泛在學習環境中的學習資源設計與共享

泛在學習環境中的學習資源設計與共享

——「學習元」的理念與結構

余勝泉toyusq@gmail.com 楊現民 程罡

北京師範大學現代教育技術研究所 100875

【摘要】繼積件、學習對象和學習活動技術之後，學習資源的建設與共享又呈現出新的發展趨勢，如學習過程性信息的共享、資源智能性的挖掘、學習內容的進化發展以及Web2.0理念指引下的「以人為本，群建共享」的資源建設模式等。為了滿足未來泛在學習對學習資源生成與進化、智能與適應等多方面的需求，本文提出了適合泛在學習環境與非正式學習的一種新型學習資源組織方式——學習元。它具有生成性、開放性、聯通性、可進化發展、智能性、內聚性、自跟蹤、微型化等基本特徵，可以實現學習者群體智慧的共享和學習工具的共享，學習元是普適計算技術支持的無縫學習空間重要構成要素，是泛在學習實現的基石之一。

【關鍵詞】學習資源；學習元；學習資源生成與進化；泛在學習；非正式學習

一、引言

教育資源共享是分層次的，隨技術和教學理念的發展而發展。「積件」（黎加厚，1997）提出小課件、小素材組合重用的理念，開創了教學資源共享問題研究的先河；學習對象（ADL，2004）關於共享的理念與「積件」相似，但為學習資源與學習支持系統間的數據交換和學習支持系統的標準化建設提供了技術解決方案，在工程層面上實現了異構LMS間資源的高度共享，而且共享的內容從純素材到結構化、可與外界環境交互的學習對象，提升了教育資源共享的層次；而「學習活動」（Sandy Britain）通過支持教學方法、教學策略、教學活動的重用，在教學層面上實現了教育過程與活動的高水平共享。IMS-LD（IMS GLC，2003）的出現標誌著學習支持系統的研究從關注學習對象到關注學習活動的轉變，教育資源共享的範圍也從學習對象延伸到學習活動，從學習資源擴展到學習過程，對教學策略的支持和關注（特別是實現既能發揮教師主導作用，又能充分體現學生主體地位的「主導—主體相結合」的新型教學結構的支撐方面）顯示了教育資源共享從技術向教育回歸。

圖 1學習內容共享的發展

然而，代表高級智慧共享的學習活動技術並不是學習內容共享之路的終結，學習技術仍在快速進化，以適應學習型社會人類對隨時隨地隨意學習——按需學習的需求。移動通訊技術的快速發展和移動教育的日漸成熟，促使人類學習生命進程中佔據主導角色的非正式學習逐漸引起國際教育技術界的關注。非正式學習真正體現了學習的本源精神（學習是一種能動性的適應，是一種生活情境中的濡染和熏陶），促使人類的學習最終又回歸生活。普適計算（Pervasive/Ubiquitous Computing）的理念是將計算機嵌入到人們日常生活中形形色色用品上，創造一個以人為本的信息服務新世界。（Mark Weiser,1991）普適計算技術的出現又為非正式學習的泛化提供了堅實的技術支持，推動了泛在學習的發展。我們不得不承認，新學習形態的出現並不會自然而然帶來好的學習效果，任何有效學習的發生都離不開學習資源的保證，尤其在知識快速更新的網路時代。近年來，繼積件、學習對象和學習活動技術之後，學習資源建設與共享下一階段發展的形態，已逐漸成為人們關注的焦點。

二、泛在學習及其資源建設新需求

徐光祐等人（2003）指出，普適計算是信息空間與物理空間的融合，在這個融合的空間中人們可以隨時隨地、透明地獲得數字化的服務。普適計算是虛擬現實計算的反面。虛擬現實計算致力於把人置於計算機所創造的虛擬世界裡，普適計算則是反其道而行之——使計算機融入人的生活空間，形成一個「無時不在、無處不在而又不可見」（Anytime，Anywhere，Invisible）的計算環境。在這樣的環境中，計算不再局限於桌面，用戶可以通過手持設備、可穿戴設備或其他常規、非常規計算設備無障礙地享用計算能力和信息資源。

