支持个性化发展的网络学习空间一体化设计

廖 轶，李 波，周 航

(1.北京教育网络和信息中心，北京 100035；2.北京交通大学 经济管理学院，北京 100044)

支持个性化发展的网络学习空间一体化设计

廖 轶1,2，李 波1①，周 航1

(1.北京教育网络和信息中心，北京 100035；2.北京交通大学 经济管理学院，北京 100044)

知识经济时代呼吁以人为本的个性化发展，网络学习空间可以更好地适应不同学习者的学习特征，从而提供满足其发展需求的个性化学习支持。该文首先分析了信息时代学生的个性化发展需求；然后提出了以学生为中心对网络学习空间进行整合型一体化设计模型，具体阐述了网络学习空间一体化设计理念、模型构建和技术架构；最后，提出并分析了在网络学习空间一体化设计中的数据交换和学习者模型两个关键问题。

网络学习空间；个性化发展；一体化设计；数据交换；学习者模型

一、引言

2012年，我国教育信息化建设“十二五”核心目标与标志工程“三通两平台”中提出了“网络学习空间人人通”，旨在促进教学方式与学习方式的变革[1]。近几年，各级各类网络学习空间的建设和应用逐渐成为各省、市教育信息化重点工作内容之一。

知识经济时代呼吁以人为本的个性化教育，信息社会为学生的个性化发展与成长提供了技术条件。新一轮基础教育课程改革倡导这样的学生观：学生是处于发展过程中的人；学生是有独特个性的人；学生是具有独立意义的人；学生是学习和发展的主体[2]。我国《教育信息化十年发展规划(2011-2020 年)》中明确指出，要“培养学生信息化环境下的学习能力”，即通过信息技术的帮助实现学生更好地自我学习和自我发展[3]。随着技术进步和教育信息化不断深化，网络学习空间已成为当下学生开展自我学习自我发展的主要环境。

网络学习空间不是一个全新的概念，是随信息技术发展而不断完善不断进化的个性化虚拟学习支持环境，是智慧学习环境的高端形态[4]。目前的研究尚未形成权威通用的网络学习空间定义，一般认为，根据网络学习空间运行载体服务性质的不同，可以将其分为广义的网络学习空间和狭义的网络学习空间：广义的网络学习空间是指运行在任何平台载体之上，支持在线教学活动开展的虚拟空间；狭义的网络学习空间特指运行在专门的教育服务平台之上，支持在线教学活动开展的虚拟空间[5]。目前大部分学习应用系统中建设有实名认证的网络学习空间，不同应用、不同业务系统中的网络学习空间相对独立，形成的片段化数据无法互通共享，很难整合应用于学生的个性特征分析和学习风格分析，不利于为学生成长提供全面支持。

二、个性化发展是信息时代的教育需求

世界上没有完全相同的两片树叶，更没有完全相同的两个人。个性化发展是人类本能的成长需求之一，是个体基于其主体性的成长与进步的过程，具备自主性、独特性、创造性三大特征，即对自我活动具有支配和控制的权力与能力；具有独特的个性特征，与其他人存在差异性；具备超越现实改善现实的创造能力[6]。

时代的发展对人格独立性和创造性方面提出了更高的要求，学生在个性化成长和创新性培养上的需求越来越强烈。跟物理环境相比，学生在网络学习空间中的学习行为自主性更强、个性特征更明显，有的倾向于自主探究，利用数字化学习资源如图片，视频等获取知识；有的倾向于社会化学习方式，通过与学习共同体交互研讨来收获经验，通过案例迅速掌握知识[7]。越来越多的学生逐渐形成了鲜明独特的个人学习风格。了解学生的学习特征，分析学生的学习现状，可以为学生提供针对性的支持，推送适合的信息和资源，提升学习效率[8]，促进学生的学习和发展。

(一)自主学习需要学习环境的支撑

美国在21世纪技能要求中提出，学生要具备学习和创新技能[9]。我国新一轮基础教育课程改革倡导学生开展自主学习、合作学习和探究学习。建构主义学习理论认为：学习是学习者进行意义建构的过程，在学习中学习者是信息加工的主体，学习行为本身是主动建构的过程[10]。伴随着学习观、教学观的转变和信息技术、网络技术的发展，学生的学习方式发生改变，有更多的自主学习机会，能够方便地获取到丰富的学习资源和学习工具，在网络学习环境中开展自主探究学习。因为自主性的增强，学习资源和学习工具要适应学生的个性使用需求，网络学习空间要为这些个性化的自主学习活动提供适合的推荐。

