未来学习变革的思考与探索

潘霞

[摘 要]人工智能、虚拟现实、5G和区块链等技术在教育领域的普及应用，正改变和再造学习的各个要素，由此引发了新一代的学习变革。2020年新冠肺炎疫情期间，技术作为学习的内在力量所涌现的新的学习样态，更是驱动人们要立足于学习与技术发展的双重视角思考与探索未来的学习形态。在技术使能下，未来将以创新学习理念、深度学习理念、终身学习理念和移动学习理念等为引领，在教学材料、支持系统和学习空间等多元智能的学习资源支持下，衍生出5G+AI教育、微型学习和指数教育等新颖多样的学习模式，从而形成适应时代发展需要的学习新模态，这有利于培养高端创新性人才，推进我国教育强国建设。

[关键词]学习变革;学习理念;学习资源;学习模式

[中图分类号]G52[文献标识码]A[文章编号]1005-4634（2021）05-0009-05

进入新时代，教育领域正经历着全方位的变化，创新理念的高度关注，人力资源的多元化需求，大数据、5G、人工智能和物联网等新技术对当前教育的全面渗透等，都促使教育变革成为未来发展的必然趋势。学习是教育系统的主要组成部分，未来学习变革俨然成为教育变革的应有之义。就在教育界勾勒未来学习新生态的蓝图时，一场蔓延全球的新冠肺炎疫情，在毫无征兆的情况下揭开了学习变革的新篇章，催生出了新的学习模态，为思考与探索未来学习变革提供了新思路与新视角。

时代发展与技术更迭的双重影响，将重塑学习的内涵和外延，进而推动未来学习呈现出新的学习形态，包括学习理念在延伸学习的广度与深度的基础上不断追求创新，学习资源更加多元智能，学习模式突出基于技术融合的人性化、多样性和智慧性等特征。这为满足新时代学习者的差异化需求提供了重要支撑，为学习者创造了全新的学习生态，促进他们实现可持续全面发展。

1 未来学习理念的更新

学习理念是支撑学习者进行有效学习的关键因素，传统的学习理念是“师者，所以传道授业解惑也”。以创新为主题的新时代将创新学习理念提升至重要地位，虚拟现实、人工智能和5G等新兴技术迅速发展，这为培养学习者的深度学习理念、终身学习理念和移动学习理念等提供了强有力的支持。

新时代呼唤创新学习理念变革。从“大众创业，万众创新”到创客空间，创新已然成为教育发展的核心词。新时代新起点，针对目前我国创新型人才稀少的教育短板问题，教育部强调培养以能力为先的创新创业人才，注重引导学习者形成并加强创新学习理念，也就是培养学习者合理利用新一代智能技术进行社会化生产，使他们逐步实现从知识的“消费者”到创新创造的“生产者”的成功转型。

新兴技术促进深度学习理念和终身学习理念变革。一方面，虚拟现实技术推动深度学习理念的变革。深度学习是将信息技术深度融入教育教学的重要表征，因而，在信息技术与教育教学融合力度不足之际，帮助学习者树立深度学习理念至关重要。虚拟现实技术对我国现存的利用现代媒体技术灌输知识从而无法拓展学习者的思维网络以及诱发其进行深度学习等现象提出了挑战。虚拟现实技术利用3D打印机等设备生成三维立体的动态环境，学习者可以通过头显等可穿戴设备，在这种虚实融合的学习空间中进行交互性和投入度更强的自我图式的完善。同时，利用学习分析技术对学习过程进行实时分析和反馈，有助于学习者充分掌握学习状况，完成知识的有意义建构，达到深度学习的效果。另一方面，人工智能技术助力终身学习理念变革。当人工智能迎来其所谓的“奇点”，大量重复、单调的工作将会由机器完成，这势必会对人类学习带来巨大的压力和挑战。因此，急需树立终身学习理念，持续改进自身知识网络，提高技能，如此才能成为时代的引领者，避免被社会淘汰。

