网络学习空间升级与学习方式转变
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本文由《现代远距离教育》杂志授权发布
作者：李玉斌、苏丹蕊、宋琳琳、陈小格、李爽
摘要
在相关政策推动下，网络学习空间在数量上呈现出快速增长态势，但与“人人通”目标仍有较大差距，也没有充分发挥在教学中的支撑和引领作用。在这种背景下，通过探讨网络学习空间的发展历程、应用现状与问题、升级旨向与关键技术以及网络学习空间支撑的学习方式转变等议题，给出如下建议：从学习基础设施视角出发，在大数据、人工智能、增强现实等技术的助力下，构建具有多元协同、虚实融合、精准分析和“云网端一体化”的网络学习空间；从满足需求出发，将网络学习空间深深地嵌入学习服务的关键环节，打破学校教育、社会教育和网络教育的服务壁垒和业务边界，推进学习方式供给侧改革，构筑“五维一体”的个性化学习方式，建立更加及时、精准的学习服务和评价体系。
关键词：网络学习空间；学习方式；互联网+
一、引言
从工业社会到信息社会,信息技术已经改变了 社会形态，自然也能改变教育，改变人类的学习方式。互联网从最初的媒介工具发展成为新的社交 渠道，再到重要的基础设施,将信息社会从IT （Information Technology, IT）时代推向了 DT( Data Technology，DT）时代。IT使个体更强大，DT让群体具备大 数据能力而使协作能力更强大。以前只有跨国公司或大型企业才具备大数据能力，但如今只要通过云计算大数据系统或平台，个人也可轻松拥有并基 于数据做出决策[1]。从教学媒体、多媒体课件、网络课程到虚拟学习社区和网络学习平台，技术改变教育的力量主要来源于改变学习内容的表征方式和学习主体的交互方式。IT时代的网络学习空间的实际作用也基本局限于资源存储与共享、信息交互与知识建构层面。面对互联网基于“云网端一体化”的新技术架构，DT时代的网络学习空间将以“信息和数据迅速流动”为基础，在大数据、人工智能、增强现实等技术的助力下，促进学习服务的大范围优选，包括人力资源在内的优质学习资源在消费过程中实现动态汇聚和供需精准匹配。如果说“信息技术+教育”更多的是强调现有教育流程效率的提高和教育业务模式的改善，那么，“互联网+教育”则是要创造新的教育业务流程，创造新的领域和业务生态[2]。网络学习空间升级，就是从IT时代的网络学习空间升级为DT时代的网络学习空间，用“互联网+教育”思维，将网络学习空间深深地嵌入学习服务的关键环节，打破学校教育、社会教育和网络教育的服务壁垒和业务边界，成为重构教育生态的强大支撑。从学习服务变革入手，有可能破解包括转变学习方式在内的教育改革与发展中的诸多难题。
二、网络学习空间的发展阶段
学习的实质是学习者人格不断发展和知识自我建构的过程，而这一过程需要通过一系列的学习活动和一定的学习场景来完成[3]。网络学习空间是在网络技术支撑下，将学习场景和学习活动在空间和时间上进行扩展与延伸，从而形成的虚实融合、多元互动与跨域协同的学习场所。随着信息技术的不断发展，学习资源的表征方式、学习管理与服务方式以及人机交互方式的不断进化，网络学习空间的形态也在不断变化、功能不断增强。2017年1月16日，郭绍青在西北师范大学所做的“网络学习空间的内涵与功能结构模型研究”的报告中谈到，从技术交叉融合与学校教育变革的视角可以将网络学习空间划分“知识存储与共享、交互与知识生成、个性化学习和智能化学习”四大类型。本文根据郭绍青的观点，将网络学习空间划分为如图1所示的四个发展阶段。
