學習設計和學習管理系統的新發展

【摘要】內容對象（Content Object）和活動/過程對象（Activity/Process Object）是當前e-Learning關注的兩大領域，基于后者展開的學習設計已成為e-Learning學習平臺研究的熱點和方向。本文首先剖析了目前主流的基于內容的學習管理系統的缺陷和不足，在此基礎上闡述了學習設計（Learning Design）的核心理念，即要“為學習而設計”，注重學習活動序列的"，"Introduction":1，"Columns":"基本理論"，"Volume":1，"Content":"

【摘要】內容對象（Content Object）和活動/過程對象（Activity/Process Object）是當前e-Learning關注的兩大領域，基于后者展開的學習設計已成為e-Learning學習平臺研究的熱點和方向。本文首先剖析了目前主流的基于內容的學習管理系統的缺陷和不足，在此基礎上闡述了學習設計（Learning Design）的核心理念，即要“為學習而設計”，注重學習活動序列的建立和個性化學習路徑的設計，而不僅僅是關注學習內容的創建，并簡要分析了學習設計同教學設計的關系及其對學習管理系統的影響。隨后重點介紹了作為學習設計重要標準的IMS學習設計規范的基本框架，并對當前國內外學習設計支持系統和工具做了簡要的分析和對比，從中我們可以看出當前學習設計管理系統領域整體的發展現狀和趨勢。

【關鍵詞】學習設計，學習活動，學習活動序列，學習對象，學習活動管理系統

【中圖分類號】G420

【文獻標識碼】B

【論文編號】1009—8097（2006）04—0005—04

一、引言

近些年來，e-Learning學習管理系統發展相當迅速，大致經歷了從CMS（內容管理系統）到LMS（學習管理系統），再到LCMS(學習內容管理系統)的發展歷程（在線教育資訊，

2005）。其中CMS側重學習對象和學習內容的管理；LMS側重于對教務教學、行政事務的管理，LCMS則是LMS學習管理功能與CMS內容管理功能的集合。總體來說，這三者都過于強調“內容”或“教務”，而忽視了對學習過程和具體教學環節的跟蹤和支持，在應用中存在著明顯的缺陷或不足。

首先，過于強調“學習內容”，而忽視了對將學習內容“組裝”成一個教學單元的設計過程的支持；其次，合理地分割信息與組織信息是幫助學習者降低認知負擔的重要步驟（高利明，2002），但目前的這些系統都不能夠有效地做到這一點，容易造成如網絡迷失、瀏覽消耗時間過多等負面效應；再次，在e-Learning中，針對不同學習者特點提供不同的教學策略，進行適應性學習是必要的，但要開展適應性學習需要兩個必備條件，一是學習診斷，二是根據診斷結果，動態組織內容和選擇教學策略（余勝泉，1999），目前的大多數學習系統一方面未能在測試和內容兩者之間建立直接聯系，另一方面不能提供可選擇的學習路徑，因此，不能夠很好地支持適應性學習；另外，在對教學模式的支持方面，這些系統要么是以內容組織為主，不涉及具體的教學模式，要么是和具體的教學模式綁定（如研究性學習平臺等），都不能動態地調整教學/學習策略，這和當前學習策略日趨多元化，混和學習（Blended Learning）日漸流行的趨勢是相背離的。最后，這些系統中的“共享”和“重用”對象仍然是基于內容的，而教學設計，教學策略這些更高層面的“智慧知識”，在平臺內不能共享。

以上問題的存在，促使人們尋找更貼近教學，能夠在教師，學習者，資源與學習環境之間形成互動，并可以共享設計智慧的解決方案。近些年流行起來的學習設計理念強調要關注學習設計過程，重視活動和活動序列的設計，為我們解決上述問題，提供了重要的思路。

二、學習設計理念及其對學習管理系統的影響

廣義上講，學習設計（Learning Design）即“為學習而進行設計”，是一種以活動為中介的課程、學習規劃，它有三個最重要的理念和共識(Sandy Britain，2004)：第一個觀點是學習者通過積極參與活動來學習，會取得更好的學習效果。“活動”是學習設計的重要載體，包括課堂/小組討論，問題解決，角色扮演等。學習設計的目的之一就是要拓展可用于支持數字化學習的學習活動。第二個觀點是可以對學習活動進行排序和結構化，形成學習活動序列，以促進更有效的學習。這種排序包括不同教學活動的時間順序和各種教學內容出現的邏輯先后順序。第三個重要觀點就是若對“學習設計”是進行記錄，以供學習者共享和重用，將會大有裨益。這也正是IMS-LD所要著力解決的問題。

