楊海茹 劉清堂 張玉 王洋

摘要：信息技術(shù)的迅猛發(fā)展打破了傳統(tǒng)學(xué)習(xí)環(huán)境的平衡。該文從生態(tài)學(xué)理論視角，探討了學(xué)習(xí)環(huán)境的主體性、混合性、互動性、智慧性、泛在性、虛擬性等變革特征，設(shè)計了信息技術(shù)支持的生態(tài)化“物理-虛擬-資源”學(xué)習(xí)環(huán)境模型，并分析其核心構(gòu)建要素“兩種群”“三環(huán)境”，最后闡述了環(huán)境模型體現(xiàn)的生態(tài)性及模型應(yīng)用的學(xué)習(xí)路徑。信息技術(shù)促進(jìn)學(xué)習(xí)變革是應(yīng)然，以學(xué)習(xí)環(huán)境轉(zhuǎn)變支撐學(xué)習(xí)嬗變是必然，應(yīng)使二者平衡以促進(jìn)教育新生態(tài)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù);學(xué)習(xí)變革;學(xué)習(xí)環(huán)境;生態(tài)學(xué)

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

一、引言

隨著信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，促進(jìn)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)成為世界教育改革的關(guān)鍵點。2015年，新加坡提出Master Plan4計劃，為培養(yǎng)面向未來和有責(zé)任感的數(shù)字學(xué)習(xí)者和公民，建立支持隨時隨地學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)設(shè)施和社會文化相連接的ICT學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)。2017年，美國發(fā)布《國家教育技術(shù)規(guī)劃》，建議使用技術(shù)吸引和提升學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)，以便所有學(xué)習(xí)者都能參與并加強學(xué)校內(nèi)外的學(xué)習(xí)體驗，使其成為全球網(wǎng)絡(luò)社會中的積極參與者。2018年，教育部提出《教育信息化2.0行動計劃》，將在2022年基本實現(xiàn)“三全兩高一大”的發(fā)展目標(biāo)，提出未來數(shù)字校園全覆蓋建設(shè)、“互聯(lián)網(wǎng)+教育”平臺建設(shè)、教育資源向教育大資源轉(zhuǎn)變等目標(biāo)。2018年，教育部提出課堂教學(xué)改革，認(rèn)為課堂是教育改革的主戰(zhàn)場。教育部長陳寶生提出課堂改革要堅持學(xué)習(xí)者為中心。以上政策表明，面對時代需求，學(xué)習(xí)變革迫在眉睫。學(xué)習(xí)環(huán)境為學(xué)習(xí)提供了外部支撐條件，成為學(xué)習(xí)變革的保障和支撐力量。為了滿足新的教育改革需求，學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計也面臨新的轉(zhuǎn)變。學(xué)習(xí)環(huán)境已經(jīng)突破傳統(tǒng)的圍墻，由傳統(tǒng)的單一物理環(huán)境向多元學(xué)習(xí)環(huán)境轉(zhuǎn)變，學(xué)習(xí)資源由專用資源向大資源方向轉(zhuǎn)變，這為學(xué)習(xí)環(huán)境的生態(tài)化提供了需求、支持和動因。教育信息化2.0行動計劃推動下，如何從生態(tài)學(xué)視角設(shè)計滿足用戶個性化需求的學(xué)習(xí)環(huán)境成為學(xué)者們研究的熱點問題。文章討論了生態(tài)學(xué)視角下學(xué)習(xí)環(huán)境的轉(zhuǎn)變特征，構(gòu)建了信息技術(shù)支持的“物理-虛擬-資源”融合的學(xué)習(xí)環(huán)境模型，并探討了學(xué)習(xí)環(huán)境應(yīng)用路徑。

二、學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計與生態(tài)學(xué)理論概述

（一）學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計

1.學(xué)習(xí)環(huán)境的界定

楊開城認(rèn)為學(xué)習(xí)環(huán)境是各種資源的組合，可以支持建構(gòu)性學(xué)習(xí);盛群力認(rèn)為學(xué)習(xí)環(huán)境是促進(jìn)學(xué)習(xí)者積極建構(gòu)知識意義，促進(jìn)學(xué)習(xí)能力生成的外部條件，包含物理學(xué)習(xí)環(huán)境、技術(shù)學(xué)習(xí)環(huán)境、資源學(xué)習(xí)環(huán)境和和情感學(xué)習(xí)環(huán)境;Jonassen認(rèn)為學(xué)習(xí)環(huán)境是學(xué)習(xí)者利用信息資源和知識建構(gòu)工具解決實際問題的場所。國內(nèi)學(xué)者指出學(xué)習(xí)環(huán)境是學(xué)習(xí)的外部支撐條件，包含有學(xué)習(xí)資源、人際關(guān)系等物質(zhì)和非物質(zhì)條件。國外學(xué)者認(rèn)為學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)環(huán)境里的學(xué)習(xí)行為，可以組建學(xué)習(xí)共同體，尋找資源、解決問題等。

