張喜艷 莊會(huì)紫

摘? 要 目前，數(shù)字孿生技術(shù)已經(jīng)運(yùn)用在機(jī)械制造等各個(gè)領(lǐng)域，隨著時(shí)代技術(shù)的不斷發(fā)展，未來數(shù)字孿生技術(shù)將使用在更多領(lǐng)域。論述數(shù)據(jù)孿生技術(shù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用的可能性，在理論方面尋找數(shù)字孿生技術(shù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用的支撐，并從技術(shù)方面探討應(yīng)用于教育所需要的技術(shù)支持與實(shí)現(xiàn)，預(yù)測其對教育會(huì)產(chǎn)生重大影響，推動(dòng)智慧教育的實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞 數(shù)字孿生技術(shù);智慧教育;具身認(rèn)知;數(shù)字模型

中圖分類號(hào)：G434? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2020）22-0001-04

Possibility and Realization of Intelligent Education under Digital

Twin Technology//ZHANG Xiyan， ZHUANG Huizi

Abstract At present， digital twin technology has been used in various

fields such as mechanical manufacturing. With the continuous deve-lopment of technology of the times， digital twin technology will be used in more fields in the future. This paper discusses the possibility of the application of data twin technology in the field of education，

seeks for the theoretical support of the application of digital twin tech-

nology in the field of education， and discusses the technical support and realization of the application in the field of education from the

technical aspect， predicts that it will have a significant impact on edu-

cation and promote the realization of intelligent education.

Key words digital twin technology; intelligent education; embodied cognition; digital model

1 前言

近年來，各教育層次的學(xué)校中出現(xiàn)大量依托教育計(jì)算機(jī)智能系統(tǒng)支持、以教育信息化思想制作的軟硬件系統(tǒng)，輔助學(xué)校更好地進(jìn)行教育教學(xué)管理活動(dòng)，實(shí)踐過程中擁有不少優(yōu)秀成果。我國智慧教育雖在基礎(chǔ)設(shè)施與平臺(tái)建設(shè)等方面取得一定成績，但與真正實(shí)現(xiàn)智慧教育目標(biāo)仍有相當(dāng)距離[1]。智慧教育作為一個(gè)研究熱點(diǎn)，首先對智慧教育的定義缺乏共識(shí)，而目前的使用情況遠(yuǎn)遠(yuǎn)稱不上智慧教育，缺乏智慧性與人本性。數(shù)字孿生技術(shù)是最近出現(xiàn)的技術(shù)熱點(diǎn)。本文從構(gòu)建學(xué)習(xí)者模型角度入手，分析數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于教育領(lǐng)域的可能性，展望新技術(shù)應(yīng)用可以助力未來真正智慧教育的實(shí)現(xiàn)。

2 如何理解數(shù)字孿生技術(shù)

數(shù)字孿生技術(shù)發(fā)展? 數(shù)字孿生（Digital Twin）的初步構(gòu)想最早可追溯至1969年美國NASA的阿波羅登月計(jì)劃 [2]。

關(guān)于數(shù)字孿生概念，最早是由美國密歇根大學(xué)的Michael Grieve教授在2003年提出的[3]。2014年引入“Digital Twin”這一正式理論于技術(shù)體系并迅速被美國國防部、NASA及西門子、PTC、達(dá)索等公司接受和推廣。數(shù)字孿生技術(shù)以數(shù)字化方式創(chuàng)建物理實(shí)體的虛擬模型，模擬物理實(shí)體的現(xiàn)實(shí)行為，通過虛實(shí)交互反饋、數(shù)據(jù)融合分析、決策迭代優(yōu)化等手段，實(shí)現(xiàn)物理實(shí)體空間與數(shù)字虛擬空間的交互共融和智能化操作，是智能制造落地實(shí)施的關(guān)鍵技術(shù)之一[4]。

在Gartner公司發(fā)布的2018年人工智能技術(shù)成熟度曲線中，數(shù)字孿生技術(shù)位于期望高峰上。數(shù)字孿生正成為全球信息技術(shù)新焦點(diǎn)，世界公認(rèn)的人工智能風(fēng)向標(biāo)。目前是一個(gè)技術(shù)爆發(fā)的時(shí)代，技術(shù)產(chǎn)品呈現(xiàn)井噴式增長。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，弱人工智能向強(qiáng)人工智能發(fā)展，數(shù)字孿生技術(shù)將會(huì)助力教育發(fā)展實(shí)現(xiàn)智慧教育。

