当代学习理论视阈下泛在学习共享空间的构建，本文主要内容关键词为：当代论文,学习理论论文,空间论文,视阈下泛论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
从20世纪90年代中期开始，美国、加拿大、澳大利亚、新西兰、德国等国家的许多高校图书馆重新定位图书馆的使命，相继构建了信息共享空间（Information Commons），均取得了显著的成效。随着信息共享空间理论研究和实践的不断深入，其内涵及服务功能都在不断扩展[1]，高校图书馆信息共享空间发展成为以学生为中心并能促进学生学习、研究和知识创造的协同学习环境，许多高校将其命名为学习共享空间（Learning Commons）。笔者认为学习共享空间只有顺应高等教育改革的发展趋势，围绕着学生学习模式、学习方法与手段的变化而不断发展，才可永葆旺盛的生命力，因此，学习共享空间的理论研究和实践必须在当代学习理论指导下进行。但是，国内外这方面的研究仅将建构主义学习理论作为学习共享空间构建的理论依据，而忽略了同样重要的情境学习理论、分布式认知理论等当代学习理论，以至于目前的研究成果和实践更多地强调学习共享空间对协作式学习的支持，而忽视对泛在学习和情境学习的支持，并且在以用户为中心的服务方式上也存在着明显的不足。本文在深入分析当代学习理论的基础上，提出“泛在学习共享空间”这一创新服务模式，试图从愿景、内涵和功能等方面发展学习共享空间，以期全面支持学生的学习。
1 泛在学习共享空间创新服务模式的提出
近年来随着建构主义学习理论、情境学习理论和分布式认知理论等当代学习理论在高校的推广和应用，高等教育模式正在发生巨大的变化，由原来以教师为主的课堂集中传授知识模式向以学生为主的分布式情境学习模式转变。建构主义理论认为，知识不是通过教师传授得到的，而是学生在丰富的社会文化情境中，借助必要的学习资料，通过与教师、学习伙伴的协作互动而主动建构的，情境、协作、会话和意义建构是学习环境的四大要素[2]。情境学习理论强调情境是一切认知活动的基础，学生只有在有意义的情境中学习，才能真正掌握知识。分布式认知理论的主要观点是，认知活动不仅存在于认知主体的大脑，也存在于外界的环境、媒介、社会、文化和时间等参与认知活动的诸多要素中，学习就是在无所不在的学习情境空间中，在自然的生活场景中，学生通过认知工具与情境相关群体或智能知识主体以自然的方式交互，共享和构建个体认知网络和社会认知网络的过程[3-4]。
可以看出，由上述三种学习理论引领下的分布式情境学习模式更加强调学习的自主性、泛在性、协作性、情境性，学生的学习变得更为自由，有更多的选择性，课堂教学只起着画龙点睛之功效，大量知识的学习和研究都是在课外进行。高校图书馆作为学生课堂之外最重要的学习场所，必须积极应对教育模式的变革，重新整合图书馆内外实体虚拟空间、软硬件设施、信息资源、人力资源等，将图书馆的服务融入学生物理空间和网络空间，嵌入到学生的学习、研究和知识创造的过程中。学生在哪里，服务就延伸到哪里，学习何时开始，服务就何时提供，为学生的个性化学习、泛在学习、协作式学习、情境学习提供随时随地的服务。笔者将这种由信息资源、服务、计算和通信所构成的信息空间与学生学习、研究的空间和过程有机融合在一起的智能化学习空间称之为“泛在学习共享空间”（Ubiquitous Learning Commons，简称U-LC）。
2 泛在学习共享空间的服务目标和概念模型
笔者通过对当代学习理论的研究，认为U-LC应从以下几个方面入手支持学生的学习。
