鄒凌君，張利峰

（金陵科技學(xué)院信息化建設(shè)與管理中心，江蘇南京 211169)

我國(guó)頒布的《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革與發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年）》中明確提出:信息技術(shù)對(duì)教育發(fā)展有革命性影響,必須高度重視。隨著《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011—2020 年）》《教育信息化2.0 行動(dòng)計(jì)劃》《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》[1]等一系列國(guó)家教育政策的頒布，全國(guó)各地各級(jí)各類學(xué)校相繼開啟了智慧教育新形態(tài)的探索與實(shí)踐。特色鮮明、形式各異、功能多樣的智慧課堂隨之應(yīng)運(yùn)而生?；仡欀腔壅n堂的發(fā)展歷程，分析新一代信息技術(shù)在智慧教學(xué)、智慧管理、智慧評(píng)價(jià)、智慧環(huán)境構(gòu)建等方面所起的作用、展望新一代智能技術(shù)在智慧課堂建設(shè)中的融合應(yīng)用方向，為今后智慧課堂構(gòu)建和創(chuàng)新發(fā)展提供啟發(fā)與思考。

1 智慧課堂

1.1 智慧課堂概念與起源

智慧課堂目前還沒(méi)有一個(gè)明確的定義，從不同視野有多種闡述。從建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論角度可解讀為：智慧課堂也稱未來(lái)課堂，是在智慧教育理念引領(lǐng)下，借助人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)構(gòu)建的教學(xué)智能化、學(xué)習(xí)自主化、資源多樣化、場(chǎng)景泛在化的教育環(huán)境[2]?；仡欀腔壅n堂的演變過(guò)程，國(guó)內(nèi)教育信息化方面的專家普遍認(rèn)可“智慧課堂”的概念來(lái)源于錢學(xué)森[3]在20世紀(jì)90年代提出的“大成智慧說(shuō)”。他認(rèn)為智慧教育是培養(yǎng)聰明才智和創(chuàng)新能力的方法體系。這里的“智慧”含義側(cè)重人的聰慧和創(chuàng)智。從技術(shù)角度而言，智慧課堂的理念來(lái)源于2008年IBM公司首次提出的“智慧地球”戰(zhàn)略，由此引申出了智慧城市、智慧校園及智慧課堂等理念。這里的智慧則側(cè)重技術(shù)層面的自動(dòng)化、智能化。此外，從近年的“互聯(lián)網(wǎng)+教育”視野而言，智慧教育是互聯(lián)網(wǎng)與教育深度融合的產(chǎn)物，而智慧課堂恰恰是智慧教育的主陣地和主戰(zhàn)場(chǎng)，這里的智慧突出是智能信息技術(shù)與人類聰明才智的深度融合。

1.2 智慧課堂構(gòu)建模型[4]

1)S.M.A.R.T模型（圖1)：黃榮懷等指出智慧教室的智慧性應(yīng)體現(xiàn)在Showing、Manageable、Accessible、Real-time Interactive、Testing 即內(nèi)容呈現(xiàn)、環(huán)境管理、資源獲取、及時(shí)互動(dòng)、情境感知五個(gè)方面。

圖1 智慧課堂S.M.A.R.T模型

2) iSmart 模型（圖2) ：聶風(fēng)華等提出智慧教室由Infrastructure、Network Sensor、Visual Management、Augmented Reality、Real-time Recording、Ubiquitous Technology 即基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)感知、可視管理、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、實(shí)時(shí)記錄、泛在技術(shù)六大系統(tǒng)組成。

圖2 智慧課堂iSmart模型

智慧課堂模型的任何一個(gè)組成部分都離不開信息技術(shù)的支持，而以人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)支撐了課堂智慧互動(dòng)、智慧評(píng)價(jià)、智慧管理和智慧獲取學(xué)習(xí)資源。