數(shù)字孿生概念? 國外相關(guān)學(xué)者對數(shù)字孿生有著不同的定義，具有代表性的有：密歇根大學(xué)提出數(shù)字孿生是基于傳感器所建立的某一物理實(shí)體的數(shù)字化模型，可模擬顯示世界中的具體事務(wù)[5]。國內(nèi)的專家學(xué)者也對數(shù)字孿生有各自研究，其中蔡遠(yuǎn)利在《數(shù)字孿生技術(shù)的概念、方法及應(yīng)用》一文中提到：數(shù)字孿生是一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)概念，指在信息空間內(nèi)對一個(gè)結(jié)構(gòu)流程或者系統(tǒng)進(jìn)行完全的虛擬映射，使得使用者可以在信息空間內(nèi)對物理實(shí)體進(jìn)行預(yù)運(yùn)行，通過運(yùn)行反饋回來的數(shù)據(jù)對物理實(shí)體的各方面進(jìn)行評估，對產(chǎn)品或系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。在物理實(shí)體運(yùn)行過程中，數(shù)字孿生也可以通過傳感器等數(shù)據(jù)源在虛擬空間里實(shí)時(shí)映射，通過異常數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)故障精確快速的診斷和預(yù)測[6]。

當(dāng)前數(shù)字孿生技術(shù)被廣泛運(yùn)用于工業(yè)機(jī)械制造、航空機(jī)器制造、智慧城市建設(shè)、車聯(lián)網(wǎng)、物流交通、5G基站建設(shè)、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域。使用數(shù)字孿生技術(shù)，較之于之前的傳統(tǒng)數(shù)字化技術(shù)以及建模仿真技術(shù)，具有后者無法比擬的優(yōu)勢。它通過虛擬映射可以對物理實(shí)體運(yùn)行做出預(yù)測，提高實(shí)際工作效率以及更好地達(dá)成預(yù)期目標(biāo)。其數(shù)據(jù)的運(yùn)行、數(shù)據(jù)的接受、數(shù)據(jù)的處理處于動(dòng)態(tài)運(yùn)行的狀態(tài)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，找出解決方式。

目前的數(shù)字孿生技術(shù)被更多地應(yīng)用于機(jī)械制造方面，但相信未來會(huì)應(yīng)用于人類自身，這將對教育產(chǎn)生重大的影響與改變。蘭國帥等[7]認(rèn)為：“數(shù)字孿生為學(xué)習(xí)者勾畫出一個(gè)虛實(shí)映射的新領(lǐng)域，帶來學(xué)習(xí)感官的全新體驗(yàn)，開拓實(shí)體操控新空間?！瘪覙逢柕萚8]認(rèn)為，數(shù)字孿生具有虛實(shí)共生、高虛擬仿真、高實(shí)時(shí)交互和深度洞見等技術(shù)特性，其應(yīng)用走向也從工業(yè)領(lǐng)域延伸和拓展到教育等領(lǐng)域。

本文對應(yīng)用于教育的數(shù)字孿生技術(shù)的定義為：數(shù)字孿生技術(shù)可以通過對個(gè)體全面數(shù)據(jù)的采集，以數(shù)字化方式創(chuàng)建個(gè)人數(shù)字模型形象，模擬學(xué)習(xí)者現(xiàn)實(shí)行為，并且通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)展現(xiàn)在學(xué)習(xí)者面前，對學(xué)習(xí)者的全學(xué)習(xí)過程進(jìn)行描述，對學(xué)習(xí)情況進(jìn)行診斷，對學(xué)情趨勢進(jìn)行預(yù)測，并提出個(gè)性化的學(xué)習(xí)策略建議。在虛擬空間中加入學(xué)習(xí)者數(shù)字實(shí)體作為媒介，使現(xiàn)實(shí)空間與虛擬空間達(dá)到交匯共融的和諧狀態(tài)。