资源存储与共享阶段的核心功能体现在学习资源的网络发布、网络化获取和网络化共享等方面，以键盘和鼠标交流为主，对学习资源、学习方式和教师专业发展产生了一定影响，以网络课程为代表。知识建构与生成阶段主要聚焦于学习互动与知识生成，增加了触摸交流，在一定程度上突破了教与学活动的时空限制和课堂边界，实现了线上与线下、校内与校外相结合的混合学习社区。在继承前两个阶段网络学习空间功能基础上，第三个发展阶段的个性化学习将基于“云网端”新一代数字化基础设施架构，借助大数据和学习分析技术，提供丰富、多元、虚实结合的学习环境和具有选择性、精准化、个性化的学习支持服务，有可能使传统意义上的学校和班级的边界被打破，倒逼学校在组织形式和管理模式等方面做出实质性调整。智慧学习是网络学习空间发展的第四个阶段，是在个性化学习空间基础上，人机可以通过自然语言交流，借助人工智能、智能穿戴等技术为师生提供泛在的智能学习环境、智能适配的课程和学习资源，为学生提供与其特征和需求相适应的高质量学习服务，形成现实学校与虚拟学校无缝衔接、融为一体的新教育形态。
三、网络学习空间应用的现状与问题
网络学习空间是继“教学媒体、多媒体课件、网络课程、虚拟学习社区、网络学习平台”等概念之后，数字化学习资源/环境内涵的再次创新。国际知名的科学哲学家托马斯•库恩（Thomas Samuel Kuhn）在《科学革命的结构》（1962年）一书中提到，科学的发展是靠范式的转换完成的而不是靠知识的积累。当新的概念成为某个研究领域的主流共识或实践方向，就形成了关于该领域发展的所谓的新范式，进而拥有了对这个领域发展的控制力和自我前进的发展力。从学习方式变革的角度来看，网络学习空间目前面临的主要问题就是没有真正实现库恩所说的“范式转换”，也没有真正拥有促进学习方式转换的控制力。
按照国家的相关文件和会议精神[4-5]，网络学习空间建设要实现“人人通”的目标，主要是通过学生、教师、管理者、家长等多个主体之间的交流、分享、沟通、反思、表达和传承等活动，实现教师群体的共同备课、教学研究、资源共享等一体化协作交流机制，支持学习者的个性化学习、深度交互和分享，促进教与学的方式变革，帮助学生养成自我管理、自主学习的良好习惯。2015年，在第二次全国教育信息化会议上，刘延东副总理要求进一步完善“三通两平台”工程，努力实现“四个提升”：提升教育信息化基础支撑能力，提升教育信息化服务于教学与管理的能力，提升教育信息化促进教育公平和提高教育质量的能力，以及提升数字教育资源的开发与服务供给能力。在政策推动下，短短几年时间里，全国超过30%的学校开通了网络学习空间，数量从2012年的60万个增长到4200万个，应用范围从职业教育扩展到各级各类教育[6]。尽管网络学习空间在数量上呈现出快速增长态势，参与的学校范围和师生人数不断扩张，但与教育教学“两张皮”现象依然存在，与上述的“人人通”和“四个提升”的目标还有较大差距。其表象是网络学习空间的普及程度与应用水平的问题，其根源是当前网络学习空间的功能还不能很好地满足实际需求，甚至是供需的错位与失配。面对基于大数据的密集型科学范式的形成，人工智能、智能穿戴、虚拟现实技术的全面进步以及社会民众对教育质量、教育公平和教育综合改革需求的不断上升，从“知识建构与生成”的网络学习空间向“个性化、智慧型”网络学习空间升级势在必行。
四、网络学习空间升级旨向
网络学习空间是“互联网+”背景下的网络教育环境发展的新阶段，作为基于“云网端”架构的新一代数字化学习基础设施，将使学习无处不在并逐步趋向个性化和智慧化。网络学习空间在支持学习服务过程中的“随时性”特征将成为网络学习空间应用和功能升级的基本旨向，包括随时存取、随时沟通、随时制作、随时量化、随时参与、随时定制、随时管理等。智能手机、平板电脑为什么能超越计算机成为大众网络交流的“首选工具”，根本原因是智能手机、平板电脑具有可随时使用的优势。具体来讲（如图2所示），网络学习空间升级就是要通过构建智慧型虚实融合的学习环境和基于全面学习数据的学习分析功能来打造智能化的网络学习基础设施，支撑“随时和大范围”协同的个性化学习服务，为学习者提供更好的知识和精准的学习分析，从而把网络学习空间从优化课堂教学的作用升级为支撑和引领教学方式转型的力量。
（一）构建“云网端一体化”学习基础设施
