普适计算技术支持下的泛在学习研究

张小艳++徐真

摘要：普适计算技术使得“无所不在”的泛在学习成为可能。介绍了普适计算技术基本概念，论述了泛在学习基本内容，对泛在学习引发的教育变革进行了研究，期望为越来越多关注“泛在学习”的人们提供参考。

关键词：泛在学习；普适计算；学习变革

DOIDOI：10.11907/rjdk.143426

中图分类号：TP434

文献标识码：A 文章编号文章编号：16727800（2015）001016603

0 引言

普适计算（Ubiquitous Computing）技术对人们的物理环境与信息环境产生变革，信息空间与物理空间融合；普适计算技术变革了传统的计算与信息服务模式，构建了一个充满计算和通信能力的环境。在这个充满计算和通信能力的空间里，人们可以随时随地、自由获取任何所需要的信息、计算、通信、娱乐等服务。随之，一种新的学习理念——泛在学习 （Ubiquitous Learning）开始进入人们的视野。泛在学习已成为当前也是未来相当长一段时间内[1]教育技术学领域关注和研究的热点，并被认为是未来主流的学习方式。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》明确指出“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视”，并提出“到2020年，基本实现教育现代化，基本形成学习型社会，进入人力资源强国行列”的战略目标。因此，深入挖掘普适计算技术支持下的泛在学习潜力，“努力为每一名学生和学习者提供个性化学习、终身学习的信息化环境和服务”非常重要。

1 普适计算概念

泛在学习由“普适计算”演变而来，普适计算为泛在学习提供技术环境条件。为了更好地理解泛在学习，我们有必要首先了解一下普适计算。

1.1 普适计算的提出[2]

普适计算最早起源于1988年Xerox PARC 实验室的一系列研究计划。泛在计算的思想最早于1991年由Mark Weiser在《Scientific American》的“The Computer for the 21st Century”中提出。1999年，IBM也提出普适计算（IBM称之为Pervasive Computing）概念。1999年欧洲研究团体ISTAG提出了与普适计算概念类似的环境智能（Ambient Intelligence）概念。同年，召开了第一届Ubicomp国际会议，2000年，召开了第一届Pervasive Computing国际会议。2002年，IEEE Pervasive Computing期刊创刊。

1.2 普适计算概念

普适计算又称泛在计算、普存计算或普及计算，强调把计算机嵌入到环境或日常工具中去，让计算机本身从人们的视线中消失，把人们注意的中心回归到要完成的任务本身。对于普适计算，目前尚未有明确定义。马克·威士（Mark Weiser）指出，普适计算是指无所不在的、随时随地可以进行计算的一种方式。清华大学徐光祐教授等的定义是：“泛在计算是信息空间与物理空间的融合，在这个融合的空间中人们可以随时随地、透明地获得数字化的服务。”按照徐光祐教授对普适计算的定义，普适计算的特征主要体现在“随时随地”和“透明”，并且相对“随时随地”的特性，“透明”是普适计算与桌面计算模式最本质的区别。普适计算的目的是建立一个充满计算和通信能力的环境，同时使这个环境与人们逐渐地融合在一起，在这个融合空间中人们可以随时随地、透明地获得数字化服务。

2 泛在学习

2.1 泛在学习概念

泛在学习，ULearning，英文全称为Ubiquitous Learning，不同的学者又称其为泛在的学习、普适学习、无缝学习、无处不在的学习等。付道明、徐福荫[3]认为泛在学习是指在信息空间与物理空间相融合的空间里，学习的发生、学习的需求以及学习资源无处不在，学习者可以随时随地得到普适计算环境的支持。梁瑞仪、李康[4]认为，泛在学习指学生在基于无缝连接的信息环境中随时随地自由化学习，强调的是社会发展到一定程度的个人学习状态。石慧慧、刘奎[5]认为无缝学习是真正意义上的以人为本的学习环境。在充满计算和通信能力的环境中，人们可以随时随地、利用任何终端获取所需要的任何信息。综合以上学者的观点，可归纳出泛在学习的界定主要有以下几种： ①泛在学习是一种学习方式；②泛在学习是一种学习状态；③泛在学习是一种学习环境。虽然理解的角度不同，但都认为泛在学习是一种无处不在、不受限制的学习，其主要表现是：学习的发生无处不在，学习的需求无处不在，学习的资源无处不在。

2.2 泛在学习特征分析

泛在学习是数字化学习与移动学习的延伸和集中体现，优化了数字化学习与移动学习的特点。随着对泛在学习理解的不断深入，泛在学习的特性从“3A”的学习到“4A”的学习，现又有“7A”学习。关于泛在学习的特点，笔者综合了国内外有关学者观点，结合自己的理解，概括出以下几个特性：泛在性、持续性、易获取性、即时性、交互性、主动性、适应性、协作性、情境性、以学习者为中心等，见表1。

2.3 泛在学习与数字化学习、移动学习

Ulearning是Elearning（数字化学习）的延伸（丁钢，2008），其相对 Elearning 和Mlearning（移动学习）来说是一种飞跃（胡智标，2013），也有学者认为Ulearning是为了克服Elearning的缺陷或者限制而提出的。虽然这些说法都不十分确切，但笔者通过对泛在学习发展轨迹的研究，发现泛在学习是在数字化学习的基础上，基于移动学习的特性提出的。数字化学习缺乏移动性，移动学习缺乏情境性，而泛在学习是一种基于普适计算的形式，把学习融入到人们的日常生活情境中，强调任何人在任何时间、任何地点、基于任何计算设备获取所需的任何学习资源，享受无处不在的学习服务。泛在学习区别于数字化学习与移动学习，最显著的特点就是其“服务”理念，借助智能化设备，可在智能化环境中获取任何所需的信息和服务。

