數(shù)字化轉(zhuǎn)型期“省—縣—校”人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境：特征要素與架構(gòu)設(shè)計(jì)

摘要：雖然新一代數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展與應(yīng)用推動(dòng)了教育領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，不僅引發(fā)傳統(tǒng)教育形態(tài)的演化與變革，也催生了融合機(jī)器智能和人類(lèi)智慧的人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境，但數(shù)字化轉(zhuǎn)型期人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境的研究大多關(guān)注于微觀層面的課堂教學(xué)，如何聚焦中觀層面進(jìn)行有效銜接的架構(gòu)設(shè)計(jì)有待進(jìn)一步探索?；诖?，文章首先基于教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景的深入分析，指出人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境構(gòu)建的重要意義。然后，文章通過(guò)闡明人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境的核心特征和要素結(jié)構(gòu)，聚焦中觀層面勾勒出“省—縣—?！比藱C(jī)協(xié)同教育環(huán)境構(gòu)建的頂層模型。最后，文章結(jié)合數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求，分別從省域、縣域、學(xué)校三個(gè)層面設(shè)計(jì)人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境架構(gòu)，并闡述了不同架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)路徑、協(xié)同需求及應(yīng)用案例，以期為數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境的研究和實(shí)踐提供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化轉(zhuǎn)型；人機(jī)協(xié)同；教育環(huán)境；教育形態(tài)

【中圖分類(lèi)號(hào)】G40-057 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【論文編號(hào)】1009—8097（2023）06—0044—10"【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2023.06.005

如今，智能技術(shù)正在推動(dòng)教育的全面數(shù)字化轉(zhuǎn)型，這一過(guò)程離不開(kāi)技術(shù)，也離不開(kāi)人，只有實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互、人機(jī)協(xié)同，才能真正將教育數(shù)字化的功能發(fā)揮出來(lái)^[1]。由此，人機(jī)協(xié)同的教育環(huán)境建設(shè)成為教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要推進(jìn)路徑。而數(shù)字化轉(zhuǎn)型涉及教育領(lǐng)域的方方面面，人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境不僅需要關(guān)注微觀層面的課堂教學(xué)，更需要從省域、縣域和學(xué)校等中觀層面為教育需求側(cè)提供全方位適需服務(wù)，這也是提高數(shù)字化教育生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)水平的迫切需求。基于此，本研究聚焦于數(shù)字化轉(zhuǎn)型期人機(jī)協(xié)同技術(shù)如何賦能教育環(huán)境的發(fā)展革新，探究設(shè)計(jì)“省—縣—校”人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境架構(gòu)以滿(mǎn)足不同層面的教育需求，以期推動(dòng)教育的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展。

一 數(shù)字化轉(zhuǎn)型期“省—縣—校”人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境構(gòu)建的現(xiàn)實(shí)意義

1 國(guó)家數(shù)字戰(zhàn)略的內(nèi)在要求

為迎接數(shù)字技術(shù)帶來(lái)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，2021年我國(guó)把“加快數(shù)字化發(fā)展建設(shè)數(shù)字中國(guó)”的數(shù)字化戰(zhàn)略寫(xiě)進(jìn)“十四五”規(guī)劃，而建設(shè)一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)字中國(guó)必然需要一種高度適應(yīng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的數(shù)字教育作支撐^[2]，由此我國(guó)圍繞教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型展開(kāi)了一系列規(guī)劃部署，如2021年中共中央辦公廳印發(fā)《“互聯(lián)網(wǎng)+教育”發(fā)展意見(jiàn)》，明確提出推進(jìn)數(shù)字校園建設(shè)、建立數(shù)字學(xué)習(xí)檔案、豐富數(shù)字教育資源、加強(qiáng)教育數(shù)據(jù)治理等數(shù)字化轉(zhuǎn)型任務(wù)；同年，教育部發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)教育新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)構(gòu)建高質(zhì)量教育支撐體系的指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出要以教育新基建促進(jìn)線(xiàn)上線(xiàn)下教育融合發(fā)展，推動(dòng)教育數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級(jí)、融合創(chuàng)新，支撐教育高質(zhì)量發(fā)展^[3]；聯(lián)合國(guó)教科文組織也在2021年發(fā)布《人工智能與教育：政策制定者指南》，指出要確保每個(gè)人具備人工智能時(shí)代所需的價(jià)值觀、知識(shí)與技能，使其能夠在生活、工作與學(xué)習(xí)中進(jìn)行有效的人機(jī)協(xié)同。由此可見(jiàn)，我國(guó)要實(shí)現(xiàn)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型與智能升級(jí)戰(zhàn)略，需要積極推進(jìn)教育新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，優(yōu)化人工智能教育應(yīng)用^[4]，加快人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境建設(shè)。其中，涉及省域、縣域、學(xué)校等層面的人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境建設(shè)是我國(guó)以教育新基建推進(jìn)數(shù)字轉(zhuǎn)型中的關(guān)鍵要素，并且教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的系列實(shí)踐也要在“省—縣—?！苯逃h(huán)境內(nèi)加以實(shí)施與檢驗(yàn)。因此，“省—縣—?！比藱C(jī)協(xié)同教育環(huán)境建設(shè)成為未來(lái)教育數(shù)字化戰(zhàn)略實(shí)施的重要內(nèi)容，也是國(guó)家教育發(fā)展的內(nèi)在要求。

