智慧校園環(huán)境下課上課下整合式泛在學習活動設計*

李漁迎，王小根，周 乾

(江南大學 人文學院，江蘇 無錫 214122)

一、引言

信息技術(shù)的進步帶來新技術(shù)、新設備、新模式的探索和涌現(xiàn)，從而推動了傳統(tǒng)教育理念、模式與方法的變革，也推動了學習方式和學習形態(tài)的轉(zhuǎn)變。泛在學習作為一種新興的學習方式，以其泛在性、情境性、即時性等特點，引起了國內(nèi)外學者的廣泛關(guān)注。但是目前泛在學習的研究重在從技術(shù)層面探討泛在學習系統(tǒng)的設計與開發(fā)，缺乏從學習者的角度對泛在學習方法與策略進行研究。[1]這也就導致了目前許多泛在學習教學模式的設計研究將課上與課下的教學活動割裂開來。如果僅僅著眼于課堂中的泛在學習活動設計，則課中的理論知識難以及時運用于課后實踐；僅僅著眼于課堂外的泛在學習活動設計，實踐過程中缺乏理論的指導，則更容易造成信息迷航等問題。另外，教師角色的不斷弱化也會導致泛在學習在應用過程中面臨許多現(xiàn)實問題，比如缺乏有效的路徑指導、缺少合理的活動安排、缺少有效的評價手段等等。[2]

智慧校園作為教育信息化發(fā)展的新階段，為泛在學習活動的開展提供了一體化、智能化的學習環(huán)境和有力的技術(shù)條件。高速泛在校園網(wǎng)絡與移動終端相融合，為學習資源的傳送、學習同伴之間的交流提供基礎(chǔ)條件；物聯(lián)網(wǎng)與環(huán)境感知技術(shù)，實現(xiàn)正式學習空間和非正式學習空間、物理學習空間和虛擬學習空間之間的無縫融合；學習者學習行為的數(shù)據(jù)化和網(wǎng)絡化，為教師科學而及時地組織、監(jiān)控、協(xié)調(diào)教學活動提供可能，打破了課下學習活動開展過程中時間和空間的限制；基于云平臺的共建共享資源庫、個性化的教學管理系統(tǒng)、支持協(xié)作學習的社交網(wǎng)絡與開放學習社區(qū)、智能化的評價激勵系統(tǒng)等學習支持服務都為課堂學習與課后學習的過渡與整合提供了強有力的技術(shù)支持，確保了學習者學習體驗的連續(xù)性。

鑒于此，本文從涵括課堂教學與課后泛在學習的教學情境出發(fā)，提出了智慧校園環(huán)境下的課上課下整合式泛在學習活動設計，以期為有效的泛在學習活動的設計與開發(fā)提供有價值的參考。

二、泛在學習教學活動研究現(xiàn)狀

泛在學習是任何人在任何時間、任何地點、基于任何計算設備獲取任何所需學習資源，享受無處不在學習服務的學習過程。[3]學生的學習過程是課堂學習以及課后自主學習的結(jié)合，然而很少有教學設計者在模型設計上明確課上與課下的界限。雖然許多研究者開始基于學習過程設計泛在學習活動模型，卻并沒有針對課上與課下不同的教學情境設計出不同的教學策略與方法。丁繼紅等人根據(jù)泛在學習過程中信息的生成與流動，實現(xiàn)信息資源增值并按需推送。[4]陳敏與余勝泉通過感知學習過程情境，實現(xiàn)學習內(nèi)容、資源模板、學習活動、知識專家、輔導資源、學習路徑、學習激勵的個性化推薦。[5]諸如此類的泛在學習活動設計有許多，但都忽視了一個問題：大多數(shù)學生的學習需求與學習動機更多的是從課堂教學中延伸出來的，并且課后學習者自主學習活動的開展需要在教師的引導下不斷具體化、深入化。僅聚焦在課后的泛在學習活動極容易將教師的角色弱化，從而導致學習效果不理想等情況。林秀瑜在微課學習模式的研究中雖然提出了課上課下不同的學習活動設計，卻并沒有指出具體應該如何過渡與銜接。[6]課堂學習中所涉及的學習活動、教師、學習同伴、學習者的學習風格、知識結(jié)構(gòu)等數(shù)據(jù)都是開展課后泛在學習過程中基礎(chǔ)性的資源，將它們更好地利用于課后泛在學習中，將更利于尋找有效的學習路徑，設計更為完善的泛在學習模式。

