普適計算技術(shù)支持下的泛在學(xué)習(xí)研究

張小艷++徐真

摘要：普適計算技術(shù)使得“無所不在”的泛在學(xué)習(xí)成為可能。介紹了普適計算技術(shù)基本概念，論述了泛在學(xué)習(xí)基本內(nèi)容，對泛在學(xué)習(xí)引發(fā)的教育變革進(jìn)行了研究，期望為越來越多關(guān)注“泛在學(xué)習(xí)”的人們提供參考。

關(guān)鍵詞：泛在學(xué)習(xí)；普適計算；學(xué)習(xí)變革

DOIDOI：10.11907/rjdk.143426

中圖分類號：TP434

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號文章編號：16727800（2015）001016603

0 引言

普適計算（Ubiquitous Computing）技術(shù)對人們的物理環(huán)境與信息環(huán)境產(chǎn)生變革，信息空間與物理空間融合；普適計算技術(shù)變革了傳統(tǒng)的計算與信息服務(wù)模式，構(gòu)建了一個充滿計算和通信能力的環(huán)境。在這個充滿計算和通信能力的空間里，人們可以隨時隨地、自由獲取任何所需要的信息、計算、通信、娛樂等服務(wù)。隨之，一種新的學(xué)習(xí)理念——泛在學(xué)習(xí) （Ubiquitous Learning）開始進(jìn)入人們的視野。泛在學(xué)習(xí)已成為當(dāng)前也是未來相當(dāng)長一段時間內(nèi)[1]教育技術(shù)學(xué)領(lǐng)域關(guān)注和研究的熱點，并被認(rèn)為是未來主流的學(xué)習(xí)方式?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》明確指出“信息技術(shù)對教育發(fā)展具有革命性影響，必須予以高度重視”，并提出“到2020年，基本實現(xiàn)教育現(xiàn)代化，基本形成學(xué)習(xí)型社會，進(jìn)入人力資源強(qiáng)國行列”的戰(zhàn)略目標(biāo)。因此，深入挖掘普適計算技術(shù)支持下的泛在學(xué)習(xí)潛力，“努力為每一名學(xué)生和學(xué)習(xí)者提供個性化學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的信息化環(huán)境和服務(wù)”非常重要。

1 普適計算概念

泛在學(xué)習(xí)由“普適計算”演變而來，普適計算為泛在學(xué)習(xí)提供技術(shù)環(huán)境條件。為了更好地理解泛在學(xué)習(xí)，我們有必要首先了解一下普適計算。

1.1 普適計算的提出[2]

普適計算最早起源于1988年Xerox PARC 實驗室的一系列研究計劃。泛在計算的思想最早于1991年由Mark Weiser在《Scientific American》的“The Computer for the 21st Century”中提出。1999年，IBM也提出普適計算（IBM稱之為Pervasive Computing）概念。1999年歐洲研究團(tuán)體ISTAG提出了與普適計算概念類似的環(huán)境智能（Ambient Intelligence）概念。同年，召開了第一屆Ubicomp國際會議，2000年，召開了第一屆Pervasive Computing國際會議。2002年，IEEE Pervasive Computing期刊創(chuàng)刊。

1.2 普適計算概念

普適計算又稱泛在計算、普存計算或普及計算，強(qiáng)調(diào)把計算機(jī)嵌入到環(huán)境或日常工具中去，讓計算機(jī)本身從人們的視線中消失，把人們注意的中心回歸到要完成的任務(wù)本身。對于普適計算，目前尚未有明確定義。馬克·威士（Mark Weiser）指出，普適計算是指無所不在的、隨時隨地可以進(jìn)行計算的一種方式。清華大學(xué)徐光祐教授等的定義是：“泛在計算是信息空間與物理空間的融合，在這個融合的空間中人們可以隨時隨地、透明地獲得數(shù)字化的服務(wù)?！卑凑招旃獾v教授對普適計算的定義，普適計算的特征主要體現(xiàn)在“隨時隨地”和“透明”，并且相對“隨時隨地”的特性，“透明”是普適計算與桌面計算模式最本質(zhì)的區(qū)別。普適計算的目的是建立一個充滿計算和通信能力的環(huán)境，同時使這個環(huán)境與人們逐漸地融合在一起，在這個融合空間中人們可以隨時隨地、透明地獲得數(shù)字化服務(wù)。

