智能技术赋能学前教育智慧学习环境构建*

张雪 骆梅柳 朱小英

摘  要  智能技术的不断进步与应用给学前教育智慧学习环境建设提供了可行性。通过对相关文献的梳理，指出智能技术和智慧学习环境的内涵，分析智能技术对学前教育环境构建的赋能，结合前期对幼儿园的调研情况构建学前教育智慧学习环境模型，以期为未来学前教育智慧学习环境的开发提供一定参考。

关键词  智能技术；学前教育；智慧学习环境；学前儿童；虚拟环境

中图分类号：G612   文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2022）16-0063-03

0  引言

结合皮亚杰的认知发展阶段论，3～6岁幼儿思维主要还是受具体直觉表象的束缚，具有相对具体性、自我中心、知觉集中倾向等认知特点[1]。教师可以利用智能技术结合新的教育理念，改变传统的教学模式，注重激发学前儿童的求知欲，帮助学前儿童形成新的体验式、探究式学习方法。同时，虚实世界的相互融合有助于创设情境，可以从根本上缩短学前儿童把各种感知运动图示内化成形象图式的进程，更好地实现知识的迁移，让学前儿童实现真正意义上的多元化发展。

1  智能技术

5G通信技术、物联网技术、云计算技术、人工智能技术、增强现实技术和普适计算技术等都应属于智能技术。5G具有高速率、低延迟、移动性、低功耗和广覆盖等特点[2]。5G技术结合VR/AR、全息影像等技术，可实现实时传输数据信息、增强互动、提升学前儿童的学习体验。5G结合云计算、人工智能，可以给师生的智慧化学习提供有效的数据信息，从而按需给师生教学活动提供一种个性化服务，优化课堂教学质量。5G与增强现实技术结合，可以使学习内容的呈现更加立体化、真实化与多样化，从而促进虚实学习空间的融合。

2  智慧学习环境

智慧学习环境是普通数字学习环境的高端形态，是教育技术发展到现阶段的产物。国内对智慧学习环境的界定最早可追溯到2006年，但真正掀起智慧学习环境研究热潮的标志应该是张进宝等[3]在2012年发表文章提出智慧学习环境概念：“智慧学习环境是一种学习场所或活动空间，其目的是通过感知学习情景、识别学习者特征、提供合适的学习资源与便利的互动工具、自动记录学习过程和评测学习结果以促进学习者有效学习。”被赋予智慧性的学习环境势必会激发学前儿童学习的主观能动性，加强学前儿童学习时的舒适感。对于学前儿童来说，最直接的智慧学习环境就是智慧教室。

3  智能技术赋能学前教育智慧学习环境

智能技术让智慧教育由设想变为现实。智慧学习环境的构建离不开技术力量的支撑。

3.1  智慧识别

5G智能终端可通过5G网络收集教学过程中的全场景数据，结合大数据及人工智能技术，构建学生的学情画像，为教学提供全面、客观的数据分析，提升教育教学精准度。5G+智慧校园基于超高清视频的安防监控可为园区提供园区人员管理、学生作息管理、门禁管理等服务，消除园区陌生人进园、危险探测不及时等不安全因素，实现园区智能管理，提高园务管理效率、水平和安全性；基于AI图像分析、GIS（地理信息系统）等技术，可对学前儿童出入、活动、饮食安全等环节提供全面的安全保障服务，让家长及时了解学前儿童在园活动及表现，助力打造智慧安全的学习环境。

3.2  智慧感知

5G时代的机器人学伴/助教通过大数据精准测评、辅助学习自动感知学前儿童的认知基础、行为状态、兴趣爱好，准确识别幼儿的学习需求，从而智能地、自适应地分配学习任务，选择匹配的教学模式，实时洞察学前儿童在感知觉运动、判断阅读、认知和视听方面存在的不足，有针对性地进行学习资源的推送，也能根据学前儿童的状态和表现实时调整学习情境与学习任务，以此来帮促学前儿童完成学习任务，实现个性化学习。根据沉浸体验因素，在数字化多媒体资源中，学前儿童可以利用虚拟现实技术和增强现实技术在模拟逼真的场景中实现情境化的交互性学习，深刻感知多媒体教学带来的学习乐趣。如在古诗词教学中，教师可以利用数字媒体营造学习氛围，利用智能技术构建三维学习者模型，实时采集学前儿童的声音、图像，与三维模型相感知、交互，使三维学习者模型在学习过程中发生变化，提升学前儿童的学习兴趣，增强学前儿童学习的体验感。

