泛在學習視角下的教育云資源建設機制研究

楊玉寶　廖宏建

【摘要】教育云資源具有海量存儲、個性化定制、快捷獲取、有效共享等優勢，能滿足泛在學習中的資源需求。泛在學習視角下，教育云資源的建設應貫徹7個方面的機制，即教育主管部門政策支持與引導機制、資源信息建設模型優化機制、多方參與建設機制、資源多元評價機制、資源建設者、管理者和學習者多方交互機制、知識版權保護機制及利益分成機制。這些機制能有效促進教育云資源的優化配置進而促進泛在學習的有效發生。

【關鍵詞】泛在學習；云計算；教育云資源；建設機制

【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009—8097（2013）04—0101—05

引言

近年來，有關泛在學習的研究得到重視，泛在學習被認為是一種蘊含了豐富學習理念與教育意義的新型學習方式，它是在泛在技術和普適計算的情景創設與支持下，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學習資源來開展的學習活動。泛在學習的發生依賴于學習資源的建設，沒有適用的學習資源，泛在學習將難以開展。

2010年7月教育部發布的《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020）》指出，在加快教育信息化進程中要“加強優質教育資源開發與應用……建立開放靈活的教育資源公共服務平臺，促進優質教育資源普及共享。”2012年3月教育部發布的《教育信息化十年發展規劃（2011-2020）》更是明確指出，“實施優質數字教育資源建設與共享是推進教育信息化的基礎工程和關鍵環節，通過建設教育云資源平臺，匯聚百家企事業單位、萬名師生開發的優秀資源。提供公平競爭、規范交易的系統環境，幫助所有師生和社會公眾方便選擇并獲取優質資源和服務，實現優質資源共享和持續發展。”由此可見，教育云資源的建設必將成為資源建設的新方向。

因此，深刻理解和把握泛在學習的特征，充分利用云計算技術的優勢，在資源建設中貫徹并堅持若干機制，從而保障滿足泛在學習需要的教育云資源的建設就顯得特別重要。

一 教育資源建設存在的問題

我國各級教育部門及有關機構經過多年的努力，建設了大量的教育資源，有些省市甚至也發布了相關的資源制作標準、政策和措施來規范、保障資源的制作。文獻研究和行業分析表明，這些資源在滿足泛在學習方面主要存在以下問題：

1 缺乏對學習者的分析，不支持個性化學習

一方面教育資源浩如煙海，一方面學習者卻又難以找到適合個性化需要的資源，原因就在于當前資源開發很少考慮學習者的需求，缺乏對學習者的需求、學習風格等方面的分析。另外，資源平臺也沒有記錄學習者的資源使用偏好和學習記錄，而事實上這些都將成為后續資源建設的重要參考。

2 沒有版權保護，資源建設者的利益得不到保證

由于各方知識產權意識淡薄，也缺乏有效的版權保護技術，教育資源市場缺乏規范的運行機制，使得資源建設者精心制作的資源可以輕松地在網絡上被他人獲取或篡改，并被廣泛傳播。這樣不但侵害了資源建設者的利益和知識產權，也嚴重挫傷了他們的制作積極性。最終，資源的質量沒有辦法得到保證，也影響了學習者對資源的使用。

3 沒有遵循統一的標準和規范，資源難以共享

由于缺乏統一的標準和規范，資源制作比較隨意，制作質量也良莠不齊，甚至很多資源在科學性和教育性方面存有偏差。另外，資源制作者在實踐中沒有認真遵守相關的資源制作規范，使得資源的建設無章無序，難以被引用和共享。如，我國教育部“教育信息化標準技術委員會”制定了具有中國特色的教育信息化技術標準體系（CELTS），該體系中就包括《教育資源建設技術規范》（CELTS-41），但是一些資源制作單位并沒有認真遵守該規范。

4 缺乏溝通平臺，難以形成資源共建共享的良性互動

由于沒有溝通平臺，資源建設者和學習者往往是脫節的，資源建設者不知道學習者的需求，學習者也不知道通過什么渠道和資源建設者進行溝通，以致建設者無法依據學習者學習風格和需要定制個性化的學習資源。不同資源建設主體之間也缺乏必要的溝通。這些都在一定程度上妨礙了資源的共建共享，也難以形成良性發展。

