终身学习视域下智慧学习空间建设思路——以开放大学办学体系实践为例

蔡 昆

(贵州开放大学 贵阳 550004)

学习空间是学习者获取知识和信息的场域。党的二十大报告指出:“要推进教育数字化,建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国”。在教育数字化背景下,迫切需要着手空间数字化的研究和学习,找出服务全民终身学习的智慧学习空间建设路径,打造有辨识度的中国智慧学习空间样板,为我国终身教育数字化转型铺路架桥、探明道路。

一、智慧学习空间研究现状

随着网络技术逐渐融入教育领域,学习空间不再局限于教室、图书馆或试验室等固定场所,而是突破空间界限,从实体走向虚拟,从固定走向泛在。2014年,研究者Rob Koper将智慧学习空间定义为:在物理学习空间基础上,通过嵌入相应的硬件设备,借助智能技术等,形成打破时空界限,促进教学结构向学习结构转变,有效助力智慧生成的学习空间[1]。智慧学习空间推动现代信息技术在教育领域的广泛应用,可帮助学习者更加持续有效地学习,进一步促进服务全民终身学习的现代教育体系建设。

(一)空间模型

智慧学习空间建设需以适合的空间模型为基础。昆士兰大学教授D. Radcliffe(2003)围绕学习空间与教学法、信息技术三者之间的关系,提出“教学法—空间—技术”(Pedagogy-Space-Technology,PST)学习空间设计框架;陈向东等在D. Radcliffe的PST框架基础上,结合项目管理经验,将影响项目实施的重要社会因素(Society),如空间权属、资金投入、维护管理、方案可推广性等纳入框架模型,将模型拓展为 PSST 框架;华子荀等结合学习空间再设计理念,以支持学习者正式与非正式学习融合为目标,加入总体设计(Overall)环节优化空间设计架构,提出“目的—教学法—空间—技术”(OPST)的学习空间再设计框架模型[2];李玉斌等从基础设施视角,提出构建具有多元协同、虚实融合、精准分析和“云网端一体化”的网络学习空间模型;李海峰,王炜基于数字孪生技术,提出数字孪生智慧学习空间框架模型,该模型由虚实共生空间、资源信息传输系统、智慧大脑系统、教与学支持系统等核心要素构成,分为物理空间、云端服务、数字空间三个逻辑层次进行结构设计,针对不同的结构层次设计了相应的教与学活动,形成涟漪式扩展。[3]

(二)技术架构

将学习空间各模块有效衔接起来,实现空间内资源信息整合融通,需要一定的技术条件或技术架构。阳亚平等基于PSST空间模型构建了开放大学智慧学习空间系统框架,以5G、人工智能、大数据、物联网等新一代信息技术为支撑,融通OMO混合教学实施模块、教学管理和设备管理集约的智慧管理模块、虚实融合多空间联动一体化共享的智慧空间模块,打通了物理空间与虚拟空间的信息通道,可实现线上与线下、正式与非正式等不同学习场景的自由切换,为泛在终身学习者提供了更加有针对性的一体化学习支持服务,可最大限度地实现线上线下学习的无缝衔接,促进了终身学习者持续学习、泛在学习[4]。胡国良等根据五维教学设计思想,以“AI+5G”等新信息技术为支撑,构建“AI+5G”多态智能化教学空间技术架构。该架构打通了物理设施层、资源服务层和交互应用层,通过互联网+智能设备,将不同形态的空间环境进行无缝链接,打造出物理空间、资源空间、社区空间三位一体的相互融通的新型教学环境。

二、开放大学智慧学习空间建设实践

2020年,教育部《国家开放大学综合改革方案》提出,开放大学要主动地适应数字化、智能化、终身化、融合化教育的发展趋势,逐步建成我国终身教育主要平台,为服务全民终身学习提供强有力的支撑。[5]国家开放大学办学体系一直努力打造没有“围墙”的互联网+新型大学,不断探索构建适合成人终身学习的智慧学习空间。

(一)上海开放大学“OMO模式”

上海开放大学以5G+全息直播、人工智能、虚拟现实、物联网等各类新技术为支撑,构建Online-Merge-Offline智慧学习中心[6],可实现线上线下全场景融合,在时间和空间层面为学习者提供泛在灵活的现场、远程、同步、异步的混合学习方式。基于大数据分析等手段,结合AI 技术线上支持,创新了在线学习支持服务系统。该模式最大的特点是可以实现线上线下同步教学,通过特征提取技术、标签体系等生成学习者画像,并利用人工智能辅助教学改革,优化教学评估和质量评价系统,改善教与学的成果认定模式。

(二)福建开放大学“云—管—端模式”

