學習元平臺的設計及其應用場景分析

[摘 要] I普適計算技術推動下的泛在學習已成為下一代e-Learning的重要發(fā)展方向，泛在學習環(huán)境的構建是泛在學習成功實施的基礎和保障。傳統(tǒng)的e-Learning資源仍然是當前大多數(shù)泛在學習原型系統(tǒng)的核心，但忽視了適合泛在學習自身特性和需求的學習資源的設計與建設。針對此問題，本研究在聯(lián)通主義學習理論、知識建構理論和生態(tài)學習理論的指導下，以泛在學習資源組織模型“學習元”為核心設計開發(fā)了一種新型的泛在學習系統(tǒng)——學習元平臺（Learning Cell System，LCS）。該系統(tǒng)采用基于本體的資源組織方式，通過開放內(nèi)容編輯實現(xiàn)資源內(nèi)容的持續(xù)進化發(fā)展，可以在多種移動終端上自適應地呈現(xiàn)資源，實現(xiàn)資源之間的動態(tài)語義關聯(lián)，支持社會認知網(wǎng)絡的動態(tài)生成與共享，并可以基于過程性信息開展個性化的學習評價。最后，對LCS潛在的應用場景進行了分析。

[關鍵詞] 泛在學習； 學習環(huán)境； 學習系統(tǒng)； 學習資源

[中圖分類號] G434 [文獻標志碼] A

[作者簡介] 楊現(xiàn)民（1982—），男，河北邢臺人。博士。主要從事移動與泛在學習研究。E-mail：yangxianmin8888@163.com。

一、 研究背景

ICT技術的快速發(fā)展給人類的學習帶來了巨大的變革，我們正逐步從e-Learning走向Ubiquitous Learning（u-Learning）。[1]泛在學習作為未來終身學習的理想模式，可以為學習者提供隨時隨地隨意獲取信息、協(xié)作交流的理想環(huán)境，使其表現(xiàn)出泛在性、個性化、情景化、短流程、富交互、去中心化等特性。[2]

泛在學習環(huán)境（Ubiquitous Learning Environment， ULE）的構建是泛在學習成功實施的基礎和保障，目前已有不少學者從不同角度出發(fā)提出了多種泛在學習環(huán)境模型。[3][4][5]通過對多個ULE模型的分析，可以將ULE模型的組成要素歸納為：多種形態(tài)的學習終端、多樣化的學習服務、無處不在的學習資源和基礎支撐環(huán)境（泛在通信網(wǎng)絡、服務器、傳感器、平臺等）。

在ULE模型的指導下，一些研究者已在泛在學習系統(tǒng)的設計、開發(fā)以及應用方面進行了探索。黃國禎等人[6]分析了具有情景感知的泛在學習系統(tǒng)需要具備的基本功能，包括感知學習者所處位置等情境信息（為學習者提供更多適應性的支持，個性化的學習支持服務，支持不同地點間的無縫學習，教學內(nèi)容適應各種移動終端設備）。日本德島大學的Ogata等人[7]開發(fā)了BSUL（Basic Support for Ubiquitous Learning）系統(tǒng)，旨在將泛在計算系統(tǒng)融入課堂教學環(huán)境，為教室和現(xiàn)場活動提供泛在學習支撐環(huán)境，從而評估教室環(huán)境下泛在技術對學習者學習的影響及可能性。黃國禎等人[8]開發(fā)了指導研究新手進行單晶x射線衍射操作的情景感知系統(tǒng)，并驗證了系統(tǒng)的系統(tǒng)性、真實性和經(jīng)濟性。黃悅民等人[9]開發(fā)了一套泛在英語詞匯學習系統(tǒng)UEVL（Ubiquitous English Vocabulary Learning System）用來輔助學生體驗完整的詞匯學習過程。

然而，無論是ULE模型還是已開發(fā)出的泛在學習原型系統(tǒng)，都忽略了一個影響泛在學習效果的關鍵問題，即泛在學習資源的設計與建設。當前各種泛在學習系統(tǒng)中，使用的都是傳統(tǒng)的e-Learning資源，如學習對象、視頻、CAI課件、測試題等。傳統(tǒng)的靜態(tài)的、固化的、更新遲緩的e-Learning資源無法滿足泛在學習的實踐需求。泛在學習需要海量的、可進化的、適應性強的、情景化的學習資源。當前大多數(shù)泛在學習系統(tǒng)都是以傳統(tǒng)e-Learning資源為核心進行設計和開發(fā)的，雖然擴展了學習的時間和空間，同時也通過傳感器等技術實現(xiàn)了學習者的情景感知，但在學習資源的設計、建設、共享等方面存在不足。2009年，北京師范大學的余勝泉教授提出了一種泛在學習的資源組織模型——學習元，[10]為泛在學習系統(tǒng)的設計、開發(fā)和應用提供了新的思路。

