数字孪生智慧学习空间:内涵、模型及策略

摘要

各类学习空间的优势互补可以促进有效学习,但课堂教学始终未能达成实体学习空间、虚拟学习空间和自然学习空间的跨越和融合.基于数字孪生技术构建数字孪生智慧学习空间,有望实现各类学习空间的一体化,为学习者具身探究自然与社会和高阶思维发展提供支持.数字孪生智慧学习空间由虚实共生空间及资源、信息传输系统、智慧大脑系统、教与学支持系统等核心要素构成,能够支撑具有跨时空高保真体验、分布式跨区域协作、虚实共生数据驱动、面向设计的真实学习等特征的学习活动.其构建应当在遵循整体性、智能性、探索性、融合性原则基础上,从物理空间、云端服务和数字空间三个逻辑层次进行结构设计.基于数字孪生智慧学习空间的教学可采用数字孪生探究教学模式,从课前、课中和课后三个阶段以及实施过程、学习空间、学习活动及学习评价四个层面围绕问题解决展开,并采用知识共享驱动和涟漪拓展探究的教学策略,以促进学习者的深度协作知识建构.