大数据背景下大学生非线性学习能力的解析与提升策略研究

方琨

摘   要：随着云计算、物联网、大数据技术、虚拟仿真、移动互联等新型信息技术的迅猛发展，非线性学习已然成为大数据时代下一种新型的学习理念。非线性学习以劣构领域知识习得为目标，具有学习内容的非系统性、学习时间的碎片性、知识传递的拖拉式和知识建构的主动性等特点，是大学生自主学习和创新性学习的有效方式。本文从学习能力的实质出发，解析了大学生非线性学习能力的构成要素、心理基础、形成途径和表现形式，形成了非线性学习能力构成结构体系。之后，给出了大数据背景下大学生非线性学习能力的提升策略，即零存整取、按图索骥、自组织学习。

关键词：大数据;非线性学习;学习能力;解析;提升策略

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2019）13-0037-04

我们正处于一个日新月异的时代，信息化程度不断累加，海量信息快速产生，知识更迭频率加快。《纽约时报》2012年2月一篇专栏指出：“大数据时代”已经降临！对于教育领域而言，如何适应大数据时代对人才发展的需求、如何运用大数据进行更加有效的学习是当前面临的主要问题。数字化学习是时代发展的必然抉择，而数字化学习的本质是非线性学习[1]。

非线性学习是以非线性科学的思想方法为指导，以教育认知与神经科学为基石，以现代信息科学与技术为支撑，以复杂领域知识习得为主要目标的一种新型的学习形态。它具有学习内容的非系统性、学习时间的碎片性、知识传递的拖拉式和知识建构的主动性等特点[2]。

当前，大数据正在实现着人类工作、思维和生活的大变革[3]，它不仅带来了全新的思维和行为方式，也带来了全新的时空理念。教育与大数据的结合是学习者个人发展的需求，更是时代发展的要求。在教学资源开发、教学过程设计和教学评价管理等各个领域，大数据正起着越来越重要的作用，它的特点为4个“V”，即Volume（数据量大）、Velocity（实时性强）、Variety（种类多样）、Veracity（真实性）[4]。大数据对教育的影响不仅体现在教育的方方面面，更对教育的方法论和价值观有着深远的影响，而这种转变必然带来学习理论的更迭和创新，从目前学界的教育理念发展来看，非线性学习理念和教育大数据之间有着正相关的促进作用。

一、大学生非线性学习能力解析

1.非线性学习能力的构成要素

学习活动是指学习者在已有知识、技能和策略的基础之上，不断概括、抽象、内化，使之形成网络化、结构化、程序化的系统，从而能形成新的知识、技能和策略。而学习能力是在学习活动中形成和发展起来的，是学生运用科学的学习策略去独立地获取信息、 加工和利用信息、分析和解决实际问题的一种个性特征，其实质就是结构化、网络化、程序化的知识、技能和策略[5]。

（1）非线性学习能力构成要素之一：碎片化的知识和技能

对于非线性学习而言，其面向的是劣构领域的知识，即结构松散、规则冗余的复杂知识。随着大数据时代的到来，知识的获取渠道越来越多，信息量越来越大，各种信息以一种错综复杂的形态呈现在学习者的面前，必然导致信息的冗余度愈加增大，相关性愈为下降，知识和技能在大数据的“冲刷”和革新下更加零碎和松散，更多的复杂领域知识呈现出碎片化的形态。

（2）非线性学习能力构成要素之二：灵活主动的认知策略

对于碎片化知识和技能的获取、重组和加工，传统的学习策略显然力不能及。非线性学习充满着跳跃性、随机性和不确定性，但是作为一种学习科学，又有其稳定和规范的一面，王继新教授在《非线性学习：数字化时代的学习创新》一书中阐述了非线性学习的特征，指出非线性学习是“主动的意义建构和拖拉式的知识传递” [6]，不仅需要学习者有更为积极的学习意愿，更要深刻理解非线性学习的实质和内涵，要把多种零散、无序、偶发的信息整合成为系统、可迁移、有普世价值和应用价值的知识和技能。这就要求学习者具备灵活主动的认知策略。只有具备了灵活主动的认知策略，学习者才能主动地整合内化碎片化知识和技能并灵活运用多种思维方式和工具进行分析提取，才不会在浩如烟海的知识海洋中迷失航向。