2 泛在學(xué)習(xí)

2.1 泛在學(xué)習(xí)概念

泛在學(xué)習(xí)，ULearning，英文全稱為Ubiquitous Learning，不同的學(xué)者又稱其為泛在的學(xué)習(xí)、普適學(xué)習(xí)、無縫學(xué)習(xí)、無處不在的學(xué)習(xí)等。付道明、徐福蔭[3]認(rèn)為泛在學(xué)習(xí)是指在信息空間與物理空間相融合的空間里，學(xué)習(xí)的發(fā)生、學(xué)習(xí)的需求以及學(xué)習(xí)資源無處不在，學(xué)習(xí)者可以隨時隨地得到普適計算環(huán)境的支持。梁瑞儀、李康[4]認(rèn)為，泛在學(xué)習(xí)指學(xué)生在基于無縫連接的信息環(huán)境中隨時隨地自由化學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)的是社會發(fā)展到一定程度的個人學(xué)習(xí)狀態(tài)。石慧慧、劉奎[5]認(rèn)為無縫學(xué)習(xí)是真正意義上的以人為本的學(xué)習(xí)環(huán)境。在充滿計算和通信能力的環(huán)境中，人們可以隨時隨地、利用任何終端獲取所需要的任何信息。綜合以上學(xué)者的觀點，可歸納出泛在學(xué)習(xí)的界定主要有以下幾種： ①泛在學(xué)習(xí)是一種學(xué)習(xí)方式；②泛在學(xué)習(xí)是一種學(xué)習(xí)狀態(tài)；③泛在學(xué)習(xí)是一種學(xué)習(xí)環(huán)境。雖然理解的角度不同，但都認(rèn)為泛在學(xué)習(xí)是一種無處不在、不受限制的學(xué)習(xí)，其主要表現(xiàn)是：學(xué)習(xí)的發(fā)生無處不在，學(xué)習(xí)的需求無處不在，學(xué)習(xí)的資源無處不在。

2.2 泛在學(xué)習(xí)特征分析

泛在學(xué)習(xí)是數(shù)字化學(xué)習(xí)與移動學(xué)習(xí)的延伸和集中體現(xiàn)，優(yōu)化了數(shù)字化學(xué)習(xí)與移動學(xué)習(xí)的特點。隨著對泛在學(xué)習(xí)理解的不斷深入，泛在學(xué)習(xí)的特性從“3A”的學(xué)習(xí)到“4A”的學(xué)習(xí)，現(xiàn)又有“7A”學(xué)習(xí)。關(guān)于泛在學(xué)習(xí)的特點，筆者綜合了國內(nèi)外有關(guān)學(xué)者觀點，結(jié)合自己的理解，概括出以下幾個特性：泛在性、持續(xù)性、易獲取性、即時性、交互性、主動性、適應(yīng)性、協(xié)作性、情境性、以學(xué)習(xí)者為中心等，見表1。

2.3 泛在學(xué)習(xí)與數(shù)字化學(xué)習(xí)、移動學(xué)習(xí)

Ulearning是Elearning（數(shù)字化學(xué)習(xí)）的延伸（丁鋼，2008），其相對 Elearning 和Mlearning（移動學(xué)習(xí)）來說是一種飛躍（胡智標(biāo)，2013），也有學(xué)者認(rèn)為Ulearning是為了克服Elearning的缺陷或者限制而提出的。雖然這些說法都不十分確切，但筆者通過對泛在學(xué)習(xí)發(fā)展軌跡的研究，發(fā)現(xiàn)泛在學(xué)習(xí)是在數(shù)字化學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，基于移動學(xué)習(xí)的特性提出的。數(shù)字化學(xué)習(xí)缺乏移動性，移動學(xué)習(xí)缺乏情境性，而泛在學(xué)習(xí)是一種基于普適計算的形式，把學(xué)習(xí)融入到人們的日常生活情境中，強(qiáng)調(diào)任何人在任何時間、任何地點、基于任何計算設(shè)備獲取所需的任何學(xué)習(xí)資源，享受無處不在的學(xué)習(xí)服務(wù)。泛在學(xué)習(xí)區(qū)別于數(shù)字化學(xué)習(xí)與移動學(xué)習(xí)，最顯著的特點就是其“服務(wù)”理念，借助智能化設(shè)備，可在智能化環(huán)境中獲取任何所需的信息和服務(wù)。