(二)学生个性的培养需要多种学习方式支持

学生的学习方式逐渐丰富，校外教育和非正式学习比重增大。MOOC形式的学习平台、教学资源的O2O(Online To Offline)模式应用等新鲜事物陆续加入到学生的虚拟学习环境中，丰富学生的学习方式。以北京市为例，北京市教委自2008年开始建立北京市中小学生社会大课堂资源平台，该平台集合近千家社会教育资源单位的信息，提供给学生开展活动；2012年，北京数字学校正式开学，打破时空限制服务于全市学生，至今已汇集2万节名师课程和微课程供学生开展自主学习；2015年，北京市初中开放科学实践活动拉开序幕，采用O2O模式，将社会资源单位的851个科学实践活动课程开放给9万名初一学生自主选择，学生根据个人需求完成线上预约咨询、线下参与实践、线上交流实践成果、完成多种形式评价等过程。这些学习方式的改变是藉于网络学习空间发生的，同时又对网络学习空间提出了更多的需求，需要满足学习场景的顺畅切换与过渡，同时记录学生和其所在学习共同体的行为数据，形成学生的成长档案和数据集合。

(三)个性化学习需要个性化的诊断评估和智能互动反馈

不同学生的学习需求差异显著，学习行为和学习过程、学习结果也各不相同。学生在不同的网络学习空间中保存有个人的学习成长档案，便于藉此对学生的学习行为和成长需求进行评估和反馈。这些数据信息可以帮助老师和学生自身对其实现智能化因“才”施教。但这些数据和信息由于源自相对独立的不同学习应用，很难移植和互用，无法整合起来对学生进行更全面更系统地分析和诊断。因此，需要对学生的学习数据进行整合，才有可能避免断章取义，开展整体行为分析，提供更加准确的诊断评估和反馈，满足个性化学习中的个性需要。

如果将分散独立的学生成长档案和学习行为数据整合起来，建立整体性系统性数据分析，可以构建出学习者模型。学习者模型是为了描述学习者的学习风格和认知状态等信息，是网络学习空间的核心组件之一，代表了不同学习者的不同特征，不仅反映了学习者的学习风格，学习进度，知识背景以及与期望目标之间的差距，同时也反映了学习者个性化学习兴趣，包括对学习对象媒体类型的兴趣，对某种学习方式的偏好等[11]。学习者模型反映学生的个体差异，获取学生的学习需求，可实现网络学习空间与学生之间的智能互动。

三、网络学习空间的一体化整合型设计

学习是学习者与学习环境不断相互作用的过程[12]。在信息时代，学生的学习方式在不断改变，信息化学习环境在不断发展，相关研究工作一直在进行。2012年“三通两平台”提出之后，部分关于信息化学习环境的研究明确定位于“网络学习空间”或“个人学习空间”。文献调研发现目前关于网络学习空间的研究大多以设计、建设为主。其中，部分文献以建设某项应用中的独立专用网络学习空间为主，如唐烨伟构建了STSCS 模型，从物理学科应用、支撑工具、公共服务平台三层对初中物理网络学习空间的功能模块进行设计[13]；部分文献中体现了关于网络学习空间的通用性设计和整体思考，如祝智庭等围绕空间的构成要素及其要素之间的关系逻辑，建构了学生个人学习空间的信息模型，包含学生、活动、资源、工具、关系、情境等部分，并通过比较分析指出了当前建设的现状和不足，比如无法支持空间的自由选择和灵活配置，空间数据汇通与服务贯通薄弱，活动内外、空间内外的联通受限[14]。Joseph Perkins在21世纪学习空间的设计框架(Framework for Considering 21st Century Learning Spaces)中较早提出整合型设计，认为需要综合考虑信息技术、教学法、教学内容以及学习者等要素，才能促成有效学习的发生[15]。毕家娟和杨现民基于联通学习理论，提出了以个人学习活动为核心要素，个人资源网络、个人社交网络、个性化工具集、个性化服务流为基本要素，个性化技术为支撑要素的个人学习空间概念模型，但未涉及相关研发与实现过程[16]。