1.3 我國(guó)智慧課堂的發(fā)展歷程

近十多年來(lái)，隨著我國(guó)教育信息化進(jìn)入高速發(fā)展期，以上海虹口區(qū)提出的“電子書包”為核心，以3G移動(dòng)終端、教育內(nèi)容、服務(wù)平臺(tái)為要素的教學(xué)環(huán)境把智慧課堂帶入了1.0階段,這階段是以傳承知識(shí)為核心，培養(yǎng)學(xué)生記憶與接受理解能力為主。1997 年OECD（世界經(jīng)合組織）開始了關(guān)于“素養(yǎng)”的研究，2002年美國(guó)制定了《21 世紀(jì)素養(yǎng)框架》，同年歐盟首次提出了“核心素養(yǎng)”的概念，2016 年我國(guó)教育界頒布了《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》框架，正式要求教育教學(xué)從“知識(shí)本位”轉(zhuǎn)向“素養(yǎng)本位”。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須改革現(xiàn)有課堂教學(xué)生態(tài)系統(tǒng)，“顛覆”已有課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，課堂教學(xué)要從“師本位”向“生本位”轉(zhuǎn)化，智慧課堂漸漸走入了以“核心素養(yǎng)培養(yǎng)”[5]為目標(biāo)的2.0 階段。如今，隨著5G 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)及更多前沿信息技術(shù)的發(fā)展與普及應(yīng)用，智慧課堂正向著個(gè)性化、泛在化、全球化的3.0[6]階段邁進(jìn)。

2 新一代信息技術(shù)對(duì)智慧課堂建設(shè)的技術(shù)支撐

國(guó)家“十二五”發(fā)展綱要提出的新一代信息技術(shù)分為六個(gè)方面，分別是下一代通信網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、三網(wǎng)融合、新型平板顯示、高性能集成電路和以云計(jì)算為代表的高端軟件。智慧課堂的信息技術(shù)架構(gòu)如圖3，主要可分為三大類型：基礎(chǔ)支撐技術(shù)、分析計(jì)算技術(shù)和呈現(xiàn)技術(shù)。

圖3 智慧課堂的信息技術(shù)架構(gòu)圖

2.1 智慧課堂建設(shè)中的基礎(chǔ)支撐技術(shù)[7]

智慧課堂的基礎(chǔ)支撐技術(shù)主要包含移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及區(qū)塊鏈技術(shù)。

當(dāng)今移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了第五代。5G 技術(shù)具有高速率、低功耗、移動(dòng)快、時(shí)延低、連接密度高等優(yōu)勢(shì)，在智慧課堂與人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)等智能技術(shù)相結(jié)合，能快速可靠地搭建移動(dòng)學(xué)習(xí)、交互溝通、沉浸互動(dòng)的學(xué)習(xí)環(huán)境，全面推動(dòng)智慧課堂效果的提升。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是智慧課堂建設(shè)的最基礎(chǔ)的支撐技術(shù)之一?！拔锫?lián)網(wǎng)”的概念起源于IBM公司2008 年的“智慧地球”項(xiàng)目及我國(guó)2009 年提出的“感知中國(guó)”計(jì)劃。基于傳感技術(shù)和射頻識(shí)別技術(shù)為主的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在智慧課堂中主要應(yīng)用于以下兩個(gè)子系統(tǒng)：一是中央控制子系統(tǒng)，它可以本地或遠(yuǎn)程按課表自動(dòng)開關(guān)、實(shí)時(shí)對(duì)教室教學(xué)設(shè)備的監(jiān)控、完成信號(hào)切換、實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)管理、異常報(bào)警等功能。二是感知子系統(tǒng)，即通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)備，對(duì)室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，并匯聚到控制中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)教室內(nèi)電器設(shè)備開關(guān)、燈光亮度調(diào)節(jié)、溫濕度等環(huán)境參數(shù)自動(dòng)調(diào)整。

大數(shù)據(jù)是數(shù)量巨大、類型繁多、結(jié)構(gòu)各異的數(shù)據(jù)集合體。大數(shù)據(jù)的意義不局限于數(shù)據(jù)量的龐大，更在于對(duì)這些海量并含有特定含義的數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)的體系化處理，即需要技術(shù)人員通過(guò)專業(yè)化、體系化的平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行挖掘和處理。通常一個(gè)完整的教學(xué)大數(shù)據(jù)平臺(tái)包含技術(shù)體系、數(shù)據(jù)體系、服務(wù)體系及運(yùn)營(yíng)體系，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)加工、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)可視化以及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)化功能。大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧課堂可應(yīng)用于教、學(xué)、管理、監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)及服務(wù)多方面。通過(guò)對(duì)課堂教學(xué)過(guò)程性數(shù)據(jù)的記錄、整合、呈現(xiàn)，平臺(tái)能清晰展示學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力偏好及薄弱環(huán)節(jié)；老師可以通過(guò)大數(shù)據(jù)分析了解學(xué)生的真實(shí)需求，因人而異制定個(gè)性化教學(xué)方案；家長(zhǎng)可以方便獲取孩子在校身體、心理及學(xué)習(xí)狀況，及時(shí)予以關(guān)愛(ài)；教學(xué)管理部門可以更全面掌握課堂教學(xué)狀態(tài)，以便提出科學(xué)精準(zhǔn)的決策，驅(qū)動(dòng)決策從粗放的經(jīng)驗(yàn)型向精細(xì)的智能化轉(zhuǎn)變。

