智能技術(shù)賦能學(xué)前教育智慧學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建*

張雪 駱梅柳 朱小英

摘? 要? 智能技術(shù)的不斷進(jìn)步與應(yīng)用給學(xué)前教育智慧學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)提供了可行性。通過對相關(guān)文獻(xiàn)的梳理，指出智能技術(shù)和智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的內(nèi)涵，分析智能技術(shù)對學(xué)前教育環(huán)境構(gòu)建的賦能，結(jié)合前期對幼兒園的調(diào)研情況構(gòu)建學(xué)前教育智慧學(xué)習(xí)環(huán)境模型，以期為未來學(xué)前教育智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的開發(fā)提供一定參考。

關(guān)鍵詞? 智能技術(shù)；學(xué)前教育；智慧學(xué)習(xí)環(huán)境；學(xué)前兒童；虛擬環(huán)境

中圖分類號(hào)：G612? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2022）16-0063-03

0? 引言

結(jié)合皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展階段論，3～6歲幼兒思維主要還是受具體直覺表象的束縛，具有相對具體性、自我中心、知覺集中傾向等認(rèn)知特點(diǎn)[1]。教師可以利用智能技術(shù)結(jié)合新的教育理念，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，注重激發(fā)學(xué)前兒童的求知欲，幫助學(xué)前兒童形成新的體驗(yàn)式、探究式學(xué)習(xí)方法。同時(shí)，虛實(shí)世界的相互融合有助于創(chuàng)設(shè)情境，可以從根本上縮短學(xué)前兒童把各種感知運(yùn)動(dòng)圖示內(nèi)化成形象圖式的進(jìn)程，更好地實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移，讓學(xué)前兒童實(shí)現(xiàn)真正意義上的多元化發(fā)展。

1? 智能技術(shù)

5G通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、人工智能技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)和普適計(jì)算技術(shù)等都應(yīng)屬于智能技術(shù)。5G具有高速率、低延遲、移動(dòng)性、低功耗和廣覆蓋等特點(diǎn)[2]。5G技術(shù)結(jié)合VR/AR、全息影像等技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)信息、增強(qiáng)互動(dòng)、提升學(xué)前兒童的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。5G結(jié)合云計(jì)算、人工智能，可以給師生的智慧化學(xué)習(xí)提供有效的數(shù)據(jù)信息，從而按需給師生教學(xué)活動(dòng)提供一種個(gè)性化服務(wù)，優(yōu)化課堂教學(xué)質(zhì)量。5G與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合，可以使學(xué)習(xí)內(nèi)容的呈現(xiàn)更加立體化、真實(shí)化與多樣化，從而促進(jìn)虛實(shí)學(xué)習(xí)空間的融合。

2? 智慧學(xué)習(xí)環(huán)境

智慧學(xué)習(xí)環(huán)境是普通數(shù)字學(xué)習(xí)環(huán)境的高端形態(tài)，是教育技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)階段的產(chǎn)物。國內(nèi)對智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的界定最早可追溯到2006年，但真正掀起智慧學(xué)習(xí)環(huán)境研究熱潮的標(biāo)志應(yīng)該是張進(jìn)寶等[3]在2012年發(fā)表文章提出智慧學(xué)習(xí)環(huán)境概念：“智慧學(xué)習(xí)環(huán)境是一種學(xué)習(xí)場所或活動(dòng)空間，其目的是通過感知學(xué)習(xí)情景、識(shí)別學(xué)習(xí)者特征、提供合適的學(xué)習(xí)資源與便利的互動(dòng)工具、自動(dòng)記錄學(xué)習(xí)過程和評測學(xué)習(xí)結(jié)果以促進(jìn)學(xué)習(xí)者有效學(xué)習(xí)。”被賦予智慧性的學(xué)習(xí)環(huán)境勢必會(huì)激發(fā)學(xué)前兒童學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，加強(qiáng)學(xué)前兒童學(xué)習(xí)時(shí)的舒適感。對于學(xué)前兒童來說，最直接的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境就是智慧教室。

3? 智能技術(shù)賦能學(xué)前教育智慧學(xué)習(xí)環(huán)境

智能技術(shù)讓智慧教育由設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建離不開技術(shù)力量的支撐。

