泛在學習環境下知識管理模型理論分析與建構

[摘要]以泛在學習環境為視角，借鑒現有知識管理模型的要素和功能模塊，并獨創性地把兩者有機結合起來，從理論層面分析并建構了泛在學習環境下知識管理模型，以期為泛在學習的普及和終身教育奠定基礎。

[關鍵詞]泛在學習環境；知識管理；分析與建構

[中圖分類號]G40-057

[文獻標識碼]A

[論文編號]1009－8097(2011)10－0028－06

一 引言

隨著泛在計算的提出，泛在學習已成為教育技術領域中一個新興的課題。而知識管理的概念最早出現在20世紀80年代的企業管理中，是知識經濟時代基于對“知識有價值并能夠創造價值”的認識而產生的一種管理思想體系。泛在學習是指在泛在技術和普適計算的情景創設和支持下，學習者根據自己的學習內容和認知目標，積極主動地、隨時隨地利用易獲取的資源來進行的各種學習活動。它是數字化學習和移動學習發展到一定階段后產生的由量變到質變的過程。泛在學習環境是一種整合了物理空間和信息空間、自然空間和智能空間等多個層面和維度的學習環境。它可以提供相互操作、普適和無縫的學習體系，將學習環境里的協作者、學習內容和學習服務等要素進行聯系、整合以及實現它們之間的共享。著名的經濟學家、諾貝爾經濟學獎獲得者赫伯特·西蒙曾指出：在信息時代，最稀缺的資源不再是信息本身，而是對信息的處理能力。如何讓信息和知識在泛在學習環境中有效地獲取、儲存、共享和創新，是目前乃至今后較長時間內教育技術工作者需要關注和解決的問題。因此，建構泛在學習環境下的知識管理模型就顯得尤為迫切。

二 傳統知識管理與泛在學習環境下知識管理

傳統意義上，知識管理主要包含對知識內容的管理和對知識過程的管理兩個方面。以前者為基礎，通過知識過程管理使知識內容資源不斷更新與擴充。在傳統教育中，知識管理能夠提高學習者的學習質量和效益，有利于知識的吸收與強化。在遠程教育初期，學習者通過知識管理能夠創建真正有效的虛擬空間，實現知識的共享。這兩種知識管理都以知識或信息為核心，注重知識的獲取、存儲及擴散。在網絡數字化時代，學習者在知識管理中運用技術工具和程序來處理和存儲教育領域中的知識和智慧，并通過網絡使得整個教育領域的知識和經驗得到傳播、共享和訪問。這種知識管理模式以個體知識能力的提高為目的，在實施過程中強調協作交流，并應用在具體情景中需要解決的問題。而在泛在學習環境下，泛在技術及普適計算的不斷應用發展、為學習者知識管理提供了便利的無處不在的信息資源、無縫的技術支持，為學習者知識管理的順利實施提供了保障。同時，泛在學習環境下的學習者是一個無限擴充的群體，每時每刻都會有新的用戶產生，而且同一用戶在不同的時間和地點也會有不同的需求，要滿足不同群體的個性化需求，豐富的學習資源是基本保障。因此，泛在學習環境下學習者知識管理是指在泛在技術和普適計算所形成的物理空間和信息空間中，學習者利用便捷的泛在設備獲取，編碼，存儲，應用和創新知識的管理過程。這種知識管理模式淡化了技術因素，強調組織文化的氛圍和情景聯結，其實質是把零散的、隨機的信息轉換成系統化、可利用和易擴展的知識，實現學習者現有知識和原有認知結構的同化和順應。在分析和總結目前國內外知識管理模型的基礎上得出：現有的知識管理模型具有自身的特點和優勢，能夠整合知識管理的基本要素及其內部關聯，強調技術環境的搭建。但也存在一定的問題：(1)系統性有待完善、缺乏統一標準。(2)人和技術因素在知識管理中的地位失衡。(3)忽視對隱性知識的管理。(4)缺乏人性化和智能化。(5)忽視知識的共享與創新。鑒于此，筆者下面將主要從模型分析、模型設計和基本架構等幾個方面對泛在學習環境下知識管理模型進行理論層面的探討研究。

