面向公安院校刑事技术课程的泛在智慧学习空间的设计

樊 舒

（中国刑事警察学院 声像资料检验技术系 辽宁 沈阳 110854）

泛在学习是在普适计算技术、无线通信技术、智能移动设备制造技术高速发展的基础上产生的新型学习方式，其核心理念是打破时空局限，使学习者自由获取学习资源，从而实现“无处不在”地学习。目前国内外学者已从不同角度对泛在学习开展了研究。有的学者从系统层面对学习资源开展研究，提出了基于语义基因和社会信任模型对学习内容进化实现有序控制的方法；有的学者从生态学角度对泛在学习环境的建设进行讨论，认为在泛在学习系统中，用户和资源是共生的两大关键种群；还有的学者将主题探究学习引入泛在学习过程，帮助学习者实现深度学习。

学习空间是基于现代通信技术和计算机网络构建的学习支撑服务平台。在云计算、大数据分析、人工智能等最新信息技术的支撑下，学习空间具有为学习者提供个性化、社交交互式的学习资源及评测学习行为的能力。目前，已经有研究通过将泛在学习环境与网络学习空间结合，来实现丰富学习资源、加强学习过程参与者之间的联系的目标。智慧学习空间是智慧学习环境下的学习空间，是智慧学习理念下构建的学习空间的新形态，它以帮助学习者构建学科知识和培养学习者的学习能力为目标。

泛在学习具有学习资源数量过多、有用信息获取困难的特征，这导致学生在泛在学习环境下，容易陷入盲目下载囤积学习资料、知识体系构建困难、专业学习深度难以保证的状态。而智慧学习空间具有为学习者推荐个性化学习资源、引导和监督学习过程、精准评价学习效果的设计理念。智慧学习空间的内涵和特征决定了它适用于泛在学习环境，二者的结合具有必然性。

目前，泛在智慧学习空间已开始由理论研究进入实用阶段，被应用于多类课程的教学，有效提高了学生的学习积极性及学习效率。河南师范大学在师范生教学技能培训中实施了泛在智慧学习空间下的智能体验式学习模型，获得了激发学生学习积极性、增强其学习认同感的效果。华南师范大学基于TPACK框架设计泛在学习云空间并将其用于大学英语课程教学，该空间可为学员动态配置个性化空间、提供适用于泛在环境和语言学习的学习策略支持，并验证了应用效果。然而，根据调研，目前适用于公安类课程教学的泛在学习空间的研究属空白状态。针对此问题，本文根据公安院校刑事技术课程的特点，设计面向该类课程的泛在智慧学习空间，力图改进教学模式、解决刑事技术类课程教学中存在的问题，达到帮助学生提高学习效率、培养主动学习能力的目的。

一、刑事技术课程教学分析

（一）刑事技术课程的教学目标

刑事技术是通过运用技术手段对与犯罪活动有关的各类物证进行提取、检验、分析和鉴定，实现发现作案线索、揭露犯罪手段、确定犯罪证据、查找犯罪对象、证实犯罪行为等重要目标的专业技术，是为案件的侦破、起诉及审理服务的应用型学科。刑事技术课程是公安院校广泛开设的专业基础课程，该课程是刑事技术实战在公安院校的延伸。设立该类课程的目的是使刑事侦查、刑事技术专业的学生掌握刑事技术的基本概念、原理、知识点等理论内容，掌握各方向刑事技术相关的操作方法和技术手段，使学生具备进一步学习刑事技术知识、解决刑事技术相关问题的能力，为学生未来从事公安刑事技术工作打下良好基础。

刑事技术课程的教学目标可划分为三个层次：知识目标、素质目标和能力目标。知识目标即通过教学使学生记忆和理解课程具体知识点和原理的内容及内涵的目标；素质目标是使学生具备刑事技术思维、构建个人刑事技术知识体系、具有持续深入学习刑事技术的热情和能力；能力目标是指使学生具备理论联系实际的能力，在综合分析的基础上，可将所学知识灵活地运用在实战场景中，解决公安工作中的实践问题。其中，知识目标是基础，能力目标是目的，素质目标是使学生从知识目标出发、达成能力目标的途径。在刑事技术课程教学中，三个目标相互促进，协同发展，形成一个多阶段的优化闭环，最终实现学生职业能力的跃升。