區(qū)塊鏈的本質(zhì)是一個(gè)分布式賬本[8]，因此區(qū)塊鏈在任何領(lǐng)域的應(yīng)用都與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)有關(guān)。所以區(qū)塊鏈在教育領(lǐng)域的基本應(yīng)用就是存儲(chǔ)與分享教學(xué)數(shù)據(jù)。由于區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)去中心化的分布式賬本，它可以將包含課堂信息在內(nèi)的教育信息存儲(chǔ)在全球數(shù)億節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，存儲(chǔ)成本低而且無(wú)法輕易篡改，確保了學(xué)生學(xué)業(yè)成績(jī)及學(xué)業(yè)證書的真實(shí)性。

2.2 智慧課堂建設(shè)中的分析計(jì)算技術(shù)

智慧課堂的分析計(jì)算技術(shù)主要包含云計(jì)算、人工智能、邊緣計(jì)算技術(shù)。

云計(jì)算這個(gè)名詞借用了量子物理中的“電子云”概念，“計(jì)算”并不是指一般的數(shù)值計(jì)算，而是指一臺(tái)足夠強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)提供的計(jì)算服務(wù)（包括各種功能，資源，存儲(chǔ)）。云計(jì)算突出計(jì)算的彌漫性、無(wú)所不在的分布性和社會(huì)特征性。這里的“云”是互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一種隱喻說(shuō)法，即互聯(lián)網(wǎng)及其建立互聯(lián)網(wǎng)所需要的底層基礎(chǔ)設(shè)施的抽象體?！霸朴?jì)算”可以通俗地理解為網(wǎng)絡(luò)上足夠強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)為你提供的需按你的使用量進(jìn)行付費(fèi)的各種服務(wù)。云計(jì)算在智慧課堂中的應(yīng)用就是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)向師生及教育管理者提供海量教育資源和各類教學(xué)應(yīng)用程序，用于支撐課前準(zhǔn)備、課堂教學(xué)、教學(xué)研究、教學(xué)評(píng)估、教學(xué)管理及自主學(xué)習(xí)等活動(dòng)，旨在提升學(xué)生綜合素養(yǎng)和學(xué)習(xí)能力的在線平臺(tái)。其應(yīng)用已極其廣泛，這對(duì)于解決教育不公平、不平衡，特別是促進(jìn)貧困邊緣地區(qū)的教育發(fā)展起到了巨大的作用。

人工智能的概念最早是在1956 年的達(dá)特茅斯會(huì)議上提出的，人工智能屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支。它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的邊沿交叉技術(shù)科學(xué)。人工智能學(xué)科研究范疇包括：計(jì)算機(jī)視覺(jué)、智能機(jī)器人、機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語(yǔ)言理解、自動(dòng)程序設(shè)計(jì)、知識(shí)表示和理解、自動(dòng)推理和搜索方法、知識(shí)處理系統(tǒng)等方面。其中語(yǔ)音識(shí)別、人臉識(shí)別技術(shù)在智慧課堂中的應(yīng)用較為成熟。人工智能技術(shù)可以根據(jù)學(xué)生以往的學(xué)習(xí)狀態(tài)來(lái)預(yù)測(cè)學(xué)生今后的學(xué)習(xí)表現(xiàn)，智能推薦最適合學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容，從而有效的提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果；圖像識(shí)別技術(shù)使得作業(yè)、試卷自動(dòng)批改將會(huì)變得越來(lái)越實(shí)用、準(zhǔn)確；人工智能技術(shù)還可以用于自動(dòng)化輔導(dǎo)與答疑、智能測(cè)評(píng)、智能教育決策等方面。