2.學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計的特征

鐘志賢認(rèn)為學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計，就是教師或者學(xué)生個體以及學(xué)校對學(xué)習(xí)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)，目的是為了促進(jìn)學(xué)習(xí)的高級思維能力發(fā)展和支持更有意義的學(xué)習(xí)。鐘啟泉認(rèn)為，學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計具有學(xué)校層面和課程層面兩種形式，課堂層面的學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計應(yīng)該重視學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程及其經(jīng)驗本身，建議構(gòu)建“設(shè)計-實踐-反思”迭代的非線性微型課程設(shè)計流程，豐富學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計的內(nèi)涵。有學(xué)者基于社會建構(gòu)主義的理解，認(rèn)為學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計應(yīng)當(dāng)遵循四個特征：“建構(gòu)性”“自控性”“情境性”和“協(xié)同性”，設(shè)計成“學(xué)習(xí)者中心”“知識中心”“評價中心”或者融合以上的“共同體中心”的學(xué)習(xí)環(huán)境。還有學(xué)者依據(jù)創(chuàng)造性教學(xué)設(shè)計視角，認(rèn)為學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計時應(yīng)重視這幾個關(guān)鍵詞：自控學(xué)習(xí)、個別差異、學(xué)習(xí)動機、思維過程、合作活動、多重體驗、自我表現(xiàn)等，創(chuàng)造一個“探究型學(xué)習(xí)”環(huán)境，促進(jìn)學(xué)習(xí)者的思考與表達(dá)。

在本研究中，我們認(rèn)為學(xué)習(xí)環(huán)境是在一定的學(xué)習(xí)空間內(nèi)，借助自適應(yīng)認(rèn)知工具、應(yīng)用個性化學(xué)習(xí)資源，實現(xiàn)自我和協(xié)同知識建構(gòu)的所有外部支撐條件。學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計不僅要重視課堂層面，學(xué)校層面的學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計也顯得尤為重要。學(xué)校層面學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計不僅關(guān)注課堂，還要關(guān)注其他物理、虛擬、社會文化等環(huán)境創(chuàng)設(shè)。

（二）生態(tài)學(xué)理論概述

“生態(tài)學(xué)”（Ecology）一詞，源于希臘語，派生自“Oikos”，意為“住所”“房子”等。1869年，德國生物學(xué)家?？藸枺℉aeckel）最早提出生態(tài)學(xué)概念，既“研究動物與有機環(huán)境和無機環(huán)境之間關(guān)系的科學(xué)”?，F(xiàn)在普遍的解釋，生態(tài)學(xué)就是“研究有機體或有機群體與其周圍環(huán)境關(guān)系的科學(xué)”。生態(tài)學(xué)研究包含個體生態(tài)、種群生態(tài)、群落生態(tài)和生態(tài)系統(tǒng)等領(lǐng)域。個體是生活在一定環(huán)境中的生物個體;種群是生活在特定環(huán)境中的同種個體組成的群體;群落是生活在同一特定環(huán)境中各種不同種群組成的復(fù)合體;生態(tài)是個體和環(huán)境的關(guān)聯(lián)，生態(tài)系統(tǒng)就是生物與環(huán)境之間相互作用的有機整體。生態(tài)學(xué)有兩個基本原理，生態(tài)系統(tǒng)原理和生態(tài)平衡原理。生態(tài)系統(tǒng)原理是指，有機體與環(huán)境之間相互依存、相互作用和整體性原理。生態(tài)平衡原理是指，當(dāng)有外來干擾時，生態(tài)系統(tǒng)可以自動調(diào)節(jié)物質(zhì)、能量的輸入和輸出趨于平穩(wěn)的狀態(tài)，這種生態(tài)平衡具有復(fù)雜的反饋機制和循環(huán)技能，具有動態(tài)相對平衡性。但是，當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)受到外界干擾超過自身調(diào)節(jié)范圍時，就會引起生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能紊亂，使整個生態(tài)系統(tǒng)的平衡被打破，就會出現(xiàn)失衡現(xiàn)現(xiàn)象，需要人類通過對科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)力的進(jìn)步來適應(yīng)新的環(huán)境，達(dá)到動態(tài)平衡。因此，生態(tài)學(xué)可以說是關(guān)于生命、環(huán)境和人類社會可持續(xù)發(fā)展的方法論科學(xué)，可以被其他學(xué)科發(fā)展借鑒。

從生態(tài)學(xué)的觀點看生態(tài)意識，要意識到生態(tài)就是生命的觀點、有機的觀點、自組織的觀點、內(nèi)在關(guān)聯(lián)的觀點，是“生命存在的狀態(tài)”。世界是由人、自然、社會鮮活的生命體組成，生命的特質(zhì)就是有機性。因此，生態(tài)學(xué)方法就是把各種生物、種群、群落置于彼此聯(lián)系又相互作用的社會生態(tài)系統(tǒng)中，關(guān)鍵在于“整體關(guān)聯(lián)”和“動態(tài)平衡”。在應(yīng)用生態(tài)學(xué)理論啟發(fā)教育問題的研究時，應(yīng)遵循有機性、完整性、連續(xù)性、動態(tài)平衡、適應(yīng)性、多樣性和共同進(jìn)化的原則。

學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計受到心理學(xué)、教育學(xué)、技術(shù)文化、實用主義視角等多元理論的影響，當(dāng)前從生態(tài)學(xué)視角研究學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計成為新的關(guān)注焦點。從生態(tài)學(xué)角度看環(huán)境，法國思想家莫蘭認(rèn)為，環(huán)境就是一個生態(tài)系統(tǒng)，與人類不是對立，是從屬;世界不是客體，人也不是孤島，人與環(huán)境是相互融合的。學(xué)者Arthur認(rèn)為學(xué)習(xí)環(huán)境就是一個包含學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)活動的學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)。在學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計時，我們應(yīng)該重視整合性、適應(yīng)性、平衡性、共生性等生態(tài)意識，為學(xué)生自然發(fā)展構(gòu)造包含物質(zhì)的、社會的、有形的、無形的等要素的復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)，創(chuàng)造豐富的學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)活動，提供多的選擇權(quán)給學(xué)生。