學習元是對學習對象的進一步發(fā)展，是在汲取學習對象、學習活動技術促進教育資源共享理念的基礎上，針對現(xiàn)有學習技術在非正式學習支持不足、資源智能性缺乏、學習過程中的生成性信息無法共享、學習內(nèi)容無法進化等缺陷，提出的一種新型學習資源組織方式。學習元具有開放性、生成性、進化發(fā)展、聯(lián)通性、內(nèi)聚性、智能性、適應性、社會性等基本特征。學習元面向具體的微型學習目標，既能自給自足、獨立存在，又能實現(xiàn)彼此聯(lián)通，構建以學習者為中心的個性化知識網(wǎng)絡。通俗地講，學習元是在學習內(nèi)容的基礎上附加一定的語義描述信息、生成性信息、格式信息、學習活動和KNS（Knowledge Network Service）網(wǎng)絡的新型學習資源。[11]本研究將以學習元為核心，設計并實現(xiàn)一種泛在學習系統(tǒng)，同時對系統(tǒng)在實踐中的典型應用場景和應用效果進行分析，期望能為泛在學習系統(tǒng)的研究提供新的思路。

二、 理論基礎

（一）聯(lián)通主義學習理論

聯(lián)通主義[12]是數(shù)字時代的學習理論，由加拿大學者George Siemens于2005正式提出。George Siemens有句名言“管道比管道中的事物更重要”，形象地刻畫了聯(lián)通主義的核心思想。聯(lián)通主義倡導Networked Learning，認為數(shù)字化時代的學習不再是一個人的活動，而是連接專門節(jié)點和信息源的過程，學習就是網(wǎng)絡的形成。聯(lián)通主義認為學習不僅僅是學習者建構內(nèi)部認知結構的過程，而且是“優(yōu)化內(nèi)外學習網(wǎng)絡”的過程，聯(lián)通主義強烈地關注外部知識源的聯(lián)結，而不僅僅是設法去解釋知識如何在我們的頭腦中形成。

聯(lián)通主義對于集體學習環(huán)境的設計有以下兩點啟示：一是突出學習資源之間的連接，在資源結點間建立關聯(lián)的通道；二是突出學習資源與用戶之間的連接，在資源結點與用戶之間建立關聯(lián)的通道。資源之間的關聯(lián)便于用戶快速發(fā)現(xiàn)語義相關的資源，起到“知識導航”的作用；資源與用戶之間的關聯(lián)，便于學習者發(fā)現(xiàn)與當前學習資源緊密關聯(lián)的用戶（領域?qū)＜摇W習伙伴等），進而構建自己的人際網(wǎng)絡，減少網(wǎng)絡學習的孤單感。

（二）知識建構理論

知識建構理論[13]是由多倫多大學安大略教育研究院Marlene Scardamalia教授和Carl Bereiter教授于上世紀90年代提出。知識建構理論認為培養(yǎng)學生知識創(chuàng)造能力的最直接的途徑，不是通過設計學習任務或活動讓學生掌握領域知識、獲得特定技能，而是把傳統(tǒng)的以知識掌握和技能培養(yǎng)為目標的學習轉(zhuǎn)變?yōu)橐园l(fā)展學生社區(qū)內(nèi)的公共知識為目標的知識建構。Scardamalia指出，[14]在具體的教學實踐中，教師應保證每個學生的觀點都得到理解和重視，每個學生都能參與到知識建構中來。教學對話是知識建構的基本途徑，知識建構中的話語不僅是為了分享知識，也是提煉和完善知識。

知識建構理論對集體學習環(huán)境設計的重要啟示在于，集體知識的協(xié)同創(chuàng)作與分享是集體學習環(huán)境要實現(xiàn)的重要目標之一，知識需要通過集體智慧不斷進化，同時，還要突出知識建構過程中對話交互的重要性。

（三）生態(tài)學理論

生態(tài)學是研究生物的分布、多樣性、生物之間的關系以及生物和外界環(huán)境交互的科學。[15]生態(tài)系統(tǒng)是一個“系統(tǒng)的”整體，這個系統(tǒng)不僅包括有機復合體，還包括形成環(huán)境的整個物理因子復合體。一個完整的生態(tài)系統(tǒng)具有整體性、開放性、動態(tài)平衡性、自組織、可持續(xù)進化等特征。生態(tài)系統(tǒng)是一個有機整體，各生態(tài)要素彼此影響、相互協(xié)調(diào)，維持生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)發(fā)展和平衡。生態(tài)學的視角給各領域的研究者提供了認識和解決問題的新視角和新思路。近年來，教育技術領域的學者們已開始從生態(tài)學的視角研究e-Learning領域的各種問題。

