智能技術(shù)支持的小學(xué)新型學(xué)習(xí)空間創(chuàng)設(shè)與實(shí)踐

1、PAGE 8 -智能技術(shù)支持的小學(xué)新型學(xué)習(xí)空間創(chuàng)設(shè)與實(shí)踐摘要：近年來(lái)，在智能技術(shù)的推動(dòng)下，傳統(tǒng)學(xué)習(xí)空間功能過(guò)于單一，難以滿足學(xué)生個(gè)性化需求等問(wèn)題逐漸凸顯。因此，人們開(kāi)始思考學(xué)習(xí)空間的設(shè)計(jì)與重構(gòu)。本文首先對(duì)學(xué)習(xí)空間的理論基礎(chǔ)進(jìn)行了梳理，并結(jié)合案例，以人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等智能技術(shù)為支撐，從物理、虛擬、社會(huì)、個(gè)人四個(gè)維度構(gòu)建了智能技術(shù)支持的小學(xué)新型學(xué)習(xí)空間模型，旨在為新型學(xué)習(xí)空間的研究提供借鑒與參考。關(guān)鍵詞：智能技術(shù);學(xué)習(xí)空間;新型空間中圖分類號(hào)：G434文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A論文編號(hào)：1674-2117（2022）08-0086-04引言學(xué)習(xí)空間是一種支持學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)與開(kāi)展學(xué)習(xí)活動(dòng)的環(huán)境載體，它主要

2、包括各類學(xué)習(xí)場(chǎng)所和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間，對(duì)教師的教與學(xué)生的學(xué)都有極其重要的作用。隨著信息化的發(fā)展，我國(guó)日益重視學(xué)習(xí)環(huán)境的變革，努力推動(dòng)學(xué)習(xí)空間的發(fā)展。國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（20222022年）明確指出，“信息技術(shù)對(duì)教育發(fā)展具有革命性影響，必須予以高度重視”1，“教育信息化十三五規(guī)劃”也多次提及了“網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間”。2據(jù)此，本研究提出以人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等智能技術(shù)為支撐，以學(xué)生為中心，以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，構(gòu)建新型學(xué)習(xí)空間，使學(xué)生在新型學(xué)習(xí)空間中開(kāi)展真實(shí)的體驗(yàn)與學(xué)習(xí)，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題解決、創(chuàng)新創(chuàng)造等高階思維能力。智能技術(shù)支持的新型學(xué)習(xí)空間的理論基礎(chǔ)1.情境認(rèn)知理論情境認(rèn)知理論強(qiáng)調(diào)學(xué)生與社會(huì)情

3、境的互動(dòng)，認(rèn)為學(xué)生只有在豐富的社會(huì)情境中進(jìn)行學(xué)習(xí)，才能真正地體驗(yàn)到知識(shí)的生成過(guò)程，真正地理解知識(shí)并能夠靈活運(yùn)用知識(shí)。3在傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)空間，教學(xué)方式依舊是教師講學(xué)生聽(tīng)，而新型學(xué)習(xí)空間則可以為學(xué)生提供真實(shí)的學(xué)習(xí)場(chǎng)景，讓學(xué)生參與真實(shí)環(huán)境互動(dòng)，在真實(shí)場(chǎng)景中進(jìn)行體驗(yàn)式學(xué)習(xí)，從而提高學(xué)生利用信息技術(shù)高效解決問(wèn)題的能力。2.項(xiàng)目式學(xué)習(xí)理論項(xiàng)目式學(xué)習(xí)注重以學(xué)生為中心，學(xué)生借助小組的力量進(jìn)行作品的設(shè)計(jì)、制作與展示，以解決真實(shí)世界中的問(wèn)題，獲得知識(shí)技能與核心素養(yǎng)的提升。4新型學(xué)習(xí)空間正是改變以往以教師為中心的教學(xué)方式，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，更加關(guān)注學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生在真實(shí)場(chǎng)景中學(xué)習(xí)知識(shí)與技能，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)?？?/p>