三 泛在學習環境下知識管理模型分析

1 需求分析

在信息社會的環境下，學習內涵、學習方式和學習意義都發生著劇烈的變化，學習者的需求也朝著人性化、多樣化、專業化、開放化、主動化的方向發展，而泛在設備和普適技術更是強化了這些需求。傳統的管理方法以產品為核心，自然資源是“本”。而知識管理以學習者為中心，知識是力量之源。與信息管理不同的是，知識管理把人力、物力、信息和關系等資源進行優化配置，將人、技術和過程等要素聯系起來，追求資源和要素之間的平衡和發展。知識管理是一個動態的過程，主要包括知識獲取、知識編碼、知識存儲、知識應用和知識創新等幾個階段，其目的是提高學習者的生存能力和競爭優勢，目標是確保學習者能夠隨時隨地獲取正確的知識，以便采取正確的行動。因此，在泛在學習環境下，知識管理的內涵和外延都已經得到進一步的豐富和拓展。此外，從知識管理模型的特點入手，目前的知識管理模型大多呈金字塔型的結構，信息交流繁雜，傳播路徑長，系統相對封閉。泛在學習環境下的知識管理模型應該是流線型、扁平化的結構，擺脫了自上而下的層級管理。在知識管理的過程中，知識獲取便捷，減少了傳播流程，信息可以通過組織中任何一位成員和環節進入系統。知識管理系統呈現開放性、多中心性、自成長性和動態發展性等特點，其組織關系結構也逐漸由從屬關系轉向工作伙伴關系，呈現層次扁平化、組織資訊化、系統透明化的形態。

2 理論支持

(1)聯通主義

聯通主義認為學習不僅是個體的內在心理活動，還是內外部知識和信息節點產生聯通的過程，找到知識并產生聯接的能力比知識本身更重要。聯通主義把學習情景視野放在了網絡社會結構的變遷當中，認為“學習是連接專門節點和信息源的聯結過程”。泛在學習環境下知識管理除了可以作為獨立完整的學習單元存在外，還可以作為學習者認知網絡聯通的中介點，即學習者進行知識管理時，可以透過泛在學習環境實現人際和社會認知網絡的構建，這與聯通主義學習觀所倡導的“聯結和再造”價值取向是一致的。

(2)活動理論

活動理論關注的并不是知識本身的狀態，而是人們參與的活動、人們在活動中使用工具的本質、活動中合作者的社會關系和情境化關系、活動目的和意圖以及活動的客體或結果。嘲活動理論認為知識管理的過程是通過工具作中介的，主體通過各種工具方法和技術手段作用于客體。工具在活動中自我發展，并被創造轉換成新的制品。因此，不同種類工具對知識管理的本質屬性和內部心理機能都產生不同的影響。

(3)分布式和情境認知

分布式認知理論強調由個體與其他個體、人工制品所組成的功能系統來解釋認知是如何從個體自身而逐漸分布到環境中的。情境認知理論把知識視為個人與社會、物理情境之間聯系與互動的產物。泛在學習是個人學習和情境學習的統一綜合體，注重“知識的實際應用和真實情景問題的解決州”。情境認知理論將知識蘊含在外界與社會互動的網絡中。而分布式認知理論認為，大量的認知過程發生在外部世界，而我們卻根本無需覺察。兩者都關注知識在社會關系網絡中的呈現形式，強調知識管理的情境性和聯通性。

(4)人本主義

在泛網時代，技術的不可見性使得學習者可以在更加人性化的環境下學習。在泛在學習環境中，學習者是主體，由信息空間和物理空間構建的智能空間是客體。知識管理的過程就是人類與知識進行相互聯系和交互的過程。人本主義尊重學習者的自然天性，學習者可以隨心所欲地選取自己所需的學習內容，從中獲取、共享和創新知識，尋求適切自身、彰顯個性化，盡顯其本真狀態的知識管理活動。

四 泛在學習環境下知識管理模型設計

1 設計思路

從知識管理的角度來說，知識管理的最終目的在于創新，知識管理的焦點不是在信息知識，而是在人，其核心要素包括人、組織和技術。從泛在學習環境來分析，宏觀上是為學習者提供終身學習的理念，創設全納教育的環境。從微觀上，主要是通過泛在設備和普適計算技術，使學習者全身心地投入到學習中，而忽視技術要素的存在，從而對知識有所取舍，分布利用，合理創新，最終成為智慧。

