基于個人學習環(huán)境學習共同體的構建與應用實證研究

巫華芳

（贛南師范大學數學與計算機學院，江西 贛州 341000）

基于個人學習環(huán)境學習共同體的構建與應用實證研究

巫華芳

（贛南師范大學數學與計算機學院，江西 贛州 341000）

在理解了個人學習環(huán)境及學習共同體定義的基礎上，分析了它們的組成要素及作用；使用一定的流程控制手段，構建了個人學習環(huán)境及學習共同體的知識建構過程；設計了基于Elgg平臺的個人學習環(huán)境的學習共同體系統(tǒng)并應用于《軟件工程》課程教學實踐。

個人學習環(huán)境；學習環(huán)境；學習共同體；知識建構

信息技術的發(fā)展促使學習方式發(fā)生改變，計算機技術為終身學習提供了堅實的硬件基礎，技術的“開放性、社會性、個性化”的特征，顛覆了傳統(tǒng)的教學觀與學習觀，為當今的教學改革帶來了巨大的影響。新技術的發(fā)展與學習形態(tài)呈現(xiàn)出明顯的趨同態(tài)勢(Underwood,2005)：新技術的發(fā)展突出以用戶為中心、個人化、移動性、網絡化、持久性及泛在化；學習形態(tài)變得更加以學習者為中心、個性化、情境化、合作化和泛在化,并貫穿于學習者的終身。兩者特征上的相似較好地切合了非正式學習未來的發(fā)展主題，同時也促使人們探索新型的學習環(huán)境[1]。個人學習環(huán)境（Personal Learning Environment，簡稱PLE）作為一種新的學習環(huán)境形態(tài)應運而生，它將建構主義所倡導的非正式學習、協(xié)作式學習、問題解決式學習等基于網絡的學習方式變?yōu)楝F(xiàn)實。佐藤學教授認為，教學過程“是一個非常個人化的過程，同時又是一個建設相互影響社會關系的過程”，“21世紀的學校是學習共同體的學校”。本文立足于“個人學習環(huán)境”及“學習共同體”的構建，探索大學教學改革的有效途徑、高校課程教學改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需求，以期通過對《軟件工程》課程的教學改革實踐，深化信息技術與課程教學的融合。

1 個人學習環(huán)境（PLE）的內涵及作用

PLE的較早研究來自于芬蘭的赫爾辛基（Helsinki）媒體實驗室學習環(huán)境研究小組提出的“未來學習環(huán)境”模型，其思想是在社會軟件發(fā)展與泛在計算基礎上產生出來的[2]。目前對于PLE的定義存在著多種界定，最被認可和接受的是加拿大教育技術專家Stephen Downes的定義：“PLE是一種工具、服務、人和資源的松散集合體，是利用網絡力量的一種新方式”[3]。除此之外，Ron Lubensky認為“個人學習環(huán)境是一套數字化工具，它允許個體進入、聚合、形成并管理他們不斷增長的學習經驗”[4]。GrahamAt twel l認為“個人學習環(huán)境是一種觀念，它整合了多種理念，包括終身學習、非正式學習、學習樣式、新的評估方法與認知工具等”[5]。Siemens認為“從本質上來說，個人學習環(huán)境是在開放、互操作以及學習者控制的觀念下產生的工具的組合”[6]。M. Harmelen認為“個人學習環(huán)境是一種能幫助學習者個體控制和管理自己學習的系統(tǒng)”[8]。這些定義分別從構成要素、技術、學習方式、學習形態(tài)、功能等方面界定的。根據學者們的觀點，結合自主學習設計的基本原理和方法，本文認為個人學習環(huán)境是學習者個人確定學習目標，構建學習環(huán)境，管理和控制學習過程，通過獲取學習資源、組織學習資源、意義建構及知識共享完成學習任務的系統(tǒng)。

PLE具有資源來源的多樣性、數字化、開放性、跨平臺整合多樣的服務、支持終身學習等特點，它幫助學習者通過獲取、整合、協(xié)作等方式形成個體知識。學習者可以根據學習需求通過交流、協(xié)作、共享等實現(xiàn)知識的管理與創(chuàng)造，通過對個人學習環(huán)境的自主控制，不斷優(yōu)化學習環(huán)境，從而促進學習者知識的進一步獲取。

