基于教育场域的网络学习环境探究*

田 阳，纪 河

(1.北京师范大学 教育学部 教育技术学院，北京 100875；2.江苏开放大学 教务处，江苏 南京 210036；3.江苏开放大学 教育研究院，江苏 南京 210036)

随着“教育信息化2.0”的深入推进，大数据、人工智能、区块链、物联网、云计算等高新技术逐渐应用到教学环境设计、教育服务和支持、学习分析与评估、学习者情境感知等方面，教与学的方式、方法、承载等都面临重大变革，传统的教育研究需要以新的视角来重新认识与分析影响教育发展的基本要素，学习环境就是我们需要关注的核心议题之一。

学习环境是教与学的基本载体，一直备受教育学、心理学等学科研究者的密切关注。它通过提供物理空间、虚拟空间、资源空间来支持我们的教与学，同时学习环境又与学习情境有着紧密的关系，而学习情境是承载知识建构、知识转移、知识传播、批判性思维训练、计算思维养成、设计思维培养、协作学习、创新设计等系列活动的重要载体。促进学习情境与学习环境设计形成有机统一体，将有利于教与学的有效进行。从发展的角度看，未来教育将更加注重个性化学习，以及应用智能技术实现自适应学习，更加注重学习者的人文情怀、社会交互，让学习者在自信、交互友好、沉浸感强、启发氛围浓、认知合理、生理舒适的学习情境中有效学习。因此，针对学习环境的不断演进，进一步强化学习情境的构架设计，使之更加符合人本、以学为中心、个性化教学的需求，面向学习环境设计的学习情境框架的研究就显得尤为重要和紧迫。

一、相关概念

(一)学习环境

学习环境是教与学过程中必须依赖的时空条件[1]。学习资源和人际关系是学习环境的重要组成部分，其中学习资源是指教材、认知工具的获取和使用、学习空间的应用等方面；人际关系主要是指“学生与学生”“教师与学生”“学生与管理人员”“学生与教辅人员”等的人际交往活动[2]。从影响学习者开展各项学习的外部环境看，学习环境的主要作用是帮助学习者进行主动知识建构活动和促进某些能力的生成。这主要由物理学习环境、资源(网络)学习环境、情感学习环境、虚拟学习环境等构成。美国著名教育技术专家Jonassen定义了学习环境的概念，它是指个人或群组开展学习活动的空间，这种空间具有帮助学习者们进行相互学习支持的功能，学习者可调节其学习活动，并且运用信息资源和使用知识建构工具来解决学习过程中面临的各种问题[3]。教师、学生、工具、技术等都是学习环境的一部分，虚拟与现实有效交互和良好的沉浸式氛围是学习环境支持学习的重要组成部分[4]。

学习环境固有的时空变化、交互关系、资源空间等形成了一种场域，学习环境设计就成为“教育场域(学习场域)”的设计，物理场景、虚拟场景、人的情感、技术支持等通过场域关联交互起来，形成有利于知识习得和技能提升的学习环境[5]。这种教育场域一般弥散于学习环境中，与学习环境中的各要素关联起来，例如学习空间、人、学习媒介等。教育场域是动态变化的，依托于学习空间的形式而发生变化。因此，学习环境设计不仅要注重学习环境中与学习有关的各种空间(物理空间、社交空间、网络空间)交互协同，还要注重通过设计来实现教育场域的便捷和有效创设。

(二)学习情境

学习情境主要指学习者通过想象、手工、口述、图形等手段在学习获知过程中使获知效能达到最高境界的创设性手段[6]。在不同的教育场域下，面对的学习空间也会有着不同的表现形式，学习情境也就发生了不同的变化。有学者认为学习情境是发生在学习过程中的生活事件，这一生活事件与存在的学习问题和学习内容紧密联系，并认为教学活动中可以不存在学习情境，因为学习情境的目的是为了帮助学生进行有效的学习知识，有多种办法可以实现有效学习，创设学习情境只是选择之一[7]。建构主义也强调学习者在同他者的“社会沟通”过程中，形成一定的“情境”，借助“能动地建构语脉”，从而形成“学习”的情境[8]。因此，不难理解学习情境是学习者实现知识建构的平台，是促进学生实现从知识转移到知识内化的“脚手架”[9]。