生態(tài)學理論對于集體學習環(huán)境的設計具有如下兩點啟示：一是從生命有機體的角度看待學習資源，賦予學習資源持續(xù)進化和發(fā)展的能力；二是突出學習生態(tài)中兩大關鍵物種（用戶和資源）的動態(tài)聯(lián)系和相互作用。學習資源作為學習生態(tài)系統(tǒng)的關鍵物種之一，通過開放的結構，允許多用戶參與內(nèi)容編輯，不斷豐富內(nèi)容、精煉結構，實現(xiàn)自身的持續(xù)動態(tài)發(fā)展。資源與資源之間通過用戶的各種交互操作（編輯、評論、收藏、訂閱等），可以動態(tài)產(chǎn)生各種語義關聯(lián)，最終形成可無限擴展的資源關系網(wǎng)，實現(xiàn)資源的關聯(lián)進化。用戶之間以資源為紐帶通過各種人際交互操作，同樣可以動態(tài)形成個性化的人際關系網(wǎng)絡。

三、 系統(tǒng)架構

學習元平臺（Learning Cell System， LCS）可定位為一個開放的學習管理系統(tǒng)和內(nèi)容創(chuàng)作系統(tǒng)，同時也是為學習者營造的一個可自由定制的個人學習環(huán)境。學習者在這里不只是被動地接受教師和專家設計好的課程內(nèi)容與活動，而是能主動地融入學習元生長和進化的過程中，吸收不同來源的知識與智慧，同時貢獻自己的學習經(jīng)驗、感悟和批判性意見，在協(xié)同的環(huán)境中達成共同的知識建構。在開放的體系結構下，學習工具、學習資源、社會認知網(wǎng)絡的共享都不再局限于單一的平臺內(nèi)部，而是可以在泛在通訊網(wǎng)絡中跨越多個組織和系統(tǒng)，構建無處不在的智能學習空間。系統(tǒng)中的學習資源和活動，以學習元為核心組織，多個學習元又可形成結構靈活的聚合成更大規(guī)模的課程，一個學習元可以在多個課程中使用并同時吸收這些課程中用戶的集體智慧而持續(xù)進化發(fā)展。基于這種理念，筆者設計了學習元運行系統(tǒng)，其體系結構如圖1所示。

（一）數(shù)據(jù)存儲層

數(shù)據(jù)存儲層用來存儲LCS中的各種數(shù)據(jù)。存儲層主要包括學習活動庫、學習元庫、知識本體庫、用戶模型庫、學習工具庫、設備信息庫和日志庫等幾大部分。學習活動庫主要存儲平臺中所有資源不同類型的活動信息，如討論交流、提問答疑、投票、在線交流、學習反思、六頂思考帽等。知識本體庫主要存儲平臺中所有的知識本體，包括已有的領域知識本體以及由用戶創(chuàng)建的本體等。用戶庫主要存儲平臺中所有的用戶信息，包括用戶基本信息、用戶信任度等。學習工具庫主要存儲平臺中的所有小工具。設備信息庫存儲各種常用訪問終端的基本信息，如設備類型、物理參數(shù)等，用于學習資源在不同設備上的自適應呈現(xiàn)。日志庫主要存儲平臺應用過程中產(chǎn)生的各種操作日志。資源庫主要存儲平臺中所有資源的數(shù)據(jù)。

（二）學習元運行層

學習元運行時，API為應用層、協(xié)同編輯環(huán)境和外部工具等提供一系列的服務接口，來實現(xiàn)學習元的定位、關聯(lián)、聚合與檢索，活動運行與工具調(diào)用，運行信息跟蹤，資源的適應性呈現(xiàn)，學習過程信息的記錄，情景感知信息的處理，用戶訪問的授權認證等功能。對數(shù)據(jù)存儲層的信息讀取（如學習元的檢索、調(diào)用）和寫入（如更新學習元的內(nèi)容、更新用戶模型）都通過API完成，該層為學習元的應用環(huán)境和編輯環(huán)境提供無差別的服務。