2 基于個人學習環(huán)境的學習共同體系統(tǒng)的模型構建

要構建出個人學習環(huán)境系統(tǒng)，首先要明確PLE的構成要素。目前教育領域較著名的個人學習環(huán)境模型如“Future VLE”理論模型、Ray Sims的PLE模型、MicheleMartin的PLE模型等，均從不同角度說明了PLE的組成，Stephen Downes所描述的個人學習環(huán)境的定義是最被廣泛接受和認可的，從中可知PLE由工具、服務、人和資源四個基本要素構成。因此根據建構主義關于學習環(huán)境的構成要素：情境、會話、協(xié)作、意義建構，同時結合PLE的學習特性，本文認為，個人學習環(huán)境是以學習者個體為中心，依據學習者自身特點與需求，在不同學習階段制定不同目標建構的，由問題、目標、規(guī)則、資源、工具、學習共同體、評價調控等要素組成的松散耦合體。經過上述分析，設計出個人學習環(huán)境下的學習共同體的構建模型如圖1所示。

個人學習環(huán)境提供必要的學習工具、學習資源及為學習共同體制定的規(guī)范。其中的規(guī)范是指個體成員應共同遵守的基本行為準則，目的是營造一個有序、安全的學習氛圍，使成員間友好和睦相處，增加成員間的依賴感和信任感，使成員在一個寬松安全的環(huán)境中學習，更有利于提高個體的學習積極性，為共同體貢獻智慧，促進個體知識的建構。

學習共同體中，自主學習是必不可少的首要階段。學習者根據問題設定學習目標，利用學習資源，依據自己現(xiàn)有的認知水平，經過反思、辨析、修正，形成個人觀點。知識建構強調真正的學習是通過意義協(xié)商完成的，在共同體中，知識分布于各個成員中，個人觀點只有經過不斷的否定、反思和改進，才能建構出較完整的個人知識。學習者通過加入相同主題學習小組，與組內成員提出問題、進行比較、辨論、分析，在辨論中完善個人觀點，同時進一步進行小組間的意義協(xié)商，形成小組知識。學習者可在此過程中針對問題設定方案，解決問題，完成學習目標，同時對自身不斷評價、反饋、調控，完成個人知識的意義建構。

3 軟件工程課程的教學現(xiàn)狀及問題

《軟件工程》課程是本校計算機科學與技術專業(yè)、軟件工程專業(yè)及網絡工程專業(yè)的核心課程，其教學內容包括兩大方面：首先是基礎篇，主要有基本概念、原理、方法；其次是應用篇，介紹項目開發(fā)的所經歷的階段：需求分析、設計、編碼、測試及維護。課程目標是讓學生對軟件開發(fā)過程形成較完整架構，培養(yǎng)團隊協(xié)作及項目開發(fā)的能力，為在實際工作中進行項目開發(fā)及項目管理打下良好的基礎，是一門綜合性、實踐性很強的課程。

目前主要的教學方法仍然采用傳統(tǒng)教學，即教師上課講解，學生在實驗環(huán)節(jié)中采用驗證式的方式進行學習實踐。其結果是學生能記住大部分的理論知識，卻無法將其運用于實際中去，更無法完成一個項目的開發(fā)。這種培養(yǎng)方式與企業(yè)需求是脫節(jié)的。因此為提高課程的教學效果，強化學生的自主學習及團隊協(xié)作意識，培養(yǎng)問題解決的能力，嘗試將個人學習環(huán)境的學習共同體學習方式引入《軟件工程》課程的教學中，以期積累經驗，為后續(xù)的教學提供借鑒。

4 基于PLE的《軟件工程》學習共同體系統(tǒng)平臺的構建

4.1 構建目標

基于個人學習環(huán)境的學習共同體的構建目的在于通過對個人觀點的分享，在共享、協(xié)作交流中形成較完整的知識、提高學習效率。系統(tǒng)的構建要實現(xiàn)以下幾個目標：⑴學習者能對個人及小組空間進行管理；⑵能方便地應用社會性軟件工具管理學習過程；⑶方便成員間的協(xié)作、交流。