3 數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于智慧教育的可能

數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于教育的現(xiàn)實(shí)需要? 信息技術(shù)的快速發(fā)展在各個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生革命性的影響，而相關(guān)的技術(shù)也在教育領(lǐng)域投入使用，然而與其他領(lǐng)域的成就相比，并未發(fā)生革命性的改變。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以為教師提供便利，減少部分機(jī)械化的工作，但教育教學(xué)過程中缺少不了教師參與指導(dǎo)。大數(shù)據(jù)可以根據(jù)總體數(shù)據(jù)分析走向趨勢，但放到現(xiàn)實(shí)的學(xué)生個(gè)體身上則往往失去強(qiáng)大的分析預(yù)測能力。教學(xué)平臺(tái)結(jié)合以往錯(cuò)題推送學(xué)習(xí)資源，但往往并不能準(zhǔn)確適合學(xué)生。教育若想實(shí)現(xiàn)智慧化，需要從粗放的整體學(xué)習(xí)者大數(shù)據(jù)的采集分析轉(zhuǎn)變?yōu)閱为?dú)個(gè)體的學(xué)習(xí)全數(shù)據(jù)收集挖掘。通過數(shù)字孿生技術(shù)，在個(gè)人實(shí)體與數(shù)字模型之間建立動(dòng)態(tài)聯(lián)系，模型依據(jù)學(xué)習(xí)者傳輸來的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)變化，做到精準(zhǔn)的學(xué)情分析、資源推送、成績預(yù)測等。

數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于教育中的理論支撐

1）依托心理學(xué)。具身認(rèn)知理論強(qiáng)調(diào)，人們是通過身體這一媒介來認(rèn)識(shí)世界的，身體媒介為人們認(rèn)知學(xué)習(xí)提供了一種新的方式。學(xué)習(xí)者只有當(dāng)認(rèn)知、身體與環(huán)境進(jìn)行有效互動(dòng)時(shí)，才能進(jìn)行學(xué)習(xí)[9]。而數(shù)字孿生技術(shù)可以通過數(shù)字技術(shù)將身體實(shí)體轉(zhuǎn)化為模型投射出去，在技術(shù)的幫助下實(shí)現(xiàn)身體與認(rèn)知的另一種溝通，幫助擴(kuò)展學(xué)習(xí)者的認(rèn)知系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)一種全新角度的認(rèn)知學(xué)習(xí)?；诰呱碚J(rèn)知理論，借助數(shù)字孿生技術(shù)，可以使人們更好地認(rèn)識(shí)和了解自己，使學(xué)習(xí)者更加明確學(xué)習(xí)目的，產(chǎn)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。

2）依托社會(huì)學(xué)。庫利在《人類本性與社會(huì)秩序》中指出，“鏡中我”的本質(zhì)是個(gè)人通過他人眼中的自我進(jìn)行自我定位，是獨(dú)立于自我感覺的他人的評價(jià)。在多數(shù)情況下，個(gè)人與他人的聯(lián)系依賴于一種想象其“自我”的確定的想象形式[10]。而將數(shù)字孿生技術(shù)用于教育時(shí)，根據(jù)學(xué)習(xí)者全學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)所構(gòu)建的學(xué)習(xí)者模型就好比“鏡中我”。“鏡中我”指的是人們彼此都是一面鏡子，互相映照著對方。數(shù)字孿生技術(shù)則可以為學(xué)習(xí)個(gè)體提供一個(gè)數(shù)字化的“鏡中我”，更加立體、客觀、形象地反映自己學(xué)習(xí)的情況與狀態(tài)。自我認(rèn)知更具有主觀性，而數(shù)字孿生技術(shù)通過展現(xiàn)出來的數(shù)字化實(shí)體，可以幫助學(xué)習(xí)者實(shí)現(xiàn)客觀的自我評價(jià)。

3）依托教育學(xué)。元認(rèn)知的發(fā)展水平直接制約著個(gè)體智力的發(fā)展，對學(xué)生的學(xué)習(xí)有著重要影響。因此，教學(xué)中對學(xué)生進(jìn)行元認(rèn)知開發(fā)，提高學(xué)生的元認(rèn)知發(fā)展水平，對于教會(huì)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、促進(jìn)學(xué)生智力發(fā)展無疑具有重要作用[11]。

而在現(xiàn)實(shí)教學(xué)中，比較難對學(xué)生進(jìn)行元認(rèn)知開發(fā)、提高元認(rèn)知發(fā)展水平。而通過數(shù)字孿生技術(shù)讓學(xué)生了解自己認(rèn)知的特點(diǎn)與問題，有針對性地對學(xué)生提出建議，對提高學(xué)生的元認(rèn)知發(fā)展水平會(huì)有很大幫助。

