基于Cloud Card的個人學習空間云架構 *

郁曉華，張瑩淵，黃 沁，祝智庭

(1.華東師范大學 教育信息技術學系，上海 200062；2.上海數字化教育裝備工程技術研究中心，上海 200062)

基于Cloud Card的個人學習空間云架構 *

郁曉華1,2，張瑩淵1，黃 沁1，祝智庭1,2

(1.華東師范大學 教育信息技術學系，上海 200062；2.上海數字化教育裝備工程技術研究中心，上海 200062)

“互聯網+”時代，信息技術與教育教學深度融合，泛在學習、翻轉課堂、聯通教育等顛覆性教育創新不斷涌現。在此背景下，面向未來教育的個人學習空間建設需要面向個人、面向智慧、開放生態、連接一切。該文首先從學習生態圈和學習操控臺兩個視角對個人學習空間進行了全新解讀，進而聚焦于Cloud Card技術支持下的個人學習空間建設，論述了兩者結合的理論與技術基礎，提出了云平臺系統架構下構建個人學習空間的具體方案。云平臺利用云計算技術，將資源、數據和服務匯聚到基礎服務平臺上進行統一規劃與管理，并通過核心應用中心，圍繞服務于個體的成長發展，從資源、活動、評價三個維度提供個性化、情境性、自適應的學習服務，最終以面向個體和公眾的多樣化終端加以呈現。研究最后對Cloud Card理念下個人學習空間中學習活動的設計與組織進行初步探索，提出了原子級學習活動和學習樣式模板，為個人學習空間的建設提供了新的技術路線和實現方案，但后續仍需要從學習分析與挖掘實現、數據規范制定、學習樣式模板設計等方面進行更加深入的研究。

個人學習空間；Cloud Card；人人通；互聯網+；學習生態；云架構；學習活動

一、引言

個人學習空間(Personal Learning Space)作為個人數字化學習環境的新事物，契合了國家發展、個體需求及教學變革等多方的呼吁。“十二五”期間，我國教育信息化建設將“三通兩平臺”作為核心目標與標志工程，力爭用5年左右時間，使我國教師與學生擁有網絡學習空間，努力在網絡學習空間建設與應用方面走在世界前列[1]。而隨著云計算、移動互聯、大數據分析等新興技術的發展，大量顛覆性教育創新(Disruptive Innovations)不斷涌現，如泛在學習、翻轉課堂、聯通教育(Connected Education)等，“互聯網+”思潮正深深沖擊著未來教育的形態，也使得個人學習空間的建設思想發生著巨大的轉變。Cloud Card技術作為當前創新技術的集中體現之一，具備UI關聯展現、流線型服務組織模式、底層隱形數據傳遞等特點，能為個人學習空間工具服務的情境化組織、學習過程的追蹤以及面向過程的真實性評價提供新的實現理念和技術路線。在先前的研究中[2]，我們已經對此進行了初步探索，而本研究將在此基礎上，進一步探究兩者結合的技術與理論基礎，提出基于Cloud Card的個人學習空間云架構，然后探討Cloud Card下學習活動的設計與組織。

二、個人學習空間及其未來新愿景

從某種程度而言，個人學習空間是一種面向學習者個體提供在線學習服務的網絡環境。隨著教育理念由以“教”為中心向以“學”為中心轉變，個人學習空間也從網絡學習環境中的設計“附庸”被提上了教育者們研究的主議程。在以云計算、移動網絡等各種新興技術的支持以及“互聯網+”技術思潮的影響下，有必要對個人學習空間加以重新認識和定位。

(一)個人學習空間的發展演變

20世紀90年代中期，虛擬學習環境(VLE)隨網絡技術的發展而產生，作為一種自上而下設計的正式學習環境，VLE以課程為導向，主要支持教育機構環境內的教與學，學習者個體的權利與需求并未被重視[3]。隨著教學理念由以“教”為中心向以“學”為中心發生轉變，學習環境中開始加入個性化元素并被不斷增強，直到個人學習環境(PLE)概念的提出。PLE賦予學習者更多的自主權，強調學習者對他們學習活動及工具服務的掌控，也更加重視學的過程[4]，以支持不同情境下的非正式學習。但隨著國家政策、技術發展以及教學變革等多重需求的進一步演變，個人學習空間的概念應運而生，表達了面向學習者構建整合PLE與VLE的增強型學習環境的愿景，實現混合式、多元化的學習生態[5]。

祝智庭最先將個人學習空間引入國內并進行了本土化解讀。他認為個人學習空間為學習者創設了相對隱私、安全可控的學習環境，通過提供學習支架與模板引導學習者學習，同時賦予學習者自主管理權限，支持其最大程度參與，學習者可以在空間中創建持久、迭代的學習記錄和體驗。個人學習空間的構建對個性化學習起著核心作用，是實現“網絡學習空間人人通”的重要基礎[6]。美國新媒體聯盟在2015年、2016年的《地平線報告(高等教育版)》中，將正式學習和非正式學習的融合(整合)視為需解決的挑戰之一，并將“自帶設備”和“自適應學習技術”視為一年內重要發展的教育技術之一。自帶設備是個人學習空間貫通正式與非正式學習的硬件基礎，自適應學習是個人學習空間服務的終極方向，兩者都與個人學習空間的建設息息相關[7]。當前，個人學習空間的建設已成為各國教育信息化政策中重要的組成部分。美國教育部發布的2016年《國家教育技術計劃》中明確提出：利用技術提供更為公平和易于獲取的學習，連接人、數據、內容、資源、專業知識和學習，允許所有學習者參與正式和非正式環境中的學習體驗[8]。英國JISC發布的《21世紀學習空間設計指南》中指出要建設滿足“以學生為中心”教學模式的需求[9]。我國《教育信息化十年發展規劃(2011-2020年》中明確提出：推進信息技術與教學全面深度融合、鼓勵建設智能化教學環境、提高信息化教學水平，而個人學習空間正是網絡學習空間中的研究焦點[10]。