2.非线性学习能力的心理基础——非线性思维

智力因素和非智力因素是制约学习能力发展的心理基础。智力因素决定着学习能力发展的广度，非智力因素决定者学习能力发展的深度。由动机、兴趣、意志、性格等要素构成的非智力因素在学习活动中往往有着更为重要的作用。非线性学习是一个复杂的学习系统，具有发展性、动态性、突变性和不确定性的特征，这就需要学习者具备相应的非线性思维。非线性思维是在系统论的指导下，在全面认识事物本质的基础上，采用综合的、变化的、开放的、创新的思考方式去解决问题的思维方式[7]。非线性思维包括创新意识、批判性思维等思维方式，体现着对所得知识和技能的怀疑、审视、重构、再造。非线性思维作为非线性学习能力的心理基础，不仅有利于学习者对于知识和技能的深刻理解和领会，更利于学习者对知识的运用、转化和提炼。

当代大学生經过长期的学校教育和社会历练，基本形成了相对平稳的智力结构，性格、气质、意志、专注、情感等非智力因素也趋于稳定。西蒙斯在《网络时代的知识和学习——走向连通》一书中指出，创造性是“发现现有概念或思想中的新联系”[8]，对于大数据时代下因内容聚合而形态各异的知识和技能，内容的产生速度更加迅速，知识结点之间的新联系也愈加增多。只有学习者具备了创新意识和批判性思维，才能有效地甄别、研判、汲取、利用，再通过内化建构新的知识体系。

3.非线性学习能力的表现形式

非线性学习能力是在非线性学习活动中发展和形成的。非线性学习活动是一种复杂、综合性的系统活动，其教学资源、教学组织形式、学习方法、教学工具等各有不同。非线性学习能力在其外部表征上也有着不同的表现形式，其主要表现为四种能力：内容提取和关联能力、团队合作交流能力、信息迁移转化能力和自我学习能力。

（1）内容提取和关联能力

在大数据时代，谁都可以成为数据的使用者，同时，谁都可以成为数据的生产者。在错综复杂的数据之中，信息之间的相关性和可靠性变得更加繁复，劣构领域的知识往往散布在信息网络之中。在非线性学习活动中，如何让信息形成稳定的知识结点，这就需要学习者具备内容提取的能力。

关联主义理论认为：学习主要是一个连续的、知识网络形成的过程。结点是我们能用来形成一个网络的外部实体。结点可能是人、组织、图书馆、网站、书、杂志、数据库或任何其他信息源[9]。学习的过程就是人本身的知识网络与外界知识网络进行信息交换、重组、再造信息的过程，我们的任务就是将这些信息结点聚合、连通起来，形成“知识管道”，这就意味着学习者必须具备一定的信息关联能力。

（2）团队合作交流能力

大数据时代必然带来新的思维和行为方式，而合作是数据产生的来源。在非线性学习活动中，教师、学习者、同伴、学习工具和学习资源的对话协商更为丰富。“分享”已然成为非线性学习的重要表征。成员按照既定的学习目标建立非线性学习共同体，通过创设情境、分享、对话、反思进行非线性学习。因此，团队合作交流能力是非线性学習能力的重要组成。

（3）信息迁移转化能力

斯皮罗的认知灵活性理论强调，认知的过程从来不是单一线性的，而是复杂且充满变化的。学习者围绕学习目标，从不同方向、不同角度切入学习进程，设计出多种不同的学习路径。斯皮罗的认知灵活性理论及随机通达教学是非线性学习理论的基础之一。在此理论指导下的非线性学习，本身就是为了解决传统教学中信息迁移转化率不高的问题而产生的，在大数据时代，无时无刻都在产生着数据，如果没有信息的迁移转化能力，就可能“迷失”在海量的信息资源之中，无法形成系统有序的知识体系。学习者的信息迁移转化能力可以通过非线性学习来培养，非线性学习也是促进信息迁移和转化的有效手段。