2.4 泛在學(xué)習(xí)實現(xiàn)

現(xiàn)代信息技術(shù)條件下，物聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動技術(shù)等為泛在學(xué)習(xí)奠定了環(huán)境基礎(chǔ)，各種智能終端為泛在學(xué)習(xí)提供了設(shè)備依托，基于這些智能終端的應(yīng)用系統(tǒng)為泛在學(xué)習(xí)提供了接口和平臺，人們可隨時隨地與外界網(wǎng)絡(luò)連接，獲取任何所需的信息與服務(wù)。因此，從技術(shù)上來看，實現(xiàn)泛在學(xué)習(xí)必須滿足3個條件： ①要具有能夠感知、顯示、存儲的智能終端；②要有將所有智能終端連接在一起的網(wǎng)絡(luò)（泛在網(wǎng)絡(luò)）；③要有實現(xiàn)泛在學(xué)習(xí)的應(yīng)用系統(tǒng)支撐[6]。郭成等[7]提出了一個包括泛在技術(shù)環(huán)境、泛在學(xué)習(xí)環(huán)境、泛在管理環(huán)境3大模塊的泛在學(xué)習(xí)（Ulearning）系統(tǒng)，見圖1，其中Ulearning技術(shù)環(huán)境是Ulearning學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)環(huán)境，而Ulearning管理環(huán)境是Ulearning學(xué)習(xí)環(huán)境的保障。

圖1 泛在學(xué)習(xí)（Ulearning）系統(tǒng)

2.5 泛在學(xué)習(xí)引發(fā)的教育變革

泛在學(xué)習(xí)不僅僅是一種學(xué)習(xí)方式，作為一種更加人性化的學(xué)習(xí)理念，它涵蓋了學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)狀態(tài)、學(xué)習(xí)資源以及學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建等多層面、理想化的學(xué)習(xí)觀念[8]。泛在學(xué)習(xí)所具備的巨大潛能主要源自適當(dāng)?shù)臅r間、合適的地點，以正確的方式獲取學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)支持環(huán)境的可能性[9]。下面對泛在學(xué)習(xí)的優(yōu)越性進(jìn)行探討。

2.5.1 泛在學(xué)習(xí)為解決問題提供了便利

泛在學(xué)習(xí)最大的特點就在于其泛在性，學(xué)習(xí)的發(fā)生是泛在的，學(xué)習(xí)需求是泛在的，學(xué)習(xí)資源也是泛在的，即隨時隨地地學(xué)習(xí)。傳統(tǒng)意義上的學(xué)習(xí)一般指發(fā)生在學(xué)校內(nèi)，固定的時間段、固定的教室，而普適計算技術(shù)支持下，學(xué)習(xí)者可以基于自身需求，在任何時間、任何地點以任何方式獲取任何學(xué)習(xí)支持。學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)或工作中通常會遇到各種問題，普適計算技術(shù)為即時解決問題提供了方便。

2.5.2 實現(xiàn)了以學(xué)習(xí)者為中心

泛在學(xué)習(xí)更有利于以學(xué)生為中心學(xué)習(xí)，給當(dāng)前以教師為中心的課堂教學(xué)帶來了巨大挑戰(zhàn)。從傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)到數(shù)字化學(xué)習(xí)（Elearning）到移動學(xué)習(xí)（Mlearning）再到泛在學(xué)習(xí)（Ulearning），學(xué)習(xí)環(huán)境發(fā)生了翻天覆地的變化。泛在學(xué)習(xí)構(gòu)建了智能化環(huán)境，可以讓學(xué)習(xí)者更加充分地獲取學(xué)習(xí)信息與服務(wù)，隨時隨地、利用任何終端進(jìn)行自主學(xué)習(xí)或協(xié)作學(xué)習(xí)。泛在學(xué)習(xí)過程是一個根據(jù)學(xué)習(xí)者需要、自我導(dǎo)向的過程，是真正以人為中心、以學(xué)習(xí)任務(wù)和事件為焦點的學(xué)習(xí)。泛在學(xué)習(xí)者自主發(fā)現(xiàn)、探索、建構(gòu)知識，選擇適合自身的個性化學(xué)習(xí)方式，實現(xiàn)更有效的“學(xué)生中心”教育。