(一)设计理念

网络学习空间作为智慧学习环境的高端形态，是以学生的个性化发展作为核心目标，向学生提供学习的虚拟智慧环境：从使用者的视角来看，这个环境提供的，正是自己想要的或需要的。与学生相关的一切(资源、工具等)都按照某种恰到好处的样子呈现无处不在随手可得的状态，或适时出现在可用范围之内，帮助学生开展更进一步的学习。这种智慧来自于对学生个体信息进行数据综合分析和与之相关的大数据分析结果。网络学习空间作为一个整体存在，和学生的个性特征互相适应，因此每个人的网络学习空间在应用层面都是不完全相同的，是个性化的，从而为学生的学习活动提供度身定制的个性支持服务，促进学生个体的成长与发展。网络学习空间的一体化整合设计思想正是藉此产生。

网络学习空间一体化设计，即在网络学习空间的设计和建设过程中，以学习者的个性化发展需求为核心，以数据交互通联为技术基础，整合学生的学习资源、学习工具，关联相关角色形成学习共同体，通过数据分析建立学习者模型，为学生提供一个开展个性化学习活动的智慧型虚拟学习环境[17]，实现与学生成长过程的动态交互。

因此，网络学习空间一体化设计基于以下核心理念是：(1)网络学习空间以统一身份认证和数据交换作为最基本的技术基础，实现打通现有各类应用和空间之间的壁垒；(2)以促进学生个性化发展为目标，整合线上线下及校内外各种教育资源，建立资源间的逻辑相通；(3)关联与学生用户相关的其他角色，如老师、家长、同学、社区群组等，形成学习共同体；(4)通过数据通融整合形成全面系统的成长档案，结合动态数据分析，为学生提供智能诊断评估和反馈互动；(5)建立学习者模型，给出成长反馈和建议，并随着学生成长不断更新，实现与学生的动态交互。随着这种交互，网络学习空间逐渐成为每个学生个体量身定制、具有个人特色的个人学习环境，但不是孤立存在的，每个以学生为中心的网络学习空间都会与其他相关角色的网络学习空间发生各种各样的交流和碰撞，共存于网络生态环境之中。

网络学习空间一体化设计思想的提出，是为了让研究者和建设者更加重视新型虚拟化学习环境的研发，从学与教方式变革的角度，从支持学生个性化发展的角度，跳出某一项具体应用的局限，以学习者为中心，构建适应新时期学生成长需求的学习环境，支持学生开展自主性、独特性、创造性的学习，实现更具有适应性的学习和成长。

(二)模型构建

从整体看，网络学习空间一体化整合设计要在学生学习活动的不同应用中，通过统一身份认证和数据交换体系，打破信息孤岛和应用孤岛的局限，实现不同应用系统之间的数据融通，支持不同角色间协作交流互助等学习共同体活动；在数据分析基础上建立学习者模型，根据学习者模型进行个性化学习资源、学习工具推荐及学习活动设计，实现个性化的应用、支持和管理。同时通过数据交换、学习共同体等途径实现与外部环境的动态交互。具体模型如图1所示。

图1 网络学习空间一体化设计模型

1.整合学习资源、学习工具和学习应用系统

身份认证是一把钥匙，把这把钥匙能开启的应用、资源、工具都集合到一个房间，学生只需一次登入，不用记录多套账号密码，并可按照自己的使用需求进行自动排列和组合。用这种整合的个性化来支持学生认知过程的个性化，并且在学习活动的开展过程中不断调整完善。即使是最亲密的学习伙伴，不同的两个学生在网络学习空间数据信息中关于学习资源和学习工具的记录内容也不会是完全一致的。根据学习行为数据分析，学生还可以获得一些适合自己的资源和工具的推荐。

2.学习者及学习共同体

人类的学习活动是学习共同体性质的活动。学生的学习行为不是孤立的，在物理环境中不是，在网络学习空间中更不是。作为学习行为的主体，学生和老师、同学、家长等其他关联角色之间会开展各种探讨、共享等行为交互，形成多个不同的学习共同体。网络学习空间中的学习共同体有的来自物理环境，如学校中的年级、班级、学习小组，有的是虚拟的，如在网络社区活动中组成了群组，或根据学生行为数据的某些关联为学习者发现并推荐形成的虚拟群组。

