從全球看,信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)正處于變革突破、融合創(chuàng)新的新階段。以新一代無線通信、云計算、高端芯片、智能終端等為代表的現(xiàn)代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,并加速向制造、能源、材料、生物等領(lǐng)域滲透,掀起新一輪產(chǎn)業(yè)革命浪潮。寬帶、融合、泛在的基礎(chǔ)設(shè)施正加速普及,信息產(chǎn)業(yè)正形成立體化融合發(fā)展態(tài)勢,這將進(jìn)一步激發(fā)和釋放移動互聯(lián)網(wǎng)潛力,驅(qū)動經(jīng)濟增長、開放創(chuàng)新、創(chuàng)造力提升和全民參與。
云計算正重構(gòu)信息產(chǎn)業(yè)競爭格局,人類正進(jìn)入后PC時代,軟件產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及軟件開發(fā)組織方式面臨調(diào)整和變革,軟件系統(tǒng)應(yīng)用向大眾普遍參與、形成群體智慧的方向發(fā)展?;谲浖?、內(nèi)容和終端的產(chǎn)業(yè)鏈整合模式正催生新的產(chǎn)業(yè)基本形態(tài),原有產(chǎn)業(yè)邊界正被全面打破,產(chǎn)業(yè)鏈正在發(fā)生整合與重構(gòu),以形成基于軟件、內(nèi)容和終端的縱向一體化的產(chǎn)業(yè)鏈體系,基于智能終端的多元化、動態(tài)化、實時化信息服務(wù)正在智能手機領(lǐng)域形成,并在平板電腦、互聯(lián)網(wǎng)電視等領(lǐng)域快速拓展。有專家指出,我們已進(jìn)入“信息科技應(yīng)用的寒武紀(jì)大爆發(fā)”時代。信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)以其龐大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模、旺盛的創(chuàng)新活力、廣泛的滲透特性、強勁的帶動效應(yīng),成為引領(lǐng)新一輪經(jīng)濟增長的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性、支柱性領(lǐng)域。 當(dāng)前,伴隨社會信息化進(jìn)程的加速,信息技術(shù)正在以泛在化速度向社會生活的各個領(lǐng)域滲透。信息技術(shù)無處不在正成為人們?nèi)粘I钪谢镜臉?gòu)成成分,基本特征是:數(shù)字生活方式加速普及,全民普及(Universal),人都能夠方便地獲取信息服務(wù);以人為本(User-centered),信息設(shè)備以“不可見”方式嵌入到用戶環(huán)境與日常工具中,用戶只需要專注于任務(wù)本身即可;無所不在(Ubiquitous),借助各種普適終端設(shè)備,用戶可在任何時間、任何地點訪問信息服務(wù)。
在上述發(fā)展背景下,網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化教育正受到越來越多的關(guān)注,正在為教育提供越來越多的選擇性,正在推動教育的系統(tǒng)性革新。
4G即是第四代移動電話行動通信標(biāo)準(zhǔn)(fourth generation of mobile phone mobile communications standards,縮寫為4G),是繼第三代以后的又一次無線通信技術(shù)演進(jìn),它是以傳統(tǒng)通信技術(shù)為基礎(chǔ),并利用了一些新的通信技術(shù),來不斷提高無線通信的網(wǎng)絡(luò)效率和功能。4G通信能夠創(chuàng)建一個比3G通信更完美的新無線世界,將徹底改變?nèi)藗兊纳罘绞缴踔辽鐣螒B(tài)。 面對移動互聯(lián)網(wǎng)流量爆炸式增長,中國移動不斷改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),完善網(wǎng)絡(luò)智能化能力,全面推進(jìn)了100G傳輸技術(shù)方案的成熟和應(yīng)用。中國移動已經(jīng)在大規(guī)模采用100G光傳輸系統(tǒng)方面,走在全球最前列。依托TD-LTE擴大規(guī)模試驗,系統(tǒng)梳理4G技術(shù)面向運營的重大技術(shù)問題,針對薄弱環(huán)節(jié)和關(guān)鍵問題組織技術(shù)攻關(guān),促使TD-LTE與FDD LTE在技術(shù)、性能和系統(tǒng)及終端設(shè)備上不斷改進(jìn)。
