智慧教学环境赋能数字化转型：现实诉求、实践困境及路径选择

摘 要：智慧教学环境是国家教育新基建的重要组成部分，它为教育数字化转型奠定了基础条件，推动着教育数字化的进一步转型升级。基于目前智慧教学环境赋能数字化转型建设中存在顶层设计的缺位、技术主义的突出、成果转化率低等问题，文章构建了E-SMART“六位一体”智慧教学环境建设模型、PMR智慧教学环境运行机制以及智慧教学管服系统新生态，为个性学习、群智学习、泛在学习、入境学习提供软硬件支撑，为重构下一代新形态教育教学体系打下坚实的基础。

关键词：智慧教学环境；智慧教学管服系统；PMR运行机制；数字化转型

一、问题提出及文献综述

党的二十大报告对“推进教育数字化，建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国”作出了重大部署，习近平总书记也多次强调要将教育数字化转型作为国家发展的战略制高点，以教育数字化转型推动教育高质量发展，以教育数字化转型引领中国式教育现代化。[1]教育数字化转型已成为当前教育领域研究的核心议题，而智慧教学环境作为教育实践活动的重要“场域”，研究其赋能教育数字化转型的内在机理及背后的运行逻辑，有着重要的现实和理论意义。因此，本文基于智慧教学环境建设的视角，对赋能教育数字化转型展开探讨与研究，重点探究何为智慧教学环境、为何要建设智慧教学环境、怎样进行智慧教学环境的建设、智慧教学环境建设中的实践困境及纾解机制，等等。以上问题的充分阐释和审慎回答，可为新时期教育实践与教学环境互动建构提供合理的解释，为全国智慧教学环境的研究、建设和运行提供参考借鉴，同时也拓宽了教育数字化转型的视野。

首先，对于何为智慧教学环境，专家学者们莫衷一是，正所谓仁者见仁智者见智。广义上，智慧教学环境是指具体实在的物理空间，数字设备、智能算法衍生的虚拟空间，各类关系与互动构成的社会关系空间及关注思想、价值、理念的精神空间集于一体的四维环境（王兴宇，2023）。[2]狭义上，智慧教学环境就是在传统教学环境的基础上，增加了新一代信息技术支撑的现实及虚拟教学环境这一维度。本文综合国内外专家学者对智慧教学环境的界定，提出智慧教学环境是“硬环境”和“软环境”相结合的一种新型教学环境，其中，“硬环境”是指具备一定数量和种类的智慧空间主体[3]，智慧教室、智慧实验室（赵晓伟，等，2022），以及具有综合性、多元化的大数据平台、智慧教学一体化平台、国家级虚拟仿真实验中心、大数据可视化展示中心、融合媒体中心等新型空间（李艺英，等，2022）。[4]“软环境”主要指智慧教学共生系统中各主体及要素之间相互作用，实现信息、资源流动所需的文化及相关制度，会直接或间接影响主体进行创新演化的教学环境。

其次，智慧教学环境的内在特色主要体现为：①全面感知学习情境；②随时、随地、随需的学习机会；③丰富多元的智慧型学习活动；④节能优质的数字化学习资源；⑤个性化的学习诊断、学习建议和学习服务；⑥有说服力的过程性评价和总结性评价；⑦学习的社会协作、深度参与和知识建构；⑧自然简便的交互界面/接口。

再次，综合现有文献，智慧教学环境建设大致经历了三个时代，分别是工业技术时代的传统教学环境（1.0版本）、视听技术时代的多媒体教学环境（2.0版本）、信息技术时代的智慧教学环境（3.0版本）。[5]其中，教学环境1.0版本的关注点在物理空间上，以基础设施建设为核心，突出自然的固有的实体环境。随着多媒体和网络技术的发展，以视听技术为典型特征的教学环境2.0版本应运而生，先后发展出简易多媒体教学环境和交互式多媒体教学环境两种形态。2010年后，移动互联网、便携终端、物联网等设备和技术与教育教学深度融合，推动教育教学从线下物理空间向线上网络空间拓展，逐渐形成一种泛在连接、终端交互、智能感知、人机协同的新型教学环境，被称为智慧教学环境，又叫智能教学环境或智慧教育空间。此时，由2.0版本过渡到3.0，意味着与之相配套的其他内容也需要转变，例如教育观念的转变、业务逻辑的重组等。何克抗（2015）认为3.0版本的智慧教学环境，具有提供数据挖掘和学习分析技术支持，帮助教师有效地开展智能化教学与评价的典型特征。[6]吴砥等人（2022）从功能和用途的角度研究发现，目前智慧教学环境尚未有统一形态，但典型的配置包括：中控式讲台、多显示屏幕、多移动终端、活动/拼接课桌椅、多传感器（声、光、电、温）、有线/WiFi网络等。[7]