3.1? 智慧識(shí)別

5G智能終端可通過5G網(wǎng)絡(luò)收集教學(xué)過程中的全場景數(shù)據(jù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)及人工智能技術(shù)，構(gòu)建學(xué)生的學(xué)情畫像，為教學(xué)提供全面、客觀的數(shù)據(jù)分析，提升教育教學(xué)精準(zhǔn)度。5G+智慧校園基于超高清視頻的安防監(jiān)控可為園區(qū)提供園區(qū)人員管理、學(xué)生作息管理、門禁管理等服務(wù)，消除園區(qū)陌生人進(jìn)園、危險(xiǎn)探測不及時(shí)等不安全因素，實(shí)現(xiàn)園區(qū)智能管理，提高園務(wù)管理效率、水平和安全性；基于AI圖像分析、GIS（地理信息系統(tǒng)）等技術(shù)，可對學(xué)前兒童出入、活動(dòng)、飲食安全等環(huán)節(jié)提供全面的安全保障服務(wù)，讓家長及時(shí)了解學(xué)前兒童在園活動(dòng)及表現(xiàn)，助力打造智慧安全的學(xué)習(xí)環(huán)境。

3.2? 智慧感知

5G時(shí)代的機(jī)器人學(xué)伴/助教通過大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)測評、輔助學(xué)習(xí)自動(dòng)感知學(xué)前兒童的認(rèn)知基礎(chǔ)、行為狀態(tài)、興趣愛好，準(zhǔn)確識(shí)別幼兒的學(xué)習(xí)需求，從而智能地、自適應(yīng)地分配學(xué)習(xí)任務(wù)，選擇匹配的教學(xué)模式，實(shí)時(shí)洞察學(xué)前兒童在感知覺運(yùn)動(dòng)、判斷閱讀、認(rèn)知和視聽方面存在的不足，有針對性地進(jìn)行學(xué)習(xí)資源的推送，也能根據(jù)學(xué)前兒童的狀態(tài)和表現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)情境與學(xué)習(xí)任務(wù)，以此來幫促學(xué)前兒童完成學(xué)習(xí)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)。根據(jù)沉浸體驗(yàn)因素，在數(shù)字化多媒體資源中，學(xué)前兒童可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在模擬逼真的場景中實(shí)現(xiàn)情境化的交互性學(xué)習(xí)，深刻感知多媒體教學(xué)帶來的學(xué)習(xí)樂趣。如在古詩詞教學(xué)中，教師可以利用數(shù)字媒體營造學(xué)習(xí)氛圍，利用智能技術(shù)構(gòu)建三維學(xué)習(xí)者模型，實(shí)時(shí)采集學(xué)前兒童的聲音、圖像，與三維模型相感知、交互，使三維學(xué)習(xí)者模型在學(xué)習(xí)過程中發(fā)生變化，提升學(xué)前兒童的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)前兒童學(xué)習(xí)的體驗(yàn)感。

此外，教師利用某些多媒體資源，通過沉浸體驗(yàn)和自我實(shí)現(xiàn)需求，還可以實(shí)現(xiàn)學(xué)前兒童虛擬的角色扮演活動(dòng)、闖關(guān)活動(dòng)以及挑戰(zhàn)測試活動(dòng)。利用多媒體營造交互性更加凸顯教學(xué)內(nèi)容，滿足學(xué)前兒童的認(rèn)知需求和好奇心，提升學(xué)前兒童的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，使學(xué)前兒童更易懂得接受知識(shí)的意義，從而從真正意義上提升學(xué)習(xí)質(zhì)量。教師在教學(xué)中要重視學(xué)前兒童在操作過程中的反饋建議，改進(jìn)智能技術(shù)的使用，以此來保持學(xué)前兒童高度的學(xué)習(xí)動(dòng)力與熱情。

3.3? 智慧干預(yù)

大數(shù)據(jù)技術(shù)憑借大量、高速、多樣的特性捕捉感知智能技術(shù)獲取的大量線上數(shù)據(jù)，使萬物互聯(lián)網(wǎng)采集的大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)其中，使園區(qū)管理智能化，實(shí)現(xiàn)學(xué)前兒童成長記錄智慧化管理；實(shí)現(xiàn)對學(xué)習(xí)過程不符合要求的學(xué)前兒童隨時(shí)拉響輟學(xué)警報(bào)，起到學(xué)業(yè)預(yù)警的作用；實(shí)現(xiàn)對學(xué)前兒童發(fā)生危險(xiǎn)行為以及健康狀況的警報(bào)，給予學(xué)前兒童和家長安全感。

3.4? 智慧評價(jià)