网络学习空间要想为学习者提供个性化、多元化和高质量的学习服务，首先必须对网络学习空间的技术架构进行升级改造，构建“云网端一体化”的学习基础设施。“云”是指支持云计算、大数据的基础设施，为学习者提供像用水、用电一样便捷、低成本的资源服务；“网”不仅包括现有的互联网，还需要拓展到物联网，给物体赋予智能，实现人与物体、物体与物体的联系和对话；“端”则是移动终端（也称云终端），指学习者直接使用的移动设备、可穿戴传感设备。基于“云网端”技术架构的网络学习空间，可以实现学习资源的随时存取、学习主体的随时沟通、学习材料的随时制作、学习数据的随时量化、学习活动的随时参与、学习服务的随时定制以及学习过程的随时管理等，使学习无处不在。
（二）构建智慧型虚实融合的学习环境
虚实融合的学习环境是以互联网和传感设备为支撑，将真实学习环境与虚拟学习环境有机结合、融联互通而成的一种新型的学习环境[7]。在智慧型虚实融合的学习环境中，系统能够感知学习境脉、识别学习主体特征、提供匹配的资源与学习服务、自动记录学习过程以及评测学习质量等[8]，涵盖获取数据、赋予数据意义和提供学习活动三个不同的部分，成为促进学习者有效学习的场所和活动空间。构建智慧型虚实融合的网络学习空间，一方面是支持大量传统教育无法提供的新型教育服务和内容[9]，如自动批改、智能解题、社交化学习、学习成果动态与即时反馈、在线辅导、在线答疑、网络直播、问题分答、学习社区等；另一方面是实现基于“实情、实物或实地”的实景学习，例如，基于增强现实技术，构建虚实结合的教学情景、实时的虚拟交互学习环境、自然和谐虚拟实验室或电子书等，实现学习者眼睛凝视、手势或语音等进行的操作。另外，通过在虚拟学习环境中引入现实场景信息，在虚拟世界、现实世界和学习者之间搭建一个交互反馈的信息回路，以增强用户体验。
（三）构建基于全数据的精准学习分析
学习分析是对学习者以及学习情景的数据进行测量、收集、分析和报告，以便能更好地理解和调整学习者的学习及其发生的情境[10]。通过学习分析，可以掌握学习者的学习过程和学习状态，为及时发现其薄弱环节或存在的问题，实施个性化学习诊断、学习路径设计、学习资源推荐、学习行为预警及学习过程干预等提供科学依据。从学习分析的视角来看，网络学习空间升级实际上是数据获取全面性和分析模型的升级。数据是学习分析的基础，数据采集得越全面，分析结果就会越准确。从学习场景上看，有虚拟空间发生的学习数据和物理空间发生的学习数据，虚拟空间的学习数据也可能分布在各个的孤立平台中。从数据类型上看，包括学习者外显行为产生的数据（如点击/浏览轨迹、社会化交互等）和学习者内隐特征数据（如心理状态、学习动机、情绪、兴趣、脑电、认知风格等）[11]。目前网络学习空间的学习分析数据还主要来源于各个孤立学习平台提供的外显行为数据。通过升级，要把物理学习环境中的各种信息和内隐特征数据纳人学习分析的过程，并整合不同学习空间的数据，实现不同网络学习空间之间、网络学习空间和真实情境学习之间数据交流的互通。分析模型包括学习行为模型、知识结构模型、能力结构模型、情感特征模型以及认知过程模型等。模型升级对学习分析的精准性非常关键，当然也是难题，这方面还需要做大量的研究工作。
（四）构建多元协同的个性化学习服务体系
个性化学习是以学生个体差异为基础，以促进学生个性发展为目标的学习范式。基于网络学习空间系统，可以使学习者摆脱物理环境限制，方便地将课程学习与学习者所处的特定学习需求或情境相融合，为学习者提供适合的学习内容、活动、支架和其它服务等，为教师提供恰当的干预时间，促进学习进行个性化学习。多元协同的个性化学习服务，是提供一个互操作的、泛在的、无缝的学习场景框架，学习者能够获得、整合、共享三类主要的学习资源：学习内容、专业指导和学习伙伴。一方面可供师生定制个性化学习方案，另一方面能为不同类型的学习者设计并推送适应性学习资源。从满足学习者个性化需求出发，融合教育系统和教育系统外的社会优质资源，打通学习服务供给主体、层级甚至是领域的界限，把优秀的教师、资源和服务联系起来，使最适合学习者发展的学习服务通过网络学习空间方便地到达学生的“指尖”[12]。
