未来特殊教育的逻辑起点、潜在路径与新样态*

申承林 郑伟平 姚小雪

(1.陕西师范大学 教育学部 西安 710062；2.广东省佛山市顺德区启智学校 广东 佛山 528300；3.华南师范大学 计算机学院 广州 510631；4.滨州医学院 特殊教育学院 山东 烟台 264003)

一、引言

当前，新一代信息技术正在深刻地改变着人类的认知与行为模式[1]。教育领域也受到了全新冲击，未来教育的蓝图与实践路径，涉及学习环境重构、课程体系建构、教学方式与教学评价变革、完善教育治理等方面成为研究者与实践者热议的话题[2]。在未来教育的发展走向方面，顾小清应用未来研究方法，从未来想象、未来社会、未来知识生产、未来学习、创造中的未来五个方面，描述、预测、探索与解释未来教育发展蓝图，审视未来人工智能时代教育研究的行动措施[3]。谈及未来教育旨归，朱德全和许丽丽等人通过论证强调，技术是一把双刃剑，未来教育需要在技术和生命的维度耦合，达成工具理性与价值理性的统一[4]。在发展规划上，袁振国提出了“线上线下”深度融合、提供可选择的教育、转变教师角色等对策[5]。张学敏等人认为，中国特色教育现代化建设中，需要一分为三地处理好教育现代化与教育发展、人的发展和社会发展之间的关系，准确把握外来模式与自主发展、工具理性与价值理性、当前教育与未来教育三个方面的融合[6]。在实践路径方面，祝智庭和彭红超等人从学习环境生态化、行为主体协同化、教育教学适性化等方面分析了技术赋能智慧教育的路径[7]。杨现民等人强调，人工智能、5G通信、区块链等新一代信息技术间加速融合、协同创新所形成的智能技术生态是驱动未来教育发展的关键[8]。张坤颖等人指出，5G+AI技术和教育将呈现加速融合之态势，具体表现为“智慧+智能”教育环境构建、颠覆性教育应用场景生成以及教学模式重构[9]。郑思思等人阐述了数据驱动在教学不同阶段应用的作用形态，探讨了图形化数据赋能未来教育的新形态[10]。刘骥和张又结合美国教育数据管理与公开体系建设经验，对我国未来教育的数据体系建设提出建议，包括加强教育数据管理与公开体系全面发展，重视制度建设，详定实施细节，发挥具有中国特色的科学化、精准化、证据化教育数据管理顶层设计优势等[11]。

综合已有研究可见，以新一代信息技术为重要支撑的“未来教育”初见雏形。但是，现有绝大多数研究是在普通教育的环境下展开的，有关特殊教育的论述较少。

人工智能、大数据、区块链、5G通信、虚拟现实等新技术的应用，为拓宽特殊教育理论研究视角、构建特殊教育智慧学习环境、创新特殊教育教学方式、赋能教育评价、推进特殊教育治理现代化提供了重要机遇，是新时期提升特殊教育质量的必然选择。国内相关政策已将特殊教育信息化提上重要议程，而将新一代信息技术应用于特殊儿童发展与教育的研究与实践相对匮乏[11]，特殊教育工作者的信息化素养也有待提升[12]。鉴于此，本文从“未来特殊教育”的逻辑起点出发，探讨“未来特殊教育”发展的潜在路径，着重阐述其发展所需的信息技术基础设施支撑，勾画“未来特殊教育”的新样态。

二、未来特殊教育的逻辑起点

(一)未来特殊教育的内涵

未来特殊教育是指在未来社会开展特殊教育的社会行为及与其关联的物质基础和意识形态。未来特殊教育的内涵具体表现在以下方面。

1.未来特殊教育以满足未来社会需要为宗旨

随着信息技术发展，数字化生存、元宇宙等虚拟空间活动正在成为人类生活的有机组成部分，新的生活与生存方式要求人们掌握适应未来社会生活的新技能。同时，数字化生存拓展了特殊人群参与社会活动的广度和深度，未来社会对特殊人群高质量生存与发展提出了期望和要求。这些变化赋予未来特殊教育新的价值取向，并促使其在未来社会中衍生出新的功能定位。可见，未来特殊教育的宗旨是满足未来社会需要，未来社会赋予的功能定位是其基本特征。

2.未来特殊教育以未来科学技术赋能的教育技术为手段

在后人工智能时代，脑科学、人工智能、心理学等学科交叉发展，人脑认知规律将被逐步揭示并用于指导特殊教育实践。在认知科学理论指导下，以及新一代信息技术支持下，未来特殊教育得以依托科学的教育技术体系运行。技术驱动成为未来特殊教育的重要手段，由此获得的可检验、可预测、可追踪等优势将成为其区别于传统特殊教育的显著特征。

