经管类实验教学网络学习空间的构建与应用

2021-08-16潘星晏再庚

广西广播电视大学学报 2021年2期

潘星　晏再庚

[摘要]近年来网络学习空间的建设与应用不断深入，为促进经管类实验教学场景下网络学习空间的建设与应用，文章以“教学法—空间—技术（Pedagogy-Space-Technology）”学习空间理论为研究框架，从教学法、空间与技术三个核心要素出发，结合经管类实验教学特点，构建个性化网络学习空间。该网络学习空间具有灵活性，能支持混合学习与个性化学习，在教学实践中，通过分组教学实验，对其教育效果进行了问卷调查与评估，进一步验证了基于具体教学场景的网络学习空间的有效性，其参与实验教学能够促进教学质量的提升。

[关键词]实验教学;网络学习空间;PST框架

[中图分类号]G434 [文献标识码]A [文章编号]1008-7656（2021）02-0047-09

一、引言

學习空间（Learning Space）是指发生学习行为的场所，包括物理空间和虚拟空间[1]。虚拟空间又称为“网络学习空间”，是经过专门设计，利用现代信息化手段和计算机网络构建的、支持在线教学活动的数字化平台，是技术与教育深度融合的集中体现。

近年来，我国很重视网络学习空间的建设与应用。2018年4月，教育部印发《教育信息化2.0行动计划》，明确提出要规范网络学习空间建设，开展网络学习空间的应用普及活动，促进网络学习空间与物理学习空间的融合互动[2]。同年，教育部还发布了《网络学习空间建设与应用指南》，对网络学习空间的内涵、构成、服务体系以及数据分析和空间安全等进行了统一的界定和规范，厘清了个人空间、机构空间与公共应用服务之间的关系，并提升了网络学习空间对教育资源供给模式创新、教育教学创新、交互创新、管理模式创新等创新应用的支持，为科学、合理地建设与应用学习空间指明了方向[3]。在政策的大力支持下，网络学习空间得到了快速发展。

目前的网络学习空间仍存在不足，部分网络学习空间旨在提供一个泛在的学习环境，从技术层面解决功能的实现和评价问题，缺少学习空间的理论指导，没有针对具体的教学场景和教学任务进行个性化的设计，存在主体性、科学性、教育性不足等问题[4]，尚未实现技术与教育的深度融合。普通高校提升教学质量，推进人才培养模式改革，网络学习空间是必要的基础，要立足实际教学需要，深入探索网络学习空间的设计、构建和应用，这对普通高校校本课程质量的提升以及远程教育机构网上教学有借鉴和启示意义。

二、国内网络学习空间的研究现状

国内对于网络学习空间的研究起始于本世纪初，学者杨现民将其分为三个阶段[5]。一是探索阶段（2000年～2011年），主要载体为网络教学平台、教师博客、维基等社会化软件平台构建的个人学习空间，网络教学平台先在高等教育领域部署试用，之后快速扩展到基础教育和职业教育领域。二是系统推进阶段（2012年～2015年），标志为2012年“三通工程”的提出以及2012年教育部印发《教育信息化十年发展规划》。在国家政策的指导下，全国各地加速部署网络学习空间平台以及相应的课程资源库建设。三是融合创新阶段（2016年以后），标志为2016年教育部印发《教育信息化工作重点》以及2017年《国家教育事业发展“十三五”规划》，网络学习空间超越单纯的虚拟空间概念，转向打造线上线下相融合，无缝联通学校、社区、家庭、社会场馆等学习场所的一体化学习环境;国家与地方部署各级网络学习空间云服务平台，实现数据化、智能化、个性化的网络学习空间环境。

为了进一步了解网络学习空间的研究现状，笔者利用中国知网（CNKI）进行了文献调查，统计“网络学习空间”相关论文在近五年内的数据，具体选择检索主题为“网络学习空间”，时间跨度从2015年到2020年，期刊来源类别为“核心期刊”，统计日期为2020年12月2日，排除其他不相关主题，如深度学习、卷积神经网络及网络表示学习等，共筛选出101条结果。图1为发文量年度趋势情况，可以看出核心论文数量逐年递增，2018年和2020年的发文量较大。图2为主要期刊的分布情况饼状图，可以看出教育技术行业排名靠前的期刊。