二 泛在學習的特征及對教育資源提出的需求

1 泛在學習的特征

泛在學習的最大特點就是泛在性。所謂泛在是指學習交織在日常生活中，無所不在，無時不在，以至于人們難以覺察其存在。泛在學習具有以下特征：

（1）情境性。情境性意味著學習者的學習活動具有高度的靈活性，允許學習位置的轉移，而不是將學習者限制在某一特定的學習環境中。學習者可以體驗真實的學習環境，可以在學習進程中自由變換甚至意識不到學習環境的存在。

（2）易得性。由于學習環境的開放性、兼容性及信息與物理空間的融合，學習者具有較強的體驗感和良好的接受度。同時，由于通信方式的多樣化和通信的高性能，學習者能夠找到適合需要的學習工具和方式。

（3）交互性和生成性。學習者利用終端設備可以隨時隨地直接從泛在環境中獲取信息，也可以與專家、教師或學習伙伴進行同步或異步的協作與共享交流。學習者可將學習中發生的過程性信息及在協作交流中形成的社會認知網絡記錄下來，并能完整而永久地保存在學習者檔案數據庫中，這些信息可以用來支持學習資源的智能推送，進而支持個性化學習。

（4）整合性。泛在學習既包括與學習有關的環境、工具、資源的整合，也包括學習方式、學習過程、學習成果的整合。學習資源、學習過程與學習成果的有效整合，使得學習者在不同情境中的學習具有連續性。

2 泛在學習對教育資源提出的需求

泛在學習的發生依賴于泛在學習環境下教育資源的建設。為滿足學習者隨時隨地通過任何學習終端都能夠進行學習的需要，教育資源的建設面臨著挑戰和變革。

（1）滿足個性化學習的需要

傳統E-learning環境下學習資源是靜態的、結構封閉的，學習者只能按既定步調進行學習，難以對資源進行個性化編輯。泛在學習環境下，為保證學習過程的延續性，使得學習者可以在任何時間、任何地點從任何智能資源空間中都能提取所需的學習資源，必須將資源結構由靜態封閉變為動態開放，并能實現動態生成和不斷地進化發展。

（2）無限學習群體的海量資源需求

泛在學習環境下的學習者是一個不斷擴充的群體，同一學習者在不同的時間和地點需求也會不同。海量的學習資源是滿足不同群體的個性化學習需要的基本保障。事實上，沒有哪一個機構或組織能夠全部承擔泛在學習環境下學習資源的建設任務。因此，必須改變當前學習資源由專家或某機構獨立制作的建設模式。

（3）資源存儲方式變革的需要

傳統的單點集中式資源存儲無論是從量上還是從存取的快捷性上都無法滿足泛在學習的要求，這就要求將單點集中式存儲變為分布式網絡存儲。在分布式網絡存儲中，物理空間中存在著無數的資源存儲結點（如數據庫服務器、個人計算機等），這些結點通過泛在通信網絡建立鏈接，從而形成一個無限的資源智能網絡空間。連接在該網絡空間中的終端可以是任何可用來學習的設備，如個人計算機、PDA、智能手機等。學習者只需將精力集中于學習之中，無需關注資源來自哪個存儲結點。

（4）資源獲取快捷性和有效性的需求

為了能從無限的資源網絡中挑選出有限的適合學習者學習需要的內容，快捷并有效地獲取資源是必須考慮的。為此，泛在學習環境下的學習資源相對于傳統的素材資源，除了需具備元數據描述功能外，還需對資源本身的智能性進行挖掘。一方面，要實現技術環境的自動適應，即資源能夠自適應學習者所用設備的物理性能，從而實現資源的自動推送。另一方面，要實現個性特征的自動適應，即資源要能夠根據不同學習者的不同操作進行不同的反應（如內容的粒度大小、呈現順序等）。

三 云計算與教育云資源的部署

1 云計算

云計算興起于2007年，是分布式計算的自然延伸，是通過整合、管理、調配分布在網絡各處的計算資源，以按需分配、按用計費、通過互聯網分發并以統一的交互接口同時向大量學習者提供服務的一個IT服務模式。云計算可將分布在各地的服務器群進行互聯，能夠滿足大規模計算能力、海量數據處理和信息服務的需求。提供各類資源的網絡被稱為“云”，對使用者而言，“云”中的資源可以隨時獲取、按需使用、隨時擴展。云計算技術將給教育信息化帶來新的機遇，如學習服務的個性化、終身學習的泛在化、知識創建協同化等，可為泛在學習環境下海量學習資源的存儲和共享提供技術支撐。