邊緣計(jì)算是一種分布式的開放式AI架構(gòu)，邊緣計(jì)算的主要目的是讓運(yùn)算盡可能接近數(shù)據(jù)源，直接在邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，減輕了數(shù)據(jù)爆炸和高網(wǎng)絡(luò)流量帶來(lái)的高壓力。通過(guò)啟用移動(dòng)計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使之具有數(shù)據(jù)分散處理能力，最大程度地減少客戶端與服務(wù)器之間進(jìn)行遠(yuǎn)程通信的需求，從而減少延遲和帶寬使用。邊緣計(jì)算最常見(jiàn)的用例是支持物聯(lián)網(wǎng)功能。對(duì)于日益互聯(lián)的校園，通過(guò)使服務(wù)器更靠近連接的傳感器和設(shè)備，可以利用大數(shù)據(jù)更快地確定下一步操作，提高數(shù)據(jù)處理效率，同時(shí)還能降低校園網(wǎng)帶寬要求。

2.3 智慧課堂建設(shè)中的呈現(xiàn)技術(shù)

智慧課堂呈現(xiàn)技術(shù)主要包含虛擬/增強(qiáng)(VR/AR)現(xiàn)實(shí)、擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)(XR)、全息影像技術(shù)。

虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(VR/AR)所傳遞的信息是一系列實(shí)時(shí)生成的擬真聲像信息、觸覺(jué)和運(yùn)動(dòng)感知（未來(lái)還要延伸到嗅覺(jué)和味覺(jué)）等。虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(VR/AR)最大的特點(diǎn)就是“身臨其境”，這正與教育理論中的“情景構(gòu)建”理論不謀而合。將此技術(shù)應(yīng)用于智慧課堂，學(xué)生可以身臨其境，通過(guò)視覺(jué)聽覺(jué)觸覺(jué)感受，加強(qiáng)記憶、加深理解，從生活中學(xué)、從游戲中學(xué)習(xí)、從思考學(xué)習(xí)，從而極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)(XR)則涵蓋了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)，虛擬現(xiàn)實(shí)(VR) 和混合現(xiàn)實(shí)(MR)的技術(shù)，是所有沉浸式技術(shù)的統(tǒng)稱，通過(guò)融合虛擬和現(xiàn)實(shí)世界或通過(guò)創(chuàng)建完全身臨其境的體驗(yàn)來(lái)豐富課堂體驗(yàn)。

全息技術(shù)是利用干涉和衍射原理來(lái)記錄并再現(xiàn)物體真實(shí)的三維圖像的技術(shù)。全息影像技術(shù)一般也被稱作虛擬成像技術(shù)或是全息成像。在智慧教學(xué)中典型的應(yīng)用場(chǎng)景：線上教學(xué)時(shí)能將教師的身影投射到遠(yuǎn)程課堂中去，仿佛教師就在眼前，避免了采用視頻畫面聽教師講課，沒(méi)有親臨現(xiàn)場(chǎng)的感受，帶給學(xué)生身臨其境的畫面，因而使課堂教學(xué)更加生動(dòng)逼真。

5G 與擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)、全息影像技術(shù)的融合將打造出一個(gè)完美的無(wú)縫沉浸式虛實(shí)交映的學(xué)習(xí)空間，助力智慧教育發(fā)展。

3 智能信息技術(shù)在智慧課堂建設(shè)中的應(yīng)用展望

新一代智能信息技術(shù)主要有生成式人工智能、機(jī)器人、邊緣智能計(jì)算、知識(shí)圖譜、區(qū)塊鏈及元宇宙技術(shù)等。通過(guò)與5G 技術(shù)的深度融合，新一代信息技術(shù)必將在智慧課堂建設(shè)中發(fā)揮引領(lǐng)作用。

生成式人工智能(AIGC)[9]是人工智能(AI)的一種最新應(yīng)用。與以往熟知的Deep Blue、Alpha Go等只具有某一專項(xiàng)技能的AI不同，AIGC是一種基于大語(yǔ)言模型(LLM)、生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)(GAN)，采用自然語(yǔ)言處理(NLP)技術(shù)、深度學(xué)習(xí)(DL)、機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)等技術(shù)對(duì)大量已有文本和數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)、識(shí)別，用適當(dāng)泛化能力生成包含文本、音樂(lè)、圖像等多種文件內(nèi)容的人工智能技術(shù)。OpenAI 的ChatGPT(Generative Pre-trained Transformer)意指“基于特征抽取轉(zhuǎn)換模型的預(yù)訓(xùn)練語(yǔ)言生成聊天工具”，它是AIGC的一款杰出代表，是一種基于自然語(yǔ)言處理的人工智能模型，它能夠理解和生成自然語(yǔ)言文本，它徹底改變了以往的信息獲取方式。與Deep Blue、Alpha Go等應(yīng)用不同，ChatGPT是一種不僅會(huì)學(xué)習(xí)，還能模仿人類分析比較、綜合概括、抽象判斷、邏輯推理會(huì)思考的“機(jī)器”。它可以為師生提供多種多樣的教學(xué)資料，進(jìn)行一對(duì)一個(gè)性化輔導(dǎo)；能自助批改作業(yè)及試卷，并進(jìn)行分析和反饋；能指導(dǎo)學(xué)生寫作甚至撰寫論文，這些對(duì)未來(lái)課堂的創(chuàng)新化教學(xué)、個(gè)性化學(xué)習(xí)支持、智能化輔導(dǎo)無(wú)疑會(huì)起到積極的促進(jìn)作用。