此外，教师利用某些多媒体资源，通过沉浸体验和自我实现需求，还可以实现学前儿童虚拟的角色扮演活动、闯关活动以及挑战测试活动。利用多媒体营造交互性更加凸显教学内容，满足学前儿童的认知需求和好奇心，提升学前儿童的学习体验，使学前儿童更易懂得接受知识的意义，从而从真正意义上提升学习质量。教师在教学中要重视学前儿童在操作过程中的反馈建议，改进智能技术的使用，以此来保持学前儿童高度的学习动力与热情。

3.3  智慧干预

大数据技术凭借大量、高速、多样的特性捕捉感知智能技术获取的大量线上数据，使万物互联网采集的大量数据存储其中，使园区管理智能化，实现学前儿童成长记录智慧化管理；实现对学习过程不符合要求的学前儿童随时拉响辍学警报，起到学业预警的作用；实现对学前儿童发生危险行为以及健康状况的警报，给予学前儿童和家长安全感。

3.4  智慧评价

5G通信技术、物联网技术、大数据、人工智能技术通过智能设备帮助幼儿园实现智能管理、游戏化评估和全方位幼儿园成长的记录[4]。用数据智慧增强教学智慧的方式为学前儿童教育教学决策提供依据，为实现学前个性化教育助力。

4  学前教育智慧学习环境模型构建

学前教育智慧学习环境模型如图1所示。

4.1  学前儿童

学前儿童是学前教育智慧学习环境的核心要素，物理环境、虚拟环境的创设以及教师都是为学前儿童的发展服务的。应注重智慧学习环境中学前儿童合作性、协作性的培养，加强学前儿童与学前儿童、学前儿童与教师、学前儿童与物理环境以及学前儿童与虚拟环境之间的交互。智能技术赋能于学前教育环境的构建除了有助于满足学前儿童学习的个性化需求、增强学前儿童的学习体验感外，还有助于这个阶段学前儿童注意力的保持和维系，激发他们的创造力。

4.2  教师

学前教育智慧学习环境中的教师应该是智慧型教师，应该既是知识的生产者，又是信息的输出者，是构建学前智慧教育环境的重要因子。智慧教师应当具有主动创新教学模式的意识，具有整合各类教学资源的能力，具备“技术、学科内容、教学法相互整合（TPACK）”能力[5]，不单单是熟知自身教学领域知识，还应具备其他必要的综合能力，如综合利用资源处理当前问题的能力就是决定教学效果的关键能力。此外，智慧教师还应是团队性的，共同备课、相互学习、相互评价，教学分工更加细化，是一个权责明确的专业团队，能给学前儿童带来高质量的学习体验。

4.3  物理环境

幼儿园物理环境主要包括教室、活动室、绘本室等，共同构成幼儿园智慧学习环境的基础环境。物理环境应为学前儿童提供最适宜的温度、湿度、亮度和合理的符合视觉特点的色彩搭配。

4.3.1  教室

考虑到学前儿童的特点，设计教室时要尽可能给幼儿带来轻松愉悦的感受，例如：学习桌椅的摆放可以采用“U”或“X”形的摆放顺序，这样会有利于学前儿童与学前儿童、学前儿童与教师之间的互动；在学习场景的布置上可以根据不同的主题采用不同的色彩背景，除了可以增强学前儿童对身处环境的视觉享受外，还可以增强学习过程中的情境代入感。

