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摘要：文章研究在Ubiquitous computing(泛在计算)技术基础上发展起来的学习方式—U-Learning，并比较E-Learning、M-Learning和U-Learning在几个主要方面的区别；以及在U时代人们如何方便且无意识地运用计算机，让计算机更好的服务于教育领域。通过调查上海市部分中小学师生对U-Learning的认识及其在学校的应用情况，分析存在问题，并针对不同问题提出合理化建议，使U-Learning更有效地应用于传统的课堂教学中。
关键词：泛在学习；数字化学习；移动学习；泛在计算
中图分类号：G442 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2011) 22-0000-01
The Knowledge and Application Analysis of U-Learning for Shanghai Primary&Secondary Schools’ Teachers and Students
Jia Huiting
(Lhasa Teachers’ College,Lhasa 850000,China)
Abstract:Research in Ubiquitous computing (ubiquitous computing) technology,developed on the basis of learning styles-U-Learning,and compare the E-Learning,M-Learning and the U-Learning differences in several key areas;and U convenient times and how people unconsciously use a computer,let the computer to better serve the field of education.Part of primary and secondary school students in Shanghai through the investigation of U-Learning and understanding the application of the school,analyze problems,and to make reasonable suggestions for different problems,so U-Learning more effectively applied to traditional classroom teaching.
Keywords:Ubiquitous learning;Digitalization learning;Mobile learning;Ubiquitous computing
一、引言
随着信息技术的不断发展，计算机技术在教育中的应用也成为现代教育的一个重要标志。与此同时，上海市教育系统也加快了对中小学校信息系统的建设，但由于资金短缺等方面的原因，学校为师生配备的电脑几乎是台式机，而且在建设中很多学校投入大笔资金配置硬件设备，建设校园网，但在软件上的投资却相当少，并且造成了资源利用率过低的严重后果。因此如何使用先进的技术提高资源利用率是一个研究的课题。
本文的研究目的是需要提高学校师生及高层管理者对先进的学习方式---U-Learning的认识和在硬件技术方面的建设。本文主要以文献分析和问卷调查法研究上海市中小学师生对U-Learning的认识以及其在学校中的应用现状。但由于此次调查只是针对上海市的部分中小学校的师生，研究对象以及研究所得的数据的全面性上存在着局限性，只希望为教育研究者提供一些理论依据。
二、理论阐述
（一）Ubiquitous computing的阐述。Ubiquitous Computing最早起源于1988年Xerox PARC实验室计划，在该计划中Mark Weiser首先提出了Ubiquitous Computing的概念。
图1 Ubiquitous Computing的概念图
如图1所示，Ubiquitous Computing是任何人（Anyone）无论在任何地方（Anywhere）任何时间（Anytime）做任何事情（Anything）时都可以舒适地、无意识地运用互连在一起的计算机。即Ubiquitous Computing是信息空间与物理空间的融合，在任何环境下人们能够使用任何移动设备、通过任意网络、在任何时间都可以获得一定质量的网络服务技术。
Ubiquitous Computing可以产生许多新的教育技术应用，利用它无所不在、互连、多样性等特点可以提供给人们随时随地学习的机会。因此，Ubiquitous Computing技术将成为教育改革与发展的重要驱动力，可以归纳为以下几方面：
1.硬件环境：Ubiquitous Computing技术将在传统的教学环境上进行改造，取而代之的是由具有感知能力的传感器和可自動记录及理解人行为的智能系统组成的教室以及智能化的校园环境；
