信息化学习环境发展_理念、技术、形态与趋势_马娟.pdf

第 27 卷第 6 期（2022）Vol27 No.6（2022）收稿日期：2022-09-13基金项目：2021 年甘肃省高等学校创新基金项目“三个课堂视角下师范院校与乡村学校协同发展路径研究”（2021B-372）；2022 年甘肃省陇南市社会科学研究项目“陇南市乡村小规模学校全科教师乡土情怀养成的研究”（22LNSK15）。作者简介：马娟（1987），女，回族，甘肃徽县人，讲师，在读博士。研究方向：教育信息化理论与实践。信息化学习环境发展：理念、技术、形态与趋势马娟，马蓉（陇南师范高等专科学校 教务处，甘肃成县 742500）摘要：当前，信息化学习环境已经融入教育新型基础设施的概念和建设中，环境、资源、服务进一步整合于教育治理体系，但是这不是一蹴而就的过程。文章从理念、技术、形态和趋势的角度梳理和挖掘信息化学习环境发展历程。研究发现，信息化学习环境的内涵经历了从“环境与资源”到“环境即资源”的变迁过程；信息化学习环境的支撑技术已由媒体技术和网络技术为核心，逐渐过渡为以新一代整合性、系统性信息技术为基础；信息化学习环境的特征、形态与功能正发展为聚焦电子化、网络化、智能化、集成化，关注专用平台、分门别类、垂直细分及用户体验，并且正朝着自然人机交互、普适计算的一体化教育大环境与新生态迈进。关键词：信息化学习环境；教育新基建；形态与功能中图分类号：G434文献标志码：A文章编号：10089020（2022）06-09205一、问题的提出社会信息化是指国民经济和社会结构的框架重心从物理性空间向信息或知识性空间转移的过程1。教育信息化是社会信息化的重要组成部分，信息化学习环境即教育中的信息基础设施建设，是IT应用于教育的基础环节和首要任务，是利用信息技术变革教育的物质基础和前提条件。20世纪90年代初，美国政府发布并实施“国家信息基础设施”又名“信息高速公路”计划，使得教育信息化环境建设由此产生。纵观40年的发展历程，信息化学习环境伴随着信息技术的快速发展，由点到面、由浅入深、由实到虚、由局部到整体不断更新迭代。如今，以5G技术、大数据、云计算等新一代新型信息技术为创新引领的教育新基建再次起帆。站在新的历史起点上，信息化学习环境在理念和实践层面经历了哪些发展的关键节点和典型形态？承载的教育功能的演变规律是怎样的？每一类典型环境设计、开发、应用的背后逻辑或者理论基础是怎样的？不同历史发展阶段新环境与旧环境的关系该如何处理？以史为鉴，准确把脉和定向教育新基建的清晰思路和创新路径是本研究试图厘清的问题和达到的目的。二、信息化学习环境内涵之变迁：从“环境与资源”到“环境即资源”从生态学的角度讲，“环境”是指围绕一个中心事物相对的外部事物和世界，具有相对性，当中心事物发生改变时，外部环境的概念也相对应地发生改变；反之，外部环境发生改变，中心事物也会产生影响。在教育技术领域，早期对教育信息化环境并没有明确界定，但有学者从技术的角度出发，认为多媒体性、智能性、数字性以及网络性2是早期的教育信息化环境的关键特征。E-learning（数字化学习）正式提出了其所包含的三个基本要素数字化学习环境、数字化学习资源和数字化学习方式3，其中数字化学习环境就是指利用计算机和网络，如联网计算机、教室等，设施、资源、平台、通讯和工具是其基本要件，但各要件能够承载的功能简单、零散、单一，此时的学习环境与学习资源的概念是上下位的关系。在此阶段，虚拟化教育环境是利用单机版或者网络版的软件、工具或系统开展的，常见的是校内和校外两马娟，马蓉：信息化学习环境发展：理念、技术、形态与趋势92第 27 卷第 6 期（2022）Vol27 No.6（2022）种教育应用模式，其中，校内主要用于网上教育，校外主要用于远程教育，此时对环境与资源的认识已经有所交叉。在泛在计算技术支持下，计算机就如同我们生活中的工具一样，已经自然地进入日常的生活环境中4。泛在计算技术与学习的泛在性有机结合，为学习构建了一个泛在学习平台或环境，其通过将多学科的多个层面与维度、各种教育机构（EducationalInstitutions）、工作坊（Workspace）、社区（Communi-ty）和家庭（Home）有机地整合在一起4，使人人皆学、处处能学、时时可学成为可能。