（二）刑事技术课程现有教学及考核方式

目前公安院校刑事技术课程教学方式主要以理论课中搭配实验教学或实训课的方式开展。在时间安排上，理论教学在前，侧重于教师讲授课程知识点，实验教学在后，主要是通过实验验证理论教学内容、帮助学生加深对知识点的理解。在教学内容方面，教师在统一的教学大纲框架下，以配发教材为基础，根据教师个人对课程的理解设置具体的教学内容。在教学方法方面，教师则根据自身教学习惯来选择教学方法。近年来，随着公安院校对课程教学目的的深入挖掘，课程改革被广泛开展，其中，课程教学强调联系实战、加强信息化教学和实验教学是刑事技术课程改革的两大核心内容。多数教师结合实战案例讲解知识点，以帮助学生提高学习兴趣、加深对课堂内容的理解，将翻转课堂教学方法引入刑事技术课程；广泛开展多媒体教学；提升实验课时的比例，但总体来说，教学方法还是以传统的知识讲授为主，多媒体课件被作为呈现具体教学内容的辅助工具在教学过程中使用；实验教学方面，以基础实验为主，注重锻炼学生技能操作，较少涉及刑事技术思维的培养。在考核方式上，以笔试为主，侧重考核学生对基本知识、理论的理解和掌握，同时通过实验和作业成绩，评估学生的基本技能及评测学生知识目标的完成程度，缺少对学生素质目标和能力目标完成情况的有效评估。

（三）刑事技术课程教学面临的问题

基于刑事技术课程的现有教学方式和考核方式，公安院校刑事技术课程教学面临以下几个亟待解决的问题：

1.以讲解知识点为主的教学手段较为单调，易削弱学生的学习热情及专注度，导致课堂教学效果不佳。教学中讲授的原理、知识较为抽象，与实战场景有一定区别；简单的案例讲解和实验难以实现理论知识与实战技能的对接，导致学生从课堂获得的知识成为惰性知识，即学生仅能完成对课程内容的机械记忆，在陌生的实战情景下无法完成知识提取、自发灵活地运用知识解决实战问题。

2.案例教学局限在课堂教学中，且以教师陈述为主，导致学生参与度不足，教学效果受限。刑事技术课程非常依赖实战案例教学,借助案例教学可使抽象的知识和概念实体化，帮助学生快速深刻地理解课程内容，掌握知识的运用技巧。但目前刑事技术课程中的案例教学存在两个难题：一是案例教学方式以教师陈述为主，缺乏情景导入，导致学生参与度不足，教学效果受限；二是当前案例教学只能局限在课堂教学中，由于学生缺乏独立解读实战案例的能力且在课后难以获取案例资源，导致学生在课后仅能通过阅读教材的方式进行复习，限制了学生课下对刑事技术课程的深入学习。

3.教学以及考核侧重知识目标的实现，导致学生在学习过程中重视学习内容的简单记忆。教学中缺少针对性培养学生侦查思维和刑事技术思维的环节，缺少对刑事技术内在规律的深入解读，导致学生对课程的知识体系和内容逻辑关系认识不足，限制了知识提炼和知识体系构建等高阶学习能力的培养，无法满足公安院校培养兼具创新意识和实践能力的高级警务人才的需求。

4.刑事技术课程教学缺少教师和学生之间、学生与学生之间的协同学习、交流协作机制，导致教师对学生需求缺乏了解、学生对知识的理解角度单一，师生无法形成促使知识水平跃升的合力。虽然翻转课堂教学方法的引入一定程度上改变了这一状态，但也仅限于课堂上有限分组讨论，广泛的学习协作依然没有建立。值得特别注意的是，公安院校会经常针对基层干警开展培训授课，但目前还没有形成在校本科生与培训干警之间的学习交流机制，即缺少将一线干警的实战办案经验转化为课程教学助力的渠道。