5G引领移动学习理念变革。截至2020年3月，我国网民规模达9.04亿，比2018年年底增长了7508万，网民借助手机上网的比率高达99.3%，较2018年增长了0.7%^[1]。如此，5G网络将为移动学习带来更大机遇。面对清一色的数字公民，BYOD已渐渐成为当下一种流行趋势，移动学习理念已悄然扎根于他们内心深处。当下及未来，手机将作为人类学习的主要信息来源，形式、功能多样的智慧型教育APP将成为学习者必备的学习工具，逐渐普及应用的5G网络将以其较强的系统性、智能化和融合性的网络结构体系，以及文件的云端化实时上传存储，为移动学习提供优质的资源与环境。

2 未来学习资源的变革

学习资源是指可用于学习的一切资源，其涵盖了教学过程中所用到的各类硬件系统和软件资料^[2]。尽管我国教育早已进入网络化时代，资源足够多，但仍存在数字教育资源建设和服务能力欠缺、教育资源与教育需求严重不匹配等问题，未来时代与技术优势将弥补这些欠缺之处，从而促进学习资源变革。以下从教学材料、支持系统和学习空间三方面阐述未来学习资源的变革情况。

2.1 教学材料的拓展丰富

一直以來，我国的教学材料主要是教材知识体系与教学课件的结合，这虽然在教学方面取得了一定的突破性成果，但在培养学习者的思维和能力方面仍有所欠缺。大数据、人工智能、虚拟现实等与教材的深度融合，为教学材料的改革和完善带来了新机遇，未来的教学材料呈现出以下三个特点：一是智能化供给，精准化推荐。具有立体感，动态的、可视化的、小粒度的智能化教学材料的出现，打破了传统“唯教材论”的思想，为学习者提供智能化学习服务。大数据、学习分析技术的应用，可以更加有效、精确地推荐最适合学习者的学习材料，为其个性化定制学习路径^[3]。二是多维化呈现，深层化体验。富媒体数字教材、3D打印设备利用智能终端和图像识别等技术，为学习者呈现学习内容的三维立体结构^[4]，提供更加逼真和丰富的学习体验，促使他们开展具身学习。三是跨界式流动，均衡化共享。教学材料不仅跨越学科、专业界限，实现各学科知识之间的融合贯通，而且还跨地区、跨学校，以此促进优质教学材料的流动和共享，不断缩小由于区域和师资力量差异所形成的教育水平差异，继而实现教育的公平最大化。

2.2 支持系统的更新升级

构建一体化的“互联网+教育”大平台，联合不同层级的各类教育资源公共服务平台和支持系统，为师生提供优质教育服务，这是新时代的重要任务之一。在这一时代背景下，智适应学习系统、智能虚拟助手等学习支持系统应需涌现。目前的智适应学习系统主要是基于知识空间，运用学习分析技术和人工智能技术等，精准化监测学习者学习，定位学习者的薄弱知识点，为他们提供个性化指导和推荐最佳学习资源与路径，通过多元互动完成学习数据的反馈，以此来评价和改进学习过程。未来智适应学习系统将更加人性化，更加便于学习者开展个性化学习，更加注重学习者的情感适应，其通过运用人脸识别、情感识别、穿戴设备和相关数据分析技术，充分满足学习者的情感化适应^[5]。智能虚拟助手借助大规模知识库、可视化的知识图谱和语音识别技术，来获取学习者的个性化数据，自主构建学习者画像，并在学习分析的基础上对学习者进行个性化学习辅导和情感交流，同时在与学习者进行对话与互动的过程中，不断提高其智能化程度。

2.3 学习空间的优化重构

从工厂车间模式的教室到以计算机为辅助的多媒体教室，再到融合多种技术的智慧教室和网络学习空间，学习空间经历了诸多变迁。虚拟现实、人工智能等技术在学习空间中的深度嵌入，为学习空间带来了无限可能。