五、助力网络学习空间升级的关键技术
网络技术自身的变革，如移动互联技术、物联网技术、云技术等，将在基础层次上决定网络学习空间的性质和形态。与此同时，外围技术的发展对网络学习空间的影响也是直接的。从目前情况来看，大数据技术、人工智能技术、增强现实技术等都将是“互联网+”背景下助力网络学习空间升级的关键技术。
（一）大数据技术与网络学习空间升级
大数据是继云计算、物联网之后IT领域的又一次重大技术变革，甚至有学者把挖掘和应用大数据的意义上升到与“信息高速公路”相并列的高度，并会摧枯拉朽地给教育乃至整个社会带来一场变革[13]。按照前述分析，个性化和智能化是网络学习空间升级和今后的发展方向，而大数据技术能为这一过程提供强大的支撑。何克抗指出[13]，大数据能对自适应学习环境提供强大支持，能更有效地实现个性化的自适应学习和智慧化学习。一方面，利用大数据技术可以更有效地分析学生的需求和特点，对学习者做出全面、正确的评价，从而更好地了解学生、汇聚学习服务，实现个性化学习诊断、学习预警和学习服务监测；另一方面，利用大数据可以更好地理解和感知学生的学习过程，根据学生的个人情况进行适应性分组，按照不同需求规划学习路径，找到最适合的学习方法和学习策略。由此可见，基于大数据的挖掘和应用是实现网络学习空间个性化和智能化升级的关键基础，使网络学习空间具备从大量、分布、异构、时变的数据集中发现未知、隐含和重要的信息的能力。
（二）人工智能技术与网络学习空间升级
近几年，深度学习技术在图像识别、语音识别等领域的长足进步推动人工智能步入了崭新的发展阶段。2017年1月4日晚，在两个著名的围棋网站——弈城网和野狐网连续战胜15位世界围棋冠军，注册名为“master”的网络棋手就是谷歌人工智能团队的杰作——AlphaGo的黄士杰博士[14]。如果把2016年看作人工智能元年，2017可能是人工智能开始爆发的一年。Gartner最新公布的2017年重大科技发展趋势表明[15]：未来将是以智能为核心、通过数字化实现万物互联的时代，人工智能将无处不在。利用人工智能技术升级网络学习空间，将使网络学习空间具有自我学习能力和空间之间的沟通能力，并显著增强网络学习空间在作业自动批改、拍照搜题、在线答疑、智能测评、支持个性化学习和智慧教育方面的能力。
（三）VR、AR、MR技术与网络学习空间升级
虚拟现实（Virtual Reality，VR）、增强现实（Augmented Reality，AR）与混合现实（Mixed Reality，MR）等都是数字感知技术。VR和AR技术被描述为继Web浏览器和移动电话后的第三波媒介浪潮，也有人把它称为信息时代和深入体验时代的转换点。VR、AR与MR都是利用数字化设备捕获、再生或合成虚拟与物理世界的信息和影像，从而实现一种身临其境的沉浸感。它们的区别在于[16]：VR通过利用计算机图像技术对物理世界的实体信息进行仿真和模拟，让用户在虚拟世界中也能感受到现实世界；AR则是将计算机图形技术和可视化技术产生的物理世界中不存在的虚拟对象准确“放置”在物理世界中，即把虚拟世界融入到现实世界中，变成真实世界的组成部分，让用户在物理世界中感受虚拟世界；而MR技术则是在虚拟世界与现实世界之间建立一种自然交互关系，形成虚拟与现实互动的混合世界。三种技术的应用，一方面可以通过构建教室学习场景营造学习氛围让学习变得更加的生动、形象、有吸引力，利于分析用户需求，提高师生交互效果；另一方面，普罗透斯效应将为三种技术的教育应用开辟新视角。研究表明，虚拟世界中的自我形象或角色融入，会有意或无意地影响到现实世界的知觉、态度和行为，即普罗透斯效应。目前，把三种技术提供的“良好感知”转化为“真正认知”，是这三种技术推动网络学习空间升级需要解决的关键问题。
六、网络学习空间支撑学习方式转变