二、面向刑事技术课程的泛在智慧学习空间的设计

（一）泛在智慧学习空间的设计思路

通过课程教学帮助学生实现知识目标、素质目标和能力目标，根本途径是帮助学生实现对本课程的高效学习。高效学习指学生在学习过程中基于科学的学习理论，在主动学习和思考的基础上，发掘和总结课程内容的学习规律，总结并采用科学的学习方法及技巧，保持学习热情和积极状态，最终达到提高单位时间内知识获取量和灵活应用知识的能力目标。简而言之，高效学习包含四个基本特征：学习速度快、学习方法科学、学习积极性高、获得灵活运用知识的能力。从以上分析可知，将课程教学从以“教”为中心转变为以“学”为中心，教师引导学生实现主动学习，将实战教学贯穿于学习过程，同时依据经验知识对学生的学习方法进行指导，是促进学生学习效率、达成知识目标、素质目标和能力目标三大教学目标的有效途径。与以上结论相呼应，建构主义学习理论认为学习是主体主动建构个人知识体系的过程，而不是简单的信息输入、存储和提取，学习过程应由教师教授知识转变为学习者在模拟实战情景下通过协作交流主动获取知识和实践能力。建构主义学习环境模型强调以解决实际问题的需求为驱动力，以问题情景脉络为约束力，以会话和协作为支撑，实现知识的情景化和社会性建构。该模型的三个基本要素包括问题、信息资源和认知、协作工具。作为建构主义学习环境模型的具体应用，泛在智慧学习空间可使学习者随时随地、自由地获取丰富的、个性化、社交交互式的学习资源，并在引导和监督学习过程的同时精准地评价学习者的学习行为和学习效果。因此，在刑事技术课程中引入泛在智慧学习空间，可以有效弥补目前刑事技术课程教学的不足，促进学生高效学习。

本文以针对性解决目前刑事技术课程教学面临的问题为驱动设计泛在智慧学习空间，该空间为学习者提供具有整合性、灵活性和交互性的学习平台，即学习环境、资源、工具、方法、成果在学习过程中实现整合，学习者通过利用多样化的通信方式和智能终端设备，可随时随地获取适合个性化学习的学习工具和学习资源，并与学习伙伴和教师开展交流。空间的具体设计思路如下：

1.空间支持泛在接入；

2.以引导学生主动学习和构建知识体系为重点；

3.以打破案例教学场所局限、实现实战情景化学习为特色；

4.以众包模式构建和优化案例资源库，同时支持信息共享；

5.建立社交式学习环境。

（二）泛在智慧学习空间的架构及运行方式

图1 用于刑事技术课程的泛在学习空间架构

本文中设计的泛在智慧学习空间前台以学员可访问登陆的“学习空间”为核心，后台由主要“课程知识构建模块”“实战案例数据库”“个人评估与推荐系统”三个功能模块构成，其架构如图1所示。学员通过电脑或手机等智能终端，访问“学习空间”界面，并获取和设置个人账户。学习空间提供五个子界面，包括“课程内容学习”“实战案例编辑”“学习水平评估”“学习交流社区”“个性化信息”，各界面具体功能如下：

1.学员进入“课程内容学习”界面后，可根据需要选择学习的课程及章节，并实施学习行为。“课程内容学习”基于“课程知识构建模块”来实现。“课程知识构建模块”为学习者提供“教学法”和“学习资源及工具”两方面内容的支持。在“教学法”方面，模块在综合考虑多个课程教学专家的设计意见基础上对课程内容进行分解，并为学员提供学习引导及知识构建流程，最终使学员达到提高学习能力和构建知识体系的目标。在“学习资源与工具”方面，模块可以为学员提供实战案例数据库、电子教材数据库、各类学习资料库及互联网络等接口，帮助学员实现信息的泛在获取，进一步提高学员的学习效率。学员在学习过程中，遵循学习引导及知识构建流程对课程各知识点进行分步学习，在学习过程中通过查阅电子教材数据库、学习资料库和访问互联网获取知识点的详尽信息，实现对课程知识的深度理解和挖掘，并通过调用实战案例对知识掌握水平进行考核和评测，建立知识点与实战运用间的联系，及时定位知识盲点。