5G通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)通過智能設(shè)備幫助幼兒園實(shí)現(xiàn)智能管理、游戲化評估和全方位幼兒園成長的記錄[4]。用數(shù)據(jù)智慧增強(qiáng)教學(xué)智慧的方式為學(xué)前兒童教育教學(xué)決策提供依據(jù)，為實(shí)現(xiàn)學(xué)前個(gè)性化教育助力。

4? 學(xué)前教育智慧學(xué)習(xí)環(huán)境模型構(gòu)建

學(xué)前教育智慧學(xué)習(xí)環(huán)境模型如圖1所示。

4.1? 學(xué)前兒童

學(xué)前兒童是學(xué)前教育智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的核心要素，物理環(huán)境、虛擬環(huán)境的創(chuàng)設(shè)以及教師都是為學(xué)前兒童的發(fā)展服務(wù)的。應(yīng)注重智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)前兒童合作性、協(xié)作性的培養(yǎng)，加強(qiáng)學(xué)前兒童與學(xué)前兒童、學(xué)前兒童與教師、學(xué)前兒童與物理環(huán)境以及學(xué)前兒童與虛擬環(huán)境之間的交互。智能技術(shù)賦能于學(xué)前教育環(huán)境的構(gòu)建除了有助于滿足學(xué)前兒童學(xué)習(xí)的個(gè)性化需求、增強(qiáng)學(xué)前兒童的學(xué)習(xí)體驗(yàn)感外，還有助于這個(gè)階段學(xué)前兒童注意力的保持和維系，激發(fā)他們的創(chuàng)造力。

4.2? 教師

學(xué)前教育智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中的教師應(yīng)該是智慧型教師，應(yīng)該既是知識(shí)的生產(chǎn)者，又是信息的輸出者，是構(gòu)建學(xué)前智慧教育環(huán)境的重要因子。智慧教師應(yīng)當(dāng)具有主動(dòng)創(chuàng)新教學(xué)模式的意識(shí)，具有整合各類教學(xué)資源的能力，具備“技術(shù)、學(xué)科內(nèi)容、教學(xué)法相互整合（TPACK）”能力[5]，不單單是熟知自身教學(xué)領(lǐng)域知識(shí)，還應(yīng)具備其他必要的綜合能力，如綜合利用資源處理當(dāng)前問題的能力就是決定教學(xué)效果的關(guān)鍵能力。此外，智慧教師還應(yīng)是團(tuán)隊(duì)性的，共同備課、相互學(xué)習(xí)、相互評價(jià)，教學(xué)分工更加細(xì)化，是一個(gè)權(quán)責(zé)明確的專業(yè)團(tuán)隊(duì)，能給學(xué)前兒童帶來高質(zhì)量的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

4.3? 物理環(huán)境

幼兒園物理環(huán)境主要包括教室、活動(dòng)室、繪本室等，共同構(gòu)成幼兒園智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的基礎(chǔ)環(huán)境。物理環(huán)境應(yīng)為學(xué)前兒童提供最適宜的溫度、濕度、亮度和合理的符合視覺特點(diǎn)的色彩搭配。

4.3.1? 教室

考慮到學(xué)前兒童的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)教室時(shí)要盡可能給幼兒帶來輕松愉悅的感受，例如：學(xué)習(xí)桌椅的擺放可以采用“U”或“X”形的擺放順序，這樣會(huì)有利于學(xué)前兒童與學(xué)前兒童、學(xué)前兒童與教師之間的互動(dòng)；在學(xué)習(xí)場景的布置上可以根據(jù)不同的主題采用不同的色彩背景，除了可以增強(qiáng)學(xué)前兒童對身處環(huán)境的視覺享受外，還可以增強(qiáng)學(xué)習(xí)過程中的情境代入感。

4.3.2? 活動(dòng)室

活動(dòng)室的設(shè)計(jì)除了要考慮學(xué)前兒童活動(dòng)需要所必備的器材外，更要注重活動(dòng)室的安全性。在活動(dòng)室可以利用智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控空氣、溫度、濕度、氣味以及學(xué)前兒童的身體健康狀況等，還可以實(shí)現(xiàn)學(xué)前兒童危險(xiǎn)行為的預(yù)警。

4.3.3? 繪本室

繪本室可利用智能技術(shù)智慧感知學(xué)前兒童的學(xué)習(xí)需求、興趣愛好等，然后為學(xué)前兒童推送符合其需求的繪本書籍，實(shí)現(xiàn)真正的個(gè)性化學(xué)習(xí)。