4.2 系統(tǒng)功能

根據PLE的組成要素及學習共同體模型，結合學習共同體的設計目標（促進學習者更好地完成知識的意義建構，通過相互交流、知識共享形成較完整的知識體系的要求），系統(tǒng)應實現(xiàn)以下功能，如表1所示。

表1 基于PLE的學習共同體系統(tǒng)主要功能

4.3 系統(tǒng)構建方式

目前較為典型的基于個人學習環(huán)境學習共同體的構建方法有四種：

⑴基于社會性軟件的PLE構建：基于QQ、微信等社會性軟件，整合現(xiàn)有的Web服務或工具搭建而成。

⑵基于Web服務的PLE構建：利用Google、社會網絡等提供的WEB服務構建個人學習環(huán)境。

⑶基于VLE（虛擬學習環(huán)境）的PLE的構建：在已有的VLE（如Blackboard、Moodle）的基礎上，整合Web2.0工具構建。

⑷基于社會聚合器的PLE構建：利用社會聚合器（如iGoogle、Pagef lakes等）自帶的服務，自主添加插件，將相關的學習資源、工具、服務整合于一站，實現(xiàn)各種服務的聚集。

本文利用SNS平臺的Elgg以及整合其它社會性軟件來構建PLE。

4.4 Elgg的特點

Elgg是基于流行的LAMP軟件包（Linux+Apacheweb+MySQL+PHP），以Blog為中心實現(xiàn)社會網絡化的開源平臺，可對其進行二次開發(fā)。它實現(xiàn)了關注好友、微博、信息流、日志、群組等常用的社交網絡基本功能，同時Elgg的大部分功能都是通過插件的形式實現(xiàn)，方便開發(fā)者分別對各個功能進行修改更新，非常適合用于個人學習環(huán)境的創(chuàng)建。其主要特點有[7]：⑴強大的可擴展性。提供API接口支持，用戶可以很方便地開發(fā)出基于Elgg的各種插件，也可以根據需要利用現(xiàn)有的插件安裝使用，實現(xiàn)個性化的設計。⑵多樣的交互功能。用戶可以參與社區(qū)討論、發(fā)表評論、使用RSS訂閱他人的博客或群組中的內容、可以共享文件,用戶可以任意發(fā)起小組，支持討論等。⑶良好的訪問控制。學習者可根據需要選擇合適的學習伙伴、學習資源、學習工具和支持服務，平臺為用戶提供了四種權限：Pr ivate、Friends、Logged inusers、Publ ic，可以為每一項學習行為設置其“讀”、“寫”權限，學習者也可以不受其它任何限制的隨時加入或離開某一小組，為學習者的個性化、開放式的學習提供了一個完全自由的學習環(huán)境。

4.5 系統(tǒng)的主要模塊

個人學習環(huán)境學習共同體的設計是以學習目標為前提，以問題解決為出發(fā)點，以學習者為中心，利用平臺提供的工具、資源和服務實現(xiàn)自主學習、交流協(xié)作、解決問題及知識、資源共享。基于以上目的并結合對Elgg的特點，平臺的主要模塊如圖2所示：

圖2 基于Elgg的個人學習環(huán)境學習共同體系統(tǒng)

⑴個人中心：學生注冊登錄平臺后，通過Elgg中的Blog（博客）發(fā)表個人觀點，與他人共享想法及知識，同時也可以瀏覽閱讀他人的日志；利用平臺提供的工具，如添加書簽（Bookmark）、改寫Pages和Rss訂閱器等學習活動整合個人資源，通過Fi le (個人文件庫)存儲資源，同時可以與其他學習者的文件庫建立鏈接；通過標簽（Tag）對文章分類，并能用它發(fā)現(xiàn)與自己學習目標相關的學習者和資源，并通過“添加好友”、“留言”、“微博（Wi re）”、“訂閱資源”等方式與之建立連接。利用Elgg平臺建立的徽章（Badges）和個人成就加分體系（Userpoints）[8]，對學生進行評價并激發(fā)其學習動機。