2.“实战案例编辑”主要为扩充和优化“实战案例数据库”服务。“实战案例数据库”中案例资源文件按统一格式编辑，包含侦破思路、涉及技术及概念、关键进程、考核点等关键信息。案例文件与各章节课程内容匹配，系统可在学员学习过程中根据教学需要自动推送相关案例，也允许用户以章节目录为索引自由查找实战案例。用户可在课下使用实战案例进行自学或测试。在设计和规范化实战案例编辑流程及评价维度的基础上，“实战案例数据库”充分发挥网络用户交互协作的优势，以教师编写实战案例文件为基础，同时采用“众包”的方式对数据库进行扩充和优化。在学习空间中提供实战案例文件编辑工具，学员可根据自身实战经历编辑和上传实战案例文件，文件上传后由专家及教师对其进行审核、提出修改建议，文件修改合格后可作为正式实战案例文件提供给全体学员使用。此外，学员在调用实战案例文件后，还可以对案例文件给予评价和修改建议，并由管理员在评估后对案例文件进行进一步完善。通过引入“实战案例编辑”可有效扩展实战案例来源、完善案例文件质量。

3.学员通过“学习水平评估”对自身学习水平进行测评。测评分为三个类别，包括知识测试、课程思维评估和实践能力考核，分别对应知识、素质和能力三个教学目标。测试题目由多名专家分章节编写，并放入题库，在测试过程中学生可选择测试的范围，系统根据输入随机选择题目向学员推送。

4.“学习交流社区”以论坛的形式对全体学员开放，作为学员交流的工具。“学习交流社区”的特色是基于“个人评估与推荐系统”模块，为学员推荐“学术领袖”。具体方法是，学习空间记录学员的学习行为数据（学习进度、学习时长、评测成绩等）及知识贡献行为数据（如上传实战案例数量、所提供实战案例使用情况等），并将数据提供给“个人评估与推荐系统”模块，由模块对学员进行评估并计算获得推荐结果。通过评估学员的学习能力和对课程所做贡献及分享行为积极程度，模块选择兼具分享热情、良好成绩和实战经验的学员作为“学术领袖”向全体学员推荐，鼓励学员在课后开展学习交流活动。

5.“个性化信息”界面呈现学员在学习空间中的活动信息，包括学习进度、作业完成情况、学习时长、案例文件贡献、社区交流等，同时利用“个人评估与推荐系统”模块，采用统计分析、机器学习等算法，评估学习者的知识掌握水平，为学员推荐与之匹配的学习资源。

（三）泛在智慧学习空间的实现

面向刑事技术课程的泛在智慧学习空间的实现有赖于后台核心模块的实现方法和关键技术（如图2所示），各模块的具体实现方法如下：

1.课程知识构建模块的核心功能为“教学法”，即设计适用于刑事技术课程学习规律的教学方法，并将其嵌入在学习空间中，引导学生按一定顺序、方法实现课程知识的获取。“教学法”的实现分为“教学法设计”和“教学法可视化实现”两个部分。知识构建“教学法设计”中，基于关联主义学习理论和元认知理论，以课程中关键概念为核心及支撑节点，以各概念间的联系为学习过程推进动力，引导学习者对核心概念及其相关知识进行含义搜索、内涵挖掘、比较研究、对应实战案例训练，使学习者实现对课程的深度学习，并最终构建知识体系、提高学习能力、优化思维方式。教学法体现在“教学法可视化实现”中，即学生进入学习界面后，由系统向学生推荐多个关键概念，并要求学生采用搜索工具、学习资料等深入挖掘各概念之间的关联关系，之后利用画图工具完成课程内容逻辑图，之后采用基础习题、实战案例帮助学生加深理解，从而完成学生对课程知识由横向向纵向的二维知识构建。

