支持成人教育的网络学习空间再设计

　　[摘要]实现“网络学习空间人人通”是我国今后推进网络学习空间普及应用工作的重点。网络学习空间已经成为支持成人学习者进行正式及非正式学习的有利环境，是成人进行职业教育、社会教育和终身教育的有效途径，有利于成人实现更好的自我学习与发展。通过分析成人学习者特征和网络学习空间内涵，探讨支持成人教育的网络学习空间的设计理念，并在此基础上提出了一种包含数据资源池的基础层、基于云中心的架构层以及提供支持学习者个性化学习服务的应用层的技术架构方案。

　　[关键词]网络学习;学习空间;成人教育

　　一、研究背景

　　学习者的学习活动必须在特定的学习环境下进行，教学活动的开展与良好学习环境的构建密不可分。关于学习环境的研究，一直都是国内外教育领域研究的热点。自2003年起，为与传统教室、实验室改造区分，把对学习者学习场所(即学习环境)的研究归为学习空间研究。通常，学习空间是指整个学校的学习环境，主要研究在技术丰富的环境下，如何改造学校环境，以便适应学生学习需求。随着建构主义、情境认知等新型学习理论的兴起，学习空间的研究转向以学习者为中心，研究如何通过支持学习者的相关学习活动，激发学习者学习兴趣，促进学习者学习。因此，学习空间并不仅仅局限于学校中教室、实验室等传统教学空间，它涵盖校园内外，任何学习活动发生的场所都可以称为学习空间。特别是计算机网络通信技术、虚拟技术等信息技术在教育领域的有效运用，拓展了学习空间。学习空间除了物理空间还包括虚拟空间，因此一般划分为三类：正式、非正式和虚拟学习空间。2009年，澳大利亚教育和青少年发展部发布《教学方法和学习空间——创新变革(PedagogyandSpace，TransformingLearningthroughInnovation)》研究报告，指出澳大利亚很多学校在学习空间改造方面的实践，确实提高了学生的学习成绩。2016年，美国《地平线报告》指出，学习空间再设计将成为教育技术发展的趋势，它能够满足以职业或学术为导向的多元化培养需求。未来，世界范围内对学习空间再设计及新技术有效运用的研究将成为趋势。

　　我国《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》中指出，要培养学生信息化环境下的学习能力。《教育部2016年工作要点》指出，要重点推动“网络学习空间人人通”。网络学习空间在我国得以快速发展，推进网络学习空间普及应用成为今后工作的重点。网络学习空间成为支持学习者正式及非正式学习的有利环境，特别是成为成人进行职业教育、社会教育和终身教育的有效途径，帮助成人实现更好的自我学习与发展。

　　二、网络学习空间内涵

　　尽管目前对网络学习空间的定义尚未统一，但它并不是一个全新概念。在互联网时代，由于增强现实技术、多媒体技术、传感器技术等新兴技术发展，不断促进虚拟空间进化以及与物理空间的有效融合，因此网络学习空间是智慧化学习环境的高端形态。从广义角度来说，运行在任何平台之上的支持学习者学习活动的虚拟空间都是网络学习空间。从狭义角度来说，网络学习空间特指教育服务平台上以学习者为中心构建的虚拟空间，它是为学生、教师、管理者、教育机构等提供各种空间服务的在线平台。通常情况下，网络学习空间再设计是围绕狭义网络学习空间展开研究的。

　　网络学习空间具有一体化、数据化、智能化、个性化的特征。主要表现在：(1)有效融合物理与虚拟空间，实现线上线下无缝对接，打造学校、家庭、社区场馆等一体化学习环境。建立各级各类网络学习空间服务平台的互联互通机制，逐步形成覆盖全国的服务体系。(2)从“数字化”走向“数据化”，实现各数据平台间的融通共享，从简单的分析统计变为推动教育变革的力量。(3)利用人工智能技术，制定基于数据的教育教学策略，设计个性化学习路线，提供学习诊断与危机预警服务。(4)提供个性化教育服务，支持学习者按需学习，构建学习者学习模型，提供诊断评估与智能化互动反馈。