數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于教育中的優(yōu)勢

1）教師的智能助手：提高學(xué)校教育質(zhì)量。智慧教育應(yīng)用的重要前提是以技術(shù)為依托，這樣構(gòu)建的學(xué)習(xí)環(huán)境不僅適合教師在不同的環(huán)境下更為高效合理地完成教學(xué)任務(wù)，也是充分考慮了學(xué)生能夠得到優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，同時(shí)滿足其個(gè)性化需求。數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于教育，教師通過學(xué)生的數(shù)字孿生體更詳細(xì)了解學(xué)生，可以更全面地了解學(xué)生的認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)風(fēng)格、學(xué)習(xí)態(tài)度等，所有的輔導(dǎo)以學(xué)生課上課下相結(jié)合數(shù)據(jù)分析結(jié)果為依據(jù)，也可以更好地完善輔導(dǎo)的及時(shí)性與可靠性，提供精準(zhǔn)的學(xué)情與應(yīng)對策略，減輕教學(xué)壓力，提高學(xué)校教育質(zhì)量。

2）專屬的學(xué)情分析師：推進(jìn)學(xué)生的自我教育。學(xué)生得以從第三方視角窺探學(xué)習(xí)過程各個(gè)方面的特征，對自己的學(xué)習(xí)狀態(tài)進(jìn)行回顧，結(jié)合學(xué)習(xí)者系統(tǒng)數(shù)據(jù)整合分析，指出目前學(xué)習(xí)過程中掌握薄弱的知識(shí)點(diǎn)、學(xué)習(xí)方法上的錯(cuò)誤、學(xué)習(xí)習(xí)慣所出現(xiàn)的不足、學(xué)習(xí)態(tài)度是否端正，模擬以目前學(xué)習(xí)狀態(tài)，成績走向如何。通過專屬的學(xué)情分析，結(jié)合特定學(xué)習(xí)內(nèi)容、特定教學(xué)實(shí)施者、具體學(xué)習(xí)環(huán)境與具體學(xué)習(xí)過程等的數(shù)據(jù)分析，提供真正有指導(dǎo)價(jià)值的學(xué)情分析，并借助數(shù)字孿生模型視覺展示，促使學(xué)生自我意識(shí)的覺醒。

3）真正的智慧學(xué)伴：推動(dòng)學(xué)生的個(gè)性化教育。數(shù)字孿生技術(shù)基于學(xué)生學(xué)習(xí)的全部數(shù)據(jù)分析，校內(nèi)與校外分析數(shù)據(jù)融合拓寬個(gè)性化教育服務(wù)的廣度，在學(xué)習(xí)過程中為學(xué)生提供個(gè)性化和多元化的學(xué)習(xí)路徑，為教育的個(gè)性化學(xué)習(xí)服務(wù)提供決策依據(jù)，提升學(xué)生學(xué)習(xí)成效與學(xué)習(xí)體驗(yàn)?；跀?shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建的學(xué)習(xí)者模型，通過數(shù)據(jù)挖掘的算法，發(fā)現(xiàn)學(xué)生更多的知識(shí)方面的漏洞。學(xué)生在學(xué)習(xí)體驗(yàn)中可以更好地制定適合自己的學(xué)習(xí)規(guī)劃，體現(xiàn)了個(gè)性化學(xué)習(xí)體驗(yàn)下的激勵(lì)作用。

4 數(shù)字孿生技術(shù)下智慧教育的實(shí)現(xiàn)

數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于教育中所需的支持

1）數(shù)據(jù)采集設(shè)備。數(shù)字孿生技術(shù)的實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)，這就需要便攜式隨身數(shù)據(jù)采集設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)全天候多角度的數(shù)據(jù)采集。目前在學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)采集上，采集步驟煩瑣，儀器對佩戴者影響較大，不僅無法推廣使用，而且會(huì)影響學(xué)習(xí)者表現(xiàn)出正常的學(xué)習(xí)行為。因此必須采用更便捷隨身的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)全天候多角度的數(shù)據(jù)采集，為數(shù)字孿生提供大量高質(zhì)的數(shù)據(jù)。

2）數(shù)據(jù)處理技術(shù)的升級。數(shù)據(jù)處理方面，全天候多角度的數(shù)據(jù)采集量是巨大的，面對巨大的數(shù)據(jù)信息需要強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)技術(shù)支持，以足夠的算力保證大量數(shù)據(jù)可以同時(shí)處理，并且要有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式和數(shù)據(jù)傳輸速度的升級，才能實(shí)時(shí)在終端構(gòu)建完整的數(shù)字模型。因此，實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生技術(shù)在教育方面的應(yīng)用亟待進(jìn)一步提高算力，升級數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方式，為大量數(shù)據(jù)處理提供基本的技術(shù)支持。