在設計知識管理模型時，應以泛在學習環境、學習者知識管理要素和知識管理功能模塊為基礎。要建立一個涉及所有基本要素、功能相對完善的學習者知識管理模型，應包括以下幾個目標：

(1)模型定位明確

在設計知識管理框架模型之前，首先必須明確知識管理所包含的基本要素、功能模塊及其服務對象和用戶需求。本文建構的知識管理模型是服務于各層次、各年齡段和不同知識和文化背景的各類學習者，其目標定位在讓人類社會成為學習型社會，人類生活的集體成為學習型組織，個人最終成為終身學習者，讓所有有求知欲望和學習需求的社會公民參與到知識的分享和創新的過程中，使知識轉換為智慧甚至創造更多的價值。

(2)人——技術環境——組織的統一

人、組織和技術環境是知識管理中重要的組成要素，相互之間是相輔相成的，需要對三者進行有機的結合。首先，建構的知識管理模型應以學習者為本，強調學習者在知識管理中所遇到的焦點問題；其次，合理利用技術環境，方便學習者進行人性化和編碼化的知識管理；最后以組織為落腳點，通過各種管理策略把個人知識與組織知識融會貫通。只有把三者統一起來才能夠真正意義上體現學習的泛在性和管理的有效性。

(3)以泛在學習環境為依托

由于與人類日常生活的高度融合，泛在學習環境可以為學習者提供無縫的學習體驗，不間斷的學習內容和學習服務。以泛在學習環境為技術依托，學習者可以將學習與日常生活結合起來，利用泛在計算工具和普適設備隨時隨地進行知識管理活動。在這一活動過程中，學習者始終能夠接觸到真實的學習情境，開展基于問題和任務的學習。知識管理其實就是學習者在感悟知識并與知識進行對話交流，從而解決實際問題，以提高知識管理能力的過程。

(4)顯性知識和隱性知識之間找到平衡點

每一個知識管理模型的設計都離不開顯隱知識之間的轉換，泛在學習環境下的學習者知識管理模型也不例外。由于普適設備和泛在技術的透明化，泛在學習環境中顯性知識和隱性知識兩者之間的轉換顯得更加隱蔽、形式也趨于多樣化和生活化。通過知識管理，學習者可以找到顯性知識和隱性知識之間的平衡點，當然，這里的平衡是相對的，或者說是暫時的。只有當“冰山的一角”和“隱藏在冰山底層的大部分”同時融化成水時，才是真正成功的知識管理。

2 建構原則

泛在學習環境是一個整合的學習環境，它將學習平臺、教育資源、各種網絡、學習終端及學習服務等要素通過技術手段無縫連接起來，形成泛在學習的技術環境。知識管理的開展要兼顧硬件和軟件、知識管理技術和機制，也是一個比較復雜的系統工程。在泛在學習環境下設計一個通用的知識管理模型，應遵循以下幾個原則：

(1)創新性原則

知識管理的最終目標是知識創新，創新是建構知識管理系統模型的靈魂。泛在學習環境下的學習者知識管理模型不同于企業和公司等形成的知識管理模式，也不同于信息技術環境下的知識管理系統。無處不在的泛在學習環境使得建構的知識管理模型必須具有獨到之處。

(2)以學習者為中心

泛在學習強調以人為本，以學習任務為焦點。泛在學習環境中學習要解決的問題是用什么樣的途徑使得資質一般的學生都能取得不一般的學習成績。這就是泛在學習的優勢所在。知識管理的主體是人，客體是知識，其核心是學習者能否進行知識的轉換和合理創新。因此，學習者是否能夠有效地進行知識管理，是建構泛在學習環境下知識管理模型能否成功的關鍵。

(3)適用性原則

泛在學習環境下學習者知識管理模型的建構，首先要進行需求分析，從學習者和知識管理功能要素等方面進行考慮，以學生的需求發展和模型建構的硬件資源為本；其次，模型的建構應不同于一般的知識管理的內容和特點，選擇不同的知識傳遞通道與媒體以適應不同的學習者和知識管理的需求；最后在設計模型時還要與現實硬件和軟件條件相結合，不能寄希望于以優越的或理想的條件去實現預期目標，在學習者所能達到的技術環境和條件中進行設計。

