衛(wèi)婷 陳思靜 趙瑞斌 江蘇師范大學(xué)智慧教育學(xué)院

● 智能技術(shù)觸發(fā)在線教育新生機

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展驅(qū)動人類社會邁向更高階段。當(dāng)前，以人工智能為代表的新一代信息技術(shù)引領(lǐng)我們步入智能時代。我國教育信息化已經(jīng)進入2.0時代，加快智能技術(shù)與教育的有效融合對于教育信息化工作具有重要意義。

作為一種新型教育形態(tài)，在線教育本質(zhì)上離不開技術(shù)的支持，技術(shù)的發(fā)展推動著在線教育的不斷發(fā)展和創(chuàng)新。2019年，教育部等十一部門聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于促進在線教育健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》明確指出：“實現(xiàn)現(xiàn)代信息技術(shù)與教育的深度融合，在線教育質(zhì)量不斷提升，學(xué)習(xí)型社會建設(shè)取得重要進展。”國家對技術(shù)賦能在線教育提出了更高的要求，也寄予了厚望。同時，在新冠疫情的交織疊加下，可以預(yù)見，以智能化、數(shù)字化、自動化為特征的智能技術(shù)將不斷對在線教育進行變革和升級，在線教育也將借勢發(fā)展，觸發(fā)新的生機。

● 智能技術(shù)驅(qū)動在線教育創(chuàng)新發(fā)展機理

1.在線教育現(xiàn)存困境

在線教育因其不受時空限制、資源豐富等優(yōu)勢得到了廣泛應(yīng)用，與此同時，在實際教學(xué)中，在線教育也存在著一些問題值得反思：第一，在線教學(xué)資源內(nèi)容的創(chuàng)新性不足。目前，大多數(shù)在線資源的內(nèi)容基本上是對已有教材內(nèi)容的簡單電子化，學(xué)生只是對教材知識進行重復(fù)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)興趣沒有被喚醒，很難實現(xiàn)高階的知識目標。第二，學(xué)生社會臨場感缺失。學(xué)生長時間身處網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，面對冰冷的屏幕上課容易出現(xiàn)孤獨感和焦慮感，無法產(chǎn)生傳統(tǒng)課堂上面對面交流的真實感受，導(dǎo)致社會臨場感缺失，從而對學(xué)習(xí)效果產(chǎn)生制約作用。第三，師生深度交互不足。雖說在線教育可以突破時空限制隨時調(diào)整學(xué)習(xí)進度，但缺少面對面的互動與交流，長期下去學(xué)習(xí)的有效性難以得到保障。第四，教學(xué)效果評價不準確。在線教育的教學(xué)效果長期以來都被人詬病，由于存在在線教育場域被弱化、師生處于分離狀態(tài)、教學(xué)環(huán)境也存在不確定性等因素，在線教學(xué)效果無法得到保障。

2.智能技術(shù)驅(qū)動在線教育創(chuàng)新的理論依據(jù)

（1）多模態(tài)理論

模態(tài)也可理解為感官，是進行有效交流的渠道，它通過文字、語言、圖像、音樂等符號刺激的人類感官，如視覺、聽覺、觸覺等感官實現(xiàn)與外界環(huán)境的交互。多個感官參與到交互過程中就實現(xiàn)了多模態(tài)的交互。若單靠網(wǎng)絡(luò)一端教師的口頭講授以及幻燈片呈現(xiàn)進行教學(xué)，學(xué)生只能獲得單一的感官刺激，體驗感也相對較差。相比之下，多模態(tài)的交互既可達到接近真實的體驗感受，又可刺激多種感知通道共同推動學(xué)習(xí)的深度融合。

（2）情境認知理論

情境認知理論認為積極且有效的學(xué)習(xí)要發(fā)生在一定的情境之中。通過真實情境的學(xué)習(xí)活動，學(xué)習(xí)者與環(huán)境進行交互，真切融入其中，形成共同體，這是實現(xiàn)有意義學(xué)習(xí)的重要途徑。而在線教育中缺少的就是這種真實的學(xué)習(xí)活動。長期面對電腦屏幕，學(xué)生存在網(wǎng)絡(luò)連線的隔閡以及孤島問題，無法真正理解教師所教授知識的含義，也無法進行高階思維的學(xué)習(xí)活動。