（三）信息技術(shù)支持的生態(tài)化學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計相關(guān)研究

當(dāng)前，學(xué)者們已經(jīng)開始關(guān)注信息技術(shù)支持下的生態(tài)化學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計與建設(shè)。張立新等認(rèn)為生態(tài)化虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境具有系統(tǒng)性、平衡性、開放性、自組織性等特征，從個體與群體的組織與管理、活動和支持系統(tǒng)方面，建構(gòu)了生態(tài)虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境模型及應(yīng)用策略。楊現(xiàn)民等提出，泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下的學(xué)習(xí)資源是有機生命體，具有產(chǎn)生、成長、成熟、消亡的生命周期?；诖擞^點，他們構(gòu)建了泛在學(xué)習(xí)資源進(jìn)化模型和泛在學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)模型，其中的有機體包括資源種群和用戶種群，環(huán)境包括學(xué)習(xí)服務(wù)，學(xué)習(xí)終端設(shè)備以及支持環(huán)境等。武法提等對網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境的生態(tài)化設(shè)計提出了策略，比如非線性、動態(tài)性、開放性等。鄭旭東等從具身認(rèn)知視角，提出人與環(huán)境的交互過程中存在“感知-行動”循環(huán)的動態(tài)耦合機制，推動了學(xué)習(xí)環(huán)境之生態(tài)隱喻的建立與發(fā)展。

綜上，關(guān)于學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計及生態(tài)化學(xué)習(xí)環(huán)境研究取得了不少成果，研究都很有意義，拓寬了學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計的視野，促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境的發(fā)展。但是，已有研究多從生態(tài)學(xué)角度關(guān)注虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境要素及關(guān)系，而對于資源、用戶及多元環(huán)境之間的關(guān)聯(lián)及應(yīng)用路徑缺乏深度的探索。文章嘗試從生態(tài)學(xué)視角分析信息技術(shù)促進(jìn)學(xué)習(xí)環(huán)境的轉(zhuǎn)變，并嘗試構(gòu)建物理一虛擬一資源融合的學(xué)習(xí)環(huán)境模型及應(yīng)用路徑。

三、信息技術(shù)促進(jìn)學(xué)習(xí)環(huán)境變革的特征分析

生態(tài)學(xué)角度看，學(xué)習(xí)環(huán)境是一個開放性、動態(tài)平衡、有目的、有序的教育生態(tài)系統(tǒng)。為了培養(yǎng)社會所需人才，可以通過反饋機制進(jìn)行自我調(diào)整。隨著信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的介入，為學(xué)習(xí)者提供了豐富的資源活動和學(xué)習(xí)技術(shù)支撐，學(xué)習(xí)環(huán)境產(chǎn)生了很大的變革，主要凸顯了主體性、混合性、互動性、智慧性、泛在性、虛擬性等轉(zhuǎn)變特征。了解學(xué)習(xí)環(huán)境變革特征，為學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計提供指導(dǎo)意義。

（一）從教師為中心的教學(xué)環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生為主體的學(xué)習(xí)環(huán)境

學(xué)習(xí)環(huán)境中的主體和客體地位發(fā)生顛覆式的變革，教師從傳統(tǒng)的知識講授者、灌輸者，轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生的引導(dǎo)者、意義建構(gòu)的促進(jìn)者，課程開發(fā)者、合作者，信息資源的設(shè)計和探究者等角色。學(xué)習(xí)者處于學(xué)習(xí)的主體地位，成為學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計的中心，強調(diào)“以學(xué)為中心”以及“共同體為中心”的主體性環(huán)境特征。

（二）從傳統(tǒng)的課堂教學(xué)環(huán)境到混合式學(xué)習(xí)環(huán)境轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)境中是以講授為主的教學(xué)模式，逐步轉(zhuǎn)向傳統(tǒng)課堂與在線課堂整合的混合學(xué)習(xí)模式。多終端會議系統(tǒng)、視頻同步互動教室實現(xiàn)了師生同步異地、同地異步、異地異步的混合互動;班級電子白板、網(wǎng)絡(luò)虛擬社區(qū)推動了混合式學(xué)習(xí)資源的不斷發(fā)展;增強現(xiàn)實與虛擬現(xiàn)實技術(shù)改變了傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)者的“離身”認(rèn)知結(jié)構(gòu)，增強了虛擬和現(xiàn)實的混合沉浸感;翻轉(zhuǎn)課堂將傳統(tǒng)教學(xué)的課前預(yù)習(xí)變?yōu)榛诰W(wǎng)絡(luò)的知識建構(gòu)，出現(xiàn)了師生、生生協(xié)作交流的混合學(xué)習(xí)主場，凸顯了學(xué)習(xí)環(huán)境的混合性特征。

