【“疫情与教育”专项成果公报之二】移动互联网络环境下在线数字课程的泛在学习空间研究-梅鲁海-浙江机电职业技术学院科研处

【“疫情与教育”专项成果公报之二】移动互联网络环境下在线数字课程的泛在学习空间研究-梅鲁海

作者：时间：2020-08-02 点击数：

移动互联网络环境下在线数字课程的泛在学习空间研究

梅鲁海^[1]（浙江机电职业技术学院，浙江杭州 310053）

摘要：为了深入推广和应用在线数字化课程，并彻底打破传统教学泛在学习空间的局限，介绍和论述了移动互联网络环境下在线数字课程的泛在学习空间，包括在线数字课程泛在学习空间的组成部分、在线数字课程知识空间的构件和空间集合关系、在线数字课程服务空间的构建、在线数字课程知识演变和主体角色切换引起的空间变化等。实践表明，在线数字课程移动泛在学习空间的数据量、数据结构和类型更多，多类别泛在学习服务类型的协作性和自适应性更强。

关键词：移动互联；在线；数字课程；泛在学习；知识空间；集合；内化

中图分类号：G710 文献标识码：A

当前，移动互联网络技术已经广泛延伸到了人们日常的生活和学习空间中，而无线设备和智能终端的兴起则实现了云、端和网的融合，为在线数字课程参加学习的各方提供了一个分布式的、多维度的学习网络。移动互联网络时代可以为在线数字课程建立一个泛在学习空间。移动互联网络环境不仅让泛在学习的网络接入方式无线化和便捷化，让学习终端更加多样化，也使在线数字课程的学习资源的设计与组织向着更贴合移动性的方向发展，而且导致泛在学习空间的构成更加多元化，空间的变化与切换也呈现动态性的特征。

基于移动互联网络环境的在线数字课程与传统教学方式的的泛在学习空间相比，在线讨论、资源检索、情境学习、交互学习、数据处理等多类别泛在学习服务类型的协作性更强，更加重视学习的自适应性。因为学习空间的构成要素比传统空间更复杂，由此产生的数据量、数据结构和数据类型也更多。因为服务种类多，这也为学生强化知识和概念提供了保证。在这种多学习服务的过程中，学生得到强化的知识其实是多个学习服务在特定临时知识空间的交集内容，学生获得的总体知识量则是多个临时知识空间的并集内容，因此，学生获得的知识强化程度和知识面会存在差异性^[1]。

一、在线数字课程泛在学习空间的组成部分

基于移动互联网络环境的在线数字课程也是一个泛在学习系统，主要包括泛在学习主体、泛在学习客体、移动接入网络、学习终端设备与场所几大部分。其中，泛在学习主体是泛在学习体系中最重要的组成部分，体现了学生的差异性，通常将在线数字课程的学生、教师、专家、从业经验者统称为泛在学生，并将其确立为泛在学习生态系统中的参与主体。

教师具有传道、授业、解惑的职责，还可能参与研讨、评价等学习活动，是学生学习的引导者；各个领域专家为学习提供权威指导；经验工作者可提供相关实践的经验和技能，可强化学生的应用实践能力。因此，在线数字课程的泛在主体之间存在取长补短、互相依存的关系。由于教与学的界限并非固定，故而在不同的知识背景下，学生、教师、专家、从业经验者的角色可能发生逆转。在某些学习内容上，教师有可能成为学生，而原有的学生也会成为指导者。资源和服务是泛在学习的客体，两者均被包含在在线数字课程在线数字课程中。在线数字课程的主体通过移动互联网络环境访问泛在在线数字课程中的客体，通过客体获取知识、学到技能，客体是主体的学习内容。同时，客体由主体创造、组织与调度，是为泛在学习的实施提供服务的载体^[2]。从总体来看，主客体之间是相互依存、紧密联系的关系，两者的交互形成了一个持续过程，任何一方出现问题都会造成学习的终止。

