方海光 劉嘉琪 魏文雅 汪時沖

x[摘? ?要] 不同于傳統(tǒng)教育模式和新興的互聯(lián)網(wǎng)教育模式，基于移動互聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模學習服務生態(tài)環(huán)境將伴隨5G網(wǎng)絡和終端產(chǎn)業(yè)發(fā)展成為下一代學習服務新模式。其中，如何實現(xiàn)學生、教師以及家長之間隨時隨地的學習服務和精準服務的閉環(huán)環(huán)境成為研究的關鍵所在。研究以教育主體和教育環(huán)境為核心，結(jié)合移動互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)成要素創(chuàng)建基于移動互聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模學習服務生態(tài)環(huán)境模型（Mass Learning Service Ecological Model Based On Mobile Internet，簡稱3M模型），從學習空間、學習媒體、學習資源、學習支持和學習平臺支持五個方面特征對其下一代學習服務生態(tài)環(huán)境進行了闡述，并分析了基于3M模型的五個典型智能學習場景：無人智能化學習環(huán)境、物聯(lián)協(xié)同學習環(huán)境、智能終端學習環(huán)境、多維度空間學習環(huán)境、智能教學機器人，并構(gòu)建基于學習場景劃分的智能學習中心服務算法ILCSA，最后以基于移動互聯(lián)網(wǎng)的中小學大規(guī)模學習移動終端應用案例作為驗證。

[關鍵詞] 移動互聯(lián)網(wǎng)教育; 移動終端; 教育大數(shù)據(jù); 學習服務; 生態(tài)環(huán)境

[中圖分類號] G434? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] A

一、問題的提出

從裝備到內(nèi)容再到服務是伴隨著智慧城市發(fā)展的智慧學習支持發(fā)展的明確路線圖，而知識體系化又為學習服務階段的發(fā)展奠定了基礎?；诖笠?guī)模學習服務系統(tǒng)及其特定的應用，學習服務將成為教育信息化的深入發(fā)展對象，也將成為大規(guī)模學習服務支持系統(tǒng)、智能城市的基礎設施建設和服務的一部分[1]。我國以移動互聯(lián)網(wǎng)與移動設備為代表的移動學習環(huán)境的不斷完善，也為未來學校和智慧學習環(huán)境建設提供著更大的發(fā)展空間[2]。

移動互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境是以移動互聯(lián)網(wǎng)作為接入網(wǎng)絡的互聯(lián)網(wǎng)及服務，包括三個要素：移動終端、移動網(wǎng)絡和應用服務[3]。移動互聯(lián)網(wǎng)的前提是移動終端，基礎是接入網(wǎng)絡，核心是應用服務，其主要由移動網(wǎng)絡（5G+WIFI+GPRS等）和移動終端（手機、PAD及所有帶屏的移動設備）組成[4]?；谝陨媳尘翱梢蕴岢鰠⒖夹缘囊苿踊ヂ?lián)網(wǎng)定義：一種通過移動智能終端，采用移動網(wǎng)絡來訪問平臺的服務。該服務包括三個要素：終端、網(wǎng)絡、平臺。具體來說，移動終端設備融合了強大的計算以及通信功能，實現(xiàn)了記錄學習者周圍的天氣、地點、人物、知識甚至思維等[5]。

不同于傳統(tǒng)教育模式和新興的互聯(lián)網(wǎng)教育模式，基于移動互聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模學習服務生態(tài)環(huán)境將伴隨5G網(wǎng)絡和終端產(chǎn)業(yè)發(fā)展成為下一代學習服務新模式。其中，如何實現(xiàn)學生、教師以及家長之間隨時隨地的學習服務和精準服務的閉環(huán)環(huán)境成為亟待解決的關鍵問題。因此，本研究構(gòu)建了基于移動互聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模學習服務生態(tài)環(huán)境模型（Mass Learning Service Ecological Model Based On Mobile Internet，簡稱3M模型），這不僅突破了學習空間、學習資源、學習方式等學習限制，能夠?qū)崿F(xiàn)學習者隨時隨地地進行自主學習、路線制定，并且可以融合多方面的支持和綜合服務[1，6]，是未來大規(guī)模學習服務的發(fā)展方向。