3）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的完善。AR、VR、MR、XR技術(shù)完善，可以為學(xué)習(xí)者勾畫一個(gè)獨(dú)屬于其自身的虛實(shí)映射。虛擬映射能夠給學(xué)習(xí)者帶來感官的全新體驗(yàn)，更能了解自身學(xué)習(xí)的狀態(tài)、存在的問題，在大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的幫助下更好地進(jìn)行自我剖析，更好地接受所提供的學(xué)習(xí)建議與學(xué)習(xí)策略。

4）高速網(wǎng)絡(luò)與人工智能的助力。高速網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在現(xiàn)實(shí)生活中各個(gè)方面起到重要作用，平臺(tái)需要高速網(wǎng)絡(luò)下的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)鏈接與分享。在這一過程中人工智能的作用則更為關(guān)鍵，依靠強(qiáng)智能提供的強(qiáng)大算力、邊緣計(jì)算廣泛的覆蓋率，都為數(shù)字孿生技術(shù)在教育上的使用提供更高效的技術(shù)環(huán)境。通過高效網(wǎng)絡(luò)+人工智能的快速部署，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)平臺(tái)對學(xué)習(xí)者狀態(tài)變化的快速響應(yīng)。

5）數(shù)字孿生技術(shù)的發(fā)展。雖然數(shù)字孿生技術(shù)在機(jī)械制造和物流運(yùn)輸方面已經(jīng)出現(xiàn)很好的應(yīng)用，但是將數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于教育還有很大的現(xiàn)實(shí)問題，不僅僅是技術(shù)難題，還有如何構(gòu)建學(xué)習(xí)者模型才能完善體現(xiàn)完整現(xiàn)實(shí)的學(xué)習(xí)者，定義全人的指標(biāo)的問題，這就涉及教育學(xué)、心理學(xué)、社會(huì)學(xué)、人類學(xué)等方面。而技術(shù)的真正實(shí)施落地也涉及個(gè)人隱私、社會(huì)道德、信息安全等問題。

數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑? 數(shù)字孿生技術(shù)可以通過對個(gè)人全數(shù)據(jù)的搜集，結(jié)合學(xué)習(xí)者模型構(gòu)建的教育學(xué)原理，形成完整動(dòng)態(tài)的學(xué)習(xí)者模型，將人完整地映射出去，并且通過VR、AR、MR、XR等技術(shù)，給學(xué)習(xí)者一個(gè)直觀完整形象的展示。這一過程需要學(xué)習(xí)本體數(shù)據(jù)模型的建立，通過完善可動(dòng)態(tài)變化的數(shù)字孿生體，能夠?qū)崿F(xiàn)對現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)者數(shù)據(jù)的完整展示。由于個(gè)人實(shí)體與數(shù)字模型之間建立動(dòng)態(tài)聯(lián)系，模型依據(jù)學(xué)習(xí)者傳輸來的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)變化。而從數(shù)字實(shí)體著手，在虛擬環(huán)境下通過自我學(xué)習(xí)預(yù)測學(xué)習(xí)效果，給出學(xué)習(xí)者最佳的學(xué)習(xí)安排，并可以展現(xiàn)出預(yù)測結(jié)果，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、規(guī)范學(xué)習(xí)行為。在這一過程中，學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)，能夠反映學(xué)習(xí)者完整學(xué)習(xí)狀況的模型是核心，而強(qiáng)大便捷并且可以將學(xué)習(xí)者虛擬呈現(xiàn)出來的終端是載體。數(shù)字孿生技術(shù)在教育方面的應(yīng)用擁有巨大的前景，那么如何去實(shí)現(xiàn)呢？數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑如圖1所示。

1）數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)。數(shù)字孿生技術(shù)的實(shí)現(xiàn)首先要構(gòu)建基于實(shí)際事物的數(shù)字模型。數(shù)字孿生技術(shù)要通過對個(gè)人全數(shù)據(jù)的搜集，結(jié)合教育學(xué)原理，形成完整的學(xué)習(xí)者模型，即構(gòu)建學(xué)習(xí)者的數(shù)字孿生體。這一過程要以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，基于學(xué)習(xí)者全數(shù)據(jù)的收集與學(xué)習(xí)者模型構(gòu)建的原理，以數(shù)字化方式創(chuàng)建學(xué)習(xí)者數(shù)字模型。