学习情境本身较为复杂，学习发生地点、物理空间、资源空间、社交空间、虚拟空间、人文社会环境、时空关系等都牵涉其中，其包含学习情景、学习语境，发生于教育场域中，并受制于学习空间的限制。根据Brown Collins和Duguid的情境认知理论[10]，学习一旦发生，学习情境不仅自然存在，而且还会受制于学习环境的限制和调节发生变化，当正向引导学习情境向着积极一面发展的时候，初始的学习情境就发生了变化，产生了新的情境，并对学习者的知识建构起到促进作用，当学习者基本掌握知识后，学习情境又会随着学习者知识水平变化而发生变化，可能会发生知识迭代或质变。因此，学习情境有三个层次，分别是固有层次、引导层次、质变层次。固有层是学习情境伴随学习环境而固然存在的学习场景；引导层是随着学习事件的发生，通过积极创设、干涉、引导学习情境的变化，促进有效的学习；质变层是学习事件的较高层次，学习环境中的各要素都构成了复杂的网络关系，交互频繁紧密。

(三)教育场域

法国社会学家布迪厄(P.Bourdieu)在场域研究方面做出了较大的贡献，他认为域就是指由各种位置之间客观组成的一个网络(Network)或构型(Configuration)，在其中有力量、有生气、有潜力等存在，并基于这种思想研究了美学场域、法律场域、文化场域、教育场域等[11]。从布迪厄的场域理论出发，有学者认为教育场域是由教师、学习者、其他与教育有关的人员形成的，从知识的创造到记载，再到传播与应用，进而形成的客观关系网络[12]。教育场域把教师、学生、教辅人员、媒介、教与学相关的技术等联系起来，构成一个复杂的关系网络，在这样的场域当中，以应用为导向，当教学为主导的时候可调整为教学场域，当以学生学习主导的时候可调整为学习场域。而这些必须依托于学习环境的适应性调整，通过场域作为中介，联结环境中的各要素形成支持教与学的动态复杂网络，起到协同促进教与学的有效进行。

二、网络学习环境设计中的学习情境分析

(一)学习环境设计的基本要求

近年来国外学者对学习环境设计的研究不断涌现。例如，有学者研究了针对交叉学科的教室学习环境设计促进批判性思维和个体成就感获得，研究发现学习环境中的教学方法、关系、学习内容、挑战性作业等要素对学生的成就感有着影响[13]。Jason MacLeod等人开展了智能教室学习环境研究，这种环境能理解学生的喜好，作为一种支撑教学的有效工具[14]。还有研究者探究了社交媒体在学习活动中的作用和影响，并认为社交媒体能对学习者认知起到一定的支持作用[15]。Boelens等人通过系统的文献研究，发现了混合学习环境设计的四个挑战，分别是融入灵活性、调动互动、促进学生学习过程、培养学习的情境氛围[16]。在网络学习环境设计方面，Nam等人基于集成设计思想，对网络学习环境进行了研究，发现在集成的网络学习环境中，学习者的学习积极性更高，学习成效得到显著提升[17]。此外，还有研究者对学习者自我控制与教学设计整合的个人学习环境设计进行了研究[18]。整体上看国外学者主要基于个性化学习视角来关注课堂教学环境与学习成效之间的关系、网络学习的环境的构建、混合学习环境的设计、生态系统视角下的学习环境研究等方面。

国内研究者更加关注具体的学习环境设计和学习环境设计的影响因素等方面。近年来MOOC、SPOC等教学模式商业化运行，得到了广泛的关注，例如有研究者基于物联网技术构建的虚实融合学习环境[19]；关于Web X.0时代的网络学习环境设计，有学者认为应当以创设网络学习生态为理念，帮助学习者构建个人学习环境为目标，基于复杂网络学习环境，“以学习者为中心”“标准化”“一体化”“开放化”为学习环境设计标准[20]。有学者建议改革评价理念，以及设计了多元评价方法来促进反向设计的学习环境，实现个性化的评价反馈，具有一定的启发意义[21]。此外，也有研究者从认知负荷理论[22]、联通主义[23]、心理学的理论[24]、建构主义学习理论[25]等研究学习环境设计。从国内研究者公开发表的文献资料中可以看出国内研究更加关注理论研究，宏观来看重视把学习科学、心理学、社会学等理论应用到学习环境设计当中，微观看国内研究者重视网络学习环境设计、环境的交互、测量与评估等方面。