此时的泛在学习环境与数字化学习环境相比，更强调学习技术设备的分散性、多样性、连通性、简单性，应用场景的日常性、无处不在性、自然性、易于接近和使用性。因此，泛在学习环境一般以概念模型或者理论模型的形态出现在相关语境中，在初期具体实践过程中则更加关注学习者、教师、家长和管理者等围绕学习的多元交互、服务支持和组织管理的底层技术与设施设备的便利性和无障碍性，也指出其可以是学习的工具、认知的手段、学伴或者是学习目标等，此阶段的环境与资源的界限不断模糊。当前，智慧学习环境的研究与应用成为主流，学术界和产业界往往将其看作是数字化学习环境的高端形态，以人工智能、物联网、虚拟现实等新一代信息技术为支撑，但其更强调环境对智慧教育的功能。智慧学习环境的构成要素包括学习资源、智能工具、学习社群、教学社群、学习方式和教学方式等，功能需求包含记录过程、识别情景、感知环境、联接社群，以促进学习者轻松的、投入的和有效的学习5。也就是说，智慧学习环境应该被看成是与学习者深度学习和高阶认知相匹配的设备、工具、技术、媒体、教材、教师、同学等构成的一个智能性、开放式、集成化的数字虚拟现实学习空间1。此时，环境即资源。三、信息化学习环境之演化：从“技术与特征”到“形态与功能”虽然当前已经很难将环境与资源轻易分开，但是本研究试图突出环境作为教学活动的场所、数字化资源的容器、线上线下的虚实空间的典型特征，以信息化学习环境发展为主线，梳理讨论环境与资源、新环境与旧环境的关系。厘清不同节点上信息化学习环境的主流技术、关键特征、典型形态和特殊功能的继承与发展、过渡与跨越、进步与回归的演化过程。（一）信息化学习环境支撑技术变迁技术是信息化学习环境孕育和发展的土壤，信息化学习环境伴随着媒体技术、网络技术、终端技术的发展和更替。但这个过程并不是匀速的，期间经历了不同的发展阶段，近20年得到了前所未有的转型和深入发展，随着通信技术、人工智能技术、VR技术等的快速发展，进一步赋能驱动着信息化学习环境在教与学的支持情境、交互方式、面向群体和虚实关系方面的不断深化和创新。信息化学习环境支撑技术变迁如图1所示。纵观信息化学习环境支撑技术，其技术特点经历了表征化、通信化、网络化、“互联网+”移动化和智能化的发展过程。在不同阶段技术下的信息化学习环境所支持的学与教的情境分别面向客观知识图1信息化学习环境支撑技术变迁图技术新一代整合技术终端技术网络技术媒体技术传统媒体视听媒体多媒体社交媒体融媒体超媒体物联网云计算WiFi移动互联网3G、4G万物互联互联网Web1.0Web2.0IPAD可穿戴设置智能手机个人计算机大型计算机5G区块链人工智能虚拟现实大数据93第 27 卷第 6 期（2022）Vol27 No.6（2022）传递、知识传播、个人知识建构、情境认知与社会建构；人机交互方式对应着单向传输、命令交互、链接交互、多元交互与自然交互；相应环境的服务群体也经历从少数人、大众化、普及化到11甚至1N的变化过程。然而，技术的发展和运用技术的实践过程必定是以一定的人文环境为背景，信息化学习环境的设计、开发和利用背后的认识论就是学与教的理论，典型的指导理论包括行为主义、认知主义、人本主义、建构主义、情境认知、联通主义和具身认知等。（二）信息化学习环境典型形态演变信息化学习环境的形态演变就是实体物理环境和虚拟信息环境的独立进化和虚实融合的过程。实体物理环境主要作用于教具、教室、学校及个人，如幻灯机、多媒体教室、数字化校园和电子书包。虚拟信息环境常见于系统、平台、社区和空间。虚实融合的环境正发展成为云、台、端无缝整合的一体化大平台、数据大脑和教育生态体系。另外，微观层面的具体配置经历了从三机一幕（电视机、电脑、投影机、投影幕布）到三通两平台再到“互联网+教育”大平台的演化过程。这是由点到面、由局部到整体、由单一到丰富、由分到合的发展过程，典型的信息化学习环境形态类别与具体内容如图2所示。图2信息化学习环境典型形态通过梳理，发现信息化学习环境典型形态按照发展演化的过程可以分为教学媒体系统、信息化教育软硬件环境、Web1.0环境、Web2.0环境、移动技术环境、互联网+跨平台环境和一体化大平台环境7种类型。每一种类型都有其具有代表性的设施设备和系统应用。其中，教学媒体系统阶段主要聚焦于在原有的教室物理环境中配置计算机、电视、投影机和局域网等软硬件设备，促使传统的教室变为功能教室，主要服务课堂教学。