二、基于移動互聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模學習服務

生態(tài)環(huán)境模型

（一）基于移動互聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模學習服務生態(tài)環(huán)境模型構(gòu)建

建構(gòu)主義理論認為，學習是學習者的原有知識經(jīng)驗生成意義和建構(gòu)理解的過程，它強調(diào)了教育主體原有知識體系與學習環(huán)境的互動過程;泛在學習理論強調(diào)，隨著大規(guī)模技術的普遍應用，學習者學習易獲得性增強，環(huán)境需要提供知識系統(tǒng)化和學習過程化的支持服務;成人學習理論指出，學習者自我導向在情境學習環(huán)境中具有重要驅(qū)動作用?？梢钥闯?，在大規(guī)模學習服務生態(tài)環(huán)境中主要是由教育主體與教育環(huán)境兩部分構(gòu)成[7-8]，學習者原有的知識體系在情境中的建構(gòu)過程和環(huán)境的系統(tǒng)化以及過程化支持是相互協(xié)作的。結(jié)合移動互聯(lián)網(wǎng)的終端、網(wǎng)絡和平臺三個主要構(gòu)成要素，運用大規(guī)模學習服務分類，針對不同的教育主體特征和閉環(huán)服務環(huán)境，可以提出基于移動互聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模學習服務生態(tài)環(huán)境模型，如圖1所示。

在3M模型中，描述了教育主體在教育環(huán)境下進行基于移動互聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模學習系統(tǒng)過程，包括移動互聯(lián)網(wǎng)、教育主體、教育環(huán)境、全學習過程以及精準大數(shù)據(jù)五個主要部分，共同形成了一個完整的服務生態(tài)環(huán)境模型，使得教育主體之間能進行更有效、便利的交互，從而提升整個生態(tài)模型的教學效果。

教育主體和教育環(huán)境是該模型中最基本的構(gòu)成要素，其中教育主體包括學生、教師、家長和管理者[9];主要的教育環(huán)境有物理環(huán)境、社會環(huán)境和網(wǎng)絡環(huán)境。物理環(huán)境是指在移動互聯(lián)網(wǎng)的技術支持下，對教室、文化館、博物館、科技館等物理空間進行智能化改造。社會環(huán)境主要包括人際交往環(huán)境和社會文化環(huán)境[10];網(wǎng)絡環(huán)境主要涉及網(wǎng)絡云平臺、網(wǎng)絡學習社區(qū)、開放課程平臺等基于移動互聯(lián)網(wǎng)的學習平臺。移動互聯(lián)網(wǎng)是3M模型中重要的組成部分，構(gòu)成了整個系統(tǒng)教育活動的基礎。教育主體通過終端連接網(wǎng)絡來訪問平臺，從而獲取海量學習資源。3M模型中所產(chǎn)生的精準大數(shù)據(jù)，通過云計算技術可以即時儲存在云端上。通過精準大數(shù)據(jù)分析，可以向?qū)W習者提供全學習過程的服務，提供個性化精準的教育資源，從而提高教育教學的效率，提升教育教學的效果。

（二）傳統(tǒng)學習與基于移動互聯(lián)網(wǎng)的學習差異分析

依據(jù)3M模型，可以依據(jù)學習生態(tài)環(huán)境的基本構(gòu)成要素，從學習空間、學習媒體、學習資源、學習支持和學習平臺支持五個方面對傳統(tǒng)學習和基于移動互聯(lián)網(wǎng)的學習進行差異分析[11]，見表1。

其中各要素的比較主要分為五個方面：

1.學習空間。傳統(tǒng)學習主要是在固定的物理空間，如在教室展開的學習方式。傳統(tǒng)學習的社會空間單一，學習者、教師、家長以及管理者之間的聯(lián)系不夠密切。而基于移動互聯(lián)網(wǎng)的學習支持智能化的學習空間，不再單單局限于教室這樣的物理空間，更多是拓展到了網(wǎng)絡空間。此外，基于移動互聯(lián)網(wǎng)的學習擁有豐富的社會空間，在這種良好的社會文化環(huán)境和人際交往環(huán)境下，學習者、教師、家長以及管理者能夠及時高效地緊密聯(lián)系起來，對學習者的學習情況關注度更高。