通过纵览近年来国内外文献不难发现，教育始终是围绕人的“学”而进行的，从人本主义、认知主义、建构主义再到近年来流行的关联主义、联通主义无不是从让人如何学为出发点，尤其是现在学习科学理论和高新技术的教育应用，使得个性化学习成为现实，传统以“教”为主的学习观念已经被打破，学习逐渐走向“‘教'为引导，‘学'为主体”的模式，这意味着“教”可能与学习环境中的技术、学习资源等列为同等级要素，而“学”将统领学习环境设计中的各个要素发挥其主要的功能和作用。因此，这给学习环境设计提出了新的要求，尤其是面对人工智能、物联网、大数据、区块链、云计算等高新技术的教育应用，多元化的学习评估手段，以及新的教与学方法的涌现和脑科学领域研究成果深入揭示了人的学习与认知机理，给学习环境设计提出了新的要求，学习环境设计更应注重个体认知、生理、心理等方面的微观要素变化，改革以往的模式和方法，更加突出“学”的重要性，打破对学习形式以正式学习和非正式学习的区分办法，使得正式学习和非正式学习成为过去，为学习提供一种“想学即学、随时可学、处处能学”的环境。

未来的学习环境设计应重视个性化学习，突出设计理念，让学习变得自然，更加期望让个体获得“处处能学、时时可学”的学习条件。基于梳理文献和对网络学习环境促进有效学习的定位分析，学习环境设计基本要求应体现出以下几点：

1.学习环境设计应充分考虑与学习有关的各种空间(物理空间、社交空间、网络空间等)融合使用，并与学习环境中的各要素进行有效互动，实现学习环境中各要素为教与学的成效协同促进。

2.学习环境设计过程中应充分考虑学习场域的重要性，学习环境设计应把学习场域建设确定为学习环境的基础设施，充分利用好社会交互、共情、媒介选择、资源配套、多模态转换等方法，促进学习环境中的各要素构建成网络，形成组织架构，便于资源有效流动和资源互补。

3.学习环境设计应尝试融合新技术支撑教与学，并设计融合接口以应对新技术的出现，尤其是近年来物联网、大数据、云计算、人工智能、区块链等高新技术的教育应用给学习环境设计带来了契机，在遵循教育规律的基础上充分应用或组合新型技术服务于学习环境设计。

4.学习环境设计应注重教与学的理论、教育技术、学习科学、认知理论、教学设计、TPACK等的有效结合，既要处理好理论对实践的指导作用，又要协调好理论与现实学习环境之间的矛盾，使得学习环境设计过程中的理论因素达到平衡点，有效服务于教与学。

5.学习环境设计应考虑环境的整体协调性质，协调好学习环境设计中的“整体—局部”关系，围绕学习成效展开设计，学习环境中的各要素都应该服务于学习成效。

6.学习环境设计应考虑环境中个体的生理、心理、健康等因素，突出“以人为本”“以学为中心”的思想，以评促教、促学，实现多元化评估，发挥好教师、教辅人员的主导作用，尊重学生的主体地位，处理好教师、学生、教辅人员、管理人员、技术、多模态信息、媒介等要素的关系。

(二)基于教育场域的学习情境分析

整个教与学都发生于教育场域当中，学习情境就必然在场域中共存。随着教与学的深入，面对学习情境具有动态生成的特征，以及学习者学习感知的复杂程度提升，学习情境将处于不同的层次。学习情境的衍化必须依赖于场域中的要素，而随着学习情境衍化和层次的提升，学习情境依赖场域中的要素种类和数量也会攀升，网络复杂程度以及网络中的资源交互频次也会不断增加。因此，学习情境离不开场域的存在，有场域不一定会有学习情境，但是有学习情境必然存在场域。