2 數(shù)字教育生態(tài)的發(fā)展需求

教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型以數(shù)字教育環(huán)境為主要載體，以人工智能、大數(shù)據(jù)等為代表的數(shù)字技術(shù)使教育環(huán)境由單一的物理環(huán)境延伸至多元的虛擬環(huán)境，改變了教育結(jié)構(gòu)、資源分布、教育環(huán)境空間及教育關(guān)系，其賦能教育全要素、全流程、全業(yè)務(wù)和全領(lǐng)域的深刻變化，引發(fā)教育系統(tǒng)性的創(chuàng)新和變革^[5]，促使基于人機(jī)協(xié)同的自適應(yīng)和個(gè)性化學(xué)習(xí)新樣態(tài)的生成，形成聯(lián)通、開(kāi)放、協(xié)同的新型數(shù)字化教育生態(tài)。因此，教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型事關(guān)教育領(lǐng)域全方位、多層次的變革發(fā)展，不應(yīng)局限于某一局部、單一層面的變化，而是需要從整體系統(tǒng)的視角以生態(tài)化戰(zhàn)略推動(dòng)面向未來(lái)的教育生態(tài)發(fā)展。為了滿(mǎn)足數(shù)字教育生態(tài)的發(fā)展需求，需要將5G、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等數(shù)字技術(shù)置于“省—縣—?！辈煌瑢用嫒诤系臄?shù)字教育環(huán)境之中，通過(guò)構(gòu)建三級(jí)垂直治理結(jié)構(gòu)，建立從省域到縣域再到學(xué)校的人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境，打造“省—縣—?！比?jí)層面在網(wǎng)絡(luò)連接、平臺(tái)互通、資源共享等方面協(xié)調(diào)發(fā)展、一體相聯(lián)的數(shù)字教育生態(tài)系統(tǒng)，以促進(jìn)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型中各層級(jí)、各主體的參與。同時(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)賦能決策與人機(jī)協(xié)同可為“省—縣—校”教育生態(tài)發(fā)展提供全方位的適需服務(wù)，有助于建設(shè)一個(gè)體系完善、全面優(yōu)化和可持續(xù)發(fā)展的數(shù)字教育生態(tài)，為構(gòu)建全納性、高質(zhì)量的教育體系服務(wù)。

二 數(shù)字化轉(zhuǎn)型期“省—縣—校”人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境的特征要素與頂層設(shè)計(jì)

1 人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境的核心特征

（1）群智協(xié)同：賦能人機(jī)智慧融匯相長(zhǎng)

人類(lèi)智慧一般體現(xiàn)在知識(shí)、認(rèn)知、預(yù)知以及社會(huì)交流等深層次理解學(xué)習(xí)方面，機(jī)器智慧在大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算方面更具優(yōu)勢(shì)，因此，人類(lèi)智慧和機(jī)器智慧在不同領(lǐng)域可融合互補(bǔ)、共同發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢(shì)，產(chǎn)生超越人類(lèi)智慧和機(jī)器智能本身的群體智慧。新一代智能技術(shù)的飛速發(fā)展將進(jìn)一步推動(dòng)高智慧機(jī)器的出現(xiàn)^[6]，當(dāng)機(jī)器擁有智慧之后，人與“機(jī)器”的協(xié)同將超越一般意義上的人與器物間的使動(dòng)關(guān)系，形成人與智能機(jī)器之間相輔相成、共同發(fā)展的融合關(guān)系。其中，應(yīng)用于教育領(lǐng)域的機(jī)器智慧在“了解”學(xué)生的同時(shí)，還有助于構(gòu)建智能學(xué)習(xí)環(huán)境，規(guī)劃學(xué)習(xí)路徑、推送學(xué)習(xí)資源、提供精準(zhǔn)評(píng)價(jià)反饋等^[7]，而學(xué)生的智慧將側(cè)重于在機(jī)器智慧的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新，面對(duì)錯(cuò)綜復(fù)雜的問(wèn)題做出科學(xué)準(zhǔn)確的決策。

（2）多元主體：激發(fā)人機(jī)交互角色轉(zhuǎn)變

人是具有社會(huì)角色的獨(dú)立個(gè)體，而智能機(jī)器同樣被期望擁有具備類(lèi)似人的社交屬性。只有把智能機(jī)器作為教育過(guò)程的主體角色存在進(jìn)行設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，學(xué)生才能在與智能機(jī)器協(xié)同交互的過(guò)程中得以發(fā)展，促使其不斷提升知識(shí)技能、高階思維和綜合素養(yǎng)等。在人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境中，教師角色定位將會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變，關(guān)于教師的育人、規(guī)則制定執(zhí)行和知識(shí)啟發(fā)引導(dǎo)角色越來(lái)越重要，教學(xué)模式也將趨向教師與機(jī)器的協(xié)同教學(xué)^[8]。其中，交互是教學(xué)活動(dòng)的重要內(nèi)容，師生是傳統(tǒng)意義上的教學(xué)主體，當(dāng)智能產(chǎn)品擁有具備獨(dú)立處理教育信息的主體性角色時(shí)，就能參與師生之間的社會(huì)化交互，與師生共同構(gòu)成“學(xué)習(xí)共同體”的多元交互結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)多主體共同進(jìn)化。