2. 學習媒體。傳統(tǒng)學習的教學媒體主要是單一的紙質(zhì)媒體和黑板粉筆。而在基于移動互聯(lián)網(wǎng)的學習中，移動設備的使用實現(xiàn)了跨終端和富媒體的結(jié)合。

3. 學習資源。傳統(tǒng)學習資源主要依賴于紙質(zhì)材料和教師面授。而基于移動互聯(lián)網(wǎng)的學習為學習者提供了豐富的數(shù)字化資源和網(wǎng)絡資源，促進了優(yōu)質(zhì)教育教學資源的廣泛共享和應用。

4. 學習支持。傳統(tǒng)學習只滿足面對面交流答疑的學習支持。而基于移動互聯(lián)網(wǎng)的學習則打破了面對面交流答疑的局限性，實現(xiàn)了非面對面交流答疑的形式。

5. 學習平臺支持。在傳統(tǒng)學習中，學習平臺支持是基于教室的物理平臺。而在基于移動互聯(lián)網(wǎng)的學習中，學習者可以借助網(wǎng)絡虛擬環(huán)境（移動教育平臺）力求實現(xiàn)隨時隨地的學習和探究。

因此，基于移動互聯(lián)網(wǎng)的學習能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)學習相對薄弱的服務功能，為學生帶來更強的學習資源精準服務和學習過程體驗，更能擴展學生的學習視野。

三、基于3M模型的學習生態(tài)環(huán)境的

智能學習場景分析

（一）基于3M模型的學習生態(tài)環(huán)境的智能學習場景要素分析

基于3M模型的智能學習場景主要由三個層次的服務共同組成，如圖2所示。其中，內(nèi)層為云層，云層的核心為智能學習中心，中心連接各個云平臺（移動終端的APP）[12];中層是學習場景，基于3M模型的智能學習場景主要有S1無人智能化學習環(huán)境、S2物聯(lián)協(xié)同學習環(huán)境、S3智能終端學習環(huán)境、S4多維度空間學習環(huán)境、S5智能教學機器人五個學習場景;外層是邊緣層，進行終端邊緣計算。依據(jù)數(shù)據(jù)傳輸路徑，存在智能云計算將精準大數(shù)據(jù)從邊緣層傳輸?shù)皆茖?，然后從云層傳輸給智能學習中心，再從智能學習中心應用到相應智能學習場景的精準大數(shù)據(jù)傳輸路徑。

（二）基于3M模型的學習生態(tài)環(huán)境的智能學習場景描述

大規(guī)模學習服務生態(tài)環(huán)境的智能化是保證學習服務質(zhì)量的關鍵，這種智能化根據(jù)環(huán)境技術應用程度和數(shù)據(jù)交互水平是分級分層的。它按照智能化程度劃分，主要來源五個方面，空間維度的拓展、人工智能功能的應用、數(shù)據(jù)的多源采集、學習過程的無縫化和個人終端的使用。根據(jù)學習生態(tài)環(huán)境智能化來源和學習者的數(shù)據(jù)交互關系程度，結(jié)合3M模型的學習生態(tài)環(huán)境的要素關系，可以將該生態(tài)環(huán)境劃分為五個典型智能學習場景，見表2。

（三）基于智能學習場景的智能學習中心服務算法

基于3M模型的智能學習場景框架，結(jié)合移動終端，可以構(gòu)建基于智能學習中心核心服務算法ILCSA（Intelligent Learning Center Service Algorithm，ILCSA）。當學生的全學習過程通過移動設備接入時，學習環(huán)境生態(tài)將智能地進行如下算法：

Step1：多終端數(shù)據(jù)采集匯聚到邊緣端;

Step2：邊緣端進行判斷是否完成了智能學習服務，根據(jù)結(jié)果轉(zhuǎn)入到Step2或者Step6;