（三）學習元應用層

學習元應用層是學習者通過用戶接口直接應用的各種系統(tǒng)功能，其核心是圍繞個人學習空間的構建來設計各種學習應用。LCS中的個人學習環(huán)境包括學習反思、學習檔案、學習計劃、參與學習活動、個性化學習評價、個人知識地圖、個性化資源推薦、學習活動、協(xié)作交流等應用功能，學習者可以按需定制各模塊，打造最適合自己的個性化學習環(huán)境。通過個性化學習環(huán)境，學習者不僅可以找到感興趣的知識，還可以找到知識背后的專家和具有相同興趣的學習伙伴；學習者可以制訂學習計劃，建構自己的社會認知網(wǎng)絡，利用系統(tǒng)提供的討論區(qū)、聊天室、留言板、實時交流工具等進行協(xié)作交流；學習者可以進行學習反思，查看自己的個人學檔，與好友分享優(yōu)秀的資源。由于學習元富含大量的語義信息以及交互式活動設計，基于學習元的資源應用能夠支持學習者多種維度的學習，提供適應性的情境化學習資源，促進知識內(nèi)容的建構與反思，以及用戶間的廣泛交流與協(xié)作。

（四）學習元創(chuàng)作環(huán)境

通過學習元的協(xié)同建構環(huán)境，用戶可以在自由、協(xié)作的環(huán)境下完成學習元的協(xié)同創(chuàng)作過程：利用知識本體編輯工具構建學習元的知識模型；利用協(xié)同內(nèi)容編輯工具實現(xiàn)學習元的內(nèi)容進化；利用活動設計與資源關聯(lián)工具使學習元的內(nèi)容呈現(xiàn)與活動設計充分融合，并能有效地復用組件層工具產(chǎn)生的資源（如素材庫中的素材資源、答疑工具中的常見問題等）；設計評價策略，調(diào)用評價工具完成不同類型的學習評價。

（五）終端接入層

通過泛在通信網(wǎng)絡（包括互聯(lián)網(wǎng)絡、數(shù)字電視網(wǎng)絡、無線通訊網(wǎng)絡等），用戶可隨時隨地通過一定的終端設備進入LCS。終端顯示層將根據(jù)用戶所使用的終端設備，如數(shù)字電視、電腦、智能手機、公共信息終端、直播衛(wèi)星等，自動將平臺中的學習元進行格式轉(zhuǎn)換，從而使得學習元能在不同的終端設備上呈現(xiàn)。

（六）外部計算環(huán)境

依據(jù)生態(tài)學理論構建的LCS具有很強的開放性，LCS提供開放的Web服務接口，可以與外界學習系統(tǒng)進行連通和資源共享。外部的學習系統(tǒng)通過使用LCS提供的Web服務接口，可以檢索學習元、調(diào)用LCS中比較有特色的學習工具和學習活動。同樣，LCS中的用戶，不僅可以查詢和訪問系統(tǒng)內(nèi)部的學習元，而且能夠獲取與LCS建立連通的其他系統(tǒng)中的學習資源。

四、 特色功能

相對于一般的在線學習系統(tǒng)，LCS具有以下六個方面的特色：

（一）基于本體的資源組織，實現(xiàn)資源的語義描述和管理

與傳統(tǒng)的按分類體系管理資源的方式不同，LCS采用基于語義Web的本體技術來組織平臺中的各類學習資源。在學習元中，除了使用IEEE LOM規(guī)范中定義的標題、語言、描述、關鍵字等靜態(tài)元數(shù)據(jù)外，還設計了一個可擴展的學科知識本體模型，用于表達學習元中學習資源的內(nèi)在邏輯聯(lián)系。這個語義元數(shù)據(jù)模型的關鍵是要能表達不同類型的學習資源可能包含的共同語義。

針對同一個主題，可能存在不同呈現(xiàn)形式、表達方法和媒體類型的學習資源，但是從中抽象出的內(nèi)在學科知識結構是相對穩(wěn)定的，利用本體來表征學習資源中包含的知識結構，就能有效地表征學習資源所包含的與學習相關的語義信息。這個學科知識的本體模型默認包含最基本的知識類型，以及基本的知識屬性和關系。在此基礎上，參與資源建設的用戶可以通過填充這些屬性和關系，生成各種知識類型的實例，或者擴展新的知識類型和屬性，提供更為豐富的語義表達，最終形成一個與主題相關的、高度內(nèi)聚的知識網(wǎng)絡。

