移动学习系统理论模型研究
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作者: 王伟 唐烨伟 钟绍春
【摘要】首先对活动学习理论、情境学习理论、分布式认知理论、会话学习理论等移动学习主要理论依据进行了分析及对比，进而基于Sharples的“分析移动学习的活动理论模型”、Salomon的“个体认知与分布式认知的交互模型”和Laurillard的“技术支持学习的会话模型框架”提出了用于移动学习系统分析的会话――活动――分布式CAD理论模型，对结构、边及顶点的意义以及作用进行了阐释，并结合移动学习典型案例分析了CAD模型的具体应用。
【关键词】移动学习；系统分析；理论模型
【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097(2011)11--0017--06
引言
1994年，卡内基梅隆大学开展了Wire-LessAndrew项目，使得校内人员能够在校园里尽享移动学习所带来的便携，开创了移动学习研究的先河。虽然当时业界人士对移动学习倾注了极大的兴趣和关注，但是由于条件约束，移动学习的发展一直很缓慢。近年来，随着WAP、GPRS、UMTS等通讯技术得到很快的发展，同时手机、平板电脑等无线通讯终端设备得到很大的提升，移动学习正以前所未有的速度发展，相关项目渐渐扩展到课堂教学、非正式学习以及终身学习。
笔者认为，移动学习是数字化学习的进一步发展；移动学习与传统的数字化学习的主要差别在于是移动计算设备所支撑的学习；移动学习较之传统的数字化学习，将具有轻便携带、随时携带、随处携带的特征；移动学习根据是否接入网络，可以分为完全在线，完全离线，以及二者过渡三种。在对该内涵理解的基础上，移动学习在移动设备方面具有体积小、重量轻、移动性好、数字处理能力完备、信息交互方便、社会属性显著等特征；在移动学习环境方面具有学习内容粒度细化、操作界面简洁清晰、学习媒体多限制化等特征；在移动学习活动方面具有接入灵活、内容个性化、交互方式多样、随时在线、自主性强、情境性融入性好等特点。
基于这些特征，合理、高效的应用移动学习是深入研究和发展的趋势。通过对近十年来教育技术学核心期刊中涉及到移动学习的论文进行元分析，31.2％的文献都讨论了移动学习的概念、内涵、特征等相关理论，但仅有7.3％的文献探讨了移动学习的理论依据，这些文献中与移动学习系统分析相关的甚少。然而，对移动学习系统分析的理论研究将有助于移动学习深入研究和应用。本文将试图构建移动学习系统理论模型，解决移动学习系统构建的理论依据缺失问题。一移动学习主要理论基础分析
通过文献分析发现，学者们在探讨移动学习理论基础的时候，主要集中于中于非正式学习、情境学习理论、活动学习理论、分布式认知理论等。虽然这些理论各有不同侧重点，但都是以学习者为中心的，基于活动的，强调情境认知、意义建构、通讯、交流、协作与共同建构的。此外，Sharpies等人试图结合会话理论、活动理论以及情境学习理论构建移动学习的理论基础，虽然目前并没有看到最终的成果，但是研究过程为我们开辟了新的视角。下面将具体分析以下五种学习理论对移动学习的支撑和影响：
1 活动理论
活动理论以活动系统为分析单位，活动系统不局限于个体行为，而是强调集体性人类建构活动。活动系统的效果和效益反比于系统中所有要素之间的矛盾。在移动学习的支撑下，学习者能够随时随地随需获取知识与信息，这样就能促使生成子系统能够具有更好的客体转化、消耗子系统起到的负摩擦力更小、分配子系统更为和谐、交流子系统能够更易于形成统一的规范约束；
2 非正式学习
非正式学习是一类学习方式的总称，是通过交互活动或者协作者而获得的隐含式信息。非正式学习为移动学习提供了很好的应用空间。在移动学习中，人们可以在任何时间、任何地点利用任何移动设备进行任何内容的学习，这就使得学习环境已经脱离了正式学习的时间与地点。另外，移动学习能够为大家提供更丰富、有效的交流方式与机会，这都增加了非正式学习的应用条件。
