終身學習視域下智慧學習空間建設思路
——以開放大學辦學體系實踐為例

蔡 昆

(貴州開放大學 貴陽 550004)

學習空間是學習者獲取知識和信息的場域。黨的二十大報告指出:“要推進教育數字化,建設全民終身學習的學習型社會、學習型大國”。在教育數字化背景下,迫切需要著手空間數字化的研究和學習,找出服務全民終身學習的智慧學習空間建設路徑,打造有辨識度的中國智慧學習空間樣板,為我國終身教育數字化轉型鋪路架橋、探明道路。

一、智慧學習空間研究現狀

隨著網絡技術逐漸融入教育領域,學習空間不再局限于教室、圖書館或試驗室等固定場所,而是突破空間界限,從實體走向虛擬,從固定走向泛在。2014年,研究者Rob Koper將智慧學習空間定義為:在物理學習空間基礎上,通過嵌入相應的硬件設備,借助智能技術等,形成打破時空界限,促進教學結構向學習結構轉變,有效助力智慧生成的學習空間[1]。智慧學習空間推動現代信息技術在教育領域的廣泛應用,可幫助學習者更加持續有效地學習,進一步促進服務全民終身學習的現代教育體系建設。

(一)空間模型

智慧學習空間建設需以適合的空間模型為基礎。昆士蘭大學教授D. Radcliffe(2003)圍繞學習空間與教學法、信息技術三者之間的關系,提出“教學法—空間—技術”(Pedagogy-Space-Technology,PST)學習空間設計框架;陳向東等在D. Radcliffe的PST框架基礎上,結合項目管理經驗,將影響項目實施的重要社會因素(Society),如空間權屬、資金投入、維護管理、方案可推廣性等納入框架模型,將模型拓展為 PSST 框架;華子荀等結合學習空間再設計理念,以支持學習者正式與非正式學習融合為目標,加入總體設計(Overall)環節優化空間設計架構,提出“目的—教學法—空間—技術”(OPST)的學習空間再設計框架模型[2];李玉斌等從基礎設施視角,提出構建具有多元協同、虛實融合、精準分析和“云網端一體化”的網絡學習空間模型;李海峰,王煒基于數字孿生技術,提出數字孿生智慧學習空間框架模型,該模型由虛實共生空間、資源信息傳輸系統、智慧大腦系統、教與學支持系統等核心要素構成,分為物理空間、云端服務、數字空間三個邏輯層次進行結構設計,針對不同的結構層次設計了相應的教與學活動,形成漣漪式擴展。[3]

(二)技術架構

將學習空間各模塊有效銜接起來,實現空間內資源信息整合融通,需要一定的技術條件或技術架構。陽亞平等基于PSST空間模型構建了開放大學智慧學習空間系統框架,以5G、人工智能、大數據、物聯網等新一代信息技術為支撐,融通OMO混合教學實施模塊、教學管理和設備管理集約的智慧管理模塊、虛實融合多空間聯動一體化共享的智慧空間模塊,打通了物理空間與虛擬空間的信息通道,可實現線上與線下、正式與非正式等不同學習場景的自由切換,為泛在終身學習者提供了更加有針對性的一體化學習支持服務,可最大限度地實現線上線下學習的無縫銜接,促進了終身學習者持續學習、泛在學習[4]。胡國良等根據五維教學設計思想,以“AI+5G”等新信息技術為支撐,構建“AI+5G”多態智能化教學空間技術架構。該架構打通了物理設施層、資源服務層和交互應用層,通過互聯網+智能設備,將不同形態的空間環境進行無縫鏈接,打造出物理空間、資源空間、社區空間三位一體的相互融通的新型教學環境。

二、開放大學智慧學習空間建設實踐

2020年,教育部《國家開放大學綜合改革方案》提出,開放大學要主動地適應數字化、智能化、終身化、融合化教育的發展趨勢,逐步建成我國終身教育主要平臺,為服務全民終身學習提供強有力的支撐。[5]國家開放大學辦學體系一直努力打造沒有“圍墻”的互聯網+新型大學,不斷探索構建適合成人終身學習的智慧學習空間。

(一)上海開放大學“OMO模式”

上海開放大學以5G+全息直播、人工智能、虛擬現實、物聯網等各類新技術為支撐,構建Online-Merge-Offline智慧學習中心[6],可實現線上線下全場景融合,在時間和空間層面為學習者提供泛在靈活的現場、遠程、同步、異步的混合學習方式?；诖髷祿治龅仁侄?結合AI 技術線上支持,創新了在線學習支持服務系統。該模式最大的特點是可以實現線上線下同步教學,通過特征提取技術、標簽體系等生成學習者畫像,并利用人工智能輔助教學改革,優化教學評估和質量評價系統,改善教與學的成果認定模式。

(二)福建開放大學“云—管—端模式”