4、以看出，新型學(xué)習(xí)空間的建設(shè)理念與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)的內(nèi)容相吻合。智能技術(shù)支持的新型學(xué)習(xí)空間的模型構(gòu)建本研究在楊現(xiàn)民5等人的學(xué)習(xí)空間多形態(tài)融合模型的基礎(chǔ)上，以智能技術(shù)為支撐，以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為主要學(xué)習(xí)方式，構(gòu)建了智能技術(shù)支持的新型學(xué)習(xí)空間模型（如下圖）。該模型改變了傳統(tǒng)的以教師為中心的教學(xué)方式，采用以學(xué)生為中心的教學(xué)方式，著重培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，即文化基礎(chǔ)、自主發(fā)展、社會(huì)參與。模型在縱向和橫向維度上構(gòu)建了四維新型學(xué)習(xí)空間，分別是物理空間、虛擬空間、社會(huì)空間和個(gè)人空間，最大程度地實(shí)現(xiàn)了線上與線下、個(gè)人與群體、正式與非正式等不同場(chǎng)景下的自由切換，使學(xué)生能夠在真實(shí)場(chǎng)景中進(jìn)行體驗(yàn)與學(xué)習(xí)。1.以學(xué)習(xí)者為中心傳統(tǒng)學(xué)

5、習(xí)空間采用的是“以教師為中心”的教學(xué)方式，而在互聯(lián)網(wǎng)等智能技術(shù)的推動(dòng)下，新型學(xué)習(xí)空間將從“以教師為中心”的教學(xué)方式向“以學(xué)生為中心”的教學(xué)方式轉(zhuǎn)型，教師與學(xué)生的角色也發(fā)生了截然不同的改變。教師不再是課堂的主宰者，也不再采用“填鴨式”“灌輸式”的教學(xué)，而更多的是承擔(dān)起引導(dǎo)者、幫助者的角色，成為學(xué)生學(xué)習(xí)路上的引路人。2.關(guān)注核心素養(yǎng)在新型學(xué)習(xí)空間里，課堂是學(xué)生學(xué)習(xí)的新天地，學(xué)生可以更加積極主動(dòng)地參與到學(xué)習(xí)中，在真實(shí)的場(chǎng)景中親自動(dòng)手去實(shí)踐、探索、體驗(yàn)，這不僅有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的深刻理解，還有利于學(xué)生科學(xué)精神、實(shí)踐創(chuàng)新能力等核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。通過(guò)這樣的方式，能夠更好地促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的提升，真正達(dá)到育人的

6、目的，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)和生活的真正主人。3.空間融合發(fā)展新型學(xué)習(xí)空間體現(xiàn)了不同空間的融合，即物理空間、虛擬空間、社會(huì)空間和個(gè)人空間的相互融合、相互促進(jìn)。從空間的物質(zhì)屬性來(lái)看，可以將空間劃分為物理空間和虛擬空間。物理空間擁有多種形態(tài)，如教室、圖書館、實(shí)驗(yàn)室、文化長(zhǎng)廊等，物理空間可以支持學(xué)生進(jìn)行正式學(xué)習(xí)與非正式學(xué)習(xí);虛擬空間主要是指網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間或網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)等，虛擬空間可以支持學(xué)生進(jìn)行線上的、非正式的學(xué)習(xí)。虛擬空間和物理空間相互配合，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)的學(xué)習(xí)場(chǎng)景，使學(xué)生進(jìn)行線上與線下相結(jié)合、正式學(xué)習(xí)與非正式學(xué)習(xí)相結(jié)合的學(xué)習(xí)。從空間的社會(huì)屬性來(lái)看，可以將空間劃分為社會(huì)空間和個(gè)人空間。社會(huì)空間是指學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)

7、程中所依賴的社會(huì)環(huán)境，學(xué)生可以在社會(huì)空間中與同伴、教師進(jìn)行互動(dòng)交流、合作探究。個(gè)人空間充分體現(xiàn)了以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)范式，學(xué)生可以在個(gè)人空間里自主學(xué)習(xí)，進(jìn)而滿足學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求。將社會(huì)空間與個(gè)人空間相融合，能夠更好地促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)。4.強(qiáng)調(diào)技術(shù)賦能在時(shí)間上，學(xué)生不再局限于課堂上的學(xué)習(xí)，可以借助云平臺(tái)隨時(shí)進(jìn)入學(xué)習(xí)空間中進(jìn)行即時(shí)學(xué)習(xí)，將學(xué)習(xí)內(nèi)容延伸至課外，使得學(xué)習(xí)方式更加靈活、開(kāi)放，也提升了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性。在空間上，智能技術(shù)可以支持學(xué)生進(jìn)行線上與線下相結(jié)合的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以實(shí)現(xiàn)處處可學(xué)。智能技術(shù)支持的新型學(xué)習(xí)空間建設(shè)案例杭州市D小學(xué)是一所年輕的學(xué)校，結(jié)合學(xué)校自身?xiàng)l件與現(xiàn)實(shí)需求

