日本泛在學習研究：SCROLL系統的應用及啟示

葉正茂，劉華錦

(1.成都廣播電視大學，成都 610051；2.成都大學師范學院，成都 610106)

以互聯網發展為開端，現代遠程教育開始從數字化學習(E-Learning)、移動學習(M-Learning)進入泛在學習(U-Learning)。移動互聯網的誕生進一步促進了泛在學習的發展，這一新的學習理念和形式將給遠程教育及其未來帶來顯著的影響。這種影響或許極為深遠，它是我們已知技術推動的遠程教育發展的理想。正因如此，發端于國外的泛在學習研究正逐步深入，圍繞其展開的探討亦日益增多，這一趨勢深刻影響到國內遠程教育的發展。在眾多研究中，我們似乎看到了未來遠程教育的某些形態，技術與教育深度融合，生活與學習無縫連接，教學交流隨時隨地進行，如同人們的行走、呼吸一般，“融入每天的生活以至于不可分辨”。①[1]這種理想化的場景正逐漸成為現實。日本開展的基于收集和使用學習日志系統(System for Capturing and Reusing of Learning Log，SCROLL)的項目研究，正是影響較為廣泛的眾多泛在學習探索項目之一。本文即以這一系統的產生背景、設計原理、結構應用和所得啟示為主要內容分析泛在學習在我國未來的發展前景。

一、SCROLL系統的產生

在日本，泛在學習又被稱為基于情境感知(Context-aware)智能信息技術的泛在學習。盡管說法不一，但在概念的解釋上卻基本一致。泛在學習常常定義為通過諸如移動智能設備(Mobile Devices)、無線射頻識別標簽(Radio Frequency Identification tags)以及無線傳感器網絡(Wireless Sensor Networks)等技術進行的開放式學習。[2]特征表現為將個體所處的學習環境通過傳感技術、互聯網與個人的移動設備連接起來，從而獲得學習所需要的大量信息，以實現個人無處不在的移動學習。[3]泛在學習體現了遠程教育的新趨勢，但這一類新興的學習存在兩個不容回避的基本問題：在任何時間、任何地點個體學習者之間如何記錄和分享所獲取的學習經驗；如何檢索并獲得以前的學習經驗用于未來的學習。

為了解決上述問題，日本有學者提出了射頻識別和動態攝影實時連接系統(Linking of RFID and Movie System，LORAMS)。[4]這一系統將進行學習的人群劃分為兩種類型：一種學習者將自己的學習經驗用視頻記錄下來；另一種學習者當學習過程遇到困難時，可以檢索前面學習者上傳的視頻以尋找對自己學習有用的資料。LORAMS能夠通過視屏實現二者的自動連接和共享。學習者只需要掃描無線射頻識別標簽，LORAMS就能為學習者展示有關學習內容的視頻片段。這種系統的推出雖然在一些情況下有用，但在當前網絡環境下的實際應用仍存在一些困難。基于此，2009年3月至2013年10月，在日本科學技術振興機構(the Japan Science and Technology Agency，JST)的先驅研究計劃(PRESTO)資助下，日本開始了一個名為“泛在學習日志”(Ubiquitous Learning Log，ULL)的更為實際的研究項目，其目的在于盡可能收集和積累所有學習者的學習資料，將其數字化后供后續的學習者再次使用。通常意義上，學習日志是指使用各種技術手段記錄下的日常生活中的學習內容，并有與之相對應的學習過程。[5]為此，研究人員建立了the System for Capturing and Reusing Of Learning Log(SCROLL)系統，幫助學習者利用照片、視頻、音頻、二維碼、射頻識別標簽、傳感器等記錄他們的學習經歷，與其他學習者共享他們的學習日志，接受個性化的測驗，回答其他學習者的提問。這一系統通過PC和安卓智能手機兩種平臺實現。學習者可利用帶GPS和攝像頭的智能手機登陸系統，通過對眾多學習日志的瀏覽、了解來獲得新的知識和答案。