依托機(jī)器人技術(shù)的學(xué)伴機(jī)器人[10]因其獨(dú)特的外表而具有極強(qiáng)的視覺(jué)吸引力。它能通過(guò)言語(yǔ)、面部表情、唇語(yǔ)、手語(yǔ)等面部表情和肢體語(yǔ)言與人交互，可以承擔(dān)導(dǎo)師、助理、學(xué)伴等角色，甚至能代替因故不能上課的學(xué)生上課。這類機(jī)器人將在特殊教育領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用。機(jī)器人主持教學(xué)是機(jī)器人在教育中應(yīng)用的最高層次。不久的將來(lái)，機(jī)器人在許多方面將直接組織教學(xué)與管理，而不再是扮演輔助角色。隨著人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的深度融合發(fā)展，教育機(jī)器人或?qū)⒊蔀榱巳藗兊牧眍惱蠋煛?/p>

邊緣智能計(jì)算[11]是邊緣計(jì)算技術(shù)與數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)可視化等人工智能深度融合而成。邊緣智能計(jì)算避免了云計(jì)算平臺(tái)資源利用率低、功耗大、數(shù)據(jù)中心處理壓力大、終端設(shè)備低延時(shí)需求難以滿足的不利因素，應(yīng)用場(chǎng)景適合于學(xué)生在課堂或本地頻繁請(qǐng)求教學(xué)資源時(shí)資料的實(shí)時(shí)分發(fā)，也適用于遠(yuǎn)程參觀、演示、大型公開課等教學(xué)事務(wù)。邊緣智能計(jì)算應(yīng)用于智慧課堂建設(shè)能為師生提高更客觀、全面的分析結(jié)果，有助于教學(xué)管理個(gè)性化的實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)。

知識(shí)圖譜能對(duì)課堂教育知識(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化、語(yǔ)義化建模，其核心作用是將課題教學(xué)資源提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，產(chǎn)生相應(yīng)的知識(shí)元及語(yǔ)義關(guān)系，因而基于知識(shí)圖譜的自適應(yīng)技術(shù)產(chǎn)品能用于學(xué)情診斷、學(xué)習(xí)反饋及改進(jìn)，為因材施教提供支撐證據(jù)，為真正實(shí)現(xiàn)智慧課堂中的個(gè)性化學(xué)習(xí)提供底層基礎(chǔ)設(shè)施。

區(qū)塊鏈技術(shù)在智慧課堂的應(yīng)用除了教學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)外，第二個(gè)應(yīng)用就是數(shù)據(jù)分享。教師擔(dān)任了節(jié)點(diǎn)的角色，可以在區(qū)塊鏈上發(fā)布自己的相關(guān)教學(xué)課件，經(jīng)過(guò)時(shí)間戳證明驗(yàn)證，確保數(shù)據(jù)的所有權(quán)。對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，可以將自己的教育經(jīng)歷、工作經(jīng)歷、課外活動(dòng)等信息資料通過(guò)區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)安全共享。區(qū)塊鏈第三個(gè)應(yīng)用是學(xué)分互認(rèn)和學(xué)歷證書認(rèn)證，這有利于促進(jìn)教育的國(guó)際化進(jìn)程。目前，國(guó)內(nèi)外大多數(shù)案例基本形成“區(qū)塊”分散而未能成“上鏈”的格局[12]。但長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，區(qū)塊鏈技術(shù)具有開放性、可追溯不可篡改性、加密安全性[13]，在智慧教育、智慧課堂的應(yīng)用有著廣闊的前景。