信息化教育软硬件环境阶段开始注重从课堂到信息空间的布局与拓展，便携式个人电脑、宽带网络、卫星接收设备、有线电视系统成为主流，但各种本地单机版的应用软硬件系统还是常态，基于网络的即时接收只是试点。随着互联网技术的快速发展和应用的普及，信息化学习环境全面进入Web时代，网页、网站、网校快速迭代，群聊、贴吧、论坛、订阅创新应用，国家层面开始布局“教育信息化基础设施+学习资源+管理信息系统”的信息化学习与管理环境的规划与建设；移动技术环境助推了信息化学习环境的融合创新发展，智能手机、iPad、APP层出不穷，公开课、MOOC、SPOC等国内外共享的优质资源如雨后春笋般不断涌现，使得信息化学习环境的功能和资源得到了快速迭代发展和完善，也吸引了越来越多的用户在其支持下自主学习充电，终身学习体系和学习型社会初见端倪。如今正处于互联网+跨平台的融合发展阶段，教育信息化“三通两平台”的整体建设和应用趋于完善，智慧性质的环境和资源融入到学校教育教学中，以更加集成、开放、先进、易用的功能得到了决策者和一线使用者的青睐，教育平台、资源、服务全面绑定，人、资源、智力无缝整合。支持互联网+教育的信息化学习环境在面上明显促进了教育均衡和公平发展，在点上能够响应更加细分垂直的用户需求。未来，通过去伪从真、打通壁垒、联通孤岛、数字孪生的理念形成融合创新的一体化的互联网+教育大平台，信息化学习环境将以数据大脑和环境生态的角色“消失”在教育中，但又如“空气”般滋养着教育的每一根神经。马娟，马蓉：信息化学习环境发展：理念、技术、形态与趋势94第 27 卷第 6 期（2022）Vol27 No.6（2022）表1我国信息化学习环境发展关键驱动事件时间重要事件1999年教育振兴行动计划提出实施“现代远程教育工程”，形成开放教育网络，构建终身学习体系2000年 关于在中小学实施“校校通”工程的通知2003年实施农村中小学现代远程教育工程，使农村初中基本具备计算机教室，农村小学基本具备卫星教学收视点，农村小学教学点具备教学光盘播放设备和成套教学光盘2004年2004年国际Web2.0大会2005年68家网络教育学院、网校开展一定规模的互联网教育2008年2008年3G发布，2009年3G普及智能手机（iPhone3G 2009年发布）2010年国家中长期教育改革与发展规划纲要20102020提出加快教育信息基础设施建设，构建国家教育管理信息系统2012年教育信息化十年发展规划（20112020年）提出基本建成人人可享有优质教育资源的信息化学习环境，便捷灵活和个性化的学习环境，校校通宽带、人人可接入；世界MOOC元年2015年 互联网+行动计划；4G普及2016年 教育信息化“十三五”规划提出构建三通两平台2017年 新一代人工智能发展规划2018年教育信息化2.0行动计划提出构建一体化的“互联网+教育”大平台、“三全两高一大”2019年中国教育现代化2035提出建设智能化校园，建设一体化智能化教学、管理与服务平台；5G商用普及（三）信息化学习环境创新功能迭代无论是哪个发展阶段、何种形态的信息化学习环境，在设计、开发环节面向的使用主体，在应用阶段承载的任务功能均是其关键所在。按照教育应用的场景可以分为以学校、课堂为主的正式学习和以社会、工作场景、私人空间为主的非正式学习。显而易见，信息化学习环境的规划与建设首先起步于课堂和语言实验室、多媒体教室的建设与使用过程中，在丰富教学手段和充实教学内容的同时，优化和提高了教学质量，此类信息化学习环境的功能主要面向教师的课堂教学，支持教师知识传递的效率和质量，具体体现在多媒体信息的组合展示中。由于环境与资源天然割裂，资源的数量非常有限。接着，资源成为信息化建设的关键内容，环境中的资源内容与形式的设计开始更多地考虑学习者的认知特征，以教为主的教学模式开始向以学为主的教学模式转换。相关实证研究指出，核心问题应该更集中在课程规划、开发课程结构、提供课程材料、建立用户友好的学习平台等网络空间等相关内容的质量改进上6。在此基础上产生了课程/学习管理系统（CMS/LMS），此类系统更多以教师的教学逻辑为中心，为学生设置了相关的学习任务和模块，系统功能主要是支持和匹配相应的教与学的任务。