2.管理环境：建立在Ubiquitous环境之上并为教育定制的智能管理系统可对教学过程以及教务活动进行智能化的管理；
3.资源建设：在Ubiquitous环境中，教育的参与者(教师和学生等)随时随地都可以制作和使用教育资源，方便地从事教学活动；
4.教育理念支持：Ubiquitous Computing技术的成熟将为教学活动和学习活动提供新的认知环境，这些环境会形成新的教学和学习理论(如协作学习等)，以求达到更快速更有效地学习目的。
（二）Ubiquitous Learning的阐述。U-Learning目前还没有一个明确、统一的定义，具有代表性的定义有：
“U-Learning指的是智能化和网络化跟教育有关的物理空间中的机关和事物，从而使学习者随时随地，不受资源的限制使用任何终端设备进行学习的教育环境。”
“U-Learning是使用带有RFID(Radio Frequency Identification，电子标签)、红外数据通信端口、蓝牙端口或GPS卡等通信接口的PDA，智能手机，笔记本电脑等移动设备，利用无线通信技术，在任何地点、任何时间学习任何自己感兴趣的内容。简言之，即任何人可以在任何地方、任何时刻获取所需的任何信息的方式。”
本文作者认为U-Learning就是在U学习环境下，学习者可以使用任何移动终端设备不受任何限制的进行任何方式的个别化的学习。
根据以上定义可以概括出U-Learning的几个特点：
（1）它是一种可以随时随地使用任何学习终端设备进行以学习者为中心的学习，并且在种学习中学习者能一直保持在学习状态除非自己取消学习要求；
（2）应用携带方便、界面方式随和的各种各样的方便的小型计算机，可以让学习者通过亲密的相互作用的方式进行学习；
（3）它是根据学习者的学习需求进行的个别化学习的一种学习方式，并且学习者可以访问到多种形式的学习资料；
（4）结合学习者的学习水平和情境信息可以推测学习者所需的学习情境及内容，提供最佳的学习环境和教育。
（三）支持Ubiquitous Learning的关键技术。
1.教育资源：U时代的教育资源是指根据学习者的兴趣、学习方式和学习要求，让学习者随时随地按自己的学习兴趣及需要下载学习资料的智能型综合信息资源。
2.学习终端设备：在U-Learning环境中终端设备不是以机器为中心的，而是以人为中心的，这些设备更具人性化更方便携带，将提供无所不在的U学习环境。
3.网络化资源：能够支持U-Learning的网络，必须是学习者随时随地使用任何终端设备都能上网，而且信息提供者所提供的教育资源通过任何网络都能够传送的网络形式。在U-Learning环境中所需的网络化包括U-Senser网络化和有线、无线、广播相整合的网络化。
（四）U-Learning、M-Learning和E-Learning的区别。U-Learning是在E-Learning和M-Learning的基础上发展起来的，它蕴含了两者的优点，但三者在学习空间、学习终端设备、学习场所等方面又存在着一定的差别。表1总结了这三者之间的区别：
表1 U-Learning、M-Learning、E-Learning的区别
项目 E-Learning M-Learning U-Learning
学习空间和
学习形态 1、学习者在稳定的物理空间通过虚拟空间进行学习；
2、在线空间和离线空间的学习活动分开 1、边在物理空间移动边在虚拟空间进行学习；
2、在线空间和离线空间的学习活动分开 1、通过物理空间中内在的虚拟空间，在无意识状态下学习；
2、在线空间与离线空间的学习活动是整合在一起的，不分开
主要设备
（技术） 个人计算机（PC）、终端设备（智能手机、电子词典）、有线网路 可在移动时使用的终端设备(PDA、移动手机、Table PC等） 可以穿戴、携带的微小型机器（电子纸）、各种无线网络
Tracking和自然界面的体现程度 支持Tracking；
不体现自然界面 支持Tracking；
体现自然界面，但水准低 支持通过学习行为的Tracking；
使靈活的教育形式变为现实，以语言、视觉等自然界面作为媒介
学习的沉浸度和分节的程度 在稳定的物理空间学习，不出现分节 有分节（无线网） 基本解决分节问题，支持连续的沉浸的学习
网络技术 因特网、有线网 因特网、无线网 无线因特网、网络实现化的技术
学习
场所 日常生活和学习空间分离，上网时也可学习 日常生活和学习空间分离，可进行网上学习 在生活过程中学习，日程生活和学习空间联系在一起，不分开
三、数据分析及建议
通过调查和对数据的整理分析可得出，师生所持用的学习终端设备都以MP3、MP4、电子词典、普通手机和电脑为主。以下是具体的调查项目：
图3 上海市中小学师生对U-learning的认识
如图3所示，小学有71%的教师和几乎所有的学生都从未听说过U-Learning；中学有34%教师对U-Learning有初步的认识或者听说过，而学生在这方面的了解几乎为零。信息化主管人员也只是对U-Learning有一些表面上的了解。由此，可以看出上海市中小学师生及信息化主管人员对U-Learning的认识程度普遍较低。虽然上海在经济发展方面处于全国领先地位，信息化建设的程度也很高，但在U-Learning这方面与其他发达国家相比，认识和实践程度还不够，所以造成在中小学信息化教育的过程中师生普遍对U-Learning的认识程度不高。