（三）從單一互動學(xué)習(xí)環(huán)境到多元交互學(xué)習(xí)環(huán)境轉(zhuǎn)變

交互式電子白板、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、人工智能和其他技術(shù)在學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，紛繁多樣的技術(shù)工具構(gòu)建起“師生、生生、人機、人與資源”的多元交互學(xué)習(xí)環(huán)境。例如“多終端同步視頻互動”教學(xué)平臺，通過多向交互、協(xié)作學(xué)習(xí)、資源共享等實現(xiàn)本地課堂與異地教室的虛擬“面對面”，增強師生的互動效果，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)資源共享，體現(xiàn)了學(xué)習(xí)環(huán)境的互動性特征。

（四）從被動接收式多媒體學(xué)習(xí)環(huán)境到主動參與式智慧學(xué)習(xí)環(huán)境轉(zhuǎn)變

常見的多媒體教學(xué)工具服務(wù)于教師的教，學(xué)習(xí)者被視為學(xué)科知識的接收者、認(rèn)知工具的接受者、學(xué)習(xí)資源的旁觀者。智慧學(xué)習(xí)環(huán)境強調(diào)學(xué)習(xí)者為中心，使學(xué)習(xí)工具微型化、智能化以降低學(xué)習(xí)者認(rèn)知負(fù)荷，學(xué)習(xí)資源個性化、主動化以避免學(xué)習(xí)者信息過載及知識迷航，學(xué)習(xí)服務(wù)自主化、定制化以實現(xiàn)學(xué)習(xí)者自適應(yīng)的個性發(fā)展。學(xué)習(xí)行為分析、生理信息分析以及多模態(tài)數(shù)據(jù)分析技術(shù)在學(xué)習(xí)環(huán)境中的普及應(yīng)用，可以記錄過程、識別情景、聯(lián)接社群、感知環(huán)境等體現(xiàn)了學(xué)習(xí)環(huán)境的智慧性特征。

（五）從正式的課堂教學(xué)環(huán)境到非正式泛在學(xué)習(xí)環(huán)境轉(zhuǎn)變

當(dāng)前，開放教育資源蓬勃發(fā)展，海量的學(xué)習(xí)資源改變了學(xué)習(xí)者單純從正式課堂環(huán)境獲取知識的途徑和方式。有研究發(fā)現(xiàn)，人的一生有超過70%的知識來自于非正式學(xué)習(xí)，表明其對學(xué)生學(xué)習(xí)的重要性。學(xué)生們從課外活動、場館環(huán)境、圖書館等日常生活經(jīng)驗或?qū)嵺`環(huán)境中獲取知識、技能和態(tài)度等，這種學(xué)習(xí)活動被稱為非正式學(xué)習(xí)?；ヂ?lián)網(wǎng)移動通信技術(shù)、智能移動終端創(chuàng)設(shè)的泛在學(xué)習(xí)環(huán)境，為非正式學(xué)習(xí)的產(chǎn)生提供有力的支撐，學(xué)生可以享受無處不在的學(xué)習(xí)資源、無處不在的學(xué)習(xí)服務(wù)和無處不在的學(xué)習(xí)伙伴，這體現(xiàn)了學(xué)習(xí)環(huán)境的泛在性特征。

（六）從真實物理校園到多元虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境拓展

傳統(tǒng)教學(xué)是以學(xué)校與教室為中心的正式學(xué)習(xí)過程。物理、虛擬交叉融合的學(xué)習(xí)環(huán)境突破了傳統(tǒng)學(xué)習(xí)環(huán)境的局限，開辟了一個獨立于真實學(xué)習(xí)場所的“第三世界”。教師和學(xué)生可以從同一物理環(huán)境分離，虛擬時空與校園環(huán)境得以融合。MOOC、虛擬社區(qū)、自帶設(shè)備、社交媒體等促進(jìn)了海量學(xué)習(xí)資源的持續(xù)進(jìn)化，為多元環(huán)境交叉融合的生態(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境提供了支持。

為了滿足不同學(xué)生個性化學(xué)習(xí)需求，應(yīng)用生態(tài)觀整合信息化教育系統(tǒng)各個要素及技術(shù)支撐條件，構(gòu)建多維生態(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境模型顯得尤為重要。

四、生態(tài)化“物理-虛擬-資源”學(xué)習(xí)環(huán)境模型設(shè)計

（一）模型建構(gòu)

信息時代，在浩瀚的學(xué)習(xí)資源海洋中，學(xué)生迷航且不能很好地鑒別資源的優(yōu)劣。教師應(yīng)把優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)資源進(jìn)行組織和整理，放在網(wǎng)絡(luò)平臺中或者云中心，增加資源的易用性和共享性。傳統(tǒng)意義，學(xué)習(xí)資源是支持學(xué)習(xí)的所有信息，是學(xué)習(xí)環(huán)境的要素之一。從生態(tài)學(xué)角度來說學(xué)習(xí)資源是有機體應(yīng)用的消費對象，具有生命有機性和發(fā)展性，包含除了校舍、書本、教師、專家、電腦等之外的，所有支持學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源，是教學(xué)設(shè)計的重點內(nèi)容。我們認(rèn)為學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計，除了物理環(huán)境、虛擬環(huán)境建設(shè)，還應(yīng)重視資源環(huán)境（學(xué)習(xí)資源管理平臺及各種教育云等存放資源的場所）。因此，參考楊現(xiàn)民、盛群力等學(xué)者關(guān)于資源和環(huán)境的觀點，基于生態(tài)學(xué)理論的啟示及生態(tài)化學(xué)習(xí)環(huán)境已有成果，我們結(jié)合當(dāng)前學(xué)習(xí)環(huán)境的變革特征，為滿足學(xué)習(xí)者個性化需求，構(gòu)建了融合共同體中心特征的生態(tài)化“物理-虛擬-資源”學(xué)習(xí)環(huán)境模型，如下圖所示。