福建开放大学的智慧学习空间技术支撑来自5G、物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术,可实现物理教学空间与虚拟教学空间的场域联通、数据共享。“云—管—端”空间层级架构[7]64-71以 MPOC 教育云平台为主体(云端),搭建基于“5G+”的室联网空间总站,连接各市县分校的多态智慧学习空间,形成覆盖全省办学体系的应用服务圈(管端),基础数据采集和信息呈现则来自分校多态学习空间中的弹性化边缘设备库(终端)。利用教育云开展直播或非实时教学时,空间总站会将应用服务圈的物理空间与一体化的虚拟空间进行有效连接,通过教室大屏、手机屏等弹性化边缘设备库实时传输教学画面到远端,同时也能将远端学习空间中的状况实时传递给空间总站,实现多场域的信息联通与共享。

(三)模式对比分析

上海开放大学的“OMO模式”重在解决学习者个性化需求和学习体验问题,在技术上侧重于AI的参与和学习者数据采集,通过xAPI交互技术为每一位终生学习者进行精准行为画像、推送个性化的学习资源;福建开放大学的“云—管—端模式”强调三级办学体系的贯通融合,通过打通体系内各层级的教学要素并进行有效整合,实现全省教学体系一盘棋,推动全省终身教育教学数字化、标准化和教学管理一体化。详见表1。

表1 开放大学办学系统智慧学习空间构建对比分析

三、智慧学习空间建设存在的问题

上述两所开放大学的智慧学习空间基于PST框架或泛在学习理念,延伸出OPST、PSST或无缝融合学习空间框架模型,通过云计算、增强现实技术、“AI+5G”、数字孪生技术等为智慧学习空间进一步赋能,建设实践中有效解决了分散办学、资源共享和信息联动等问题,应用效果量化测评满意度也较高。但面对终身学习者广泛分布于全国不同区域、学习目标差异大、个性化服务需求强烈等现实困境,现阶段的开放大学智慧学习空间仍然存在体系网络一体化格局尚未构建、优质学习资源建设与智能推送不足、大数据集成与应用场景待开发等问题。

(一)体系一体化智慧学习空间尚未构建

承担服务全民终身学习的开放大学是两级统筹四级办学体系,国家开放大学是办学体系的总部,在全国34个省级行政区设有44家地方开放大学或分部,连接3735个学习中心。开放大学服务终身学习的智慧学习空间不仅要实现国家开放大学总部和地方分部的共享,还需要建立多个链接,比如要将分散在市州、县区、乡镇等地的三千多个分属不同行政区域的学习中心联通起来,将独立建制或合作的各类办学机构融汇起来,将校内专职和校外兼职教师的力量整合起来,将学历和非学历教育等数字化资源共享起来,将散落在不同区域的分散学习者联通起来。基于此,目前的智慧学习空间对办学范围广、覆盖面宽、系统组成复杂的体系办学空间建设的研究和实践还比较欠缺,尚未建立起链接国家、省、市(州)、县(区)的四级办学体系,覆盖全国所有教学点的一体化共享型智慧学习空间。

(二)个性化服务的智能学伴急需开发

开放大学体系的终身学习者来自社区、老年大学、机关企事业单位、乡村等学历和非学历学习者,由于生命周期、学历背景、工作岗位、职业发展等不同,对素养、知识和技能的需求各不相同,智慧学习空间的设计应体现差异性和独特性,若教学资源不足且不能有效更新优化和智能推送,将无法满足个体的学习动态需求。目前的智慧学习空间教学支持还不能充分对不同生命周期、不同学历层次、不同工作岗位、不同职业发展的终身学习者进行差异化分析,提供个性化支持服务。

(三)大数据应用尚待进一步挖掘

教育治理现代化需要以教育大数据为依托,以数字化校园为基础,以学习空间智慧化为数字终端。服务全民的智慧学习空间如何推进终身教育供给侧结构改革、解决空间数据集成、实现教学管理统筹等仍需进一步探索。

四、服务全民终身学习的智慧学习空间建设思路

(一)打造无缝融合一体化智慧学习空间模型

终身学习者一般不受高度结构化学校的限制,可进入各种场域开展自我学习。智慧学习空间通过线上线下多场景融通联动可实施精准教学,能加强学习者的学习体验等,实现终身教育泛在育人功能。[8]在虚拟现实和混合现实等数字技术支持下,终身教育智慧学习空间不再是物理学习空间和网络学习空间的简单叠加,而是呈现出你中有我、我中有你的关系,成为提升教学效率的有效手段和工具。如上海开放大学基于泛在学习理念,利用无缝融合学习空间概念模型,建立以5G网络、智能设备等信息化手段为支撑,云计算、增强现实等技术手段,多屏、多终端、跨边界设备的联动学习空间。学习空间内融入AR、VR和MR等增强技术,可实现虚拟数字场景360度呈现,获得超越物理空间的学习体验。学习者可以在固态空间中自由切换学习场景,形成虚拟与现实学习空间的无缝融合[9]。利用5G等数字技术,可使虚拟的数字场景更加流畅,也可为持有移动设备的学习者创造新的动态学习空间,学习者可远程实时感知到异地物理空间的瞬息变化,这种学习空间既提高了学习者的学习感知,也为学习者提供了崭新的学习体验。