普適計算技術在教育領域的深遠影響就是教育的泛在(Ubiquitous)化，目前的e-Learning的模式類同於虛擬現實計算，教育者搭建起學習平台，將教學內容數字化，通過教學平台進行有效的教學管理，學習者通過專門課堂或登錄到學習平台上進行學習，學到的知識在日後工作和實踐中應用，通過搭建虛擬學習空間來實現學習；而u-Learning則通過普適計算技術，構建信息空間與物理空間相融合的無縫學習空間，學習的發生、學習的需求以及學習資源無處不在，學習與生活、工作是融合在一起的，當學習者遇到任何實際問題需求，學習者可以得到普適計算環境隨時、隨地的支持。普適計算技術的發展，將對學習產生重大影響，我們正朝著一個情境感知泛在學習空間AULS（Ambient Ubiquitous Learning Space）的生態環境邁進，（Tak-Wai Chan等，2005）未來的學校、圖書館、教室、會議室、博物館，乃至於流通的商品，都能主動發射自身的知識和信息，每一個學習者都沉浸到現實世界和數字世界交織的信息生態環境之中。通過情境感知的移動設備，學習者可以輕鬆地感知並獲取學習對象的詳細信息和學習內容，利用頭盔式顯示器、穿戴式電腦或其它設備，提供一個新的、虛擬與現實交織的學習空間，並利用位置跟蹤器、數據手套、其它手控輸入設備、聲音等使得參與者產生一種身臨其境、全心投入和沉浸其中的感覺。並透過無所不在的智能網路，利用對話、實踐社區、協作學習、社交過程的內化、參與共同活動來實現於社會學習。從這個意義上來理解，我認為泛在學習就是在無所不在學習情境空間中，在自然的生活場景中，學習者透過情境感知設備與情境相關群體或智能知識主體以自然的方式交互，共享和構建個體認知網路和社會認知網路的過程。（余勝泉，2007）

泛在學習最大的特點就是泛在性和情境感知（Context Sensitivity），泛在是指表面上學習無形，它們交織在日常生活中，無所不在，人們很難察覺出它們的存在；情境感知意味著能夠從學習者的周圍收集環境信息和工具設備信息，並為學習者提供與情境相關的學習活動和內容。通過談話、電視、報紙、觀察世界，甚至經歷事故或身處尷尬境遇，我們都能獲取信息。人們學習是為了解決生活中一個個的情境性問題，或是想要更好、更有效地開展一項日常事務。支持學習的技術應該能夠像學習一樣自然而然地融入到日常生活中去。有效泛在學習的發生依賴於泛在學習環境的創設，從學習環境的分類來看，泛在學習環境屬於深入層次較高、學習的移動性最高的一種學習環境，而構築這種學習環境的基本要素主要包括泛在通訊網路、學習終端機器、學習資源等三部分。泛在學習的泛在性、情境感知以及以現實問題解決作為核心價值的本質特性，都昭示著當前e-Learning中單點集中存儲、按照層次目錄結構組織呈現的學習資源已經無法適應未來泛在學習的發展，泛在學習對學習資源提出了新的需求和挑戰：

1．如何構建無處不在學習資源空間？

泛在學習使人類可以在任何時間任何地點通過任何移動顯示終端，隨意獲取當前所需要的學習資源。傳統的單點集中式資源存儲模式無論從資源存儲量上還是從資源獲取的快捷性上都無法滿足泛在學習的要求，這就要求改變當前的資源存儲模式為分散式網路存儲。物理空間中存在無數多的資源存儲結點（資料庫伺服器、個人電腦、移動存儲設備、公共信息平台等），每個資源結點通過無處不在的泛在通訊網路建立鏈接，構建成一個無限大的資源智能網路空間。學習者可以輕鬆獲取當前急需的學習資源,而無須關注資源來自哪個學習平台。需要說明的是，資源智能網路空間中的結點是彼此關聯的，學習者還可以學習與請求資源相關聯的其它學習資源。