二、SCROLL系統的設計原理

(一)關于日志的相關概念和理解

SCROLL系統的設計以日志作為核心要素。在日本，“學習日志”這一概念源于兒童的個性化學習資源，常表現為學習過程的書面筆記。將學習過程以日志的形式記錄下來已經成為教學中的重要環節，能夠培養學習者獨立自主的學習能力和精神。相關研究表明，學習日志有助于學習者對學習過程、學習內容更好地理解和認識，進而增強他們的元認知和反思能力。[6]“泛在學習日志”項目著重于如何豐富學習日志和如何通過移動設備、傳感技術等提升學習者的元認知能力。泛在學習的概念強化了人們在生活、工作中的學習行為。與學習日志的概念相近，生活日志與泛在學習日志的研究存在諸多相似的地方。早在60年前就有人提出生活日志這一概念。[7]這個概念強調捕捉到一個人生活中的一切經歷，記錄下每件事以及他生活中所接觸到的所有信息。

2006年，微軟公司推出了SenseCam，這是一種裝有傳感器的可穿戴小型相機。這種相機可以記錄佩戴者一天的生活、工作、學習情形，儲存和記錄有關的圖像數據等。從某種意義上講，SenseCam的推出有助于強化生活日志的概念。盡管只是一個小型的相機，它卻綜合了眾多傳感器，因而賦予了其強大的生活記錄功能，能夠十分方便地捕捉佩戴者的日常生活信息。SenseCam將生活片段以日志的形式進行收集形成數字化資源。[8]因此，對于泛在學習而言，SenseCam是一種使用視頻和無線射頻識別標簽的數字化記憶系統。這種系統不同于其他應用。在日本，基于移動的Evernote(印象筆記)已經得到較廣泛的應用。這種安裝于Android和iPhone系統上的APP只是泛在學習中輔助記憶的一種工具。無論SenseCam還是Evernote，都以對生活日志數據的收集來輔助泛在學習，通過多元化的手段和途徑提升泛在學習的效率和效益。這些零散的生活日志輔助工具為后期SCROLL系統的設計和應用奠定了一定的基礎。

(二)日志學習過程的設定

關于日志的相關概念是設計SCROLL系統要考慮的核心要素。在日本，系統所涉及的架構、流程等則與泛在學習的過程緊密相關。通過上述的相關概念，我們了解到日本的學習日志可以被定義為一個學習者使用多種技術將其學習過程記錄下來的各種影像、文字等資料。這些資料以實物的形式得以保存。因此，對未來的學習者而言，可以從過去的泛在學習日志中獲取對自己學習有意義的資料，并從中獲益。[9]這一學習活動過程本身包含四個步驟。

1.學習者建立可供使用的日志

當學習者在日常生活中遇到問題時，他可以通過自學或向別人求助來解決問題。此時，作為生活化的泛在學習系統可以對學習者的整個學習過程進行記錄。這種將生活日志與學習相融合的學習模式成為了日本推動移動學習的重要途徑。利用生活技術進行的泛在學習被設計成主動型學習和被動型學習兩種模式。主動型學習常常呈現出這樣的場景，當一個不會日語的外國學生走進超市購物，面對眾多食品不知道該怎么說時，他可以用智能手機對食品進行拍照并向其他人尋求幫助，然后記錄下學習的內容和過程作為泛在學習日志。這樣形成的日志包括了照片、食品的日語名稱、學習者關于食品的母語稱呼、時間、地點等。

2.整理泛在學習日志

在日本，泛在學習日志系統會對學習者增加的資料進行組織整理，以形成條理清晰的資料體系。系統通過與其他泛在學習資料的比較，對新增加的資料進行歸類劃分。例如，當外國學生在日本超市學習日語“豆腐”一詞并將過程記錄下來做成學習資料時，這些資料常常具有“日語”“食品”“超市”等關鍵詞。一般缺乏設計的系統難以對這種多個關鍵詞的資料進行劃分。此時，作為設計良好的泛在學習日志系統具備這樣的分類功能。它能將這些資料分為多個類別，添加多個標簽，以有利于學習者查找相關資料。

3.回憶泛在學習日志

在學習過程中，知識的遺忘常伴隨學習者。在空閑時候對相同或類似知識內容的復習或練習可以幫助學習者回憶過去的學習資料，形成對知識的長期記憶。因此，泛在學習日志系統能提供相應的測試，提升學習者對過往知識的記憶水平。

4.評價

學習者的評價也是泛在學習的重要環節。無可否認，在泛在學習中，了解和認識學習者的學習內容、方法、途徑等，將有助于提高未來學習的質量。

因此，他們通常將基于日志的泛在學習分為以下幾個過程，如圖1。

三、SCROLL系統的構成及應用

SCROLL系統對不同類型的學習具有較為廣泛的適應性。因此，依托SCROLL系統可以進行各種類型的學習活動設計。具體而言，自主學習、個性化學習、反思性學習、合作學習、情景學習以及體驗學習等，這些學習活動都可以應用SCROLL系統。因此，日本基于泛在學習理念設計的SCROLL系統不受學習活動類型的限制，具有較強的適用性。下面我們以日常語言學習為例對SCROLL系統進行說明。