最后，随着5G、大数据、人工智能、云计算等技术的拓展，涌现出区域治理云平台、校园大数据平台、高清远程互动教学、视频安防监控、VR/AR/MR沉浸式教学等产品服务或解决方案。其中构建互联互通、应用齐备、协同服务的区域治理云平台将成为重点方向，以区域为单位统筹建设智慧教学环境将是未来趋势。

  二、智慧教学环境赋能数字化转型的现实诉求

华东师范大学袁振国教授对“教育数字化转型”作出了深刻而详尽的探讨，他指出，教育数字化是通过人、依靠人、为了人，以是否促进了人的发展为衡量标准，当前教育数字化转型的重点任务之一便是创新教育场景[8]，即智慧教学环境的建设发展是依托人工智能、大数据、云计算、区块链等数字技术，深入分析挖掘教育教学大数据，实现教育教学的主体多元化、方式科学化、流程可视化、决策精准化，从而驱动教育数字化转型，促进我国教育高质量发展。

（一）个性化学习需要智慧教学环境的保障

人们越来越青睐的个性化学习、精准化教学、情境式学习、沉浸式学习需要互联网+、物联网、大数据、云计算、人工智能、5G、VR/AR等新一代信息技术的支撑以及移动互联技术的普及。新一代信息技术与教育教学全方位深度融合，这必将带来教育教学系统性变革。智慧教学环境的提升与教学改革存在相辅相成、互相促进的关系，即教学环境充分呈现教师的教学理念和教学设计，提供丰富多彩的教学资源，为教学互动给予充分的条件支持。反过来，教学环境改造升级，也慢慢影响着教师教学理念的变化，促使教师重新设计教学流程，利用新的信息技术呈现教学设计，提高教学效果和质量。[9]学生学习的过程数据、师生行为数据对个性化学习、精准化教学尤为重要，智慧教学环境下进行精确的学情分析有助于对每个学生进行精准化、个性化教学。依据新一代信息技术手段收集、验证、评价师生教与学的行为数据，构建学生画像、实施精准教学必然要求智慧教学环境作为支撑。因此，打通教学服务体系和学生学习评教效果体系尤为重要，教学平台、教学工具的选择要适应教学的全过程、全方位的评价。

（二）课堂教学改革需要智慧教学环境的支持

传统教学环境以教师为主体，以“教”为中心，教师单向、批量授课，教室设施设备以“黑板+多媒体+固定桌椅”为主，课桌椅不能组合移动。传统教学环境设计不利于师生互动及分组讨论，难以开展探究性、协作型、情境化教学，无法及时、有效采集教学过程数据，在一定程度上限制了教学模式的改革和创新。新一代学习者具有更高的信息素养，其对课堂环境提出了更高的要求。与传统教学环境要求的“以教师为中心”不同，“数字土著”更侧重于网络学习、自主学习，他们对混合式教学、翻转课堂的需求更加迫切。[10]与传统教学环境相比较，智慧教学环境发生了本质性变化[11]，其两者比较见表1。由此可见，智慧教学环境改变的不仅仅是物理环境，其对教与学方式产生了颠覆性的影响，带来的是智慧课堂和智慧教学，是教学环境与教学应用充分融合，满足翻转课堂、混合式教学的需要。

（三）教育公平需要智慧教学环境的支撑

教育公平不是新课题，在现在却又有非常迫切的意义。我国农村基础教育在投入、产出方面全面落后于城市已经成为不争的事实。此外，广大农村边远地区的教育发展状况还有很多不能令人满意的地方，还有很多让我们感觉到很内疚的地方（袁振国，2015）。[12]专家学者基于我国现阶段的教育一定程度表现出失衡乃至不公平的现象进行分析，概括总结了城乡、区域、阶层、性别、民族等方面的教育差异和教育不公平。党的二十大报告强调要消除不同收入人群、不同地区的数字鸿沟，努力实现优质文化教育资源均等化，推进教育过程中每个孩子得到均等的学习机会和发展机会，依托云端网络，让城乡孩子共上一堂课，共享优质资源。做到同步网络教学，解决乡村学校“开不齐课，开不好课”的难题，为乡村教育提质增效，让亿万孩子在同一片蓝天下，共享优质教育。10年来，数字化教学条件全面提档升级，优质数字资源不断丰富，2021年国家智慧教育公共服务平台上线，建起了世界最大的教育资源中心。可见，智慧教学环境建设正在扎实推动我国教育事业的公平发展，不断缩小城乡教育差距、教育发达地区与不发达地区之间的区域教育差距、优质学校与薄弱学校之间的校际教育差距[13]，努力实现全国教育的均衡发展。