(二)面向未來教育的個人學習空間新理解

當前，“互聯網+”技術思潮正大力沖擊著各個行業領域的發展認識與觀念，教育也無法避免。“互聯網+教育”在尊重教育本質特性的基礎上，用互聯網思維及行為模式重塑教育教學模式、內容、工具、方法的過程，構建新的教育生態體系[11][12]。“互聯網+”的六大特征包括跨界融合、創新驅動、重塑結構、尊重人性、開放生態、連接一切[13]。基于“互聯網+”的教育內涵，面向未來教育的個人學習空間建設需要面向個人、面向智慧，開放生態、連接一切，具體可從學習生態圈與學習操控臺兩個視角加以詮釋。

1.基于學習生態圈的全局視角

聯合國教科文組織“學習無國界計劃”負責人詹·威瑟最早提出學習生態的觀點，他認為學習環境可以被比作生物圈[14]，學習者與學習環境在互動中共同發展[15]。Norman Jackson提出，學習生態能夠跨越時空限制，連接同時存在的或者貫穿整個生命歷程的不同空間和環境[16]，這正體現了終身學習(Life-long Learning)和全方位學習(Life-wide Learning)的生態視角，是對新世紀社會發展和人的全面發展的必然要求。

隨著信息技術與教育教學的深度融合，數字學習、移動學習、泛在學習等新型學習方式日趨常態化，海量的數字學習資源和新型的學習支持工具呈爆炸式增長，面向個人學習的教育教學平臺不斷涌現，個人擁有多個終端設備，開放共享、虛實結合、學習服務的個性化、碎片化正成為數字時代學習的新常態。因此，如何聯通零散的落腳點并進行深層次整合，打通教與學核心要素之間的隔閡，打造新一代的數字化學習生態圈成為學習環境建設的關鍵。

個人學習空間的構建就是要打造一個學習生態系統，該系統時刻與外界物理環境、虛擬環境、社會環境進行著物質、能量、信息的交換[17]。具體而言，個人學習空間由學習者自主建構與治理，依賴于Web2.0技術(Blog、Wiki、RSS等)，學習者從內容消耗者轉變為內容創建者，從空間使用者拓展為空間管理者，從碎片化學習轉向連通性學習[18]；個人學習空間連接一切教與學的數據，匯集支持個體學習的工具、資源、情境、活動和關系[19]，各要素在賴以生存的學習空間中和諧共處、協調發展。個人學習空間重新解構了傳統的學習模式和教育體制，全面支持5A 學習模式(Anyone，Anytime，Anywhere，Anydevice，Anyform)，即任何人可以在任何時刻、任何地方，使用任何設備，通過任何方式獲取所需的任何信息。其中，終端設備和學習方式的普適性是個人學習空間的價值所在。傳統的學習平臺業務運作彼此獨立，缺乏有效的關聯機制。學習者在不同的學習平臺駐足，建立落腳點(也稱個人空間)，隨之產生的大量非結構化的獨立數據難以被挖掘和再分析，而個人學習空間作為貫通正式學習與非正式學習的虛擬環境，運行于一定的學習支撐服務平臺上，能夠匯聚學習者零散的“落腳點”，實現資源、工具、服務跨平臺跨設備的聯通共享，并且圍繞個體學習的設計要素，進行深層次整合，為學習者不同方式的學習提供個性化自適應服務，真正體現生態化學習。

2.基于學習操控臺的設計隱喻

個人學習空間作為個人學習生態，聯通各種工具、服務、資源和數據，聚焦于學習者個性化需求，實現內容、社區、應用的有機整合。從個人視角而言，學習者需要通過類似“學習操控臺”的機制對分散在不同學習平臺上的活動與資源加以管理，從而實現一站式統攬全局，通達各處，定制自己的學習。而為了支持學習者學習活動的有效有序開展，個人學習空間需要展現一定的“智慧性”，確保服務的適時、適量與適需，從而有效規避由于多元化途徑、多樣化學習所帶來的多、亂、雜。

Ontuitive的首席學習傳播專家Bob Mosher較早提出“適時”(Just in Time)與“適量”(Just in Enough)的概念。“適時”屬于嚴格的時間問題，是指在特定目標下，幫助學習者及時、快速獲取資源，有效節省時間；“適量”即在當前任務情境下，交付給學習者適當信息容量的準確信息，而不是大量無關的內容[20]。隨著大數據、云計算和移動技術的發展，個人學習空間的建設已不僅僅滿足于“適時”和“適量”，“適需”(Just in Need)的概念被提出，即對當前學習情境和需求的識別作為保障個體學習成效的又一特征。個人學習空間追蹤并記錄學習者的學習過程與學習活動，通過學習行為分析，及時識別學習者當下的學習偏好、認知風格、學習情境等，并借助于學習儀表盤可視化分析結果[21]，讓教師或學生能以最直觀的方式了解現狀與問題，做出反饋；而隨著學習儀表盤的不斷創新與完備，個人學習空間將會以更精妙的數據追蹤方式和可視化呈現方式來感知學習情境，分析預測學習者的風格，滿足其個性化需求[22]。