4.3.2  活动室

活动室的设计除了要考虑学前儿童活动需要所必备的器材外，更要注重活动室的安全性。在活动室可以利用智能设备实现实时监控空气、温度、湿度、气味以及学前儿童的身体健康状况等，还可以实现学前儿童危险行为的预警。

4.3.3  绘本室

绘本室可利用智能技术智慧感知学前儿童的学习需求、兴趣爱好等，然后为学前儿童推送符合其需求的绘本书籍，实现真正的个性化学习。

4.4  虚拟环境

虚拟环境主要包括情境、资源、工具和虚拟共同体四个方面。有些幼儿园的虚拟环境有网络同步课堂、机器人学伴、网络家园通等，这些虚拟环境与物理环境有机结合，将共同服务智慧学习环境中的学前儿童，从而提高学与教系统的整体运行效率。

4.4.1  情境

情境主要分为物联感知系统和情境管理系统。物联感知系统通过温度感知、湿度感知、亮度感知、色彩感知和窗帘控制等系统感知学习环境，提供学前儿童需要的情境环境，提升学前儿童的学习体验感。情境管理系统能够针对学前儿童所需进行情境识别、情境分析和情境创设，首先识别学习环境所需的情境要求，然后进行系统分析，通过物联网系统感知学习环境，进而创设学习情境，以随时满足教学过程的需要[6]。

4.4.2  资源

虚拟环境中的资源主要有网络同步课堂、幼儿活动案例资源库、智能机器人学伴等，为学前儿童提供最优质的学习资源，实现家园教学的无缝衔接。

4.4.3  工具

各种智能工具为学习环境的智慧提供全面支持。教师和学前儿童通过智能工具可以进行实时和非实时的互动，常用的智慧学习工具有智能搜索引擎和智能信息推送等。

4.4.4  虚拟共同体

虚拟学习共同体是智慧学习环境构建中促进学前儿童智慧性学习的重要一环，学前儿童在线可以与教师、学习伙伴共同组建虚拟学习共同体，充分发挥其创造性思维进行学习和交流分享，在教师的引导下进行团队学习，这有助于从小培养学前儿童的协作精神和合作意识。

5  结束语

基于智能技术，学前儿童可以将不同时空的教师、学前儿童、物理环境和虚拟环境以高清视频的形式智能融合在一起，如全息教室支持学生在裸眼状态下进行交互式感知与体验，实现优质资源共享。按需融合对开展个性化教学活动，推动教学革新有很大作用。学前儿童在智慧环境中开展智慧活动，智慧环境能够根据他们的需求和各自的个性化特征开展学习，提升学习的智慧性、舒适性，让学前儿童在学习中体验学习的乐趣，在做中学、做中悟，从而最大限度发挥他们的学习潜力、创造力和想象力，最终达到发展学前儿童智慧的目的。

参考文献

[1] 皮连生.学与教的心理学[M].上海：华东师范大学出版社，2014：31-33.

[2] 翟雪松，孙玉琏，陈文莉，等.5G融合的教育应用、挑战与反思[J].开放教育研究，2019，25（6）：12-19.

[3] 张进宝，黄荣怀，张连刚.智慧教育云服务：教育信息化服务新模式[J].开放教育研究，2012，18（3）：20-26.

[4] 蔡锋锋.展望5G时代下，幼儿园教育发展的新趋势[J].科学大众，2020（5）：72-74.

[5] 宁静.高校智慧学习环境的构建研究：以云南大学为例[D].昆明：云南大学，2018.

[6] 胡旺.“互联网+”教育背景下智慧学习生态环境构建研究[D].江苏：江苏师范大学，2017.

*项目来源：本文系鞍山师范学院2020年度校级立项课题“学前教育智慧学习环境设计研究”（课题编号：20kyxm64）研究成果。

作者：张雪，鞍山师范学院教育科学与技术学院，讲师，研究方向为智慧学习与教育信息化（114005）；骆梅柳，江苏财会职业学院，博士，副教授，研究方向为复杂网络和大数据（222061）；朱小英，烟台南山学院计算机实训中心，讲师，研究方向为远程教学实践（264000）。