从筛选出的文献中，笔者着重从网络学习空间的构建与应用研究进行归纳和分析。有关网络学习空间的构建研究主要包括：张璇在网络学习空间软件项目中引入CMMI（Capability Maturity Model Integration，能力成熟度模型集成），根据项目实施中遇到的问题和原因，提出改进办法[6];梁为提出基于虚拟环境的体验式网络学习空间构建，并从主要特征、技术架构和功能组成等方面进行了详细论述[7];李明喜结合大学英语教学中的三种应用模式：翻转课堂、主题探究学习和混合教学模式，基于TPACK框架对学习云空间进行构建，实现定制化的大学英语学习空间，促进学生对英语应用技能的掌握[8];曾明星等人面向大学生的创客课程对网络学习空间进行了构建[9]。

有关网络学习空间的应用研究主要包括：张思从社会交换理论视角分析网络学习空间中知识共享影响因素模型和研究假设，使用问卷调查法对研究模型和研究假设进行验证[10];朱珂提出网络学习空间中学习者交互分析模型，主要包括操作交互、信息交互和概念交互，并对模型的参数进行度量[11];梁云真等基于社会网络分析视角对网络学习空间的交互行为进行实证研究[12];李玉斌对于网络学习空间评价指标体系的研究[13];谢幼如关于网络学习空间提升自我效能感的效果研究则表明，应用网络学习空间能逐步提升大学生的网络学习自我效能感及相关因素[14]。许亚峰在《面向人工智能时代的学习空间变革研究》一文中介绍了有关学习空间的研究框架，有英国大学图书馆学会提出的影响研究模型，从八个具体步骤来优化学习空间[15];有侧重于利益相关者视角的设计模型，即从教师、学生、设计师三个利益相关者视角出发，提出了设计模型，其中最著名的是PST（Pedagogy-Space-Technology）框架[16]，它以教学法（Pedagogy）、空间（Space）与技术（Technology）三个核心要素出发，指导构建并实施新型网络学习空间。

三、PST理论框架的内涵与应用

（一）PST理论框架的内涵

PST（Pedagogy-Space-Technology）框架是学习空间理论分析框架。它是由昆士兰大学的Radcliffe教授提出的基于下一代学习空间项目的研究成果，可用于指导、构建、实施与评估网络学习空间。Radcliffe强调学习空间在设计时应该考虑三方面的要素：教学法、空间和技术，三者间构成一个循环迭代的过程，并共同进化，如图3所示。无论是空间设计还是技术应用都要以“支持和促进相应的教学法”为目标，将技术充分嵌入到空间中才能发挥更好的效用，空间则需要技术的嵌入来扩展原有的功能。

表1是PST理论框架在整个生命周期阶段，从总体目标、教育学、空间和技术四个不同维度解决或回答具体的问题。

PST理论框架基于问题驱动，将构建和使用学习空间的整个过程看作一个生命周期，在整个生命周期中，我们都需要解决以下关键问题：1.改革的动机是什么;2.改革试图培养什么类型的教与学活动;3.空间环境能否促进这些教与学的活动，如何促进;4.将采用哪些技术或手段来补充空间设计以培养和促进教与学的模式？

PST理论框架是一个以教学为导向的学习空间构建技术，是指导学习空间中技术与教育进行深度融合的方法和理论。它将提出问题、解决问题作为整个探究过程，使学习者能够整体考虑教学、学习空间及其相互作用。它可用于学习空间构建的每个阶段，包括概念到设计、实施到运营等，它还可以作为评估工具，将设计意图与结果联系起来。

PST理论框架的研究重点并不在于提升学习成果这一目标，它不直接对最终的学习成果进行评估，而是将重点放在培养特定的教学模式，这一点恰恰和建构主义学习理论相呼应。基于PST理论框架指导构建的新型网络学习空间，将支持建构主义学习行为的发生，支持协作、实践，并提供個性化和包容的学习环境。

（二）PST理论框架的应用

PST理论框架已成功应用于多个改进的网络学习空间中。

Gail Wilsona于2011年基于PST框架在澳大利亚邦德大学研究和构建了下一代学习空间项目Pod Room，并进行了实施和评估[16]。Pod Room项目以用户为中心，设计灵活、允许传统的面对面教学与线上教学活动并存，被设计成支持混合式学习的在线教学模型。在后期评估阶段得出结论：Pod Room使得课程在互动和参与环节得到了较大的改善，在角色扮演、基于问题的学习任务当中表现出色。