（3）場(chǎng)域創(chuàng)生：拓展人機(jī)學(xué)習(xí)資源空間

在智能技術(shù)飛速發(fā)展的今天，教育場(chǎng)域不僅包含手機(jī)、電腦等智能終端的物理空間，還創(chuàng)生了能促進(jìn)學(xué)生和智能機(jī)器進(jìn)行知識(shí)體驗(yàn)分享和協(xié)同交互學(xué)習(xí)的人機(jī)場(chǎng)域。人機(jī)場(chǎng)域的主要特點(diǎn)是支持學(xué)生和智能機(jī)器的理論與實(shí)踐知識(shí)發(fā)展，是顯性知識(shí)內(nèi)化和隱性知識(shí)共享的協(xié)作學(xué)習(xí)場(chǎng)域。學(xué)生和智能機(jī)器可通過(guò)人機(jī)場(chǎng)域?qū)崿F(xiàn)各類(lèi)教學(xué)知識(shí)的生成和共享，例如在人機(jī)協(xié)同完成的智能虛擬手術(shù)中，虛擬手術(shù)室提供智能工具，智能機(jī)器通過(guò)給學(xué)生演示模擬和提示交流，幫助其順利操作虛擬醫(yī)學(xué)工具從而完成標(biāo)準(zhǔn)的手術(shù)^[9]。此外，由元宇宙創(chuàng)設(shè)的人機(jī)場(chǎng)域可突破平面結(jié)構(gòu)，構(gòu)建三維擬真的立體空間，這樣學(xué)生可以化身為虛擬世界的居民，通過(guò)平臺(tái)編輯和共享資源，以“分身在場(chǎng)”的形式，拓寬學(xué)習(xí)場(chǎng)域，獲得具身體驗(yàn)^[10]。

（4）數(shù)智融合：促進(jìn)人機(jī)評(píng)價(jià)精準(zhǔn)反饋

傳統(tǒng)性評(píng)價(jià)多關(guān)注于學(xué)生的知識(shí)掌握程度，大多依靠教師經(jīng)驗(yàn)和考試成績(jī)進(jìn)行總結(jié)性評(píng)價(jià)，這導(dǎo)致其缺少對(duì)學(xué)生動(dòng)態(tài)、科學(xué)和全面的過(guò)程性評(píng)價(jià)反饋，消解了學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)本身的價(jià)值。智能機(jī)器通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程中的認(rèn)知、情緒、行為等多模態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可呈現(xiàn)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展、創(chuàng)新實(shí)踐、綜合素質(zhì)等傳統(tǒng)評(píng)價(jià)關(guān)注不足的方面，有助于更客觀、精準(zhǔn)地對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)與反饋。因此，人機(jī)協(xié)同評(píng)價(jià)可借助智能機(jī)器和教師智慧的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，在一定程度上克服傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方式下數(shù)據(jù)來(lái)源有限、評(píng)價(jià)主體單一、過(guò)程評(píng)價(jià)忽視等局限^[11]。此外，人機(jī)協(xié)同理念下的教育評(píng)價(jià)注重以教育過(guò)程數(shù)據(jù)為核心，協(xié)同多方展開(kāi)多元化評(píng)價(jià)。學(xué)生通過(guò)智能機(jī)器和教師的雙重評(píng)價(jià)反饋可及時(shí)洞悉自我學(xué)習(xí)水平，形成合理的學(xué)習(xí)預(yù)期，進(jìn)而優(yōu)化改進(jìn)學(xué)習(xí)策略。

2 “省—縣—校”人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境的要素結(jié)構(gòu)

人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境的關(guān)鍵要素顧名思義是“人”和“機(jī)”，重要過(guò)程是協(xié)同教學(xué)^[12]，“人”主要指向?qū)W生、教師和教育管理者，“機(jī)”則由硬件設(shè)施（如高清攝像、可穿戴設(shè)備、智能終端等）和智能技術(shù)（如學(xué)習(xí)分析、情感計(jì)算、人工智能等）構(gòu)成，協(xié)同教學(xué)主要包括教師、學(xué)生和教育管理者協(xié)同參與的教學(xué)活動(dòng)、學(xué)習(xí)活動(dòng)和教育管理活動(dòng)。基于此，本研究構(gòu)建了人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境的要素結(jié)構(gòu)，如圖1所示。其中，以往人機(jī)協(xié)同教育相關(guān)研究多關(guān)注于微觀層面課堂教學(xué)環(huán)境中的應(yīng)用實(shí)踐，強(qiáng)調(diào)教師與機(jī)器的協(xié)同分工，若將人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境置于“省—縣—?！敝杏^層面的實(shí)踐背景下，其涉及的要素結(jié)構(gòu)將在教學(xué)活動(dòng)、學(xué)習(xí)活動(dòng)、教育管理活動(dòng)上呈現(xiàn)出各自的區(qū)別與聯(lián)系。

（1）“省—縣—?！比藱C(jī)協(xié)同教學(xué)活動(dòng)：以提升教學(xué)能力為導(dǎo)向保障教學(xué)質(zhì)量

人機(jī)協(xié)同支持下的教學(xué)活動(dòng)聚焦于增強(qiáng)教師信息化教學(xué)能力，促使教育者和智能機(jī)器優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、協(xié)同合作，共同促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提升。其中，教學(xué)活動(dòng)中的“省—縣—?！比藱C(jī)協(xié)同體現(xiàn)在：①在省域?qū)用妫ㄟ^(guò)加快數(shù)字技術(shù)與教育教學(xué)的融合應(yīng)用，借助各類(lèi)教學(xué)平臺(tái)、智能系統(tǒng)推進(jìn)教師基于網(wǎng)絡(luò)空間開(kāi)展教研活動(dòng)，促進(jìn)教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展和信息素養(yǎng)提高，實(shí)施省域網(wǎng)絡(luò)同步課堂的規(guī)?；瘧?yīng)用，積極推廣適切性教育數(shù)字資源全覆蓋，以推動(dòng)省域教育的高質(zhì)量發(fā)展。②在縣域?qū)用?，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使縣城的優(yōu)質(zhì)學(xué)校帶動(dòng)偏遠(yuǎn)的薄弱學(xué)校，實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀師資力量和優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源共享，整體提升縣域教育教學(xué)質(zhì)量和教師教學(xué)能力，推動(dòng)優(yōu)質(zhì)均衡的基礎(chǔ)教育發(fā)展^[13]。③在學(xué)校層面，憑借人工智能擁有的強(qiáng)大數(shù)據(jù)和信息的自動(dòng)化獲取、感知、處理和決策能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)過(guò)程的動(dòng)態(tài)監(jiān)控與分析，使其能夠在較多方面支持和強(qiáng)化教師的教學(xué)工作^[14]。