模型內(nèi)環(huán)是學(xué)習(xí)共同體為中心的“物理-虛擬-資源”三元環(huán)境，三者相互關(guān)聯(lián)也可以說是一種學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)。從教育生態(tài)化環(huán)境的適應(yīng)性角度看，是在傳統(tǒng)物理環(huán)境的基礎(chǔ)上，納入了資源環(huán)境和虛擬環(huán)境。模型中間環(huán)是學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的技術(shù)支撐和持續(xù)發(fā)展保障，包含互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)環(huán)境和規(guī)范環(huán)境。互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)環(huán)境提供學(xué)習(xí)所需的各種信息技術(shù)、云計算技術(shù)等，使學(xué)習(xí)系統(tǒng)具有開放性、互聯(lián)性、共享性、持續(xù)性等生態(tài)特征。規(guī)范生態(tài)環(huán)境主要包含一些學(xué)習(xí)規(guī)范和學(xué)習(xí)模式等，例如，課堂正式學(xué)習(xí)、場館非正式學(xué)習(xí)、虛擬協(xié)作學(xué)習(xí)、個性化資源主動推送學(xué)習(xí)、泛在學(xué)習(xí)等學(xué)習(xí)模式和規(guī)范，是一種三元融合環(huán)境中的學(xué)習(xí)文化，承擔(dān)著保障環(huán)境氛圍和秩序的功能。模型外環(huán)是社會環(huán)境，是生態(tài)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的社會支撐。社會環(huán)境主要是三元環(huán)境中所涉及的人與人之間的關(guān)系，包含教學(xué)活動中的教與學(xué)的具體活動，以及活動中建立的師生關(guān)系、生生關(guān)系，及信息化領(lǐng)導(dǎo)、信息化管理、信息化督導(dǎo)、學(xué)科教師、學(xué)生之間的各種互動關(guān)系等。

（二）要素解析

1.“兩種群”

“種群”是環(huán)境的核心要素，包含參與學(xué)習(xí)行為的用戶種群和支持學(xué)習(xí)行為的資源種群。種群是環(huán)境中的有機體集合。學(xué)習(xí)環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)包括用戶種群與資源種群，前者是環(huán)境中的關(guān)鍵物種，是生態(tài)系統(tǒng)的建立與運行中心;后者是學(xué)習(xí)的外部支撐條件，是用戶種群的消費對象，二者相依生存并相互動態(tài)鏈接。用戶種群包含學(xué)習(xí)者組成的學(xué)生群、教師組織的教師群，以及他們彼此形成的學(xué)習(xí)共同體。學(xué)習(xí)環(huán)境中以學(xué)生種群為中心，教師種群引導(dǎo)支持學(xué)生種群活動，學(xué)生種群反過來反饋給教師種群促進(jìn)其專業(yè)成長。教師種群和學(xué)生種群協(xié)作發(fā)展到一定程度，就成為具有共同愿景和共同文化的學(xué)習(xí)共同體。資源種群是用戶種群的消費對象，為用戶提供適應(yīng)性的給養(yǎng)，內(nèi)部也存在相互關(guān)聯(lián)和相互競爭的關(guān)系。資源質(zhì)量的差異可以導(dǎo)致兩種截然不同的學(xué)習(xí)效果，優(yōu)質(zhì)的資源有助于用戶種群的發(fā)展，反之不然。

此外，用戶種群間也存在著競爭與合作的矛盾關(guān)系。用戶在進(jìn)行資源消費、考試測評時屬于競爭關(guān)系，而在疑難解答、協(xié)同討論時屬于合作關(guān)系。為了更好地支持用戶種群的發(fā)展，要基于用戶個性特征與資源屬性特性，建立用戶模型、資源模型及資源自適應(yīng)推薦系統(tǒng)，讓二者之間存在關(guān)聯(lián)映射關(guān)系。用戶特征分為用戶基本信息、興趣偏好、學(xué)習(xí)行為記錄、認(rèn)知學(xué)習(xí)風(fēng)格等。通過用戶分析、數(shù)據(jù)挖掘、情景推理聚合不同類別用戶信息，形成生態(tài)化學(xué)習(xí)環(huán)境中的各類用戶種群。根據(jù)用戶的屬性和需求范圍，為學(xué)習(xí)者定制單一學(xué)習(xí)資源或批量學(xué)習(xí)資源。資源特征主要指資源交互類型、難易程度、媒體承載類型等。對于資源來說，系統(tǒng)可以根據(jù)對學(xué)習(xí)資源限制條件的多少，為該學(xué)習(xí)資源匹配單一的用戶或者多個用戶，通過資源集聚整合、用戶種群分析、教育大數(shù)據(jù)挖掘等方式實現(xiàn)資源主動推送服務(wù)。

2.“三環(huán)境”

