張雪 駱梅柳 朱小英

摘? 要? 智能技術(shù)的不斷進步與應用給學前教育智慧學習環(huán)境建設(shè)提供了可行性。通過對相關(guān)文獻的梳理，指出智能技術(shù)和智慧學習環(huán)境的內(nèi)涵，分析智能技術(shù)對學前教育環(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)建學前教育智慧學習環(huán)境模型，以期為未來學前教育智慧學習環(huán)境的開發(fā)提供一定參考。

關(guān)鍵詞? 智能技術(shù)；學前教育；智慧學習環(huán)境；學前兒童；虛擬環(huán)境

中圖分類號：G612? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）16-0063-03

0? 引言

結(jié)合皮亞杰的認知發(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、知覺集中傾向等認知特點[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)的教學模式，注重激發(fā)學前兒童的求知欲，幫助學前兒童形成新的體驗式、探究式學習方法。同時，虛實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前兒童把各種感知運動圖示內(nèi)化成形象圖式的進程，更好地實現(xiàn)知識的遷移，讓學前兒童實現(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)、云計算技術(shù)、人工智能技術(shù)、增強現(xiàn)實技術(shù)和普適計算技術(shù)等都應屬于智能技術(shù)。5G具有高速率、低延遲、移動性、低功耗和廣覆蓋等特點[2]。5G技術(shù)結(jié)合VR/AR、全息影像等技術(shù)，可實現(xiàn)實時傳輸數(shù)據(jù)信息、增強互動、提升學前兒童的學習體驗。5G結(jié)合云計算、人工智能，可以給師生的智慧化學習提供有效的數(shù)據(jù)信息，從而按需給師生教學活動提供一種個性化服務(wù)，優(yōu)化課堂教學質(zhì)量。5G與增強現(xiàn)實技術(shù)結(jié)合，可以使學習內(nèi)容的呈現(xiàn)更加立體化、真實化與多樣化，從而促進虛實學習空間的融合。

2? 智慧學習環(huán)境

智慧學習環(huán)境是普通數(shù)字學習環(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)對智慧學習環(huán)境的界定最早可追溯到2006年，但真正掀起智慧學習環(huán)境研究熱潮的標志應該是張進寶等[3]在2012年發(fā)表文章提出智慧學習環(huán)境概念：“智慧學習環(huán)境是一種學習場所或活動空間，其目的是通過感知學習情景、識別學習者特征、提供合適的學習資源與便利的互動工具、自動記錄學習過程和評測學習結(jié)果以促進學習者有效學習。”被賦予智慧性的學習環(huán)境勢必會激發(fā)學前兒童學習的主觀能動性，加強學前兒童學習時的舒適感。對于學前兒童來說，最直接的智慧學習環(huán)境就是智慧教室。

3? 智能技術(shù)賦能學前教育智慧學習環(huán)境

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

3.1? 智慧識別

5G智能終端可通過5G網(wǎng)絡(luò)收集教學過程中的全場景數(shù)據(jù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)及人工智能技術(shù)，構(gòu)建學生的學情畫像，為教學提供全面、客觀的數(shù)據(jù)分析，提升教育教學精準度。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、學生作息管理、門禁管理等服務(wù)，消除園區(qū)陌生人進園、危險探測不及時等不安全因素，實現(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)，可對學前兒童出入、活動、飲食安全等環(huán)節(jié)提供全面的安全保障服務(wù)，讓家長及時了解學前兒童在園活動及表現(xiàn)，助力打造智慧安全的學習環(huán)境。