今年是TD-LTE的商用元年,提前兩年實現(xiàn)了國家對十二五規(guī)劃TD-LTE的發(fā)展目標(biāo)。 目前中國移動在推動TDLTE技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)成熟、國際化推廣、產(chǎn)業(yè)政策支持等方面取得實質(zhì)性、突破性進(jìn)展。第一,圓滿完成六城市規(guī)模技術(shù)試驗網(wǎng)及北京演示網(wǎng)建設(shè),順利推進(jìn)100個城市的擴大試驗。通過測試與攻關(guān),積極探索了TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及優(yōu)化的方法和規(guī)律,大幅提高了系統(tǒng)、終端、芯片、儀表等端到端產(chǎn)品的成熟度。第二,主導(dǎo)了GTI的國際化推廣工作,不僅有力促進(jìn)了TD-LTE國際市場發(fā)展,使商用網(wǎng)絡(luò)達(dá)到15個,商用客戶超過200萬,而且還與國際運營商合作,推進(jìn)了多模多頻段終端研發(fā)、LTE TDD/FDD國際漫游等工作,開通了香港LTE FDD/TDD融合網(wǎng)絡(luò),引導(dǎo)全球LTE融合發(fā)展。第三,得到各級政府的支持和肯定,贏得了良好的政策環(huán)境。目前政府出臺的最新頻譜規(guī)劃政策,已正式確定2.6GHz頻段190MHz 全TDD規(guī)劃,向全球表明中國加大力度、加快商用發(fā)展TD-LTE的信心和決心。 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和傳統(tǒng)的修路不同,后者是一年寬一點就夠了。而根據(jù)現(xiàn)有的移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展速度,人們對通信網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的需求每年都會翻一番,10年后就是現(xiàn)在的1000倍左右。因此,必須提前進(jìn)入下一代網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)。
當(dāng)前全球包括韓國、日本、美國等在內(nèi)多個國家已競相展開5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開發(fā),中國移動為此也投入了大量資金和研發(fā)力量。5G網(wǎng)絡(luò)是基于毫米波頻譜技術(shù),要比4G網(wǎng)絡(luò)快上1000倍,而且可靠性方面也更加穩(wěn)定。華為、三星等網(wǎng)絡(luò)巨頭不斷在5G網(wǎng)絡(luò)上取得技術(shù)突破,進(jìn)一步加劇了全球5G網(wǎng)絡(luò)研發(fā)的競爭。5G網(wǎng)絡(luò)目前還沒有一個具體標(biāo)準(zhǔn),有消息報道,韓國成功研發(fā)第五代移動通信技術(shù),手機在利用該技術(shù)后無線下載速度可以達(dá)到每秒3.6G,這一新的通信技術(shù)名為Nomadic Local Area Wireless Access,簡稱NoLA。 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將繼續(xù)迅速發(fā)展,未來的網(wǎng)絡(luò)會和空氣、水一樣,自然融入到我們的日常生活、工作和學(xué)習(xí)中。
4G通信具有通信速度快、網(wǎng)絡(luò)頻譜寬、通信靈活、智能性高、兼容性好、提供增值服務(wù)、高質(zhì)量通信、頻率效率高、費用便宜等優(yōu)勢。4G的動態(tài)數(shù)據(jù)傳輸速率超過100Mbit/s,這個速率是移動電話數(shù)據(jù)傳輸速率的一萬倍,也是3G移動電話速率的50倍。與傳統(tǒng)的通信技術(shù)相比,4G通信技術(shù)最明顯的優(yōu)勢在于通話質(zhì)量及數(shù)據(jù)通信速度。 國際電信聯(lián)盟在2012年無線電通信全會全體會議上,正式審議通過將LTE-Advanced和Wireless MAN-Advanced(802.16m)技術(shù)規(guī)范確立為IMT-Advanced(俗稱“4G”)國際標(biāo)準(zhǔn),F(xiàn)DD-LTE-Advanced和中國主導(dǎo)制定的TD-LTE-Advanced同時并列成為4G國際標(biāo)準(zhǔn)。TD-LTE是時分多址的LTE,F(xiàn)DD-LTE是頻分多址的LTE。簡單的說,時分就是不同的用戶占用不同的時間,而頻分是不同的用戶占用不同的頻率。
無線網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、電視網(wǎng)將高度協(xié)同和融合,將實現(xiàn)跨網(wǎng)絡(luò)、跨行業(yè)、跨應(yīng)用、異構(gòu)多技術(shù)的融合和協(xié)同。泛在通訊網(wǎng)絡(luò)將成為未來信息通訊社會的必然趨勢,網(wǎng)絡(luò)將無處不在,而且不再被動地滿足用戶需求,而是通過與具有環(huán)境感知能力的智能終端協(xié)同,主動感知用戶情境的變化并進(jìn)行信息交互,通過分析人的個性化需求,主動提供網(wǎng)絡(luò)帶寬與信息服務(wù)。在無處不在的通訊網(wǎng)絡(luò)支持下,信息空間與物理空間將實現(xiàn)無縫的對接,其服務(wù)將以無所不在、無所不包、無所不能為三個基本特征,幫助人類實現(xiàn)任何時間、任何地點、任何人、任何物都能順暢地通信,都能通過合適的終端設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接,獲得適應(yīng)性、個性化的信息服務(wù)。
