究區，就是為了培養學生的批判思維能力，在空間設計上主要是提供靈活的家具和便捷訪問真實生活數據及分析工具等。

以往技術的融入主要是支持學習的顯示與交互等，現在則要求技術能夠參與學習的全過程，賦能空間智慧。體現空間智慧的描述很多，如多功能復用、泛在的連通、充分的互動、高效的管理、精準的診斷、個性化的服務、人機協同創新等。

學習空間中的技術如何使空間變得智慧

圍繞如何搭建智慧的學習空間，近年來國內外開展了不少研究項目，也出臺了豐富的研究成果。北京師范大學未來教育高精尖創新中心編寫的《未來學校學習空間藍皮書》闡述了學習空間中的五類技術，包括交互支持、協作支持、教學管理、數據分析和學科工具。這些技術如何使空間變得智慧呢？我們可以從場景、設施、體驗和交互四個維度切入。

從場景維度，可以借鑒2021年7月歐盟“諾維加多”項目所發布的《學習空間創新指南》中的六個未來學習場景。六個場景包括“專家”場景、“基于項目的學習輪”場景、“協作閱讀”場景、“展會式項目評估”場景、“知識市場”場景和“移動式辯論”場景。不同場景對技術支持提出不同程度的需求。

以專家場景和基于項目的學習輪場景為例。專家場景的目標是培養學生的合作技能和自我效能感，主要為小組活動，所以需要較為寬敞的空間，同時還要保證小組之間互不影響，盡可能保證空間的安靜，所以像走廊、休息室等都可以成為選擇。此外還需要便于小組靈活組合的移動桌椅，以及討論活動所需的技術支持工具，如計算機、移動設備、白板等。基于項目的學習輪場景的目標是創建一個用于分享學習機會的最終產品，包括夢想、探索、制圖、制作、詢問、再造、展示七個階段。各個階段需要不同的空間配置。在“夢想”階段，只需要有單獨的座椅即可；在“探索”階段，需要有小組桌、計算機、可訪問的外部資源（如圖書館），甚至戶外空間；在“制圖”階段，需要有小組可以安靜討論和作出選擇的空間；在“制作”階段，需要更大的小組桌、創客空間、視頻實驗室等；在“詢問”階段，需要主廳、白板、椅子等；“再造”階段的空間需求與“制作”階段相同；在“展示”階段，需要可以依次展出作品的場所。

從設施維度，技術賦能空間最基礎的支持層次就是提供電源、網絡和WIFI等，再就是提供創作或展示的設備，比如電腦、投影、交互白板，以及創作或溝通的軟件工具，最高層次就是打造專用或創新的物理空間。它們有著各種各樣的稱呼，比如共享學習空間、學習實驗室、信息共享空間、創客空間、STEM實驗室、數字創新中心、人工智能創新實驗室等。但從本質上講，這些專用或創新的學習空間依然是一個計算機實驗室。當然，在這些技術設備中，有一類非常特殊的設備，那就是教育機器人。

但技術賦能空間真正的創新點卻是在虛擬空間和混合空間的創建上，使得空間打破了物理的限制，學習有了更多可能。比如一個典型的混合學習空間，教室里配備了攝像頭和視頻會議系統后，學生可以親臨課堂也可遠程參與，和本地班級的同學一道聽取老師的實時授課，并開展教學互動。

從體驗的維度來說，技術賦能空間可從空間氛圍感和沉浸感的營造兩個角度切入。氛圍感需要展現一種場景精神，即學生能輕松感知校園空間的功能服務，明確空間是封閉式的還是開放型的，是提供給個體學習的還是合作學習的，有沒有視聽支持等。同時，空間的造型和裝飾等，也要讓學生獲得一種認同感和歸屬感。