（二）開放內(nèi)容編輯，實現(xiàn)資源內(nèi)容的持續(xù)進化發(fā)展

LCS中的學習資源不是一經(jīng)創(chuàng)建就固定不變的，它具有生成性、進化性等特點。平臺允許用戶對學習內(nèi)容進行協(xié)同編輯，利用群體智慧促進學習資源的成長。由于平臺允許任何用戶對學習內(nèi)容進行編輯，為了保證資源既能充分吸取群體智慧，又能保證吸收的內(nèi)容對資源的成長是有意義的，避免出現(xiàn)資源雜亂生長，平臺采用完備的內(nèi)容進化智能控制技術結合人工審核技術，實現(xiàn)對學習資源內(nèi)容進化的有序控制。學習者可通過查看可視化的資源進化路徑（如圖2所示），從整體上了解資源進化的歷程，還可以通過版本比較功能發(fā)現(xiàn)任何兩個內(nèi)容版本之間的差異。

（三）學習資源在多種移動終端上的自適應呈現(xiàn)

移動終端的迅速普及促進了泛在學習的發(fā)展，目前常用的移動設備包括智能手機、PDA、平板電腦等。這些產(chǎn)品包括不同的品牌和型號，在外觀和功能結構上都存在著較大差別。如何在計算能力、屏幕大小等性能差異較大的移動終端適應性展現(xiàn)資源，成為泛在學習的重要影響因素。

LCS基于高輝等人提出的移動終端上的資源自適應呈現(xiàn)模型（Gao et al.， 2012）在Android操作系統(tǒng)上開發(fā)了移動學習客戶端，可以運行在智能手機、平板電腦等移動設備上。通過該客戶端，學習者可隨時隨地創(chuàng)建、瀏覽、檢索學習元，參與在線討論、批注、評論、提問答疑等學習活動。該客戶端支持離線學習，只要學習者通過移動終端登錄LCS，客戶端軟件會自動下載內(nèi)容到客戶端并進行存儲。在沒有網(wǎng)絡的狀況下，學習者同樣可以通過瀏覽LCS中的信息進行學習。

該客戶端可以實現(xiàn)五個方面的自適應。（1）媒體尺寸和文件大小的自適應：根據(jù)移動終端屏幕大小的不同，從學習元服務器獲取到的媒體尺寸和大小也會有所不同，例如通過手機獲取到的圖片尺寸可能為25*25，而用平板電腦發(fā)送同樣的請求時獲取到的圖片尺寸可能是120*120。（2）學習元布局的自適應：學習元的布局主要取決于兩個方面，即屏幕大小和分辨率，不同尺寸的屏幕上看到同一個學習元時會自動調(diào)整為最佳的布局方式。（3）交互學習活動的自適應：根據(jù)移動終端的運算能力與操作的便捷性，適應性地呈現(xiàn)學習元中的學習活動，對于高性能的終端，可以呈現(xiàn)更豐富的活動，例如在線聊天；對于低性能的終端，可以只呈現(xiàn)簡單的評論、批注等活動。（4）網(wǎng)絡的自適應：在網(wǎng)絡狀況良好的狀態(tài)下，終端發(fā)送請求時會通過網(wǎng)絡發(fā)送到服務器，然后接收服務器返回的數(shù)據(jù)，在網(wǎng)絡狀況不好或連接不到網(wǎng)絡的狀態(tài)下，終端發(fā)送請求時，系統(tǒng)則會在移動終端上的本地數(shù)據(jù)庫中尋找連網(wǎng)狀態(tài)時自動保存的資源。（5）地理位置的自適應：根據(jù)學習者地理位置的不同，學習元移動學習客戶端可自動感知附近的學習者，如發(fā)現(xiàn)有其他學伴在學習同一學習元則會給出提示，提供學習者在實際場景中交流的機會。

（四）社會認知網(wǎng)絡的動態(tài)生成與共享

泛在學習中的交互，絕不僅僅是學習者與物化的學習資源的交互，更重要的是在參與學習的過程中，吸取他人智慧，透過學習資源在學習者、教師之間建立動態(tài)聯(lián)系，學習者可從同伴那里獲取新的知識、得到學習上的幫助。這種趨勢使得“人”也被納入學習資源的范疇，成為一種重要的資源。