普適計算(Pervasive Computing)是信息空間與物理空間融合的技術(shù),在這個融合的空間中,人們可以隨時隨地、透明地獲得數(shù)字化的服務(wù)。隨著普適計算技術(shù)的發(fā)展,各種微型的便攜式智能手持設(shè)備將逐漸成為我們生活中的一部分,包括智能手機、PDA、平板電腦、移動電視、智能眼鏡、智能腕表、穿戴式電腦等。用戶終端越來越繽紛多樣,計算、通信和傳感功能將更多地嵌入人們的生活,信息空間和我們生活的物理空間將越來越無縫地耦合在一起,虛擬景物與實際場景的和諧融合,以構(gòu)造用戶所需的智能性的生存空間。
新一代的智能終端設(shè)備將大大超越臺式機的形式,更多的表現(xiàn)為可嵌入到我們生活中的各種物品和空間的交互式技術(shù),比如電子像框、智能傳感手表、微控制器等,這些技術(shù)共同核心的特點是: 1.表現(xiàn)形式突破電腦慣性思維,更多與人們學(xué)習(xí)和生存環(huán)境相融合,體現(xiàn)出信息生態(tài)的協(xié)調(diào)和適應(yīng)性。 2.可自然交互:可用人們習(xí)慣的、自然的交流方式與這些設(shè)備交互和互動,比如語音交流、觸摸交互等。 3.具有環(huán)境感知的智能性,終端載體都具有智能性,能夠感知環(huán)境信息并作出響應(yīng),是一個個獨立的知識發(fā)布主體,它可以向與其交互操作的主體主動發(fā)布信息,用戶接收后實現(xiàn)學(xué)習(xí)并進(jìn)行行為決策。 4.具有快速無線通訊的功能:可以快速、無縫的與用戶或其他主體交換和傳遞信息,能夠?qū)崿F(xiàn)與他人的知識共享,通訊功能內(nèi)嵌到每一個智能終端主體中。
技術(shù)與商業(yè)模式的革新,使得移動終端的形態(tài)越來越多,性能越來越強,價格越來越低,功耗越來越小,交互方式越來越多、也越來越自然。交互方式的自然性是移動終端可用性的重要組成部分,也是可用性評估的一個要點。過去的移動終端交互主要依賴鍵盤輸入,終端屏幕小,輸入效率很低。當(dāng)前移動終端的人機交互的發(fā)展方向是,用戶可以方便、自然地使用人類所熟知的方式使用終端。移動終端要能夠準(zhǔn)確無誤的感知包括自然語言、手勢語言、面部表情在內(nèi)的不同人類表達(dá)方式,實現(xiàn)擬人化的人機交互。
未來移動人機界面將更強調(diào)自然、高效和智能化。目前,非常有發(fā)展前途的終端交互技術(shù)包括觸屏技術(shù)、語音輸入技術(shù)和手勢識別技術(shù)等。移動終端輸入輸出效率的提高,可以讓移動學(xué)習(xí)體驗變得更輕松、更高效、更令人滿意,甚至更令人驚喜,從而也會大大促進(jìn)智能終端的普及和新應(yīng)用模式的創(chuàng)建。觸摸控制是一類非常自然的交互技術(shù),較之鍵盤輸入,觸屏操作更符合人類的使用習(xí)慣。觸屏技術(shù)是移動終端非常重要的一部分,微軟的Surface、芬蘭的Citywall、蘋果公司推出的iPhone都展示了觸摸UI技術(shù)的新發(fā)展。目前正在快速發(fā)展的多重觸摸技術(shù),除了可以同時移動兩個以上的物件以外,還可以隨著手指的動作,變換圖像的大小,能讓雙手同時比劃,支持多個用戶在同一個界面里操作系統(tǒng),通過直觀的姿態(tài)直接操縱屏幕。在觸控的基礎(chǔ)上,支持自然的手寫輸入也是重要的發(fā)展方向。驅(qū)動觸摸屏的觸控技術(shù)還需要具有更快的反應(yīng)時間以最大化減少手機電量的消耗。語音識別技術(shù)也會令移動終端使用起來更為自然高效。現(xiàn)在,移動終端識別人的單詞式的命令和指令已經(jīng)不再困難,各種不方便手寫輸入的手持設(shè)備如車載GPS定位系統(tǒng), 或一些智能手機上都支持語音命令。目前中移動跟科大訊飛合作的“靈犀”系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了用戶通過說一句話就能打電話、啟動應(yīng)用程序,“哼”一段旋律,就能查找到自己聽過卻不知道名稱的歌曲或彩鈴,并且進(jìn)行點播和下載的新業(yè)務(wù)。語音輸入技術(shù)改變了傳統(tǒng)敲鍵盤的輸入方式,用戶說話就可以輸入搜索關(guān)鍵詞,大大降低了操作行為難度,也減少了單個子任務(wù)完成時間,提升了交互效率?;谡Z音識別的內(nèi)容搜索和互動式語音應(yīng)答系統(tǒng)(Interactive Voice Response)將會給移動學(xué)習(xí)者帶來更多新穎的學(xué)習(xí)體驗。比如,借助語音技術(shù)的支持,學(xué)習(xí)者可以通過讀英文單詞獲得單詞的正確拼寫,可以錄下教師授課的內(nèi)容來搜索相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源,可以讓系統(tǒng)來評估和輔導(dǎo)自己的英語口語等。目前正在發(fā)展的是連續(xù)語音識別技術(shù)尤其是多人會話場景下的語音識別研究。