“適時”“適量”“適需”下，個人學習空間以學習者為中心，隨情境轉變而不斷動態部署。如果以某一時刻對個人學習空間做一個時間切片，那么此時的學習操控臺將服務于特定的需求目標，只呈現相匹配的適當的信息容量，告知學習者當前需要完成的任務，并明示當前所參與學習活動的后續流程，體現出學習支持的“智慧性”。

三、Cloud Card與個人學習空間結合的技術與理論基礎

面向未來教育的個人學習空間需要面向個人、面向智慧，開放生態、連接一切，而Cloud Card的技術理念剛好契合了個人學習空間建設這一需要。在先前的研究中[23]，我們已從工具服務的情境化組織、學習過程的追蹤、面向過程的真實性評價三個方面，探討了Cloud Card在教育應用中的可行性和關鍵設計要素，而本研究將進一步闡述兩者結合的技術與理論基礎，如圖1所示。

圖1 Cloud Card與個人學習空間結合的技術與理論基礎

(一)Cloud Card及其工作原理

Cloud Card是阿里巴巴集團推出的YunOS 3.0所采用的卡片式桌面。不同于Android和IOS以APP為功能模塊的設計，YunOS 3.0將各類APP的功能進行整合重組，通過Cloud Card這個唯一的符號，打通APP之間、網頁與APP之間的聯通壁壘。

Cloud Card基于智能終端感知的情境數據，能夠自動生成符合真實情境的任務云卡，并按照事件發展的流式思維有力協助用戶活動的開展，從時間流、事件流、信息流等多個領域的大數據與模型演算引擎為用戶建立更好的服務邏輯，實現服務的無縫接入和自由跳轉。Cloud Card引入深度鏈接技術(Deep Linking)，在一個平臺界面匯集用戶眾多的任務場景，每一個任務場景匹配一張主卡，然后基于這些特定場景的實時數據和模擬推薦引擎，系統自動推送相關的第三方服務作為關聯卡片，以滿足用戶需求的拓展和外延，實現一站式服務。場景與場景之間無縫連接，服務和工具也緊隨關聯，形成任務活動的有序開展和有效閉環。Cloud Card完全運行在云端，用戶無需下載APP就能隨時隨地享受大數據智能生活[24]。這些特性使得Cloud Card能很好地支持面向未來教育的個人學習空間的新發展理念。

(二)兩者結合的技術基礎

1.云支持的泛在學習網絡

泛在學習這一概念最早由“泛在計算”衍生而來[25]，它將信息空間與物理空間相融合，幫助人們透明地、隨時隨地獲取數字化服務[26]。而“泛在網絡空間”則是指在泛在學習的環境中，將協作者、學習資源、工具服務等主要因素進行聯系與整合，以提供給學習者一個可相互操作、普適、無縫的學習體系[27]。泛在學習一共經歷了泛在計算、泛在網絡、泛在社會、普適學習與泛在學習五個階段，國內外學者將泛在學習的主要特點總結為：泛在性、易獲取性、交互性、學習環境的情景、以現實的問題為核心[28]。

利用分布式數據存儲與管理技術，基于云計算的泛在學習網絡不僅能存儲海量數字化學習資源，還能在云端記錄學習者各類學習活動的數據。在此基礎上，各種形態的學習資源與活動基于Could Card實現卡片化組織與運作，通過實時的學習情境與需求分析與解讀，被有效推送到學習者個體的各類移動終端上，完成學習的5A愿景。因此，云支持的泛在學習網絡為搭建基于Cloud Card的個人學習空間提供了必要基礎環境保障。

2.大數據分析的輔助決策

大數據時代，海量的學習數據具備Volume(巨量性)、Velocity(高速性)、Variety(多樣性)、Value(價值性)、Veracity(真實性)5V特征[29]。大數據分析從海量數據中發現教育角色之間的關系、診斷教學過程中的問題、預測教育發展趨勢，為教學決策提供依據。數據驅動的教育決策，要求學習行為等相關信息記錄精確，教育過程變得可量化；在此基礎上得出可靠的數據依據，既能幫助學習者做出適合自身發展的決策，又能幫助教師了解每位學生的真實情況，為其提供真正個性化的學習資源、學習活動、學習路徑、學習工具與服務，實現因材施教[30]。此外，大數據分析技術還能精準分析學習資源的質量，從而優化學習資源的設計與開發[31]。在個人學習空間的建設中，需要大數據分析提供有效的決策支撐，識別學習情境，以優化資源與活動的配置，同時提供智慧性的學習輔助，監控問題危機，以保障科學化教育[32]。

Cloud Card的運作機制天然具備存儲學習行為大數據的能力，可根據設定的數據處理與分析模塊，研究學習者的學習軌跡數據；然后根據學習者模型和教學設計模板，對學習內容與服務提供自適應的個性化定制與推送，同時利用學習儀表盤等工具為學習者、教師提供可視化的分析數據和報告，協助他們做出有效的活動決策[33]。因此，大數據的輔助決策為基于Cloud Card的個人學習空間中實現有效學習服務提供了重要的決策支持。

3.智能終端的情境感知

隨著移動智能終端的普及、物聯網傳感器的發展以及無線WiFi、GPS等嵌入式設備的大規模部署，基于智能終端的情境感知應用成為可能。情境感知是指在用戶需要時利用情境信息向用戶提供適合于當前情形(如任務、地點、時間和人物等)的信息或服務，通過感知用戶情境自動地獲取和發現用戶需求，實現信息服務與用戶的自適應，并提高信息服務的準確性和可靠性，是協助信息服務系統提高性能和質量的重要支持手段和方法[34][35]。