2 教育云資源

教育云資源是充分吸收和整合云計算的技術特點和優勢，在云計算平臺上部署的數字化教育資源。教育資源通過云計算平臺提供給用戶，通過恰當的基礎設施建設，從管理層面將資源的功能從資源的實體上分離出來，通過虛擬化技術屏蔽底層的硬件和軟件實施細節，簡化業務應用部署，提高資源利用率，實現資源的整合和靈活配置，有利于資源的聚類、共享、升級、推送。

3 教育云資源的部署

廣州大學在數字校園建設過程中，為支撐學校業務系統的運行、為學校科研團隊提供計算能力及為師生提供學習資源，構建了云計算平臺，并在上面部署了教育資源，其邏輯結構如圖1所示。

由圖1可以看出，支撐教育云資源的云計算平臺主要包括云基礎、云管理、云服務和云安全四個方面。云基礎是整個硬件基礎和支撐平臺，包括服務器、存儲設備以及網絡設備等物理資源，通過虛擬化技術可以將物理資源虛擬化，通過對虛擬化資源的調度和管理，實現資源的按需分配和動態部署。云管理主要是對教育資源的存儲、服務調度、災難處理等，以及根據資源利用率情況實現的服務遷移，其中教育資源云存儲是對海量資源的分布式存儲以及實現資源的流媒體播放等。云服務主要是借助數字化教育資源服務平臺對資源進行管理并提供給用戶使用，包括資源的展示、資源評價、資源的版權保護、根據用戶需要進行的資源推送、廣告管理以及為資源建設者、用戶、評價等各方提供的即時通信等。云安全是通過身份認證、角色管理、權限管理等機制來保障云計算平臺及用戶的安全。

分布在不同區域的單個教育云資源平臺可以通過互聯網實現數據通信和共享，從而形成更大的資源云，如圖2所示。

四 教育云資源建設的機制

通過我校教育云資源的實踐發現，教育云資源的建設面臨技術、人才、管理等各方面的挑戰。為滿足泛在學習的需要，保障和促進教育云資源實現規范建設、高度共享、優化配置，在教育云資源的建設過程中，教育主管部門提供政策支持與引導是保障條件；優化資源建設模型是技術指引；多方參與、多方溝通、多元評價是保證資源建設質量的內在驅動力；實現知識產權保護、利益分成是保證資源建設質量的外在驅動力。

1 教育主管部門應把握機遇，提供政策支持與引導

教育主管部門應深刻洞察云計算技術給資源建設帶來的機遇和挑戰，組織力量深入研究其中的關鍵技術、理念變革及可能的機遇和風險等，并以積極的姿態投入到這場變革之中，為教育資源的建設提供相關的政策支持與引導。

教育云資源的建設離不開云計算基礎設施的支撐，而云計算基礎設施的搭建和部署需要大容量高速存取的光纖存儲、計算能力較強的服務器以及光纖交換機等設備的支持，同時還需云計算管理軟件等實現對資源的部署和遷移。這些都需要較大的前期投資，如果單靠一所學校或一個教育機構去投入，壓力較大。因此，需要教育主管部門制定相關的政策或進行相關的引導，提供經濟支持與政策扶持，鼓勵掌握云計算技術的IT公司參與教育資源云基礎設施的建設與部署。

同時，教育主管部門還應發揮領導與協調作用，組織媒體開發專家、教學設計專家、學科領域專家、IT技術專家，制定能夠滿足Web2.0時代符合學習者個性化學習需要的教育資源建設標準與規范，開放相應的接口（如資源規范接口、知識標準接口、應用接口等），促進資源的建設與共享，以免所有的資源都被拋到“云”中，讓學習者無所適從。

廣州市政府為指導云計算產業發展，制定了《關于加快云計算產業發展的行動計劃（2011—2015年）》（簡稱“天云計劃”）。作為該計劃中示范重點工程之一的教育云示范，目的在于“整合全廣州市教育信息資源，建立數據交換與共享平臺，提供網上授課、在線輔導、在線考試、學生管理等云計算服務，推動教育資源均衡化發展”。為此，廣州市政府將從“強化組織領導，全面統籌協調：完善政策配套，提高扶持力度；設立重大專項，加大資金投入”等多個方面促進和保障云計算產業的發展。