（1）以学生为中心。一方面，U-LC中所有知识资源、信息技术和设备、组织和工作人员都是按学生的需求设计的，能够对学生的偏好和行为进行跟踪和分析，并对各种需求做出相应的响应。另一方面，U-LC对于学生而言是无缝的、透明的，不需要学生掌握高深的技术或实施繁杂的操作，使他们可以更顺利、更自然地将注意力集中到学习目标本身，而不受技术环境的干扰。学生只要有学习的意愿，就可以非常容易地从学习环境中获取全方位的学习支持，促进对知识的理解、利用和创新。
（2）支持泛在学习。U-LC可以为学生提供随时随地的服务，即指用户在学习、工作或生活的现场通过手持的或可穿戴的设备就可以享用数字化的信息和服务，而无需离开这个现场端坐在一台专门的计算机面前，从而达到7a目标：任何学生（any student）可以在任何地点（anywhere）、任何时间（anytime），利用任何学习设备（any device），以自己的方式（in any way）获得自己所需信息（any information）与学习支持（any learning support）。
（3）支持协作式学习。“独学而无友，则孤陋而寡闻”。分布式情境学习模式下由于地理上的分散性，产生了许多孤立的学习者，不利于他们对相关学习内容的正确理解和有效利用。因此，U-LC需采用有效的方法将具有相同偏好的学习者与助学者组织成学习共同体，让他们面对面或者通过网络针对同一学习内容或研究内容进行交流、探讨和研究，并彼此分享学习经验和学习资料，从而获得最佳学习效果。
（4）支持情境学习。长期以来高校学生学习的内容和过程往往脱离真实情境，缺乏思维与实践活动，呈现出学习抽象化、记忆表征单一化等弊端，从而产生严重的“高分低能”现象，即能应付考试，却不能将知识有效地运用于复杂的真实情境中。为了解决这个问题，U-LC应能为学生创设真实或仿真的情境，提供真实或仿真的活动，并提供及时的教师指导、专家支持和过程帮助，以提高学生解决实际问题的能力。
为了达到以上服务目标，笔者提出了如图1所示的U-LC的概念模型。
信息访问终端是供用户随时随地获取各种信息和服务的设备，一般是手持式或可穿戴式的，并且是可移动的，同时可通过有线或无线的方式与网络连接。典型的信息访问终端包括个人数字助理（PDA）、智能手机、笔记本电脑、平板电脑、上网本等。
感知设备指可随时感知用户及其所处环境的情境信息的设备。U-LC通过在环境中的不同位置（如人、物体、建筑物等）设置大量的感知设备（如RFID电子标签、传感器、相机、麦克风、GPS等）来实现无处不在的感知，以有效采集环境中的有用数据，为信息服务的决策提供依据[5]。为了有效识别每个学生，他们都随身佩戴一个RFID电子标签，RFID电子标签上存储学生的学号、姓名、年级、专业等信息，RFID电子标签可以与学生智能手机的SIM卡整合在一起。
泛在网络包括互联网、无线网络、电视网、电话网、GPS网络、无线传感网络等不同类型的网络，支持异构环境和多种设备的自动互连[6]。任何用户使用任何信息访问终端设备无论何时、何地都可以以合适的方式无缝地获得永久在线的宽带服务，从而支持用户随时随地地存取U-LC的信息资源。
学生个人信息库用于存储学生的基本信息和学生偏好模型（User Profile），每个学生的信息用学号加以区别。基本信息包括学号、姓名、性别、年级、专业、E-mail地址等，这些信息是系统在用户首次登录时要求用户提供的，这些信息的获取有助于U-LC对用户的总体情况有一个准确的了解。用户偏好模型反映了用户的信息需求，即将用户的信息需求以计算机能够识别的形式揭示出来，它是进行个性化信息服务和建立学习共同体的基础。用户偏好模型的构建方法可参见文献[7]。