图4 U-learning终端设备在中小学师生中的应用情况 图5 学生使用终端设备学习的时间
从图4和图5可以看出，学生将终端设备多用于学习，但在时间上并不乐观。不过使用三十分钟的中学生比小学生有所提高，这是由于U-Learning对学习者的自学能力有一定要求，而中学生的自控能力和自觉能力比小学生强，所以中学生可以自觉的借助身边的有利工具使学习变得更加容易，并且可以提高他们学习的能力和兴趣。
教师将终端设备主要用于与家人联系，其次是在工作上的使用。从这点可以看出，教师将终端设备用于教学的情况不是很乐观，所以提高教师对U-Learning的认识和使用终端设备工作的意识是不可忽视的。本文作者认为，学校应该大力加强在硬件方面的建设，并督促教师在课堂上使用先进终端设备，促进学生的学习，使师生在教与学的过程中都得到前所未有的全新感受。
图6 学生使用终端设备学习的方式
如图6显示，两个阶段的学校都有近60%的学生是通过下载学习资料来进行学习的，而在其他方式上使用的概率很低，这说明，学生使用终端设备学习的方式过于单一，不够多样化。如果能够提高学生使用终端设备学习的意识，利用多种渠道进行学习，那么学习方式将变得灵活，学习资料将变得更加丰富。同样在学习地点，学习时间上更加不受限制，让学生达到随时随地学习的条件。
为了使U-Learning在学校中充分得到利用，本文作者认为，首先在技术方面各学校应加强硬件上的建设，这就需要政府给予经济上的支持，如引进像Table PC、电子纸等一些先进技术，并构建多样的、先进的网络化开放学习环境来实现Ubiquitous教育环境。其次，无论是国家层次的教育信息研究者和行政人员，还是校长、信息化主管人员和教师都应先让他们在理论上对U-Learning有所了解，并逐步转变他们的观念，使U-Learning在学校中得到广泛的应用。如果条件允许可以利用Ubiquitous教室对教师进行培训，让他们亲自体验Ubiquitous对学习带来的帮助，这样可以使他们在观念上有更好的转变。另外，对学生也可以适当的进行教育，让他们知道什么是U-Learning，这样可以促使他们积极的使用终端设备，提高U-Learning的普及程度。
参考文献：
[1]罗功宸.普适计算多相形及个人智能环境研究[D].浙江大学硕士研究生学位论文
[2]李恬.U-Learning教育环境的应用与挑战[J].重庆工学院学报(自然学科报),2007,9
[3]赵海兰.支持泛在学习(U-learning)环境的关键技术分析[J].中国电化教育,2007,7
[4]为未来教育的U学习模型研究[D].KERIS.韩国教育学术信息院
[作者简介]贾慧婷（1985-），女，山西省临汾人，拉萨师范高等专科学校信息技术系助教，主要研究方向为信息化教学设计。
关键词：泛在学习；数字化学习；移动学习；泛在计算
中图分类号：G442 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2011) 22-0000-01
The Knowledge and Application Analysis of U-Learning for Shanghai Primary&Secondary Schools’ Teachers and Students
Jia Huiting
(Lhasa Teachers’ College,Lhasa 850000,China)
Abstract:Research in Ubiquitous computing (ubiquitous computing) technology,developed on the basis of learning styles-U-Learning,and compare the E-Learning,M-Learning and the U-Learning differences in several key areas;and U convenient times and how people unconsciously use a computer,let the computer to better serve the field of education.Part of primary and secondary school students in Shanghai through the investigation of U-Learning and understanding the application of the school,analyze problems,and to make reasonable suggestions for different problems,so U-Learning more effectively applied to traditional classroom teaching.