3.未来特殊教育将学习者转变为参与者和贡献者

未来特殊教育不再单纯地关注技能与知识习得，而更关注学习者对社会活动的参与感，以及随之而来的归属感和获得感。在数字化生存技术的支持下，未来特殊教育根据学习者的认知水平、心理状况、情感需求等创建多种层次的虚拟任务，达到学习、体验、自我认同、价值体现等目的。对于部分重度残障的特殊学生，参加教育是其参与社会活动的最主要方式，未来特殊教育在虚拟活动空间中营造的各种主题社区是他们社会化的重要途径。在虚拟空间里，特殊学生是社区的参与者与贡献者，并且由此得到价值认可，获得更加丰富、有意义的人生。

(二)未来特殊教育的理论基础

不同的理论基于不同的假定预设，其观点与研究范式也各不相同。在讨论特殊教育的发展路径时，应明确其理论基础。

1.分布式认知理论

分布式认知由赫钦斯(Hutchins)于20世纪80年代提出。该理论认为，认知是对头脑中的内部表征信息和环境中的外部表征信息的加工过程，认知分布于个体内、个体间、媒介、环境、文化、社会和时间等之中[14-15]。分布式认知为扩展现实尤其是虚拟现实技术在未来特殊教育中的应用提供了理论依据，其关于人工制品、认知交互理论、认知同心圆模型的论述等也为虚拟现实技术在特殊教育中的应用指明了主要发展方向[16-17]。分布式认知的增强观强调工具对个体认知的支持作用，认为可以通过外部资源来补充个体的自然认知[14]，为人工智能技术在特殊教育中的应用提供了依据和可能模式。

2.具身认知理论

具身认知理论主张，认知是大脑、身体与环境交互作用的产物，强调具身性与情境化[18]。该理论认为，认知并非简单的表征与计算，而是身体、环境、活动三者协同作用的结果。它为特殊教育引入虚拟现实技术提供了理论依据，凸现了虚拟现实虚拟性和沉浸式的优势。具身认知理论还强调身体经验能够促进个体发展。研究表明，思维、判断、意象、隐喻、情绪、想象等直接或间接地与人的身体构成、身体组织和感知-运动图式关联[19]。这些观点为虚拟现实在特殊教育中的作用机制提供了依据，即可以通过虚拟环境中的操作作用于学习者身体而产生经验，进而促进发展。具身认知理论还强调认知的动态性，认为认知结构具有时间属性，强调在真实、自然的情境中对认知过程进行实时分析[18]。可见，未来特殊教育的教学环境应具备对认知过程进行实时感知、记录、存储、分析的基础能力，这表明人工智能、大数据技术的支持不可或缺。

3.第四范式

数据驱动科学发现的方法成为继实验观测、理论推演、计算仿真之后的科学研究第四范式。第四范式是科学研究方法论的创新，为当前特殊教育研究的一些瓶颈问题提供了破解手段。第四范式认为数据是现实世界的事物、现象和行为在数字空间的映射，蕴含了现实世界的运行规律，可以通过数据分析方法揭示客观世界的科学规律[20-21]。可以预知，大数据与人工智能技术在未来特殊教育研究中将发挥关键作用。

(三)未来特殊教育的要素

要素是构成未来特殊教育的基本单元，是其存在与维持发展的动因，体现为新理念、新技术、新方法、新场域、新样态。

1.新理念

新理念是未来特殊教育的第一要素，受到社会发展水平、政策、文化等多重因素影响。作为现代教育体系的重要组成部分，特殊教育需要根据时代特点回答“培养什么人、如何培养人、为谁培养人”的问题，这将直接影响特殊教育的价值取向、教育目标、教育内容、教学方式。新理念将决定未来特殊教育的优先发展领域、系统边界与技术应用限制。在进行特殊教育的发展规划和顶层设计时，应深刻理解新理念的本质，高度重视其引领作用。

2.新技术

新技术是实现未来特殊教育的重要前提。以人工智能、大数据、区块链、扩展现实、数字孪生等为代表的新一代信息化技术将深刻改变教育运行的机制与形态[23]。人工智能是未来特殊教育的灵魂，将推动教学方法创新，通过人工制品增强智能的方式，部分补偿特殊儿童自身的障碍，充分发挥特殊儿童的潜能。大数据是未来社会智能赋能教育的基础范式，为发现教育规律与精准教育提供了重要手段。区块链技术将重建信任体系，为多方协同提供必要支持，为特殊教育营造更加友好、高效的社会环境。扩展现实与数字孪生等技术则会催生虚实结合的教学环境，使得泛在学习成为可能。