圖 1 Nokia可任意變形的概念手機
當(dāng)前很多移動終端可以集攝像頭、條形碼讀取器、耳機等多種外設(shè)于一體。為了保障移動終端的便攜性,借助無線通信技術(shù)的支持以及微小型低功耗電子設(shè)備的推出,人可以將這些外設(shè)甚至移動終端穿戴在身,時刻伴隨使用者,讓其隨時隨地傳遞相應(yīng)信息,從而構(gòu)建和諧的人機環(huán)境,用戶真正處于智能的高級指揮中心和被服務(wù)的中心,這就是可穿戴計算技術(shù)的應(yīng)用。圖1展示了一款Nokia的概念手機,具有液態(tài)電池、可折疊的顯示屏幕,用戶可以隨心所欲更改其形狀,可以把它放在口袋里,也可以戴在手腕上,或者當(dāng)作胸針別在上衣上等。
依據(jù)移動應(yīng)用場景的不同提供自適應(yīng)的交互方式也是值得關(guān)注的未來發(fā)展趨勢。借助這一技術(shù),可依據(jù)應(yīng)用場景動態(tài)配置鍵盤,從而保證小鍵盤同樣能操作、控制多樣化的應(yīng)用。這樣,移動學(xué)習(xí)者在手機上做各類選擇題目時,就不用擔(dān)心ABC選項的輸入問題了,因為系統(tǒng)能自動感知當(dāng)前的應(yīng)用場景,并根據(jù)場景中的輸入需求為學(xué)習(xí)者提供適宜的輸入鍵盤。
移動終端的總體趨勢是集成化、普及化、便攜化以及網(wǎng)絡(luò)化,在未來五年到十年間,強大計算和通信功能將可能融合到一個可隨身攜帶的手持式網(wǎng)絡(luò)化多媒體設(shè)備中。手持式設(shè)備將通過記錄你周圍的地點、天氣、人物、知識甚至思維等集成的情境感知功能來改變?nèi)粘I睢?/p>
泛在是指表面上學(xué)習(xí)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,泛在學(xué)習(xí)可以為用戶提供無處不在的學(xué)習(xí)資源、無處不在的學(xué)習(xí)服務(wù)、無處不在的學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)、無處不在的交流對象。
泛在學(xué)習(xí)是嵌入性的學(xué)習(xí)(Embed Learning),學(xué)習(xí)融合于工作、學(xué)習(xí)、生活和網(wǎng)絡(luò)之中,成為一體。泛在學(xué)習(xí)是正式學(xué)習(xí)和非正式學(xué)習(xí)的連續(xù)統(tǒng)一體,是跨情境邊界的,既具有正式學(xué)習(xí)的特征,能夠很好支持學(xué)校的學(xué)歷教育和參加工作后的繼續(xù)教育;又具有非正式的特性,是在工作、生活或社交等非正式學(xué)習(xí)時間和地點聯(lián)接或內(nèi)化知識的學(xué)習(xí)形式。是一種能夠?qū)⒄綄W(xué)習(xí)與非正式學(xué)習(xí)相聯(lián)結(jié)、個人學(xué)習(xí)與社群學(xué)習(xí)相融合、課堂學(xué)習(xí)與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)優(yōu)勢互補的融合學(xué)習(xí)形態(tài)。
學(xué)習(xí)是共享和構(gòu)建個體認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)和社會認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的過程,個人的知識組成了內(nèi)部的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò),學(xué)習(xí)空間中的情境學(xué)習(xí)資源與其他學(xué)習(xí)者構(gòu)成社會認(rèn)知網(wǎng)絡(luò),學(xué)習(xí)者在情境交互過程中,完善和改進(jìn)自己的個人認(rèn)知網(wǎng)絡(luò),同時也構(gòu)成社會認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的一部分,共同分享和構(gòu)建社會認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)。
情境感知是泛在學(xué)習(xí)的核心要素,泛在學(xué)習(xí)關(guān)注物理的和社會的場景與個體的交互作用,強調(diào)基于真實情境的學(xué)習(xí),能夠從學(xué)習(xí)者的周圍收集環(huán)境信息和工具設(shè)備信息,并為學(xué)習(xí)者提供與情境相關(guān)的學(xué)習(xí)活動和內(nèi)容。