基于移动互联网络环境的在线数字课程需要一个移动泛在学习的共享空间，这是一种融合物理和虚拟时空的共享空间，这种空间包括移动互联网络空间、主体学习状态空间、客体学习服务空间、泛在学习主体空间、学习设备空间、客体资源空间和场地空间等7个子空间。其中，移动互联网络空间为在线数字课程提供可接入的多种移动网络的相关参数模型；主体学习状态空间用来保存学生的学习情况，并记录学习时间、学习风格和兴趣爱好等信息；客体服务空间是在线数字课程提供给学生的各种应用，例如资源检索、情景模拟、在线讨论等，这些应用在资源组织、教学设计、媒体展现等方面各有不同；泛在学习主体空间则是整个平台空间的核心组成部分，指出了在线数字课程的学生现有的知识体系，并提示学生准备学习的内容；学习设备空间主要包括电脑、手机、服务器、音视频设备等泛在平台设备与泛在终端设备；客体资源空间用来存储学习成本、数字化学习资源、用户访问次数、质量评价等情况；场地空间有图书馆、教室、会议室、在线社区、线上论坛等物理学习场所和虚拟学习场所^[3]。

二、基于移动互联网络环境的线数字课程泛在学习空间研究

1.在线数字课程知识空间的构件和空间集合关系

在线数字课程的知识空间实质上是知识结构和知识关系的概念，它包括已建立的知识地图与正在学习的临时知识空间两个组件。知识地图是稳固的和已经建立好的知识结构索引，并尽力提供高效的知识定位查询功能，临时知识空间则是等待与知识地图建立联系的目前正在学习的知识点表征。这里，某一知识领域的所有可能的状态集合就是知识空间的涵义，它表征了学生目前的知识状态与水平。另外，当在线数字课程的学习主体在多种学习角色之间进行转换时，两种知识子空间可以发生相应的改变。

因为在线数字课程的教师、专家或职业导师需要指导多人开展学习活动，所以，所有的学习组织和安排必须兼顾协作团体的需要，泛在学习积极倡导的是协作学习的应用，并提高群体的知识水平。在线数字课程为了能够发现个体知识学习的情况差异，可以分别先求取几个学生的在建临时空间和知识地图的差集，然后求取差集的交集，根据交集确定下一步的学习目标。这里，从交集的核心区向外逐渐扩展，知识强化程度会不断减弱^[4]。

在线数字课程的学生针对相同或相似的学习内容，可以采用多种类型的学习服务来加强知识内容的掌握，例如可以通过移动课堂和互动社区等方式学习一个知识元。最后获得的知识总集合就是多个学习服务中建立的在建临时知识空间的并集内容，其中，在建临时空间的交集内容就是学生掌握程度最好的知识子集。知识空间的变化与操作如图1所示。

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2.在线数字课程服务空间的构建

在线数字课程的泛在学习方案是泛在学习时间和泛在学习内容的安排，具体来说就是学习资源的组织和学习路径的建立，这是学习服务的主要任务。首先，由于学生之间的差异，在线数字课程教学模式的选择和学习服务的挑选必须要适合学生的当前状态以及目前要学习的内容。学生的状态空间影响学习资源的选择，当学生的知识水平高时，可组织难度大的学习资源，增加学习深度；反之，则需要组织简单些的学习资源，并降低学习难度。当学生偏好文字的呈现方式时，可多采用文本类的学习资源；当学生喜欢多媒体素材时，则可多组织视频等媒体形式的资源。学习资源的类型包括文本、图片、视频、动画、音频等类型。不同类型、不同长度的学习资源将占用不同的传输带宽，在线数字课程学习方案的产生也受网络、终端与设备等情况的影响，移动互联网络的状况影响泛在学习服务采用的教学模式。移动终端设备的不同也将限制选择的资源类型，例如，手机终端设备由于屏幕有限，没有必要选择高分辨率的资源。在网络条件不好和带宽不足的情况下，适合采用占用较少互联网带宽的资源。例如，微课堂所需要的小尺寸资源符合这种网络情况的需求，但3D 游戏学习由于要支持实时视频交流，对移动互联网的带宽提出了高要求，不适合网络带宽紧张的情况。

当在线数字课程的学习主体扮演教师、专家或者职业导师的角色时，教学活动需要从自己已有知识地图中提取相关的知识点来开始策划；而当学习主体扮演学生的角色时，则需要通过在建临时知识空间来提取新知识，学生需要积极在临时知识空间与已有知识地图之间建立关联和信息传递。