LCS中的學習資源不僅有學習內(nèi)容、學習活動，還為學習內(nèi)容附加了社會認知網(wǎng)絡屬性。與Social Network界定的一般的交際網(wǎng)絡不同，社會認知網(wǎng)絡是由知識和人共同構成的網(wǎng)絡，是在人與知識的深度互動過程中構建起來的（如圖3所示）。學習相同或相似主題學習內(nèi)容的學習者還可以透過學習資源實現(xiàn)社會認知網(wǎng)絡，這與聯(lián)通主義學習觀所倡導的“聯(lián)結和再造”價值取向是一致的。隨著學習者之間的不斷交互，便會逐漸形成一個具有相同學習興趣和愛好、交往頻繁的認知網(wǎng)絡。每個學習者都是認知網(wǎng)絡空間中的一個實體節(jié)點，可以與不同的學習者節(jié)點透過學習資源建立學習連接，節(jié)點之間的連接強弱通過多因素復合的認知模型來表示，隨著學習者不斷地學習和交互，學習共同體網(wǎng)絡中節(jié)點狀態(tài)和聯(lián)系也會得到持續(xù)更新。學習者通過社會認知網(wǎng)絡不僅能獲取所需要的物化資源，還能找到相應的人力資源，如通過某一學習內(nèi)容可以快速定位到這個內(nèi)容領域最權威的專家或適合的學習伙伴，從而從他們身上獲取知識和智慧，以此促進學習者的學習。

（五）資源之間動態(tài)建立關聯(lián)，構建語義知識網(wǎng)絡

LCS實現(xiàn)了學習資源間的動態(tài)語義關聯(lián)，即采用自動化的方式在資源之間建立起規(guī)范化的語義關系，并且資源之間的關聯(lián)關系不是一成不變的，而是會隨著資源內(nèi)容、描述信息等變化而動態(tài)更新和發(fā)展。學習資源動態(tài)關聯(lián)的目的是要在不同的資源之間建立有利于促進學習的語義關系，在資源結點間實現(xiàn)有意義的連通，最終形成可無限擴展的資源網(wǎng)。LCS綜合應用三種技術實現(xiàn)資源之間的動態(tài)語義關聯(lián)。首先，應用語義Web中的推理技術，基于JENA提供的推理服務，編寫各種資源關聯(lián)規(guī)則，實現(xiàn)基于規(guī)則的資源動態(tài)關聯(lián)；其次，通過資源語義描述信息間的關系計算，動態(tài)發(fā)現(xiàn)高度相似資源間的語義關聯(lián)；最后，應用數(shù)據(jù)挖掘領域的關聯(lián)規(guī)則挖掘技術，基于用戶的各種交互數(shù)據(jù)，動態(tài)發(fā)現(xiàn)資源間的各種隱性關聯(lián)。為了直觀地呈現(xiàn)整個資源語義空間，LCS采用Flex技術開發(fā)了可視化語義知識網(wǎng)絡，如圖4所示。其中，每個結點代表一個學習元，連線表示學習元之間的語義關系。

（六）基于過程性信息的個性化學習評價

泛在學習面向的是全體社會成員，對學習者的年齡、文化程度、職業(yè)等均沒有要求。這使得泛在學習的學習對象在各方面都呈現(xiàn)出參差不齊的特點。因此，不能通過統(tǒng)一的評價標準來衡量學習者的學習成效。此外，泛在學習者與傳統(tǒng)學習者不同的是，前者具有清晰的學習目的和需求，他們的學習一般是目標驅(qū)動式的，有些知識他們僅僅只想了解，有些知識他們希望深入掌握。因此，也不能通過統(tǒng)一的標準來要求泛在學習者需要達到的學習程度。因此，學習對象不同，學習目標也各有不同，泛在學習環(huán)境就需要為學習者提供個性化的評價標準，從而衡量不同學習對象達到各自不同學習目標的成效。泛在學習要求提供基于過程性信息的評價，將過程性信息記錄下來作為評價學習者學習成效的主要依據(jù)（如圖5所示）。

LCS記錄學習者在學習過程中產(chǎn)生的各種過程性信息，將這些信息分為學習態(tài)度、學習活動、內(nèi)容交互、資源工具和評價反饋等五大類。評價者（一般為資源的創(chuàng)建者，承擔教師角色）根據(jù)不同學習者、不同學習目標選取合適的信息，預先設定若干個個性化的評價方案。系統(tǒng)根據(jù)學習者的學習目標和對知識的掌握程度，從中選擇適合的方案作為評價標準，進而根據(jù)此評價標準采集數(shù)據(jù)，采用簡單易懂的加權法計算評價結果。為了保證評價的準確性，允許評價者根據(jù)學習者的具體表現(xiàn)，對評價結果進行手動修改。評價者和學習者均可實時查看當前的評價結果。

五、 應用場景

唯有應用可以推動學習元研究的不斷發(fā)展。任何系統(tǒng)都需要在實踐中找到應用點，才能真正體現(xiàn)其存在的意義和價值。LCS可以為如下五方面的應用提供技術支撐環(huán)境。其中，有些應用已經(jīng)基于某些項目在開展實證研究。