學習設計同教學設計間也有著非常密切的關系。教學設計的根本目的是通過對學習過程和學習資源所做的系統安排，創設各種有效的教學系統，以促進學習者的學習（何克抗，2001）。而學習設計正是對學習過程，特別是學習活動過程的組織和管理，從這個意義上講，學習設計是教學設計的一個子集，它著眼于教師的教學實際和課程規劃，可為教學設計的實施提供更為便利的方法和條件。

學習設計理念影響和指導了下一代學習管理系統的發展。由于其強調“活動”和“序列”，而“活動”又處于“內容”的上一個層次，因此，學習管理系統的架構必然要徹底改變，學習活動序列將替代學習內容成為教和學的中介，一個通用的基于學習設計的學習管理系統架構如下。

圖1 基于LD的學習管理系統的總體架構

三、學習設計規范的基本框架

IMS學習設計規范（IMS-LD）是全球學習聯合機構（IMS）在荷蘭開放大學(OUNL)協助下，在EML的基礎上，制定出來的，是學習設計領域的重要規范。制定該規范的目的是為了提供一個數字化的編碼、傳輸和播放學習設計的格式和模型，在該模型里可以描述教學任務及教學活動的結構，角色的分配，作為“學習設計”的學習單元的安排等；同時IMS-LD提供一個獨立于平臺的一些設計的集合，以便人們可以共享和重用這些學習設計。在IMS-LD中使用UML圖表述它的概念模型以及各個類之間的關系（龍科峰，2004），具體內容見下圖。

圖2 學習設計的概念模型

1、IMS-LD中學習設計的基本框架

在IMS－LD中，學習設計的主要的成分是學習單元，這是能滿足一個或多個學習目標的最小的單元，可以是一堂課，一個模塊，甚至是一堂課中的單個的教學活動。學習單元具有以下幾個要素（IMS學習設計規范，2003）：

學習目標：一個或多個學習目標。

角色：IMS-LD中有兩種角色用來代表參與活動的人：學習者和教師。

活動： 活動在LD中是個重要的元素，承載著角色與環

境的連接。活動分為學習活動和支持活動兩者，前者以文本或多媒體的形式說明學習者如何進行活動來達到預定的學習目標，后者則規定了教學支持角色所進行的活動。

活動－結構：多個相關的活動可以組合成一個活動結構，它可以是順序結構或者是選擇結構。利用活動的結構，活動可以被擴大或組合。

環境： 環境元素包含兩個基本的類型，即學習對象和服務。前者包括URL鏈接，工具，資源、測試等學習客體；后者指的是在環境中提供的服務，如論壇、聊天室等。

屬性：是用戶和角色檔案的組成部分，通過屬性可以監控、評價、個性化用戶和角色。

方法：是使學習者達到特定的學習目標而設計出來的一組教學方案，同時也規定了學習者能夠使用該方法的先決條件。對方法的描述采用了戲劇的術語即“劇本”（或多個同時進行的“劇本”），它由很多幕組成，每一幕包括一個或多個角色，每一個角色又協助另一個角色去完成一個活動或活動結構。

綜上所述，IMS-LD以戲劇作為比喻，以描述學習和教學場景中的工作流程，這一工作流程從根本上來說和戲劇一樣，是連續的。

2、IMS-LD中學習設計的三個層次

目前，IMS－LD工作組已經提出了三個不同層次的學習設計(Berggren Burgos， 2005)。層次A包括了上文所列出的所有的因素，它將活動和角色定位為可以重復利用的部件，這些部件可以設計成利用方法元素的工作流；層次B允許屬性和條件的加入，包括內部屬性和外部屬性，其中外部屬性的加入對于實現基于學習者特征的適應性學習尤為重要；層次C提供了實時通知的功能，從而允許系統間信息的分享和在運行時調整事件的順序，它為適應性學習序列、角色扮演及事件驅動的模擬奠定了基礎。

3、IMS-LD中建立學習設計的基本步驟

為某個學習單元建立學習設計一般要經過三個步驟(Sandy Britain，2004)。首先要分析特定的教育問題，將其轉換為特定的情節過程，以描述學習目標，學習任務和學習活動，并建立一些實踐的基本順序，用可敘述的形式記錄下來；其次將這些敘述的情節轉換為UML活動圖標（這個UML圖標形成了創建XML文檔的基礎，而這些XML文檔是貫徹IMS－LD標準的直接載體）；最后，建立學習內容（或資源），并創建內容包，將其編入到學習設計中[6]。從這個過程中我們可以清楚地看出，建立學習設計序列需要軟件工具的支持，一方面我們需要軟件工具來支持學習設計的實現過程，另一方面，我們需要軟件工具來運行（播放）這些學習設計活動序列。