（2）“省—縣—校”人機(jī)協(xié)同學(xué)習(xí)活動(dòng)：以滿(mǎn)足學(xué)習(xí)需求為抓手提供個(gè)性服務(wù)

現(xiàn)有教育中標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化的學(xué)習(xí)內(nèi)容供給難以滿(mǎn)足學(xué)生的實(shí)際需要，人機(jī)協(xié)同支持下的學(xué)習(xí)活動(dòng)將為學(xué)生提供更好的學(xué)習(xí)服務(wù)和體驗(yàn)，助推學(xué)生有效主導(dǎo)和調(diào)控學(xué)習(xí)進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)真正意義上的個(gè)性化學(xué)習(xí)。其中，學(xué)習(xí)活動(dòng)中的“省—縣—?！比藱C(jī)協(xié)同體現(xiàn)在：①在省域?qū)用妫〖?jí)數(shù)字學(xué)習(xí)平臺(tái)結(jié)合圖書(shū)館、博物館等現(xiàn)實(shí)教育資源，通過(guò)智能技術(shù)支持各類(lèi)學(xué)生在虛擬和現(xiàn)實(shí)疊加的新型空間中開(kāi)展多樣化學(xué)習(xí)活動(dòng)，以提升教育服務(wù)的供給水平；通過(guò)建設(shè)全民數(shù)字學(xué)習(xí)空間、可信數(shù)字學(xué)習(xí)檔案等推進(jìn)各類(lèi)學(xué)習(xí)成果大數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯聚，促進(jìn)終身學(xué)習(xí)體系構(gòu)建。②在縣域?qū)用?，不僅深度耦合對(duì)接省域數(shù)字學(xué)習(xí)平臺(tái)，還結(jié)合區(qū)域特色資源和本土文化理念，利用各類(lèi)智能技術(shù)積極豐富縣域?qū)W習(xí)平臺(tái)建設(shè)內(nèi)容，拓展全民數(shù)字學(xué)習(xí)空間范圍。③在學(xué)校層面，通過(guò)智能技術(shù)構(gòu)建支持深度學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、泛在學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)場(chǎng)景，滿(mǎn)足學(xué)生在不同場(chǎng)景下的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，并為其提供有針對(duì)性的學(xué)業(yè)輔助和及時(shí)精準(zhǔn)的學(xué)習(xí)支持服務(wù)。

（3）“省—縣—?！比藱C(jī)協(xié)同教育管理：以增強(qiáng)科學(xué)決策為關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)教育智治

教育管理活動(dòng)作為教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的組織層面的實(shí)踐場(chǎng)域^[15]，所涉及的教育管理和教育決策場(chǎng)景下的人機(jī)協(xié)同已日益顯現(xiàn)出其重要性。其中，教育管理活動(dòng)中的“省—縣—?！比藱C(jī)協(xié)同體現(xiàn)在：①在省域?qū)用?，通過(guò)人機(jī)協(xié)同助力政府更好地統(tǒng)籌規(guī)劃省域教育發(fā)展的規(guī)模、速度、結(jié)構(gòu)和效益，這有利于政府加強(qiáng)對(duì)教育的監(jiān)督控制，減少執(zhí)行偏差，促進(jìn)各類(lèi)統(tǒng)建系統(tǒng)的架構(gòu)治理和數(shù)據(jù)共享，真正實(shí)現(xiàn)教育智治。②在縣域?qū)用妫M織與管理者要有效落實(shí)頂層設(shè)計(jì)政策，根據(jù)區(qū)域教育發(fā)展需求統(tǒng)籌數(shù)字化資源與環(huán)境建設(shè)，完善教育管理制度，充分利用智能技術(shù)建設(shè)具有本土特色的數(shù)字化教育資源庫(kù)和服務(wù)平臺(tái)，滿(mǎn)足本地區(qū)教學(xué)與管理的實(shí)際需要。③在學(xué)校層面，通過(guò)基礎(chǔ)設(shè)施完善、業(yè)務(wù)系統(tǒng)集成、數(shù)據(jù)資源整合等數(shù)字化校園建設(shè)措施，滿(mǎn)足精準(zhǔn)教學(xué)、智慧管理、高效服務(wù)等不同教學(xué)管理需求，推動(dòng)學(xué)校常態(tài)智能化管理和科學(xué)化決策。

3 “省—縣—校”人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境的頂層設(shè)計(jì)