智能終端和嵌入式設備所搭載的各種傳感器及相關計算設備，通過感知和獲取學習者周邊普適環境中的情境參數，并自動地進行加工和處理，以了解學習者的學習風格、興趣愛好等，推測出學習者的當前行為，準確理解學習者的學習需求。學習平臺根據情境狀態的變化自適應地調整系統的服務行為，為學習者搜索、組織、選擇、推薦更具針對性的信息、資源和工具(按需服務)，最終實現學習者與環境、學習平臺間的自然融合與自適應交互，提高自適應推薦服務的準確性和可靠性[36]。因此，智能終端的情境感知為基于Cloud Card的個人學習空間滿足個性化和自適應需求提供了有效途徑。

(三)兩者結合的理論基礎

1.教學傳通模型：實現各部分信息的溝通與合作

網絡教學傳通模型是祝智庭提出的一個解釋教與學環境中各要素聯通及相互作用的通達模型[37]。該模型指出：在技術中介的學習環境中存在角色空間、媒體工具空間及其角色行為所需要的內容資源空間、工作信息空間，四類空間相互聯通影響，并通過一個能動的協調空間進行調節，以建構一種最為契合的情境模式和支持環境，使得學習達到一種最為有效的運作狀態。角色空間，即人的要素，包括一切在技術支撐下促進知識生成、增進情感交流、發揮協作能力的參與者，包括自我、學伴、教師、家長等不同角色。內容資源空間，即內容要素，是網絡教學活動所需的教育資源(學習對象)實體；網絡學習空間中包括各類公開的外部資源，可通過搜索引擎、訪問數據庫、共享角色空間中其他角色開放的資源等途徑獲取。媒體工具空間，即工具要素，是各種可用來幫助學習者學習的工具集合。過程信息空間，包括用戶在網絡空間中一切活動和活動結果的記錄[38]。

上述教與學的要素在個人學習空間共同存在，并通過Cloud Card在特定時刻、特定情境中實現最佳整合，圍繞優化個體學習并支持其全面發展的目標展開協同工作。總之，網絡教學傳通模型高度抽象了網絡教學系統的運行機制和體系結構，為個人學習空間中的學習服務運作提供了可參考的模型框架。

2.活動理論：層級組織實現教與學活動的分解

作為理解和分析人類活動的一般解釋框架，活動理論認為活動是最基本的分析單位，活動具有層次結構[39]。根據列昂節夫的觀點，人類的行為活動可分解為三個層次，這三層相互作用并處于動態變化中。完整的行為活動是由動機(Motive)、目標(Goal)、達到目標的條件(Condition)，以及與這些成分相關的活動(Activity)、行動(Action)和操作(Operation)構成[40]。位于最上層的是受動機、意圖趨勢的活動，它是由一組受目標驅使的行為序列構成。行動是功能性水平的，通過規劃和問題解決行動來完成活動，行動的執行需要借助一連串的操作。操作位于最低層，是常規性的行為，由現有條件的決定，受特定行動和工具的限制，操作是開展行為的具體步驟，所有的操作開始都是行為[41]。活動理論主張活動的組成部分不是一成不變的，而是隨環境和情境的變化而發生改變。隨著活動的進行和主體意識的參與，活動逐漸分解為行為，進一步分解為操作，學習就是主體將一個個活動轉化為行為和操作的過程[42]。

基于Cloud Card的個人學習空間，可以開展多樣化的學習活動，滿足不同的學習需求。如何從需求目標出發，將學習活動細化到操作實施的卡片層次是基于Cloud Card活動設計的關鍵。在活動理論指導下的學習活動設計，需要先識別出支持活動的行動和操作，然后將每一步分解為具體的行動或操作，做到有序列性、層次性和可操作性[43]。因此，本研究借用活動的層級結構理論來剖析個人學習空間建設中基于Cloud Card的學習活動的開展過程。

3.學習設計：指導教學步驟的把握

Cloud Card的流程式服務序列為個人學習空間的活動追蹤與過程性評價提供了良好的實現機制，而關于如何分解學習活動以有效實現特定的學習目標或完成當前任務，學習設計(Learning Design)理念提供了重要思路。

學習設計與教學設計有著非常密切的聯系，教學設計是對學習過程和資源創設有效的教學流程與系統[44]，學習設計則是進一步說明活動過程的組織、管理和評價，為實施教學設計更加顯性和明確化的操作條件與方法。學習設計說明教學情境中學習任務的考核目標、執行活動的流程、使用資源的條件等，從本質而言，它建立教學每一步的目標、過程及其對應的評估框架，然后將過程中的產出狀況與預期的行為和交互結果進行對比評估，從而判定是否達到預期的效果，并以此為依據調整下一步的目標與行動方案。

學習設計為學習者學習過程的分析建立了準確的預測模型，學習者的交互行為也在特定的學習模式和活動方案下加以引導，并不斷被評估診斷，以保障過程的合理性和學習的有效性。總的來說，學習設計為個人學習空間中教學步驟的把握提供了有力的理論指導，也是空間中實現對學習者過程性評價與總結性評價的重要依據。