　　三、支持成人教育的网络学习空间再设计

　　学习空间再设计是指对学习环境进行重新设计，以适应学生为中心的教学方式。网络学习空间作为智慧化学习环境的高端形态，综合考虑了技术的最新发展，并与各种学习方式相结合，满足学习者个性化的学习需求。因此，网络学习空间再设计要从使用者角度出发，根据学习者特征，提出学习空间设计方案与技术架构。

　　(一)成人学习者特征

　　成人学习者的学习内容主要是围绕职业岗位培训，包含针对知识技能提高的继续教育和满足兴趣爱好的生活服务教育，学习行为更具有自发性。成人学习者学习特征包括目标和成就导向、多任务导向、重视体验(试误)、爱交互有小组活动倾向、更喜欢视觉表达、高度依赖网络等。其学习方式涵盖正式学习和非正式学习，学习场所除了包括正式的学习场所外，更多的是非正式的学习场所，特别是信息技术拓展了学习空间，数字环境下成长起来的一代更喜欢网络学习空间。可通过建立学习者电子档案，分析数据、构建学习者模型，对学习者进行智能型诊断分析评估，提供准确的评价与反馈;通过移动网络技术、传感器技术、虚拟现实技术、3D仿真模拟技术等整合多种学习资源，为学习者提供良好的学习体验;通过即时聊天软件、共享屏幕、虚拟白板等技术，支持学习者之间的协作、合作;通过分析学习者偏好，有选择性地推送学习资源。这种灵活、可控、智能的学习环境更利于成人学习者逐步成长为问题解决者、技术专家及研究者。在进行网络学习空间再设计时应充分考虑学习者特征，以学习者为中心，满足学习者学习需求，支持学习者开展自主性、独特性、创新性的学习，促进学习者自我成长。

　　(二)设计理念

　　进行网络学习空间设计的目的是促进学习者个性化发展。为满足学习者个性化学习需求提供智慧化虚拟学习环境，也就是与学习者相关的学习资源、学习工具要适时出现，让学习者简单自然地沉浸于其中，让身处不同地方的教师、学习者实现实时互动，可为学习者提供智能诊断与即时反馈，促进学习者思维水平、行为能力的提升和创造潜能的激发。立足成人学习者学习行为与特征，支持成人教育的网络学习空间，应遵循下述设计理念。

　　1.开放式大平台模式。由于成人教育形式的多样性，成人学习者的个性化学习要求较高，网络学习空间要为学习者提供个性化学习环境，实现跨平台整合，将各类学习资源、学习管理系统、社交软件等有效融合，从而让学习更加高效，因此支持成人教育的网络学习空间可采用基于大平台建构的全方位开放服务模式。开放式大平台服务模式，主要是将学习者个人学习环境的构建与公共学习空间的建设统一。开放式大平台建设，包括：可共享的基础数据层，主要服务功能是提供基础设施和数据资源池;云平台，主要承担公共服务功能，能实现对学习者学习活动的全记录，感知学习者学习情境和连接第三方服务，依据数据统计分析提供政策决策等，同时也为学习者提供个性化学习服务与支持。

　　2.实现虚拟现实体验式学习。物理空间和虚拟空间的有效融合是学习空间建设的核心目标。利用先进技术使得学习者和教师之间实现面对面的实时互动，学习者实现并超越现实物理环境的学习效果，真正实现物理空间与虚拟空间的融合，是网络学习空间设计时必须考虑的因素。通过运用虚拟现实、三维动画、模拟仿真、增强现实等技术，构建一个体验式网络学习空间，把文本、声音、视频、动画等学习资源融入一系列体现真实情境的场景中。学习者作为场景中的角色，可多次重复进入，能够结合虚拟化技术来观察现实世界，在参与中不断积累经验、获取知识、发展技能。

　　3.基于大数据的学习诊断与评估。通过对学习者学习过程中的全程数据采集，将学习者的学习风格与行为习惯、对学习资源与工具偏好性选择等进行记录，构建学习者模型。通过对模型中大数据的深入挖掘与分析，为学习者提供个性化的学习智能诊断、资源精准推送和多元化评估等个性化自主学习服务。让学习者了解自己的学习情况，引导正在发生的学习健康发展。