8、，杭州市D小學(xué)以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為理論基礎(chǔ)，以人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)為技術(shù)支撐，借助智能技術(shù)支持的新型學(xué)習(xí)空間模型，建設(shè)了以科學(xué)、農(nóng)業(yè)、人工智能為主要學(xué)習(xí)內(nèi)容的新型學(xué)習(xí)空間，即“科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)室”“人工智能耕讀實(shí)驗(yàn)室”“智慧農(nóng)場(chǎng)”“能量轉(zhuǎn)換站”“傳統(tǒng)農(nóng)耕文化展示中心”等，并配套相關(guān)的課程資源包與學(xué)習(xí)云平臺(tái)讓學(xué)生能夠在新型學(xué)習(xí)空間里進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、合作探究，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)能力的提升。1.杭州市D小學(xué)新型學(xué)習(xí)空間建設(shè)（1）注重學(xué)習(xí)體驗(yàn)，培養(yǎng)核心素養(yǎng)杭州市D小學(xué)將操場(chǎng)后面的部分空間充分利用起來(lái)，建設(shè)了獨(dú)具學(xué)校特色的新型學(xué)習(xí)空間。在智慧農(nóng)場(chǎng)中，學(xué)生可以種植蔬菜，體驗(yàn)作物種植與果實(shí)收獲帶來(lái)的快樂(lè)。在科學(xué)探

9、究實(shí)驗(yàn)室中，學(xué)生可以在課堂上進(jìn)行科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)，真實(shí)感知實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程。在人工智能耕讀實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐操作感知AI的無(wú)限魅力。（2）空間融合發(fā)展杭州市D小學(xué)新型學(xué)習(xí)空間中的各個(gè)部分是有機(jī)互動(dòng)、緊密聯(lián)系的，能夠支撐學(xué)生開(kāi)展常態(tài)化的學(xué)習(xí)、實(shí)踐、探究。物理空間主要包括“科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)室”“人工智能耕讀實(shí)驗(yàn)室”“智慧農(nóng)場(chǎng)”“能量轉(zhuǎn)換站”“傳統(tǒng)農(nóng)耕文化展示中心”。其一，傳統(tǒng)農(nóng)耕文化展示中心由操場(chǎng)看臺(tái)閑置空間改造而來(lái)。學(xué)生可以在這里進(jìn)行非正式的學(xué)習(xí)，以圖文和實(shí)物的形式了解鄉(xiāng)土代表性農(nóng)耕文化。其二，能量轉(zhuǎn)換站配備有太陽(yáng)能收集轉(zhuǎn)換器和風(fēng)能收集轉(zhuǎn)化器，學(xué)生可以利用這些設(shè)備探究能量轉(zhuǎn)化的方式、路徑、應(yīng)用以及影響

10、條件。其三，科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)室是學(xué)生進(jìn)行科學(xué)問(wèn)題探究的地方，實(shí)驗(yàn)區(qū)部署無(wú)土栽培種植箱、氣霧種植器、育苗架、肥水一體化系統(tǒng)、植物生長(zhǎng)情況采集器，支持學(xué)生進(jìn)行植物的觀察、對(duì)比、探究實(shí)驗(yàn)。其四，人工智能耕讀實(shí)驗(yàn)室是學(xué)生進(jìn)行人工智能知識(shí)學(xué)習(xí)的主要場(chǎng)所，實(shí)驗(yàn)室部署機(jī)械臂、計(jì)算機(jī)、教學(xué)一體機(jī)等。通過(guò)機(jī)械臂和計(jì)算機(jī)，學(xué)生可以學(xué)習(xí)人工智能的相關(guān)知識(shí)，激發(fā)編程興趣，培養(yǎng)計(jì)算思維。其五，智慧農(nóng)場(chǎng)是學(xué)生走出教室，親密接觸大自然的場(chǎng)所。學(xué)生可以在智慧農(nóng)場(chǎng)中進(jìn)行真實(shí)的種植勞作，也可以將科學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室中的植物移栽、定植到室外智慧農(nóng)場(chǎng)中，體驗(yàn)植物生長(zhǎng)的過(guò)程。虛擬空間主要是指項(xiàng)目式學(xué)習(xí)平臺(tái)。對(duì)教師而言，教師可以在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)平臺(tái)上