數(shù)字化轉(zhuǎn)型期“省—縣—?！比藱C(jī)協(xié)同教育環(huán)境建設(shè)，不僅要借助智能設(shè)備和數(shù)字技術(shù)從教學(xué)活動(dòng)、學(xué)習(xí)活動(dòng)、教育管理活動(dòng)各方面協(xié)調(diào)教育利益相關(guān)者需求，還要圍繞人機(jī)智慧協(xié)同相長(zhǎng)、人機(jī)角色協(xié)同互動(dòng)、人機(jī)場(chǎng)域協(xié)同共享、人機(jī)評(píng)價(jià)協(xié)同反饋特征，聚焦省域、縣域和學(xué)校不同層面的發(fā)展需求，優(yōu)化人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境的系統(tǒng)架構(gòu)。本研究構(gòu)建的數(shù)字化轉(zhuǎn)型期“省—縣—?！比藱C(jī)協(xié)同教育環(huán)境的頂層模型，如圖2所示。其中，數(shù)字化技術(shù)、數(shù)字化思維、數(shù)字化認(rèn)知不僅是教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的體制機(jī)制、組織架構(gòu)、方式流程、手段工具進(jìn)行全方位系統(tǒng)性重塑的關(guān)鍵所在，也是人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境構(gòu)建的內(nèi)驅(qū)動(dòng)力和基礎(chǔ)需求。此模型通過(guò)省域頂層規(guī)劃、縣域統(tǒng)籌管理、學(xué)校實(shí)踐創(chuàng)新三方面協(xié)同關(guān)聯(lián)，可推進(jìn)人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境走向系統(tǒng)化、一體化構(gòu)建。其中，省域?qū)用鎻?qiáng)調(diào)轉(zhuǎn)型頂層規(guī)劃，緊抓教育智治、科學(xué)決策、教育統(tǒng)管、綜合應(yīng)用等關(guān)鍵基礎(chǔ)體系建設(shè)，縣域?qū)用鎸?shí)現(xiàn)統(tǒng)籌管理需從均衡發(fā)展、個(gè)性服務(wù)、功能集成、資源共享等方面搭建業(yè)務(wù)平臺(tái)，學(xué)校層面則主要從精準(zhǔn)教學(xué)、智慧學(xué)習(xí)、多元評(píng)價(jià)、精益管理等方面落實(shí)數(shù)字轉(zhuǎn)型應(yīng)用實(shí)踐。

三 數(shù)字化轉(zhuǎn)型期“省—縣—校”人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境架構(gòu)

近年來(lái)，為貫徹落實(shí)國(guó)家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略與教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃，各地正積極推進(jìn)區(qū)域數(shù)字化教育環(huán)境建設(shè)，而不同層級(jí)區(qū)域在建設(shè)中有其自身目標(biāo)和需求導(dǎo)向。由此，本研究基于人機(jī)協(xié)同視角，細(xì)化設(shè)計(jì)了面向“省—縣—?！比?jí)層域的教育環(huán)境架構(gòu)，為不同區(qū)域教育數(shù)字化環(huán)境的改善和優(yōu)化提供參考，進(jìn)一步推進(jìn)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型與教育變革創(chuàng)新。

1 省域人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境：著眼頂層系統(tǒng)設(shè)計(jì)與基礎(chǔ)服務(wù)體系建設(shè)

省域教育的發(fā)展具有較強(qiáng)的自主決策權(quán)和調(diào)控權(quán)，同時(shí)也面臨著教育治理中各類(lèi)繁雜的挑戰(zhàn)^[16]。因此，構(gòu)建省域人機(jī)協(xié)同環(huán)境需要對(duì)教育治理的體制機(jī)制、工作流程、手段工具等進(jìn)行系統(tǒng)性重塑，為促進(jìn)教育領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型賦能助力，其人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境架構(gòu)如圖3所示。

在該架構(gòu)中，省域人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境建設(shè)要以教育數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系為保障，以省域教育大數(shù)據(jù)倉(cāng)、省域教育云網(wǎng)端一體化和應(yīng)用場(chǎng)景為內(nèi)部結(jié)構(gòu)創(chuàng)建人工智能教育大腦進(jìn)行教育智治，為政府、學(xué)校、社會(huì)等相關(guān)服務(wù)主體的教育需求提供便利，最終實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)同目標(biāo)，推動(dòng)教育實(shí)踐不斷前進(jìn)變革。為此，首先架構(gòu)設(shè)計(jì)要以滿(mǎn)足教育環(huán)境中服務(wù)主體的實(shí)際需求為基礎(chǔ)，通過(guò)實(shí)現(xiàn)用戶(hù)主體、應(yīng)用場(chǎng)景之間的高度匹配提高教育服務(wù)供需的效率和精準(zhǔn)度，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)、精準(zhǔn)化教學(xué)、智能化教育管理的目標(biāo)。其次，面向政府部門(mén)利益相關(guān)者，人工智能教育大腦可聯(lián)通省域教育大數(shù)據(jù)和助力教育信息自動(dòng)化處理，兼顧下級(jí)區(qū)縣本地化情況和各級(jí)各類(lèi)學(xué)校的需求，促進(jìn)省域教育組織群體之間協(xié)同決策，為政府部門(mén)在教育治理方面提供公平與效能的決策支持；面向?qū)W校各類(lèi)利益相關(guān)者，人工智能教育大腦通過(guò)師生知識(shí)背景、辦學(xué)狀況、綜合成績(jī)等數(shù)據(jù)融合處理，形成學(xué)校、教師、學(xué)生等群體用戶(hù)畫(huà)像體現(xiàn)省域數(shù)字化教育質(zhì)量綜合管理，并且覆蓋不同應(yīng)用場(chǎng)景需求，促進(jìn)學(xué)校特色發(fā)展、教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展、學(xué)生智慧發(fā)展；面向社會(huì)各界利益相關(guān)者，人工智能教育大腦促進(jìn)群體間的協(xié)同共享和教育資源服務(wù)的集約式供給，縮小區(qū)域內(nèi)教育資源和質(zhì)量差距，體現(xiàn)不同群體行為意志，促使家長(zhǎng)、企業(yè)、公眾等不同群體積極參與到教育治理中，推動(dòng)省域教育治理體系間的良性互動(dòng)與共生^[17]。最終，通過(guò)政府、學(xué)校、社會(huì)三級(jí)服務(wù)主體之間的聯(lián)通、共享、互動(dòng)，形成協(xié)同共治的省域人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境。在此過(guò)程中，人工智能教育大腦通過(guò)服務(wù)各類(lèi)主體使其創(chuàng)新智慧教育生態(tài)，通過(guò)數(shù)據(jù)反饋、教研學(xué)習(xí)、迭代優(yōu)化、趨勢(shì)預(yù)測(cè)等進(jìn)一步增強(qiáng)自身智能，達(dá)成人機(jī)智慧協(xié)同相長(zhǎng)。