三、智慧校園環(huán)境下支持泛在學習的相關(guān)要素

在整個學習活動設計中，要想保證學習者可以在不同的學習場景和學科環(huán)境中（正式與非正式、個體與協(xié)作、現(xiàn)實與虛擬）無縫切換并且在不同的學習情境中依然保持學習體驗的連續(xù)性，每一個階段都需要智慧校園環(huán)境所提供的服務與支持?；谀Ｐ椭械膶W習過程設計，我們最終整理出了智慧校園環(huán)境下能夠促進課堂教學與課后學習更好地融合的四個要素——融合的學習環(huán)境、便利的數(shù)據(jù)通信與共享、智能的學習支持服務以及即時的過程把控。

1.融合的學習環(huán)境

融合的學習環(huán)境是課堂學習與課后學習過程中知識、信息、資源過渡與整合的基礎(chǔ)。智慧校園借助幾大新興技術(shù)的應用，實現(xiàn)了正式學習空間和非正式學習空間、物理學習空間和虛擬學習空間之間的無縫融合。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以互聯(lián)網(wǎng)為核心，以傳感設備為基礎(chǔ)，以智能識別和計算技術(shù)為其底層技術(shù)支撐，能夠輕松實現(xiàn)對現(xiàn)實世界智能化的感知、定位、管理、監(jiān)控等。[7]物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不僅將現(xiàn)實資料與虛擬資料相互聯(lián)結(jié)，使網(wǎng)絡化學習更加逼真，更將現(xiàn)實空間與虛擬空間加以融合，擴大了學習空間。學生、學習空間與知識、信息、資源建立起相互連通的網(wǎng)絡并一直處于通信狀態(tài)。學生在圖書館、實驗室等任何場所進行的學習活動，所獲取的知識、信息、資源都能夠最終整合到網(wǎng)絡平臺中。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)打破了課堂與課后空間和時間上的限制，是支持泛在學習的關(guān)鍵因素。

2.便利的數(shù)據(jù)通信與共享

流暢而便利的數(shù)據(jù)通信和共享，是使泛在學習活動中的各環(huán)節(jié)緊密相連的保證。在智慧校園環(huán)境下，通過各種有線和無線網(wǎng)絡可以實現(xiàn)人與人、人與物、物與物之間的隨需連接與信息交換，將校園空間中各要素緊密連接在一起，構(gòu)建全天候、全覆蓋的網(wǎng)絡應用環(huán)境。[8]借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對課堂學習情境進行信息采集后通過無線網(wǎng)絡存儲至網(wǎng)絡平臺，并利用各種智能技術(shù)對感知數(shù)據(jù)進行分析處理，即可供學生與教師在需要時輕松獲取。泛在網(wǎng)絡使用戶可以在電信網(wǎng)、移動網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)等多個網(wǎng)絡之間暢通無阻地享受高質(zhì)量的網(wǎng)絡服務，并增強了教育網(wǎng)絡與多終端的連通性。[9]教師與學生課后不僅可以在任何時間任何地點基于社交網(wǎng)絡進行學習上的探討與交流，還可以通過各種終端獲取所需的課堂資源。同樣地，學生在課后現(xiàn)實場所產(chǎn)生的學習行為過程與信息也能被存儲、分析與共享。

3.智能的學習支持服務

（1）以更全面的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的推薦系統(tǒng)

在數(shù)據(jù)化時代，學習過程中的一舉一動都是有價值的。綜合盡可能多層次、多角度的數(shù)據(jù)才能得出最科學、最全面、最準確的結(jié)果。智慧校園中的不少新興技術(shù)為此提供了有力的支持，解決了抽象、動態(tài)化數(shù)據(jù)的搜集與處理問題。比如，情感計算技術(shù)能夠從課堂錄播視頻中分析出像學習風格一樣隱性的學習者信息，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)則一直在動態(tài)分析網(wǎng)絡中的學習行為?；诖?，學習過程中的智能推薦系統(tǒng)實現(xiàn)了新的突破，并且教師在監(jiān)測過程中所反饋的建議信息也將發(fā)送至個性化推薦系統(tǒng)中。

（2）更為便捷、開放的資源獲取途徑

物聯(lián)網(wǎng)所提供的安全、可靠、方便、高效、人性化的服務降低了高端資源的使用條件并便利了資源的獲取。首先，在校園內(nèi)的任何時間任何地點，學生都可以查看圖書館所需圖書的借閱情況；設備的自動化（自動監(jiān)測環(huán)境、自動錄入管理系統(tǒng)、自動定期維護系統(tǒng)）解決了人力、安全等問題，實驗室開放程度越來越高。[10]其次，云計算技術(shù)拓展了教育資源與教育服務的共享性，尤其是開放的校際與社會資源。比如MOOC平臺集中了各高校優(yōu)質(zhì)的教學資源并支持學生自主學習；特色化的數(shù)據(jù)庫建設更是大大提高了學習者尋找資源的效率。

