智慧校园环境下课上课下整合式泛在学习活动设计

李渔迎 王小根 周乾

摘 要：泛在学习是近年来教育研究者和实践者关注的热点，尤其是课堂外的泛在学习活动设计。但是课外泛在学习的学习动机往往来源于课堂教学，因此如何将课堂教学中的学习者特征、教学内容、过程性评价等信息与课后学习紧密融合并保持教与学的连续性，是提高泛在学习活动有效性的重要保证。智慧校园环境中新兴技术的智慧应用营造了一个数据化、网络化、一体化的学习环境，为泛在学习活动提供了有利的条件和支持。因此，文章从学习过程出发，分析了智慧校园环境下四大支持要素并设计了课上课下整合式泛在学习活动模型，试图为相关研究者提供新的思路和参考。

关键词：泛在学习活动；框架模型；智慧校园；学习过程

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2018）11-0069-04

一、引言

信息技术的进步带来新技术、新设备、新模式的探索和涌现，从而推动了传统教育理念、模式与方法的变革，也推动了学习方式和学习形态的转变。泛在学习作为一种新兴的学习方式，以其泛在性、情境性、即时性等特点，引起了国内外学者的广泛关注。但是目前泛在学习的研究重在从技术层面探讨泛在学习系统的设计与开发，缺乏从学习者的角度对泛在学习方法与策略进行研究。[1]这也就导致了目前许多泛在学习教学模式的设计研究将课上与课下的教学活动割裂开来。如果仅仅着眼于课堂中的泛在学习活动设计，则课中的理论知识难以及时运用于课后实践；仅仅着眼于课堂外的泛在学习活动设计，实践过程中缺乏理论的指导，则更容易造成信息迷航等问题。另外，教师角色的不断弱化也会导致泛在学习在应用过程中面临许多现实问题，比如缺乏有效的路径指导、缺少合理的活动安排、缺少有效的评价手段等等。[2]

智慧校园作为教育信息化发展的新阶段，为泛在学习活动的开展提供了一体化、智能化的学习环境和有力的技术条件。高速泛在校园网络与移动终端相融合，为学习资源的传送、学习同伴之间的交流提供基础条件；物联网与环境感知技术，实现正式学习空间和非正式学习空间、物理学习空间和虚拟学习空间之间的无缝融合；学习者学习行为的数据化和网络化，为教师科学而及时地组织、监控、协调教学活动提供可能，打破了课下学习活动开展过程中时间和空间的限制；基于云平台的共建共享资源库、个性化的教学管理系统、支持协作学习的社交网络与开放学习社区、智能化的评价激励系统等学习支持服务都为课堂学习与课后学习的过渡与整合提供了强有力的技术支持，确保了学习者学习体验的连续性。

鉴于此，本文从涵括课堂教学与课后泛在学习的教学情境出发，提出了智慧校园环境下的课上课下整合式泛在学习活动设计，以期为有效的泛在学习活动的设计与开发提供有价值的参考。

二、泛在学习教学活动研究现状

泛在学习是任何人在任何时间、任何地点、基于任何计算设备获取任何所需学习资源，享受无处不在学习服务的学习过程。[3]学生的学习过程是课堂学习以及课后自主学习的结合，然而很少有教学设计者在模型设计上明确课上与课下的界限。虽然许多研究者开始基于学习过程设计泛在学习活动模型，却并没有针对课上与课下不同的教学情境设计出不同的教学策略与方法。丁继红等人根据泛在学习过程中信息的生成与流动，实现信息资源增值并按需推送。[4]陈敏与余胜泉通过感知学习过程情境，实现学习内容、资源模板、学习活动、知识专家、辅导资源、学习路径、学习激励的个性化推荐。[5]诸如此类的泛在学习活动设计有许多，但都忽视了一个问题：大多数学生的学习需求与学习动机更多的是从课堂教学中延伸出来的，并且课后学习者自主学习活动的开展需要在教师的引导下不断具体化、深入化。仅聚焦在课后的泛在学习活动极容易将教师的角色弱化，从而导致学习效果不理想等情况。林秀瑜在微课学习模式的研究中虽然提出了课上课下不同的学习活动设计，却并没有指出具体应该如何过渡与衔接。[6]课堂学习中所涉及的学习活动、教师、学习同伴、学习者的学习风格、知识结构等数据都是开展课后泛在学习过程中基础性的资源，将它们更好地利用于课后泛在学习中，将更利于寻找有效的学习路径，设计更为完善的泛在学习模式。

三、智慧校园环境下支持泛在学习的相关要素

在整个学习活动设计中，要想保证学习者可以在不同的学习场景和学科环境中（正式与非正式、个体与协作、现实与虚拟）无缝切换并且在不同的学习情境中依然保持学习体验的连续性，每一个阶段都需要智慧校园环境所提供的服务与支持。基于模型中的学习过程设计，我们最终整理出了智慧校园环境下能够促进课堂教学与课后学习更好地融合的四个要素——融合的学习环境、便利的数据通信与共享、智能的学习支持服务以及即时的过程把控。