2）模型是核心。這一數(shù)字模型動(dòng)態(tài)地跟蹤實(shí)際事物，隨著實(shí)際事物變化作出改變。學(xué)習(xí)者的數(shù)字孿生體模型不是固定不變的，否則會(huì)失去其意義。通過完善可動(dòng)態(tài)變化的數(shù)字孿生體，能夠?qū)崿F(xiàn)對現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)者數(shù)據(jù)變化的完整展示。個(gè)人實(shí)體與數(shù)字孿生體模型之間建立動(dòng)態(tài)聯(lián)系，數(shù)字孿生體模型依據(jù)學(xué)習(xí)者傳輸來的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)變化，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)整。

3）終端是載體。數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用可以更好地了解實(shí)際事物的發(fā)展，為其改進(jìn)提供幫助。完整動(dòng)態(tài)的學(xué)習(xí)者模型將人完整地映射出去，給學(xué)習(xí)者、教學(xué)者、研究者一個(gè)直觀完整形象的展示，通過信息技術(shù)、人工智能技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將孿生體鏡像在終端進(jìn)行呈現(xiàn)。而從數(shù)字實(shí)體著手，在虛擬環(huán)境下通過自我學(xué)習(xí)預(yù)測學(xué)習(xí)效果，給出學(xué)習(xí)者最佳的學(xué)習(xí)安排，并可以展現(xiàn)出預(yù)測結(jié)果，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、規(guī)范學(xué)習(xí)行為，起到描述學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)情況、診斷學(xué)習(xí)問題、預(yù)測學(xué)習(xí)結(jié)果、提出針對性策略的作用。

5 數(shù)字孿生技術(shù)打造交互新模式

當(dāng)今社會(huì)已經(jīng)邁進(jìn)智能化時(shí)代，新興技術(shù)與教育領(lǐng)域的深度融合已經(jīng)成為未來教育發(fā)展與變革的必然趨勢。數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于教育，將會(huì)給未來教育帶來巨大改變，而將數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用在人身上，將會(huì)給學(xué)習(xí)交互方式以及智慧教育帶來重大改變。

在課堂交互方面，數(shù)據(jù)孿生技術(shù)的運(yùn)用可以使教學(xué)評價(jià)方式出現(xiàn)歷史性改變，及時(shí)反饋與適度監(jiān)督將在學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程中有更好的體現(xiàn)。教師對學(xué)生的深入了解，能夠推進(jìn)教師針對性地對學(xué)生提出切實(shí)可行的建議;在課堂教學(xué)時(shí)對學(xué)情的全面了解，可以作為教師與學(xué)生良好交互的基礎(chǔ)。在線教學(xué)時(shí)，學(xué)生形象實(shí)時(shí)的虛擬投影能夠增強(qiáng)在線教學(xué)的交互性，徹底打破時(shí)空局限，提高在線教學(xué)質(zhì)量。通過大量學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的分析，可以在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中為學(xué)生挑選適合的學(xué)習(xí)伙伴，推薦適合的交互學(xué)習(xí)對象。

在在線學(xué)習(xí)環(huán)境中使用數(shù)字孿生技術(shù)，可以在空間中向教師實(shí)時(shí)展示學(xué)習(xí)者的虛擬形象，輕易便能獲取學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)狀態(tài)。技術(shù)終端通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)展現(xiàn)真實(shí)的教學(xué)場景，從而為學(xué)習(xí)者交互提供更為真實(shí)的學(xué)習(xí)場域。虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)習(xí)者間的交互不再拘泥于文字、圖片、視頻，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)用接近真實(shí)的學(xué)習(xí)者形象進(jìn)行交談互動(dòng)，突破二維空間限制，獲得更真實(shí)的交互體驗(yàn)，為學(xué)習(xí)者間的交互提供良好環(huán)境。

數(shù)據(jù)孿生技術(shù)搭配智能學(xué)伴系統(tǒng)使學(xué)習(xí)者真正實(shí)現(xiàn)智慧學(xué)習(xí)，輔助教育教學(xué)，為其提供教育教學(xué)方法上的準(zhǔn)確建議，基于個(gè)體提供高效的學(xué)習(xí)方案與交互伙伴的推薦，為學(xué)習(xí)者打開全新視野，創(chuàng)新線上線下學(xué)習(xí)交互新形式，實(shí)現(xiàn)具有強(qiáng)大功能的智慧教育?！?/p>

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