随着教与学的进行，学习情境和教育场域的基本层次就已经存在，学习情境与教育场域在学习的不同阶段会有不同的状态，教育场域的复杂程度会与学习情境的程度一同发生变化(如图1所示)。起初学习者初步学习形成教育场域的基础层，构建学生、教师、学习媒介、技术、管理人员等学习环境中各要素的联结关系，形成初步网络，由于初步启动学习，场域各要素之间的网络结构相对简单；随着学习的深入，人、多种类型的学习空间、学习媒介等要素的联结关系会发生变化，相对初步学习阶段复杂许多，要素与要素之间会构建出新的联结关系，形成复杂网络结构，意味着教育场域发生了变化。图1中教育场域的中间层网络关系比起初复杂许多，伴随的学习情境也发生了变化，因为这一阶段可能存在教师引导、学生深入学习，可以称为引导层或提升层，构成了学习情境的衍化现象；到了深度学习的时候，学习环境中的各要素网络关系更加复杂，要素与要素之间均已形成了联结关系，教育场域达到了深度层次，这时学习情境依托于场域的深度变化而进入质变层次，学习情境的衍化程度达到最高水平。

图1 学习情境与教育场域的渐变关系

图2 学习环境中空间、场域、情境、语境等的包含关系

(三)网络学习环境设计与学习情境的关系解析

学习环境当中存在教育场域、学习情境、以及与学习有关的各种空间(物理空间、资源空间、社交空间、网络空间)等部分(如图2所示)，它们之间有的相互作用，有的基于某一个部分运行，有的依赖于某一部分运行，有的是多个部分协同运行，有的是按时间变化运行，这说明学习环境的复杂性较高。基于上文分析，学习环境中的教育场域与学习情境有着紧密的联系，教育场域先于学习情境产生，并与学习情境共生，随着学习的变化，教育场域的内涵和学习情境的层次都会对应发生变化。学习环境中与学习有关的空间主要有物理空间、资源空间、社交空间、网络空间等，作为学习环境的基本配置，服务于教与学的各个环节。此外，学习语境是基于学习情境而产生的，依赖于学习情境的变化而变化，学习语境与教育场域对学习情境的发展起到叠加共振效应，反过来促进学习情境的变化。因此，学习环境设计要考虑上文分析的六个基本要求外，还要考虑学习环境内部各部分之间的时间关系、层次关系、顺序关系等。

学习环境设计的基本要求就是有利性，即通过对学习环境的设计使得学习环境有利于学习情境的创设和衍化，逐渐进入高层次的学习情境。学习情境本身是非实体性质的概念，其出现主要是依托于教育场域和场域内各要素互动实现的一种情境，如果想调节学习情境，可以通过调节教育场域内的要素形式来实现学习情境的创设。因此，教育场域可以作为学习环境设计与学习情境的中介或桥梁，通过设计改变教育场域，进而实现学习情境的被设计，起到促进有效教与学的目的。基于上文学习情境与教育场域的关系分析，以及学习环境设计的基本要求，可以构建出学习环境设计与学习情境的关系模式，通过教育场域的中介和可调节特征实现对学习情境创设构建学习环境(如图3所示)。学习环境设计的基本要求可概括为互动协同设计、网络结构设计、新技术设计、理论平衡设计、“整体—局部”设计、以学为中心的评估设计六点基本要求。此外，由于学习情境依托于教育场域生成，并与教育场域共生，因此通过调控教育场域可以实现对学习情境的调节或干预，使得学习情境由初级的固有层渐变提升到质变层。

图3 学习环境设计与学习情境的关系分解

三、网络学习环境设计的学习情境分析

学习环境设计需要遵循教育规律和环境各部分功能的时间、层次、顺序，进行整体设计。我们可以通过改变教育场域内各要素的网络结构或要素之间的关系，实现对场域的调控，进而影响学习情境的变化。

(一)学习情境基本要素分析

学习离不开学习情境，学习情境可让学习者深度沉浸其中。学习情境本身是一种在学习环境中经过设计或加工而形成的一种可被观察的学习氛围。由于学习情境贯穿了学习环境、人、场域，因此学习情境将包含有形或可观察的要素和无形、但可设计(干预)的要素。学习情境中包含的要素会随着学习活动的变化而发生变化，但是学习情境在教育场域中创设会有一个基本的要素体系(如图4所示)。