（4）自我学习的能力

在大数据时代，学习者可以轻易地在网络中搜索到大量的学习资源，如课件、微课、微视频、微教材等;可以通过社交网络和社会性媒体与来自天南海北的伙伴共同构建非线性学习共同体;也可以在学习平台上进行“在线咨询”和“在线测试练习”。自我学习的外部环境已经具备，而作为学习活动的主体，学习者如何主动地建构自我学习系统、自我预设学习目标、自我加工组织信息，实现建构设计和改变，这就需要具备一定的自我学习能力。

综上所述，大数据时代大学生非线性学习能力结构如图1所示，学习能力的构成基础是知识、技能和策略。而作为学习能力的一种，非线性学习能力的构成要素是碎片化的知识和技能及灵活主动的认知策略。其心理基础为非线性思维，而非线性思维主要体现在创新思维和批判性思维。在非线性学习活动中，大学生非线性学习能力的表现形式为内容提取和关联能力、团队合作交流能力、信息迁移和转化的能力以及自我学习的能力。

二、大数据背景下大学生非线性学习能力的提升策略

个体的线性学习是学习的基础[10]，是从片面到全面、从浅显到复杂系统地掌握学科知识的有效手段。在学生进入大学之前，学生的学习是以“高考”为导向的，非此即彼的线性学习显得更有效率。而在学生进入大学后，高等教育的目标导向产生了很大变化，立德树人成为了大学育人的根本任务，学科领域复杂知识和技能的学习掌握成为大学生在“就业”中脱颖而出的关键。而面向复杂领域知识学习的时候，非线性学习作为终身学习和泛在学习的内在延伸，往往发挥着得天独厚的优势。

1.大学非线性学习环境的构建

非线性学习以现代信息科学与技术为支撑，需要多元化的学习资源、先进的学习设备和可扩展的学习环境[11]，关键需要构建无处不在的网络学习环境，这与“智慧校园”的建设目标不谋而合。

2010年，浙江大学首先提出了 “智慧校园”的概念，自此，“智慧校园”成为新技术支撑下的新型学习环境为各大高校所推崇。“智慧校园”其内涵为无处不在的网络学习、融合创新的网络科研、透明高效的校务治理、丰富多彩的校园文化、方便周到的校园生活。“智慧校园”在学校改革发展过程中起到了很好的促进作用，越来越多的高校开始进行“智慧校园”建设[12]。

“智慧校园”通过云计算、物联网、大数据、移动互联和虚拟现实等新兴的信息技术手段，将物理空间和数字空间有机协调地联系起来，使“人人皆学、处处能学、时时可学”的学习型社区建设成为可能。学习者通过智慧校园可以共享优质丰富的教学资源，也可以存储、记录、交流、互动知识和技能;智慧校园能对学习者数据进行评量、收集、分析并反馈，通过数据挖掘分析学习者的学习规律和特征，帮助学习者进行学习调整和提升。这为学生在进行复杂知识和技能学习中 “断点续存”或者多维度汲取知识技能提供了良好的环境，学生的自主选择变得更为丰富，学习与生活更为交融，专业技能的熟练掌握和运用也拥有了广阔的平台。

2.大学生个体非线性学习能力的提升策略

在学习日益变得细碎和非正式化的今天，大数据支持下的在线学习和评价量化分析发展日新月异，信息溢出和超载现象已经显露苗头，作为当代大学生，积极应对更加灵活多样的学习环境，提升个体非线性学习能力尤为重要。在此，笔者提出三条策略以供参考：

（1）“零存整取”

“零存整取”是王竹立在其新建构主义教学法中提出的一个概念，他认为“零存整取”不是一个环节，而是新建构主义的教学目标[13]。在非线性学习中，知识结构的松散和信息的超载是学习者学习劣构领域知识时面临的挑战，该如何把握好知识和信息之间的内在联系，形成有效的知识体系。对于个体而言，有两种策略，一是复原，二是重构。复原是通过结构性的积件将零散资源和信息联系在一起，以帮助学习者建立知识体系，如成体系的微课、慕课等。而重构是指学习者从本人的兴趣和问题解决角度出发，主动建构知识的过程。学习者根据自身需要，主动对碎片化知识进行编码、分析、组合、建构，形成适合解决具体问题的知识体系。魏雪峰、杨现民等人针对移动互联时代碎片化知识的高效管理提出了重塑个人知识体系的示意图[14]，如图2所示。