2 優化資源信息建設模型，提升資源建設質量

在教育資源的建設中，資源信息建設模型的設計起著至關重要的作用，不但決定了教育資源的質量，還影響著資源的廣度和深度。目前國際主流的資源信息模型包括LOM、SCORM、IMS-LD、IMS Common Cartridge等，但這些模型忽視了學習過程、人際網絡、語義關聯、格式展現、語義本體描述等方面的信息。為克服這些資源信息模型存在的弊端，國內余勝泉等人提出了適合泛在學習的新的資源信息建設模型——學習元。

在資源的建設中，采用學習元信息模型，不但可以方便地實現資源的管理，克服傳統資源建設的弊端，實現對資源的評價、推送及對移動學習終端的自適應，還可以根據知識網絡進行知識建模、知識聚合和知識推理，實現知識管理等功能。

余勝泉等人在國家自然科學基金項目“泛在學習的資源組織模型及其關鍵技術研究”中結合泛在學習的需求，采用學習元信息模型構建了一種針對泛在學習的內容個性化推薦模型，該模型從用戶興趣、學習偏好和知識模型三個角度出發，利用泛在學習資源的語義描述、KNS網絡、生成性信息和學習活動等方面的特性，對結構化泛在學習資源進行綜合推薦。

3 形成多方參與資源建設的機制

泛在學習對資源量的要求，使得我們必須改變當前的教育資源從傳統的由某些權威專家或機構單點生產的建設模式轉向學習者、教育機構、專家等多方參與的建設模式。Web2.0最核心的一項理念就是學習者創造內容。因此，應充分調動學習者的參與精神和積極性，讓他們參與到資源的制作過程中，發揮集體的智慧和力量，為資源的建設做出貢獻并在實踐中形成新的資源建設模式。同時，由于學習者最清楚自己的資源需求，在資源建設中需要形成一種積極、穩定、健全的學習者共同參與的機制。

廣州大學網絡與現代教育技術中心在電工電子類虛擬實驗教學資源建設過程中，專門組建了“電工電子實習項目”建設小組，小組成員主要由專業教師（來自物理與電子工程學院、機械與電氣工程學院）、中心的實驗教師和教育技術人員、具有3DMax基礎的學生等組成。3Dmax學生團隊主要來自于中心開設的全校公選課程3Dmax中的優秀學生。專業教師負責腳本的撰寫及資源的科學性和教育性審查；實驗教師和教育技術人員主要是進行教學設計、學生建模方面的技術支持（如Unity3D實現、3D模型制作）以及對學生的培訓和輔導；學生團隊根據元器件的類型分為三個小組，分別進行車削類、方體類、不規則類元器件的建模。通過一年多的建設，目前已經完成電工模型20個、電子模型113個、工具和儀器儀表模型12個，同時完成了“焊接訓練”虛擬實驗。

4 形成資源的多元評價機制

在以往的資源建設中，資源的評價往往只是簡單的定性評價，學習者很少重視對資源的評價，資源組織者也沒有很好地發掘和發揮評價的作用。面對泛在學習對教育資源建設的需求，我們需要引入資源的多元評價機制，讓資源接受學習者的檢驗，資源的生命周期以是否滿足、符合學習者的學習需要為標準。對于資源使用者而言，對資源的評價可以為他們提供具有實質意義的指導，幫助他們選擇相對更優質的、更適合自身學習的資源；對于資源建設者而言，對資源的評價可以為他們提供直接的和間接的意見或建議，為制作、創新或重構更好的資源提供重要的借鑒數據和反饋信息：對資源管理者而言，對資源的評價可以為遴選優質資源提供更切實的依據。

為了保證資源評價的科學性與有效性，宜采用專家評價與用戶評價相結合的方式，如圖3所示。專家通常應包括學科教學專家、教育技術專家、信息技術人員等，主要從技術性、科學性、教育性等方面綜合考慮。用戶的評價包括使用前評價和使用后評價。使用前評價是根據事先制定的資源評價指標體系，為不同用戶編寫不同的問卷來獲取評價信息及相應的得分——使用前的評價得分。使用后評價則主要依據公開發布該資源后被引用情況的統計信息（如被點擊次數、被下載次數、被引用次數等）