2.实战案例数据库设计划分为“实战案例编辑格式设计”和“实战案例编辑方法实现”两个部分。“实战案例编辑格式设计”工作，在对实战部门调研的基础上，参照知识构建教学法，设计规范化实战案例文件编辑格式，使案例文件包含侦破思路、涉及技术及概念、关键进程、考核点等关键信息。该部分的重点是将实战中的技术运用与刑事技术课程中的概念、原理做精准对应，即将实战操作凝练升华为理论知识，从而明确实战经验有效性的本质原因及价值的落脚点。该工具首先需要与基层干警做深入交流，理解案件进程中实现突破的关键因素和驱动力，此时获取的信息是一种碎片化的经验信息。之后，将经验信息根据刑事技术课程“教学法”中的框架进行分类，实现经验信息与概念、原理的对应。在此基础上，对实战案例按时间进程分解，将侦破思路、涉及技术及概念、关键进程、考核点等分别插入案例文件。“实战案例编辑方法实现”工作，主要是设计实战案例文件编辑界面及操作方法，使学习者可编辑并上传实战案例文件。需要注意的是，学员在使用实战案例文件时，文件应模仿案例的实际进程逐步呈现关键信息，以实现案例的情景化嵌入。

3.个性化评估和推荐系统设计中，包括学习水平评估算法和知识分享行为评估算法两种算法的设计。学习水平评估算法应在分别准确评估学生知识水平、素质水平和能力水平的基础上，对学生的综合能力进行评测。设计该算法的重点是依据对课程内容和实战部门的调研提取可反映知识水平、素质水平和能力水平的特征要素，设计样本模式和机器学习模型，并利用采集的大量真实样本对机器学习模型进行拟合，获取各特征要素的权值系数。在知识分享行为评估算法设计中，首先对学生群体进行调研，了解对学生有益的知识分享行为，并以此为依据提出知识分享行为要素，同样基于机器学习算法、获取样本并确定各要素的权值。之后利用相关性原理和聚类算法设计推荐算法，用于向学员推荐学习资源和交流活动，具体思路为：依据学习资源或交流活动中体现的关联性特征，对其进行聚类，根据学员的学习内容、评测成绩、参与活动等空间活动记录，选择相应的适用于该学生的学习资源、学术领袖或学习交流活动并进行推荐排序。在此基础上，建立课程学员间的社交网络，实现对学员间的信息共享和经验交流的促进。在搭建示范性平台后，利用平台获得的运行数据，采用机器学习算法进一步优化评估算法和推荐算法中的要素权值及参数，改进算法性能。

（四）面向刑事技术课程的泛在智慧学习空间的创新

面向刑事技术课程的泛在智慧学习空间主要在实战案例文件编辑格式、课程知识构建模块、学员评估方法等三个方面实现创新设计，从而达到促进课程教学质量的目的，具体如下：

1.充分考虑到刑事技术相关的实战案例的特殊性，对实战案例文件的编辑格式进行规范化设计，将实战案例文件的编辑与刑事技术课程知识体系相结合，使实战案例文件中携带侦破思路、涉及技术及概念、关键进程、考核点等信息，从而使学习者可以在课下时间使用实战案例文件数据库进行自学和自我测试，打破了实战案例教学的空间局限。

2.与一般学习空间重视帮助学习者获取学习资源、忽略引导学习者对学习资源进行深入学习不同，创新的泛在智慧学习空间通过引入课程知识构建模块，对刑事技术课程内容实现科学分解，并引导学生在信息搜索工具、实战案例文件数据库的辅助下，实现课程内容的深度理解和知识体系构建，最终达到提高教学质量的目的。

3.与一般学习空间的个性化评估系统仅对学习者的知识水平进行评估不同，创新的泛在学习空间在对学习者知识水平进行评估的基础上，认为学习者参与学习活动的热情、贡献和分享行为也是影响课程学习的重要因素。通过评价学生经验分享和贡献，选出优秀学员向所有用户推荐，实现课程学习社交网络的建立，从而促进学员间的信息共享和经验交流，进而促进课程学习。

图2 用于刑事技术课程的泛在学习空间实现方法

本研究的价值在于创新公安院校刑事技术课程的教学与学习方式，围绕泛在学习空间的设计与建设，促进刑事技术课程教学在空间、时间、资源、方法等多个维度上的扩展，实现改善课程教学质量、增强学员自主学习及构建高水平知识体系的意识与能力。在教育信息化成为国家战略的背景下，在公安院校刑事技术课程教学中大胆尝试基于泛在智慧学习空间的教学模式，结合泛在智慧学习空间的特点和优势开展具体的研究工作，对探索公安院校新型教学模式、革新教学理念、提高教学质量具有积极的实践意义和推广价值。