4 元宇宙技術(shù)將對(duì)智慧課堂帶來(lái)的變革

2021 年是公認(rèn)的“元宇宙”年。Metaverse 這個(gè)詞由前綴meta（意思是“超越”)和詞干verse（從universe演變而來(lái)）組成。目前，元宇宙尚未有權(quán)威、統(tǒng)一的定義，仍處于不斷發(fā)展、演變的概念。在清華大學(xué)新媒體研究中心發(fā)布的《2020—2021年元宇宙發(fā)展研究報(bào)告》給出的定義如下：“元宇宙是整合多種新技術(shù)而產(chǎn)生的新型虛實(shí)相融的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和社會(huì)形態(tài)，它基于擴(kuò)展顯示技術(shù)提供沉浸式體驗(yàn)，基于數(shù)字孿生技術(shù)生成現(xiàn)實(shí)世界的鏡像，基于區(qū)塊鏈技術(shù)搭建經(jīng)濟(jì)體系，將虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界在經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、社交系統(tǒng)、身份系統(tǒng)上密切融合，并且允許每個(gè)用戶進(jìn)行內(nèi)容生產(chǎn)和世界編輯”[14]。虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、區(qū)塊鏈、云計(jì)算、人工智能、5G等新技術(shù)都是構(gòu)成元宇宙框架的要素。元宇宙是虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界的融合載體，在國(guó)內(nèi)外教育領(lǐng)域的應(yīng)用已有顯現(xiàn)。例如，2021 年，斯坦福大學(xué)開設(shè)了一門基于VR 環(huán)境上課的課程“Virtual People”，學(xué)生帶上VR 頭戴設(shè)備，就可以在任意地方遠(yuǎn)程上課。課堂場(chǎng)景囊括了虛擬博物館、生活化的場(chǎng)景、地球上人煙稀少的角落（如火山口、海底暗礁）等[15]。在去年疫情期間，中國(guó)傳媒大學(xué)動(dòng)畫與數(shù)字藝術(shù)學(xué)院在游戲《我的世界》中復(fù)刻學(xué)校場(chǎng)景，學(xué)生以虛擬形象在游戲里完成了線上畢業(yè)典禮，每個(gè)學(xué)生在虛擬空間里設(shè)置屬于自己的虛擬角色，與師生互動(dòng)交流。教育元宇宙具有社交活動(dòng)的交互性、真實(shí)世界模擬的沉浸性和自由開放靈活的多元性三大特征[15]。從寓教于樂(lè)到改變傳統(tǒng)課堂單一授課形式，元宇宙與教育的融合將在以下三個(gè)方面給課堂教學(xué)帶來(lái)巨大的沖擊：一是克服傳統(tǒng)課堂的時(shí)空的局限性，教師、學(xué)生及管理者以數(shù)字身份參與課堂，在虛擬教學(xué)場(chǎng)所中進(jìn)行互動(dòng)；二是授課教師和教學(xué)管理者可以研發(fā)新型教學(xué)模式，讓學(xué)生獲取更豐富的學(xué)習(xí)資源，各種創(chuàng)意課堂能夠被激發(fā)，教學(xué)效果即將獲得質(zhì)和量的提升；三是在多元空間與無(wú)限資源下，有效解決教學(xué)資源分配不均衡，特別是老少邊遠(yuǎn)地區(qū)的資源匱乏的問(wèn)題，使全體社會(huì)公民享受到均衡普惠的教育信息化發(fā)展紅利，促進(jìn)教育平等；四是元宇宙技術(shù)為課堂教學(xué)提供了最大空間和最好的技術(shù)基礎(chǔ)，讓學(xué)習(xí)變得更加簡(jiǎn)單、更加有趣，將加快人類進(jìn)入到“生活就是學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)就是生活”的歷史階段。

5 結(jié)束語(yǔ)

伴隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、虛擬增強(qiáng)混合現(xiàn)實(shí)、機(jī)器人等智能技術(shù)不斷發(fā)展，智慧課堂已從以教師為本、以傳承知識(shí)為核心的1.0階段邁入了以學(xué)生為本、以核心素養(yǎng)培養(yǎng)為目標(biāo)的2.0階段。5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、區(qū)塊鏈及元宇宙等新智能信息技術(shù)又將智慧課堂從2.0階段向著虛實(shí)融合生態(tài)環(huán)境、個(gè)性化差異化教學(xué)、全球教學(xué)資源共享為特征的3.0階段推進(jìn)。新一代信息技術(shù)與課堂的教、學(xué)、管理、評(píng)價(jià)、服務(wù)等全方位的深度融合，將把智慧課堂建設(shè)成為一個(gè)突破時(shí)空限制，無(wú)時(shí)不有、無(wú)處不在的虛擬網(wǎng)絡(luò)教學(xué)空間。