随着Web2.0的深入发展，人机交互与网络社交广泛嵌入到教育应用中，教师主导的学习向自我调节的学习转变，自上而下的学习管理系统向自下而上的个人学习空间过渡，信息化学习环境成为了工具、社区和服务的组合体，承载着个人信息管理、社会化的交互与协作及信息聚合和管理三个层次的功能7。今天，诸如机械、工业、材料和电气设计领域的技术创新要素有助于对教育技术领域提出更广泛、更具挑衅性的看法。教育技术领域对技术的关注应当超越计算机技术，通过将技术视为技术、材料和研究的动态生态系统，以更富有创造性的视角看待教育与学习。本质上，将计算思想和设备与其他技术（如材料科学、建筑工程、机械设计)的更广泛的应用前景相结合，例如，代替冰冷的程序，让使用者以自然的方式（触摸屏幕、手势和身体运动等）去接触和使用环境。信息化学习环境与资源开始形影不离，服务与社群成为增加学习者粘性和学习深度的关键功能，“以学习者为中心”的无缝沉浸信息化学习生态环境建设逐渐成为共识。总之，信息化学习环境的演化伴随着其功能升级创新的过程。当重点支持以教为主的学习时，其功能主要体现在组合优化上；当以跨越地域与国界的优质资源共享为主流理念时，其更加强调满足学习者随时随地的需求、自我调节的学习模式；当以支持线上线下混合式学习为己任时，跨平台、跨时空的O2O（Online to Offline）融合应用模式、工具与资源的匹配成为核心；随着体验式学习、高阶思维能力的培养被越来越重视，自然交互、无缝沉浸的环境将进一步赋能教育。四、信息化学习环境之未来：从“新基建”到“11”通过梳理近20年我国信息化学习环境发展关键驱动事件，如表1所示，可进一步发现信息化学习环境发展受到了来自网络技术、终端突破和政策推动的多重力量驱动，其中，我国政策推动的效果尤为明显。可见，我国对教育信息化的重视程度和未来战略方向在开放教育网络、终身学习体系已初步建成的基础上，再次面向支撑高质量教育体系95第 27 卷第 6 期（2022）Vol27 No.6（2022）责任编辑：蒲向明The Development of Information-Based Learning Environment:Concept,Technology,Form and TrendMA Juan，MA Rong（Office of Educational Administration,Longnan Teachers College,Chengxian Gansu 742500）Abstract:Currently,information-based learning environments have been integrated into the concept and construction of a new type ofinfrastructure for education,and the environment,resources and services are further integrated into the education governance system,butthis is not a process that can be achieved overnight.The article combs and explores the development process ofinformation-based learningenvironments from the perspectives of concept,technology,form and trend.The study finds that the connotation of the information-basedlearning environment has changed from environment and resources to environment as resources;the supporting technology of theinformation-based learning environment has gradually changed from media technology and network technology to a new generation ofintegrated and systematic information technology;the