2.4 泛在学习实现

现代信息技术条件下，物联网、云计算、移动技术等为泛在学习奠定了环境基础，各种智能终端为泛在学习提供了设备依托，基于这些智能终端的应用系统为泛在学习提供了接口和平台，人们可随时随地与外界网络连接，获取任何所需的信息与服务。因此，从技术上来看，实现泛在学习必须满足3个条件： ①要具有能够感知、显示、存储的智能终端；②要有将所有智能终端连接在一起的网络（泛在网络）；③要有实现泛在学习的应用系统支撑[6]。郭成等[7]提出了一个包括泛在技术环境、泛在学习环境、泛在管理环境3大模块的泛在学习（Ulearning）系统，见图1，其中Ulearning技术环境是Ulearning学习的基础环境，而Ulearning管理环境是Ulearning学习环境的保障。

图1 泛在学习（Ulearning）系统

2.5 泛在学习引发的教育变革

泛在学习不仅仅是一种学习方式，作为一种更加人性化的学习理念，它涵盖了学习方式、学习状态、学习资源以及学习环境的构建等多层面、理想化的学习观念[8]。泛在学习所具备的巨大潜能主要源自适当的时间、合适的地点，以正确的方式获取学习内容和学习支持环境的可能性[9]。下面对泛在学习的优越性进行探讨。

2.5.1 泛在学习为解决问题提供了便利

泛在学习最大的特点就在于其泛在性，学习的发生是泛在的，学习需求是泛在的，学习资源也是泛在的，即随时随地地学习。传统意义上的学习一般指发生在学校内，固定的时间段、固定的教室，而普适计算技术支持下，学习者可以基于自身需求，在任何时间、任何地点以任何方式获取任何学习支持。学习者在学习或工作中通常会遇到各种问题，普适计算技术为即时解决问题提供了方便。

2.5.2 实现了以学习者为中心

泛在学习更有利于以学生为中心学习，给当前以教师为中心的课堂教学带来了巨大挑战。从传统课堂学习到数字化学习（Elearning）到移动学习（Mlearning）再到泛在学习（Ulearning），学习环境发生了翻天覆地的变化。泛在学习构建了智能化环境，可以让学习者更加充分地获取学习信息与服务，随时随地、利用任何终端进行自主学习或协作学习。泛在学习过程是一个根据学习者需要、自我导向的过程，是真正以人为中心、以学习任务和事件为焦点的学习。泛在学习者自主发现、探索、建构知识，选择适合自身的个性化学习方式，实现更有效的“学生中心”教育。

2.5.3 泛在学习能更好地支持远程开放学习

远程教育时，教师和学生在时空上相对分离，学生自学为主、教师助学为辅，教与学的行为通过各种教育技术和媒体资源实现联系、交互和整合（丁兴富，2002）。普适计算技术支持下的泛在学习，克服了数字化学习和移动学习的局限性，创造了一种真正不受时空限制、高度自主、以学习者为中心的崭新的学习环境[10]。泛在学习与传统的远程学习相比有很多优势：泛在学习需求、学习的发生、学习的资源无处不在，学习更加自由，没有时空限制；泛在学习模式更加灵活、更加实用、更具情境性，贴近人们的生活，学习变成一种日常行为；泛在学习环境更加智能化，教与学真正不受地域、时间以及学习者自身条件的限制。

2.5.4 泛在学习为终身学习开辟了新的路径

泛在学习作为未来主流的学习方式，对构建终身学习型社会意义深远，它超越了目前学校教育的孤立状态，将学习融入日常生活中，与工作场所、社区、家庭相关联，随时随地方便地提供学习所需要的内容，获取所需要的各种知识，具有灵活的学习支持服务等[11]。从理念上，基于普适计算技术的泛在学习倡导学习无处不在，与终身学习的理念不谋而合[12]，泛在学习的泛在性、持续性、适应性、情境性等与终身学习的终身性、全民性、灵活与实用性等相互对应；从实践上，普适计算技术为终身学习的实现提供了技术支持和保障， 使不同学习起点、不同需求的学习者都能在任何时间、任何地点，根据自身需求参与到学习中，给学习者提供了更优良的学习环境和更多的学习选择性。

3 结语

学习需求无处不在、学习随时发生，与日俱增的信息资源、信息技术与信息工具为人类的学习提供了无限的可能。泛在学习被认为是一种真正的“以人为中心”的学习，其优点主要体现在其智能化的设备和智能化的环境，使得学习无处不在。然而，目前泛在学习面临着硬件环境改善、资源环境设计等诸多技术挑战。在目前的技术水平下，泛在学习真的能达到所谓的“无处不在”吗？泛在学习真的发生了吗？如何评价泛在学习的有效性？实际教学与学习过程中又如何体现泛在学习？如何实现不同类型设备和资源的兼容，尤其是智能移动终端上的兼容问题？如何确保信息在网络传输过程中的安全性？这些问题都值得学术界积极关注和深入探讨，寻找有效解决方案，用以改善泛在学习的现状。普适计算及其支持的泛在学习，以其独特的优势将在教育领域发挥更加突出的作用。