泛在學(xué)習(xí)是基于學(xué)習(xí)者自身的需求的,使人們能獲得很多能立即應(yīng)用到實踐當(dāng)中去的知識和技能,它是因時、因地、隨需而發(fā)生的,是一種自我導(dǎo)向的過程,是一個適量學(xué)習(xí)(just in enough)的過程,在學(xué)習(xí)者最需要的時候為他們提供知識信息,而無論他們處在什么樣的場所。
無處不在的智能終端與無處不在的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融入我們的生活環(huán)境后,可為教育教學(xué)活動提供新的認(rèn)知環(huán)境,會建立學(xué)習(xí)者與技術(shù)存在的生態(tài)化人機關(guān)系,形成學(xué)習(xí)者與技術(shù)最優(yōu)化的智能整合。它不僅是來模擬現(xiàn)實世界、仿真現(xiàn)實世界,而且要利用它來增強參與者對真實環(huán)境的感受,也就是增強現(xiàn)實中無法感知或不方便的感受。
圖2 泛在學(xué)習(xí)的概念模型
目前,虛擬世界與真實世界之間的界限在不斷被打破,在全世界范圍內(nèi),攝像頭、手機、傳感器、信息終端、移動電視正被嵌入到一切值得采集和播放信息的地方,工廠、大樓、學(xué)校、教室、博物館、商店、家庭,以及人的身體上。未來真實與虛擬之間的界限已經(jīng)越來越模糊。通過互聯(lián)網(wǎng),人與人連接起來了,人與物連接起來了,物與物也在連接。人的空間、物的空間和信息的空間在相互滲透,融為一體,生活中到處都是智能設(shè)備,到處都有計算能力。云服務(wù)平臺與各種智能終端通過統(tǒng)一通訊技術(shù)的無縫融合,在教育領(lǐng)域的深遠(yuǎn)影響就是教育的泛在(Ubiquitous)化。目前的e-Learning的模式是教育者搭建起學(xué)習(xí)平臺,將教學(xué)內(nèi)容數(shù)字化,通過教學(xué)平臺進(jìn)行有效的教學(xué)管理,學(xué)習(xí)者通過專門課堂或登錄到學(xué)習(xí)平臺上進(jìn)行學(xué)習(xí),學(xué)到的知識在日后工作和實踐中應(yīng)用,通過搭建虛擬學(xué)習(xí)空間來實現(xiàn)學(xué)習(xí);而u-Learning則通過云端一體的計算技術(shù),構(gòu)建信息空間與物理空間相融合的智能學(xué)習(xí)空間,學(xué)習(xí)的發(fā)生、學(xué)習(xí)的需求以及學(xué)習(xí)資源無處不在,學(xué)習(xí)與生活、工作是融合在一起的,當(dāng)學(xué)習(xí)者遇到任何實際問題需求,可以得到智慧學(xué)習(xí)環(huán)境隨時、隨地的支持,學(xué)習(xí)融合于生活之中以至于我們無法覺察,生活就是學(xué)習(xí)。
在當(dāng)今資訊豐富的世界,對人們挑戰(zhàn)最大的不僅僅是隨時隨地以任何一種方式為學(xué)習(xí)者提供信息,而且讓學(xué)習(xí)者能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行加工并以正確的方式、在正確的場合表達(dá)準(zhǔn)確的事件。普適計算支持下的泛在學(xué)習(xí),強調(diào)任何人在任何時間、任何地點、基于任何計算設(shè)備獲取任何所需學(xué)習(xí)資源,享受無處不在的學(xué)習(xí)服務(wù)。泛在學(xué)習(xí)可以為學(xué)習(xí)者提供一種智能的、無縫的學(xué)習(xí)空間,符合人類終身化學(xué)習(xí)的需求,被認(rèn)為是下一代的e-Learning。泛在學(xué)習(xí)實現(xiàn)的基礎(chǔ)是構(gòu)建智慧學(xué)習(xí)空間(Smart Learning Space,簡稱SLS),在智能的、無縫的學(xué)習(xí)空間中,學(xué)生只要對情境具有好奇心就可以進(jìn)行學(xué)習(xí),而且通過個人化移動設(shè)備作為媒介,學(xué)生將可輕松并快速地從一個情境切換到另一個情境。泛在學(xué)習(xí)環(huán)境是一種整合的學(xué)習(xí)環(huán)境,它整合了物理的、社會的、信息的和技術(shù)的多個層面和維度。在一個泛在學(xué)習(xí)環(huán)境中,各種教育機構(gòu)( Educational Institutions) 、工作坊(Workspace) 、社區(qū)(Community) 和家庭(Home) 將會被有機地整合在一起。
當(dāng)我們在實際工作和生活中,任何時候、任何地點遇到了問題,或者對某些事物產(chǎn)生的興趣,利用與環(huán)境相關(guān)的情境感知智能終端設(shè)備可以隨時感知用戶在特定情境下的需求,并將這些情境化需求的信息通過無處不在的通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到“教育云計算平臺”中,教育云計算平臺根據(jù)用戶需求以及用戶的個性化信息在知識關(guān)系空間中進(jìn)行檢索、聚合、計算、變換,找到最適合用戶需求的學(xué)習(xí)內(nèi)容與關(guān)聯(lián)性的學(xué)習(xí)內(nèi)容,同時將內(nèi)容上附加的學(xué)習(xí)服務(wù)和知識關(guān)系網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為用戶智能終端支持的格式,推送給用戶。