无论是复原还是重组，都是将碎片化知识通过零存整取的方式形成个人知识体系的过程。非线性学习过程中，运用复原和重构，能够有效帮助学习者整理结构知识。

（2）“按图索骥”

网络以“超文本”的方式链接着多种网络资源，形成无边界、立体化、非平面的拓扑结构，衍伸至人类思维领域，“超文本”形成的知识之间跳转连接形成了知识体系，有学者认为，“超文本”结构可能是最适合人们的思维方式之一[15]。而“超文本”本身就具备着非线性叙事和非线性结构的特点，在非线性学习中，如果把握了超文本的拓扑结构，那么对信息和知识的理解就有着事半功倍的效果。根据“超文本”的特点，笔者提出了“按图索骥”的学习策略。“按图索骥”就是指运用教育可视化学习工具，理解掌握劣构领域知识的信息通道，以超文本的方式建立信息联系以形成知识体系的过程。学习者通过可视化学习工具（如：思维导图、知识地图等）建立知识和技能的信息网络，学习者通过信息通道进行“超文本”的学习。张武威在《基于“十字交叉型”的复杂知识超文本信息结构表征分析》一文中提出了“十字交叉型”超文本信息表征结构[16]，较好地体现了在超文本结构下，学习者“按图索骥”进行非线性学习的过程。

（3）自组织学习

自组织学习是非线性学习活动的一种重要形式，它是指学习者因为共同的学习兴趣和目标倾向，自行组织起来进行自我学习的形式。合作与共享是自组织学习的核心，组织里的学习者围绕着一个共同目标，采用不同的信息渠道搜集有效信息，在小组里进行共享和交流，从而获得知识和技能。在自组织学习中，社会性媒体（如：微信公众号、百度文库等）广泛参与到学习过程中来，QQ、微信等交流工具被广泛使用。社会性媒体的介入促进了自组织成员间合作和共享的开展。一是能够更快捷地获取到网络上的相关信息，使小组成员远程开展讨论研究成为现实，突破了时空限制;二是更有效地对信息进行分析、甄别、转化，通过合作学习，小组成员对网络上良莠不齐的信息能够有效地甄别筛选，提升了学习的兴趣和效率。

参考文献：

[1][6]王继新.非线性学习：数字化时代的学习创新[M].北京：高等教育出版社，2012.9.

[2]王继新，黄涛.论非线性学习的模式与方法[J].中国电化教育，2009（4）：6-8.

[3]杨现民，唐斯斯，李翼红.发展教育大数据：内涵、价值和挑战[J].现代远程教育研究，2016（1）：50-60.

[4]James Taylor.IBM big data and information management[DB/OL].http：//www-01.ibm.com/software/data/bigdata/.2011-05-01.

[5]畢华林.学习能力的实质及其结构构建[J].教育研究，2000（7）：78-80.

[7]叶佩佩.中学生化学非线性思维的特征及测评研究[D].上海：华东师范大学，2018.

[8]西蒙斯著;詹青龙译.网络时代的知识和学习——走向连通（一版）[M].上海：华东师范大学出版社，2009：1-24.

[9]王竹立.关联主义与新建构主义：从连通到创新[J].远程教育杂志，2011（5）：34-40.

[10]杨波.大学新型学习环境下个体非线性学习理论研究[D].长沙：中南大学，2010.

[11]王继新，郑旭东，黄涛.非线性学习空间的设计和创建[J].中国电化教育，2010（1）：19-22.

[12]陈文智.协力智慧校园，打造“网上浙大” [DB/OL].http：//www.edu.cn/info/media/zyyy/szxy/201709/t20170927 _1557258.shtml，2017-12-17.

[13]王竹立.新建构主义教学法初探[J].现代教育技术，2014（5）：6-11.

[14]魏雪峰，杨现民，张玉梅.移动互联时代碎片化学习资源的适用场景与高效管理[J].中国电化教育，2017（5）：117-122.

[15]董剑桥.超文本结构与意义连贯性[J].南京师大学报（社会科学版），2003（1）：148-154.

[16]张武威.基于“十字交叉型”的复杂知识超文本信息结构表征分析[J].电化教育研究，2012（3）：19-23.

（编辑：王晓明）