（1）物理環(huán)境

物理環(huán)境是傳統(tǒng)意義的物品環(huán)境，指分布于不同地域的學(xué)校、教育機構(gòu)及各種場館學(xué)習(xí)環(huán)境（博物館、科技館、STEAM實驗室）等。學(xué)校環(huán)境包括實地場所、多媒體硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)，由教師與研究者負(fù)責(zé)環(huán)境的設(shè)計與運行，教學(xué)方式采用班級授課，教學(xué)評價以紙筆測驗為主。教育機構(gòu)是現(xiàn)在正式課堂學(xué)習(xí)外的一種輔助學(xué)習(xí)方式，由校外教育企業(yè)機構(gòu)運行管理，采用面對面和在線學(xué)習(xí)結(jié)合的方式進(jìn)行，用小班化教學(xué)或者一對一教學(xué)組織形式。場館學(xué)習(xí)環(huán)境是由博物館、科技館的管理人員、科學(xué)教育工作者共同設(shè)計和管理的學(xué)習(xí)環(huán)境，采用情境學(xué)習(xí)模式，引導(dǎo)學(xué)生借助學(xué)習(xí)單或者APP等工具，與展品及同伴之間開展的非正式學(xué)習(xí)活動。

（2）虛擬環(huán)境

虛擬環(huán)境是指借助信息技術(shù)設(shè)計開發(fā)的學(xué)習(xí)環(huán)境。例如，網(wǎng)絡(luò)課堂、專題社區(qū)、MOOC社區(qū)，以及虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實創(chuàng)建的三維虛擬體驗環(huán)境等，通常由企業(yè)團(tuán)隊設(shè)計開發(fā)和維護(hù)平臺及設(shè)備的管理。教師利用虛擬社區(qū)輔助教學(xué)、學(xué)習(xí)者采用目標(biāo)導(dǎo)向的自主學(xué)習(xí)方式進(jìn)行自主或者協(xié)作學(xué)習(xí)。學(xué)生的學(xué)習(xí)評價經(jīng)常采用在線測評系統(tǒng)以及在線學(xué)習(xí)行為分析。學(xué)習(xí)者可以借助技術(shù)體驗臨場感強的三維學(xué)習(xí)環(huán)境，增強對抽象知識的多樣理解，促進(jìn)移動學(xué)習(xí)的發(fā)展。

（3）資源環(huán)境

資源環(huán)境是指支持?jǐn)?shù)字化學(xué)習(xí)的資源管理系統(tǒng)平臺。它包含國家教育資源公共服務(wù)平臺、省市地區(qū)的教育資源云平臺以及各種APP學(xué)習(xí)平臺等，通常由企業(yè)和教育主管部門負(fù)責(zé)開發(fā)運營。借助技術(shù)的連通性，讓資源成為用戶間溝通的橋梁，使其具有再生性、協(xié)同編輯性、持續(xù)進(jìn)化性等屬性，可以對資源進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化描述、檢索、分類、標(biāo)注、聚合實現(xiàn)資源環(huán)境中的互通互聯(lián)、共建共享。

（三）生態(tài)特征

本研究中生態(tài)化“物理-虛擬-資源”學(xué)習(xí)環(huán)境，主要體現(xiàn)了整合性、適應(yīng)性、自我組織性及多樣共生性等生態(tài)特征。

整合性是指生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的所有要素密切聯(lián)系.相互合作。環(huán)境模型將整合的理念擴展到學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計中，整合了學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)所需的一切支持條件，從物理環(huán)境到虛擬環(huán)境等，滿足了不同學(xué)習(xí)個體需求與環(huán)境互動的可供性。三個環(huán)境相互用雙箭頭鏈接，表明其相互關(guān)聯(lián)，相互支撐。用戶種群，教師和學(xué)生相互支持，在學(xué)習(xí)共同體這種可以稱為文化生態(tài)環(huán)境中，共同取長補短獲得共生。

適應(yīng)性是指人為了理解環(huán)境并與之和諧共處采取積極主動的活動。同時，學(xué)習(xí)環(huán)境能夠基于人的特征和需求進(jìn)行富有彈性的變化。在學(xué)習(xí)環(huán)境模型中，適應(yīng)性意味著在教學(xué)中，教師和學(xué)生結(jié)合具體教學(xué)目標(biāo)以及實際需求，選擇適合的教學(xué)方式進(jìn)行學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計等，讓其在和諧的生態(tài)的共同體氣氛中確立學(xué)生的主體地位，促進(jìn)其發(fā)展。環(huán)境模型中，發(fā)展箭頭表示學(xué)生和教師為了自身的發(fā)展，需要提升學(xué)科素養(yǎng)、信息素養(yǎng)、專業(yè)素養(yǎng)等適應(yīng)學(xué)習(xí)環(huán)境的轉(zhuǎn)變。學(xué)習(xí)環(huán)境可以為不同個體不同需求提供多樣化的資源推薦，為用戶提供消費對象，同時資源又可以再生反饋給用戶。環(huán)境模型中，用雙箭頭表示學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計和發(fā)展，也要適應(yīng)外部互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)環(huán)境、社會環(huán)境、規(guī)范環(huán)境的要求。