3 情境认知理论
情境认知理论强调外部学习环境同样对学习具有很重要的作用，主张学生通过在具体情境中进行学习的方式提高认知。无论从是自然科学走入自然情境，还是从社会科学走入社会文化情境，如果能有移动学习进行支撑，学生就能将情境中所获得到的信息和知识更好的共享，也能够根据情境的具体需要选择合适的学习内容，这都会很好的提高学习质量。
4 分布式认知理论
分布式认知同时关注信息的内部表征与外部表征，而且以系统观来考虑认知的分布。在移动学习系统的支撑下，设备随身可带，信息随时可查，就能更好地处理不确定的意外事件，同时也极大的提高了系统的自组织性，这些都有利于认知的分布与个人认知的提高。
5 会话学习理论
在移动技术的支撑下，对话可以从课堂内延展到课堂外，从书本上的知识拓展到实际生活。因此，移动学习可以提供新的对话环境或者将已有对话环境更加丰富化。在移动学习系统的支撑下，这样就使得对话以及日常生活中的交互更为丰富。同时，由于移动技术的更新和发展，对话发生的途径和方式也大大丰富了，能够实现更加有效的会话。
上述五种理论能够为移动学习在不同应用情况和不同应用目的下提供理论支撑，将影响到移动学习模型的设计、研发和利用。
二 系统分析理论模型的理论建构
在如前所分析的移动学习的主流理论依据中，非正式学习可以理解为一种移动学习应用的领域，我们不再将其作为理论依据进行理论模型的研究。情境认知理论与活动理论虽然有很多差异，但是活动理论中也很强调要基于具体的情境进行学习活动的设计，尤其在应用活动理论分析以学习者为中心的学习环境时，“分析情境脉络”是其最后一个步骤。因此，我们将会话理论、活动理论、分布式认知理论作为理论依据，进行移动学习系统分析的理论模型建构。
在移动学习的理论模型中，活动理论对于系统的平衡和知识与技能的生产具有重要意义；分布式认知理论认为认知分布包括个体内、个体间、媒介、环境、文化、社会和时间等方面，这与移动学习的特征不谋而合；会话有利于在学习者与教师之间、学习者与学习者之间、学习者自身，以及学习者与实施实验、探究与阐释结果等过程中进行意义建构，能够较好地改善学习效果与效率。因而，三种理论从不同角度对理论模型进行支撑，会话理论连同活动层次为其具体交互提供依据，活动理论能对系统设计以及如何使得系统更加有效提供支撑，而分布式认知理论扩展了活动理论对知识表征和存储的范围。
根据组合关系，在三种理论中任取两种理论，构成3种组合方式。我们下面就从这三种组合方式，阐述移动学习系统分析理论模型如何融合了三种学习理论的优点。
1 会话理论与活动理论
在Laurillard所提出的“技术支持学习的对话框架”中，行动层发生在完成教学活动的过程中，关注的是发送了什么以及接下来的行动，因此，行动层既包括了行为之间的会话，
也包括了对描述层理解映射为行为的会话；描述层发生在解释、修改解释以及再次描述理论等过程中，关注的是行动以及教学活动的含义，因此描述层既包括了描述层内部的会话，也包括了对行为映射为描述层理解的会话。对应活动理论，我们可以与活动理论中活动、行为、操作与动机、目标、条件相对等，同样可以从行为和描述两层进行了活动层次的解释。
2 会话理论与分布式认知理论
会话将发生在学习者与教师之间、学习者与学习者之间、学习者自身，以及学习者与实施实验、探究与阐释结果等过程中。依据分布式认知理论，认知分布在个体内、个体间、媒介、环境、文化、社会和时间等方面，而个体内、个体间、媒介、环境、文化、社会都应该具有时间的维度，因此认知分布既可以是同一个时间平面上的个体内、个体间、媒介、环境、文化、社会之间的相互关联，也可以是某个个体内、个体间、媒介、环境、文化或社会，或其中的两个或多个在时间纵轴上的变化。