Jenny Ng在2015年成功实施Grant 项目，使用PST框架和Blackboard Collaborate构建新型在线模拟法庭[17]。该项目结合法学专业课程教学特点，将物理世界和虚拟世界进行深度融合，允许校园内学生和校外（在线）学生进行角色扮演，在课程授课环节给学生分配原告、被告、原告律师、被告律师等角色，通过学习空间中进行书面和口头陈述，并进行在线模拟辩论。Jenny Ng在项目实施过程的各个阶段对项目的实施动机、教与学的类型以及如何促进等问题作了详细的论证与回答，最后利用收集的数据和学生访谈对在线模拟法庭的有效性进行了评估。大部分学生认为，通过PST理论构建的系统使他们觉得模拟辩论更加有趣，使学习引人入胜。

PST理论框架可以很好地与实验教学场景相结合，利用相关技术重新组织或构建支持混合学习和建构主义学习特征的教学场景，在具体项目中取得较好的教学效果。因此，本文选用这一理论框架，以经管类实验教学为例，开展网络学习空间的设计、构建及应用研究。

四、经管类实验教学网络学习空间设计、构建与应用

（一）经管类实验教学的需求分析

1.教学过程分析

广东外语外贸大学实验教学中心于2013年成立，下设经管法实验教学部和新闻艺术实验教学部，其中经管法实验教学部主要承担经管类实验教学任务，其主体课程为企业行为模拟和企业资源计划。此类课程具有相同的特点，都是利用仿真教学软件或硬件模拟企业的经营，包括手工和电子ERP沙盘、手工和电子供应链沙盘、各类ERP软件以及最新的约创云平台等，模拟经营分角色进行，可分为总经理、销售总监、生产总监、财务总监等多个角色，对企业经营中的运作决策、供应链、财务、生产、销售等环节进行全方位的仿真模拟。笔者作为实验教学团队的一员，参与课程的开发和授课环节，对企业行为模拟课程教学目标和教学活动进行了解读与分析。

2.教学特点分析

通过剖析经管类实验教学的教学过程，可以看出此类实验课程具有以下鲜明的特点。

（1）课程的教学手段和教学资源丰富。经管类实验教学利用多种教具，包括实物沙盘、电子沙盘、虚拟仿真软件等参与教学活动，这些教学辅助工具具有不同的操作规则和使用规范，在实验操作前可将学习要点制作成图文并茂的课件、音频或短视频并发布在网络学习空间中，供学生自主学习使用，同时可以将重要的知识点制作成测试题，进行线上自主学习和测试，教师可以通过测试反馈的结果来调整课堂学习的进度。丰富的教学手段和教学资源需要较好地组织和管理才能发挥其价值。

（2）课程教学过程实操性强。课程教学可分为任务式学习和自主学习两个环节。任务式学习过程中，学生需要分组进行实操演练，组成一个“企业”，进行角色分工并按照各自的岗位要求分组模拟演练。教师先带领学生进行一轮手工的模拟操作，对企业经营和计划有直观的认识后，再让学生根据自己的岗位进行自主学习。自主学习过程需要学生们相互配合，进行大量的动手操作，操作有问题时可重置实验环境再次进行模拟。无论是任务式学习还是自主学习，都需要学生进行大量的实操，结合不同的操作数据进行观察和比较，最终形成对企业经营的整体认知。

（3）课程教学过程协作与互动频繁。教学活动中，师生之间、学生与学生之间存在密切的协作与互动。在课程开始时，教师要通过讲授带领学生了解和掌握市场规则、熟悉沙盘实验工具的操作并对学生进行分组。在组内，学生之间通过充分交流、思考、研判对手，碰撞出智慧的火花，形成各组的经营策略;经营过程中，各组每年的年终向市场公布财务报表，投放广告进行下一年的选单，通过信息传播形成对市场的判断，同时在市场中挖掘有用信息，以进行可能存在的组间交易。经营中和经营后，教师不断进行点评，各组也要进行分享和总结。

图4显示了实验课程存在的六大学习活动，包括讲授、交流、思考、实践、分享和传播。这些学习活动可以发生在师生之间，也可以发生在学生与学生之间。

3.网络学习空间需求分析

经管类实验课程的教学资源丰富、教学实操性强、协作与互动频繁，这些特点对网络学习空间的构建提出了很高的要求与挑战。为了能够得出最优的结论，依据PST框架，首先要在需求分析或概念设计阶段，回答它的几个关键问题。