通過知識關(guān)系網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)通,學(xué)習(xí)者與正在學(xué)習(xí)本內(nèi)容的學(xué)習(xí)者、編輯、制作本學(xué)習(xí)內(nèi)容不同專家等產(chǎn)生聯(lián)系、聯(lián)接,形成學(xué)習(xí)圈子,不僅僅是可以找到這個知識領(lǐng)域內(nèi)最權(quán)威的知識,更重要的是找到本領(lǐng)域最權(quán)威的專家,這種學(xué)習(xí)不是傳統(tǒng)課堂一個教師對多個學(xué)生的模式翻版,而是一對一的學(xué)習(xí),更是多對一的學(xué)習(xí),多個權(quán)威的領(lǐng)域?qū)<襾碇更c你,從多人處獲取智慧。在學(xué)習(xí)過程中,學(xué)習(xí)者可以了解到學(xué)習(xí)內(nèi)容的使用歷史記錄、學(xué)習(xí)內(nèi)容的關(guān)聯(lián)內(nèi)容、學(xué)習(xí)內(nèi)容的評估記錄、學(xué)習(xí)內(nèi)容的編輯更新記錄、學(xué)習(xí)內(nèi)容附加的學(xué)習(xí)活動、學(xué)習(xí)內(nèi)容附加的學(xué)習(xí)工具等。通過學(xué)習(xí)的交互記錄,學(xué)習(xí)者可以獲得最適合自己的內(nèi)容,真正實現(xiàn)按需學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)者通過完成資源中預(yù)設(shè)的學(xué)習(xí)活動來實現(xiàn)對內(nèi)容的理解與內(nèi)化,更新自己的內(nèi)部認(rèn)知網(wǎng)絡(luò),從而實現(xiàn)高層次的學(xué)習(xí)。在獲得信息的同時,學(xué)習(xí)者可以對學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行補充和完善,進(jìn)行協(xié)同編輯,將個人頭腦中知識理解外化成學(xué)習(xí)的知識對象中,也就是將自身智慧網(wǎng)絡(luò)附加到外在網(wǎng)絡(luò)上。
圖3 智慧學(xué)習(xí)空間概念模型
智慧學(xué)習(xí)空間是實現(xiàn)“人人皆學(xué)、處處可學(xué)、時時能學(xué)、按需供學(xué)”的泛在學(xué)習(xí)的核心基礎(chǔ),為此,我們提出了泛在學(xué)習(xí)的智慧學(xué)習(xí)空間模型,如圖3所示。模型中的各個組成要素都是當(dāng)前和未來很長一段時間內(nèi)我們需要重點研究和突破的難題。
中國移動集團(tuán)目前與北京師范大學(xué)聯(lián)合組建了“移動學(xué)習(xí)”教育部——中國移動聯(lián)合實驗室,致力于打造國際領(lǐng)先的移動學(xué)習(xí)平臺、研發(fā)實現(xiàn)智能無縫學(xué)習(xí)空間的關(guān)鍵技術(shù)、探索泛在學(xué)習(xí)的典型模式和應(yīng)用策略。在上述空間模型中,移動學(xué)習(xí)平臺是服務(wù)引擎,是智慧教育與泛在學(xué)習(xí)的中樞,是學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)服務(wù)的集散地。4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提供巨大的數(shù)據(jù)流量支持云端一體智慧教育解決方案的普及,為無處不在的智能終端提供學(xué)習(xí)內(nèi)容訪問服務(wù)。智能學(xué)習(xí)終端、移動云課堂是移動學(xué)習(xí)服務(wù)的核心載體,是技術(shù)融合于教育的使者。未來學(xué)習(xí)體驗中心是概念學(xué)習(xí)設(shè)計中心、體驗中心與展示中心,是需求產(chǎn)生中心。其總體設(shè)計思路以及正在研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)包括:
1.感知學(xué)習(xí)終端研究:感知學(xué)習(xí)終端是學(xué)習(xí)者進(jìn)行無處不在泛在學(xué)習(xí)的接入工具和學(xué)習(xí)媒介,不同于一般的學(xué)習(xí)終端,泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下的學(xué)習(xí)終端需要具備情景感知功能,即能夠自動捕獲并解析各種學(xué)習(xí)對象發(fā)出的環(huán)境信息。感知學(xué)習(xí)終端需要體現(xiàn)出信息生態(tài)的協(xié)調(diào)和適應(yīng)性、可自然交互、具有環(huán)境感知的智能性、應(yīng)內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)和傳感器、增強性虛擬現(xiàn)實等。
