以“学习用户”为中心的智慧教育装备服务设计研究*

孔德彭，孔德辉，闫艳敏

（1.浙江工业大学 技术与教育发展研究中心，浙江 杭州 310014；2.祁仪乡第一初级中学，河南 南阳 473413；3.商丘职业技术学院，河南 商丘 476000）

一、引言

教育装备是开展教学环节的被控对象或施展物理平台，尤其是含有实验和实训部分的教学内容，其对教育装备的依赖程度尤其明显。随着知识总量的增加和信息化进程加快，教学质量的好坏直接与教育装备技术水平的高低密切相关，近年来，国家大力推进教育信息化，教育装备的更新换代和产业化发展迎来了美丽的春天，特别是 《国家中长期教育改革和发展规划纲要 （2010-2020年）》刚刚实施这两年间，国家教育经费大幅度增加，由原来占全国GDP总量的3.59%跃至4%之多，教育经费的纯增量高达1900多亿元，其中直接或间接用于购置教育装备的将近1000亿元，这样无形中助推了教育装备产业的发展。2011-2012年我国教育装备产业规模平均每年达到3400多亿元，产业呈现更加强劲的增长势头，尤其随着智慧教育的推进，智慧学习环境的构建完全取决于教育装备智能化程度，故随市场需求的驱动和产业的促进，教育装备的创新设计与开发已提上议事日程。至此基于其软硬属性，在满足现代学习用户的创新需求和移动学习的特点方面，将服务设计理念引入过程大有裨益。

教育的大力发展和信息化步伐加快促进装备产业规模化发展，全面认识教育装备的发展趋势是创新设计的前提。当然，从不同视角看，教育装备呈现出了不同的发展趋势:一是从形式上分，教育装备已从单一的教学设施发展到融入教育理念、计算机技术适合家庭和社会的各类设施及工具，日趋多样化，并向智慧教室与智慧校园挺进；二是从结构上看，由原来单一的演示构造，发展成如今智能化、集成化和微型化的专业制造产品；三是从功能上看，由简单的示意功能，发展成集成文字、动画、视频、音频和图像为一体的复合信息体，继而朝智慧化方向发展；四是从应用对象上看，由原始的教育技术应用延伸到诸多行业推广应用，使用对象涉及幼儿、小学、初中、高中和大学，乃至老年终身学习。智慧环境的展示形式为智慧教室、区域性智慧校园、虚拟学习社区，因而智慧学习的推进程度取决于智慧教育装备设计技术的进步。[1]

智慧学习是智慧教育的另一面，是继数字学习（e-Learning）、移动学习（m-Learning）、泛在学习（n-Learning）之后的第四次浪潮，是产业全球化知识加剧的新形式，即运用科学的方法，利用智慧教育装备构建的智慧环境，进行快速、自主、高效的学习。智慧教育装备是智慧教学资源包和物理学习终端构成的联合体，物理终端性能水平与时代科技水平密切同步，外观设计归属服务设计范畴。[2]首先，资源包的服务设计从教育功能上要综合考虑知识性、趣味性、富媒性、关联性；其次注重交互性、开放性，以及借助数字化技术、虚拟化技术和移动服务设计理念，将认知科学和脑科学理论加以综合设计，以便支持学习优化的新兴虚拟服务工具，融合智能应变和联网共享特性，疾驰获得立即释放，精确灵活，合理调度和科学分配人脑神经及注意力有限资源，在非疲劳期最大化地吸引到认知学习上，避免注意力稀缺资源的浪费。[3]

二、智慧教育装备服务设计研究现状

1.智慧教育装备研究现状分析

智慧教育装备是在教育装备经历了第一代的手工技术、第二代的机电技术、第三代的信息技术和第四代的数字化技术后的又一进步。智慧教育装备的雏形先由美国（L.W.Anderson&D.R.Krathwohl.）专家提出，接着各国学者从各个视角展开研究，法国基于虚化技术构建“电子式样书包”服务工作空间，韩国从电子书包的教育内容的交互性提出了XML电子课本建设规范，台湾利用移动终端随心所欲搭建智慧课堂（AdHoc Classroom）以满足无处不在的课堂。伴随着web技术的发展，智能化技术施展魔力无处不在，于是隐形智力资源给我们学习带来了方便，全球新媒体联盟发布的报告说明，智慧装备对未来的学习科学的帮助影响将变得巨大。