3.新方法

新方法是未来特殊教育的核心特征。基于数据驱动与数据分析的方法有助于揭示特殊教育的科学规律、发现新模式、产生新知识。在此基础上发展起来的理论、方法、模型、工具等能够有效地支撑特殊教育的教学实践，减少“纯经验主义”的束缚。

4.新场域

新场域涉及与特殊教育相关的行为与活动所处的特定环境、实体、关系以及运行规则。新场域主要包括新的教学场域与社会场域。教学场域是指教学活动发生的场所，而社会场域涉及政策空间、组织架构、教育治理等方面。未来特殊教育的教学活动将是在泛在学习环境中发生的一系列教与学的行为。教学场域由教室走向泛在环境，教学活动发生在丰富的实际生活情境中，而不再限定于课堂。未来特殊教育将呈现时时可教、处处可教、因地设学的新实践形态。社会场域方面，将呈现多元主体的开放互联、精细管理、有效协同等特征。社会支持体系对特殊教育的作用将更加全面、有序、深度契合。

5.新样态

新样态是指未来特殊教育的外在表现，是呈现给各利益相关方的界面。新样态的产生源于新资源引入、新环境建设、组织模式变革、管理方法创新、教学活动重组，是多因素综合作用的结果。

三、未来特殊教育的潜在路径

对发展路径的探讨需要厘清要素之间的逻辑关系，对路径的探讨有助于识别发展任务的优先顺序，理解不同任务的重要程度级别。未来特殊教育发展的潜在思路如图1所示。

图1 未来特殊教育的发展思路*

(一)未来特殊教育的发展思路

首先，要优先确立新理念和发展新技术。新理念决定未来特殊教育的功能定位，对新场域提出建设需求，对教学场域提出功能性需求与非功能性需求，对社会场域提出资源需求、效益需求、公平需求与政策需求等。新理念具有时效性和动态性，发展新理念应兼顾前瞻性和阶段性，区分近期未来、中期未来以及远景未来的理念，厘清其演变脉络。同时，应结合特殊教育的特殊性与发展情况，做好新技术的遴选与应用工作，重视新技术的突破和变革。

其次，重点建设新场域。新场域是在原有场域基础上，因新理念、新技术的作用而导致原场域的系统边界、功能实体、流程机制、作用关系等发生演变后的场域。演变后的人、物、事的运作需要信息技术设施作为支撑，因此，未来特殊教育须加大对信息技术设施的研究力度。信息技术设施一方面映射了新场域的运行规则，另一方面直接体现了新技术的价值功效。

再次，探索新方法。新方法是发展路径上的关键节点，代表未来特殊教育的发展高度，需依托新设施支撑以及新技术支持，加快探索应用于新场域的新方法。

最后，在新场域的支持下，应用新方法，在实践中逐步形成新样态。应当注意的是，图1所示思路仅是可选项之一，发展是螺旋式上升的过程，路径的节点之间可能存在返复与迭代过程。

(二)未来特殊教育的信息技术设施

新一代信息技术是未来特殊教育从理论构想走向实践应用的核心驱动力，应对信息技术设施给予更多关注。根据系统观念，新一代信息技术各有效用，应将其有机整合到未来特殊教育的信息技术设施建设中。例如，在新技术支持下，未来特殊教育可在教学场域构建虚实结合的学习空间，在社会场域构建和谐高效的协作体系，构建过程应用的技术如图2所示。

图2 基于智能技术生态构建的未来特殊教育系统

以下从当前的信息技术发展水平出发，结合特殊教育发展需求，从深化特殊教育研究、创设适宜学习环境、创新特殊教育教学、优化特殊教育治理等主要维度阐述未来特殊教育发展中信息技术设施的特点。

1.信息技术设施在深化特殊教育研究中的应用

数据是特殊教育变革的重要驱动力，信息技术设施应用于特殊教育研究的关键是构建横纵贯通的大数据应用管理体系。根据第四范式理论，尽可能将全面的数据纳入大数据应用管理体系，是揭示科学规律的关键。横向覆盖学校、家庭、社区、测评机构、社工机构、康复机构等场所，以特殊儿童为中心，将与之相关的活动及相关支持等产生的数据纳入应用管理体系，如教学过程数据、考勤数据、行为数据、健康数据、膳食数据等。纵向汇聚不同区域层级、不同教育阶段的特殊儿童数据，为从年龄分布、地域分布等多维度探索未来特殊教育运行规律奠定基础。