Step3：云端智能學習中心進行數(shù)據(jù)分類，并深度學習形成多類別分類模型;

Step4：云端智能學習中心應用分類模型進行場景匹配及其相應的服務推薦和接入;

Step5：智能服務接入并根據(jù)服務結(jié)果完善學生知識地圖;

Step6：對學生進行學習檢測后進行路徑智能推薦，轉(zhuǎn)入Step2或者退出。

四、基于3M模型的移動互聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模

學習環(huán)境分析

以移動互聯(lián)網(wǎng)學習系統(tǒng)為基礎[2]，結(jié)合移動互聯(lián)網(wǎng)的特征服務和大規(guī)模學習的內(nèi)容，可以構(gòu)建基于3M模型的移動互聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模學習環(huán)境，如圖3所示。

可以看出，基于3M模型的移動互聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模學習環(huán)境主要分為兩個層次，即移動互聯(lián)網(wǎng)和大規(guī)模學習。目前，基于移動互聯(lián)網(wǎng)的學習發(fā)展過程中，移動互聯(lián)網(wǎng)學習是由技術驅(qū)動，即首先由終端的支持到網(wǎng)絡的支持再到平臺的支持。針對大規(guī)模學習，包含四個層次：最內(nèi)層是移動教育平臺，提供具體細粒度的服務元單元;第二層是移動終端，成為大規(guī)模學習服務的統(tǒng)一入口，這是與互聯(lián)網(wǎng)教育服務最主要的區(qū)別之一;第三層是教育參與主體，是多主體多終端的泛在化學習服務生態(tài)環(huán)境;最外層是移動互聯(lián)網(wǎng)絡，為大規(guī)模學習環(huán)境提供智能鏈接。這樣，在移動互聯(lián)網(wǎng)絡（5G++WIFI+GPRS等）的環(huán)境下，教育參與主體（教師、學生、家長以及管理者）使用移動終端（平板電腦等），通過移動教育平臺（微信、QQ等）來開展和實施大規(guī)模學習服務。

五、基于移動互聯(lián)網(wǎng)的中小學大規(guī)模

學習生態(tài)環(huán)境應用案例分析

以某中學生為例，他的家與學校相距6公里，每天需要花費20分鐘從家坐公車到學校，可以采用基于移動互聯(lián)網(wǎng)的學習方式，利用其碎片化時間開展學習活動。采取基于移動互聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模學習方式的適宜環(huán)境要求是，學習者應該處在一個較為寬松、溫度適宜的物理環(huán)境，融洽的社會環(huán)境且具有合適的網(wǎng)絡學習平臺的網(wǎng)絡環(huán)境。首先，針對這三個方面，對該學生所處環(huán)境進行分析，見表3?？梢钥闯鰧嶋H的環(huán)境比較嘈雜，網(wǎng)絡環(huán)境相對穩(wěn)定，同時，周圍人對該學生的學習態(tài)度處于漠不關心的狀態(tài)[6]。

六、結(jié)? ?語

本研究從大規(guī)模學習服務生態(tài)環(huán)境出發(fā)，以移動互聯(lián)網(wǎng)的典型特點為基礎，設計了基于移動互聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模學習服務生態(tài)環(huán)境模型并設計了智能學習場景，分析了基于3M模型的移動互聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模學習環(huán)境。根據(jù)應用案例可以總結(jié)基于移動互聯(lián)網(wǎng)的中小學大規(guī)模學習生態(tài)環(huán)境存在以下明顯特征：

一是移動終端的便捷性。首先，從外觀上來看，移動終端屏幕較小便于攜帶。其次，從工作時間來看，移動終端的耗電量更少，工作時間更長，便于長時間學習使用。最后，從學習功能上看，移動終端不僅可以實現(xiàn)學習者在搜索資源平臺上進行任意學習資源的瀏覽和學習，還可以實現(xiàn)隨時隨地學習的功能。面對任何問題時，移動終端能夠充分發(fā)揮其便捷性來幫助學習者搜索所需資源，來進行答疑解惑。