福建開放大學的智慧學習空間技術支撐來自5G、物聯網、大數據、人工智能等新一代信息技術,可實現物理教學空間與虛擬教學空間的場域聯通、數據共享?！霸啤堋恕笨臻g層級架構[7]64-71以 MPOC 教育云平臺為主體(云端),搭建基于“5G+”的室聯網空間總站,連接各市縣分校的多態智慧學習空間,形成覆蓋全省辦學體系的應用服務圈(管端),基礎數據采集和信息呈現則來自分校多態學習空間中的彈性化邊緣設備庫(終端)。利用教育云開展直播或非實時教學時,空間總站會將應用服務圈的物理空間與一體化的虛擬空間進行有效連接,通過教室大屏、手機屏等彈性化邊緣設備庫實時傳輸教學畫面到遠端,同時也能將遠端學習空間中的狀況實時傳遞給空間總站,實現多場域的信息聯通與共享。

(三)模式對比分析

上海開放大學的“OMO模式”重在解決學習者個性化需求和學習體驗問題,在技術上側重于AI的參與和學習者數據采集,通過xAPI交互技術為每一位終生學習者進行精準行為畫像、推送個性化的學習資源;福建開放大學的“云—管—端模式”強調三級辦學體系的貫通融合,通過打通體系內各層級的教學要素并進行有效整合,實現全省教學體系一盤棋,推動全省終身教育教學數字化、標準化和教學管理一體化。詳見表1。

表1 開放大學辦學系統智慧學習空間構建對比分析

三、智慧學習空間建設存在的問題

上述兩所開放大學的智慧學習空間基于PST框架或泛在學習理念,延伸出OPST、PSST或無縫融合學習空間框架模型,通過云計算、增強現實技術、“AI+5G”、數字孿生技術等為智慧學習空間進一步賦能,建設實踐中有效解決了分散辦學、資源共享和信息聯動等問題,應用效果量化測評滿意度也較高。但面對終身學習者廣泛分布于全國不同區域、學習目標差異大、個性化服務需求強烈等現實困境,現階段的開放大學智慧學習空間仍然存在體系網絡一體化格局尚未構建、優質學習資源建設與智能推送不足、大數據集成與應用場景待開發等問題。

(一)體系一體化智慧學習空間尚未構建

承擔服務全民終身學習的開放大學是兩級統籌四級辦學體系,國家開放大學是辦學體系的總部,在全國34個省級行政區設有44家地方開放大學或分部,連接3735個學習中心。開放大學服務終身學習的智慧學習空間不僅要實現國家開放大學總部和地方分部的共享,還需要建立多個鏈接,比如要將分散在市州、縣區、鄉鎮等地的三千多個分屬不同行政區域的學習中心聯通起來,將獨立建制或合作的各類辦學機構融匯起來,將校內專職和校外兼職教師的力量整合起來,將學歷和非學歷教育等數字化資源共享起來,將散落在不同區域的分散學習者聯通起來?；诖?目前的智慧學習空間對辦學范圍廣、覆蓋面寬、系統組成復雜的體系辦學空間建設的研究和實踐還比較欠缺,尚未建立起鏈接國家、省、市(州)、縣(區)的四級辦學體系,覆蓋全國所有教學點的一體化共享型智慧學習空間。

(二)個性化服務的智能學伴急需開發

開放大學體系的終身學習者來自社區、老年大學、機關企事業單位、鄉村等學歷和非學歷學習者,由于生命周期、學歷背景、工作崗位、職業發展等不同,對素養、知識和技能的需求各不相同,智慧學習空間的設計應體現差異性和獨特性,若教學資源不足且不能有效更新優化和智能推送,將無法滿足個體的學習動態需求。目前的智慧學習空間教學支持還不能充分對不同生命周期、不同學歷層次、不同工作崗位、不同職業發展的終身學習者進行差異化分析,提供個性化支持服務。

(三)大數據應用尚待進一步挖掘

教育治理現代化需要以教育大數據為依托,以數字化校園為基礎,以學習空間智慧化為數字終端。服務全民的智慧學習空間如何推進終身教育供給側結構改革、解決空間數據集成、實現教學管理統籌等仍需進一步探索。

四、服務全民終身學習的智慧學習空間建設思路

(一)打造無縫融合一體化智慧學習空間模型

終身學習者一般不受高度結構化學校的限制,可進入各種場域開展自我學習。智慧學習空間通過線上線下多場景融通聯動可實施精準教學,能加強學習者的學習體驗等,實現終身教育泛在育人功能。[8]在虛擬現實和混合現實等數字技術支持下,終身教育智慧學習空間不再是物理學習空間和網絡學習空間的簡單疊加,而是呈現出你中有我、我中有你的關系,成為提升教學效率的有效手段和工具。如上海開放大學基于泛在學習理念,利用無縫融合學習空間概念模型,建立以5G網絡、智能設備等信息化手段為支撐,云計算、增強現實等技術手段,多屏、多終端、跨邊界設備的聯動學習空間。學習空間內融入AR、VR和MR等增強技術,可實現虛擬數字場景360度呈現,獲得超越物理空間的學習體驗。學習者可以在固態空間中自由切換學習場景,形成虛擬與現實學習空間的無縫融合[9]。利用5G等數字技術,可使虛擬的數字場景更加流暢,也可為持有移動設備的學習者創造新的動態學習空間,學習者可遠程實時感知到異地物理空間的瞬息變化,這種學習空間既提高了學習者的學習感知,也為學習者提供了嶄新的學習體驗。