⑵學習共同體：Elgg平臺提供了群組博客（Group blogs）、群組書簽（Group bookmarks）、群組文件（Group f i les）、群組消息（Groups pages）、群組討論（Group discussions）等各種功能，學習者通過標簽（Tag）發(fā)現(xiàn)與自己學習目標相同的其它伙伴或利用Rss訂閱自己感興趣的話題，通過添加好友的方式形成群組（Gpoups）；發(fā)起一個話題,創(chuàng)建一個話題小組，邀請他人加入群組，或申請加入群組。另外，Elgg平臺中的微博（Wire）提醒、添加聊天、留言、提問等功能插件也可以建立學習者之間的人際交流網絡，進而形成學習共同體。通過站內信息（Message）、Wiki或添加QQ插件可實現(xiàn)與特定的學習對象實時地交流。Elgg提供了靈活的訪問控制，利用頁面（Pages）創(chuàng)建分級頁面，設置個人或群組中用戶的內容訪問權限，如部分或全部內容是否公開、群組中的用戶能否對本人內容進行訪問、修改等，為協(xié)作交流提供了便利。

⑶學習資源管理：在平臺中學習資源管理包括對個人或學習共同體資源的檢索、存儲、共享及發(fā)布，Elgg平臺提供了相應的插件完成這些功能。Fi le(文件庫)可為個人或群組存儲上傳或下載的文本、視頻、音頻、PDF等各種格式的文件，學習者利用Blog將觀點、看法分享發(fā)布給他人，或通過Rss閱讀器訂閱他人博客中的資源，利用Tag標簽對其進行分類整理，以Related items（相關條目）的形式為學習者推薦相關的資源，便于學習者提取出自己需要的學習資源做進一步的加工創(chuàng)造，實現(xiàn)人與資源、資源與資源的連接。

⑷學習工具管理：包括資源管理工具及協(xié)作交流工具。Blog是用于發(fā)表觀點的工具；Fi le、Bookmark是用于存儲資源、知識的工具；Wire是用于發(fā)送信息的工具；Wiki用于協(xié)作交流的工具；Rss用于信息訂閱等。為方便學習者開展學習活動，可將常用的學習工具整合顯示在儀表盤（Dashboard）中。由于Elgg是可擴展的且是開源的，用戶可向平臺添加插件或開發(fā)插件，本系統(tǒng)添加了QQ插件用時實時通信交流、Google閱讀器用于閱讀訂閱的資源、Wiki用于協(xié)作交流。

此外，平臺為學習者提供了個性化設置的功能，可按個人的喜好訂制個人空間界面，可自行整合學習工具、學習資源，添加插件。

5 系統(tǒng)在《軟件工程》課程教學中的應用

本研究選取的樣本為贛南師范學院2012級計算機科學與技術專業(yè)班的學生（共42人），從中隨機抽取21人（實驗組）開展，其余學生（21人）為對照組進行，教學時間為14周。在應用前對實驗組的21名學生進行了問卷調查，了解學生利用網絡進行學習的情況、對社會性軟件使用的熟練程度、在論壇中是否會積極發(fā)言等情況。調查結果是學生對各種社會性軟件如QQ、微信等的使用頻度較高且比較熟練，主要用于社交場合，較少用于學習方面；經常會利用網絡輔助學習，如查資料、看教學視頻等；在論壇中大部分是瀏覽，較少發(fā)言或回復。同時對全班學生進行了學習水平前測,并對測試結果進行了獨立樣本T檢驗分析，得出p=0.074>0.05，即樣本之間不存在差異性顯著。

在本研究中形成的基于個人學習環(huán)境的學習共同體系統(tǒng)在課程中的應用方式為：全班同學均正常上課，教師在課堂上進行理論知識的教學，課后實驗組學生利用系統(tǒng)平臺進行個人的自主學習、組建小組，形成共同體，教師指導被試學生對平臺的使用。由于該課程的實踐性強，因此要求全班學生在課程結束后能開發(fā)出一個實用完整的小型系統(tǒng)，并寫出系統(tǒng)開發(fā)各階段的文檔。課程的評價方式為將理論考試成績（50%）與系統(tǒng)開發(fā)成績（50%）綜合計算。研究目標是評測學生的成績、知識管理能力、協(xié)作能力、自主學習能力及知識綜合應用能力。本文以“需求分析”學習內容為例，介紹實驗組的學習過程。學習要求如表2：