4.精準教學：指導教與學成效的收集與評價

20世紀60年代，Ogden Lindsley提出精準教學(Precise Teaching)，該方法來源于斯金納的行為學習理論，后發展為評估教學方法的有效性框架[45]。精準教學通過測量“流暢度”作為數據決策來追蹤學生的學習效果[46]，是系統精準地評估課堂效果與教學策略的方法[47]。早期的精準教學主要通過人工記錄、分析、決策的方式監控學習表現，隨著教育信息化的發展，信息技術所支持的精準教學模式被提出和實踐。祝智庭認為該模式主要包括精準確定目標、開發教材與教學過程、計數與繪制表現及數據決策四個環節[48]，即首先利用遞歸思想精準確定目標，針對學習者個體生成目標樹；然后擴展傳統教材，設計具有吸引力的數字課本；進而通過計數器與圖表工具描繪學生的學習情況，最后利用精準分析軟件控制標準變速圖表，判定當前的教學是否能達到預期目標。

在個人學習空間中，學習者的活動數據全部被實時記錄在云端，在精準教學的指導下，學習者的行為表現可通過可視化工具被迅速而精準地加以統計與繪制，以此判定出當前學習狀態與學習目標之間的差距。精準教學與學習設計相結合后，Cloud Card中數據的記錄、收集、分析、診斷與決策有了夯實的指導，而對教與學成效的把握也可精確到學習者對于某一知識或技能學習中具體資源與行動的定位，從而有力支持卓越教學的實現[49]。

四、基于Cloud Card的個人學習空間云架構

個人學習空間云平臺以學生為主體，聯通本地教育云、第三方教育云、公共數據中心，匯聚教與學相關信息、資源和服務，通過云平臺的統一部署和應用深化，最終以面向公共和面向個體的雙視角實現業務的交互和貫通，為教師、學生、家長等各類用戶提供實名制的一站式互動學習網絡空間。在云平臺系統架構設計中，重點包括三大基礎服務平臺、四個核心應用中心，以及多樣化的終端呈現，如下頁圖2所示。

(一)三大基礎服務平臺

個人學習空間云平臺利用云技術，將資源、數據和服務匯聚到平臺上，進行統一管理和組織。資源云、數據云、服務云三類基礎服務之間既彼此獨立又相互關聯、協同運作，為學習空間中上層應用實現精準、靈活的個性化學習提供基礎性服務保障。

圖2 個人學習空間云平臺系統架構

1.資源云

資源云包含支持各類學習活動的內容性資源與工具性資源，可以有媒體資源(簡稱“媒資”)、教育APP、云卡模板、評價量規等，它整合區域教育系統內外多種資源來源(本地教育云、第三方教育云等)，共同構建一個動態發展的資源系統。其中，各類教育APP與媒體資源是學習者的主要學習材料；而云卡模板則是各種形式APP形成云卡的技術支架與樣式參考，能有效支持教學人員快速將學習資源轉變成對應的云卡；評價量規是評價學習者在空間中發展成長的依據與標準，可用于判定學習者是否完成任務或達到特定學習目標，也可有效支持學習者的自我反思。由于數據云與服務云將會為物理資源及邏輯資源的分配及傳遞提供有力的精準數據驅動支撐，因此學習者不需要理解資源背后龐大的數據信息，卻能直接通過資源云創建或獲取媒體資源與工具服務。

2.數據云

不同于一般的學習云側重記錄學習者的考試成績與分數，個人學習空間中強調學習活動數據的記錄。由于存儲硬件和分析技術的限制，傳統的學習平臺往往采用抽樣方式分析學習活動數據，因而只能獲得粗略的分析結果，難以做到精準的個性化預判。數據云為教育大數據的存儲與分析提供了有力的基礎保障。數據云中存儲有教師、學生等教育管理對象的基礎數據、教育教學活動數據，以及各類中間過程所形成的評價數據。這些數據是上層輔助決策中心運作的基本材料，也是對學習者開展能力發展評測的根本依據。考慮個人學習空間的學習生態圈視角，數據云需要支持與第三方系統的數據交換，實現數據的互動互通，真正支持學習者多樣化學習的無縫對接。

3.服務云

服務云是個人學習空間中開展各類學習與管理活動的基本服務基礎，為各環節調度連接與有序運作提供重要保證。它是個人學習空間云平臺的“心臟”，除了提供一般學習云架構中所包含的統一認證、目錄服務、系統監控、服務請求響應、資源統一調度等基礎服務功能外，還重點加入了數據挖掘服務。數據挖掘服務提供上層輔助決策中心與能力發展測評所需的各類基礎性數據處理與分析業務，包括統計分析與可視化、聚類、預測、關系挖掘與文本挖掘等。數據挖掘的部分中間處理結果將存放于數據云中，以加快服務調度的效率，提升服務的品質。此外，為實現個人學習空間中開放生態、連接一切的建構愿景，服務云中中間件的接入和管理以及數據共享交換和管理將是關鍵所在。

(二)四個核心應用中心

資源和數據在基礎服務層的匯聚、管理和展示，只是個人學習空間云平臺的淺層次應用，云平臺通過開發獨立模塊對資源和數據進行深化應用，具體包括資源應用中心、學習活動管理、能力發展測評和輔助決策中心，四大中心在下層基礎服務平臺的支持下，圍繞服務于個體的成長發展，從資源、活動、評價三個維度提供學習應用。同時，為了更好地實現服務的個性化、情境性、自適應等特點，平臺還提供輔助決策的支持服務。各個模塊互相獨立并可無縫嵌入云平臺，為未來擴展和升級應用模式提供發展的空間。