Keywords:Ubiquitous learning;Digitalization learning;Mobile learning;Ubiquitous computing
一、引言
随着信息技术的不断发展，计算机技术在教育中的应用也成为现代教育的一个重要标志。与此同时，上海市教育系统也加快了对中小学校信息系统的建设，但由于资金短缺等方面的原因，学校为师生配备的电脑几乎是台式机，而且在建设中很多学校投入大笔资金配置硬件设备，建设校园网，但在软件上的投资却相当少，并且造成了资源利用率过低的严重后果。因此如何使用先进的技术提高资源利用率是一个研究的课题。
本文的研究目的是需要提高学校师生及高层管理者对先进的学习方式---U-Learning的认识和在硬件技术方面的建设。本文主要以文献分析和问卷调查法研究上海市中小学师生对U-Learning的认识以及其在学校中的应用现状。但由于此次调查只是针对上海市的部分中小学校的师生，研究对象以及研究所得的数据的全面性上存在着局限性，只希望为教育研究者提供一些理论依据。
二、理论阐述
（一）Ubiquitous computing的阐述。Ubiquitous Computing最早起源于1988年Xerox PARC实验室计划，在该计划中Mark Weiser首先提出了Ubiquitous Computing的概念。
图1 Ubiquitous Computing的概念图
如图1所示，Ubiquitous Computing是任何人（Anyone）无论在任何地方（Anywhere）任何时间（Anytime）做任何事情（Anything）时都可以舒适地、无意识地运用互连在一起的计算机。即Ubiquitous Computing是信息空间与物理空间的融合，在任何环境下人们能够使用任何移动设备、通过任意网络、在任何时间都可以获得一定质量的网络服务技术。
Ubiquitous Computing可以产生许多新的教育技术应用，利用它无所不在、互连、多样性等特点可以提供给人们随时随地学习的机会。因此，Ubiquitous Computing技术将成为教育改革与发展的重要驱动力，可以归纳为以下几方面：
1.硬件环境：Ubiquitous Computing技术将在传统的教学环境上进行改造，取而代之的是由具有感知能力的传感器和可自動记录及理解人行为的智能系统组成的教室以及智能化的校园环境；
2.管理环境：建立在Ubiquitous环境之上并为教育定制的智能管理系统可对教学过程以及教务活动进行智能化的管理；
3.资源建设：在Ubiquitous环境中，教育的参与者(教师和学生等)随时随地都可以制作和使用教育资源，方便地从事教学活动；
4.教育理念支持：Ubiquitous Computing技术的成熟将为教学活动和学习活动提供新的认知环境，这些环境会形成新的教学和学习理论(如协作学习等)，以求达到更快速更有效地学习目的。
（二）Ubiquitous Learning的阐述。U-Learning目前还没有一个明确、统一的定义，具有代表性的定义有：
“U-Learning指的是智能化和网络化跟教育有关的物理空间中的机关和事物，从而使学习者随时随地，不受资源的限制使用任何终端设备进行学习的教育环境。”
“U-Learning是使用带有RFID(Radio Frequency Identification，电子标签)、红外数据通信端口、蓝牙端口或GPS卡等通信接口的PDA，智能手机，笔记本电脑等移动设备，利用无线通信技术，在任何地点、任何时间学习任何自己感兴趣的内容。简言之，即任何人可以在任何地方、任何时刻获取所需的任何信息的方式。”
本文作者认为U-Learning就是在U学习环境下，学习者可以使用任何移动终端设备不受任何限制的进行任何方式的个别化的学习。
根据以上定义可以概括出U-Learning的几个特点：
（1）它是一种可以随时随地使用任何学习终端设备进行以学习者为中心的学习，并且在种学习中学习者能一直保持在学习状态除非自己取消学习要求；
（2）应用携带方便、界面方式随和的各种各样的方便的小型计算机，可以让学习者通过亲密的相互作用的方式进行学习；
（3）它是根据学习者的学习需求进行的个别化学习的一种学习方式，并且学习者可以访问到多种形式的学习资料；
（4）结合学习者的学习水平和情境信息可以推测学习者所需的学习情境及内容，提供最佳的学习环境和教育。
（三）支持Ubiquitous Learning的关键技术。
1.教育资源：U时代的教育资源是指根据学习者的兴趣、学习方式和学习要求，让学习者随时随地按自己的学习兴趣及需要下载学习资料的智能型综合信息资源。
2.学习终端设备：在U-Learning环境中终端设备不是以机器为中心的，而是以人为中心的，这些设备更具人性化更方便携带，将提供无所不在的U学习环境。
3.网络化资源：能够支持U-Learning的网络，必须是学习者随时随地使用任何终端设备都能上网，而且信息提供者所提供的教育资源通过任何网络都能够传送的网络形式。在U-Learning环境中所需的网络化包括U-Senser网络化和有线、无线、广播相整合的网络化。