（3）具身認知理論

具身認知理論重視身體和環(huán)境的動態(tài)交互。認知過程要善于利用情境模擬將學(xué)生引入真實的、形象化的具體情境中，促進其用身體感知認知，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，幫助其更深入地理解教學(xué)內(nèi)容。只有基于真實情境且身心合一的交互才能實現(xiàn)沉浸、投入、忘我的學(xué)習(xí)狀態(tài)。

3.智能技術(shù)賦能在線教育的新樣態(tài)

（1）三維立體的在線教學(xué)資源增強內(nèi)容表征

當(dāng)前，高校大多采用各類數(shù)字化的以圖片、文本、聲音、視頻為主的教學(xué)資源進行線上教學(xué)，從內(nèi)容感知和學(xué)習(xí)體驗方面來看，這類二維扁平化的資源還存在著一些不足。

隨著VR、AR、全息投影等智能技術(shù)的不斷應(yīng)用升級，三維動態(tài)的教學(xué)資源開始涌現(xiàn)并逐漸應(yīng)用于在線教學(xué)中。它主要分為以下三類：其一，面向生物、物理、化學(xué)等學(xué)科教學(xué)的虛擬實驗。這類資源大多通過創(chuàng)設(shè)虛擬實驗室或模擬情境進行教學(xué)，將一些不容易理解或難以實現(xiàn)的內(nèi)容通過虛擬的形象表現(xiàn)出來，切實提高學(xué)生的領(lǐng)悟能力。其二，教育部認定并開放的虛擬仿真實驗教學(xué)。此類資源主要是面向課堂的一些突發(fā)事件，包括模擬心肺復(fù)蘇、地震躲避等情境。其三，面向安全問題、思想政治的主題教育。這類資源大多以360全景的方式將異地的博物館、紅色景點實時同步地呈現(xiàn)在師生面前，彌補因時間、成本、路程等問題造成的不便，支持常態(tài)化的實踐教學(xué)。同時，在5G技術(shù)的加持下，可解決網(wǎng)絡(luò)卡頓、延遲等現(xiàn)象，保證了在線教學(xué)內(nèi)容的質(zhì)量。顯然，以立體、動態(tài)為特征的教學(xué)資源更加生動逼真且具有良好的交互性，學(xué)生能更好地把握教學(xué)重難點，領(lǐng)悟教學(xué)內(nèi)容。

（2）高度仿真的在線學(xué)習(xí)環(huán)境消除時空分離

學(xué)習(xí)環(huán)境被認為是學(xué)習(xí)資源和人際關(guān)系的組合。在新冠疫情期間，學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境變?yōu)榱嗽诰€的學(xué)習(xí)環(huán)境，主要由網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境和家庭學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)成。絕大多數(shù)學(xué)生認為身處網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境中，極大地影響了在線學(xué)習(xí)效果和體驗。同時，家庭學(xué)習(xí)環(huán)境并不具備安靜的學(xué)習(xí)空間，這也對在線學(xué)習(xí)有較大干擾?？梢?，學(xué)習(xí)環(huán)境的好壞可直接影響學(xué)生的心理情緒和學(xué)習(xí)狀態(tài)，從而影響其學(xué)習(xí)效率。

在線教育不能直接支持師生之間實現(xiàn)同地同步的教學(xué)，正因為如此，學(xué)習(xí)環(huán)境的智能化、仿真化以及虛實化才越來越受到重視。智能技術(shù)支持下的在線學(xué)習(xí)環(huán)境旨在營造高度仿真的場域，消除異地時空的分離狀態(tài)，努力克服因處于網(wǎng)絡(luò)而造成的身體缺場。例如，VR技術(shù)打造的仿真化環(huán)境，可讓學(xué)生有真實觸摸的狀態(tài)；AR技術(shù)可搭建虛擬和現(xiàn)實之間的橋梁，增強學(xué)生的真實體驗感；在元宇宙中，實現(xiàn)超越時空的共生融合，在學(xué)生進行知識創(chuàng)造的同時，幫助轉(zhuǎn)向更高階的智慧學(xué)習(xí)階段。不難看出，當(dāng)前在線學(xué)習(xí)環(huán)境依托相互賦能的智能技術(shù)，正轉(zhuǎn)向智慧、互聯(lián)、融合、創(chuàng)新，滿足了學(xué)生具身學(xué)習(xí)、個性化學(xué)習(xí)以及情境化學(xué)習(xí)的需求。