2．如何滿足無限群體的個性化學習需求？

與傳統e-Learning不同，泛在學習環境下的學習者是一個無限擴充的群體，每時每刻都會有新的用戶產生而且同一用戶在不同的時間和地點又會有不同的需求，要想滿足不同群體的個性化需求，海量豐富的學習資源是基本保障。然而，任何機構或組織都無力全部承擔泛在學習環境下學習資源的建設任務。泛在學習對資源量的硬性要求使我們必須改變當前學習資源由專家或某機構單點生產出版的建設模式，讓學習者本身成為學習資源的建設者和使用者，發揮集體的智慧和力量「群建共享」學習資源，最終形成一個可以無限擴展的資源生成鏈條，實現「微內容、宏服務」的完美結合。

資源量的無限擴展僅僅是滿足個性化學習需求的必要條件。對於每個學習者個體來說，其所需要的資源量是有限的，為了從無限的資源網路中挑選有限量的適合學習者計算設備瀏覽的內容給學習者，這就涉及到另一個問題，即資源的智能性和適應性。泛在學習環境下的學習資源相對於傳統的素材資源，除了需要具有元數據描述功能外，在資源本身智能性的挖掘上也需要大大增強。一方面，資源要能夠根據用戶所用設備的物理參數信息，自動推送適合格式、適合數量的學習資源，實現技術環境的自動適應；另一方面，資源要能夠根據不同用戶的不同操作，進行不同的反應（比如呈現內容的順序、內容塊的大小、反饋信息等），實現個性特徵的自動適應。

3．如何實現學習資源的動態生成與生命進化？

傳統的e-Learning學習資源是靜態的、結構封閉的資源，內容更新遲緩，用戶難以進行個性化編輯,學習過程中產生的大量生成性信息，如用戶對特定文本的注釋信息、添加的學習內容、討論信息、答疑信息等，只能隨著學習進程的結束而消失。未來泛在學習環境中的學習資源要能夠實現動態生成和不斷的進化發展，變靜態封閉的資源結構為動態開放的資源結構，用戶可以協同編輯資源內容，學習過程中產生的生成性信息也可以共享，實現信息資源的持續性鏈接，即學習者可以在任何時間、任何地點從任何智能資源空間中提取所需要的學習資源，保證學習過程鏈的延續。另外，通過元數據標識藉助語義分析技術實現資源結點間的動態鏈接，自動構建無處不在的資源智能網路空間，讓每個資源「細胞」通過資源鏈的不斷建立和豐富持續共享信息、持久生長。

4．如何支持非正式學習中的情境認知？

情境認知理論認為，知識是個人和社會或物理情境之間聯繫的屬性以及互動的產物，是基於社會情境的一種活動，是個體與環境交互過程中建構的一種交互狀態。任何有效的學習都不可能脫離情境而發生，情境是整個學習中的重要而有意義的組成部分。與正式學習相比，非正式學習更加註重知識的實際應用和真實情景問題（了解一份菜肴的製作過程、查詢最快捷的乘車路線等）的解決。非正式學習的發生源於具體的情景問題，同時其學習的成果也將應用到真實的生活情景中。因此，泛在學習環境中的學習資源，一方面要能夠被情境感知設備（數據手套、頭盔式顯示器、手控或聲控輸入設備等）方便的獲取，增強學習者與學習環境的交互，使學習猶如在真實的情景中發生，以利於知識的遷移運用；另一方面還要包含豐富的以情景問題為核心組織的學習知識，用戶除了可以獲取特定的學習內容外，還可以獲得與該情景問題相關的知識集合，以促進學習者對某情景知識的全面了解和掌握。