有形或可观察的要素主要是围绕学习环境自身出发，能对学习情境造成影响的可观察与描述的构成。学习情境最基本的一个要素就是活动，在特定学习目标下进行的口述、想象、脚手架、描述、导学等都被纳入其中[26]。学习情境依赖于教育场域，而反观教育场域又成为学习情境的要素，学习情境寄生于教育场域，然后反客为主，影响教育场域变化；教育场域当中的要素又是学习环境中的各要素，教育场域的主要作用就是构建了一个复杂网络将学习环境中的各要素联结起来，此后通过学习情境的创设，使得教育场域的复杂网络形成通路，而网络中运行的信息流主要是学习情境中产生的。

图4 学习情境的基本要素

学习情境离不开学习空间，教与学的整个过程都在学习空间中进行的，这些空间有物理空间、资源空间、社交空间、网络空间等。物理空间是教与学必须依托的空间，而资源空间、社交空间、网络空间等都是随着技术发展和知识累积，逐渐形成的空间；社交空间主要体现在班级内部“同学—同学”“教师—学生”的社交和依托互联网进行的网络学习空间中的学习性社交行为[27]；虚拟空间更多的是为了弥补其他空间的交互、沉浸感不足等问题，创设与学习情境有关的更真实、具有较强沉浸感、临场感的学习环境，主要依赖于虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、虚拟仿真、大数据、云计算、物联网、人工智能等技术支撑[28]。学习情境中还有一个重要的要素就是学习媒介，由于学习媒介是知识的重要载体，因此学习媒介理应作为学习情境的重要要素之一[29]。

学习情境中的无形、但可设计或可干预的要素分析主要围绕着非物化学习环境展开。通过上文分析发现，学习环境中的情感、学习语境、模态转换、教学设计等非物化要素对整个学习成效有着十分重要的影响作用。情感方面，主要是围绕个体的学习产生的情感问题，诸如社交、经验交流、问题解答等，都可列入情感范畴，因为这些都受制于人的情绪和脑认知的作用，情绪波动、情商、认知水平差异性都会对学习情境造成影响，“人—人”“人—物”“人—技术”“人—空间”等时时刻刻都会有着接触、摩擦等，造成情绪的波动势必会影响到学习情境的质量。学习情境中的学习语境是促进学习者进入学习状态的重要因素，这对学习者复述、描述、记忆或营造良好学习情境有着重要的作用。此外，学习情境离不开模态转换，尤其是文本、语言、图像等模态转换是学习情境中必不可少的环节，这对情境感知有着十分重要的意义。尤其是人工智能技术在语音识别、人脸识别、文本识别方面发挥出优秀的能力，未来将在学习情境中起到重要的作用，是实现学习情境自适应、支持个性化学习重要路径。最后，教学设计也是学习情境的要素之一，学习情境的创设和升级离不开教学设计和事先预设的一些场景或问题，通过不断构建脚手架支持学习者建构知识，教学设计发挥了重要的作用。

综上所述，学习情境中的基本要素主要有学习活动、教育场域、学习空间、情感、学习媒介、学习语境、模态转换、教学设计等方面。这些要素在教与学的过程中对学习情境衍化起到了一定的影响作用。

(二)学习环境设计影响下的学习情境

面向学习环境设计的学习情境描述框架的基本要求是互动协同设计、网络结构设计、新技术设计、理论平衡设计、“整体-局部”设计、以学为中心的评估设计六个方面，并且注重时间、顺序、层次之间的关系，在充分考虑教与学规律的前提下，应用设计思维，兼顾学习情境中的情感、认知、生理等个体的影响因素，让学习情境更具有人文情怀、生理舒适、心理舒服的特征。此外，学习环境设计的学习情境描述框架应该具有良好的通用性，面对日益复杂的学习环境和学习模式，学习情境创设应该考虑更多的兼容性和组合性，使得学习环境设计的学习情境能面对各种类型的教与学，诸如在线学习、课堂教学、翻转课堂、协作学习、行动学习等不同模式的学习方式。