（3）自然靈活的在線交互方式實現(xiàn)置身參與

對于在線教育而言，師生的實時雙向互動、自然臨場體驗是未來在線教育的新常態(tài)。課堂中的互動旨在調(diào)動參與教學(xué)過程的師生，形成彼此之間良性的交互，以更好地實現(xiàn)教學(xué)目標。無論是線下課堂還是線上教學(xué)，學(xué)生都不能作為一個旁觀者，應(yīng)該成為一個參與者。越來越多的教師開始重視線上教學(xué)中學(xué)生的互動，如使用交互式課件、在視頻中插入習(xí)題等，可以發(fā)現(xiàn)，這些互動主要是在計算機兩端通過點擊鼠標、鍵盤或者觸屏等行為進行操作。這種交互方式雖然讓師生聚焦于課程內(nèi)容中，但也在一定程度上限制了師生的身體行為，即師生無法感受到對方身體的存在，易造成無助感。借助智能技術(shù)創(chuàng)設(shè)具有真實感的場景，師生可通過高速無線網(wǎng)絡(luò)以及便攜式穿戴設(shè)備進行語言、表情、身體動作的雙向交互，讓雙方都能感受到對方身體的存在，獲得置身體驗。顯然，這與現(xiàn)代認知科學(xué)的理念不謀而合，即基于真實的環(huán)境且身體參與下的交互更有利于學(xué)習(xí)主體進行知識的靈活遷移。

（4）科學(xué)高效的在線教學(xué)評價保障教學(xué)質(zhì)量

智能技術(shù)創(chuàng)新教學(xué)評價，通過全面、科學(xué)的評價數(shù)據(jù)診斷學(xué)生已有認知水平，匹配訂制化學(xué)習(xí)內(nèi)容，為支持個性化教學(xué)提供科學(xué)依據(jù)，其主要表現(xiàn)在過程評價、增值評價、結(jié)果評價和綜合評價四方面。

過程評價注重記錄監(jiān)測學(xué)生在成長軌跡中的表現(xiàn)，對學(xué)生的動態(tài)學(xué)習(xí)過程進行伴隨式監(jiān)測，及時反饋學(xué)習(xí)效果，及時改進教學(xué)方法。增值評價主要針對學(xué)生外在的行為和內(nèi)在的情感、態(tài)度等各個方面的數(shù)據(jù)進行高階分析，將學(xué)生的成長變化展現(xiàn)出來，關(guān)注的是學(xué)生的進步程度，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機。結(jié)果評價支持大規(guī)模量化的測試，并能自動生成評估報告，極大地減輕了教師的負擔(dān)，提升了教學(xué)效率。綜合評價支持多元化評價主體和評價手段。評價主體不再僅限于課堂中的教師和學(xué)生，課堂外的家長甚至是網(wǎng)絡(luò)上的同伴都應(yīng)參與其中；為了加強教學(xué)評價的客觀、公正，評價手段也要從不同角度對學(xué)生的發(fā)展進行整體性的評估，除了單一的測試，還應(yīng)包括檔案評價、口頭評價等。

● 智能技術(shù)驅(qū)動在線教育創(chuàng)新的典型案例

1.三維建模技術(shù)創(chuàng)設(shè)新型教學(xué)資源，激發(fā)學(xué)生在線學(xué)習(xí)興趣

三維建模技術(shù)是利用計算機系統(tǒng)對現(xiàn)實事物進行精準描繪，實現(xiàn)真實再現(xiàn)的技術(shù)。當(dāng)前，在在線教育中，以往課堂中的實體資源都處于云端、遠端，運用三維建模技術(shù)可手工構(gòu)建或自動生成各類三維模型，實現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實之間的交融。一方面，如Maya、3dsMax等，是通過技術(shù)人員在三維空間手工繪制并創(chuàng)造出精致、逼真甚至藝術(shù)化的三維模型。另一方面，如基于全景圖像VR場景的自動生成、基于多視角圖像三維對象自動建模以及基于激光點云的三維場景自動重建等，是基于真實數(shù)據(jù)的自動化建模，可將異地的教師以及遠端的實體和抽象的教學(xué)內(nèi)容實時數(shù)字化、立體化，并實時、同步地呈現(xiàn)在學(xué)生眼前?？梢哉f，利用三維建模技術(shù)制作的資源能夠方便學(xué)生的記憶、理解與深化，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2.虛擬現(xiàn)實技術(shù)彌補臨場體驗的缺失，促進師生線上情感交流