四、學習設計支持工具和平臺的發展現狀

目前學習設計的研究和實踐仍然以國外為主，出現了Reload，Edubox，LAMS等多個學習設計支持工具(Sandy Britain，2004)，國內的研究總體上說尚處在起步階段，但也出現了第一個基于學習設計理念，支持學習活動序列生成，編輯和運行的平臺（ETA）。從同IMS-LD的關系的角度來說，這些工具大致分為兩類，一類基于IMS-LD規范研發(如Reload)，另一類基于學習設計理念開發，但并不支持IMS-

LD(如LAMS)。這同IMS-LD目前尚未獲得廣泛的認同有關。即使是支持IMS-LD的工具，目前支持的層次也比較低，大多數僅僅支持層次A的學習設計。下面我們就從研發目的，設計特征和技術特點等維度，對比一下國內外的學習設計工具和平臺，從中我們可以看到本領域的發展現狀和趨勢。

1、ReLoad

Reload（http://www.reload.ac.uk）是一個由JISC贊助的項目，該項目的目的是為了提供軟件工具，以使LMS－LD標準能夠更好地支持更大范圍內的教學和復雜的學習環境。Reload學習設計編輯器是一個獨立的Java的使用，其中包含了IMS－LD標準中的所有主要實體，其活動模式是IMS-LD模式，工作流程也由IMS－LD劇本，劇幕，以及角色相關的活動組成。Reload以XML的形式輸出數據，這些數據可以和IMS-LD保持一致。需要指出的是Reload編輯器是是面向內容開發者的，需要用戶具備一定的技術知識背景。

2、Coppercore

Coppercore（http://coppercore.org）是作為歐盟Alfanet項目的一部分由OUNL開發的，是全球第一個實施IMS－LD標準的軟件。Coppercore主體部分由三套API組成，其中最主要的API是LDEngine，它覆蓋了運行所需的所有動作，同時還有一個課程管理API和一個計時API。這三個API涵蓋了IMS學習設計的發布，管理和傳輸。需要指出的是，由于不具備用戶界面，Coppercore的設計輸出一般是將學習設計編碼成IMS－LD XML文檔，并將它作為一個部分，整合到其他軟件當中去的因此，因此它是面向軟件開發者和軟件廠商的。

3、Edubox

Edubox最初是由OUNL作為一個學習管理系統而開發出來的，其設計理念遵循EML / IMS-LD，兼具生成環境和運行環境，可以播放EML，也可以用于多個OUNL課堂。同Reload和Coppercore不同的是，Edubox是給教師和學生使用的。它有一個實時運行環境和一個基于瀏覽器的界面，供導航及內容/活動的瀏覽。

4、LAMS

LAMS（學習活動管理系統）是由澳大利亞悉尼MacQuarie大學James Dalziel 領導的項目組開發的，是目前應用得最好的學習設計支持工具之一。它啟發于IMS Learning Design/EML，并以之為主要的根基研發，是一套課程規劃工具，可允許教師在技術支持下組織教學中的各種活動。LAMS既構成了一個生成的環境，也構成了一個運行管理和實施的環境，包含了使用者管理、學生的進度傳遞運作、教師同步監督學生進度以及最重要的進度序列編輯與改編等環境(LAMS international，2005)。需要指出的是，LAMS并沒有貫徹IMS－LD標準，但它體現了該標準后核心的觀點，即側重于學習活動序列的建立，而不僅僅是內容的建立。

5、EduPlone學習活動序列

EduPlone學習序列構建于內容管理系統Phone之上，并結合了Zope網絡應用服務器的開發環境，其目的是為了在Plone工作流的基礎上提供EduPlone環境中基本的學習設計功能。EduPlone學習序列平臺執行了IMS-LD的A層次標準，既是一個生成環境，又是一個運行環境，可以將學習對象（內容和元數據）關聯的活動序列整合到工作流中，并能夠輸出工作流序列。

6、Lobster

Lobste（www.lobster-online.co.uk）是一個簡單易用的內容生成的結構化工具，它允許非技術背景的教育者們利用預先提供好的模板生成學習目標的序列。Lobster中生成的結構化的內容既可以作為獨立的網絡課程存在，又可以與VLE開發的課程一起來評估。Lobster中沒有清晰的活動模型，不同形式的活動可以作為內容的一部分呈現給學習者。同Reload不同，Lobster是為那些非技術背景的教育者們設計開發的，同時，它也適合那些不清楚教學設計原則的教育者們使用。