第三次工业革命在推动人类社会、经济、政治、文化领域变革的同时，也深刻地影响了人类的生活和思维方式。新的工业革命会带来经济和社会的质的变革，中国能否经得住第三次工业革命的考验，关键在教育，核心在于能否培养出适应时代发展、具有创新精神和创新能力的人才[2]。面对教育需求侧的变化，教育的供给侧、人类的学习方式势必需要做出重大调整。在“互联网+教育”的跨界融合的背景下，网络学习空间在支撑学习方式转变上的作用将产生重要作用。
（一）支撑学习方式供给侧改革
供给侧改革是破解中国当代经济社会发展中一些深层次问题而采取的重大举措，学习方式转变是目前我国教育领域改革中遇到的难题之一。通过网络学习空间优化学习服务供给的结构、提升学习服务供给的质量、增强学习服务供给主体的活力，即学习服务供给侧改革，将有利于实现学习方式的根本性变革。
1.推进大范围社会协同，优化供给结构
在网络学习空间支持下，推进学习服务供给的大范围社会优选，改变传统以学校为主体的单一、封闭性的供给体系，建立多元协同（如线上与线下协同；校企协同；跨班级、跨学校、跨区域协同等）的学习服务供给新体系，实现人力资源和内容资源的大规模配置。在不同的主体之间、组织之间、层级之间、领域之间，形成一种动态关联、高效互黏、相互监督、共同发展的基本公共教育服务供给模式[17]。例如，可以打破“传统学校教育、优质网络教育和社会培训机构”间的壁垒，减少教育资源的过渡配置或重复建设，通过政府甚至是学习主体购买服务的方式实现三者的有序互通。
2.通过个性化学习配置，提升供给质量
供给质量的提升，一方面是绝对质量的提升，如改善学习环境、配备优质师资等。在普通教育阶段，目前存在的“择校”问题，实际上是追求学习服务供给绝对质量而产生的。简单地讲，就是对优质师资服务的选择。通过网络学习空间的大范围社会协同，以在线的形式实现优质师资服务的跨校供给，是解决“择校”问题、促进教育公平的可选项。另一方面，供给质量的提升还有相对提升的问题。从学习个体来看，能够获得与其个性、特长、能力相匹配的学习服务，即个性化学习配置，是更为重要的学习服务供给质量提升。基于网络学习空间的智能化学习基础设施，汇聚海量的学习数据，可以让家长、教师精准认识真实的学生，让学生了解真正的自己，进而通过社会协同带来的可选择性学习服务，实现个性化学习配置。另外，在高等教育阶段，完全可以探索“学校+网络学习空间+相关行业/产业”的创新学习服务供给模式，解决学习服务供需脱节、错位、质量不高等问题。
3.适当打破服务边界，增强供给主体活力
显然，如果只有单一供给主体，结果只能是供给主体提供什么，学习者就“消费”什么，难以实现学习的个性化，最终也会使供给主体失去活力。在学习供给服务结构中，通过嵌入网络学习空间，适当打破服务边界，建立多主体协同的学习服务供给竞争体系和多元协同的学习服务评价体系，显然能够增强学习服务供给主体活力。在互联网时代，民间资本、公益资本可以在教育服务领域发挥重要作用。政府需要制度创新，结合本地教育需求，向社会教育服务机构购买资源和服务，科学引导社会机构提供的教育服务满足公共服务的短板，实现教育公共服务全覆盖与互联网教育服务产业发展的双赢[9]。
（二）构筑“互联网+”时代的个性化学习方式
在移动互联、大数据分析、虚拟现实、云计算、人工智能、智能穿戴等技术的支持下，网络学习空间在提供差异化学习服务、构筑以“实景、量化、定制、跨界、智慧”为要素的“五维一体”个性化学习方式上将扮演越来越重要的角色。
1.实景学习
实景学习是基于“实物、实情和实地”的学习™。网络学习空间提供的虚实融合的学习环境，为实景学习提供了强大支持和便利条件，使学习者可以实物感知、实情推理和实地体验，从而边学习、边应用、边实践。
2.量化学习
量化学习就是采用适当的策略和方法获取学习者学习活动和成长过程中产生的外显和内隐行为特征数据，通过分析学习行为、干预学习过程和提供学习服务来满足学习者的个性化需求[3]。基于大数据的网络学习空间支持下的量化学习，有可能破解学习分析中的“科学和精准”两大命题，数据将成为个性化学习方式的关键组成要素。