（3）開放且具有協(xié)作性質(zhì)的社交網(wǎng)絡

無論是自主學習、協(xié)作學習、探究性學習或者情境感知學習，社交網(wǎng)絡都是重要的非正式學習工具。社交網(wǎng)絡作為智慧校園的關(guān)鍵技術(shù)之一，涵蓋了以人類社交為核心的所有網(wǎng)絡服務形式，是一個能夠相互交流、相互溝通、相互參與的互動平臺，為高校師生的交流、協(xié)作與知識分享帶來了極大便利。[11]在互聯(lián)網(wǎng)絡的基礎(chǔ)上，借助統(tǒng)一通訊、日程共享和協(xié)同工作等工具的支撐，可以為師生提供隨時隨地、統(tǒng)一集成、模式多樣的通訊與協(xié)作服務。不僅同學之間、師生之間，甚至是學生與世界各地的學習同伴、知識專家都能夠因為共同的話題組建一個討論社區(qū)，并實現(xiàn)便利充分的交流。

（4）集成而個性化的學習管理系統(tǒng)

泛在學習過程中雜而亂的碎片化學習信息很難保存整合，因此學習管理系統(tǒng)是必要的。學習管理系統(tǒng)主要包含課堂學習資源、課外電子學習檔案以及過程性評估系統(tǒng)幾大模塊。基于該平臺，學習者可以自主安排學習進度；將學習過程中的關(guān)鍵信息及時存入電子檔案；獲取系統(tǒng)以及教師推送的所有動態(tài)學習評價反饋信息、調(diào)整學習狀態(tài)等等。

4.即時的過程把控

智慧校園中的信息物理系統(tǒng)（cyber physical system，CPS）在環(huán)境感知的基礎(chǔ)上融合計算、通信和控制能力，提供實時感知、動態(tài)控制和信息反饋等服務，幫助教師達到啟發(fā)學生思維、引導組織活動、監(jiān)控活動情況以及及時反饋調(diào)節(jié)的作用。[12]物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提升了教學環(huán)境與教學活動的感知性，合理地運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠使校園內(nèi)的各個方面得到監(jiān)控，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)可以基于學習行為和過程準確記錄每一個學生的學習情況并將數(shù)據(jù)網(wǎng)絡化、可視化后反饋到教師端?；诖耍處熌芗皶r掌握學生學習動態(tài)，發(fā)現(xiàn)學習過程中存在的問題，并針對不同學生出現(xiàn)的不同問題提供個性化輔導，給予適當?shù)膶W習激勵，幫助學生系統(tǒng)地學習相關(guān)知識、明確學習路徑，從而有效減少信息迷航等情況的發(fā)生，提高泛在學習效果。另外，將所有生成的過程性信息作為學習評價的依據(jù)更能確保評價的真實性和準確性。

四、智慧校園環(huán)境下課上課下過渡式泛在學習活動設計

文章從課后如何充分利用課堂學習數(shù)據(jù)的角度出發(fā)，設計了智慧校園環(huán)境下課上課下整合式泛在學習活動模型，如圖1所示。該模型主要包括課堂教學與課后泛在學習兩部分。

1.課堂教學模塊

對課堂教學過程的存儲與分析主要是為了幫助制定課后學習策略以及存儲學生最本質(zhì)的學習需求與學習動機，維持學習連續(xù)性。學習者在課堂學習過程中所體現(xiàn)的學習風格、知識結(jié)構(gòu)等學習者特征，學習活動、過程性評價等學習內(nèi)容與結(jié)果，以及擁有相似的學習目標和學習需求的同伴，都是需要存儲的主要資源。其中，學習者特征除了固有的學習風格之外，更需要注意學習者對該部分課程內(nèi)容所表現(xiàn)出來的特有的興趣、態(tài)度以及認知發(fā)展過程?；谡n堂中教師所設計的學習活動以及過程性評價結(jié)果，可大致確定學習者在該部分教學內(nèi)容上的知識結(jié)構(gòu)，從而查漏補缺，找出需要并且適合泛在學習的薄弱部分。另外，任課教師則是貫穿課堂與課后學習活動的總指揮，當遇到任何疑難問題，都可以輕松向其咨詢。