7、教師教育技術能力培訓平臺（ETA）

ETA網絡培訓互動平臺是全國中小學教師教育技術能力培訓項目的一部分，開發單位為北京師范大學現代教育技術研究所。ETA已于2005年9月正式推出，并應用于中小學教師教育技術培訓的實踐中，是我國第一個融合學習設計理念，支持學習設計序列生成、編輯和運行的學習管理系統。研發ETA的主要目的是要為在網絡環境下開展教師教育技術培訓提供環境支持和在線服務，因此針對培訓的業務特點，ETA定義了三類用戶角色（即培訓點管理員、培訓講師和培訓學員），其中管理員負責學習活動庫的建立和維護及各活動序列運行狀況的監控。培訓講師角色負責根據培訓需求，制定“培訓規劃”，并按照學習設計生成學習活動序列，組織培訓。學員角色具有瀏覽活動序列和參與學習的權限。

在活動方面，ETA將資源，學習支持工具，互動工具，作業，考試及評價工具等全部封裝到“學習設計工具箱”（見下圖）中，教師開展學習設計時，只要將對應的活動從工具箱中拖拽到活動編輯器界面中，并通過“連線”設定其先后順序即可。

同國外相關的學習設計類平臺相比，ETA具有以下幾點特色和優勢：首先，ETA內嵌了測評題庫，在學習序列中可以靈

活地組織對學員的診斷測評，并可依據測評的結果為學生提供相應的學習序列，在一定程度上支持了適應性學習；其次，在ETA中，學習活動序列中的“活動”均帶有“開/關”按鈕，

圖3 ETA學習設計編輯器

因此教師可以實時、靈活地控制學習活動進程；再次，也是ETA有別于國外系統之處就是ETA擁有靈活的二元視圖架構，系統可以靈活地在“普通視圖”（類似于LCMS的視圖）和“學習活動序列視圖”間平滑切換，因此應用將更為靈活。最后，ETA中建立了對序列中各學習過程的跟蹤和評價機制，能夠形成對學習活動序列運行情況的發展性評價報告，一方面作為評價相關人員的依據，另一方面，為培訓講師日后修正學習設計，改善教學提供參考。

五、總結和展望

從上文的分析我們可看出，目前對學習設計的研究和實踐仍然以國外為主，國內的關注雖然已經開始，但仍然處在起步階段。同時，從整體上來說，盡管學習設計的理念為我們描繪了一副令人神往的藍圖，學習設計領域中的軟件發展也取得了一些激動人心的成果，總體上看，學習設計仍處于一個發展中的階段，尚不成熟。至今為止，本文所提到的很多系統仍未得到廣泛推廣，特別是在標準方面，盡管IMS-LD已成為該領域最重要的規范，但由于其本身仍然在發展中，存在著一些缺陷，遵循“標準”和發揮軟件研發者自身“創造性”之間出現了矛盾，因此出現了部分軟件遵循IMS-LD規范，部分軟件并未支持，而只是著重體現學習設計核心觀點（強調學習活動序列）并存的混亂局面，而且后者的應用情況相對較前者更為成功，這也揭示了IMS-LD要克服技術困難，真正獲得廣泛認同還有相當一段路要走。

學習設計最重要的意義在于它為我們提供了一套革命性的框架，徹底改變了基于內容設計學習管理系統的舊套路，大大降低了設計者和學習者參與e-Learning的難度，為實施靈活的教學/學習策略，開展適應性學習提供了一種可行性的方案。盡管這個領域仍處在發展和變革中，但隨著技術上進一步取得突破和LD標準逐漸獲得廣泛的認同，學習設計必將成為下一代學習管理系統的最大亮點。

參考文獻

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Recent Progress of Learning Design and Learning Management System

Cao Xiaoming He Kekang

Modern Educational Technoloy Institute， Beijing Normal University， Beijing， 100875

Abstract: Content Object and Activity/Process object are the two mainly focused fields in current e-learning. Learning design based up Activity/process object has become the hotspot and future direction of e-learning platform. This report firstly analyzes the shortcoming and disadvantage of the existing learning management systems. Then， it expounds the core principles of Learning Design， that is “design for learning”， which focus on the establishment of learning activity sequence and individualized learning pathway， not simply of learning content. Then， the report stresses on the introduction of the basic framework of the Specification in LAMS-LD. Finally， the report analyzes and compares the main domestic and foreign software and tools which support Learning Design， from which we can have an overview of the development and trends of all the current learning management system.

Keywords: Learning Design， Learning Activity， Learning Activity Sequence， Learning Object， LAMS

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