3 支撐技術

泛在學習和知識管理的產生與發展離不開相關技術的支撐，建構泛在學習環境下學習者知識管理模型，不僅需要泛在學習技術環境為依托，同時也需要知識管理技術的支撐。

(1)泛在學習技術環境

泛在學習技術環境主要包含泛在學習平臺、泛在學習資源、泛在學習網絡、泛在學習終端及泛在學習服務等，如圖1所示。

其中泛在學習平臺是一個多元化的學習環境，它將學習模式、學習資源以及學習終端進行整合，從而使各個子模塊相互依存、平衡運行。泛在學習網絡融合了衛星網、數字電視網、互聯網、無線網等各種網絡環境，用戶終端能通過這些網絡訪問泛在學習平臺。泛在學習服務主要是指所有有利于泛在學習和終身教育的各種學習支持和綜合服務。泛在的學習資源主要是指可隨時獲取的學習內容、按需的學習活動、基于共同興趣和愿景的學習伙伴以及學習者與學習環境的交互。泛在學習終端是學習者進行交互和學習的終端接口。它并不僅限于MP3、MP4、計算機，還包括PDA、Tablet PC和高功能綜合型手機等移動性極強的攜帶型終端設備。

(2)知識管理技術

知識管理技術有別于數據管理技術和信息管理技術。數據管理技術以數據為管理對象，指那些能夠協助人們處理數據的技術，如數據搜索引擎、數據倉庫、可視化工具以及數據建模工具等。信息管理技術是以信息為管理對象，指能促使人們更好地獲取、檢索和分析信息的技術，如文檔管理系統、地理信息系統、決策支持系統、自動化信息檢索與查詢系統等。知識管理技術是在整合數據管理技術和信息管理技術的基礎上，針對知識的豐富性和知識背景的復雜性等特性而開發的一些具有特殊功能的、能夠協助知識管理者進行知識獲取、編碼、存儲、應用和創新的技術。它涉及的技術范疇比較廣，從知識管理的應用層面分析主要有內聯網和外聯網，數據倉庫和網站倉庫，數字白板和共享工作空間，智能決策支持系統和信息包裝，電子社區聊天，萬維網會議和專家指針，透明抓取工具，文檔和項目管理工具，工作流，虛擬共享空間，思維映射工具等。從知識管理的內容來說，主要包括智能代理與網絡挖掘，數據和文本挖掘，信息標引和分類，信息聚集和成塊，多媒體數據庫管理系統、元數據技術、推理技術、群件和中間件技術以及知識管理過程中的發現、檢索、獲取、存貯、共享、發布等技術。

4 系統結構設計

一個完整的知識管理框架模型到底需要從幾個維度來思考和建構，應該考慮哪些相關的要素，又牽涉到哪些重點的資源、流程與活動?綜合整理各種不同的知識管理分類結構與模式，臺灣學者林東清教授提出了一個針對組織而言較完整的知識管理多視圖框架。筆者根據Amrit Tiwana在《知識管理十步走——整合信息技術、策略與知識平臺》一書中談到的“調整和擴展架構性組件以整合知識管理系統與現有架構”系統模型架構進行修改，總結出泛在學習環境下知識管理系統模型整體架構的基本要素(見表1)。

知識管理模型包括功能模塊、流程模塊、硬件模塊、軟件模塊和資源模塊等五個部分。下面主要對功能模塊、硬件模塊和資源模塊等進行較詳細地闡述：

功能模塊主要是指所構建的知識管理模型能夠實現的基本功能和主要特性。它主要分為知識資源層，知識生產層和知識應用層。

(1)知識資源層儲存著不同來源、符合不同學習者需求的各種知識。在資源種類和形式上既包含傳統的文本資源，數據信息和領域資源，又包括Web資源、E-mail資源、數據庫資源、多媒體等數字化資源，還包括通過微計算器、可穿戴設備、智能終端等感知、分析并獲取的泛在學習資源。