1.融合的学习环境

融合的学习环境是课堂学习与课后学习过程中知识、信息、资源过渡与整合的基础。智慧校园借助几大新兴技术的应用，实现了正式学习空间和非正式学习空间、物理学习空间和虚拟学习空间之间的无缝融合。物联网技术以互联网为核心，以传感设备为基础，以智能识别和计算技术为其底层技术支撑，能够轻松实现对现实世界智能化的感知、定位、管理、监控等。[7]物联网技术不仅将现实资料与虚拟资料相互联结，使网络化学习更加逼真，更将现实空间与虚拟空间加以融合，扩大了学习空间。学生、学习空间与知识、信息、资源建立起相互连通的网络并一直处于通信状态。学生在图书馆、实验室等任何场所进行的学习活动，所获取的知识、信息、资源都能够最终整合到网络平台中。物联网技术打破了课堂与课后空间和时间上的限制，是支持泛在学习的关键因素。

2.便利的数据通信与共享

流畅而便利的数据通信和共享，是使泛在学习活动中的各环节紧密相连的保证。在智慧校园环境下，通过各种有线和无线网络可以实现人与人、人与物、物与物之间的随需连接与信息交换，将校园空间中各要素紧密连接在一起，构建全天候、全覆盖的网络应用环境。[8]借助物联网技术对课堂学习情境进行信息采集后通过无线网络存储至网络平台，并利用各种智能技術对感知数据进行分析处理，即可供学生与教师在需要时轻松获取。泛在网络使用户可以在电信网、移动网、互联网、卫星网等多个网络之间畅通无阻地享受高质量的网络服务，并增强了教育网络与多终端的连通性。[9]教师与学生课后不仅可以在任何时间任何地点基于社交网络进行学习上的探讨与交流，还可以通过各种终端获取所需的课堂资源。同样地，学生在课后现实场所产生的学习行为过程与信息也能被存储、分析与共享。

3.智能的学习支持服务

（1）以更全面的数据为基础的推荐系统

在数据化时代，学习过程中的一举一动都是有价值的。综合尽可能多层次、多角度的数据才能得出最科学、最全面、最准确的结果。智慧校园中的不少新兴技术为此提供了有力的支持，解决了抽象、动态化数据的搜集与处理问题。比如，情感计算技术能够从课堂录播视频中分析出像学习风格一样隐性的学习者信息，大数据分析技术则一直在动态分析网络中的学习行为。基于此，学习过程中的智能推荐系统实现了新的突破，并且教师在监测过程中所反馈的建议信息也将发送至个性化推荐系统中。

（2）更为便捷、开放的资源获取途径

物联网所提供的安全、可靠、方便、高效、人性化的服务降低了高端资源的使用条件并便利了资源的获取。首先，在校园内的任何时间任何地点，学生都可以查看图书馆所需图书的借阅情况；设备的自动化（自动监测环境、自动录入管理系统、自动定期维护系统）解决了人力、安全等问题，实验室开放程度越来越高。[10]其次，云计算技术拓展了教育资源与教育服务的共享性，尤其是开放的校际与社会资源。比如MOOC平台集中了各高校优质的教学资源并支持学生自主学习；特色化的数据库建设更是大大提高了学习者寻找资源的效率。

（3）开放且具有协作性质的社交网络

无论是自主学习、协作学习、探究性学习或者情境感知学习，社交网络都是重要的非正式学习工具。社交网络作为智慧校园的关键技术之一，涵盖了以人类社交为核心的所有网络服务形式，是一个能够相互交流、相互沟通、相互参与的互动平台，为高校师生的交流、协作与知识分享带来了极大便利。[11]在互联网络的基础上，借助统一通讯、日程共享和协同工作等工具的支撑，可以为师生提供随时随地、统一集成、模式多样的通讯与协作服务。不仅同学之间、师生之间，甚至是学生与世界各地的学习同伴、知识专家都能够因为共同的话题组建一个讨论社区，并实现便利充分的交流。

（4）集成而个性化的学习管理系统

泛在学习过程中杂而乱的碎片化学习信息很难保存整合，因此学习管理系统是必要的。学习管理系统主要包含课堂学习资源、课外电子学习档案以及过程性评估系统几大模块。基于该平台，学习者可以自主安排学习进度；将学习过程中的关键信息及时存入电子档案；获取系统以及教师推送的所有动态学习评价反馈信息、调整学习状态等等。

4.即时的过程把控

智慧校园中的信息物理系统（cyber physical system，CPS）在环境感知的基础上融合计算、通信和控制能力，提供实时感知、动态控制和信息反馈等服务，帮助教师达到启发学生思维、引导组织活动、监控活动情况以及及时反馈调节的作用。[12]物联网技术提升了教学环境与教学活动的感知性，合理地运用物联网技术能够使校园内的各个方面得到监控，大数据分析技术可以基于学习行为和过程准确记录每一个学生的学习情况并将数据网络化、可视化后反馈到教师端。基于此，教师能及时掌握学生学习动态，发现学习过程中存在的问题，并针对不同学生出现的不同问题提供个性化辅导，给予适当的学习激励，帮助学生系统地学习相关知识、明确学习路径，从而有效减少信息迷航等情况的发生，提高泛在学习效果。另外，将所有生成的过程性信息作为学习评价的依据更能确保评价的真实性和准确性。