3.以统一身份认证和数据交换为基础，形成个人数据中心

跨系统统一身份认证是网络学习空间中各项应用和组成部分实现互操作得以协同整合的前提条件，保证了网络学习空间一体化设计的核心用户身份唯一性。数据交互融通是提供出数据交换标准，建立统一的数据互操作服务平台，代替私有数据接口，以电子学籍管理数据作为最基本的学生用户信息，解决同一个学生在不同的业务系统中具有不同的字段名、标识号等导致各业务系统间无法开展数据互操作的问题，使得数据可识别、可互用，并实时动态完成数据更新，根据需要输送到应用节点中去。一体化整合型网络学习空间，要具备一个核心(实名统一认证的用户身份)和与核心用户对应的个人数据集合。

4.学习者模型

通过综合分析个人数据中心的学生数据和成长档案，开展学生学习风格和个性需求诊断，获取学生的个性化应用特征，从而构建学习者模型。学生对学习资源的选择倾向性会记录在学习者模型中，使得网络学习空间对学习资源进行选择性分层次呈现或推送；学生的学习工具使用喜好、行为习惯、学习成果等，也会通过数据分析反映到学习者模型中。基于学习者模型对学习者进行智能诊断分析评估，可以为学习者提供更有针对性的帮助，促进个性化发展。学习者模型是网络学习空间与学生之间实现智能互动的基础，其决定了网络学习空间是否能够充分注意并合理满足学生的个性需要，据此提供准确的评价与反馈，对学生的个性化发展具有非常重要的意义。

5.学习活动

学习活动是学习资源，学习工具和人的联接过程，是网络学习空间的中心组件，是多项内容协同工作的最终作用点。网络学习空间一体化设计中，学习活动实现以下几种改变：

(1)课上与课下学习活动的整合。在“宽带网络校校通”和“优质资源班班通”实现之后，学生具备了在课堂教学过程中使用网络学习空间的条件，可以通过网络学习空间将课上的学习活动延伸到课下，实现课上课下、校内校外的连接；应用移动互联网，随时随地进入网络学习环境，扩展学习场景，突破时空限制。

(2)线上与线下学习活动的整合。这里既包括对活动流程管理的信息化对接，也包括学习过程的对接和延续。如北京市开放性科学实践活动，将科技场馆等社会教育资源的实践活动与网络学习空间的整合，实现O2O模式的学习应用，学生主要完成预约、签到、上传成果、评价等。在日常的线下活动中，可通过在网络学习空间中查阅相关资源来帮助学习。如一些非正式学习活动中，学生可随时通过移动互联网使用网络学习空间的资源来获得支持。

(3)现实与虚拟学习活动的整合。实名身份认证提供了复制现实组织建制关系的可能，学习活动可以在虚拟与现实间无缝切换过渡，通过虚拟现实技术可以在网络学习空间中模拟或再现某些学习场景，如参观燃气工厂，可以将禁入区域通过网络学习空间中3D仿真模拟的方式与实地参观进行联接，学习燃气系统原理和安全知识。

(三)技术架构

一体化整合网络学习空间总体架构设计主要划分为五层，由界面层、应用层、支撑层、数据层、基础层构成，如下页图2所示。数据层的个人数据中心、数据交换引擎，支撑层的以学习者模型为基础的各项服务设计，以及应用层的一些管理工具，从逻辑上和技术实现上逐层递进，最终在学生的学习应用和界面层中支持学生个性特征。

1.界面层

本层提供了面向用户的前端界面，通过界面层的页面和组件为用户提供了访问系统的入口和操作界面。这里给学习者带来直接体验，是在下面各层内容对学习者个性支持地最终呈现。

2.应用层

本层是支持本系统核心业务运行的关键部分，其中涵盖了网络学习空间的“协作中心”“学习中心”“知识管理”“社交网络”“互动交流”“网络竞赛”“内容管理平台”“数据管理平台”“服务管理平台”“学生档案”。这些应用和管理工具在服务层的支撑下体现针对学生的个性化支持。