　　4.提供高交互性，增强学习者沉浸感。实证研究表明，沉浸感影响到学习者的持续使用意愿。学习者在使用学习空间时产生的沉浸感越强，则对学习空间的满意度越高。而沉浸感是虚拟交互中经常出现的一种状态，表现为学习者情不自禁地进入一种情境。沉浸感的出现与虚拟空间中的交互有关。在网络学习空间中交互不仅体现为学习者与学习内容、教师和其他学习者的交互，还包括学习者与系统的交互。特别在网络学习空间中，学习者与学习内容、学习者与系统的交互对学习者使用的满意度影响最大，因此在网络学习空间设计中，系统界面的设计要具有易操作、路径导航清晰、内容层次结构合理等特性。同时，依托虚拟现实、增强现实等技术，提高用户交互体验。

　　5.提供个性化学习服务。成人学习者在网络学习空间开展的学习活动更具有主动性，学习者的个性特征更明显。从成人学习者的角度来看，网络学习空间所提供的，正是学习者所需的，并且能适时出现，帮助学习者展开学习。因此，在空间设计时要围绕空间构成要素，构建学习者个人学习空间的信息模型，跳出某一具体应用的局限，整合学习资源、工具以及关联相关角色，形成全面动态的成长档案，支持成人学习者展开自主性、创造性学习。

　　(三)设计方案与技术架构

　　成人在网络学习空间开展学习活动是为了提高自身的职业能力、实践能力与创新能力。其学习过程是从知识获取到技能内化再到创造创新的螺旋式演进。满足成人教育的网络学习空间整体设计方案是：成人学习者通过统一的身份认证登录到网络学习空间，通过统一的学习界面管理系统访问融合平台，以第三方应用所提供的各类学习资源，打破各个应用间的壁垒。学习者还可以进行虚拟仿真训练，提高技能水平，并与教师或其他学习者进行实时交流，在线展示学习成果，支持学习者自主、探究与协作等多种学习方式。教师或学习管理者可以依据大数据分析结果，适时调整学习进度与难度，分层次推荐学习资源和工具，参与学习者训练过程，及时答疑解惑。教育部门也可以把大数据分析结果作为政策决策依据。为支持成人教育的特性而进行的网络学习空间再设计，其核心是云服务平台。这是综合运用大数据处理、云计算、移动互联网络、虚拟现实技术、人工智能等多种新技术形成的一种技术架构模式。云服务平台不仅对学习资源数据存储与交换进行有效管理，同时跨平台整合多种应用，实现不同系统间的资源融合，支持不同角色间的协作学习，还可以通过大数据采集与分析形成学习者模型，给出智慧化学习诊断与反馈互动，为学习者提供个性化服务。整个网络学习空间总体架构分为三层，即包含基础设施、数据资源池的基础层，基于云中心的架构层以及提供支持学习者个性化学习的应用层。

　　1.基础层。基础层是整个网络学习空间应用平台的底层，主要包括服务器、路由器等网络基础设施以及数据资源池。基础层的主要工作有：一是做好各类数据的采集以及在数据资源池中的存储。例如将文档、图片、音视频等形式的学习资源存储于数据资源池、学习资源库中，或是将个人学习数据采集并存入数据资源池。二是建立安全、可靠和高速的专用数据通道，通过数据交换引擎，将其他应用系统、学生管理系统、社交软件等数据进行数据交换。无论是进行数据采集、存储、交换，还是数据资源池的建设，都要参考现有行业数据的交换标准和未来的发展需要，设计统一的数据模型，统一制定数据入库标准，实现数据充分共享。

