以智慧學習環境支撐科學教育深入開展

武法提

黨的二十大報告強調要“推進教育數字化，建設全民終身學習的學習型社會、學習型大國”，賦予了教育在全面建設社會主義現代化國家中新的使命任務。構建高質量的智慧學習環境是推進教育數字化轉型的基本途徑，使規模化教育與個性化培養成為可能。相比于傳統的學習環境，智慧學習環境是資源、工具和技術都更為豐富的學習環境，通過構建數字化、個性化、自主化的學習場景，實現學習資源的共享、學習過程的監測和評估、學習效果的優化，從而促進學生的有效學習。

近日，教育部等18部門聯合印發《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》（以下簡稱《意見》），對于“雙減”背景下科學教育做加法提出24條意見，有利于推進教育、科技、人才的一體化高質量發展。如《意見》第1條提出要整合資源，精準對接學生需求；又如第5條提出要深化學校教學改革，提升科學教育質量，明確要求落實科學及相關學科教學裝備配置標準，探索利用智能技術改進和強化實驗教學。顯然，智慧學習環境能夠助力科學教育做好加法，通過為中小學生提供差異化教學、個性化學習、精準化教研等支撐服務，全面促進科學教育深入開展。

智慧學習環境促進差異化教學，激發學生科學探究欲。傳統的以知識為中心的教學方式，難以滿足學生的探索需求，導致其缺乏對科學知識的深入理解和應用。智慧學習環境的優勢在于一方面可以幫助教師進行生成式教學設計，創造豐富的學習場景，激發學生的好奇心和求知欲；另一方面，智慧學習環境還可以輔助教師精準分析個體或群體學生的學情，為學生畫像，做到因材施教，滿足學生不同的學習需求和能力水平，從而促進差異化教學。

智慧學習環境支持個性化學習，提升科學學習效果。一方面，利用學習分析技術采集和評估學生過程性學習數據，形成個人學習分析報告，提供個性化學習資源，從而最大限度地優化學習效果，有利于形成良好的科學學習習慣；另一方面，科學學科強調實踐和探究，智慧學習環境可以提供虛擬實驗室、人機交互等技術支持，讓學生在安全高效、交互性強的環境中進行實驗探究，從而更加深入地理解科學觀念，發展科學探究能力。

智慧學習環境保障精準化教研，打破科學教育圍墻。在當前的科學教育中，城鄉差距問題普遍存在。由于教育資源的不均衡分配，許多地區和學校缺乏優質的師資和科學教育場所。智慧學習環境作為一種數字化教育手段，可以通過人工智能、虛擬現實等技術手段，為薄弱地區、薄弱學校提供教學支持和援建科學教育場所，改進和強化實驗教學，幫助學生更好地掌握科學知識和方法，形成良好的科學態度和責任意識。同時，在教育數字化轉型背景下，通過人工智能與大數據技術，對學校教研組織形式進行優化，對科學骨干教師的教學風格進行畫像，構建優質科學課堂的要素模型，以可視化的形式進行呈現與推廣，從而縮小城鄉、校際間教師教研能力的差距，促進科學教育的全面發展。

科學教育越來越受到關注和重視，加強和改進科學教育對于提高中小學生科學素養、培養科技創新人才具有重要意義。智慧學習環境的迭代與發展將推動科學教育從傳統的“一刀切”向差異化、個性化、精準化的方向轉變，同時，智慧學習環境在科學教育中的應用，也將為國家培養創新型人才提供強有力的支撐。

作者系北京師范大學教育技術學院院長、北京師范大學智能學習系統實驗室主任

編? ?輯：盧秋紅