表2 “需求分析”學習要求

教師根據課堂教學的進度將資源、課程信息、學習工具，如軟件工程文檔規(guī)范、各階段的案例、UML建模語言、ROS工具、EA工具等提供給全班同學；檢查指導學生的項目開發(fā)過程、為學生答疑解惑、幫助學生解決學習問題，為學生提供建議。對照組學生按常規(guī)方式學習及與教師互動，實驗組學生根據自己的實際需求在平臺自主學習、協(xié)作學習，可向教師提出學習中的問題，并提出自己的建議。被試學生的學習過程如圖3所示：

圖3 Elgg平臺中學生的學習過程

⑴個人觀點知識的形成與分享：雖然經過了課堂學習，但學生仍有問題無法解決，如功能模型創(chuàng)建的方法和步驟。形成這個問題的原因是對項目的需求不明確以及對建立功能模型的方法不理解。為了解決此問題，一方面學生要與用戶進行充分的溝通交流，獲取詳細的需求流程，同時學生會在平臺中利用現(xiàn)有的知識水平及認知結構開展學習活動：創(chuàng)建個人空間主頁，通過學習工具搜索或通過Rss訂閱與項目需求相關的資源，保存在個人文件庫或書簽中，通過撰寫日志、追蹤TAG標簽、改寫Pages等學習活動建立起個人資源網絡。在不斷嘗試、修正中完成功能模型的創(chuàng)建。當遇到學習問題而產生認知沖突時，學生通過學習新的知識來支持自身解決問題。個人觀點在這個過程逐步形成，并對觀點不斷地反思、修正，確保觀點的正確性，形成個人知識的意義建構。

⑵組內知識的意義協(xié)商：由于知識的存在環(huán)境是復合的，每個人思考的角度不同，對具有相同目標任務的問題會形成不同的個人觀點。學習者個體無法靠獨立學習完成對知識的整體探究，因此必須依賴于有意義的協(xié)作學習，集眾人的智慧，與他人共同提升個人知識范圍及能力。在此過程中，學生通過平臺將自己創(chuàng)建的功能模型發(fā)布出去，并提出問題，創(chuàng)建話題組，當他人瀏覽日志,發(fā)現(xiàn)與自己興趣相投時,則會通過微博（Wire）提醒、Friend添加為好友或訂閱你的日志，或使用添加聊天、留言、提問等功能建立起與其他學習者之間的連接，從而形成人際交流網絡。在組內對比他人的觀點、分析彼此間的差異和分歧、反思個人觀點、說服他人接受自己的觀點，在不斷修正補充個人觀點和知識的同時，促使個人觀點與小組觀點相融合并最終達成一致，形成小組知識，實現(xiàn)認知上的提高。

⑶共同體知識形成：學習共同體的目標是通過個體的差異性知識的聚集促進共同體知識的提升進而反作用于學習者，促進個體知識的提升。由于各小組對功能模型這個問題的思考角度不同，需要將在小組中形成的觀點和知識共享到其它群組中，以期通過組間的交流、分析，對功能模型的認識不斷地補充擴展，推進共同體智慧的形成，同時學習者個體不斷地反思、評價及修正，促進個人觀點升華。

結合上述過程可知，在個人學習環(huán)境的支持下，學習者的學習過程經歷獲取學習資源、組織學習資源、意義建構及知識共享四個階段。知識建構過程由個人觀點的形成到小組知識的形成最后到學習共同體知識建構三個過程。知識建構強調以觀點為中心，通過分享、辨論、推進、改進、升華，促使個人能力的提升，同時共同體知識建構是一個螺旋上升的過程。

6 系統(tǒng)在課程學習中的應用效果分析

在實際教學過程中收集的數據包括：針對本課程的前測數據及課程教學結束后的總結性評價-期末考試成績,學生完成的小型系統(tǒng)及文檔。對這些數據利用統(tǒng)計分析軟件(SPSS)進行數據的錄入和分析處理，并利用改進后的溫斯坦學習策略量表（LASSI量表）對相關維度進行了測評。