無論是自主學習，還是合作學習，這些不同類型的學習活動都可以使用SCROLL系統來進行學習的組織、設計等。基于網絡的SCROLL可以利用PC和智能手機作為學習的終端設備，并且適用于Windows系統和Android系統。通常，這一學習系統包括了以下一些組成部分：

一是ULL recorder，可以將其稱之為泛在學習日志的記錄儀，它能方便學習者進行各種學習內容的記載并上傳到泛在學習日志的服務器。一旦接入互聯網，學習的記錄和上傳不受時間和空間的限制。這是在智能手機上使用SCROLL進行學習的界面。如圖2所示，增加了“消火栓”這一學習資料，分別用三種不同的語言對“消火栓”進行解釋，建立關于“消火栓”日志，并進行上傳。

圖3表示學習者在ULL recorder中學習日志的列表，其中包括剛增加的“消火栓”日志。一個界面展示所有學習過的日志列表，另一個界面展示最近學習過的日志列表。

圖4是關于最近學習有關“消火栓”日志的一個提問小測驗，看你是否掌握了有關“消火栓”的含義。要求從以下的圖片中，選擇出與之含義匹配的圖像。

圖2、圖3、圖4是在智能手機上使用SCROLL系統進行學習的界面。這些界面顯示了使用SCROLL系統的學習者，可以通過拍照、提問以及賦予對象不同語言所代表的含義等多種形式增加學習資料，將其作為學習的元數據上傳到服務器，從而增加SCROLL系統的資料存儲。使用智能手機上的SCROLL系統主要適用于生活場景中的知識學習。在電腦上，SCROLL主要基于web設計了在線學習平臺幫助學習者積累、存儲和上傳資料，如圖5所示。

ULL finder是SCROLL系統的另一個重要組成部分。其功能類似于搜索引擎，幫助學習者查找現有的學習資料。如果學習者想獲得相關的資料，可以輸入名稱或關鍵詞來查找。它能幫助學習者迅速獲取資料的內容、文本標簽以及建立的時間等信息。在學習者增加新的學習資料時，ULL finder能夠自動檢查是否有相同名稱的資料被存貯。使用搜索功能，學習者能及時了解自己以前在什么時間、什么地點學習了什么內容，也有助于學習者了解其他的學習者學習了什么，獲得了哪些經驗和成果。當學習者登陸SCROLL系統后，有關學習者的各種學習資料都在系統內以目錄的形式呈現出來，讓學習者充分了解和選擇對自己有用的學習資料，并將這些資料復制到自己的學習日志中，成為自己學習過程的一部分。SCROLL系統實現了學習成員之間經驗、成果及知識的共享、交流和傳播，增強了學習者對于多種知識的選擇、體驗和掌握。

ULL reminder是SCROLL系統中基于存貯數據提供小測驗以強化學習的部分，它能幫助學習者回憶以前學習的知識，也能讓學習者從其他以前的學習記錄中獲益。如圖4和圖6所示，系統能夠根據存貯的學習資料自動生成簡單的選擇題小測驗。例如，圖中所提示的要求學習者根據系統給出的詞語的含義選擇與之相對應的圖片。當學習者按要求選擇后，系統能夠自動檢查答案對錯，并給出標準解答。SCROLL系統能根據學習者的具體情況、所在位置、時間以及已有小測驗的結果產生這種類型的測驗，目的在于幫助學習者更好地鞏固學習成果。此類測驗被設計成除了加強學習成果外，還能推薦其他學習內容，促使學習者回憶過去所學習的知識。因此，SCROLL系統能夠實現隨學隨測，具有移動學習、碎片化學習等特征。此外，學習者能夠對這種小測驗進行時間提醒設置。

ULL navigator是SCROLL系統中的增強現實(AR)部分，它能通過智能手機為學習者提供更好的學習體驗。這也是系統具有的特點，將增強現實技術應用于實時的情境學習。從某種程度來看，ULL navigator的功能類似于在筆者國內經常使用的增強現實APP，如Starwalk、實景翻譯等。這些軟件與ULL navigator一樣，基于智能手機內置的各種傳感器，如GPS接收器、加速器和指南針等，從而為學習者提供全景式的直觀圖像，增強學習者對周圍環境和事物的感知能力。使用ULL navigator時，當其他學習者曾經使用標簽對所感知的事物進行過學習和標注，攜帶智能手機的學習者能夠通過系統獲取相關的新知識。