（四）U-Learning、M-Learning和E-Learning的区别。U-Learning是在E-Learning和M-Learning的基础上发展起来的，它蕴含了两者的优点，但三者在学习空间、学习终端设备、学习场所等方面又存在着一定的差别。表1总结了这三者之间的区别：
表1 U-Learning、M-Learning、E-Learning的区别
项目 E-Learning M-Learning U-Learning
学习空间和
学习形态 1、学习者在稳定的物理空间通过虚拟空间进行学习；
2、在线空间和离线空间的学习活动分开 1、边在物理空间移动边在虚拟空间进行学习；
2、在线空间和离线空间的学习活动分开 1、通过物理空间中内在的虚拟空间，在无意识状态下学习；
2、在线空间与离线空间的学习活动是整合在一起的，不分开
主要设备
（技术） 个人计算机（PC）、终端设备（智能手机、电子词典）、有线网路 可在移动时使用的终端设备(PDA、移动手机、Table PC等） 可以穿戴、携带的微小型机器（电子纸）、各种无线网络
Tracking和自然界面的体现程度 支持Tracking；
不体现自然界面 支持Tracking；
体现自然界面，但水准低 支持通过学习行为的Tracking；
使靈活的教育形式变为现实，以语言、视觉等自然界面作为媒介
学习的沉浸度和分节的程度 在稳定的物理空间学习，不出现分节 有分节（无线网） 基本解决分节问题，支持连续的沉浸的学习
网络技术 因特网、有线网 因特网、无线网 无线因特网、网络实现化的技术
学习
场所 日常生活和学习空间分离，上网时也可学习 日常生活和学习空间分离，可进行网上学习 在生活过程中学习，日程生活和学习空间联系在一起，不分开
三、数据分析及建议
通过调查和对数据的整理分析可得出，师生所持用的学习终端设备都以MP3、MP4、电子词典、普通手机和电脑为主。以下是具体的调查项目：
图3 上海市中小学师生对U-learning的认识
如图3所示，小学有71%的教师和几乎所有的学生都从未听说过U-Learning；中学有34%教师对U-Learning有初步的认识或者听说过，而学生在这方面的了解几乎为零。信息化主管人员也只是对U-Learning有一些表面上的了解。由此，可以看出上海市中小学师生及信息化主管人员对U-Learning的认识程度普遍较低。虽然上海在经济发展方面处于全国领先地位，信息化建设的程度也很高，但在U-Learning这方面与其他发达国家相比，认识和实践程度还不够，所以造成在中小学信息化教育的过程中师生普遍对U-Learning的认识程度不高。
图4 U-learning终端设备在中小学师生中的应用情况 图5 学生使用终端设备学习的时间
从图4和图5可以看出，学生将终端设备多用于学习，但在时间上并不乐观。不过使用三十分钟的中学生比小学生有所提高，这是由于U-Learning对学习者的自学能力有一定要求，而中学生的自控能力和自觉能力比小学生强，所以中学生可以自觉的借助身边的有利工具使学习变得更加容易，并且可以提高他们学习的能力和兴趣。
教师将终端设备主要用于与家人联系，其次是在工作上的使用。从这点可以看出，教师将终端设备用于教学的情况不是很乐观，所以提高教师对U-Learning的认识和使用终端设备工作的意识是不可忽视的。本文作者认为，学校应该大力加强在硬件方面的建设，并督促教师在课堂上使用先进终端设备，促进学生的学习，使师生在教与学的过程中都得到前所未有的全新感受。
图6 学生使用终端设备学习的方式
如图6显示，两个阶段的学校都有近60%的学生是通过下载学习资料来进行学习的，而在其他方式上使用的概率很低，这说明，学生使用终端设备学习的方式过于单一，不够多样化。如果能够提高学生使用终端设备学习的意识，利用多种渠道进行学习，那么学习方式将变得灵活，学习资料将变得更加丰富。同样在学习地点，学习时间上更加不受限制，让学生达到随时随地学习的条件。
为了使U-Learning在学校中充分得到利用，本文作者认为，首先在技术方面各学校应加强硬件上的建设，这就需要政府给予经济上的支持，如引进像Table PC、电子纸等一些先进技术，并构建多样的、先进的网络化开放学习环境来实现Ubiquitous教育环境。其次，无论是国家层次的教育信息研究者和行政人员，还是校长、信息化主管人员和教师都应先让他们在理论上对U-Learning有所了解，并逐步转变他们的观念，使U-Learning在学校中得到广泛的应用。如果条件允许可以利用Ubiquitous教室对教师进行培训，让他们亲自体验Ubiquitous对学习带来的帮助，这样可以使他们在观念上有更好的转变。另外，对学生也可以适当的进行教育，让他们知道什么是U-Learning，这样可以促使他们积极的使用终端设备，提高U-Learning的普及程度。
参考文献：
[1]罗功宸.普适计算多相形及个人智能环境研究[D].浙江大学硕士研究生学位论文
[2]李恬.U-Learning教育环境的应用与挑战[J].重庆工学院学报(自然学科报),2007,9
[3]赵海兰.支持泛在学习(U-learning)环境的关键技术分析[J].中国电化教育,2007,7
[4]为未来教育的U学习模型研究[D].KERIS.韩国教育学术信息院
[作者简介]贾慧婷（1985-），女，山西省临汾人，拉萨师范高等专科学校信息技术系助教，主要研究方向为信息化教学设计。