沉浸感是空間引入視覺、聲音、觸覺、運動等多種感知技術，使得個體的學習體感得以增強。沉浸式體驗的早期特征可簡化為SoLoMo，由“Social”（社交的）、“Local”（本地的）、“Mobile”（移動的）三個含義組合而成，新的發展由虛擬現實技術開始，慢慢向增強現實、混合現實技術發展，教育元宇宙就是這些技術應用的集成。沉浸感的類型，我們可以從學習者的部分或全部沉浸，以及學習環境的虛實情況兩個維度，劃分為四個象限。其中，最有魅力的地方是不同象限之間的交叉邊界。但無論是氛圍感還是沉浸感，空間體驗維度賦能的重點是要給予學習者充分的主控權。

從交互維度，技術賦能空間智慧可體現在主動感知、數據啟示和智能代理三個層次上。主動感知就是空間通過智能傳感設備獲知周邊的各種情境信息，比如位置、時間、身份等，然后借助一定的算法對這些信息加以理解和解釋，最后再將結果以不同形式投射到活動系統中，作為空間超前思考和未來預測，提供主動服務的依據。數據啟示則包括了多模態數據的拾取、自動的行為檢測和智能的學習分析幾個關鍵環節。智能代理就是一個能感知環境，自主運行并完成預先寫好的目標的計算機實體。在學習空間中可以充當導師、學伴、助理、管家等，可以是有形的或無形的，也可以是虛擬的或實體的。

總體而言，我們可以用拉德克利夫的PST框架來思考技術賦能空間智慧的設計。PST，即Pedagogy—Space—Technology，也就是教育—空間—技術框架。基于這一框架，在技術的賦能路徑中，教育要素包含多個目標取向維度。以學習取向為例，在空間開展的學習活動可以有探究、思考、互動、合作、創作、展示等。空間要素的設計元素包括布局、聲光、教具、裝飾、設備等。技術要素的賦能可從提升學習體驗，增強教管效率和利用人機協同智慧三大維度思考，核心抓手可以有場景精神、主動感知、虛實混融、數據啟示和自適應等。

我們可以從不同視角進行空間設計。如果從教育視角切入，即想要實現什么類型的教與學，指向的是培育未來的學生能力和素養，技術是一種被動式的賦能；如果從技術視角切入，即哪些技術在促進教與學方面最有效，指向的是空間的智慧化升級，技術是一種主動式的賦能。這兩種視角的本質都是把人的智慧轉變為物的智慧。

但要實現這些，有一點需要明確，那就是空間智慧的實現不一定非要用到技術。最美的空間愿景是虛實混融的學習體驗和人機協同的空間智慧，而這一切也需要同時提升教師的學習空間素養。

責任編輯：邢曉鳳

讀編往來

讀《教育家》2023年1月第4期，我印象最深刻的文章是《教育數字化是一場由物及人的內生革新》。

誠如本文所言，現實中存在的校園邊界、學科邊界、現實邊界等在某種程度上制約了人才培養的成效，教育數字化轉型使得突破學習邊界成為可能，并且極大地提升了教育的公平性和均衡性。從數字化資源的宏觀層面和供給側來看，教育數字化不僅讓學生的發展獲得了更多可能，青年教師也在此過程中獲益匪淺。數字化學習資源更成為我專業學習和能力提升的法寶，為我隨時隨地學習提供了極大便利。

從數字化資源的微觀層面和需求側來看，海量的數字化資源其實對教師提出了更高的要求，尤其是對信息的甄別和管理能力，要想找出符合自身定位、契合自身實際需求、適合自身當前發展階段、有助于啟發和解決自身實踐中具體問題的內容還是相當有難度的。

數字化資源是一柄雙刃劍。對于青年教師而言，應該靜下心來認真思考，如何讓數字化學習資源變成自身發展的有益價值，使自身超越日常瑣碎的工作，發現成長的方向、收獲前行的動力；而不是任由數字資源拉扯自己的思緒，仿佛學了很多也經歷了很多，可留在自己長時記憶中的內容卻很少，甚至想將其留在工作記憶里都成了一種奢侈。

（連云港工貿高等職業技術學校? 榮光耀）