U-LC可以通过开展嵌入式服务来实现服务的无处不在，即将图书馆服务嵌入学生的物理空间和虚拟空间。其中物理空间的嵌入式服务是要让图书馆员尤其是学科馆员主动地走出图书馆，深入教室、实验室等学生物理环境中，伴随在学生左右，随时为学生提供及时准确的服务；虚拟空间的嵌入式服务是指把服务嵌入到学生的计算机桌面、浏览器、学校教学系统、SNS网站、热门搜索引擎等学生虚拟环境中，营造图书馆服务在虚拟空间无处不在，学生可信手拈来的局面。嵌入式服务的实施策略笔者在文献[8]中进行了详细阐述，这里不再赘述。
3 泛在学习共享空间的构建策略
3.1 建设学习资源的知识元库
学习资源是有效学习的重要保障，分布式情境学习模式下学生一旦在学习、研究和工作中遇到问题都将随时随地向图书馆获取相关信息资源，希望通过短暂的学习获得解决问题的方案。在这种情况下，学生往往没有太多的时间学完一个全面系统的课程或知识单元，他们只需要获得一个有明确主题的、独立完整的、内容粒度小的知识模块，以便能够在短时间内迅速有效地掌握某方面的知识，及时解决所面临的现实问题。这就昭示着当前高校图书馆中以整篇文献为单元揭示的学习资源已不适应当代学习的发展需要，因此，有必要着眼于文献中的知识，将知识的最小的独立单位——知识元作为知识组织的单位对学习资源进行微观揭示。所谓知识元是指具有独立完整内容的、可进化发展的微型化的数字化知识单元，其内容一般是一个概念、定义、公式、定理、模型、方法、事实、数据、图表、一段叙述或一组图解操作等[9]，让学生每完成一次学习都能掌握某主题一定的知识。
Web 1.0时代，学习资源都是由少数几个专家生成后向用户发布，这种单向信息传递模式忽略了用户可以从外界获取信息从而具备更新学习资源的潜力，必然导致学习资源更新迟缓，不能满足用户学习需求的问题。为了让知识元的内容可持续进化，能由“静态”到“动态”，知识元的构建应倡导Web2.0的“人人参与、共建共享”的核心理念，鼓励并支持用户积极参与知识元的建设。知识元协同构建平台可采用Wiki模式进行搭建，因为Wiki作为一种支持面向社群的协作式创作工具，具有操作简单、群体互动、成员平等民主、版本可恢复性、管理可控性等独特优势，可方便众多用户参与知识元的创建、更新、评论等操作，从而使知识元像“种子”一样，在众多用户集体智慧的“浇灌”下不断“繁衍”。用户从信息资源库获取文献单元，在对文献单元充分理解的基础上进行知识元的编辑和元数据的著录。每次用户提交的内容都必须经过管理员审核后才可发布，以防止信息污染。为了提高知识元内容的准确性和完备性，允许其他用户对已发布的知识元内容进行修改或补充，并填写更新的原因，每次更新的内容经过管理员审核通过后都作为一个新版本进行发布。新版本并不马上替换旧版本，而是鼓励用户对每个版本投“赞成”或“反对”票，同时设置一个归档时间，到了预设的归档时间时，就将得到最多“赞成”票的版本作为正式版本存入知识元数据库中。
3.2 提供基于情境感知的个性化信息服务
分布式情境学习所具有的个性化特性要求U-LC能够为每个用户及时提供满足其个性化需求的信息资源，以支持其无时、无处不在的学习。然而，随着信息技术的快速发展，数字化信息正以指数级的速度增长，被包围在信息海洋中的用户越来越受到“信息迷航”和“信息过载”问题的困扰，导致“无时无处不在”的学习变成“无时无处不在”的“搜索”[10]。显然分布式情境学习对个性化信息服务提出了要求，希望U-LC能够根据用户的兴趣、爱好、行为、习惯、环境和当前任务等，为用户搜索、组织、选择、推荐更具针对性的信息，从而实现信息的“按需服务”[11]。