　　2.架构层。架构层是整个网络学习空间应用平台的核心所在。其主要功能为：向下对基础层数据资源池中的各类大数据资源实现分析运算、交换共享和安全调度与控制;为满足平台自身功能和第三方合作系统的需求，架构层通过标准化服务接口向上为应用层提供环境开发、数据资源交换对接以及服务支持。主要建设工作包括云中心、数据引擎、个人数据中心和服务接口。其中，云中心建设主要是实现大数据共享开发的支撑环境。在此基础上实现统一访问、统一管理和统一驱动的数据引擎建设，按照用户授权完成面向教师、学习者、学习资源开发管理者等不同主体的数据抽取、脱密、授信及受控访问等，并为个人数据中心和上层应用提供大数据支撑服务。个人数据中心应创建一个支持学习者跨各类应用统一身份认证的个人学习数据模型，为学生访问平台自身或经审核授权的第三方提供统一的数据服务，保证各个应用间的数据融合，有效避免信息孤岛，为学习者提供更精准的学习支持。接口建设是指无论平台自身应用还是第三方应用均可通过统一接口对数据资源进行调用，不仅可以有效融合第三方应用为用户提供多样化服务，也为未来技术手段升级提供无限可能。

　　需要注意的是，基础层和架构层应由各级教育部门主导统一搭建。这样不仅可以优化和整合现有的硬件及数据资源，实现数据兼容，还可以充分实现建成后的数据共享，避免造成信息孤岛。

　　3.应用层。应用层主要包含有学习资源中心、虚拟体验中心、学习管理中心、社交分享中心和在线服务中心，是支持成人学习者个性化学习的各项服务的集合。

　　(1)学习资源中心。网络学习空间中最重要的组成部分就是学习资源。学习资源中心主要是为成人学习者提供在网络学习空间学习、体验时所需的所有学习资源。学习资源不仅来自于平台自身资源池，也可以提供跨平台资源搜索。按照学习内容，学习资源中心提供两类学习资源：一是预先设计好的学习资源，也就是传统意义上的教学所用的文本、声音、视频、课件、试题库等。二是在学习者学习过程中动态产生的资源，例如小组协作学习话题讨论、在线作业与答疑、学习成果分享等。

　　(2)虚拟体验中心。虚拟体验中心是依托多媒体技术、计算机仿真技术、虚拟现实技术、人工智能等创建虚拟化的实验实训场所。学习者可多次重复进入，进行体验式学习，感知与操作各种虚拟设备，并能全程记录学习者实验实训过程，及时纠错与评价反馈。学习者身临其境的体验不仅有利于提高其技能水平，还可以将实验实训项目与情境模式不断组合，提高学习者的创新能力。

　　(3)学习管理中心。学习管理中心是支撑层中个人学习中心在应用层的延伸。学习者在学习管理中心可获得个性化学习方案与支持。学习管理中心依照支撑层中学习者个人学习模型，提供个性化课程表、学习路径与资源导航、学习成长过程与成果记录等。另一方面，学习管理中心还为教师及学习资源开发者提供学习者学习需求信息，进而改进其教学方法、学习资源设计、政策措施等。

　　(4)社交分享中心。社交分享中心是成人学习者开展协作学习、社交活动和作业成果展示的中心。在社交中心学习者可以相互分享学习成果、实验实训感受、心得体会，还可以开展小组讨论、社团联盟等交流活动，甚至可以融合其他社交软件，促进学习者间互通有无。通过学习者与学习者、学习者与教师间的交流与分享、思想与思想的碰撞，实现对新知识的建构与创造。

　　(5)在线服务中心。成人学习者学习的核心价值在于创造与创新能力的形成。在线服务中心主要是为成人学习者提供创造与创新服务。选择专家学者、企业家和行业带头人，组成在线服务团队，建立专家库，在学习者学习、实验、实训，特别是开展创新活动遇到困难时，根据不同领域，由不同的导师提供相关指导服务。

　　网络学习空间建设是我国“十三五”期间教育信息化的核心工作。本文立足成人学习者的学习行为与特征，提出了一种包含基础设施、数据资源池的基础层，基于云中心的架构层以及提供支持学习者个性化学习的应用层的一体化综合应用方案，为满足成人多样化学习方式和个性化学习需求提供了一种新的解决思路。

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