此外，構(gòu)建省域教育大數(shù)據(jù)倉(cāng)可實(shí)現(xiàn)各類(lèi)教育數(shù)據(jù)資源的集成匯聚，促進(jìn)省倉(cāng)、縣倉(cāng)、校倉(cāng)之間教育數(shù)據(jù)的逐級(jí)提取與管理，從而形成滿(mǎn)足本省教育需要、覆蓋各學(xué)段教學(xué)管理、面向教育全過(guò)程的信息資源，促進(jìn)教育數(shù)據(jù)的循環(huán)流轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)教育數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)匯聚、智能治理、授權(quán)使用。此外，在省域教育環(huán)境中還需按照“多云融合、多網(wǎng)互通、多端智聯(lián)、應(yīng)用支撐、統(tǒng)一管控”原則，統(tǒng)籌建立省域教育云網(wǎng)端一體化實(shí)現(xiàn)教育統(tǒng)管。其中，“公有云”用于部署面向全省的共性化應(yīng)用系統(tǒng)，如教學(xué)資源管理系統(tǒng)、教務(wù)管理系統(tǒng)等；“私有云”用于部署面向縣區(qū)、學(xué)校的各種特色化應(yīng)用系統(tǒng)，以滿(mǎn)足縣區(qū)、學(xué)校的個(gè)性化發(fā)展需求^[18]。

有關(guān)人工智能教育大腦協(xié)同區(qū)域教育治理的相關(guān)應(yīng)用已逐步開(kāi)展。例如，2021年浙江省教育廳印發(fā)《數(shù)字社會(huì)未來(lái)教育重點(diǎn)場(chǎng)景工作指南（1.0版）》的通知^[19]，旨在促進(jìn)“教育大腦+智慧學(xué)習(xí)”落實(shí)未來(lái)社區(qū)、未來(lái)鄉(xiāng)村的要求以及推進(jìn)構(gòu)建未來(lái)教育重點(diǎn)場(chǎng)景，并重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了要打造“學(xué)在浙江”全民數(shù)字學(xué)習(xí)應(yīng)用，以有力支撐全生命周期教育公共服務(wù)跨部門(mén)協(xié)同。同年，浙江省教育廳發(fā)布的《浙江省教育領(lǐng)域數(shù)字化改革工作方案》也提到推動(dòng)線(xiàn)上線(xiàn)下業(yè)務(wù)協(xié)同，統(tǒng)籌建設(shè)教育行業(yè)云與教育網(wǎng)，形成教育行業(yè)云網(wǎng)端一體化的協(xié)同辦公平臺(tái)^[20]，通過(guò)實(shí)現(xiàn)教育數(shù)據(jù)在省、縣、校之間的互通共享，以促進(jìn)教育領(lǐng)域數(shù)字化改革。由此可見(jiàn)，數(shù)字化、智能化的省域人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境建設(shè)勢(shì)在必行，智能技術(shù)將協(xié)同教育需求從供給側(cè)為省域教育環(huán)境的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供全方位的適需服務(wù)。

2 縣域人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境：注重區(qū)域均衡發(fā)展與公共業(yè)務(wù)平臺(tái)搭建

教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型在縣域?qū)用娉浞职l(fā)揮優(yōu)勢(shì)，有助于促進(jìn)縣域義務(wù)教育優(yōu)質(zhì)均衡發(fā)展，助力教育公平，體現(xiàn)時(shí)代價(jià)值^[21]。縣域人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境主要以縣域智慧教學(xué)、縣域教育管理、縣域智能教研、縣域公共服務(wù)為核心要素，在縣域人機(jī)協(xié)同教育平臺(tái)的支持下實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教育資源共享互惠、轉(zhuǎn)化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)教學(xué)結(jié)構(gòu)重組與流程再造，提高縣域教育質(zhì)量，有效地滿(mǎn)足縣域用戶(hù)群體間與智能平臺(tái)的協(xié)同需求，其人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境架構(gòu)如圖4所示。