3.支撑层

本层基于个人数据中心和学习者模型，为应用层功能模块提供了基础的功能和服务支持，由应用基础平台的主要功能组成。包括：“存储服务”“文档服务”“多媒体服务”“搜索服务”“身份认证服务”“权限服务”“群组服务”“通讯录服务”“消息服务”“通信服务”“日历服务”“统计报表服务”，这些服务是基于“学习者模型”提出的。

图2 网络学习空间总体架构设计

4.数据层

本层主要包含网络学习空间的个人数据中心，同时存储文档、图片、电子书籍、课程视频和音频等学习资源数据。其中网络学习空间数据中心通过数据交换引擎与学生信息管理、基础数据管理、各类学习应用系统和其他管理系统等进行数据交换服务。这里与常见架构设计中的数据来源不同，不是直接来自应用数据库，而是数据交换的结果。

5.基础层

本层泛指为本系统提供底层支持的操作系统、基础软件、服务器、网络设备等IT基础设施。基础层由信息管理部门进行使用需求实现统筹管理和分配计算资源。

(四)特色及优势

相对于非整合型设计，基于上述模型的网络学习空间一体化设计在以下几个方面能够对学生提供更好地支持与帮助：

1.其整合应用的便利性能够改善学习者应用体验，有助于提高学习者对学习的关注度。统一身份认证简化了多次登录等方面的流程，各应用之间的数据融通增加了学习的个性支持程度、学习资源和学习工具的个性整合、学习场景的无缝切换以及虚拟与现实、正式学习和非正式学习的顺畅过渡，减少了网络学习空间在学习活动中对学生注意力和专注度的影响，提升学习效果。

2.其智慧性特征能针对学生个性提供有效支持，促进学生开展深度学习。在数据互操作和学习者模型基础上实现了学习者智能诊断和评价反馈，依据学习行为的过程性数据形成科学可量化的客观评价结果，与学生的个体特色和需求相对应，并依据结果进行智能推送和智能服务，促进学习和思考不断深入。

3.其个性化特点保护了每个学生身上最宝贵的独特性。一体化设计的网络学习空间因人而异，各具特色，这种个性化源于学生本身的个性特征。基于学生个人数据的综合分析构建学习者模型，并形成与学习者特征相适应的差异与不同。这样的“定制环境”会鼓励学生的个性化发展，而不是将大家按照相同的模子来打磨。学生的个性化发展是学生创新能力培养的基础，因此有助于提高学生的创造力。

4.学习共同体的创建，保持学习的社会性特征。在网络学习环境下的学习共同体中，学生在学习过程中有几种主要的社交网络：同学网络、教师网络和家长网络等。在同学网络中，学生可以通过网络形成协作小组，按着各自的擅长进行分工合作，共同完成一定的学习任务。也可以分享一些自己的学习感悟和心得并借鉴他人的学习经验，快速提升自身水平[18]。在教师网络中，支持教师在网络教学环境下的教师教学活动，与学生进行互动、交流，并及时掌握学生的学习情况和效果，开展针对性的指导和帮助。通过从一段时期的网络学习空间数据进行教师工作情况的分析反馈帮助教师提升教学水平[19]。在家长网络中，家长可以及时了解学生的学习状态并积极参与到其中， 通过多种形式与教师开展有效沟通。

5.一体化设计为学生构建了一个动态开放的生态型学习环境。网络学习空间以学习者的个性需求为核心，但并不是一个封闭的环境，而是通过数据交换和学习共同体等组件与外部环境进行实时的动态交互。学习工具等是随学习要求和现实学习环境等改变而动态改变的，学习者模型也是随学习行为的不断发生在进行不断地更新；外部环境中的大数据分析等研究成果，会在数据交换的过程中传递和作用到网络学习空间中；学习活动开展过程中会出现与学习共同体中其他角色的网络学习空间之间的信息交互，等等。因此，每个网络学习空间都是在物理环境与虚拟环境、外部交流与内部交互等多重影响下动态适应学习者个性特征的生态型学习环境，促进学习者轻松、投入和有效的学习[20]。