纵观国内，教育技术装备发展也是风生水起，国内某些省份的GDP就是大部分靠教育装备产业的拉动，教育界的专家在一定程度上展开了深入的技术层面和发展趋势定位研究。祝智庭从关联、分级发展和开放的视角对智慧教育装备的代表设施如电子书包进行了建模研究；徐福荫从装置起源深入研究及挖掘，进而深入到数字化教育装备，现在也针对智能教育装备进行了相关研究。随着物联网与计算技术的发展，借助云共享平台，解决制约交互白板、电子书包优质资源的瓶颈难题，有了丰富的资源，学习自主性增加，个性学习变得容易，交互合作不再是难题。传感技术、网络技术和富媒体技术以及人工智能技术为我们设计了舒适智慧的学习场景。至此借助于服务设计技术，确立学习用户中心，进行协同创新、角色定位、情感跟踪和注意力资源科学分配，与学习装备结合起来，高效完美如一。

2.服务设计研究的意义

智慧教育装备是“教育内容+智慧学习终端+服务设计”三者的有机结合体，也就是有形的“硬”件基础上有“软”的支撑，“软”是教育内容的设计和优化调度服务设计，实时感知外部环境并与之交互，科学分配注意力等稀缺资源，最大化服务学习者自主学习。我们知道未来市场的挑战不是简单的产品的竞争，也包括无形的服务设计的竞赛。服务设计的领跑行业是通信产业，占市场份额比较大的通信产品都融入了服务设计的元素，现在产品和服务的界限逐渐变得模糊，服务即产品，产品即服务。[4]移动终端具有软核与硬核，智慧教育装备是发展了的数据移动智能终端，除了具有以上特性之外还具有教育属性。以上属性的驾驭者就是服务设计，它将营销学、心理学、计算机技术和设计学通过产品设计、服务规划和视觉定位以及计算机整合技术，为用户提供良好舒适的体验之外，增加服务的忠实度、满意度和高效性，其作用不但为服务提供者创造价值也为被服务者带来较好的应用价值。[5]服务设计有其遵循的套路，如更加熟知用户的需求，并带动用户积极参与，同时根据互动和反馈信息，进行创造性梳理与加工，也可以调用备用内容，或衍生出新的服务内容或启用新的模式。智慧教育装备就是基于不同的用户样本或者需求的差异性确定合适的服务内容，基于情境感知调用电子课件或启用电子学伴进行交流，提高学习效率，必要时启用备用加强模式，如直接询问教师或到云端搜索。当然，整个进程进行实时管理、学习记录、泛在资源加推、学具配置与推送，也可能人人互动、班班交流、校内与社会互动，还有，服务设计可以完成在线与离线无差异切换或真实与虚拟场景的无缝转接。智慧教育装备设计时，真实的内容远超过我们视觉直观感知的有限界面框架中的内容，底层内容辅助实现某种功能，不需要显性表示，但在设计和开发的时候必须考虑这些功能，并赋予一定的展现手法和技巧，为了便于开发者进行具体操作，我们要深入进行隐形内容显性表示的建模研究。服务设计的具体应用根据具体的需要进行量身定做或外延与扩展处理。

服务设计的应用具有如下意义。一是教育信息化快速发展，教育手段在革新，利用服务设计打造动静交互、功能完备、多角度、全视角的新型学习装备，是技术创新应用服务教育的举措；二是利用服务设计中的工业设计将隐形要素设置于智慧环境下，无形中提高美的元认知，增强自身素养，提高学习效率，为高效高质量培养人才做贡献；三是服务设计对硬件中的加工、材料、颜色和外型基于工程艺术元素进行软化处理，对软的内容通过服务人性化、方法便捷化和策略科学化设计，借力信息化技术融合绿色环保意识，使智慧教育装备更加具有竞争力，推动产业快速发展，促进经济增值，为政府宏观调控提供理论支撑和策略服务。

三、服务设计中隐形元素显性研究

1.隐性设计的原因

智慧教育装备设计与开发环节中之所以要考虑隐性设计，是因为智慧教育装备的软硬属性已经被广泛关注，从全局的视角将终端、资源内容和服务三者有机结合并建模形成有形的教育装备，服务设计是最优的融合技术，与智能终端形成一个综合体，有许多问题亟待解决，如资源云共享和人机交互易失性、多变性、无关联性和不可分割性等，呈现出显性与隐性的博弈，故在设计时，启用不同的表现手法和构建不同的数学模型进行逐一剖析。再如测试设计中的用户参与和情感交互感知问题，要重新构建接收者与服务提供者互动模式破解，在此又可以衍生出多个子模型，把交互质量和用户体验质量细分，需要多个子模型，同时多个服务间的生态界面、接受界面、网络终端研究、触点服务感知和体验评价与改进等都涉及隐性设计技巧。

2.隐性研究目标界定

隐性设计的目标界定，一是智慧学习终端的相关综合设计。如精准人性化模型构建、外观设计、环保设计、学具工业设计和可持续设计等。二是综合服务策略设计。有用户潜能挖掘、跟踪评价、进程服务，资源的富媒性、关联设计、开放性、交互性，综合体验和质量保证等。三是创新人才能力培养显性内容隐性规划，如社会责任心、国际能力判别、协调沟通、知识架构、批判反思和自主学习等，宗旨是为学习者提供便利，获得高的认可度，增加设备普及率。