圖1 智慧校園環(huán)境下課上課下整合式泛在學習活動模型

2.課后學習模塊

課后個性化學習對應課堂學習內(nèi)容的延展與深入，不同的課堂學習內(nèi)容以及不同的學習者，都可能擁有不同的課后學習過程的設計。比如自主學習、協(xié)作學習、探究性學習、情境感知學習等等。而如何推薦學習者最為合適的學習模式，則可以依據(jù)以下三方面考慮：學生自我評估、基于課堂數(shù)據(jù)的系統(tǒng)推薦以及教師建議。當匹配了確定的學習模式后，除了保存下來的課堂資源，學習者還可以借助開放的環(huán)境尋找更多的學習支持以達到對課堂學習內(nèi)容更加深入和全面的認識。比如專題化的學習社區(qū)、個人的知識管理系統(tǒng)以及各類工具、資源、平臺等等。泛在學習對學生學習自覺性和學習能力都提出了較高的要求，全局性的指導是必要的。教師可以掌握整個課上課下整合式泛在學習過程并進行個性化指導。當學生迷茫時布置引導性的學習任務；當學生氣餒時或者有一定的學習成果時給予及時的學習激勵等等。發(fā)揮教師啟發(fā)思維、引導組織活動、監(jiān)控活動情況、及時反饋調(diào)節(jié)的作用是提高學習者課后泛在學習效率有效性的重要手段。

五、結(jié)束語

本文出于對學習者泛在學習需求的原因分析，從學習過程角度設計了課上課下整合式泛在學習活動并分析了其在智慧校園環(huán)境下四大支持要素。隨著各類技術(shù)的成熟，人們對泛在學習活動的設計從單一技術(shù)的應用向融合的技術(shù)環(huán)境轉(zhuǎn)變，從活動元素的設計向整體教學系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。但是應用開展前，需要充分考慮幾個問題：課堂的學習內(nèi)容是否需要課后進一步的泛在學習，學習者是否需要系統(tǒng)支持、是否需要主動推送的資源等等，以此來達到該泛在學習模式的靈活應用。智慧校園環(huán)境中仍有許多技術(shù)應用不夠成熟，如何在智慧校園環(huán)境下，以更好的學習效果為目標，用教育信息化帶動教育現(xiàn)代化，最終構(gòu)建一個以“學習”為核心，強化教學環(huán)境、教學平臺和教學手段的泛在學習校園仍需要我們?nèi)ザ嘟嵌忍剿骱蛣?chuàng)新。

[1][3]楊現(xiàn)民,余勝泉.生態(tài)學視角下的泛在學習環(huán)境設計[J].教育研究,2013(3):98-105.

[2]Hwang G J,Kuo F R,Yin P Y,et al.A heuristic algorithm for planning personalized learning paths for context-aware ubiquitous learning[J].Computers&Education,2010,54(2):404-415.

[4]丁繼紅,熊才平,劉靜,刁楠楠.大數(shù)據(jù)環(huán)境下嵌入泛在學習過程的信息服務模式研究[J].電化教育研究,2015(9):30-35.

[5]陳敏,余勝泉.泛在學習環(huán)境下感知學習過程情境的推薦系統(tǒng)設計[J].電化教育研究,2015(4):76-82,89.

[6]林秀瑜.泛在學習環(huán)境下微課的學習模式與效果研究[J].中國電化教育,2014(6):18-22.

[7]劉金美.基于物聯(lián)網(wǎng)的高校圖書館個性化服務研究[D].南京航空航天大學,2014.

[8]蔣東興,付小龍,袁芳,蔣磊宏.高校智慧校園技術(shù)參考模型設計[J].中國電化教育,2016(9):108-114.

[9]楊現(xiàn)民,余勝泉.智慧教育體系架構(gòu)與關(guān)鍵支撐技術(shù)[J].中國電化教育,2015(1):77-84,130.

[10]孫江,劉存海,李蔭.基于物聯(lián)網(wǎng)和主動學習模式的開放實驗室建設[J].實驗技術(shù)與管理,2017(S1):163-165,175.

[11]蔣東興,付小龍,袁芳,吳海燕,劉啟新.大數(shù)據(jù)背景下的高校智慧校園建設探討[J].華東師范大學學報(自然科學版),2015(S1):119-125,131.

[12]羅俊海,肖志輝,仲昌平.信息物理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢分析[J].電信科學,2012(2):127-132.