四、一体化设计的关键技术问题

网络学习空间一体化设计是打造智慧学习环境，全面支持学生个性化发展的重要研究方向之一。其实现过程涉及从身份认证、数据交换等底层支持到智能评估反馈、学习者模型建立等多个环节，相对复杂。这里主要介绍其中关于建立数据交换体系和构建学习者模型两个环节的相关研究。

(一)网络学习空间数据交换体系

数据交换可以打通各级应用之间的数据封锁，解决“信息孤岛”和“应用烟囱”问题。同一个学生在不同的中小学应用系统中具有不同的字段名、标识号等问题，数据标准混乱，造成信息孤立，学习行为和成长数据片段化，而且在不同的应用系统和学习空间体系中，存在大量无法关联的字段名。数据交换技术将产生于各类应用系统的数据按照一定的交换标准和规则进行互操作，并实时交互更新，形成动态的数据交换中心。在此基础上，按照学生的业务数据与学生个人及关联角色相关的数据进行汇聚，形成学生的网络学习空间个人数据中心。

数据交换体系是一个可伸缩的数据交换解决方案，在技术架构上应采用同一结构[21]，根据需要灵活设置交换区域。区域中包括多个交换前置节点或数据交换代理，每个可以产生数据和需要使用数据的应用都作为一个数据交换前置节点出现在整个数据交换引擎中。根据需要，每个前置节点与中心的数据交换可以是双向的，也可以是单向的。数据交换体系是开放的，原则上只要符合数据交换标准都可以参加到数据交换体系之中，通过控制单元来对接入的交换节点或代理进行控制。

根据交换标准完成数据交换之后，数据通过接口服务进入到整体数据交换体系。这些数据具有来源唯一、数据准确、数据完整的特点，其数据的唯一来源是产生该数据的业务系统，最终汇聚到网络学习空间成为个人数据中心。各交换代理可以使用数据交换引擎的数据订阅功能，从中读取所需要的学生数据，并控制这些数据写入网络学习空间的个人数据中心。数据交换如图3所示。

图3 网络学习空间数据交换示意图

数据交换引擎满足如下要求：应符合国家对交换信息资源交换管理的相关标准和规范，符合教育部信息化的总体规划和各地区的地方标准(如北京市中小学应用互操作框架(CIF：Application Interoperability Framework)，包括多层设计的中间件技术体系[22]等。

数据交换的可能性依赖于交换标准的建立。数据交换标准可以帮助实现不同应用之间的互操作(互联互通)，即系统之间能够传输数据，保证数据传输的完整、可靠和有效，并且能够被准确地理解和应用。数据交换标准是通用的数据文件格式规范，是实现不同应用、不用层次信息系统之间兼容和交换共享的前提条件。

在满足国家相关工作标准的基础上，数据交换标准应根据各地区的实际工作需要进行研制，具有一定的地方特色。例如，北京市中小学应用互操作框架定义了北京市中小学相关应用系统进行数据交换和互通共享中的规范，为了保证其有效性，不仅在研制初期要进行大量的调研、试点工作，还要在使用过程中定期进行修订和新版发布。

(二)构建学习者模型

学生在网络学习空间中学习是否高效率与其个性化学习特征有较高的相关性。那些具有较高学习动机、对学习内容充满兴趣、能够积极主动学习的学生，会比那些没有兴趣、不愿学习的学生学得更快更好[23]。网络学习空间是否充分注意并合理满足学生的知识需要，对学生的学习效果具有非常重要的意义，应尽可能让每个学生都感受学习的乐趣，获得成就的快乐。由于一次又一次的成功，学习的愿望得到加强，学习的内驱力就会大大增强[24]。而这其中关键的基础就是建立准确的学习者模型。