在SCROLL的系統中，ULL recorder是其中最為重要的組成部分。它記錄學習者的全過程，并為后續的學習者提供直觀、豐富、可靠的學習資料。盡管如此，ULL recorder仍存在需要克服的問題。例如，有學習者認為ULL recorder的使用，在記錄學習過程的同時，實際會對正常的學習活動造成干擾。為減少ULL recorder對學習者不必要的干擾，往往利用SenseCam作為輔助。使用SenseCam進行學習能夠獲得大量的相關數據，但這些數據并非完全的學習數據。對這些數據的后期處理和分析將是學習的重要步驟。因此，盡管能利用SenseCam獲得學習數據，但對數據的選擇、分析和處理仍然至關重要，這需要學習者增強移動學習的技巧。

使用SCROLL系統進行的學習帶有較強的主動性，學習者遇到感興趣的問題時，才會使用ULLOs平臺進行搜索學習。這種目的性較強的學習能夠滿足學習者基本的學習需求。但在實際生活中，還有許多學習者未注意或忽視的學習資源，收集、整理這些資源能為學習者提供更為豐富多樣的學習機會。在后期的研究中，SenseCam作為輔助工具引入泛在學習。經過長期的比較研究，發現圍繞SenseCam展開的學習與使用ULLOs平臺進行的學習存在較為明顯的差異，這些差異具體表現在如下方面：第一，前者記錄的學習資源和數據較多，后者的學習資源和數據較少；第二，前者獲得的學習資源質量不如后者；第三，SenseCam能夠全天記錄學習者的學習過程和結果，而ULLO只限于特定的學習情境。盡管使用SenseCam進行的學習屬于被動學習，降低了學習者的主動性，因而往往學習效果不佳，但在獲取學習數據方面有巨大的優勢。與SenseCam的比較表明，SCROLL系統在推動泛在學習發展上具有重要意義，但在實際應用中仍存在一些較為明顯的問題。這些問題的存在意味著泛在學習的發展過程中，SCROLL系統作為重要工具還有待進一步完善，但它的開拓性嘗試和持續改進將助力日本未來遠程教育的發展。

四、SCROLL系統的啟示

(一)互聯網形態的轉變將使傳統在線教育面臨極大的挑戰

從早期的函授信件、廣播電視，及至現代的網絡平臺，信息技術的每一次革新都推動了遠程教育的進一步發展。技術驅動仍然是遠程教育發展的“關鍵事件”。以iPhone為代表的移動智能終端的出現，改變了基于PC的傳統互聯網形態。互聯網開始從有線網絡進化到以無線為主的移動互聯網。有關報告揭示了互聯網升級迭代的未來發展趨勢，截至2016年底，全球固定寬帶用戶數將達到8.84億，移動寬帶用戶數將達到36億，移動蜂窩網絡已覆蓋95%的人口。[10]快速、便捷、不受時空限制是移動互聯網的主要特征，它已在出行、支付、購物等領域深刻改變了人們的行為方式和生活習慣，并將為現代遠程教育帶來積極的變化。泛在學習理念的提出和倡行，正是對移動互聯網技術發展的快速回應。它強調學習、溝通的無縫銜接，重視智能化環境的打造，倡導學習資源的碎片化、主題化。基于PC的傳統在線教育平臺顯然不適應泛在學習的要求。對遠程教育而言，實現從固定場所到多重環境的轉變，需要我們重構泛在學習的平臺架構、教學模式等核心內容。由于移動智能終端和電腦不同的操作系統，傳統在線教學平臺并不能兼容基于移動互聯網而設計和建設的學習平臺。我們似乎可以做出這樣的假設，隨著移動互聯網的發展，傳統在線教育平臺將逐漸被適合泛在學習要求的新系統所替代。或者在線教育平臺自身不斷改進，以適應網絡環境的變化和學習者的新要求。無論何種假設，都將對傳統在線教育帶來革新的壓力和挑戰。