5．如何實現不同微內容基於語義的自然聚合？

學習者需要的是能夠及時解決生活、工作中現實問題的片段性知識。因此，泛在學習環境下學習資源的粒度要更細，用戶無須花費太長時間便可以在不知不覺中學完一個知識點。另外，通過設定主題詞，藉助一定的語義分析功能，可以查找具有相同或相似主題的學習資源，並自動建立聯結，從而使資源實現基於語義的自然聚合。內容微型化和基於語義的自然聚合將成為未來泛在學習資源設計與建設的重要趨勢。

6．如何共享學習過程中的人際網路和社會認知網路？

泛在學習網路系統主要包括四個子網路，即通訊網路、資源網路、人際網路和社會認知網路。四個網路從內到外，內層網路是外層網路建立的基礎，可以為外層網路提供支持。下圖描述了泛在學習網路系統的結構：

圖 2 泛在學習網路系統

通訊網路是整個網路系統的基礎網路，負責底層數據傳輸；資源網路是在通訊網路基礎上由各學習資源結點基於語義關聯形成的可無限擴展的內容網路；人際網路主要是基於無處不在的資源網路和通訊網路，由學習相同或相似學習內容的學習者群體構建的關係網路；社會認知網路是在人際網路基礎上建立的聚集了所有學習者的認知的智慧網路。未來的泛在學習，不僅要實現通訊、資源層面的共享，還要實現人際層面、社會認知層面的共享。社會建構主義理論指出，學習是學習者基於一定的社會文化情境，在與學習環境的互動中自我建構意義、共享和參與社會認知網路的過程。未來的泛在學習不僅僅是基於資源的自主學習，還包括與學習網路空間中的任何其他實體的互動和交流。學習資源除了作為知識的載體外，還要能夠成為建立人際網路的中介點，即不同的學習者可以透過資源，與學習該資源的人建立聯繫，組建可以無限擴展的社會認知網路。學習資源要成為人際網路的中介，設計上一方面要能夠記錄、跟蹤學習該資源的所有學習者信息，自動構建基於該資源結點的學習群體空間；另一方面，要能夠與其他包含相似知識內容的資源結點自動建立鏈接，融合彼此的學習群體空間，最終實現整個泛在學習網路系統全方位的共享。

三、學習元的理念與結構

通過前面的分析，我們知道未來學習資源的發展趨勢是生成性、適應性、智能性、進化發展等，目前的學習對象技術只關注已建設內容的共享和管理，沒有關注到資源在使用過程中的生命歷程以及積累的學習智慧，無法適應未來泛在學習的發展。本文嘗試提出一種新型的學習資源組織方式——「學習元」，以探索未來學習資源的發展。

1．學習元的核心理念

學習元（Learning Cell）中「元」有兩層含義，一是指「元件」，按照辭海中的解釋即「機器、儀器的組成部分，其本身常由若干零件構成，可以在同類產品中通用」，此處的「元」特指學習元的微型化和標準性，即學習元可以成為更高級別學習資源的基本組成部分；二是指「元始」，也就是開始的意思，即從無到有、從有到小、從小到大、從大到強、從強到久的過程，此處的「元」反應了學習元具有類似神經元不斷生長、不斷進化的功能，其本質指的是學習元的智能性、生成性、進化性和適應性。

在理解學習元中的「元」字含義的基礎上，我們將學習元定義為：具有可重用特性支持學習過程信息採集和學習認知網路共享，可實現自我進化發展的微型化、智能性的數字化學習資源。學習元是對學習對象的進一步發展，是在汲取學習對象、學習活動技術促進教育資源共享理念的基礎上，針對現有學習技術在非正式學習支持不足、資源智能性缺乏、學習過程中的生成性信息無法共享、學習內容無法進化等缺陷，提出的一種新型學習資源組織方式。