3.2? 智慧感知

5G時代的機器人學伴/助教通過大數(shù)據(jù)精準測評、輔助學習自動感知學前兒童的認知基礎(chǔ)、行為狀態(tài)、興趣愛好，準確識別幼兒的學習需求，從而智能地、自適應地分配學習任務(wù)，選擇匹配的教學模式，實時洞察學前兒童在感知覺運動、判斷閱讀、認知和視聽方面存在的不足，有針對性地進行學習資源的推送，也能根據(jù)學前兒童的狀態(tài)和表現(xiàn)實時調(diào)整學習情境與學習任務(wù)，以此來幫促學前兒童完成學習任務(wù)，實現(xiàn)個性化學習。根據(jù)沉浸體驗因素，在數(shù)字化多媒體資源中，學前兒童可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)和增強現(xiàn)實技術(shù)在模擬逼真的場景中實現(xiàn)情境化的交互性學習，深刻感知多媒體教學帶來的學習樂趣。如在古詩詞教學中，教師可以利用數(shù)字媒體營造學習氛圍，利用智能技術(shù)構(gòu)建三維學習者模型，實時采集學前兒童的聲音、圖像，與三維模型相感知、交互，使三維學習者模型在學習過程中發(fā)生變化，提升學前兒童的學習興趣，增強學前兒童學習的體驗感。

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

3.3? 智慧干預

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)存儲其中，使園區(qū)管理智能化，實現(xiàn)學前兒童成長記錄智慧化管理；實現(xiàn)對學習過程不符合要求的學前兒童隨時拉響輟學警報，起到學業(yè)預警的作用；實現(xiàn)對學前兒童發(fā)生危險行為以及健康狀況的警報，給予學前兒童和家長安全感。

3.4? 智慧評價

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)智慧增強教學智慧的方式為學前兒童教育教學決策提供依據(jù)，為實現(xiàn)學前個性化教育助力。

4? 學前教育智慧學習環(huán)境模型構(gòu)建

學前教育智慧學習環(huán)境模型如圖1所示。

4.1? 學前兒童

學前兒童是學前教育智慧學習環(huán)境的核心要素，物理環(huán)境、虛擬環(huán)境的創(chuàng)設(shè)以及教師都是為學前兒童的發(fā)展服務(wù)的。應注重智慧學習環(huán)境中學前兒童合作性、協(xié)作性的培養(yǎng)，加強學前兒童與學前兒童、學前兒童與教師、學前兒童與物理環(huán)境以及學前兒童與虛擬環(huán)境之間的交互。智能技術(shù)賦能于學前教育環(huán)境的構(gòu)建除了有助于滿足學前兒童學習的個性化需求、增強學前兒童的學習體驗感外，還有助于這個階段學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

學前教育智慧學習環(huán)境中的教師應該是智慧型教師，應該既是知識的生產(chǎn)者，又是信息的輸出者，是構(gòu)建學前智慧教育環(huán)境的重要因子。智慧教師應當具有主動創(chuàng)新教學模式的意識，具有整合各類教學資源的能力，具備“技術(shù)、學科內(nèi)容、教學法相互整合（TPACK）”能力[5]，不單單是熟知自身教學領(lǐng)域知識，還應具備其他必要的綜合能力，如綜合利用資源處理當前問題的能力就是決定教學效果的關(guān)鍵能力。此外，智慧教師還應是團隊性的，共同備課、相互學習、相互評價，教學分工更加細化，是一個權(quán)責明確的專業(yè)團隊，能給學前兒童帶來高質(zhì)量的學習體驗。

4.3? 物理環(huán)境

幼兒園物理環(huán)境主要包括教室、活動室、繪本室等，共同構(gòu)成幼兒園智慧學習環(huán)境的基礎(chǔ)環(huán)境。物理環(huán)境應為學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的色彩搭配。

4.3.1? 教室

考慮到學前兒童的特點，設(shè)計教室時要盡可能給幼兒帶來輕松愉悅的感受，例如：學習桌椅的擺放可以采用“U”或“X”形的擺放順序，這樣會有利于學前兒童與學前兒童、學前兒童與教師之間的互動；在學習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，除了可以增強學前兒童對身處環(huán)境的視覺享受外，還可以增強學習過程中的情境代入感。

4.3.2? 活動室

活動室的設(shè)計除了要考慮學前兒童活動需要所必備的器材外，更要注重活動室的安全性。在活動室可以利用智能設(shè)備實現(xiàn)實時監(jiān)控空氣、溫度、濕度、氣味以及學前兒童的身體健康狀況等，還可以實現(xiàn)學前兒童危險行為的預警。