自我組織性指學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)是生命的組織，具有一定的自我再生能力。環(huán)境模型中，用戶種群是中心地位，和資源種群都具有生命有機性，且二者相互支撐。用戶種群中，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師是學(xué)習(xí)引導(dǎo)者、促進(jìn)者，學(xué)習(xí)共同體是高校學(xué)習(xí)的組織形式。學(xué)生具有主體性，擁有自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力，可以結(jié)合需求選擇適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)方式，采取比如自主學(xué)習(xí)或者協(xié)作學(xué)習(xí)查找和應(yīng)用信息，促進(jìn)自身發(fā)展。教師可以結(jié)合具體學(xué)習(xí)目標(biāo)及學(xué)校實際條件，自組織選擇適合場所或者資源，進(jìn)行學(xué)習(xí)環(huán)境微設(shè)計，提升學(xué)習(xí)環(huán)境的再生性等。

多樣共生性是指在人類的實踐活動中，各種活動和關(guān)系是一種多樣性的共生關(guān)系。學(xué)習(xí)環(huán)境模型中，體現(xiàn)了學(xué)習(xí)者與多樣環(huán)境的互動，產(chǎn)生了多樣的學(xué)習(xí)實踐活動，比如學(xué)校正式學(xué)習(xí)、機構(gòu)培訓(xùn)學(xué)習(xí)、場館非正式學(xué)習(xí)、虛擬社區(qū)學(xué)習(xí)、智慧教室學(xué)習(xí)、增強現(xiàn)實場景學(xué)習(xí)、APP資源移動學(xué)習(xí)等。共生性，體現(xiàn)了學(xué)習(xí)者和學(xué)習(xí)環(huán)境的互利共生性。一方面，學(xué)習(xí)環(huán)境為學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的有效發(fā)生和心智的健康成長提供所需的內(nèi)容材料、輔助性資源、認(rèn)知工具、策略情境等方面的支持;另一方面，學(xué)習(xí)者也為學(xué)習(xí)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展和良性建構(gòu)注入新的活力，并以生產(chǎn)者的身份為學(xué)習(xí)環(huán)境添加豐富多樣的環(huán)境元素。

五、生態(tài)化“物理-虛擬-資源”學(xué)習(xí)環(huán)境模型應(yīng)用

當(dāng)今社會由于信息的過載、知識的激增、個人需求的多樣性，更加強調(diào)學(xué)習(xí)的終身化和個性化，因此生態(tài)化“物理-虛擬-資源”學(xué)習(xí)環(huán)境模型具有廣泛的應(yīng)用性。該學(xué)習(xí)環(huán)境模型可以根據(jù)學(xué)生的需求以及所處學(xué)習(xí)環(huán)境的實際條件，提供不同的學(xué)習(xí)路徑，支持多樣的學(xué)習(xí)功能。我們將物理學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)置為A，將虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)置為B，將資源學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)置為C，學(xué)生應(yīng)用此模型開展學(xué)習(xí)路徑有以下六種選擇：（1）學(xué)校內(nèi)的正式學(xué)習(xí)（A）：物理學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)習(xí)者在學(xué)校常規(guī)教室學(xué)習(xí)，借助教師、教材、多媒體環(huán)境中的簡單實體教學(xué)資源進(jìn)行面對面的正式學(xué)習(xí)，是傳統(tǒng)的學(xué)校學(xué)習(xí)路徑;（2）基于虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)的學(xué)習(xí)（B）：信息技術(shù)的教育應(yīng)用打破了傳統(tǒng)學(xué)習(xí)封閉式的空間壁壘，促進(jìn)虛擬學(xué)習(xí)普及應(yīng)用，虛擬“場”中學(xué)習(xí)者通過建立學(xué)習(xí)共同體或者自主學(xué)習(xí)實現(xiàn)處處可學(xué)、時時可學(xué)、人人可學(xué)的泛在學(xué)習(xí)，是一種在線學(xué)習(xí)路徑;（3）物理、虛擬聯(lián)結(jié)的混合學(xué)習(xí)（A-B）：此學(xué)習(xí)路徑體現(xiàn)的是在校學(xué)習(xí)與虛擬學(xué)習(xí)的整合，是線上學(xué)習(xí)與線下學(xué)習(xí)的聯(lián)結(jié)，可以開展混合性學(xué)習(xí)、智慧性學(xué)習(xí)、泛在性學(xué)習(xí)等新的學(xué)習(xí)路徑;（4）物理、資源聯(lián)結(jié)的學(xué)習(xí)（A-C）：在傳統(tǒng)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過信息技術(shù)提供的替代性媒介與APP資源平臺實現(xiàn)與海量學(xué)習(xí)資源聯(lián)結(jié)，通過二者聯(lián)結(jié)以實現(xiàn)基于大資源的學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，可以開展場館學(xué)習(xí)、Steam教育、移動學(xué)習(xí)等非正式學(xué)習(xí)路徑;（5）虛擬、資源聯(lián)結(jié)的學(xué)習(xí)（B-C）：虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)習(xí)者借助社區(qū)平臺提供的海量學(xué)習(xí)資源，實現(xiàn)基于資源的個性化或者協(xié)作學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)者可以享受到個性化資源主動推動服務(wù)，開展MOOC、專題培訓(xùn)、學(xué)習(xí)定制等個性化自主學(xué)習(xí)路徑;（6）物理、資源、虛擬互聯(lián)的學(xué)習(xí)（A-B-C）：多維生態(tài)環(huán)境支持的學(xué)習(xí)體現(xiàn)了教育生態(tài)化的基本思想，學(xué)習(xí)不再是單一的依賴于某一方系統(tǒng)的支撐，而是基于多維度協(xié)同構(gòu)建的自適應(yīng)性學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行。學(xué)習(xí)主體歸屬于某一學(xué)習(xí)共同體，對于學(xué)習(xí)主體的發(fā)展更具有促進(jìn)意義，在此環(huán)境下可以開展自適應(yīng)生態(tài)化學(xué)習(xí)路徑。