在該結(jié)構(gòu)中，縣域智慧教學(xué)、縣域教育管理、縣域智能教研和縣域公共服務(wù)應(yīng)體現(xiàn)人機(jī)協(xié)同功能，旨在實(shí)現(xiàn)數(shù)字技術(shù)與教學(xué)業(yè)務(wù)、教育管理業(yè)務(wù)、教研及培訓(xùn)業(yè)務(wù)、社會(huì)服務(wù)的深度融合，大力促進(jìn)數(shù)字化環(huán)境下師生的教與學(xué)活動(dòng)開(kāi)展，為教育管理者提供教育決策支持和教學(xué)質(zhì)量評(píng)測(cè)，幫助教研員和教師積極參與教學(xué)研究及進(jìn)修培訓(xùn)，同時(shí)滿(mǎn)足普通民眾對(duì)教育資源信息的交流互動(dòng)和通訊查詢(xún)需求，從而實(shí)現(xiàn)各類(lèi)用戶(hù)群體與其協(xié)同需求的精準(zhǔn)對(duì)接，滿(mǎn)足大眾教育個(gè)性化服務(wù)需求，縮小全縣各學(xué)校、各地區(qū)的教育水平差距。此外，縣域人機(jī)協(xié)同教育平臺(tái)作為縣域人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境構(gòu)建的中心環(huán)節(jié)，主要基于縣域教育大數(shù)據(jù)中心和“端（智能物聯(lián)網(wǎng)終端）—邊（邊緣計(jì)算）—云（云計(jì)算）—網(wǎng)（5G）—智（行業(yè)智能）”技術(shù)架構(gòu)，賦能人機(jī)協(xié)同，實(shí)現(xiàn)縣域教育環(huán)境變革所需的技術(shù)、服務(wù)和解決方案。教育平臺(tái)中“統(tǒng)一接入、統(tǒng)一認(rèn)證、統(tǒng)一平臺(tái)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)、統(tǒng)一防護(hù)”的集成管理模式既可以有效確保平臺(tái)運(yùn)行安全，也可以改善用戶(hù)學(xué)習(xí)體驗(yàn)和使用感受，同時(shí)也便于跟蹤用戶(hù)的學(xué)習(xí)狀況、評(píng)估資源的使用效益，不斷更新優(yōu)化縣域教育教學(xué)資源庫(kù)，并結(jié)合不同場(chǎng)景中各類(lèi)用戶(hù)應(yīng)用數(shù)據(jù)促進(jìn)機(jī)器算法的動(dòng)態(tài)調(diào)整和進(jìn)化升級(jí)，提高縣域教育信息化公共服務(wù)水平。

有關(guān)縣域人機(jī)協(xié)同教育平臺(tái)的建設(shè)已在部分縣市得以探索實(shí)踐。例如，麗水市依托“浙里辦”、“麗教釘”、麗水市教育資源公共服務(wù)平臺(tái)及統(tǒng)籌市縣兩級(jí)的教育大數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)了教育服務(wù)、教育管理、教學(xué)支撐三大領(lǐng)域的有效應(yīng)用^[22]，提升了組織管理、家?；?dòng)、數(shù)據(jù)采集共享等工作的協(xié)同性和有效性。此外，作為上海市首個(gè)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型實(shí)驗(yàn)區(qū)，長(zhǎng)寧區(qū)積極探索人機(jī)協(xié)同支持的教育可持續(xù)發(fā)展樣態(tài)。通過(guò)構(gòu)建基于數(shù)據(jù)協(xié)同、技術(shù)協(xié)同、應(yīng)用協(xié)同的智慧教育生態(tài)圈，建設(shè)“區(qū)—校”兩級(jí)部門(mén)協(xié)同的數(shù)字基座，擴(kuò)充標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)、開(kāi)放性接口數(shù)據(jù)和教育倉(cāng)庫(kù)數(shù)據(jù)等三類(lèi)數(shù)字資源，實(shí)現(xiàn)“智慧空間、智慧學(xué)習(xí)、智慧評(píng)價(jià)、智慧治理”四大功能轉(zhuǎn)型并打造N個(gè)教育應(yīng)用場(chǎng)景，來(lái)實(shí)現(xiàn)區(qū)域教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的“1234N”藍(lán)圖規(guī)劃^[23]。

3 學(xué)校人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境：落實(shí)教學(xué)管評(píng)轉(zhuǎn)型與數(shù)字應(yīng)用實(shí)踐創(chuàng)新

學(xué)校作為教育教學(xué)、人才培養(yǎng)的主陣地，在數(shù)字化轉(zhuǎn)型時(shí)期正面臨教、學(xué)、管、評(píng)等多樣化的教育場(chǎng)景新需求。為此，本研究通過(guò)構(gòu)建學(xué)校人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境，打破知識(shí)經(jīng)驗(yàn)、學(xué)習(xí)資源和管理數(shù)據(jù)的流通壁壘，優(yōu)化業(yè)務(wù)流程，為學(xué)校教育的決策層、管理層、操作層提供數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的支持服務(wù)，助力實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理和科學(xué)化決策^[24]，其人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境架構(gòu)如圖5所示。