(二)建立基于學習者數據采集的技術架構

終身學習是一種“自我導向式的學習”[10],需要“泛資源”和“泛空間”作為支撐[11]。支持成人智慧學習的空間應體現成人學習的職業性、經驗性、主動性和差異性,構建包括在線學習和體驗式學習等“虛實一體”的智能環境[12]。智能設備和數據分析技術的融入,可推動智慧學習空間服務更加個性化。智能設備能夠實時采集并記錄學習者的學習行為,通過數據分析技術有效提取學習者的行為數據,幫助終身教育者進行學情分析并作出精準教學決策。首先,充分利用xAPI交互技術可存錄個人在線離線的行為數據以及支持所有數字設備的獨特功能,在終端廣泛采集終身學習者在線離線學習行為,建立學習者性別、年齡、學習風格、學習投入度、在線學習行為畫像標簽,探究以上維度對學習者學習效果的影響,進而為每一位學習者或某類學習群體進行畫像,為終身教育的教師和教學設計者改進教學提供參考,也可成為平臺向終身學習者精準推送學習資源的重要依據,從而實現個性化的教學支持服務。[13]其次,將智能攝像頭、智能感知控制設備等安裝在智慧學習空間,采集師生人臉、骨骼姿態等圖像數據并傳輸到軟件分析系統,系統通過識別學習者的人臉表情、姿態動作、體溫波動,進而推測出空間里師生的實時教學狀態。若偏離設定的正常狀態,系統可通過師生個人終端或室內廣播及時提醒,確保教學過程平穩順暢。最后,架構智能感知控制設備,用于采集智慧學習空間的環境數據,通過環境數據分析,優化智慧學習空間的室內溫濕度、燈光強弱、空氣質量等,為師生營造更加舒適的學習環境。[7]64-71

隨著人工智能、數據分析、增強現實(AR)、虛擬現實(VR)和混合現實(MR)等數字技術融入教育教學,不斷為現代遠程教育注入新的活力。AR、VR和MR支持多元化交互,打破了以往數字學習的單調性,增加了學習者的動手參與度,學習者可借助智能終端完成體驗式學習,更好地實現學習目標。

(三)形成服務教學診斷與改進的大數據應用體系

終身教育智慧學習空間應注重對大數據的集成化應用,因為數據在智慧學習空間中發揮著激活空間功能的底層支撐作用。智慧學習空間的數據來自于線上線下教學的全過程,它是通過物聯網智能設備、智慧教學系統和線上教學平臺等進行多通道采集,并進行數據的清洗、加工、分析等,最終完成可視化呈現。終身教育的教師和教學管理者可進行數據驅動下的學情分析、教學設計優化、教學督導、整體教學運行評價和決策推演等。搭建智慧學習空間生態體系應對師生的行為表情、書寫筆跡、教學節奏、空間環境等進行可視化分析,為教學督導和質量評估提供重要依據。利用汽車、飛機等“駕駛艙”理念,建設終身教育智慧教室“駕駛艙”,通過智慧教室里的智能設備捕捉、分析與挖掘課堂數據,利用大數據分析技術,將終身學習者的相關數據以圖形、表格、文字等形式集中展現給教師,便于教師優化教學決策,促進課堂質量的提升,同時也為學校終身教育整體教學診斷與改進提供了依據,可在一定程度上改善教與學之間的關系。[14]

五、結語

構建“時時可學、處處可學、人人可學”的智慧學習空間是服務全民終身學習的基礎。開放大學智慧學習空間將正式學習與非正式學習進行有效銜接,實現線上線下混合學習空間的無縫融合。服務全民終身學習的智慧學習空間的建設應將技術和教育進行深度融合,逐步形成全國一體化格局。教育大數據應精細化服務于終身學習,全面發揮智慧學習空間建設在重塑教育形態等供給側創新改革方面的作用。[15]在技術層面,一要強化智能AI學習助手的開發,進一步助力終身學習者的個性化學習,提升自主學習質量;二要更加注重基于5G+全息技術的情景化體驗學習支持,強化學習的現場體驗感,促進遠程學習的感知力;三要著力發揮云VR服務優勢,實現沉浸式學習體驗虛實共生、虛實莫辨。[16]

相信隨著各高校,尤其是承擔成人終身教育的高校和社會探索的越來越廣泛、深入,服務全民終身學習的智慧學習空間建設將呈現更加智能、開放、融合和多元的格局。