然而，构建学习者模型十分复杂。目前，一些学者和部分网络学习空间建设者已经开始关注此项工作，做了一些研究和尝试。其中一种做法是注重从学习风格角度考虑，Cha和Kim等[25]，Graf和Kinshuk[26]、Graf和Liu[27]、Graf和Viola[28]、Limongelli和Sciarrone[29]提出了自动检测学习者学习风格的方法。这些研究的通用做法是基于预定义的行为模式来推断学习者的学习风格，这种做法存在的问题之一就是通过学习者行为而判断得到的学习风格的规则具有不确定性和复杂性，这种规则本身也很难制定并执行。此外，Marzano和Kendall[30]指出基于学习者行为的学习风格相关研究很难考虑到一个重要影响因素，就是学习风格是动态性和学习者行为的不确定性之间的关联。还有一种研究采用的做法是，通过抽取中小学应用系统中相关的元数据初始化学习者模型，获取准确的学习者特征信息，并在数据发生改变时在此基础上进行数据同步更新。这种方式较好地解决了前面提到的上述问题。本文采用的方式是通过元数据获取学习者特征的方式。

学习者特征包括学生的学习背景，学习风格和认知水平等方面信息，具体内容如图4所示。

图4 学习者模型

其中个人信息主要包括描述学习者的基本信息，如姓名、联系方式等；学业信息主要是与学习者学业相关的的信息，如学段、年级等；管理信息指在校的相关教学管理信息，如学费缴纳情况、学籍号等；关系信息主要用于在系统中查找协作学习的其他学习者；安全信息指的是与学习者应用中信息安全相关一些信息内容，如密码、加密文档等；学习风格信息：学习者的学习风格偏好、认知偏好等；绩效信息：学习者的学习经历信息等；作品集信息：学习者的作品或者成就等信息等。

建立有效的学习者模型，首先需要准确的获取学习者的特征信息。学习者特征信息的获取是持续性的，随学生的学习活动采集并更新的，不是一次性完成的。根据实际情况，具体可以结合采用以下两种方式完成获取：

1.在最初建立网络学习空间阶段，学生基本数据存在，例如已进入中小学学生信息管理系统(称为电子学籍系统)，已建中小学应用系统，但尚无历史学习记录和行为数据的学生，可以按照Guarino等[31]对学习者注册填表和调查问卷等方式，Demirtas和Demirkan等[32]，Özyurt Ö和Özyurt H等[33]对学习者分类的方式来获取学习者特征信息进行初始化。

2.对于在已建中小学应用系统中有历史数据的学生，或学生已经具备一定应用数据和行为数据积累之后，可以通过元数据建模后对异构数据库进行元数据抽取，并转换元数据模型成为融合元数据库进行整理并存储，在此基础之上获取学习者的特征项。

五、结束语

随着“三通两平台”工程的不断推进，“网络学习空间”将成为“十三五”期间我国教育信息化的核心工作之一。在分析当前学生发展需要的基础上，本文讨论了网络学习空间的一体化设计思想和实现的关键技术问题。从学生的个性化发展需求入手，从建设智慧学习环境的角度思考，网络学习空间一体化整合设计思想就不难理解。一体化整合设计的目标是通过统一身份认证和数据交换系统，实现联通整合的学生成长数据和行为数据，打通各项应用之间的壁垒，关联相关角色和应用，进行全面系统地数据分析，建立学习者模型，从而提供各方面与学生特色相适应，能与学生进行智能反馈和动态交互的适应性网络学习空间。

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责任编辑：赵兴龙

The Design and Research of Integrated Learning Cyberspace for the Character Development

Liao Yi1,2, Li Bo1, Zhou Hang1
(1.Beijing Educational Network and Information Center, Beijing 100035; 2.School of Economics and Management, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044)

Era of knowledge economy appeal the development of character. Learning cyberspace adapts to the different learners’learning characteristics, and provides personalized learning supports to meet their development needs. This paper analyzes the needs of individual, and puts forward the view of a student-centered integration design for the learning cyberspace. We specifically address the design ideas of integrated learning cyberspace. The two key problems in the design of integration learning cyberspace are presented: learning models and data exchange. Finally, we solve these two problems.

Learning Cyberspace; Character Development; Integrated Design; Data Exchange; Learner Model

G434

：A

1006—9860(2016)04—0043—09

廖轶：在读博士，研究方向为教育信息化理论与应用实施(zx_ly@bjedu.gov.cn)。

李波：硕士，高级教师，研究方向为基础教育信息化应用、信息技术与教育教学融合(zx_libo@bjedu.gov.cn)。

周航：硕士，主任助理，研究方向为基础教育信息化(zx_zh@bjedu.gov.cn)。

2016年2月28日

① 李波为本文的通讯作者。