进一步将会话对应到分布式认知理论中，会话将发生在同一个时间平面上的个体内、个体间、媒介、环境、文化、社会之间或者发生在某个个体内、个体间、媒介、环境、文化或社会，或其中的两个或多个在时间纵轴上的变化之间。对于前者，会话的发生需要联结层为依托；对于后者，会话的发生是在整个八面体自转过程中阐述，是时间跨度上的会话和发展。
3 分布式认知理论与活动理论
在活动理论中，活动系统包括了主体、工具、客体、分工、共同体和规则六大要素。而分布式认知理论包括个体内、个体间、媒介、环境、文化、社会及时间等因素。
这里，我们做这种对应关系，活动理论中的主体与分布式认知中的个体相对应，我们称之为学习者；活动理论中的共同体与分布式认知中的个体间相对应，我们称之为共同体；活动系统中的工具、客体同时对应到分布式认知理论中的媒介、环境、文化、社会，他们构成了联结层；而活动系统中的分工和规则，我们认为内涵在八面体的外在规则性上，如果分工和规则越明确，则八面体越规则。
分布式认知的另一个因素时间，认知既可以横向分布于每个学习者特有的时间维度上，而已可以纵向分布于特定学习者的过去、现在和未来。我们可以将该因素与活动系统的时间稳定性相关联。
三 CAD理论模型结构
我们梳理出移动学习在动设备、移动学习环境、移动学习活动方面的特征和优势，并以会话理论、活动理论、分布式认知理论作为理论依据，从任意两个理论之间的交融阐述了移动学习理论模型的理论基础。
以五大理论依据中的活动理论，分布式认知理论及会话理论作为理论基础，并兼顾情境认知理论的核心思想，在Sharples的“分析移动学习的活动理论模型”、Salomon所提出的“个体认知与分布式认知的交互模型”和Laurillard所提出的“技术支持学习的对话框架，”研究基础上，本文提出了会话，活动一分布式理论模型，简称为CAD。
1 整体结构
2 顶点的意义
上顶点指代学习者(学习者的身份，等同于分布式认知中的个体内，以及活动理论中的学习者)；下顶点指代共同体(共同体的身份，取自活动理论中的共同体，等同于分布式认知中的个体间)；中间黄色平面的四个顶点分别指代了媒介、环境、文化、社会，这四个顶点取自于分布式认知理论，四个顶点作为一个平面同时赋予活动理论中工具与客体的作用，既是用来作为认知的分布，也是用来促进学习者的意义建构，我们将该平面称为联结层。
3 边的意义
Sharples的“分析移动学习的活动理论模型”和Laurillard所提出的“技术支持学习的对话框架”都分为两层，前者将模型分为了符号层与技术层；后者将模型分为了描述层与行动层。在CAD中，我们对二者进行了折中，从体现知识发生变化的角度进行分析，分为描述／符号层以及行动／技术层。前者指代的是学习者对知识所进行的意义建构，橘黄色线表征；后者主要是由于意义建构所导致的学习者行为及意图发生的变化，用黑色线表征。另外， 学习者在移动学习的过程中未必都有合作学习，因此，整个八面体的上半部分线条是实线，下半部分是虚线。
四 CAD理论模型作用
CAD模型建立在Sharpies的“分析移动学习的活动理论模型”、Salomon的“个体认知与分布式认知的交互模型”和Laurillard的“技术支持学习的会话模型框架”的研究基础上，这些理论对系统设计、教学交互、知识的表征和存储范围等问题提供了很好的理论依据，因此CAD模型具有如下促进系统平衡、改善教学交互、扩展认知分布等作用。本部分还对每种操作的注意事项进行了简要的分析。
1 促进系统平衡
CAD中对活动理论进行了更新和改良，我们将以修订后的活动理论为主要依据，分析活动理论四个子系统。系统平衡要建立在良好的系统设计上，CAD与其他基于活动理论提出的模型在流程上虽然没有很大的不同，但是在具体的环节上却有其特殊性。