11、進(jìn)行任務(wù)的發(fā)布、資源的上傳、活動(dòng)的組織、評(píng)價(jià)的記錄。對(duì)學(xué)生而言，學(xué)生可以進(jìn)行在線學(xué)習(xí)、作品展示、同伴互評(píng)、過(guò)程記錄。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)平臺(tái)給予了每位學(xué)生一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的身份，一個(gè)專屬于自己的ID，學(xué)生可以在自己的個(gè)人空間中進(jìn)行記錄、學(xué)習(xí)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)課程全周期學(xué)習(xí)過(guò)程的記錄。社會(huì)空間與個(gè)人空間是融合在物理空間與虛擬空間之中的，無(wú)論是物理空間還是虛擬空間，學(xué)生賴以進(jìn)行交流討論、合作學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)環(huán)境都屬于社會(huì)空間，而個(gè)人空間是學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立自主學(xué)習(xí)的場(chǎng)所，最為典型的便是項(xiàng)目式學(xué)習(xí)平臺(tái)。學(xué)生可以根據(jù)自己的需求、自己的進(jìn)度，選擇自己想要的內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而滿足其個(gè)性化的發(fā)展?？梢?jiàn)，在杭州市D小學(xué)創(chuàng)設(shè)的新型學(xué)習(xí)空間中

12、，物理空間、虛擬空間、社會(huì)空間、個(gè)人空間進(jìn)行了有機(jī)融合，從而能夠支持線上與線下、正式與非正式、群體與個(gè)人的學(xué)習(xí)。（3）智能技術(shù)賦能首先，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)平臺(tái)不僅可以方便教師和學(xué)生，實(shí)現(xiàn)線上與線下相結(jié)合的學(xué)習(xí)，而且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)植物與環(huán)境的實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程監(jiān)控。學(xué)習(xí)空間里部署了植物生長(zhǎng)觀測(cè)儀、傳感裝置等設(shè)備。植物生長(zhǎng)觀測(cè)儀能夠?qū)崿F(xiàn)微環(huán)境、植物生長(zhǎng)情境的實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程觀測(cè)。通過(guò)傳感裝置，可以收集智慧農(nóng)場(chǎng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)，如溫度、濕度、降雨量、氧氣濃度等，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的匯總、分析，實(shí)時(shí)了解植物的生長(zhǎng)變化情況。在人工智能實(shí)驗(yàn)室還配備有人工智能環(huán)控學(xué)習(xí)臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制。其次，人工智能技術(shù)的加入可以創(chuàng)設(shè)真實(shí)的學(xué)習(xí)場(chǎng)景

13、。學(xué)生可以借助人工智能技術(shù)解決真實(shí)場(chǎng)景中的實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)一步提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力與創(chuàng)新創(chuàng)造能力。2.杭州市D小學(xué)新型學(xué)習(xí)空間應(yīng)用在新型學(xué)習(xí)空間里開(kāi)設(shè)了相關(guān)的拓展性課程，并于每周五下午開(kāi)課。課程的形式有科學(xué)課程、勞動(dòng)教育課程，也有人工智能課程，旨在使學(xué)生在新型學(xué)習(xí)空間里進(jìn)行知識(shí)的學(xué)習(xí)、實(shí)踐的探索與思維的提升?！叭斯ぶ悄?科學(xué)課程”不僅能讓學(xué)生通過(guò)真實(shí)的觀察記錄，了解現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的相關(guān)知識(shí)，增加對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的認(rèn)識(shí)與尊重，還能讓學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能的知識(shí)與技術(shù)，利用人工智能技術(shù)解決真實(shí)的科學(xué)問(wèn)題，提升學(xué)生問(wèn)題解決能力與創(chuàng)新創(chuàng)造能力。目前，課程正在實(shí)踐中，通過(guò)三次的授課筆者發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)新型學(xué)習(xí)空間持肯定的態(tài)度，

14、對(duì)課程也持有濃厚的學(xué)習(xí)興趣。總結(jié)本研究立足于小學(xué)新型學(xué)習(xí)空間的創(chuàng)設(shè)與實(shí)踐，構(gòu)建了新型學(xué)習(xí)空間模型，并對(duì)杭州市D小學(xué)的新型學(xué)習(xí)空間及應(yīng)用進(jìn)行介紹。但本研究目前只是對(duì)新型學(xué)習(xí)空間進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，并沒(méi)有相關(guān)案例的實(shí)證研究，這也是接下來(lái)需要著手研究的地方。同時(shí)，希望更多的研究者能夠在新型學(xué)習(xí)空間領(lǐng)域扎實(shí)研究，努力促進(jìn)新型學(xué)習(xí)空間的進(jìn)步與發(fā)展。參考文獻(xiàn)：1中共中央國(guó)務(wù)院.國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2022-2022年）EB/OL.http：/./jrzg/2022-07/29/content_1667143.htm.2中華人民共和國(guó)教育部.教育部關(guān)于印發(fā)教育信息化“十三五”規(guī)劃的通知EB/OL.http：/.