传统个性化信息服务具备个性化特征的关键在于用户偏好的建模和应用[12]。其实现过程是：通过跟踪和分析用户的行为，发现用户的偏好，对用户的偏好进行抽象描述即成为用户偏好模型，然后根据用户偏好模型对信息资源进行评价，并将评价值高的信息资源提供给用户。随着个性化信息服务研究和应用的不断深入，人们逐渐发现传统个性化信息服务的实现方法存在着准确性和可靠性不高的问题，究其原因在于传统个性化信息服务没有考虑用户当前的任务、时间、地点等情境信息，而用户的信息需求通常是与情境信息密切相关的，用户在不同情境下其个性化的信息需求是不一样的。因此，有必要在个性化信息服务中引入情境感知技术，使个性化信息服务系统能够自动获取用户的情境，并根据用户情境自适应地调整提供给用户的信息，满足用户在特定情境下对信息的个性化需求，从而提高个性化信息服务的准确性和可靠性[11]。
根据情境和用户偏好模型的关联程度，个性化信息服务可分为紧耦合情境和松耦合情境两类。紧耦合情境的个性化信息服务中，情境和用户偏好彼此依赖，用户偏好模型包含了对情境要素的描述，情境和用户偏好都作为资源评价函数的参数。松耦合情境的个性化信息服务中，情境和用户偏好分别建模，当前情境和基于用户偏好产生的资源评价函数彼此独立，只是在信息资源用户偏好模型评价之前或之后加入情境过滤机制。由此可见，松耦合情境的个性化信息服务系统可以由原来未考虑情境的传统个性化信息服务系统直接扩展而成，原有系统的主要功能都可以保留，只需增加情境过滤机制即可，比较容易实现，因此目前该方式比紧耦合情境方式应用得更广泛一些[13]。鉴于此，本研究采用松耦合情境方式，实现过程如图2所示。
图2中虚线框部分是实现基于用户偏好模型的个性化信息检索/个性化信息推荐服务，“用户输入检索条件”框是可选的。如果用户输入了检索条件，系统从信息资源库中将符合该检索条件的信息提取出来，然后使用用户偏好模型对这些信息资源进行评价，将评价值达到或超过阈值的信息资源作为个性化检索结果；如果用户没有输入检索条件，系统则使用用户偏好模型对信息资源库中新的信息资源进行评价，将评价值达到或超过阈值的信息资源作为个性化推荐结果。这项功能的具体实现方法在文献[7]中已经进行了系统阐述，本文着重探讨其余部分的实现方法。
（1）用户情境模型的构建。情境从广义上可以泛指任何可用于表征实体（个人、位置、物理的或信息空间中的对象）状态的信息。在个性化信息服务中，用户情境主要是指那些可对用户信息需求产生影响的个性化特征要素，包括用户背景情境（用户的学号、姓名、专业、习惯等）、位置情境、活动情境（当前的活动、任务等）、计算情境（用户访问终端的类型、屏幕分辨率、网络连接性、通信带宽、通信开销和可用资源等）。由此可见，用户情境具有多样性、异构性、时序性和层次性等特点[14]。为了能够将情境的概念和情境间的相互关系明确、清晰地表示出来，用户情境模型可以利用本体方法进行构建[15]。
（2）情境信息的获取。上述各类情境信息获取方法：①用户背景情境通过用户注册信息获取。②位置情境在室外可以通过GPS来获取，室内由于GPS的信号较弱，无法穿透建筑物，可以采用RFID技术来获取。校园中的每个房间都设置一个RFID读写器，当随身佩戴RFID电子标签的学生进入某个房间，U-LC马上就可以知道用户所处的位置。③活动情境可通过用户登记的电子日程表获取，若用户没有登记日程表，也可通过用户所在的位置间接获取，如用户在植物园，可推断用户在观测植物；如用户在X射线衍射单晶实验室，可推断用户在做X射线衍射单晶体结构分析实验。④计算情境可通过用户事先安装的客户端软件来获取。