在线数字课程的服务空间是以知识空间、教学模式、网络空间、资源空间、终端设备空间和状态空间为输入信息，然后确定平台的软硬件配置、资源调度秩序、场地调配等，并计算具体的泛在学习方案，这里，不同大小的学习资源占用的传输带宽也不同。泛在学习方案指的是泛在学习内容和时间的一系列安排，包括网络学习资源的组织和学生学习路径的建立等^[5]。因为学生的自学能力有差异，泛在学习模式和学习服务的选择必须要适合学生的当前自身状态，并确定要学习的内容，例如，学习能力薄弱的学生，并不适宜翻转课堂的教学方式。

3.在线数字课程知识演变和主体角色切换引起的空间变化

首先，在线数字课程知识空间的变化会引发主体状态空间的切换，例如从从学习风格切换为教学风格等；其次，知识空间的变化也会造成资源空间的切换，权限的改变会引起资源角色的切换，例如从资源获取者可以切换为资源组织者或资源贡献者；另外，知识空间的变化也会引起设备空间的切换和学习场地的切换。

如图2所示，在线数字课程学生的知识空间会随着知识的积累而不断演化与调整，并引起子空间的连锁变化。学生知识学习情况的变动反映在知识空间上，并引起状态空间的切换，接着会引起服务空间的重新计算，给出新的网络设备配置方案和资源调度组织方案^[6]。另外，角色的变化是空间连锁变化的一类重要激发点，角色的切换会引起以知识空间为起始点的一系列空间的切换，建议泛在学习在支持多角色体制的基础上，保证在线数字课程的每个学习主体在同一时刻只能保持一种活跃的角色，以维护系统的一致性。

综上所述，基于移动互联网络环境的在线数字课程可以将学生在移动学习环境中产生的大量学习数据整合到课程生态系统中，并更新课程知识库，实现课程创新和增值。在线数字课程需要一个移动泛在学习的共享空间，当学习主体角色变动时，学生知识空间的改变将相应带动学习空间与学习服务的一连串改变，学习过程会创建一个在建临时知识空间，与学生的已建知识地图可以相互转化，学生可以随时从已建知识地图中提取有关子图，并指导新的学习行为。

参考文献:

[1]杨玉宝,吴利红.泛在学习视角下网络学习空间的创新应用模式[J].中国电化教育,2016(7):29-35.

[2]付道明,吴玮.基于活动感知的泛在学习系统模型研究[J].远程教育杂志,2013(5):65-72.

[3]毕家娟,陈琳,宋盐兵.泛在学习环境下个人学习空间的构建[J].广州广播电视大学学报,2014 (5):9-13

[4]梅鲁海.基于工作过程的情境化和行动化教学设计[J].教书育人,2010(1):58-59.

[5]王英,王艺.移动互联网络下泛在学习空间构建研究.[J].中国教育信息化,2018,(11):32-34.

[6]杨文正,邹霞.运用知识空间理论分析概念图[J].中国电化教育,2011(3):83-87.

Research on ubiquitous learning space of online digital course in

mobile Internet Environment

MEI Luhai (Zhejiang Institute of Mechanical & Electrical Engineering,Hangzhou 310053,China)

Abstract: In order to further promote and apply online digital courses, and thoroughly break the limitations of traditional teaching ubiquitous learning space,the ubiquitous learning space of online digital course under the mobile Internet environment was introduced and discussed, includes components of ubiquitous learning space for online digital courses,component and spatial set relationship of knowledge space in online digital course,construction of online digital course service space,the knowledge evolution of online digital course and the spatial change caused by the change of subject role.Practice showed that online digital courses have more data volume, data structure and types of mobile ubiquitous learning space, and the multi category ubiquitous learning service type is more cooperative and adaptive.

Keywords: mobile internet;online; digital course; ubiquitous learning; knowledge space; collection; internalization

作者简介:

梅鲁海(1968-)，男，硕士，教授。研究方向为职业教育、信息技术，Email: meilh002@163.com

联系方式：杭州市滨江区滨文路528号浙江机电职业技术学院(邮编：310053)

电话：13250802233

本论文为浙江省“疫情与教育”专项课题“基于移动互联网络环境的在线数字课程顶层模型”（课题立项号：2020YQJY139）的第二次研究成果。

课题负责人：浙江机电职业技术学院梅鲁海