6.1 基于PLE的學習共同體系統(tǒng)能有效提高學生的成績

在使用上述方法完成了《軟件工程》課程教學后，進行了期末考試，實驗組和對照組的平均成績分別為78.4和69.3，標準差分別為1.24和2.34，P=0.025<0.05,差異性顯著，可以認為，實驗組和對照組在考試成績上存在顯著差異，應用此系統(tǒng)進行學習能有效提高學生的學習成績。

6.2 基于PLE的學習共同體系統(tǒng)能有效提高學生的自主學習及協(xié)作能力

用LASSI量表的10個維度和附加測量表在學期初和學期末對實驗組和對照組進行測量，分別對值計算均值和方差，并進行獨立樣本T檢驗，從檢驗結果的數據可以看出，學期初兩組學生在各個維度上都不存在顯著性差異。而從期末收集到的數據看，兩組學生在部分維度上出現(xiàn)了顯著性差異，表3所示為學期末的測量結果。

表3 LASSI量表的測量結果（學期末）

從數據分析結果可以看出：實驗組與對照組相比，在動機、時間管理、學習輔助、自我測試、自主學習能力、協(xié)作能力、信息加工和選擇要點方面都存在一定程度的提升，而且這種差異具有顯著性（P< 0.05），這說明該系統(tǒng)能提高學生的時間管理能力、自主學習能力、協(xié)作能力、應用學習輔助手段的能力，同時也能顯著改善其要點選擇能力和信息加工能力。即提高知識管理和知識建構能力。而在LASSI量表的其他維度上，如學習態(tài)度、焦慮、專心等方面顯著性差異不明顯。

6.3 基于PLE的學習共同體系統(tǒng)能有效提高學生的知識綜合應用能力

從學生設計出的系統(tǒng)可以看出，實驗組學生的系統(tǒng)功能較齊全，結構較清晰完整，能獨立運行且具有一定的實用性；大部分對照組學生的系統(tǒng)均存在一定程度的BUG，有少數學生未完成。從文檔的內容上看，實驗組學生能按文檔標準和要求書寫，較規(guī)范統(tǒng)一。說明學習共同體在促進學生綜合應用知識方面起到了良好的促進作用。

7 結語

本文通過目前國內外對個人學習環(huán)境要素的分析，給出了PLE的組成要素：問題、目標、規(guī)則、資源、工具、學習共同體、評價調控；設計了基于個人學習環(huán)境學習共同體的框架結構，分析了學習共同體的內涵、作用，得出了學習共同體的學習過程模型；探討了基于個人學習環(huán)境的學習共同體系統(tǒng)的構建目標、功能，并以Elgg平臺為例構建系統(tǒng)，并在此系統(tǒng)的基礎上展開了教學實踐。本文構建的基于個人學習環(huán)境的學習共同體系統(tǒng)的最終目的是引導學習者在非正式學習、協(xié)作學習的過程中完成知識的建構，具有一定的普適性，便于推廣。個人學習環(huán)境及學習共同體的構建使用了新媒體、新技術，而正在開發(fā)挖掘的物聯(lián)網技術、云計算、增強現(xiàn)實的興起必將促進自主學習的個性化學習環(huán)境的發(fā)展，實現(xiàn)真正意義上的非正式學習。

[1]郁曉華著.個人學習環(huán)境中的自主學習:轉變與實現(xiàn)[M].天津:南開大學出版社,2013:41-43.

[2]Stephen Downes[EB/OL]ht tp://www.downes.ca/about. htm,2010-3-18.

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[6]鐘志賢.論遠程學習者的自我認識[J].遠程教育雜志, 2010,(01):81-89.

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責任編輯：張隆輝

G642.4

A

1672-2094(2016)06-0059-06

2016-07-26

江西省教育科學“十二五”規(guī)劃課題（項目編號：15YB104）。

巫華芳（1968-），女，江西上猶人，贛南師范大學副教授。研究方向：學科教學論、軟件工程。