4.4? 虛擬環(huán)境

虛擬環(huán)境主要包括情境、資源、工具和虛擬共同體四個(gè)方面。有些幼兒園的虛擬環(huán)境有網(wǎng)絡(luò)同步課堂、機(jī)器人學(xué)伴、網(wǎng)絡(luò)家園通等，這些虛擬環(huán)境與物理環(huán)境有機(jī)結(jié)合，將共同服務(wù)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中的學(xué)前兒童，從而提高學(xué)與教系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率。

4.4.1? 情境

情境主要分為物聯(lián)感知系統(tǒng)和情境管理系統(tǒng)。物聯(lián)感知系統(tǒng)通過溫度感知、濕度感知、亮度感知、色彩感知和窗簾控制等系統(tǒng)感知學(xué)習(xí)環(huán)境，提供學(xué)前兒童需要的情境環(huán)境，提升學(xué)前兒童的學(xué)習(xí)體驗(yàn)感。情境管理系統(tǒng)能夠針對學(xué)前兒童所需進(jìn)行情境識(shí)別、情境分析和情境創(chuàng)設(shè)，首先識(shí)別學(xué)習(xí)環(huán)境所需的情境要求，然后進(jìn)行系統(tǒng)分析，通過物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)感知學(xué)習(xí)環(huán)境，進(jìn)而創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，以隨時(shí)滿足教學(xué)過程的需要[6]。

4.4.2? 資源

虛擬環(huán)境中的資源主要有網(wǎng)絡(luò)同步課堂、幼兒活動(dòng)案例資源庫、智能機(jī)器人學(xué)伴等，為學(xué)前兒童提供最優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)資源，實(shí)現(xiàn)家園教學(xué)的無縫銜接。

4.4.3? 工具

各種智能工具為學(xué)習(xí)環(huán)境的智慧提供全面支持。教師和學(xué)前兒童通過智能工具可以進(jìn)行實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)的互動(dòng)，常用的智慧學(xué)習(xí)工具有智能搜索引擎和智能信息推送等。

4.4.4? 虛擬共同體

虛擬學(xué)習(xí)共同體是智慧學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建中促進(jìn)學(xué)前兒童智慧性學(xué)習(xí)的重要一環(huán)，學(xué)前兒童在線可以與教師、學(xué)習(xí)伙伴共同組建虛擬學(xué)習(xí)共同體，充分發(fā)揮其創(chuàng)造性思維進(jìn)行學(xué)習(xí)和交流分享，在教師的引導(dǎo)下進(jìn)行團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)，這有助于從小培養(yǎng)學(xué)前兒童的協(xié)作精神和合作意識(shí)。

5? 結(jié)束語

基于智能技術(shù)，學(xué)前兒童可以將不同時(shí)空的教師、學(xué)前兒童、物理環(huán)境和虛擬環(huán)境以高清視頻的形式智能融合在一起，如全息教室支持學(xué)生在裸眼狀態(tài)下進(jìn)行交互式感知與體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源共享。按需融合對開展個(gè)性化教學(xué)活動(dòng)，推動(dòng)教學(xué)革新有很大作用。學(xué)前兒童在智慧環(huán)境中開展智慧活動(dòng)，智慧環(huán)境能夠根據(jù)他們的需求和各自的個(gè)性化特征開展學(xué)習(xí)，提升學(xué)習(xí)的智慧性、舒適性，讓學(xué)前兒童在學(xué)習(xí)中體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂趣，在做中學(xué)、做中悟，從而最大限度發(fā)揮他們的學(xué)習(xí)潛力、創(chuàng)造力和想象力，最終達(dá)到發(fā)展學(xué)前兒童智慧的目的。

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*項(xiàng)目來源：本文系鞍山師范學(xué)院2020年度校級立項(xiàng)課題“學(xué)前教育智慧學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)研究”（課題編號(hào)：20kyxm64）研究成果。

作者：張雪，鞍山師范學(xué)院教育科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，講師，研究方向?yàn)橹腔蹖W(xué)習(xí)與教育信息化（114005）；駱梅柳，江蘇財(cái)會(huì)職業(yè)學(xué)院，博士，副教授，研究方向?yàn)閺?fù)雜網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)（222061）；朱小英，煙臺(tái)南山學(xué)院計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)中心，講師，研究方向?yàn)檫h(yuǎn)程教學(xué)實(shí)踐（264000）。