1.資源應用中心

網絡學習空間中信息資源的多源性、可選性、易得性、及時可達性將從本質上改變信息資源的分布形態和人們對它的擁有方式[50]。個人學習空間基于個人云，以“資源應用中心”作為空間資源融通的關鍵，它不僅支持傳統的圖文、視音頻、外部鏈接等多種形式的媒體資源，支持跨系統、跨平臺、跨機構的數字資源的自動聚合，更重要的是，能利用Cloud Card的深度鏈接技術，實現資源的關聯、重組和轉換，并基于移動終端獲得的情境信息，為學習者提供個性化的自動推送服務。個人學習空間中學習者從內容消耗者轉變為內容創建者，在享受云端服務的同時，也會將自己原創的知識上傳到云端供他人共享[51]。資源應用中心模塊以數據云和服務云為基礎，對資源云的各部分內容加以動態組裝甚至應用深化。

2.活動管理中心

基于Cloud Card建構的個人學習空間，以學習活動管理作為空間中學習活動開展的關鍵。個人學習空間在學習活動的組織與管理中強調學習流概念，其學習活動管理模塊匯聚了不同學習情境(正式、非正式)的學習網絡，由學習者自下向上進行有效整合，實現自由調度。同時，學習活動管理模塊基于活動理論實現了教與學活動的分解，并對得到的原子級學習活動進行聯結、重組與再造，基于學習者的任務情境自主編制恰當的活動流程，最終參考學習者模型和過程性數據，實現學習活動的自動推送和過程追蹤，保證了學習數據的情境性和聯通性。精細化的學習活動序列為學習者提供了貫穿整個學習過程的學習路徑。該模塊基于活動數據和學生數據，調用資源云的活動樣式模板實現學習活動的有效組織與管理，并由服務云提供技術保證。

3.能力評測中心

能力評測中心是個人學習空間進行評價與反思的功能模塊，此模塊基于Cloud Card創設的具有現實意義的問題情境，采用多樣化評估方式，收集相關過程性數據，開展面向過程的真實性評價。同時，允許學習者利用學習成長檔案袋，選擇性地記錄任何對個人重要的活動、產品、評價、成績等，支持與這些記錄相關的其他數據源建立連接，可實現不同情境下學習數據的整合。電子學檔支持個體發展和反思學習，可引導學習者在學習每一步都思考為何、若何等問題，這種反思框架促使個人學習空間成為發生學習的空間[52]。最后，能力評測中心支持基于各種科學量表、量規的評測，也允許學習者通過數據挖掘和學習分析，開展能力分析評估。此模塊基于資源云、數據云的評價量規、評價數據等內容，實現評價應用。

4.輔助決策中心

為了更好地實現服務的個性化、情境性、自適應，云平臺還提供了輔助決策中心作為個人學習空間高效運行的后勤保障，為資源、活動和評價服務提供支持，具體包括學習者模型建構、學習情境感知以及推薦引擎。輔助決策中心的服務對象為系統、教師和管理者。對系統而言，在以學習分析、大數據等技術為基礎支撐的學習環境中，通過智能化的教學與管理診斷學習者的學習情況并及時做出相應學習策略或方法的調整，幫助實現學習服務自適應和個性化的“智慧性”[53]。對教師與管理者而言，提供數據驅動的教育決策，使其把握個人學習空間的整體運行，統觀學習者的學習狀況以做出合適的管理決策與教學干預。教師可以通過此模塊檢查監督學習者的學習情況并不斷改變指導策略。管理者可以根據該模塊對個人學習空間的相關功能模塊做出對應調整。輔助決策中心是對數據云、資源云、服務云的綜合應用。

(三)多樣化的終端呈現

學習終端技術的發展，促使各類學習終端不斷涌現，為個人隨時隨地接入學習提供載體，突破了學習時空的限制[54]。個人學習空間云平臺利用定位導航、無線射頻、無線通訊、二維碼識別等技術，從不同的視角，為個體用戶提供了面向公共呈現的綜合信息門戶和面向個體呈現的個人學習空間服務入口，允許用戶使用任何設備，隨時隨地地獲取適時、適需、適量的支持服務。其中，個人學習空間服務入口又劃分為基于Cloud Card的移動端和基于個人門戶的瀏覽器端。

1.綜合信息門戶

綜合信息門戶是個人學習空間對外服務的窗口，是對空間的信息資源、應用系統實現數據、用戶、權限、應用、流程、內容等方面的整合，能夠展現整個學習空間的整體風貌。綜合信息門戶能夠集成學習業務流程涉及的學習管理系統、資源服務平臺、社會交互應用等，為各類用戶提供一個支持信息訪問、傳遞以及協作化的集成化環境；能調用公共學習空間的內容、工具及服務，以構成多種情境下的學習活動，服務不體現差異性；能針對不同的用戶群來源(老師、學生及管理者)和服務組織提供一站式的信息服務，并對參與用戶進行統一管理，形成班級空間、學校空間、社區空間等等。

2.移動終端——Cloud Card

作為卡片式桌面，Cloud Card主要搭載于智能手機、平板電腦等移動終端開展教育應用。Cloud Card通過實名認證的手機號建立實名制的網絡空間，以此更好地提供適應學習者個性特征的學習支持和服務，提供滿足每一個學習者需求的個性化學習體驗[55]。基于Cloud Card的個體呈現主要體現情境性和聯通性，Cloud Card能夠借助移動傳感器所采集的實時數據，為學習者呈現符合當前情境需要的資源和工具，并以主卡和副卡的形式提供關聯服務和自動推送。相對于后面瀏覽器呈現的個人門戶形式，Cloud Card方式更為聚焦于學習者對當前學習活動與任務的執行。