为学习者打造一种处处是学习之处，时时是学习之时，人人是学习之人的美好意境。未来学习空间将打破学校围墙，变得越来越休闲化，其将摒弃传统教室布局，转变为具有教育意义和娱乐性的新型学习空间。学习者可以在楼梯的“洞穴”里进行自主学习，“实验室”为学习者开展数学、科学等实践活动提供服务，赋予学习者一种悠闲自在的学习体验，促使他们进行深度学习。同时，学校将以能力为依据实施混龄教学，不同年龄阶段的学习者组成小组，共同完成学习任务，从而构成了模拟社会形态的社会学习空间^[6]。

学习空间更加具有弹性和人性化。未来学习空间将为学习者提供确切的个性化服务，人工智能可在自动识别学习者的基础上，将温度调整得最适于学习者自身特质。此外，学习者使用的书桌也会变得更加具有弹性，它通过对学习者的使用行为和习惯的“学习”，自动调整其相关属性，而且还可以利用语音识别技术，辨别不同使用者的偏好，与智能设备连接，为学习者提供健康提示、掌控温度、开关门等服务^[7]。

学习空间更加具有协同性。一方面，多种类型的学习空间协同支持学习者学习，即个性化、灵活的个体学习空间、开放的公共学习空间、正式学习空间和社会学习空间等将各自的功能融合，形成一个错落有致的学习空间生态系统，为学习者提供丰富的学习体验。另一方面，人工智能机器与师生协作，共同促进学习者学习，这体现为人工智能机器可以帮助教师传授知识、批改作业和实施评价等，教师则专注于与学生的情感交流和核心素养的培养以及学生智慧的开发。此外，人工智能机器还能充当学习者的学习伙伴，打破学习者在学习过程中的孤独感，给予场依存型的学习者更大的学习动机，从而有助于提升他们的自我效能感^[8]。

3 未来学习模式的创新

3.1 5G+AI教育协同赋能学习

2016年人工智能又一次站在了教育技术变革的前沿，将人工智能融入教育成为教育发展的新取向。人工智能与教育摩擦出的新火花——智能教育对教学、学习和管理等产生了巨大影响，其成为教育变革的增强剂。在智能教育开展的如火如荼之际，5G以迅雷不及掩耳之势出现在大众视野中，5G的高速率、高容量、低延时和低成本等优势为以网络技术为支撑的物联网、虚拟现实、人工智能和区块链等技术带来了新的突破和创新^[9]。因此，新一代信息技术将在5G的支持下推进教育信息化系统的重构和發展，5G+AI教育将成为未来教育跨越式发展趋势，其以核心素养为导向，以5G为主要支撑，以云计算、大数据和物联网等为辅助，融合多样化的新型技术协同助力新型智能化学习生态系统，如图1所示。

从纵向考虑，整个学习生态系统呈现出从基础技术支撑到连接技术通道，再到终极教育目标的确立与实现的层级式格局。核心素养作为教育风向标，贯穿于整个学习生态系统，5G技术承担着维系学习生态系统良好运行和技术与教育完美融合的重要职责，云计算、大数据、区块链、人工智能和虚拟现实等技术共同发力，为新型学习生态系统赋能、增能。开展教育活动的终极目标之一就是提高人类智能，实现人的全面发展。因而，以挖掘和培养人类智能为主要目的的智能教育，成为学习生态系统的最终落脚点。