2.泛在通訊網(wǎng)絡(luò)研究:泛在通訊網(wǎng)絡(luò)是多種接入方式、多種承載方式融合在一起的,實現(xiàn)無縫接入;任何對象(人或設(shè)備等)無論何時、何地都能通過合適的方式獲得永久在線的寬帶服務(wù),可以隨時隨地存取所需信息。網(wǎng)絡(luò)通過連接各種智能終端能夠感知用戶及周邊環(huán)境場景信息,自動選擇合適的傳送方式,將正確的服務(wù)傳遞給正確的用戶。泛在通訊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的關(guān)鍵是網(wǎng)絡(luò)的融合,即如何將當(dāng)今分屬各領(lǐng)域的有線、無線、廣播網(wǎng)絡(luò)今后整合起來。惟有多網(wǎng)的融合才可以使開放性、整合性教育資源供給服務(wù)成為現(xiàn)實。
3.移動學(xué)習(xí)平臺研究:創(chuàng)新應(yīng)用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動通信、大數(shù)據(jù)分析等新一代信息技術(shù)開發(fā)移動學(xué)習(xí)平臺。該平臺可以使得普通的一個學(xué)習(xí)終端具有強大的學(xué)習(xí)能力。將客戶端的大部分學(xué)習(xí)軟件功能和存儲轉(zhuǎn)移到云端,用戶只需要簡單的終端和簡單的軟件就能通過聯(lián)網(wǎng)享受大大小小的教育云服務(wù)。移動學(xué)習(xí)平臺應(yīng)當(dāng)具有超大規(guī)模、穩(wěn)定的性能、良好的可擴展性和開放性等特征,具備按需分配計算和存儲資源的功能;能夠支持海量的教育機構(gòu)在移動學(xué)習(xí)平臺上發(fā)布、銷售和傳播自己的優(yōu)質(zhì)資源,將教學(xué)資源進(jìn)行自動轉(zhuǎn)碼以實現(xiàn)多種終端的適應(yīng),組合功能搭建自己所需的教學(xué)社區(qū),租用合適的存儲空間、流量和并發(fā)數(shù)量等;同時能夠通過開放API與主流的開源教育信息系統(tǒng)無縫地交換數(shù)據(jù)和信息,有效整合平臺外部的應(yīng)用和服務(wù)。
4.可進(jìn)化的學(xué)習(xí)資源庫研究:泛在學(xué)習(xí)的核心特質(zhì)絕不僅僅是計算設(shè)備、通訊網(wǎng)絡(luò)的無處不在,更重要的是在普適計算環(huán)境下對學(xué)習(xí)的方式造成的變革。而這種學(xué)習(xí)方式的變革也帶來了對學(xué)習(xí)資源建設(shè)的新要求,它需要無處不在、無時不在、適應(yīng)情境、具有進(jìn)化發(fā)展能力、連接社會認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)資源,當(dāng)前e-Learning中由專家預(yù)設(shè)生成、單點集中存儲、按照層次目錄結(jié)構(gòu)組織呈現(xiàn)的學(xué)習(xí)資源已經(jīng)無法適應(yīng)泛在學(xué)習(xí)的發(fā)展需要。
移動通信技術(shù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的發(fā)展,為教育系統(tǒng)的變革和學(xué)習(xí)范式的轉(zhuǎn)變創(chuàng)造了技術(shù)條件。
5.學(xué)習(xí)交互與分享設(shè)計研究:在可進(jìn)化的學(xué)習(xí)資源基礎(chǔ)上,圍繞所確定的教學(xué)內(nèi)容及目標(biāo)設(shè)計學(xué)習(xí)活動過程與學(xué)習(xí)交互,激發(fā)學(xué)習(xí)者的信息搜索、分析和綜合等高水平思維活動,設(shè)計具體的協(xié)作任務(wù),引發(fā)學(xué)習(xí)者的合作性的問題解決活動,并對學(xué)習(xí)過程進(jìn)行監(jiān)控調(diào)節(jié)。分享設(shè)計還要考慮到促使學(xué)習(xí)者積極主動參與進(jìn)來,共享知識和創(chuàng)造性,學(xué)習(xí)者在參與學(xué)習(xí)活動的時候,要有多條途徑滿足他們?nèi)穗H互動、協(xié)作交流的需要,以使成員的協(xié)作更加順暢;要提供多種自主學(xué)習(xí)的活動與手段,比如自測和評估等,促進(jìn)學(xué)習(xí)者知識內(nèi)化與意義聯(lián)結(jié);要提供協(xié)同創(chuàng)作的環(huán)境與工具,使得每個學(xué)習(xí)者的智慧得以在學(xué)習(xí)內(nèi)容的進(jìn)化歷程中得以體現(xiàn);要提供問題解決活動、案例和指導(dǎo),以便學(xué)習(xí)者能夠通過學(xué)習(xí)解決所遇到的情境性問題。