未来特殊教育还将发挥人工智能与大数据的高效联动优势。人工智能技术可对图像数据、音频数据、视频数据、运动传感器数据等进行智能分析，识别人脸、行为动作、情绪状态、健康状况等信息[24]，通过从非结构化数据中提取结构化数据的方法，实现对学习活动的精准描述。在横纵贯穿的大数据应用管理体系基础上，增加师生的个体属性与状态信息，加强各种模态数据的关联，全面揭示特殊教育教学规律，及时、细致地了解教学策略及干预措施的效果。大数据平台为人工智能算法研发提供基础数据，为提升分类、预测与推理模型的性能创造条件。此外，通过广泛收集数据，在多种模态、多个维度上进行联动和碰撞，可以发现影响教学效果的关联性因素。利用大数据技术“强化相关性、弱化因果关系”的科学发现模式，突破特殊教育理论研究的若干瓶颈，加强创新理论对特殊教育实践的指导作用。

2.信息技术设施在创设适宜学习环境中的应用

扩展现实、数字孪生、全息影像等技术有助于教育者根据时间、地点、教育对象、学习内容的变化情况创设适宜教学环境。例如，在不同的时空环境，创设时时能学、处处可学的教学环境；充分观照特殊儿童的教育需求，实现个性化学习；结合学习内容创设有丰富资源支持的学习环境。

为实现适宜性目标，信息技术设施应具备感知、认知表征、组合、分析等功能[25]。其一是物理空间与虚拟空间的感知功能，如对学习者的身心状态、行为过程、学习状态的实时感知；在此基础上实现物理空间与虚拟空间感知数据的同步、关联与融合。其二是认知表征功能，即，根据教学情境、学习内容以及教育对象的需求，对虚拟教学环境中的资源进行科学、高效编码；对于编码资源，规划其表征的功能、属性、内容、形式等，实现完整的验证、分析、管理功能。其三是组合功能，即自动匹配组合资源、流程的功能，实现按目标自动分解，将教学内容按时间、空间进行合理分布，提供分布内容与流程的编排、组合与监测等功能，快速灵活地装配出符合要求的虚拟教学环境。其四是分析功能，即根据感知与表征数据，提供智慧分析功能，实现对学习环境的预测、推理与反馈。

创设适宜学习环境的关键在于建立闭环反馈控制(closed-loop feedback control)，如图3所示。在信息技术设施支持下，学习活动被合理分布到物理教学空间及虚拟教学空间，有效数据被感知和加工，形成融合信息后输入未来特殊教育学习环境的核心逻辑部件——智慧教学大脑。智慧教学大脑通过在线学习，实现持续智能演化，是教学环境的智慧动力引擎。智慧教学大脑分析融合信息形成反馈控制环路，实时调整教学环境，使其与学生的学习需求相匹配。闭环反馈控制主要包含四个控制支路：一是对学习者的反馈，根据学习者特征及其学习效果，调整其在不同学习环境中的学习目标、学习内容、学习进度等；二是通过数字孪生技术实现对物理教学空间的协同控制与适配；三是对虚拟教学空间进行反馈，包括表征、组合等功能和参数的联调优化；四是对智慧教育大脑自身的调节，实现持续演化。

图3 未来特殊教育教学环境的闭环反馈控制

3.信息技术在创新特殊教育教学中的应用

未来特殊教育将逐渐实现数据驱动的教学过程，提高特殊儿童筛查评估、课程体系建构、学习效果评价的精准性和效率。数据驱动的智慧教学模式如下。

其一是建立群体能力图谱。应用群体大数据分析技术，针对不同障碍类型与不同障碍程度的特殊儿童，研制群体能力图谱，揭示其学习规律和发展特点，为学生评估和课程体系建构提供依据。其二是基于群体统计方法的智能推荐与预测。利用聚类算法将特殊儿童映射到群体，再根据该群体的历史干预效果数据，为其推荐教学策略与教育干预方案，根据群体的历史表现，预测学生在具体任务中的表现、进度等，估计可能的偏差。其三是基于个体特征的智能推荐与预测。利用系统中积累的数据，根据特殊儿童的个体特征与表现，研制智能推荐模型与智能预测模型[26]，实现个别化支持。最后是问题发现与诊断。利用智能算法，检测学生的认知水平、情绪状态、行为动作以及学生与系统之间的交互情况，智能地识别其异常表现，及时向教育者预警，并对问题进行诊断，推荐干预措施。