（1）改革的动机是什么？广东外语外贸大学实验教学中心经管类实验课程已经授课近7年时间，现有课程体系继续进行改革和质量提升，这是学校领导层和所有参与教学的一线工作者的共识。为了推动课程改革，学校于2019年成立了教学质量管理评估中心，目的就是指导和监督本科课程质量体系。为了实现这一目标，本文开展以教学为导向的网络学习空间的构建与应用研究，希望能够改善经管类实验课程的教学条件，从而提升教学质量。

（2）空间能够促进什么类型的教与学？经管类实验教学最大的特点就是模拟企业和市场行为。模拟企业的经营过程可以获得认知技能，同时也是进行深层理论学习的工具。构建的网络学习空间以教学为导向、以学习者为中心，在模拟经营过程中，对专业知识进行重新组织，以便学生能够快速检索与查阅，在空间中支持学生交流互动式的学习，支持混合式学习以及建构主义学习。

（3）空間设计的哪些方面能够培养和促进教与学的模式，如何促进？构建的网络学习空间在设计上需要考虑多元化、适应性与多模式的需求，兼顾教学的各个环节，具备集约、共享的特点。在促进教方面，空间能够收集和处理学情数据，给教师提供学情反馈，教师通过分析学情数据及时了解学生的学习情况，以便掌握每个同学碰到的重点和难点，从而对课程讲解内容进行重新组织和调整。在促进学方面，学生在学习空间中进行交流、互动与分享，同时又存在彼此之间的竞争，使得整个学习过程充满挑战和趣味性。如果在学习空间中能够形成可视化的评价结果，可以激发学生的学习动力，促进学生持续的学习热情。

（4）技术是如何促进和补充空间设计、培养和促进教与学的模式？在网络学习空间中将集成多项特定技术，以满足空间设计的需要。首先，在应用层，网络学习空间需要支持多终端显示，兼容手机、PC以及平板，通过采用响应式开发设计可满足这一需求;其次，应用层还需要能够支持多种类型课件的展示，如PDF格式、PPT格式、图片、音频、视频等。在服务层，网络学习空间需要记录和收集学生的学情数据，通过和第三方应用的对接技术，实现与其它平台的数据交换和分享;再次，通过嵌入移动应用来实现学生的移动学习，例如使用微信小程序。

（二）网络学习空间的设计与构建

图5为网络学习空间的整体架构设计，主要分为四个层次。

（1）物理层是系统运行所需要的基础硬件设备，主要包括服务器、NSA存储等。

（2）数据层采用VMware虚拟化技术、结合NSA存储设备实现云数据中心架构。

（3）服务层分为融媒体服务和应用服务。融媒体服务是将声音、视频、图片、文字等资料进行数据库处理，建立“媒资库”，采用融媒体架构会使教学多媒体在后续能够进行复用。应用服务则是指对融媒体服务构建的资源库进行各项操作，包括添加、删除、修改、查询等，并对所有操作进行日志记录。服务层具体是指广东外语外贸大学网站平台，该平台既提供系统运行环境，也提供学习门户所需要的后台及开发环境。

（4）应用层是指教学过程中能被师生直接感知的网络学习空间。应用层由两部分构成：①基于广东外语外贸大学网站平台开发构建的学习门户，该门户采用响应式开发，具有多终端适应性，可对课程知识进行分类索引，展示服务层提供的学习资源，页面可生成二维码或分享链接的方式将知识模块发布到组建的微信学习群中;②基于腾讯公司的微信产品构建的移动学习环境，包括学习群、公众号以及小程序。学习门户将与微信公众号做对接，支持从网站后台定期推送学习资源到微信公众号中。如果说学习门户与微信公众号主要是展示和检索课程知识，那么微信小程序则具有丰富的功能和灵活的特点，能够为学习者提供互动性更强的学习通道，为学习空间提供很好的补充。

在上述架构中，网络学习空间主要的功能模块在整个模型的顶部，位于服务层和应用层，是教师和学生可直接感知的部分。图6为网络学习空间主要的功能模块、用户之间构建的学习交互行为图解。