（一）LCS在資源建設方面的應用

LCS支持Web2.0理念指導下的“共建共享”資源建設模式，任何注冊用戶都可以參與到資源的協(xié)同創(chuàng)作中。在學校教育中，教師可以和學生一起創(chuàng)建網(wǎng)絡課程，學習的所有過程性信息都將自動保存，最終可以生成符合SCORM規(guī)范的標準課程；教師之間也可以通過協(xié)作建設校本資源庫，教師可以針對同一篇課文集體設計教案，通過不斷積累，形成某種教材的整體教學設計方案庫。在企業(yè)培訓領域，人力資源部門也可以發(fā)揮全體員工的集體智慧，鼓勵普通員工參與到培訓資源的制作中，實現(xiàn)“做中學”、“做中訓”，同時在培訓過程中發(fā)揮內(nèi)部員工自身的力量構建最適合企業(yè)的培訓資源庫。

（二）LCS在知識管理方面的應用

LCS可以實現(xiàn)個人和組織兩個層面的知識管理。個體用戶可以基于LCS建設個人知識庫，將自己建設的、協(xié)作的、感興趣的所有知識都納入到個人知識空間中，便于集中管理和維護，同時也可以通過與好友分享，實現(xiàn)知識的傳遞和分享，還可在使用過程中建立和完善個人的知識網(wǎng)絡、人際網(wǎng)絡。組織機構可以創(chuàng)建不同的知識群，鼓勵組織成員將工作中遇到的問題、解決思路等寶貴的一線實踐經(jīng)驗做成LCS，并在組織內(nèi)部共享傳遞，促進隱性知識與顯性知識的相互轉(zhuǎn)換，最終提高組織整體績效。目前，北京師范大學的跨越式研究團隊和學習元項目團隊都在利用LCS開展基于項目的知識管理。

（三）LCS在組織學習方面的應用

LCS不僅僅是一個資源平臺，除了提供豐富的資源外，平臺還提供豐富的學習活動庫和各種學習小工具。通過設計豐富的學習活動，吸引組織成員主動參與到學習中來。通過學習社區(qū)聚合、組織人脈和智慧，促進成員之間的協(xié)作交流。另外，還可以將與組織學習、工作緊密相關的工具上傳到LCS。組織成員遇到問題時，可以通過及時交流或借助專門的學習工具解決難題。LCS的學習活動模塊具備在線測評的功能，教師可以創(chuàng)建試題、組織試卷，學生可以通過自測了解自身知識結構的不足。企業(yè)培訓部門可以通過在線測評對員工進行知識考核，促進員工的在線學習。

（四）LCS在區(qū)域網(wǎng)絡教研方面的應用

區(qū)域網(wǎng)絡教研是提升區(qū)域教學質(zhì)量、促進教師專業(yè)發(fā)展的重要途徑。通過學習元平臺，教師之間可以相互分享教學經(jīng)驗。教研員可以設定幾個教研主題的知識群，將相關學科教師邀請為協(xié)作者，通過集體的力量尋求教學研究的突破點；還可以為不同的學科建立學習社區(qū)，鼓勵同學科的教師網(wǎng)上分享教學資源，交流知識和經(jīng)驗。目前，安徽肥西跨越式實驗區(qū)的10所學校，50多名小學教師正在應用LCS開展區(qū)域網(wǎng)絡教研。

（五）LCS在高校網(wǎng)絡教學方面的應用

區(qū)別于傳統(tǒng)LMS，如BBS、Moodle、Sakai、4A……LCS除了具備資源管理、討論交流、測試、活動設計等教學支持功能外，還融入了更多Web2.0特征，更加關注知識網(wǎng)絡和人際網(wǎng)絡的構建，能夠承擔高校的網(wǎng)絡教學任務。目前，北京師范大學教育學部的部分年輕教師已經(jīng)開始應用LCS開展網(wǎng)絡教學，例如陳玲博士的本科生課程《多媒體與網(wǎng)絡教學資源設計與開發(fā)》、余勝泉教授的博士生課程《教育技術新發(fā)展》等。

六、 小 結

本研究在聯(lián)通主義學習理論、知識建構理論和生態(tài)學習理論的指導下，以泛在學習資源組織模型——學習元為核心設計開發(fā)了一種泛在學習系統(tǒng)——學習元平臺。平臺網(wǎng)址為http：//lcell.bnu.edu.cn。2009年10月正式啟動平臺研發(fā)，2011年5月系統(tǒng)正式上線，截至2012年6月，LCS共有注冊用戶5267人，6025個學習元，637個知識群，118個學習社區(qū)，80個學習小工具。目前，LCS已經(jīng)在某些應用場景中投入試用，結合實際應用中得到的反饋，下一步將重點提升系統(tǒng)的易用性，改善用戶體驗。同時，在各個應用領域?qū)㈤_展深入的實踐探索，提煉應用模型，評價應用效果。