3.显性研究内容

相对于隐性设计的显性研究，可以从以下几个方面进行分析。一是智慧教育装备的创新服务设计研究。以学习用户需求为主的个性化、高效互动、移动性的资源服务设计研究是实现角色与功能重点展示，通过模型构建，对展示资源的隐性元素进行显性演示或展现，实现角色创新与控制，化解冲突，实现信息汇集，达到用户需求与服务内容的动态交互，寓服务内容于一体化设计，侧重计算机可操作性评价模型与用户属性特性研究，促进个人习惯的展现和爱好模型的构建研究。二是以用户为核心的综合服务策略研究。基于现代技术云计算和网格服务技术有利于服务设计体系的架构，如场景信息的感知、服务策略的调度、第三方学具与服务的应用，可以促进协同策略变化与实时有效定位与跟踪，实现内外有机一体化互动融合，达到服务设计综合运用的目标。三是服务设计的优化实证研究。基于原有的装备设施，创新发展思路，探索新的研究方法，从人性化角度，以智慧教育装备为目标，开展创新的思维风暴研究，在终端物理实体、服务调度路线、视觉感知服务、新资源与新技术的整体耦合中，探索科学的方法，促进交叉问题完备研究。

4.基本观点和研究假设

现代的产品设计关注到资源服务、环境适应、利益相关等问题，而非传统意义上简单物的问题，服务设计对各种辅助元素建立起必然的协同和联系，装备的服务设计能将教育资源和调用策略有机融合，并引导新的学习方式和教育方式的完善和改进。故在从事这方面研究与开发时，基于如下一些假设，如创新的服务设计可以促进新型教育模式的转变，因为将通信技术、云计算技术与教育结合起来形成辅助教学的产品，并在教学过程中发挥至关重要的作用，截至目前并没有成熟系统的理论和方法体系，存在很多重要问题亟待解决。另外，智慧教育装备设计要从市场、生活角度，满足家长、学生的特殊目的，运用创造性的、人性化的手段，吸引用户积极参与，并激发起使用热情，进而提高满意度和忠实度，这里需要重新架构设计模型，并形成良好的反馈，及时优化软件资源，快速适应客户的需求变化，故可以给出智慧教育服务设计具有复杂性和多学科交叉性假设。再者，通过用户模型将用户的属性如信息、价值、需求、经验、动机和习惯进行描绘，从逻辑上为用户实现目标执行交互活动，有利于设计工作的开展，故可以假设服务设计、增加教育装备的独特性和帮助用户对设备交互性快速认知。[6]通过上节的陈述，我们可以这样梳理用户与学习之间的关系，如图1所示，通过具体的任务模型，将抽象的隐性交互模型转化成便于理解的显性模式，将用户的观点和需求分解在教育产品设计与服务开发中。这一方面是对开发策略的继续和补充，另一方面促进服务设计的发展，优化服务模式，以用户为主线，根据用户的需求和反馈优化设计技术来满足用户的体验需求，以便提取以用户为中心的服务设计关键点，生成生动实证模型。关于服务接受者和提供者之间互动模型，可以通过设计某种交互界面，促进两者进行信息交互，如感知、反馈与评价之间的动态促进展示，如图2所示。

图2 教育服务提供者与教育服务接收者之间模型

四、结束语

服务设计最早应用在通信产品设计中，现代移动智能终端设计都渗入服务设计元素，但把服务设计概念和思想引入教育装备的文献并不多。笔者基于周煜啸的设计理念，将学习用户对学习智能终端需求的软硬指标融合在服务设计中，通过隐性手段和显性展示技巧，满足用户的智慧学习场景构建的需求，并进行综合设计和抽象化处理，设计出更加完备实用的教育装备，这样不但是对教育信息化的促进，也是对教育装备产业化发展的促进。[5]

[1]祝智庭,贺斌.智慧教育:教育信息化的新境界[J].电化教育研究,2012(12):1-8.

[2]祝智庭,许哲,刘名卓.数字化教育资源建设新动向与动力机制分析[J].中国电化教育,2012(2):1-5.

[3]黄荣怀,胡永斌,杨俊锋,肖广德.智慧教室的概念及特征[J].开放教育研究,2012(2):22-27.

[4]查冲平,顾小清,祝智庭.基于协同学习的CSCL实现机制：协同脚本与使能技术[J].中国电化教育,2010(5):27-31.

[5]周煜啸,罗仕鉴,朱上上.手持移动设备中以用户为中心的服务设计 [J].计算机集成制造系统，2012,18（2）：243-256.

[6]祝智庭,郁晓华.电子书包系统及其功能建模[J].电化教育研究,2011(4)：24-27.