从横向角度考虑，未来各类新型技术在知识来源、知识汇集、知识传输、知识共享和知识内化等方面，彻底颠覆了以往单一媒体通道的知识传播模式，重新构建了更加智能、灵活和人性化的知识传播模式。大数据的核心功能是挖掘巨量数据中的信息，并进行有效整合和分析，在联通主义的指导下形成精致的知识网络。云计算利用其无限量的扩展性空间，汇聚海量资源形成一个硕大的“资源池”，拓展了知识来源，实现了知识的众筹共建。以联通万物为核心特征的物联网，实现了知识实时高效的输送和传播，借助5G的高传输速率，成为高效的知识传输通道。区块链构建知识网络开放共享的安全机制，利用加密算法等计算机技术，为人们提供了信任度强、价值性高的知识共享和交互的良好网络环境。虚拟现实与人工智能突破仅仅依赖于大脑思维的传统学习模式，通过构建逼真形象、提供操作性较强的学习支持设备和工具，促使学习者将认知、身体和环境融为一体，即认知存在于身体中的大脑，身体融入各种环境中^[10]，如图2所示。这支持学习者在多感官体验的具身活动中进行知识内化，使得知识建构能够发生在最适于他们学习的情境中，进而引导其对知识进行深度理解和思考，达到自主化深度学习的目的。

3.2 极简教育技术引领微型学习发展

新型媒体争相涌现，各类微媒体（微信、QQ、微博、抖音和直播等）成為人类主要的学习工具，微资源（慕课、微课等）愈来愈受到学习者的青睐。微媒体与微资源的协同作用，使得微学习成为大众学习的主流方式之一。微型学习最初是由林德纳提出的，他将微型学习定义为在新媒介生态系统中以微型媒体和微型内容为核心的一种学习模式^[11]。以往的微型学习因媒体技术与信息环境的局限性和缺乏相关理论的科学指导，未能得到全面发展。同时，其侧重于“物”的开发和应用，忽视“人”的需求和发展。著名学者黎加厚教授紧贴时代发展特点和前沿，从人的角度出发，借鉴艺术领域的极简主义，在教育信息化的进程中融入了极简教育技术的理念，旨在倡导人们运用简单方便、易学易用、能够提高工作和学习效率的技术和资源。极简教育技术与微型学习的最终落脚点是趋于一致的，即为人们提供更多的学习便利，让学习变成轻松便捷和简单高效的自主活动。因而，倡导外部简洁、内涵丰富的极简教育技术，有助于更深层次地推动未来微型学习的发展。在大力提倡“以人为本”核心教育理念的背景下，极简教育技术的提出，弥补了以往微型学习缺乏对人的关注这一不足，加之新一轮信息技术革命为微型学习提供了适应时代发展潮流的学习理论、开放共享的微型学习场所、富粒子化的微型学习资源以及智能多样化的微型学习支撑技术，使得微型学习呈现出新的形态。

如图3所示，极简教育技术启发教育界将关注的焦点从技术回归至人的发展，其指导下的微型学习更加具有时代性，更符合人类的现代化需求：（1）极简教育技术所蕴含的各种理论，为微型学习提供了丰富的理论基础，以知识网络联结为核心的联通主义学习理论、强调学习情境的建构主义学习理论，以及提倡泛在学习的非正式学习理论等协同助力微型学习，为微型学习的有序持续开展提供指导和动力。（2）微型学习场所范围广泛，遍及教育机构、家庭、工作场所、社区和场馆等，便于学习者随时随地进行学习，力争构建普惠全民的微型学习场所，为实现全民终身学习提供了有力支撑。（3）极简教育技术下的微型学习资源强调在充分保障学习效率的前提下，秉承好用、能用和易用等原则，合理选购简单易学的硬件和软件基础设施。微型学习资源不仅包括手机、iPad等体积娇小和携带方便的硬件设备，而且涵盖了微课、MOOCs和微视频等简短精悍的软件资料，微信、微博、直播、QQ和抖音等易学易操作的社交APP，为实现寓教于乐的教育目标提供了可能。（4）大数据、人工智能和物联网等新型技术不论从外显的设备支撑，还是从内在的知识管理等，都能将微型学习过程中的复杂问题简单化、大数据化和智能化，给予学习者极其简易的学习体验。