features,forms and functions of the information-based learning environment aredeveloping to focus on electronic,networked,intelligent and integrated,with attention to dedicated platforms,sub-categories,verticalsegmentation and user experience,and are moving towards an integrated educational environment and new ecology with naturalhuman-computer interaction and pervasive computing.Key words:information-based learningenvironment;newinfrastructure ofeducation;formand function建设的目标为信息化、智能化与教育全视角、全过程和全方位全面融合，形成数字孪生生态。近期，教育部发布 关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见，明确提出在2025年中国要建成安全可靠、集约高效的信息基础设施体系；建设“互联网+教育”的大平台，汇聚优质资源，推动供给侧结构性改革8。由此可见，新一代信息化学习环境将是信息网络、平台体系、数字资源、智慧校园、创新应用、可信安全等全面融合的新型基础设施体系，这必将成为建设高质量教育体系、加快实现教育现代化的关键支撑和牵引动力。未来，信息化学习环境将融入在教育新基建中，其将像铅笔一样成为每个学习者开展学习的基本条件和创新工具，但却没有人感觉到它的存在。因此，其概念将进一步模糊和消失，但其功能将朝着高速、安全的教育信息传输、大规模的优质资源供给与服务、海量数据的存储、计算、分析与挖掘和可追溯、高可靠的教育评价有序展开。结语纵观信息化学习环境内涵的发展历程，其经历了多个维度的发展变迁，从物理空间、虚拟空间到虚实融合空间，从硬件、软件到积件，再从多媒体化、泛在化到智慧化，又从支持知识传递、知识建构到情境认知，最后融入教育新型基础设施中。同时，信息化学习环境的形态经历了教具、教材（课件）、平台（系统）、云台端、自适应学习环境、“消失”的环境的更迭与演替。究其缘由，这些或大刀阔斧、或潜移默化的演化背后是社会文化环境、教育理念和认知论的发展及其影响。参考文献：1黄荣怀，杨俊锋,胡永斌.从数字学习环境到智慧学习环境：学习环境的变革与趋势J.开放教育研究,2012，18（1）：75-84.2祝智庭.教育信息化:教育技术的新高地J.中国电化教育，2001（2）：5-8.3李克东.数字化学习(上)：信息技术与课程整合的核心J.电化教育研究，2001（8）：46-49.4李卢一，郑燕林.泛在学习环境的概念模型J.中国电化教育，2006（12）：9-12.5余胜泉.从知识传递到认知建构、再到情境认知：三代移动学习的发展与展望J.中国电化教育，2007（6）：7-18.6YIP M C.Using Web CT to Teach Courses OnlineJ.British Journal of Educational Technology,2004，35（4）：497-501.7DABBAGH N,KITSANTAS A.Personal LearningEnvironments,Social Media,and Self-regulated Lear-ning:A Natural Formula for Connecting Formal andInformal LearningJ.Internet and Higher Education,2012（15）：3-8.8教育部，中央网信办，国家发展改革委，等.关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见(教科信20212号)J.中华人民共和国教育部公报，2021（9）：15-19.马娟，马蓉：信息化学习环境发展：理念、技术、形态与趋势96