二是移動終端的參與性。移動終端的參與性是指家長的參與，強調(diào)家長要積極參與到學校的教學活動中，與教師共同監(jiān)督和引導學生的學習。移動終端打破了學校這種物理環(huán)境的局限性，實現(xiàn)了學生、教師、家長以及管理者之間的相互作用和聯(lián)系。

三是移動終端的即時通訊。移動終端的即時通訊功能允許用戶之間互相添加好友，這主要實現(xiàn)了學生、教師以及家長三者之間的即時聯(lián)系。對于教師而言，可以添加自己的學生、同事和學生家長為好友。這樣可以方便課下督促和指導學生學習;可以方便與同事交流教學心得或向名師請教教學經(jīng)驗;可以方便與學生家長進行溝通，即時了解學生的學習情況。對于家長而言，可以添加教師和自己的孩子為好友，可以從教師那里快速便捷地了解到自己孩子的在校表現(xiàn)情況。

四是移動終端的云服務。移動終端的云服務功能實現(xiàn)了學習者與終端的緊密捆綁，通過云計算處理技術，將學習者的基礎信息、學習路徑、學習評測等內(nèi)容，以教育大數(shù)據(jù)的形式儲存在云端上。使用終端邊緣計算對學習者學習內(nèi)容大數(shù)據(jù)的處理、分析，為從事教育研究工作的專家學者提供了便利，對某個教育現(xiàn)象或趨勢進行判定，力求引領教育領域向更先進的方向發(fā)展。

[參考文獻]

[1] 方海光，仝賽賽，杜婧敏，李一迪. 基于區(qū)塊鏈技術的智能學習機器人設計研究——面向大規(guī)模學習服務系統(tǒng)的智能學習機器人[J]. 遠程教育雜志，2017，35（4）：42-48.

[2] 方海光，王紅云，黃榮懷. 基于移動互聯(lián)網(wǎng)的學習的系統(tǒng)環(huán)境路線圖——國內(nèi)外基于移動互聯(lián)網(wǎng)的學習研究與應用案例研究專欄綜述篇[J]. 現(xiàn)代教育技術，2011，21（1）：14-20.

[3] 吳吉義，李文娟，黃劍平，章劍林，陳德人. 移動互聯(lián)網(wǎng)研究綜述[J]. 中國科學：信息科學，2015，45（1）：45-69.

[4] 唐燕兒，龐志堅，蘇寶華. 移動互聯(lián)網(wǎng)時代下漢語國際教育碩士教育模式探析[J]. 電化教育研究，2015，36（8）：34-39.

[5] 方海光，劉泮，黃榮懷.面向電子書的移動學習系統(tǒng)環(huán)境應用及趨勢研究[J].現(xiàn)代教育技術，2011，21（12）：18-23.

[6] 方海光，劉靜，黃榮懷，李玉順.基于學習對象化的基于移動互聯(lián)網(wǎng)的學習資源自適應引擎的研究[J].中國電化教育，2009（7）：51-55.

[7] 劉邦奇. 區(qū)域大規(guī)模學習生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建與運行模式研究[J]. 中國教育信息化，2017（3）：59-63.

[8] 曾祥躍. 網(wǎng)絡遠程教育生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及模型研究[J]. 電化教育研究，2011（9）：45-50.

[9] 朱俊，吳砥，周鵬. 基于云服務的區(qū)域教育生態(tài)構(gòu)建研究——以武漢教育云為例[J]. 中國電化教育，2016（4）：21-29.

[10] 趙秋錦，楊現(xiàn)民，王帆. 智能教育環(huán)境的系統(tǒng)模型設計[J]. 現(xiàn)代教育技術，2014，24（10）：12-18.

[11] 北京師范大學智慧學習研究院.2015中國智慧學習環(huán)境白皮書[EB/OL]. [2018-12-20]. http：//sli.bnu.edu.cn/a/yanjiuchengguo/yanjiubaogao/2016/0425/168.html.

[12] 楊現(xiàn)民，余勝泉. 智能教育體系架構(gòu)與關鍵支撐技術[J]. 中國電化教育，2015（1）：77-84，130.