(1)关于生产子系统，因为移动学习具有很好的便携性，也常用来与现实生活实现很好的无缝化融合，因此在同样目标的导向下，可更好地利用社会、文化、环境及媒介资源。例如学习动物的相关词汇，如果是常规数字化学习中我们可以通过图片结合声音的方式将词汇展示，但是在移动学习环境中，我们可以让学生游览动物园，将不同动物的信息传递给手机进行信息交流与共享，让学生更生动的将词汇记住：
(2)关于消耗子系统，活动系统能够达到平衡的状态，消耗子系统将起到同样重要的作用。移动学习所具体的随身便携性能够达到这样的效果――即便同一个人处于多个共同体中，移动学习设备能够具有很好的提醒和警示作用，从而使得其能够较好的定位到当前的活动中来，并且移动设备所具有的典型特征和多交互性，也使得较之传统数字化学习方式，能够更好地与共同体达成一致；
(3)关于分配子系统和交流子系统，在活动理论中，分别是用社会法则或者活动约束来使得子系统运转。在CAD中我们一直没有显像的提到这两个子系统，这是因为我们将活动系统中的工具与客体对应到了联结层，包括了环境、文化、社会、媒体四个因素，就包括了活动准则和活动约束。
2 改善教学交互
在具体的学习过程中，学习者更有效学习行为的相关关键词是控制、情境以及交流，虽然在CAD中，我们并没有显示的提出这三个关键词，但是我们可以从CAD中对话模型的视角找到一些线索。
从技术的角度看，Sharples所提出的控制、情境以及交流分别对应着人机交互、物理环境以及通讯手段与协议，而这三者都可以通过“会话”来具体达成目标。有效的会话是建立到学习者准确理解了模型、理论、方法等的内涵基础上的，而这个过程就需要与共同体(可以是老师，也可以是学生)进行反复的提出理论、提供解释、修改解释以及再次描述理论(体现在描述层，八面体中用黑色线标示)；同时，当学习者内含知识的过程中，其所对应的学习行为也必将发生一系列的变化，也就是体现在现象、预设目标及所要求的学习行动之间需要一系列的磨合(体现在行为层，八面体中用橘黄色线标示)。
为了达到良好的学习效果，就要从动机，活动，目标一行为，条件，操作之间的转换上分析，对系统如何分别在描述层和行动层(交互界面上的操作)进行学习路径、学习行为的引领进行充分的考证。
3 拓展认知分布
通过上面的分析，我们可以清楚看到，活动理论能够从系统观的角度对CAD模型的设计、平衡、提高效益提供支撑；会话理论有利于从系统具体运作流程及人机界面设计上提供依据；而分布式认知，一方面扩展了“客体”所赖以中介的媒体，扩展到了环境、文化、媒介及社会多个方面，另一方面这些因素反过来也能促进和提高知识和技能的转换。
但是在这个假设下，认知将分布于个体内、个体间、媒介、环境、文化、社会、时间等因素之间，在方便了知识获取途径与提高了知识转化方式的同时，还需要处理好分布式认知融合、同一知识不同侧面的聚合，来源不同的知识之间的冲突和矛盾等问题。
五 CAD理论模型案例分析
为了更好地阐释CAD模型，我们以台湾中央大学BWL和日本德岛大学LOCH两个移动学习案例进行分析。
六 结语
本文在分析移动学习理论依据的基础上，筛选适合的理论基础，并在其指导下建立移动学习系统的理论模型。在移动学习的理论依据辨析部分，抽取出文献中最为关注的活动理论、非正式学习、情境认知理论、分布式认知理论、会话学习理论等理论，并进行了评析。在移动学习系统的理论模型部分，我们从中选择了会话理论、活动理论及分布式认知理论作为理论基础，在Salomon、Sharples和Laurillard研究的基础上，并兼顾其他理论的核心思想，提出了CAD理论模型，并对该模型的理论支撑、结构、系统平衡、教学交互、认知分布等问题进行了论证。本文构建了移动学习系统的理论模型并阐述了应用价值，将对移动学习系统分析和应用提供一定的理论方法支撑。
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