四、智慧校园环境下课上课下过渡式泛在学习活动设计

文章从课后如何充分利用课堂学习数据的角度出发，设计了智慧校园环境下课上课下整合式泛在学习活动模型，如图1所示。该模型主要包括课堂教学与课后泛在学习两部分。

1.课堂教学模块

对课堂教学过程的存储与分析主要是为了帮助制定课后学习策略以及存储学生最本质的学习需求与学习动机，维持学习连续性。学习者在课堂学习过程中所体现的学习风格、知识结构等学习者特征，学习活动、过程性评价等学习内容与结果，以及拥有相似的学习目标和学习需求的同伴，都是需要存储的主要资源。其中，学习者特征除了固有的学习风格之外，更需要注意学习者对该部分课程内容所表现出来的特有的兴趣、态度以及认知发展过程。基于课堂中教师所设计的学习活动以及过程性评价结果，可大致确定学习者在该部分教学内容上的知识结构，从而查漏补缺，找出需要并且适合泛在学习的薄弱部分。另外，任课教师则是贯穿课堂与课后学习活动的总指挥，当遇到任何疑难问题，都可以轻松向其咨询。

2.课后学习模块

课后个性化学习对应课堂学习内容的延展与深入，不同的课堂学习内容以及不同的学习者，都可能拥有不同的课后学习过程的设计。比如自主学习、协作学习、探究性学习、情境感知学习等等。而如何推荐学习者最为合适的学习模式，则可以依据以下三方面考虑：学生自我评估、基于课堂数据的系统推荐以及教师建议。当匹配了确定的学习模式后，除了保存下来的课堂资源，学习者还可以借助开放的环境寻找更多的学习支持以达到对课堂学习内容更加深入和全面的认识。比如专题化的学习社区、个人的知识管理系统以及各类工具、资源、平台等等。泛在学习对学生学习自觉性和学习能力都提出了较高的要求，全局性的指导是必要的。教师可以掌握整个课上课下整合式泛在学习过程并进行个性化指导。当学生迷茫时布置引导性的学习任务；当学生气馁时或者有一定的学习成果时给予及时的学习激励等等。发挥教师启发思维、引导组织活动、监控活动情况、及时反馈调节的作用是提高学习者课后泛在学习效率有效性的重要手段。

五、结束语

本文出于对学习者泛在学习需求的原因分析，从学习过程角度设计了课上课下整合式泛在学习活动并分析了其在智慧校园环境下四大支持要素。随着各类技术的成熟，人们对泛在学习活动的设计从单一技术的应用向融合的技术环境转变，从活动元素的设计向整体教学系统转变。但是应用开展前，需要充分考虑几个问题：课堂的学习内容是否需要课后进一步的泛在学习，学习者是否需要系统支持、是否需要主动推送的资源等等，以此来达到该泛在学习模式的灵活应用。智慧校园环境中仍有许多技术应用不够成熟，如何在智慧校园环境下，以更好的学习效果为目标，用教育信息化带动教育现代化，最终构建一个以“学习”为核心，强化教学环境、教学平台和教学手段的泛在学习校园仍需要我们去多角度探索和创新。

参考文献：

[1][3]杨现民，余胜泉.生态学视角下的泛在学习环境设计[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]丁继红，熊才平，刘静，刁楠楠.大数据环境下嵌入泛在学习过程的信息服务模式研究[J].电化教育研究，2015（9）：30-35.

[5]陈敏，余胜泉.泛在学习环境下感知学习过程情境的推荐系统设计[J].电化教育研究，2015（4）：76-82，89.

[6]林秀瑜.泛在学习环境下微课的学习模式与效果研究[J].中国电化教育，2014（6）：18-22.

[7]刘金美.基于物联网的高校图书馆个性化服务研究[D].南京航空航天大学，2014.

[8]蒋东兴，付小龙，袁芳，蒋磊宏.高校智慧校园技术参考模型设计[J].中国电化教育，2016（9）：108-114.

[9]杨现民，余胜泉.智慧教育体系架构与关键支撑技术[J].中国电化教育，2015（1）：77-84，130.

[10]孫江，刘存海，李荫.基于物联网和主动学习模式的开放实验室建设[J].实验技术与管理，2017（S1）：163-165，175.

[11]蒋东兴，付小龙，袁芳，吴海燕，刘启新.大数据背景下的高校智慧校园建设探讨[J].华东师范大学学报（自然科学版），2015（S1）：119-125，131.

[12]罗俊海，肖志辉，仲昌平.信息物理系统的发展趋势分析[J].电信科学，2012（2）：127-132.

（编辑：王天鹏）