(二)非正式學習將成為未來遠程教育的重要形式

非正式學習概念的提出可追溯至20世紀50年代，隨著終身學習理念和信息技術的發展，這一概念漸成潮流。有關非正式學習尚無統一的定義，但非結構化知識、時空的無縫銜接、情景化學習等是其固有特征。從此種意義上分析，SCROLL系統圍繞日志進行的學習，可歸為非正式學習。傳統的在線教育以課程教學為主，圍繞高度結構化的學科知識展開，如我們熟知的各遠程教育機構的在線學習平臺、網易公開課、MOOC平臺等。雖然存在教學設計、學習形式的差異，但在教學組織管理、課程設置安排、在線互動交流上都大致相同。信息化社會的到來促進了學習型城市的發展，與終身學習理念相伴的非正式學習逐漸引發人們的關注。這種關注是與終身教育、學習型城市建設密切聯系在一起的。具體而言，作為當下終身教育的重要載體——現代遠程教育，其形式將更多表現為利用各種便攜智能化設備進行的多維交互學習。2012年，教育部以原中央廣播電視大學為基礎，成立了國家開放大學。作為當代中國最大的遠程教育機構，國家開放大學創辦的意義不僅是名字的更改，而是辦學體系和發展目標的根本轉變。“努力滿足人民群眾多樣化、個性化的學習要求，為建構靈活開放的終身教育體系做出應有的貢獻”。[11]此即為開放大學的辦學宗旨。以上表述雖未出現非正式學習，但其中所蘊含的非正式學習的意味是顯而易見的。在未來的遠程教育發展中，非正式學習將具有什么樣的地位，我們可以據此做出較為理性的預判。非正式學習具備的特征能夠滿足未來社會成員靈活多變的學習需求，或許它將成為非學歷繼續教育的一種重要學習方式。對此，我們需要摒棄傳統的在線教育觀念，以務實創新的心態適應和促進非正式學習的發展。

(三)建設開放性的泛在學習平臺以適應互聯網的未來發展

SCROLL系統給遠程教育的發展展示了另一幅“未來畫面”。它將生活與學習有機結合，延伸和擴大了學習的內容、范圍和空間。盡管互聯網的未來形態仍存在較大的不確定性，基于各種新技術的泛在學習卻正成為一種“新興潮流”。這種潮流能否超越現有遠程教育的傳統形式，造就開放學習的“數字化藍海”？日本的SCROLL系統為泛在學習的實踐與探索提供了另一種思路。學習似乎可以不是系統的、學科的，在觸手可及的生活、工作中，總會有零散的、碎片化學習。捕捉每一個點滴的內容，寓學習于生活，讓學習成為生活、工作的一部分。從SCROLL系統的設計和使用中，我們體會到了這樣的理念。近年在網絡教育中逐漸興起的“五分鐘”微課程，也是適應移動互聯網技術發展而呈現的特定資源形式，蘊含有碎片化學習的特點。但微課程只是現有遠程教育系統的一種補充，并非傳統遠程教育平臺的“顛覆式革新”，其對未來遠程教育的意義仍有待觀察。基于PC的網絡教育依然是現代遠程教育系統的主要內容。以目前我國最大的遠程教育機構——國家開放大學為例，學習、考試、課程等都納入PC端的MOODLE教學平臺之中。為適應移動學習的需要，國家開放大學開發了名為“同學”的在線學習APP。APP中的課程與MOODLE在線平臺的課程不盡相同，包含了部分非學歷繼續教育的課程內容，但學習方式與之相似。SCROLL系統不同于傳統的在線課程學習方式，它強調以學習者為中心，用圖片、視頻、文字等多種資料建構基于生活的“日志”。日志是學習、生活經驗的積累，并非系統化的學科知識體系。這種松散的經驗知識大量存在于日常生活中，為學習者知識意義的生成和理解奠定基礎。SCROLL系統還幫助學習者通過傳感器、手機等各種智能設備實現包括實時交互在內的復合式學習，從而為經驗知識的學習建構開放平臺。這一平臺的建設和探索，為我們發展未來遠程教育提供了有益的思考。

【注釋】

①泛在學習(Ubiquitous learning)的概念源于泛在計算(Ubiquitous computing)，“融入每天的生活以至于不可分辨”這句話正是泛在計算的創始人馬克·維瑟(Mark Weiser)1991年在具有開創性意義的文章《21世紀的電腦》(The Computer for the 21st Century)中提出的。原文為“The most profound technologies are those that disappear. They weave themselves into the fabric of everyday life until they are indistinguishable from it”，在此闡明泛在學習的超前性和普適性。