基于以上思考，面向学习环境设计的学习情境不仅考虑学习情境内部要素之间的关系，还要考虑学习环境设计方面的基本要求，实现“整体—局部”的稳定，借鉴模块化设计思想，学习情境的描述框架分为内核圈层和外围学习环境设计要求层两个方面(如图5所示)。

图5 面向学习环境设计的学习情境描述框架

在面向学习环境设计的学习情境描述框架内核层中，以学习语境为基础，开展学习活动，在学习活动进行的过程中学习媒介和情感将起到积极的作用，依托于学习空间的支持，整个教育场域就形成了，学习情境也就自动生成，参与者就可以享受其中并进行相关的学习；在学习情境运行的过程中，模态转换将起到积极的调节作用，针对学习语境，通过对文本、语言、图像等不同模态的转换或组合使用，促进学习情境向深度感知方面发展。

在面向学习环境设计的学习情境描述框架设计需求方面，应注重交互协同学习环境中各种类别的要素关系，有利于形成相互关联的关系，使得教育场域信息流的通达性增强。要积极关注新技术给学习环境带来的变化，尤其是大数据、物联网、人工智能、区块链、云计算等新兴技术的教育应用，给学习环境改善带来了机遇与挑战，因此学习情境创设更应考虑这些新技术造成的影响。不仅如此，近年来的学习理论、心理学的理论、学习分析、联通主义等在教与学方面带来了新的思考和创新，使得我们看到诸如慕课(MOOC)、翻转课堂等教育形态的出现；学习情境创设的时候也要考虑均衡地使用这些理论，或者有选择性地使用这些理论。

面向学习环境设计的学习情境描述框架是一个复杂的框架系统，更应注重各模块的协同，尤其是应考虑时间、顺序、层次之间的关系。学习环境的设计需要注重要素之间的关系，但是学习情境是一个动态的事件，比学习环境的设计要复杂许多，不仅考虑物理实体，还要考虑虚拟场景，甚至是意象构念，面对实体、虚拟、构念三个类别的事物，并把他们通过设计组合起来，形成一种能促进有效学习的学习情境，是一个系统工程。要考虑各要素的时间关系，因为学习情境中各要素整体看是一同存在的，但微观看是有时间关系的，其先后发生、发展的时间长短、以及存在的影响等均需要考虑；学习情境中各要素的顺序是保证学习情境有效运行的基础；学习情境中各要素的层次问题也需要考虑，因为学习情境随着教育场域的变化和学习程度的变化而变化；学习情境逐渐走向深度学习，如果忽略了层次的变化，而继续以初始状态开展教与学活动，对整个学习的成效将造成一定的影响。

面向学习环境设计的学习情境描述框架是对学习事件的微观考察，对促进有成效的学习将起到积极的作用。对于学习实践的微观观察来看，需要不断地评估学习情境中的各种状态，并形成反馈机制，及时调整相关状态，过程性评价与总结性评价结合使用，并对学习情境中的各种要素进行监管。依托于新技术的使用，可有效地获取教与学的各类数据，基于此类数据，可以进行学习分析和情境感知，更好地服务于教与学的活动，促进学习情境良好的发展，最终达到促进较好的学习成效实现。此外，智能技术应用也将有利于学习情境的调节，通过对学习情境中各要素生成的数据进行人工智能分析，将为学习情境中的教与学提供智能导学，实现自适应学习，促进学习者的个性化学习，进而促进提高学习情境的临场感、具身性、沉浸感等，实现有成效地服务于教与学。

四、结语

“教育信息化2.0”时代已经到来，教与学的场景无法离开与教育有关的各类技术支持。因此，面向学习环境设计的学习情境描述框架应运而生。随着我国“教育信息化2.0”的深入推进，学习环境将发生深刻的变革，尤其是随着新一代互联网、大数据、云计算、人工智能、区块链等信息技术的支持，将给学习情境创设带来了新的挑战和机遇，相信今后将有更多的学者参与这方面的相关研究，共同促进我国教育事业的向好发展。