3.瀏覽器——個人門戶

通過云計算技術實現的個人學習空間搭建了具備高度私密性和個性化的個人門戶，有取舍地選擇資源、工具、服務和資訊等，并把它們聚合起來方便用戶個人使用。不同角色的用戶只需通過瀏覽器接入個人學習空間，就可以在任意時間任意地點在網絡環境下以固有賬號登陸云端的個人學習空間，獲取個性化資源、調用服務、開展互動。個人門戶允許個性化訂閱資源與服務，以不斷更新屬于自己的門戶容貌。

(四)第三方服務與數據的接入

為支持個體學習的多樣性、分布式，個人學習空間云平臺需要與其他平臺、服務對接(通過RSS、Web Service和API等多種途徑)，實現學習的無縫銜接。第三方服務通過開放平臺與Cloud Card直接對接，同時聯通本地教育云、第三方教育云甚至公共數據中心，匯聚教與學相關信息、資源和服務等。其中，公共數據中心可為個人學習空間提供更為通用的、分布式數據與資源的共享。考慮到本地網絡的安全與隱私，以及客戶端用戶隱私與服務的及時性，所有輕量級數據可采取同步方式進行三方對接，而重量級數據則通過鏡像方式實現共享。總之，不同接入方式的選擇，要全面考量隱私保護、負載均衡及開放靈活等問題。

五、基于Cloud Card的個人學習空間中學習的設計與組織

(一)原子級學習活動與學習樣式模板

Cloud Card基于流式思維組織活動，通過精細編排的活動序列實現特定的任務。因此，Cloud Card理念下個人學習空間中學習的設計與組織，首先要基于活動層級理論進行教與學活動的分解，以獲得豐富的原子級學習活動，進而基于成熟的學習樣式模板進行設計與編排，最終實現以任務情境為導向，以原子級學習活動為節點的深度學習。

原子級學習活動是指完成一個常規功能性的學習行為，注重操作的單純性和明確化，具有低耦合、高內聚的特點。原子級學習活動在基于Cloud Card的個人學習空間建設層面體現為一個APP支持的云卡。而按活動目標側重的不同，原子級學習活動可分為四大類別，分別是以資源為中心的理解類活動(如案例研讀)、以個人操作為中心的創建類活動(如虛擬實驗)、以交互操作為中心的分享類活動(如成果展示)和以評價為中心的評價類活動(如小組互評)[56]。

學習樣式模板是指為實現特定任務目標，對原子級學習活動進行選擇、組織與編排的樣例，其序列體現了教與學活動的流程，以及彼此之間的邏輯關聯與條件制約。不同學習樣式模板服務于不同類型的學習活動。比如，可以是基于資源學習的樣式模板、基于項目學習的樣式模板、基于問題學習的樣式模板、基于協作學習的樣式模板、基于案例學習的樣式模板等等[57]。在實踐層面，學習樣式模板能夠指導APP之間數據和信息的輸入與輸出，以及主卡與關聯卡之間的鏈接關系，是Cloud Card學習流程編制的基礎。

(二)基于Cloud Card的學習流程編制與運作

基于Cloud Card的學習流程編制與運作，如圖3所示。

圖3 Cloud Card的學習流程編制與運作

1.明確目標導向下多來源APP篩選與組織進行云卡編制

為滿足學習者個性化、多元化學習需求，個人學習空間云架構的APP庫提供開放接口以廣泛吸收各種來源的APP，除阿里云外，還包括第三方提供商甚至是個人編寫。學習活動開發者可在明確的目標指導下自主選擇APP進行編制，而平臺也會根據設定的規則，對海量APP進行篩選與推薦。為降低云卡的編制難度，幫助開發者快速搭建出基于Cloud Card的學習活動，在開發者選定APP后，平臺會提供不同學習活動樣式模板加以支持。同時，先前開發并投入運作的云卡也會將學習者的學習活動數據反饋進來，進而在一定規則引擎分析下，形成云卡編制的控制數據影響后續學習云卡流的編制。

2.多樣化情境感知參與學習流程執行

不同云卡依據一定的教學設計邏輯相互關聯，形成學習云卡流。每一個學習云卡流服務于一個特定的學習目標。云卡的排列順序體現教學活動的序列，即學習的流程。每張云卡對應一個操作任務，例如閱讀、答題、評論、計算等。云卡間還會形成主卡和關聯卡的關系，以支持學習活動的深入遞進與發散拓展。學習流程一般由學習者選擇觸發，也可借由系統的多樣化情境感知來啟動。情境感知依賴于學習者在學習過程中被記錄下的學習活動數據，這些數據經過分析挖掘形成控制信息參與學習流程的執行。

3.學習活動流數據的實時分析調控云卡的服務提供

云卡在編制時除規定了學習者的學習行為操作外，也明確了需要記錄的學習活動數據。由于Cloud Card的獨特設計理念，在學習設計與精準教學理論的指導下，這些學習活動數據的實時分析將不再是一個難題。在學習者使用云卡開展學習的同時，其學習活動也被同步追蹤并自動記錄，平臺根據規則引擎匹配學習者當下的學習情況與預先設定的學習流程步驟及其任務目標，快速做出診斷，生成過程性評價與干預，影響下一階段學習云卡流中云卡的推送以及云卡上資源與服務的呈現。此外，平臺還會借助學習者終端設備進行情境感知，智能地跳轉連接到當前情境所會觸發的下一步學習行為的云卡上。