總之，在生態(tài)化學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)習(xí)者在物理環(huán)境中可以進(jìn)行正式學(xué)習(xí)或者非正式學(xué)習(xí)，在虛擬環(huán)境中可以建立學(xué)習(xí)共同體進(jìn)行自主學(xué)習(xí)或者團(tuán)隊協(xié)作學(xué)習(xí)，在資源環(huán)境中可以獲取學(xué)習(xí)所需要的個性化資源進(jìn)行自適應(yīng)或者自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)，真正實現(xiàn)了環(huán)境對學(xué)習(xí)的全方位支持。當(dāng)前，一些新興智慧學(xué)習(xí)環(huán)境給人們留下了深刻的印象：信息技術(shù)的組合運用、協(xié)作探究的學(xué)習(xí)方式、虛擬的學(xué)習(xí)共同體、線上線下的教育融合、視頻直播的遠(yuǎn)程資源支持等都是“物理-虛擬-資源”學(xué)習(xí)環(huán)境未來教育應(yīng)用的雛形。該模型環(huán)境中信息技術(shù)的設(shè)計與應(yīng)用，應(yīng)遵循技術(shù)為了促進(jìn)學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率，改變學(xué)習(xí)方式的原則，避免出現(xiàn)為了“技術(shù)而技術(shù)的”的環(huán)境創(chuàng)建誤區(qū)。技術(shù)只是教育變革中的“滄海一粟”，雖然有潛力變革教育，但是更多的是作為一種“替代策略”應(yīng)用于教學(xué)中，還不足以支撐整個教育系統(tǒng)變革的發(fā)生。信息技術(shù)促進(jìn)學(xué)習(xí)變革的本質(zhì)，是整個學(xué)習(xí)認(rèn)識過程及構(gòu)成要素的組合與重構(gòu)，是基于傳統(tǒng)課堂教學(xué)的繼承轉(zhuǎn)向面向當(dāng)前信息化社會的集成創(chuàng)新。因此，生態(tài)化學(xué)習(xí)環(huán)境中提供的多樣化學(xué)習(xí)路徑及環(huán)境要素對學(xué)習(xí)變革有重要意義。

六、結(jié)語

信息技術(shù)打破了傳統(tǒng)學(xué)習(xí)壁壘，促進(jìn)了學(xué)習(xí)環(huán)境主體性、混合性、互動性、智慧性、泛在性、虛擬性等不同程度的變革?！?1世紀(jì)學(xué)習(xí)能力框架”認(rèn)為生活/職業(yè)技能、學(xué)習(xí)/創(chuàng)新技能、信息媒體/技術(shù)技能是新時期學(xué)習(xí)者應(yīng)該掌握的基礎(chǔ)技能，而這些能力的習(xí)得必須依賴學(xué)習(xí)環(huán)境、專業(yè)發(fā)展、課程與教學(xué)、標(biāo)準(zhǔn)與評估等方面的協(xié)同支撐。學(xué)習(xí)者在“自定步調(diào)、自我監(jiān)督、及時反饋”的個人學(xué)習(xí)環(huán)境中，可以采取個性化的學(xué)習(xí)方式，獲取自適應(yīng)推送學(xué)習(xí)資源，實現(xiàn)人與人、人與資源的深度互動，提升學(xué)習(xí)能力。因此，信息技術(shù)支持的生態(tài)化“物理-虛擬-資源”學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計對未來學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)具有一定的啟發(fā)作用。以信息技術(shù)實現(xiàn)學(xué)習(xí)環(huán)境變革是學(xué)習(xí)系統(tǒng)適應(yīng)時代要求、促進(jìn)教育發(fā)展的應(yīng)然，以學(xué)習(xí)生態(tài)環(huán)境的轉(zhuǎn)變支撐學(xué)習(xí)嬗變是學(xué)習(xí)變革的必然，是打破傳統(tǒng)學(xué)習(xí)藩籬、催生信息時代新型教育的必由之路。隨著人工智能技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等在教育的應(yīng)用，智能化的生態(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計將成為發(fā)展的新方向。信息技術(shù)促進(jìn)學(xué)習(xí)變革是應(yīng)然，以作為學(xué)習(xí)外部支撐條件的學(xué)習(xí)環(huán)境的轉(zhuǎn)變，支撐學(xué)習(xí)嬗變是必然，應(yīng)使二者平衡以促進(jìn)教育新生態(tài)發(fā)展。

作者簡介：

楊海茹：副教授，在讀博士，研究方向為教育技術(shù)基本理論、網(wǎng)絡(luò)教育等（yanghairu@mails.ccnu.edu.cn）。

劉清堂：教授，博士生導(dǎo)師，研究方向為教育技術(shù)基本理論、網(wǎng)絡(luò)教育、學(xué)習(xí)分析技術(shù)（liuqtang@mail.com.edu.cn）。

張玉：碩士，研究方向為信息技術(shù)與教育（1559912312@qq.com）。

王洋：在讀博士，研究方向為網(wǎng)絡(luò)教育、學(xué)習(xí)分析技術(shù)等（1284526718@qq.com）。