2．學習元的結構模型

在學習元倡導的生成性、進化發展、微型化、智能性、學習認知網路共享等核心理念的指導下，借鑒學習對象的結構模型，我們建構了學習元的結構模型（如下圖）。

圖 3學習元結構模型

如果從計算技術的角度，學習元指的是一種可遠程訪問的、通過URL定址的學習服務，它提供對為聚合到Web頁面上下文而設計的學習內容與應用程序的訪問。學習元能夠幫助學習者在任何時間、任何地點通過任何途徑獲取所需資源，在一種輕鬆愉悅的學習體驗中學到特定領域的片段性知識。學習元面向具體的學習目標，既能夠自給自足、獨立存在，又可以實現彼此聯通，構建以學習者為中心的個性化知識網路，其內部包含元數據和聚合模型、領域本體、內容、練習、評價、活動、生成性信息、學習服務介面等多個部分。

元數據用於描述學習元的各種相關屬性，以方便對學習元進行結構描述、分類管理、瀏覽查找和共享互換等。

聚合模型規定了學習元內部不同要素以及學習元之間的聯結方式，與學習對象的層次聚合模型不同，學習元採取基於語義的網路聚合模型，不同的元素和學習元之間以網狀方式動態聯結。它既可以將不同的學習素材聚合成學習元，也可以將不同的學習元聚合成更大結構的學習元或數字課程。其中，學習元動態聯結的產生主要包含如下四種形式：

學習元的創作者將有關聯的學習元，按照一定領域知識的內在結構聚合成一個更大的知識網路；

學習元的使用者在使用過程中發現了相關的學習元和其它學習資源，將他們聯結成自己的個性化知識網路；

通過設定的領域知識本體，藉助一定的語義分析功能，自動的查找具有相同或相似主題的學習元和資源，產生聯結；

智能化的分析使用學習元的用戶訪問過的其它學習元，尋找可能相關的要素，從而產生聯結；

學習者也可以通過學習元的聯結，找到與之具有相似學習興趣和學習歷史的學友，從而透過資源產生人與人的網路聯結。

領域本體是學習元內容所屬領域包含的基本概念及概念間的關係，主要用於在相同或相似領域的學習元間自動建立動態聯結、共享交換信息。

內容是學習元的主要部分，學習者從這裡獲取學習材料，並對知識進行編碼，在長時記憶中將原有的認知結構重組，以建構新的認知結構。內容要有明確的主題和目標，粒度要小並且獨立完整。

練習主要用於促進新舊知識的整合，幫助學習者將新知識從短時記憶歸屬到長時記憶中進行重組以建構新的認知結構，練習的設計既要注重學習內容的細節又不能忽略學習內容的結構性。

評價能夠確定學習者對於內容的掌握情況，可以根據評價結果調整教學策略的應用。文本、聲音、視頻、程序語言、Flash動畫等任何所需的資源都可以作為說明、內容、練習和評估的材料，以便保證學習元的自給自足。

活動是指參照IMS-LD對學習活動的描述規範和運行機制，建構學習活動，從而實現學習過程、教學策略、教學活動層面的資源共享。

生成性信息是指學習元在使用過程中的生成性信息，包括用戶的基本信息、交互過程中產生的信息、對學習元歷次更新的信息等等。

多元格式是指學習元包含的學習內容、評估、練習、活動等允許以多種不同的文件格式存在，比如文本、圖片、動畫、視頻、音頻等。

服務介面是學習元與外部雲計算環境進行信息交換的核心「通道」，一方面定義了用於獲取和更新學習者在學習元內部進行學習活動的過程性信息的函數介面，另一方面定義了更新學習元內部各要素內容與結構的函數介面和數據結構，體現學習元的生成性（例如學習者對某段內容的筆記或者評論，提交的新的切合主題的資源，都會被以特定的格式標註，保存在學習元中，這些內容同樣可以無縫遷移，為其他系統上的學習者所分享）。

3．學習元的基本特徵

學習元作為學習對象的進化，在保持學習對象的可訪問性（Accessibility）、適應性（Adaptability）、可承受性（Affordability）、持久性（Durability）、互操作性（Interoperability）、重用性（Reusability）等特徵的基礎上，又具有自身獨特的特點。其獨特性主要表現在生成性、開放性、聯通性、內聚性、進化發展、智能性、微型化、自跟蹤等八大方面。