(2)知識生產層可視為知識管理模型的關鍵，它主要從知識產生的“對象”和知識產生的“過程”兩個角度來描述知識生產和集成的過程。

(3)知識應用層主要是通過學習者之間及其與學習環境的交流、互動和協作來實現知識分享、應用以及創新等。

硬件模塊主要包括網絡架構，客戶端架構和服務器架構。

(1)網絡架構主要是指泛在學習網絡系統架構。泛在學習網絡系統主要包括通訊網絡、資源網絡、人際網絡和社會認知網絡等四個子網絡。四個子網絡從內到外形成一個環環相扣，相輔相成的整體。內層網絡是建立外層網絡的重要保障和基礎，它可以為外層網絡提供必要的支持。通訊網絡處于整個網絡系統的底層，主要負責基礎數據的傳輸；資源網絡是在通訊網絡的基礎上由各個節點基于聯通而形成的可無限延伸的學習資源網絡；人際網絡主要是基于資源網絡和通訊網絡，由學習相同或相似學習內容的學習者和知識共同體構建而成的關系網絡；社會認知網絡則匯聚了所有學習者和學習型組織的認知智慧網絡，其模型圖如圖2所示。

(2)客戶端架構主要包括智能終端和分布式接口。由可穿戴設備、信息設備和智能計算設備等泛在設備組成的客戶端具有較強的移動能力，需要泛在學習網絡能夠給這些設備提供無處不在的接入端口。這些泛在設備具有高性能的程序、大容量的儲存裝置、不給學習者造成負擔、個性化的輸入一輸出方式以及不管任何網絡終端都可以上網的通訊設施等功能。它們對知識的處理能力和響應范圍將隨著它們所處的物理位置和鄰近節點進行自組織調控。這些學習終端具備感知能力和智能型接口，不僅是面向傳統的計算設備，而是更加傾向于輕量化和微型化甚至于無法察覺的設備，能夠無縫地融合在日常生活的環境中。

(3)服務器架構。由于泛在學習環境的普適性，無縫鏈接等特性，服務器的架構需要考慮多種因素，比如作為服務器硬件必須具備如下的特點：1)高性能。主要體現在運算速度快、運行時間長、數據吞吐能力強，使服務器能夠在單位時間內處理相當數量的服務器請求并保證每個服務的響應時間；2)可靠性。使得服務器能夠不停機，具有承擔服務并且保障服務質量的能力；3)可擴展性。使服務器能夠隨著用戶數量的增加不斷提升性能。從泛在學習環境下學習者知識管理的特性和當前的網絡發展狀況看，以“小、巧、穩”為特點的服務器應為首選。

知識資源架構主要包括知識庫，知識地圖系統，專家智能系統，內容管理系統等部分。知識庫一般存儲著經顯性化后的正式和非正式的知識，以及關于這些知識的積累、精選、管理、驗證、維護、背景信息和傳播規則。它不同于信息庫，不但要存儲知識內容本身，還必須存儲知識體之間的語境。知識地圖系統是對各類知識資源的匯總，目的是為了方便學習者對某一專業領域相應知識的快速搜索和查找，并與其他學習者建立良好的研究伙伴關系。專家智能系統是建立在人工智能、認知學習和計算機技術等理論與實踐研究基礎之上，通過模擬專家工作的方式、經驗和知識，采用智能化模塊設計，以實現知識的獲取、學習及應用創新的過程。內容管理系統是對各類文檔和Web網頁實時地、不受地域和組織形式的限制而獲得基于文檔內容的知識，主要包括文檔管理和Web內容管理。

五 泛在學習環境下知識管理模型的基本構架

現代的知識管理系統模型大都是在商業化背景下針對企業的需求而設計和開發的，而教育領域有著其特殊性，企業知識管理的一套系統不能生搬硬套到教育領域中，但可以借鑒。建立在對當前知識管理系統模型認識的基礎上，筆者根據前面提出的模型分析和模型設計等內容的探討，結合實際情況，試圖對泛在學習環境下學習者知識管理系統模型進行新探索，其基本框架如圖3所示。

如上圖所示，本文建構的知識管理模型分為用戶層、應用層、傳輸層、數據層和設施層等五部分。其中用戶層位于最頂端，直接與學習者進行交互。應用層聯接用戶層和傳輸層，方便學習者利用技術工具進行知識管理。傳輸層處于整個系統模型的中間，它涵蓋著知識管理的整個流程。數據層是聯通傳輸層和設施層之間的橋梁，它一方面獲取設施層中的數據支持和服務，并把信息處理加工轉換為知識；另一方面把知識庫存以便等待提取或推送給學習者進行知識的傳輸活動。設施層位于模型的最底層，也是模型正常運行的硬件基礎。下面主要介紹用戶層、傳輸層和設施層等這三個層面中相關要素的作用及實現功能。具體分析如下：