6.認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)模型研究:為了實現(xiàn)自適應(yīng)學(xué)習(xí),移動學(xué)習(xí)平臺必須了解當(dāng)前的教學(xué)對象,需要把學(xué)生的各方面信息用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)記錄下來,并提供各種推理、決策、分析的模型作為智慧學(xué)習(xí)空間進(jìn)行教學(xué)決策(選擇教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法)的依據(jù),這種用于記錄學(xué)生個別情況的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及依據(jù)此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲的數(shù)據(jù)稱之為認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)模型。認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)模型需要記錄每個學(xué)生原有的知識水平、認(rèn)知能力和認(rèn)知特點。模型依據(jù)學(xué)生和系統(tǒng)之間的交互作用及應(yīng)答歷史而形成,并可以根據(jù)每個學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)步情況動態(tài)的修改。這樣,系統(tǒng)可以隨時了解每個學(xué)生的情況,有的放矢進(jìn)行適應(yīng)性的教學(xué)。
7.知識關(guān)系網(wǎng)絡(luò)研究:泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下的知識關(guān)系網(wǎng)絡(luò)在傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)共同體基礎(chǔ)上有所發(fā)展,將可進(jìn)化的物化資源與人力資源結(jié)合在一起考慮,構(gòu)成一個可以動態(tài)演化、自我發(fā)展的虛擬組織。泛在環(huán)境下的學(xué)習(xí)資源除了可以作為獨立完整的學(xué)習(xí)單元存在外,還可以作為學(xué)習(xí)者認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通的中介點。借助泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下的學(xué)習(xí)共同體網(wǎng)絡(luò),學(xué)習(xí)者不僅能獲取知識,更能掌握學(xué)習(xí)的方法和獲得知識的途徑,形成知識與人相互作用、相互交織的網(wǎng)絡(luò),并能通過這個網(wǎng)絡(luò)持續(xù)不斷的獲取所需的知識。
8.泛在學(xué)習(xí)典型應(yīng)用模式研究:研究的最終目的是為了推廣應(yīng)用,最終產(chǎn)生經(jīng)濟和社會價值。在泛在學(xué)習(xí)眾多的研究側(cè)面中,典型應(yīng)用模式的探索是激發(fā)泛在學(xué)習(xí)潛能、體現(xiàn)泛在學(xué)習(xí)價值的根本。泛在學(xué)習(xí)技術(shù)如何應(yīng)用、學(xué)習(xí)模式如何推廣也是泛在學(xué)習(xí)研究亟待解決的問題之一。下一步需要在下一代通信網(wǎng)絡(luò)、云計算、智能終端大發(fā)展的背景下,通過深入、細(xì)致的實證研究來總結(jié)典型的應(yīng)用模式以及實際應(yīng)用環(huán)境下的泛在學(xué)習(xí)技術(shù)和模式的有效性、可行性、可推廣性等。
移動通信技術(shù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的發(fā)展,為教育系統(tǒng)的變革和學(xué)習(xí)范式的轉(zhuǎn)變創(chuàng)造了技術(shù)條件。從數(shù)字學(xué)習(xí)走向無處不在的泛在學(xué)習(xí),已成為當(dāng)前智慧教育發(fā)展的重要方向。中國移動通信集團(tuán)將繼續(xù)加大在教育信息化領(lǐng)域的投入,重點研發(fā)實現(xiàn)泛在學(xué)習(xí)的智慧學(xué)習(xí)空間及其關(guān)鍵技術(shù)。同時,也將大力開展泛在學(xué)習(xí)應(yīng)用實踐,推動泛在學(xué)習(xí)在我國的真正落地,為實現(xiàn)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》提出的“努力形成人人皆學(xué)、處處可學(xué)、時時能學(xué)的學(xué)習(xí)型社會”宏偉目標(biāo)貢獻(xiàn)智慧和力量。