构建的网络学习空间主要包括五大功能模块：①教师管理后台，可完成课程知识的构建、发布与维护，可将课程相关内容（文本、PDF、图片、音频、视频等）上传到管理端，并发布和推送到学习门户和微信公众号中，除内容管理和推送外，管理后台还具备日志审计、安全检测等功能;②学习门户，需要进行前端页面的设计与开发，将采用响应式开发设计来实现，实现用户多终端兼容展示;③微信平台，由腾讯公司提供的一系列关联产品（微信群、微信公众号和微信小程序）组成。其中，微信小程序需要进行独立的开发与对接。它们被集成在腾讯公司提供的聊天软件微信中，三者之间相互关联、各司其职，微信群实现师生、学生之间的互动、分享及答疑，微信公众号实现课程信息的展示、推送和查询，微信小程序实现学习闯关、课后测验、打卡及作业提交等功能，并提供一种基于线上的课程考核机制，进行课程满意度调查等。学习门户中的内容以链接或生成二维码的方式分享到微信群中，实现知识在不同终端之间的传递。

（三）网络学习空间的应用与评价

网络学习空间开发完成后，2019年下学期，教学团队针对企业行为模拟实验课程开展了第一轮教学实验，在经管类3个专业的不同班级中开展了分组教学实验。共6个班参与实验，其中3个*A班为实验组，即采用网络学习空间进行辅助授课的班级，另外3个*B班为对照组，即按照常规进行教学，不使用网络学习空间辅助教学。

笔者对授课过程的各个环节进行比较，体会到实验组与非实验组之间的差别。例如，在课程的开始环节，需要对电子沙盘工具的使用和相关市场规则进行理解，*A班的学生通过网络学习空间进行信息分享、课前答疑以及微信小程序打卡等环节，对内容能够及时快速掌握，*B班的学生则在课前只提供相关电子文档和学案，没有相关学习跟踪工具，效果相对较差，在课堂上需要花费更多的时间来对这部分内容进行讲解和答疑。在实验模拟环节，使用网络学习空间的班级沟通更加顺畅，实验过程中随时通过微信群发布和查看市场动态，通过分享信息销售自己的产品或原材料，并能够自行谈判以更好地决定价格，降低了模拟企业违约行为的发生。通过对*A班与*B班的教学过程进行对比，发现采用了网络学习空间进行辅助授课班级学生的参与度较高，课堂的积极程度较高，同时由于在课前、课后进行了学情跟踪，使得课堂环节更为顺畅，课堂更加高效。

其次，从课程结束后的教务数据来分析，通过表3对6个班级最终的期末成绩以及课程评价数据进行对比，可以看出实验组的期末平均成绩以及对课程的评价都高于对照组。其中，课程评价为课后每个班的每个参与实验课程的学生通过教务系统进行自主打分的结果取平均值，各个具体分值是对课程评价指标的十大项中分别给出，如图7所示。图8则为其中某同学在进行课程评价时给出的建议。

部分A班学生给出的课程评价：

通过分组教学实验发现，以教学为导向、根据PST理论框架设计并实施的网络学习空间使得实验课程整体教学效果得到提升，实验教学环节更加顺利、学生能够更加积极地探索，并进行自主学习，期末成绩也有所提升，对课程的教学评价更高、反馈更为正面。但无论是网络学习空间还是后续的分组教学实验环节，都存在一定的局限，由于实验样本较小，学生学习过程的中间数据还没有进行充分分析，难以将学生成绩的提升具体归因到学习空间、教学法或是信息技术。

五、结语

基于实验教学场景的网络学习空间不同于MOOC、云课堂等泛在的网络学习空间，它是以教学为导向，结合具体实验课程进行设计开发，构建者即教学参与者，能够有针对性地结合课程的教学特点、教学内容和个性化需要，从教学法、空间、技术三个要素出发进行设计与实现。结合具体教学场景的个性化网络学习空间需要教师团队具备一定的研发能力。在强调教学质量的今天，这一领域值得我们教育工作者去探索和实践。

未来，网络学习空间一方面可以利用云技术、智能技术以及虚拟现实技术在功能上不断进行扩充，支持更宽广的泛在学习环境;另一方面，网络学习空间也可以通过与不同类型的线下课程进行融合，支持线上、线下相结合的教学方式，更加具备灵活性，同时支持混合学习与个性化教学。

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