(二)建立基于学习者数据采集的技术架构

终身学习是一种“自我导向式的学习”[10],需要“泛资源”和“泛空间”作为支撑[11]。支持成人智慧学习的空间应体现成人学习的职业性、经验性、主动性和差异性,构建包括在线学习和体验式学习等“虚实一体”的智能环境[12]。智能设备和数据分析技术的融入,可推动智慧学习空间服务更加个性化。智能设备能够实时采集并记录学习者的学习行为,通过数据分析技术有效提取学习者的行为数据,帮助终身教育者进行学情分析并作出精准教学决策。首先,充分利用xAPI交互技术可存录个人在线离线的行为数据以及支持所有数字设备的独特功能,在终端广泛采集终身学习者在线离线学习行为,建立学习者性别、年龄、学习风格、学习投入度、在线学习行为画像标签,探究以上维度对学习者学习效果的影响,进而为每一位学习者或某类学习群体进行画像,为终身教育的教师和教学设计者改进教学提供参考,也可成为平台向终身学习者精准推送学习资源的重要依据,从而实现个性化的教学支持服务。[13]其次,将智能摄像头、智能感知控制设备等安装在智慧学习空间,采集师生人脸、骨骼姿态等图像数据并传输到软件分析系统,系统通过识别学习者的人脸表情、姿态动作、体温波动,进而推测出空间里师生的实时教学状态。若偏离设定的正常状态,系统可通过师生个人终端或室内广播及时提醒,确保教学过程平稳顺畅。最后,架构智能感知控制设备,用于采集智慧学习空间的环境数据,通过环境数据分析,优化智慧学习空间的室内温湿度、灯光强弱、空气质量等,为师生营造更加舒适的学习环境。[7]64-71

随着人工智能、数据分析、增强现实(AR)、虚拟现实(VR)和混合现实(MR)等数字技术融入教育教学,不断为现代远程教育注入新的活力。AR、VR和MR支持多元化交互,打破了以往数字学习的单调性,增加了学习者的动手参与度,学习者可借助智能终端完成体验式学习,更好地实现学习目标。

(三)形成服务教学诊断与改进的大数据应用体系

终身教育智慧学习空间应注重对大数据的集成化应用,因为数据在智慧学习空间中发挥着激活空间功能的底层支撑作用。智慧学习空间的数据来自于线上线下教学的全过程,它是通过物联网智能设备、智慧教学系统和线上教学平台等进行多通道采集,并进行数据的清洗、加工、分析等,最终完成可视化呈现。终身教育的教师和教学管理者可进行数据驱动下的学情分析、教学设计优化、教学督导、整体教学运行评价和决策推演等。搭建智慧学习空间生态体系应对师生的行为表情、书写笔迹、教学节奏、空间环境等进行可视化分析,为教学督导和质量评估提供重要依据。利用汽车、飞机等“驾驶舱”理念,建设终身教育智慧教室“驾驶舱”,通过智慧教室里的智能设备捕捉、分析与挖掘课堂数据,利用大数据分析技术,将终身学习者的相关数据以图形、表格、文字等形式集中展现给教师,便于教师优化教学决策,促进课堂质量的提升,同时也为学校终身教育整体教学诊断与改进提供了依据,可在一定程度上改善教与学之间的关系。[14]

五、结语

构建“时时可学、处处可学、人人可学”的智慧学习空间是服务全民终身学习的基础。开放大学智慧学习空间将正式学习与非正式学习进行有效衔接,实现线上线下混合学习空间的无缝融合。服务全民终身学习的智慧学习空间的建设应将技术和教育进行深度融合,逐步形成全国一体化格局。教育大数据应精细化服务于终身学习,全面发挥智慧学习空间建设在重塑教育形态等供给侧创新改革方面的作用。[15]在技术层面,一要强化智能AI学习助手的开发,进一步助力终身学习者的个性化学习,提升自主学习质量;二要更加注重基于5G+全息技术的情景化体验学习支持,强化学习的现场体验感,促进远程学习的感知力;三要着力发挥云VR服务优势,实现沉浸式学习体验虚实共生、虚实莫辨。[16]

相信随着各高校,尤其是承担成人终身教育的高校和社会探索的越来越广泛、深入,服务全民终身学习的智慧学习空间建设将呈现更加智能、开放、融合和多元的格局。