生成性：傳統的學習內容創建之後常常是固定不變的，既成的課程資源更新周期長，改造難度大，即便是SCORM課程包也只能實現對內容的重組和拆分，難以對內容本身進行再編輯，也就是說傳統學習內容的生成是靜態的、一次性的。學習元要改變學習資源一次生成難以更新的狀態，讓學習內容由「靜」到「動」，創建者（資源出版者或普通用戶）撒下最初的學習元作為「種子」，在廣大用戶的使用過程中收集子學習元產生的豐富的生成性信息，使得原有固化、靜態的學習資源更具持久的生命力。

開放性：學習元具有較強的開放性，可以與外部媒介生態環境實現信息交換。每個學習元都內置了學習系統服務介面，通過類似SCORM RTE中的API函數實現系統對用戶學習過程性信息的追蹤以及母子學習元間的信息交換和狀態更新。

聯通性：聯通主義學習理論認為學習是在知識網路結構中一種關係和節點的重構和建立，學習是一個聯結的過程。（George Siemens，2005）學習元除了可以作為獨立完整的學習單元存在外，還具有聯通性，每個學習元都可以作為資源網路中的一個節點，彼此可以按照某種規則建立聯結，這種聯結的建立依賴於用戶的不同需求，即用戶可以根據已有知識經驗和認知結構在不同學習元之間建立聯結，從而構建極具個性的知識網路。另外，學習相同或相似主題學習內容的學習者還可以透過學習元實現人際網路和社會認知網路的構建，這與聯通主義學習觀所倡導的「聯結和再造」價值取向是一致的。

內聚性：學習元是不斷成長的，但又不是漫無邊際的雜亂的生長，其學習內容是根據學習元的領域本體結構進化而來的，領域知識本體控制著學習元的成長方向，類似基因控制生物體的生長一樣。

進化發展：學習元具有與神經元類似的生長和分裂功能，可以自動在網路中搜集主題類似或具有母子聯繫的其它學習元，並建立動態聯結。用戶在使用過程中可以不斷的豐富修正學習元的內容，當領域知識豐富到一定程度時，還可以分裂成更小的知識領域的學習元，分裂後原學習元繼續在支持系統中運行，新舊學習元自動建立母子聯結。此外，學習元還借鑒了Web2.0「以人為本，群建共享」的核心理念，允許學習者協同編輯創建學習元，以實現學習元的持續進化發展。

智能性：學習元具有高度智能性，既可以根據顯示終端的物理特性動態調整內容格式以適應多種顯示終端（計算機、手機、掌上電腦、PDA等）與平台，又可以根據用戶學習記錄動態調整學習內容的呈現順序以及反饋信息等，還可以通過服務介面自動搜集發現知識網路中的相似知識點並能夠根據用戶的不同需求實現學習內容的裂變和聚合。

微型化：為了維持學習者非正式學習時的連續注意力和學習興趣，學習內容的設計必須遵循低認知負荷原則，內容塊的粒度要小，學習者不需要花費太多的時間就可以在輕鬆愉悅的氣氛中學會某方面的知識。

自跟蹤：學習元具有自我跟蹤的特性，分裂後的母子學習元會自動記錄分裂信息（包括Dividing Time、From Where、To Where、Operator等），並能持續跟蹤不同層次學習元的狀態信息（包括內容是否更改、是否添加新學習內容、用戶使用次數等）。