3.3 指数教育助推智慧教育

智慧环境、智慧教学和智慧评估等的不断涌现为学习贴上了智慧的标签，其更侧重于挖掘人类的智慧潜能，提升人类智慧水平。著名的“乔布斯之问”——“为什么计算机改变了几乎所有领域，却唯独对学校教育的影响小得令人吃惊？”这表明教育亟需大踏步紧跟技术发展，以指数级速度实现其与技术的协同共进。因此，由指数学习曲线引发的指数教育，成为促进智慧教育发展和破解当前教育滞后于技术发展困境的有效途径。指数教育主要以指数思维为引领，充分利用指数技术支持具有指数效应的学习方式，从而构建具有指数性质的学习生态系统，培养更多智慧型的指数人才，如图4所示。

指数教育赋予未来智慧教育的创新发展更多启发和可能，其中指数思维是开展指数教育的领航标，它突破线性思维的局限性，提倡人类以敏锐的洞察力，探析指数思维与教育的契合点，指导其利用指数技术优化教育质量，引领未来的指数世界。大数据、人工智能和VR/AR/MR等具有指数特性的技术，推动教育向指数教育跨越式发展，大数据不仅在精准分析学习者学习风格的数量上呈现出指数级增长，而且实现了规模个性化教育，促使教育质量以指数级速度提升。人工智能通过将机器与人的完美结合，创造了人机协作的高效教育机制，既大大提高了教育效率和质量，又为人类创造了更多时间进行创新和改革。VR/AR/MR等帮助学生从只动脑的学习模式转向多器官协同发力的深度学习，在指数增长层面提高了学习效率。指数技术在教育领域的实践应用，促使自主学习、合作/协作学习、研究性学习和STEM教育等学习方式呈现出强大的指数效应，其从知识图谱支持的自主性有意义学习到具有长板策略的合作/协作学习，从发现问题、格物致知的研究性学习，到探索未知、培养创新思维的生成性学习。这些丰富多样的学习方式从多层次、多角度给予教育以程度不等的指数效应，全方位推进了指数教育的发展。

技术与政策的双管齐下为教育领域带来了颠覆性的变化，学习者的学习理念有了质的飞跃，学习资源实现了广度上的流动共享和宽度上的内涵拓展，学习模式突破时间、空间和数量等的局限，从群体教学细化到个人定制、精准智能推送，在确保学习质量的同时，让学习变成一种愉悦的常态化行为，进而提升学习者的创新创造等综合能力，构建高层次的人才培养体系。究其教育的本质来说，适合学习者的教育才是好教育，新的教育理念、任务、行动和措施等一系列计划都是为了学习者的“学”。因此，要遵循“坚持育人为本”的基本原则，总结和沉淀此次疫情所创生的相关成果，充分利用人工智能、虚拟现实和区块链等的突出优势，探索与构建灵活、泛在化和智能化的学习体系，重构教育生态，打造教育现代化发展的新格局。

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Thinking and exploration of future learning reform

PAN Xia

（School of Educational Technology，Northwest Normal University，Lanzhou，Gansu730070，China）

Abstract The widespread use of technologies such as artificial intelligence，virtual reality，5G and blockchain in education is changing and reinventing every element of learning，triggering a new generation of learning revolution.During the COVID-19 epidemic in 2020，new learning patterns emerging from technology as an intrinsic learning force are driving us to think and explore future learning patterns based on the dual perspectives of learning and technology development.With technology enabled，the future will be guided by innovative learning concepts，deep learning concepts，lifelong learning concepts and mobile learning concepts，with the support of multiple intelligent learning resources such as teaching materials，support systems and learning spaces，new and diverse learning modes such as 5G+AI education，micro-learning and index education have been derived.Thus，a new learning mode suitable for the development of the times will be formed，which is conducive to the cultivation of high-end innovative talents and the promotion of the construction of China′s educational power.

Keywords learning reform;learning concept;learning resources;learning models

[責任编辑 刘 冰]