  三、智慧教学环境赋能数字化转型的实践困境

当前，随着教学改革的不断深入，高校智慧教学环境建设成为热点，智慧教学环境建设各有特色，虽然功能和形态各不相同，但其共性都是拥有先进的设备、漂亮舒适的环境，可满足小组讨论、小班互动教学需求。调查发现，智慧教学环境建设存在不少问题，例如利用率不高、便捷性不足、融合度不高、稳定性不强、智慧性不够等[14]，智慧教学环境建设成为学校“门面工程”，国内学校有一窝蜂建设的现象。热度过后，我们要冷静下来思考，建设智慧教学环境的初心是什么，是否适应教学改革的需求，是否真正服务教学、反哺教学。

（一）缺乏顶层设计，存在盲目建设

智慧教学环境建设是一项大工程，但是到目前为止，国家尚未出台具体的统一的建设标准，各地各校的教学环境建设无法摆脱“地方保护主义”，因地制宜、具体问题具体分析的理念在智慧教学环境建设中，出现了极端走向。例如，重复建设、盲目建设、随便建设等。这种建设是高成本低效能的，会阻碍教育现代化的真正实现，会掣肘教育数字化转型。智慧教学环境下普遍存在的问题是各要素管理不健全、运行系统不完善，没有紧密结合教学需求，对教学环境管理不重视，缺乏顶层设计以及统一的标准化体系，缺少教学环境管理的可持续发展运行机制。智慧教学环境关注的重点应该是信息技术与教育教学全过程、全方位的深度融合，关注师生如何利用信息技术开展教学活动，而非仅仅关注设备性能和功能的提升。

（二）奉行技术主义，忽略教学本位

过分强调教学硬件的建设，投入大量的资金进行开发建设，但是技术与教学脱节了，数字技术对空间的压缩使得空间距离显得无足轻重，但物理距离淡化一定程度使教育实践中的师生关系、生生关系变得冷漠。个体在虚拟教育空间的交往或以数字技术为中介的互动，由于利害关系“隐身”，传统教育面对面的、充满教育性的丰富情绪体验荡然无存。与此同时，智慧教学环境建设涉及众多教学与管理业务流程，涉及多个子系统，例如教学环境运维管控、课程录播、电子班牌、电子门禁、视频监控等系统，如果只是硬件升级，或者只是各子系统单独运行，没有系统考虑各类设备的关联和互动，系统间没有真正融合，教学过程数据、管理数据没有实时记录和共享，没有形成教学环境管理的大平台、大数据，那么，智慧教学环境将不具“智慧”特征。对教学管理员、教师和学生而言，如果不能充分享受智慧教学环境带来的便利性，则对教学改革不具有实质性的推动和促进作用。智慧教学环境建设不是设备的直接堆砌，不是硬件的简单集成，也不是系统的高度耦合，而是系统之间、人机之间、用户和环境之间的深度融合，将教育技术贯穿教育教学全过程。

（三）教学应用程度低，用户体验感弱

智慧教学环境建设得好不好，以教学应用程度高低、用户体验感强弱、管理水平提升幅度来考量，因此要关注教学应用及师生体验。教学评价是教学环节的重要一环，特别是线上教学的效果如何，值得学者去分析和评价。但是，智慧教学环境的评价指标、指标权重、评价对象和范围、评价方法等还需科学论证和实践。完善教学评价是增加教学应用及增强师生体验的重要一环，可借助信息技术手段收集教学过程数据，进行大数据分析，并对教学环节进行科学合理设置。传统教学环境下的教学注重结果评价，智慧教学环境下的教学既注重结果评价，更注重过程评价。评价策略由关注学习成绩的结果评价转变为关注学习行为、学习投入、学习体验、学习作品与学习绩效的全过程、多元化综合评价。当前，借助第三方平台和软件进行在线教学，教学平台、教学工具百花齐放，不同的教师选择不同的教学平台，甚至一门课借助多个教学平台上课的情况比比皆是，每门课的教与学、每个学生的学习过程数据分散在不同的教学平台，过程数据难以整合，难以形成大数据，难以对教学进行全过程全方位的评价。