針對目前在線教育中社會臨場感缺失以及師生缺少面對面眼神交流的問題，虛擬現(xiàn)實技術(shù)營造的沉浸式學(xué)習(xí)環(huán)境能很好地解決這方面的問題。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可創(chuàng)設(shè)立體動態(tài)的、虛實融合的仿真學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生突破時空限制，體驗到在線課堂中無法實現(xiàn)的場景。同時，基于AI+5G所營造的技術(shù)場域，可實現(xiàn)高速下載、智能感知以及多模態(tài)交互，這種泛在且智能的教學(xué)環(huán)境能帶給學(xué)生仿佛真實環(huán)境的臨場感，而不再是隔著電腦屏幕的感受。學(xué)生可沉浸其中實現(xiàn)對內(nèi)容的深度學(xué)習(xí)，同時也促進了師生的情感交流，達到真正的“共情”。

3.全息投影技術(shù)彌補交互體驗的不足，增強師生異地雙向交互

全息投影技術(shù)是一種利用干涉和衍射原理記錄再現(xiàn)真實事物的形狀、特征以及動態(tài)變化等的三維立體影像技術(shù)。全息投影技術(shù)助力直播教育的快速發(fā)展，讓學(xué)生在直播中獲得逼真的在場體驗感甚至超越現(xiàn)場的體驗。當(dāng)前在線教育大多是一種單向傳輸?shù)姆绞剑磥硪匀⒂跋襁M行學(xué)習(xí)的方式，可以實現(xiàn)跨時空的深度融合，無延時的特征能夠極大提升師生在課堂中的雙向交互體驗。

4.大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)進行伴隨式數(shù)據(jù)監(jiān)測，實現(xiàn)線上教學(xué)精準評價

隨著數(shù)據(jù)挖掘和云計算技術(shù)的快速發(fā)展及其廣泛應(yīng)用，線上教學(xué)評價呈現(xiàn)出全面化、科學(xué)化、精準化的特征。首先，實時關(guān)注學(xué)生的在線學(xué)習(xí)痕跡成為可能，也可實現(xiàn)同時監(jiān)控多個學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)。對這些真實的數(shù)據(jù)進行分析，便于教師在線上對學(xué)生進行個性化管理，減少無關(guān)因素的影響，提高在線教育質(zhì)量的即時反饋。其次，在準確記錄學(xué)生學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)痕跡之后，可以對其做出科學(xué)的預(yù)測，對學(xué)生學(xué)習(xí)行為進行有效干預(yù)與引導(dǎo)。在此過程中，區(qū)塊鏈技術(shù)憑借其去中心化、高可信度等特點可有效解決學(xué)生的隱私安全問題，促進在線教育的健康發(fā)展。當(dāng)然，區(qū)塊鏈中的賬本也可記錄學(xué)生更多的有關(guān)學(xué)習(xí)的成果數(shù)據(jù)，這種數(shù)據(jù)更具真實性。最后，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中的教學(xué)評價應(yīng)是多元化的，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以保證評價的準確性，保障在線教育的高效精準評價。

● 總結(jié)

當(dāng)今時代，信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合已成為大勢所趨。以5G通信、人工智能、虛擬現(xiàn)實、大數(shù)據(jù)等為代表的新一代信息技術(shù)已經(jīng)進入密集創(chuàng)新發(fā)展期，驅(qū)動教育教學(xué)創(chuàng)新發(fā)展。智能技術(shù)正不斷從教學(xué)資源、學(xué)習(xí)環(huán)境、交互方式及教學(xué)評價等方面革新在線教育，有效彌補傳統(tǒng)在線教育中的不足，推進在線教育的常態(tài)化應(yīng)用。此外，元宇宙的持續(xù)發(fā)展及應(yīng)用落地，也將為在線教育注入新的活力。