四、學習元與學習方式變革

學習元彌補了目前學習技術規範對非正式學習支持不足的缺陷，符合泛在學習環境下資源設計生成性、進化發展、智能性、微型化、適應性、多格式的基本原則，可以有效滿足學習型社會按需學習的要求。學習者通過學習元可以實現隨時隨地基於任意設備，關於任意主題的學習，並能夠組裝來自各處的學習元，形成個性化的知識網路地圖，還可以通過學習元知識網路找到興趣相仿的學習夥伴，共享社會人際網路與認知網路。學習元的開放性允許學習者更新、發布自己的學習元，讓自己的學習也能影響到他人，提升學習者的學習動機和成就感。學習元的出現將促進人類學習的最高境界——按需學習的早日實現。除了學習方式的改變，教學過程中產生的集體智慧也得以沉澱。適應泛在學習環境的學習元，使得教學方式大大拓展。結構鬆散耦合、內容便於重新定製、外部聯結廣泛的學習元使得教師構建個性化的在線學習內容更為方便快捷。

隨著普適計算技術的發展，移動設備的情境感知（Context Sensitivity）能力將越來越強大。它將集成更多的感測器、探測器、採集器，通過這些電子化的微型感知設備，捕獲用戶、設備、場所、問題、應對策略方法等真實世界的信息，並將我們所處生活環境中人類感官不能直接感受到的各種信息，採集到方寸之間的移動設備中，進入到數字化的虛擬世界中，經過計算、處理，變成我們人類學習、決策的參考的知識，在一定程度上連通虛擬世界和現實世界，通過虛擬世界的知識學習來增強人對現實世界的理解和駕馭能力。

網格計算、雲計算等計算技術的發展，我們的生活空間中將處處具有計算能力。無處不在的計算能力加上無處不在的由學習元組成的知識網路與學習服務，匯聚成各種學習情境，構成一個無處不在的無縫學習空間。在這個空間中，技術與資源（學習元）已不再僅僅作為教學的媒體承擔信息載體的作用，而是分散式認知中的有機組成部分，在人、設備、學習內容構成的環境中，認知活動在系統的各要素之間共享。在無縫學習空間中探索學習，學習者通過情境感知設備採集到學習信息後，可以開展學習認知活動，獲取信息，豐富、提升並內化自己的知識。同時，參照學習活動的建議與學習元交互，或者通過學習元的服務介面與他人交互，在體驗學習活動的過程中交流、解釋、組織並表達，實現外顯知識與內隱知識的轉換，促進對複雜事物的多元理解，實現高階學習。在這樣的環境中，學習者還可以積極主動參與進來，共享知識和創造性，並根據自身需要對學習元加以改造，將自己的學習智慧沉澱到學習元中，使其不斷完善，學習者也通過對學習元的改造而不斷進步。

圖 4學習元的運行：多元聯繫的學習

如上圖所示，在無縫學習空間中學習不是傳統課堂一個教師對多個學生的模式翻版，而是一對一的學習，更是多對一的學習，通過學習元，學習者可以了解到學習內容的使用歷史記錄、學習內容的關聯內容、學習內容的評估記錄、學習內容的編輯更新記錄、學習內容附加的學習活動、學習內容附加的學習工具等，通過學習的交互記錄，學習者可以獲得最適合自己的內容，真正實現按需學習。另外，還可以通過學習元的服務介面，訪問學習服務，與正在學習本內容的學習者、編輯製作本學習內容的不同專家等產生聯繫，形成學習圈子，從多處獲取高級智慧。

學習元是無縫學習空間重要構成要素，它嵌入到各種普適計算設備中，通過無處不在的技術鏈接不同情境下的學習元與附著其上的學習活動與人際網路，學習者身處其中，構成了一個開放的、多樣的、可持續進化的學習生態系統。系統中的各個要素與環境相互作用，和諧共處，維持著動態的平衡，構成無處不在的人類智慧與認知網路。無縫學習空間中的學習充分體現了泛在學習的核心特徵：

學習過程的情境性：學習空間中的知識都是以問題情境為核心來組織的，學習可以融入學習者的日常生活中。學習者所遇到的問題或所需的知識可以以自然有效的方式被呈現出來。

按需學習：學習者可以在任何地方，任何時間，得到他們所需要的文檔、數據、視頻等各種學習信息。這些信息的獲取是基於學習者自身需求的，因此學習是一種自我導向的過程，是一個適量學習（just in enough）的過程。