3.定制学习
定制学习有两种含义，一是针对个体学习者特定的学习基础、学习风格以及文化背景，由网络学习空间提供一系列有针对性的学习路径、学习资源和支持服务等，实现因材施教。二是学习者根据个人学习需求，通过网络学习空间预定课程、学习资源、学习活动、专业指导及其它学习支持服务，以反映学生的个性、兴趣、家长的期望与价值观，实现自主学习和消费驱动。
4.跨界学习
冲破学习的边界，跨越不同领域的学习[19]，如正规学习与非正规学习、非正式学习的结合，线上学习与线下学习的融合，不同学科、不同年级、不同场所、不同社会文化的混搭，以及学习、生活与工作的贯通。2014年，我国新高考改革方案出台后，不分科、改变一考定终身、引入综合素质评价等系列举措使部分试点省份应运而生了一种新的教学组织形——“走班制”。目前，“走班制”的学习方式面临着师生相互不了解、学生盲目选择和容易走串等问题，给学习过程管理、课程选择等管理工作提出了新挑战。网络学习空间在解决这些问题方面可以大有用武之处。
5.智慧学习
智慧学习是一种学习者自我指导的、以学习者为中心、具有完整学习体验的新型学习范式[20]。网络学习空间构筑的智慧学习环境，为智慧学习实施提供了良好的支撑条件。可以在理解用户的行为与意图基础上提供主动适应的服务，如个性化学习诊断、学习路径调整、学习资源个性化推荐、学习状态可视化及学习行为预警与过程干预等。
（三）建立更加及时、精准的学习服务评价体系
传统的学习方式是在相同的时间和地点，以同样的方式学习相同的内容，在管理和评价上相对简单和集中，通常以经验为主。网络学习空间支持的学习方式，要为学生提供更加灵活、更适合学生个体需求的课程安排和更优质的学习供给，给学习服务的评价提出了新要求。主要是：第一，从结果评价上升到结果与过程并重的评价，强调及时发现问题，立即响应；第二，从资源环境等外在服务条件的评价上升到内在的学习服务质量的评价，强调学习服务的获得性和有效性；第三，评价旨向从事后补救到实时预警，强调同步调整；第四，从以服务提供者为主体的评价到服务消费者为主体的评价，避免因主导者的个人偏爱而产生偏差。在实现方式上，基于大数据进行科学的诊断和预测，洞悉表象背后的关键问题，呈现真实的学习者和服务质量，以便实施有针对性的学习支援或干预。在及时、精准的学习服务评价体系支撑下，实现学习服务主体的有效组合和相互协同。在满足学生个性化和多样化的学习需求同时，避免学习服务的重复配置、无效配置和过渡配置，提供与学习主体相匹配的学习服务。
总之，网络学习空间是集资源、工具、服务、社群和管理为一体的学习环境，是在“互联网+”背景下、从IT时代向DT时代跨越以及学习理念变革（以大数据为基础、个性化深度学习和智慧教育）背景下而孕育出来的一种新型学习环境形态。在“互联网+教育”背景和新技术支持下，从“我的空间”上升到“我们空间”，通过大范围的社会协同、消费驱动的资源动态汇聚和基于大数据分析的精准供需匹配，有可能破解包括转变学习方式在内的教育改革和发展中的难题。
作者简介：李玉斌，辽宁师范大学计算机与信息技术学院教育技术系主任，教授，硕士生导师；苏丹蕊，宋琳琳，陈小格，李爽，辽宁师范大学计算机与信息技术学院硕士研究生。
基金项目：国家社会科学基金教育学一般课题“网络学习空间的内涵及其应用模式研究”（编号：BCA160048）。
转载自：《现代远距离教育》2017年第4期 总第172期
排版、插图来自公众号：MOOC（微信号：openonline）
有缘的人终会相聚，慕客君想了想，要是不分享出来，怕我们会擦肩而过~
《【调查问卷】“屏幕时代，视觉面积与学习效率的关系“——你看对了吗？》
本文编辑：慕编组成员（Lee）
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