2.5.3 泛在學(xué)習(xí)能更好地支持遠(yuǎn)程開放學(xué)習(xí)

遠(yuǎn)程教育時，教師和學(xué)生在時空上相對分離，學(xué)生自學(xué)為主、教師助學(xué)為輔，教與學(xué)的行為通過各種教育技術(shù)和媒體資源實現(xiàn)聯(lián)系、交互和整合（丁興富，2002）。普適計算技術(shù)支持下的泛在學(xué)習(xí)，克服了數(shù)字化學(xué)習(xí)和移動學(xué)習(xí)的局限性，創(chuàng)造了一種真正不受時空限制、高度自主、以學(xué)習(xí)者為中心的嶄新的學(xué)習(xí)環(huán)境[10]。泛在學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)相比有很多優(yōu)勢：泛在學(xué)習(xí)需求、學(xué)習(xí)的發(fā)生、學(xué)習(xí)的資源無處不在，學(xué)習(xí)更加自由，沒有時空限制；泛在學(xué)習(xí)模式更加靈活、更加實用、更具情境性，貼近人們的生活，學(xué)習(xí)變成一種日常行為；泛在學(xué)習(xí)環(huán)境更加智能化，教與學(xué)真正不受地域、時間以及學(xué)習(xí)者自身條件的限制。

2.5.4 泛在學(xué)習(xí)為終身學(xué)習(xí)開辟了新的路徑

泛在學(xué)習(xí)作為未來主流的學(xué)習(xí)方式，對構(gòu)建終身學(xué)習(xí)型社會意義深遠(yuǎn)，它超越了目前學(xué)校教育的孤立狀態(tài)，將學(xué)習(xí)融入日常生活中，與工作場所、社區(qū)、家庭相關(guān)聯(lián)，隨時隨地方便地提供學(xué)習(xí)所需要的內(nèi)容，獲取所需要的各種知識，具有靈活的學(xué)習(xí)支持服務(wù)等[11]。從理念上，基于普適計算技術(shù)的泛在學(xué)習(xí)倡導(dǎo)學(xué)習(xí)無處不在，與終身學(xué)習(xí)的理念不謀而合[12]，泛在學(xué)習(xí)的泛在性、持續(xù)性、適應(yīng)性、情境性等與終身學(xué)習(xí)的終身性、全民性、靈活與實用性等相互對應(yīng)；從實踐上，普適計算技術(shù)為終身學(xué)習(xí)的實現(xiàn)提供了技術(shù)支持和保障， 使不同學(xué)習(xí)起點、不同需求的學(xué)習(xí)者都能在任何時間、任何地點，根據(jù)自身需求參與到學(xué)習(xí)中，給學(xué)習(xí)者提供了更優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境和更多的學(xué)習(xí)選擇性。

3 結(jié)語

學(xué)習(xí)需求無處不在、學(xué)習(xí)隨時發(fā)生，與日俱增的信息資源、信息技術(shù)與信息工具為人類的學(xué)習(xí)提供了無限的可能。泛在學(xué)習(xí)被認(rèn)為是一種真正的“以人為中心”的學(xué)習(xí)，其優(yōu)點主要體現(xiàn)在其智能化的設(shè)備和智能化的環(huán)境，使得學(xué)習(xí)無處不在。然而，目前泛在學(xué)習(xí)面臨著硬件環(huán)境改善、資源環(huán)境設(shè)計等諸多技術(shù)挑戰(zhàn)。在目前的技術(shù)水平下，泛在學(xué)習(xí)真的能達(dá)到所謂的“無處不在”嗎？泛在學(xué)習(xí)真的發(fā)生了嗎？如何評價泛在學(xué)習(xí)的有效性？實際教學(xué)與學(xué)習(xí)過程中又如何體現(xiàn)泛在學(xué)習(xí)？如何實現(xiàn)不同類型設(shè)備和資源的兼容，尤其是智能移動終端上的兼容問題？如何確保信息在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中的安全性？這些問題都值得學(xué)術(shù)界積極關(guān)注和深入探討，尋找有效解決方案，用以改善泛在學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀。普適計算及其支持的泛在學(xué)習(xí)，以其獨特的優(yōu)勢將在教育領(lǐng)域發(fā)揮更加突出的作用。