（3）情境过滤。该模块进行两种方式的过滤：①基于情境的内容过滤，就是使用用户情境模型对信息资源进行筛选，将符合用户情境模型的信息资源提供给用户。②基于情境的协同过滤，就是在用户情境模型库中找到与活动用户具有相同或相似情境的其他用户，将这些用户在该情境下评价比较高的信息资源推荐给活动用户。用户对信息资源的评价值可通过用户的操作方式来获得，若用户对某一信息资源操作方式为添加标签、下载、收藏和浏览，则认为用户对改信息资源评价比较高，用户对信息资源的操作方式可从用户行为记录库中获取。
3.3 创建虚拟学习共同体
虚拟学习共同体（Virtual Learning Community），也译为“虚拟学习社区”，是指在网络环境下，由学习者和助学者共同组成的、相互间具有持续交互关系的学习团体及其网络空间。其中学习者和助学者是虚拟学习共同体中的交互主体，网络空间是交互活动得以开展的环境[16]。由这个定义可知虚拟学习共同体的构建主要包括学习团体的组织和交互工具的设计两个方面。
（1）学习团体的组织。为了有效地支持协作式学习，虚拟学习共同体中成员由学习者与助学者组成。助学者是虚拟学习共同体中的组织者、指导者和帮助者，由学科馆员和图书馆聘请的学科专家组成，他们的主要职责是：①指导学习。当学习者在学习或应用某学习资源过程中遇到问题，助学者要及时给予准确和明确的解答，以促进学习者对该学习资源内容的正确消化吸收。助学者还能根据学习者的学习情况主动提供相关领域的知识。②组织讨论。助学者不仅要激励学习者积极参与讨论，而且应对讨论进行引导，当学习者的发言偏离主题时应及时将其引导到正题上，同时还应在每次讨论结束时对本次讨论的过程和结果进行客观的总结与评价。③培养信息素养。分布式情境学习模式下学习者经常进行远程学习，需要自己获取学习资源并进行自主学习，这对他们的信息素养提出了更高的要求，因此，助学者应采取各种有效手段有意识地培养他们的信息素养。同时，有必要通过偏好模型利用聚类技术将学习者们分成若干群组，同一群组中的学习者学习兴趣相同或相似，而不同群组的学习者学习兴趣有明显的差异，以利于成员之间的交流，也利于助学者进行更有针对性的指导。
（2）交互工具的设计。交互是虚拟学习共同体的一个重要特征，也是虚拟学习共同体存在和发展的关键因素。学习者与助学者、学习者与学习者之间所进行的讨论和交流，可以让虚拟学习共同体中成员看到理解问题的各种角度，引发他们对各种理解的评介以及对自己原有想法的反思，从而促进对问题的正确理解。由此可见，交互对有效的学习具有良好的促进作用，而交互需要在提供良好的交互功能的环境中开展，因此如何提供功能强大的交互功能是构建虚拟学习共同体时要着重考虑的问题。目前可用的网络交互工具有E-mail、BBS、Blog、Wiki、IM（Instant Messenger）等，其中E-mail、BBS、Blog、Wiki等工具交互方式较单一，而目前深受用户欢迎的IM软件如腾讯QQ、MSN、百度hi、新浪UC、NetMeeting、Skype等具有同步与异步的文字交流、文件传输与共享、多人音频及视频会话、交互记录保存与再现等功能，可以为虚拟学习共同体中成员提供形式多样的交互方式，从而满足成员各种交互需求。例如，一对一交互方式可实现个别化交流和辅导，多对多交互方式可实现集体讨论和答疑、多人视频交互方式可实现同步虚拟课堂教学。因此，虚拟学习共同体可将IM软件作为交互工具，以保证成员之间多途径的互动和信息的有效传递，提高学习者的学习积极性、学习效率，增强学习效果。
3.4 利用虚拟现实技术创设情境式虚拟学习环境
虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）是一种综合应用计算机图形学、人机交互技术、传感器技术、仿真技术以及人工智能等多种科学技术，制造逼真的人工模拟环境，并能有效地模拟人在自然环境中各种感知的高级的人机交互技术[17]。VR技术所具有的3I（Immersion、Interaction、Imagination）特性，决定了利用VR技术创建的情境式虚拟学习环境具有如下优势：（1）良好的沉浸感。利用VR技术可创建逼真的三维虚拟场景，让用户有身临其境的感觉，用户可真切地感受到自己是虚拟场景中的一部分，而不是一个独立于虚拟场景之外的旁观者[17]。（2）近乎自然的交互。在VR系统中用户通过专门的输入输出设备，可用人类的自然动作对虚拟环境内物体进行操作，同时操作的结果也可以实时地以自然的方式呈现出来，比如用户用手去握住虚拟环境内一个物体，可感觉到物体的重量，而且所握的物体还会随着手的移动而移动[17]。（3）多感知性。在VR系统中用户不仅能用视觉、听觉，而且还能用触觉、力觉甚至味觉、嗅觉等多种感官去感知虚拟环境中各种事物，从而全方位地了解事物。（4）打破时空限制。通过VR技术用户既可以进入太空漫游，也可以进入放大的原子、粒子内部去探求其结构；VR技术可以再现任何历史场景和历史事件，将用户带入任何历史时期；VR既可以放大时间，把一瞬间发生的事件慢慢地展现出来，让用户仔细地观察，也可以缩短时间，将需要耗时很长的实验“浓缩”在较短的时间内完成[18]。
U-LC利用VR技术可以创设如下形式的情境式虚拟学习环境：（1）虚拟实验环境。利用VR技术可以创建各种虚拟实验环境，让用户可以像在真实实验环境中一样完成物理、化学、生物和地理等学科各种各样的实验，而且许多在现实中不可能操作的实验如核聚变、地震原理等也可以通过虚拟实验来完成。虚拟实验的使用不仅可以减少办学成本、支持远程学习，而且可以保障实验安全。一些真实实验具有一定的危险性，若操作不当，会发生爆炸、腐蚀等危害人体健康的事件，以往这些安全性差的实验学生一般无法直接参与，致使他们无法获得感性认识，而在虚拟实验环境中学生可以大胆地去做各种具有危险性的实验。（2）技能训练环境。目前许多高校因经费、设备、场地等各种条件的限制，许多技能训练无法开展，造成许多学生走上工作岗位后无法胜任其本职工作。为了解决这个问题，U-LC可以利用VR技术对昂贵的设备和复杂的工作环境进行模拟，创建各种虚拟技能训练环境，如虚拟法庭、虚拟外科手术室、外语情景虚拟实训室、虚拟军事战场等，学生可以在这些虚拟环境扮演律师、医生等角色进行各种技能训练，操作失误也不会带来危险，学生可以反复训练，直到掌握技能为止。（3）虚拟展示。利用VR技术可以对许多抽象的事物建立三维立体模型，如建立数学立体几何模型、晶体结构模型、DNA结构模型等三维立体模型，使抽象事物直观化、形象化，大大加深学生对相关知识的掌握。
4 结语
U-LC创新服务模式是一种以用户及其需求为中心的服务模式，可以将高校图书馆服务无缝地嵌入到用户空间和过程之中，将图书馆服务的触角延伸到用户学习、科研和生活的方方面面，彻底消除图书馆与用户之间的边界，可以将人与图书馆交互方式从目前烦琐的显式交互转变为透明的隐式交互，用户显式的服务请求不再是其提供服务的唯一驱动力，而能够在用户不发出服务请求或服务请求表达不准确的情况下主动地提供服务，大大减轻用户使用图书馆服务的负担，确保分布式情境学习高效地开展。同时U-LC还为协作学习、情境学习创造了有利的环境。显然，U-LC的构建可以促进高校图书馆由信息中心向学习中心的转变，使之成为学生心目中理想的“第二课堂”。
标签：学习共同体论文; 泛在学习论文; 情境学习理论论文; 用户研究论文; 系统评价论文; 创设教学情境论文; 系统学习论文; vr技术论文;