4.3.3? 繪本室

繪本室可利用智能技術(shù)智慧感知學前兒童的學習需求、興趣愛好等，然后為學前兒童推送符合其需求的繪本書籍，實現(xiàn)真正的個性化學習。

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方面。有些幼兒園的虛擬環(huán)境有網(wǎng)絡(luò)同步課堂、機器人學伴、網(wǎng)絡(luò)家園通等，這些虛擬環(huán)境與物理環(huán)境有機結(jié)合，將共同服務(wù)智慧學習環(huán)境中的學前兒童，從而提高學與教系統(tǒng)的整體運行效率。

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)感知學習環(huán)境，提供學前兒童需要的情境環(huán)境，提升學前兒童的學習體驗感。情境管理系統(tǒng)能夠針對學前兒童所需進行情境識別、情境分析和情境創(chuàng)設(shè)，首先識別學習環(huán)境所需的情境要求，然后進行系統(tǒng)分析，通過物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)感知學習環(huán)境，進而創(chuàng)設(shè)學習情境，以隨時滿足教學過程的需要[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、幼兒活動案例資源庫、智能機器人學伴等，為學前兒童提供最優(yōu)質(zhì)的學習資源，實現(xiàn)家園教學的無縫銜接。

4.4.3? 工具

各種智能工具為學習環(huán)境的智慧提供全面支持。教師和學前兒童通過智能工具可以進行實時和非實時的互動，常用的智慧學習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

虛擬學習共同體是智慧學習環(huán)境構(gòu)建中促進學前兒童智慧性學習的重要一環(huán)，學前兒童在線可以與教師、學習伙伴共同組建虛擬學習共同體，充分發(fā)揮其創(chuàng)造性思維進行學習和交流分享，在教師的引導下進行團隊學習，這有助于從小培養(yǎng)學前兒童的協(xié)作精神和合作意識。

5? 結(jié)束語

基于智能技術(shù)，學前兒童可以將不同時空的教師、學前兒童、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，如全息教室支持學生在裸眼狀態(tài)下進行交互式感知與體驗，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源共享。按需融合對開展個性化教學活動，推動教學革新有很大作用。學前兒童在智慧環(huán)境中開展智慧活動，智慧環(huán)境能夠根據(jù)他們的需求和各自的個性化特征開展學習，提升學習的智慧性、舒適性，讓學前兒童在學習中體驗學習的樂趣，在做中學、做中悟，從而最大限度發(fā)揮他們的學習潛力、創(chuàng)造力和想象力，最終達到發(fā)展學前兒童智慧的目的。

參考文獻

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[2] 翟雪松，孫玉璉，陳文莉，等.5G融合的教育應用、挑戰(zhàn)與反思[J].開放教育研究，2019，25（6）：12-19.

[3] 張進寶，黃榮懷，張連剛.智慧教育云服務(wù)：教育信息化服務(wù)新模式[J].開放教育研究，2012，18（3）：20-26.

[4] 蔡鋒鋒.展望5G時代下，幼兒園教育發(fā)展的新趨勢[J].科學大眾，2020（5）：72-74.

[5] 寧靜.高校智慧學習環(huán)境的構(gòu)建研究：以云南大學為例[D].昆明：云南大學，2018.

[6] 胡旺.“互聯(lián)網(wǎng)+”教育背景下智慧學習生態(tài)環(huán)境構(gòu)建研究[D].江蘇：江蘇師范大學，2017.

*項目來源：本文系鞍山師范學院2020年度校級立項課題“學前教育智慧學習環(huán)境設(shè)計研究”（課題編號：20kyxm64）研究成果。

作者：張雪，鞍山師范學院教育科學與技術(shù)學院，講師，研究方向為智慧學習與教育信息化（114005）；駱梅柳，江蘇財會職業(yè)學院，博士，副教授，研究方向為復雜網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)（222061）；朱小英，煙臺南山學院計算機實訓中心，講師，研究方向為遠程教學實踐（264000）。