用戶層：與學習者直接交互的界面，用于接收學習者輸入并顯示從各種泛在學習終端中所反饋的信息。它是學習者與應用層進行交流的接口，用于實現學習者與知識管理平臺的交互操作，獲得所需信息資源并加以運用。在傳統意義上，可用于用戶層的設備有數碼學習機、智能手機、掌上電腦、超小型筆記本電腦、MP3、MP4、MP5，平板電腦、智能電腦等移動多媒體設備，在泛在網絡和泛在學習環境的支持下，學習者可以利用的泛在設備主要有智能終端，可穿戴設備和信息設備等。

傳輸層：盡管知識管理是一個動態的過程，但其一般都包含知識獲取，知識編碼，知識存儲，知識應用和知識創新等幾個要素，同時整個知識管理的每個過程要素始終圍繞著泛在學習環境來進行。如圖4所示，每一個元素之間并不是用直線和箭頭連接，而是平滑的曲線。無連接的目的是表明各要素之間可以按順序靈活變動。此外，知識管理過程模型使用橢圓圖形表明各要素之間存在著內在的有機的聯系，每一個過程所使用的技術工具在另一個環節中也可能用到。整個過程就是一個循環的系統，沒有起點，也沒有終點。

設施層主要包括泛在網絡和泛在學習平臺。

泛在網絡主要分為感知層、網絡層和應用層等三部分。感知層主要由傳感器，移動設備，電子標簽，手機內嵌模塊和二維條碼等感知系統組成。網絡層則是由通訊網絡、資源網絡、人際網絡和社會認知網絡等構成，并涵蓋各種有線接入、無線寬帶、移動接入和數字／電視廣播等接入和交流方式。應用層主要由泛在學習平臺、泛在學習資源和泛在學習服務等構成。其架構如圖5所示。

由于學習者進行知識管理的過程通常發生在泛在網絡的應用層中，因此，下面主要介紹泛在網絡中應用層的三個要素：泛在學習平臺，泛在學習資源和泛在學習服務。

1 泛在學習平臺是學習者運行知識管理的重要平臺，它可以使學習者在知識管理的整個傳輸過程進行有機的融合，從而使每個要素和子模塊相互依存、共同發展。在泛在學習平臺中，學習者通過個性化門戶把經過內容管理、學習管理、學習檔案、學習交流和評估測試的知識儲存在統一存儲區中，通過一定的過濾規則，把有效的知識轉移到電腦環境和移動設備環境中，再利用不同方式的應用規則將知識呈現在可以進行無縫鏈接的終端設備中以實現和保證整個知識管理過程的順利完成。

2 泛在學習資源是指學習者能夠按照自身所需，隨時隨地利用各種泛在設備獲取舒適的、愜意的、以學習者為中心的學習資源。它主要包括泛在的學習內容，泛在的交互活動和泛在的學習伙伴。

3 泛在學習服務可以分為智能型學習服務，遠程教育服務，教育資源供給服務和教育綜合服務等四類。

(1)智能型學習服務主要通過學習輔助工具、智能化和移動設備來構建智能空間，并利用內藏的感知設備、信息模塊和電子標簽等智能端口來進行個性化學習，利用電子白板，智能桌面等多媒體設備來適應學習者的需求。

(2)遠程教育服務是通過克服時空的限制，利用遠程教育媒體和網絡技術為學習者提供能夠連接到電子教育資源的學習環境和適應性的學習服務。

(3)教育資源供給服務就是為學習者提供數字化和非數字化的學習資料，使教育資源能夠在合適的時間傳遞到合適的學習者手中。

(4)教育綜合服務是指各個教育部門和單位為學習者提供不同種類或對象綜合概念的教育服務。

六 結束語

本文以泛在學習環境為視角，從模型分析，模型設計，基本架構等幾個方面著手，對知識管理系統中基本的功能模塊做了初步的探討分析，提出了泛在學習環境下知識管理的理論模型。本文提出的模型只是從理論層面上進行構建，并沒有通過實證研究和績效評估檢測模型是否有效，希望能夠對更深層次的問題研究起到拋磚引玉的作用。

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