以及用戶使用該資源后在網上的評論信息，再把二者結合起來進行綜合評價，得出使用后的評價分數。最后，再對使用前評價和使用后評價所產生的兩個得分作加權統計，由此得出用戶評價的總得分。最終資源的評價結果將是專家評價結果和用戶評價結果的綜合。

5 形成資源建設者、管理者和學習者等多方交互機制

資源的建設者和資源的使用者之間不應是分開的，教學相長同樣適用于資源的建設。以往的學習平臺提供的一般只是學習者對資源的評價，資源建設者和學習者是分離的。為克服這種弊端，我們要建立資源建設者、學習者、管理者、評價者的溝通交流平臺，促進他們之間的溝通，這樣不但利于學習者的學習，也能促進資源的建設。通過該平臺，學習者之間既可以交流心得，為資源提供評價意見，又可以為資源管理者提供意見和建議。

我們在電工電子類虛擬實驗教學資源建設過程中，為促進多方的交互與溝通，在云計算平臺上部署了即時通信系統，如圖4所示。根據用戶的屬性，如所在校區、教師或學生、所在部門（學院）等，將用戶分配到系統中相應的群組。通過該系統，在同一個域（如“廣州大學大學城校區”）中的用戶可以根據需要自定義不同的群組（如車削類、方體類、不規則類），群組中的成員可以相互交流，還可以通過查找好友的方式與另一個域（如“廣州大學桂花崗校區”）中的用戶進行交流。同一“域”的用戶群組還可以實現信息的主動推送，譬如最新上線資源、某一資源的評價信息等。

6 形成知識版權保護機制

學習資源是資源建設者腦力勞動和創造性勞動的結晶，特別是優質教育資源的產生，資源建設者往往付出了非常艱苦和出色的勞動。由于這些資源放在網上，沒有知識產權保護，資源制作者的勞動得不到尊重，資源往往面臨肢解、濫用等情況。因此，不但要在學習者中培養尊重知識版權、保護知識版權的意識和責任，同時還需出臺相關的機制和政策，研究資源版權保護的技術，切實維護資源建設者的利益。

廣州大學網絡與現代教育技術中心部署在云計算平臺上的數字資源管理系統可以對文檔資源和視頻資源進行版權控制。如對電子文檔資源，當原始的電子書籍文檔被上傳到文檔服務器之后，服務器會隨機生成一串獨一無二的數字作為這個文檔的“鑰匙”，并利用這把“鑰匙”對文檔進行加密，進而封裝成另外的文件格式。當經過統一身份認證平臺登錄的用戶瀏覽該文檔時，服務器會把加密封裝好的文件和經過加密的“鑰匙”一起發送給閱讀器，閱讀器才能正確瀏覽。當未經授權的用戶獲取到這個被加密的文檔，由于沒有那把“鑰匙”，是沒有任何辦法能把文檔內容還原提取出來的。通過這種措施，可以實現對電子文檔資源的權限控制和版權管理。

7 形成資源建設的利益分成機制

教育資源的建設還要考慮資源建設者、提供者的利益分成。對于一般性的、受益面比較廣的資源，可以免費提供給學習者；對于一些專業性非常強的優質資源，可以引入計費機制，并適當地插入廣告等措施，來吸引學習者，并給資源建設者一定的提成。資源的提成可以借鑒Google AdSense的廣告投放原理和機制，提供一些和資源內容相關的文字廣告，吸引學習者的關注。根據資源建設者、評價者、管理者甚至學習者對資源的貢獻度進行利益分成。由于有了看得見的利益，不但讓資源建設者有成就感，還能促進優質資源的不斷產生，最終形成良性發展。

五 結束語

未來的學習將越來越人性化，越來越重視用戶的體驗，泛在學習將在學習者的學習活動中占據越來越重要的比例，教育資源的建設與服務模式將發生重大變革。云計算技術在教育領域的應用，將為泛在學習環境下的資源建設帶來諸多機遇與挑戰。各級教育部門及致力于資源建設的IT公司應充分整合現有資源，采用云計算技術，遵循資源建設的良性發展機制，形成資源配置與服務的集約化發展途徑，構建穩定可靠的教育資源云服務模式，從而切實發揮學習資源在學習中的基礎性作用。