本研究對于泛在學習系統(tǒng)的設計與開發(fā)具有如下三點啟示：（1）泛在學習需要適合自身特性的學習資源，傳統(tǒng)的e-Learning資源需要變革，尤其在開放性、進化性、適應性和情境性等方面，以適應泛在學習實踐發(fā)展的需要；（2）注重社會認知網(wǎng)絡的動態(tài)生成與共享，人與人之間的聯(lián)通、人與資源之間的聯(lián)通既是一種學習的方式，也是一種寶貴的學習資源；（3）考慮到移動設備的多樣性和層出不窮，泛在學習系統(tǒng)需要著重考慮學習資源的多終端適應性呈現(xiàn)。

[參考文獻]

[1] Liu， G. Z.， Hwang， G. J.. A Key Step to Understanding Paradigm Shifts in e-Learning， Towards Context-Aware Ubiquitous Learning [J].British Journal of Educational Technology，2010，（41）：E1～E9.

[2] 余勝泉. 從知識傳遞到認知建構、再到情境認知——三代移動學習的發(fā)展與展望[J].中國電化教育，2007，（6）：7～18.

[3] Jones， V. Jo， J.H.（2004）.Ubiquitous Learning Environment： An Adaptive Teaching System Using Ubiquitous Technology[A].In R. Atkinson， C. McBeath， D. Jonas-Dwyer R. Phillips （Eds）. Beyond the Comfort Zone： Proceedings of the 21st ASCILITE Conference （pp. 468～474）. Perth， 5～8 December[DB/OL].[2012-09-11].http：//www.ascilite.org.au/conferences/perth04/procs/jones.html.

[4] Tan， T. S.， Liu，T. Y..The MObile-Based Interactive Learning Environment（MOBILE）and A Case Study for Assisting Elementary School English Learning[C].icalt， pp.530～534，F(xiàn)ourth IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies （ICALT'04）， 2004.

[5] 張潔. 基于境脈感知的泛在學習環(huán)境模型構建[J].中國電化教育，2010，（2）：16～20.

[6] Hwang， G.-J.， Tsai， C.-C.， Yang， S. J. H.. Criteria， Strategies and Research Issues of Context-Aware Ubiquitous Learning [J]. Educational Technology Society，2008，11（2）：81～91.

[7] Hiroaki Ogata， Ryo Akamatsu， Yoneo Yano. Computer Supported Ubiquitous Learning Environment for Vocabulary Learning Using RFID Tags[P].IFIP International Federation for Information Processing， 2005， Volume 171/2005， 121-130， DOI： 10.1007/0-387-24047-0_10.

[8] Hwang， G.-J.， Yang， T.-C.， Tsai， C.-C.， Yang， S. J. H.. A Context-Aware Ubiquitous Learning Environment for Conducting Complex Science Experiments[J].Computers Education，2009，（2）：402～413.

[9] Huang， Y.-M.，Huang， Y.-M.，Huang， S.-H.， Lin， Y.-T.. A Ubiquitous English Vocabulary Learning System， Evidence of Active/Passive Attitudes vs. Usefulness/ease-of-use[J].Computers Education，2011，58（1）：273～282.

[10] 余勝泉，楊現(xiàn)民，程罡. 泛在學習環(huán)境中的學習資源設計與共享——“學習元”的理念與結構[J].開放教育研究，2009， （1）：47～53.

[11] 楊現(xiàn)民，余勝泉. 泛在學習環(huán)境下的資源信息模型構建[J].中國電化教育，2010，（9）：72～78.

[12] Siemens， G.. Connectivism， A Learning Theory for the Digital Age[J].International Journal of Instructional Technology and Distance Learning，2005，2（1）.

[13] Scradamalia， M.， Bereiter， C.. Computer Support for Knowledge-Building Communities[J].The Journal of the Learning Sciences，1994，3（3）：265～283.

[14] Scardamalia， M.. Collective Cognitive Responsibility for the Advancement of Knowledge[M].In B. Smith （Eds.）， Liberal Education in A Knowledge Society. Chicago， Open Court，2002.

[15] Begon， M.， Townsend， C. R.， Harper， J. L.. Ecology， From Individuals to Ecosystems[M].Blackwell，2006.