學習環境存在的無意識：支持學習的計算機消失到環境中，學習過程是自然的，沒有突出的學習者可以察覺到的變化，學習者不必意識到學習環境的存在。

普遍可及的學習內容：學習內容包括學習資料、嵌入的數據資源以及其他學習者提供的信息，它們無處不在，無時不在。不管學習者在哪裡，都可以即時地獲取信息，實現即時學習（just in time）。

自然的交互與學習方式：學習界面不是由菜單、滑鼠和窗口組成，而是通過表情、動作、語言等人們自然的行為與學習情境進行交互，通過自然的方式與社會群體合作與互動。

學習是共享和構建個體認知網路和社會認知網路的過程：個人的知識組成了內部的認知網路，學習空間中的情境問題與其他學習者構成社會認知網路，學習者在情境交互過程中，完善和改進自己個人認知網路，同時也構成社會認知網路的一部分，分享和構建了社會認知網路。

五、學習元革新資源的出版與共享

學習元概念的提出是對學習對象技術的進一步發展和深化，彌補了當前學習技術規範在過程性信息共享缺失、資源智能型不足、內容難以進化等方面存在的缺陷，為泛在學習環境下的學習資源的設計與共享提供了很好的理念支撐和技術保障，將對傳統的資源出版模式、資源共享方式帶來根本性的變革。

1．資源出版模式的變革

傳統的資源出版是單向的信息傳遞模式，資源生成者常常以專家學者為主，出版商負責資源的生成、出版與銷售，用戶購買消費資源。不可否認，這種出版方式對於傳統的印刷業來說是適用的，但對於數字資源的生產與傳播無論在資源的生產時效還是在更新時效上都無法滿足知識爆炸時代人們對知識的需求。學習元的開放性與生成性允許用戶編輯資源，並自動積累用戶在資源使用過程中的生成性信息，使得原有固化、靜態的學習資源更具持久的生命力。出版商撒下最初的學習元作為「種子」，廣大用戶在消費資源的過程中可以根據自身需要分裂學習元，對新學習元進行重新編輯並發布，正式發布的學習元又可以作為新資源產生的「種子」，以此循環，單一的學習資源就可以在短時間內變成豐富的資源網路。這種網狀裂變式的資源出版模式，集合了眾人的智慧與力量，大大縮減了資源的生成周期並提高了資源的更新頻率。

2．資源共享方式的變革

學習技術規範產生的重要目的之一，是為了快速實現教育教學資源的大範圍共享，解決教育資源的混亂無序、獨佔隔離、簡單重複、缺乏共享、低效檢索等問題。積件、學習對象、IMS-LD等技術規範採用的都是單點靜態共享方式，即同一個標準化的資源可以在不同的軟體系統中導入導出，從而實現資源的重複利用；而學習元除了可以運行在不同的終端設備和軟體平台上，還借鑒了Web2.0「群建共享」的核心理念和神經元分裂進化的思想，主要採用多點動態共享方式，通過發揮用戶的集體智慧方便地對學習元進行分裂操作，母子學習元自動建立永久性的動態聯結，最終形成具有持續進化能力的知識網路。用戶除了共享不同學習元建立的知識網路外，還可以共享由知識網路而附加產生的學習者、教師之間的人際網路和社會認知網路，大幅度提升了資源共享的範圍和價值。

總之，學習元代表了當前學習技術規範的最新發展，是對適合終身學習理念和泛在學習環境的下一代學習技術規範的初步探索，具有極大的研究價值和發展空間。本文重點對學習元的核心理念、基本特徵、結構模型、應用前景等進行了介紹，下一步的研究焦點將放在學習元的技術實現上，具體包括學習元的運行環境、元數據的描述規範、聚合模型、信息交換機制、進化機制、支持系統開發等。

【參考文獻】

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本文發表於《開放教育研究》2009年第1期，P47~53