(三)一個學習活動實例

下面，我們將以基于案例學習的學習活動為例，簡單介紹基于Cloud Card的學習活動設計。學習樣式模板通常按照教學的流程(步驟)組織原子級學習活動，以對應教師或學生在移動終端的學習操作。不同的原子級學習活動存在多種關系，可多項并列、可前后連接、可自由穿插。基于案例學習的學習樣式模板如右表所示。

基于案例學習的學習樣式模板表

六、總結與展望

“互聯網+”時代下，個人學習空間被賦予了前所未有的認識與愿景，基于學習生態圈、學習操控臺兩大視角，面向未來教育的個人學習空間將面向個人、面向智慧，開放生態、連接一切。Cloud Card作為當前創新技術的集中體現之一，為個人學習空間新愿景的實現提供了技術路線。作為Cloud Card技術的后續研究，本研究首先探討了Cloud Card與個人學習空間結合的技術與理論基礎，認為在技術層面，云技術支持下的泛在學習網絡為空間搭建提供了必要的基礎環境保障，大數據的輔助決策為實現有效的學習服務提供了重要的決策支持，智能終端的情境感知為空間滿足個性化和自適應需求提供了有效路徑；在理論層面，教學傳通模型實現個人學習空間教與學各要素的溝通與合作，活動理論實現教與學活動的分解，學習設計理論指導教學步驟的把握，精準教學指導教與學成效的收集與評價。

基于上述基礎，個人學習空間云架構模型被提出。云平臺利用云計算技術，將資源、數據和服務匯聚到基礎服務平臺上，進行統一管理和展示，并通過開發獨立模塊對資源和數據進行深化應用，圍繞服務于個體的成長發展，從資源、活動、評價三個維度提供個性化、情境性、自適應的學習服務，最終以面向公共呈現和個體呈現的雙入口實現業務的交互和貫通。基于Cloud Card設計與組織個人學習空間中的學習活動，首先要基于活動層級理論進行教與學活動的分解，以獲得豐富的原子級學習活動，進而基于成熟的學習樣式模板加以組織與編排，最終實現以任務情境為導向，以原子級學習活動為節點的深度學習。

目前，基于Cloud Card的個人學習空間建設過程中，還面臨以下問題與挑戰：Cloud Card為個體提供了個性化操作的實現途徑，為行為的捕捉搭建了有力的機制，但后續數據的學習分析與挖掘還有大量的研究工作需要跟上；建立云平臺系統架構底層的數據與服務規范，以確保個人學習空間建設的開放性和靈活性；進一步分解、抽象不同情境中的教學活動，以獲得豐富的、低耦合的原子級學習活動，進一步整理與完善不同學習模式的學習樣式模板，以滿足多樣化的學習活動需求。

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The Cloud Architecture of Personal Learning Space With the Support of Cloud Card Techniques

Yu Xiaohua1,2, Zhang Yingyuan1, Huang Qin1, Zhu Zhiting1,2
(1.Department of Education Information Technology, East China Normal University, Shanghai 200062; 2.Shanghai Engineering Research Center of Digital Education Equipment, East China Normal University, Shanghai 200062)

In the era of ‘Internet plus’, with the deep integration of information technology and education, disruptive education innovations are emerging continuously, such as ubiquitous learning, fl ipped classroom, connected education, etc. In this context, the construction of personal learning space for future education should be individual-centered, wisdom-oriented, ecology- opened and everything-connected. First, the study provides a new statement for personal learning space from two perspectives, learning ecosystem and learning console. Then, regarding the technology of Cloud Card as a support for the construction of personal learning space, the study discusses the theoretical and technical basis of their combination, and then proposes the cloud architecture of personal learning space. Utilizing cloud computing, resources, data, and services are converged to the basic service platform for uni fi ed planning and management. And individualized, situational and adaptive learning services for personal growth development are offered by core application center from three dimensions of resources, activities and assessments, and are presented in diverse terminals for individuals and the public. Finally, the study suggests the design and organization of learning activities in personal learning space under the support of Cloud Card, and proposes the concepts of atomic learning activity and learning activity template. In conclusion, the study presents a new technical route and achievable solution for the construction of personal learning space. However, it is necessary to have a further study on the implementation of learning analytics and data mining, the establishment of data speci fi cation and the design of various learning templates.

Personal Learning Space; Cloud Card; The “All-connected” Project; Internet+; Learning Ecosystem; Cloud Architecture; Learning Activity

趙興龍

G434

A

1006—9860(2016)07—0011—11

* 本文系全國教育科學“十二五”規劃2013 年度教育部重點課題“智慧教育視域下學習活動流及其信息模型建構與應用”(課題編號：DCA130222)階段成果，受華東師范大學2014年度教師教育優勢學科創新平臺學術團隊建設基金項目“‘人人通’下個人學習空間的建構及其關鍵技術研究”(項目編號：2014-05)資助。

2016年5月4日

郁曉華：博士，副教授，研究方向為信息化教與學、學習技術系統設計與開發、個人學習環境設計開發、學習分析與可視化(xhyu@deit.ecnu.edu.cn)。

張瑩淵：在讀碩士，研究方向為信息化教與學。

黃沁：在讀碩士，研究方向為信息化教與學。

祝智庭：華東師范大學終身教授，博士生導師，研究方向為教育信息化理論、教育信息化系統架構與技術標準、網絡遠程教育、教師專業發展、技術文化等。