4.信息技术设施在优化特殊教育治理中的应用

在区块链技术支持下，特殊教育治理体系与结构将充分体现开放互联特征，多元主体协同作用优势将进一步凸显。未来特殊教育系统将是由多元主体高效协作共创共营的生态体系，目前迫切需要建立可信的数据共享与认证体系，加快实现医教、康教、科教深度融合，推进家庭、学校、社区“三位一体”格局有效衔接。

首先是数据资源共享。数据共享需要解决可信、版权等问题。如内外部系统数据交换时强调数据的可信性，内部教学资源共享需要解决版权等问题。区块链技术通过分布式记账系统和签名技术，可以实现数据可信交换，以及数字内容版权管理。其次是跨系统互信协作。区块链技术可实现各个系统互信协作。例如，就业系统可通过区块链从教育系统查询求职者的技能获得情况、教育经历等数据；从卫生医疗系统接收特殊儿童的医学诊断信息记录到区块链系统中后，可为有权限的机构提供查询。此外，区块链的智能合约(Smart contract)技术将简化系统间的协作方式，为未来特殊教育创造高效协作环境[27]。最后是学习轨迹留痕与认证。分布式记账技术可辅助建立特殊儿童终身教育档案，确保数据真实、不受篡改，包括课程学习情况、考核结果、技能获得情况、评价信息等。记录的数据可以在不同的学习中心与服务机构之间共享、流转，提高管理效率。

四、未来特殊教育新样态

其一是学习环境新样态。未来特殊教育中，学习环境将呈现多中心、虚实融合与跨场域互动等特点。在虚实融合的学习环境中，可实现对活动主体的全方位感知、记录和分析；可实现跨场域协同，如资源共享、活动共创等。

其二是特殊教育教学新样态。首先是教育计划新样态，主要体现为在群体能力图谱指导下制订个别化教育计划，在分析学生能力现状与对照群体能力图谱的基础上，为特殊儿童制订支持计划。教育计划将采取分布式教学形式，把教学内容灵活地分配到相应的学习中心、学校、家庭或社区。教育计划的新样态还体现为其灵活性更强，能更好地适应特殊儿童的健康状况、出行习惯、外出计划及其监护人的需求，其效果将被全面监测、持续跟踪、及时评价。其次是学习内容新样态，呈现分布式、立体化、定制化等特点。分布式特点体现为，教学内容将根据实施场所的性质(物理环境、虚拟环境)采取不同的信息编码与表征方式，能够在时空上合理分布，以“润物细无声”的方式达到最佳教学效果。例如，将学校学习的技能或知识的先导概念等内容，通过数字孪生技术预先在家庭环境展示。立体化特点体现为，文字、图片、声音、视频、扩展现实媒体、全息投影媒体、3D打印媒体等不同媒介融合的超媒体教学资源得以综合利用，构成教学内容的超媒体呈现。定制化特点主要体现在环境定制与个体定制两个方面。环境定制是指根据教学情境定制化生成学习内容；个体定制是指根据群体统计方法和个体实际情况，优化调整教学内容，例如调整内容提示方式、表征符号等。最后是教学过程新样态。在学习环境新样态中，将涌现教学组织、质量控制、过程规范等环节的新手段和新方法，教学过程可控性更强，其效果可检验、结果可预测、过程可追踪，能够系统观察、对比和分析特殊儿童发展轨迹，并在此基础上优化教学过程。

其三是特殊教育治理新样态。在区块链技术支持下，未来特殊教育将解决可信数据共享与分布式信任问题。信息资源的高度共享将以低成本的方式实现多方高效协作，驱动各主体实现职能细分与专业化发展，降低特殊教育的办学成本。

五、结语

当下，新技术革命正大力推动教育变革。鉴于特殊教育的特殊性，“未来特殊教育”研究成为智能时代赋予的新课题。

未来特殊教育以信息技术基础设施为支撑，以构建特殊教育新生态为重要目标。发展未来特殊教育，要坚持以特殊儿童为中心，做好顶层设计；应以开放审慎的态度拥抱新技术，处理好技术应用与学科发展的价值关系；秉承系统观念，研究构成要素、演化动因，规划科学发展路径；坚持问题导向，以揭示特殊教育规律、变革特殊教育教学方式方法为核心任务，破解特殊教育发展中存在的关键难题，办好人民满意的特殊教育。