在該架構(gòu)中，學(xué)校人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境的建設(shè)需要圍繞學(xué)生、家長(zhǎng)、管理者、教師等教育主體在教、學(xué)、管、考、評(píng)等教育場(chǎng)景方面與智能機(jī)器之間的協(xié)作交互展開(kāi)，進(jìn)而推動(dòng)精準(zhǔn)教學(xué)和智慧學(xué)習(xí)的校園實(shí)踐創(chuàng)新應(yīng)用。依據(jù)教育主體的各項(xiàng)需求可構(gòu)建人機(jī)協(xié)同教育應(yīng)用，如智能教研、家?；?dòng)，教務(wù)管理、虛擬校園等，可進(jìn)一步構(gòu)筑基于“學(xué)生—教師—家長(zhǎng)”多端聯(lián)動(dòng)的智慧教育學(xué)習(xí)社區(qū)環(huán)境。同時(shí)，學(xué)校人機(jī)協(xié)同學(xué)習(xí)環(huán)境將不再局限于傳統(tǒng)教室，還包括創(chuàng)客空間、多媒體數(shù)字閱讀館、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室等場(chǎng)所，從而滿(mǎn)足學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求。此外，學(xué)習(xí)人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境建設(shè)有賴(lài)于業(yè)務(wù)系統(tǒng)的協(xié)同管理、數(shù)據(jù)資源的匯集和基礎(chǔ)設(shè)施的支撐，其中業(yè)務(wù)系統(tǒng)主要用于協(xié)調(diào)、聯(lián)通學(xué)校內(nèi)的教學(xué)、科研、管理和服務(wù)各領(lǐng)域應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)，促進(jìn)業(yè)務(wù)管理的完善性和用戶(hù)服務(wù)的靈活性，構(gòu)建“一站式信息門(mén)戶(hù)”^[25]，為校園的智慧應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的業(yè)務(wù)運(yùn)行基礎(chǔ)；數(shù)據(jù)資源是指學(xué)校檔案庫(kù)、學(xué)習(xí)資源庫(kù)、開(kāi)放課程庫(kù)、教學(xué)信息庫(kù)，它們?nèi)鎱R集和存儲(chǔ)了學(xué)校教學(xué)、科研、管理和服務(wù)需求等各類(lèi)數(shù)據(jù)，為滿(mǎn)足師生的教學(xué)科研活動(dòng)開(kāi)展和日常生活服務(wù)提供必要支持；基礎(chǔ)設(shè)施是構(gòu)建學(xué)校人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境的物質(zhì)保障，主要由各類(lèi)網(wǎng)絡(luò)體系和信息化設(shè)備構(gòu)成。

相關(guān)學(xué)校人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境正在一些學(xué)校得以建設(shè)。例如，杭州建蘭中學(xué)搭建了“建蘭大腦”平臺(tái)，以打造線(xiàn)上和線(xiàn)下教學(xué)融合的新型學(xué)習(xí)生態(tài)，通過(guò)對(duì)學(xué)校的教育教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行無(wú)感沉淀，自動(dòng)采集多維度的學(xué)校數(shù)據(jù)資源，形成支持即時(shí)分析、診斷、預(yù)警、監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)、反饋以及融合管理、學(xué)習(xí)、成長(zhǎng)支持于一體的人工智能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能化、個(gè)性化的教育教學(xué)^[26]?！敖ㄌm大腦”平臺(tái)可以協(xié)同教師精準(zhǔn)教學(xué)、多元評(píng)價(jià)，協(xié)同學(xué)生個(gè)性學(xué)習(xí)，協(xié)同學(xué)校管理者科學(xué)決策、智能管理等，實(shí)現(xiàn)從學(xué)校實(shí)踐層面推進(jìn)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型以滿(mǎn)足快速增長(zhǎng)的校園數(shù)字化應(yīng)用需要。

四 結(jié)語(yǔ)

在智能技術(shù)賦能教育高質(zhì)量發(fā)展的時(shí)代背景下，人機(jī)協(xié)同已成為教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展的必然趨勢(shì)，未來(lái)教育環(huán)境中的個(gè)性化學(xué)習(xí)、精準(zhǔn)化教學(xué)以及智能化管理等活動(dòng)的開(kāi)展有賴(lài)于人機(jī)協(xié)同技術(shù)的支持與助力。本研究通過(guò)探究人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境的要素結(jié)構(gòu)與特征，提出“省—縣—?！比?jí)人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境架構(gòu)，旨在探尋數(shù)字轉(zhuǎn)型期人機(jī)協(xié)同與不同層域教育環(huán)境發(fā)展變革的內(nèi)在契合之路，以推進(jìn)教育數(shù)據(jù)流通、業(yè)務(wù)聯(lián)通、標(biāo)準(zhǔn)貫通等深層次數(shù)字化生態(tài)體系構(gòu)建，為各級(jí)教育行政部門(mén)與各級(jí)各類(lèi)學(xué)校服務(wù)體系的質(zhì)量提升提供框架性支持。

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The Human-machine Collaborative Education Environment of “Province-County-School”

in the Digital Transformation Period： Characteristic Elements and Architecture Design

HU Hui-zhi """ZHANG Jia-hua

（Key Laboratory of Intelligent Education Technology and Application of Zhejiang

Province， Zhejiang Normal University， Jinhua， Zhejiang， China 321004）

Abstract： Although the rapid development and application of the new generation of digital technology have promoted the digital transformation in the field of education， which not only triggers the evolution and reform of the traditional education forms， but also gives birth to the human-machine collaborative education environment integrating machine intelligence and human intelligence. However， most of the research on man-machine collaborative education environment in the digital transformation period focuses on the classroom teaching at the microscopic level. How to focus on the mesoscopic level to carry out effective cohesive architecture design needs to be further explored. Based on this， the paper firstly deeply analyzed the background of education digital transformation， and further pointed out the significance of human-machine collaborative education environment construction. Then， by clarifying the core features and element structure of human-machine collaborative education environment， the paper outlined the top-level model of human-machine collaborative education environment of “provincial-county-school”"by focusing on the mesoscopic level. Finally， combined with the digital transformation needs， the human-machine collaborative education environment architecture was designed from the three levels of province， county and school， and the implementation path， collaborative needs and application cases of different architectures were expounded， in order to provide reference for the research and practice of human-machine collaborative education environment under the background of digital transformation.

Keywords： digital transformation; human-machine collaboration; education environment; education form