混合学习环境中探究式学习的可用性和可行性

原文作者：Niclas Sandstrom，Robert Eriksson，Kirsti Lonka，Suvi Nenonen

摘要

目的——本文的目的是确定在物理和技术嵌入式学习环境中用户体验的核心层面（LE）旨在支持高等教育中活跃的以学生为主导的探究式学习和协作的知识创新。

设计/方法/途径——本文综合了建构环境的可用性应用框架和基于查询的有吸引力的学习环境（ELE）测试和开发未来学习环境的可用性和教学法。经过一个为期七周的探究课程单元后，对一组十名师生进行了研究和半结构化访谈。研究结果被认为是根据这两个框架。

研究结果——物理和嵌入式学习环境为学生提供社会数字支持，促进经验丰富的学习参与，知识共同创造和共享，以及科学界的安全感和归属感。ELE模型的应用和灵活的物理设置实现和相互支持，促进学习。

现实意义——结果阐明了如何将理解用户的过程,用户体验和使用嵌入式学习环境来开发新学习环境的可用性。

独创性/价值——生活实验室为不同的利益相关者提供有关可用性的有形信息，并帮助设计者具体地简化教学法和物理学习环境。

关键词——设计与开发，学习，可用性，可行性，可视性，合作知识创新，有吸引力的学习环境

论文类型——研究论文

这项研究得到了由芬兰芬兰文化基金会第一作者Tekes资助的芬兰科技创新机构RYM室内环境项目（462054）的支持。

绪论

设计新的学习环境通常旨在改善学习成果并促进整体学习体验。除了创建全新和翻新的教学空间外，还可以通过实施物理和数字（虚拟）平台来重新设计和重新思考当前的学习环境，从而使环境有更多的技术嵌入、更加灵活。说到敏捷，本文提到灵活、适应性强的物理学习环境，并根据需要提供丰富多样的不同环境（对于现代术语学习敏捷性的概念化，参见DeRue et al., 2012）。通过嵌入不同的现代元素，例如共同创造知识和分享观点、概念的平台，可以增强在不同环境中发生的学习活动(Hakkarainen et al., 2004a, 2004b; Hakkarainen, 2009; Scardamalia and Bereiter, 2014)。然而，这样的学习环境设计过程很少利用包括学生在内的所有利益相关者的参与（Konings et al., 2014），因此在可用性空间内，预期用途和最终的用户体验之间形成潜在的差距。甚至在今天，终端用户在很多建构项目中仍然是一个抽象的概念（Kaya, 2004）。另一方面，使用个性化技术和社交平台也挑战了物理设施在不同学习社区中提供不同空间、地点和功能的作用（Cardellino and Leiringer, 2014）。

本文重点介绍了高校二年级一批班级师生的用户体验，现代高等教育学生关于他们大学校园和物理环境第一年的经验和期望已经有了报告。例如，McLaughlin和Faulkner（2012）在一项研究中揭示出，例如需要多用途空间，以及通过技术帮助空间支持与全球世界互动的能力。因为在本研究中重点关注的学生是他们第二年的高校学习，他们也有来自不同室内环境和大学设施的经验，能够支持对不同空间感知的比较。

本研究旨在理解在密集团队课程工作中，良好学习经验的先决条件。一方面，广泛的研究问题是物理，社会和虚拟学习环境如何促进学习；另一方面，物理和嵌入式学习环境和设施的教学设计如何支持现代学生越来越多地应用社会数字参与（SDP）实践。

在下一节中，介绍了ELE模型和USEframe模型。之后，对学习背景，学生样本以及方法和分析进行了描述。在结果部分，学生经验的分类呈现是在面试数据与以往在可用性和学习科学领域的文献之间的对话中形成的。在讨论部分，总结和反映了理论背景的结果。最后，考虑到将可用性思维与学习相结合的未来研究的意义和需要，最后提出设计思考和未来研究的建议。

参与学习环境和可用性：考虑和框架结合在一起

由于移动应用的大量增加，空间概念已经发生了变化，导致了一个看似无空间的世界，例如移动工作是一个日益增长的趋势（Vartiainen和Hyrkkanen，2010）。在教育方面，越来越多的学生学习和学习活动发生在可能没有被设计用于教学和正式学习的非正式学习环境中(Harrison和Hutton, 2014; McFarlane, 2015) ，各级教育事业发生的变化也对物理设施产生影响(Lee, 2014)。信息通信技术（ICT）的总体发展在这些变化中起着重要作用。大学和不同教育设施的主要挑战之一是据说在涉及不同ICT和不断发展的知识实践的新知识实践之间形成差距（Lonka，2012）这些共同的社会知识实践在高等教育中的入门也被看作是越来越多的空间合作知识创造的需求(Hamilton, 2009; Loyens and Gijbels, 2008)。规划物理空间的学习变成更加复杂的概念，学习发生在不同的物理设置上，实际上是更广泛的理解（Dugdale, 2009）。像学校（Alexander, 2009）一样，大学设施在它们所服务的社区中越来越多地被概念化，它们被认为是改变教育格局的关键。

目前关于改变教育环境和制度实践的讨论的一个重要方面是社会知识实践在创造和分享知识方面的重要性。这种认识也呼吁安排教学法的新方法。学习不再被视为从知识转移到知识摄取，最后到学习的线性过程。相反，人们普遍认为，人类的学习发生在文化和社会中（Biggs, 1996; Lave and Wenger, 1991），它发生在人与人之间，也得到了环境和环境提供的可用性的支持(Hakkarainen et al., 2004a, 2004b; Lonka, 2012)。

教学性，循环参与式学习环境模型（Lonka，2012; Lonka和Ketonen，2012）的主要思想是点燃和维护兴趣（Hidi和Renninger，2006），让学习者深化知识寻求与建设周期，是学习过程中的关键因素。ELE的阶段是：

阶段1：诊断和激活当前的理解和知识；兴趣点燃；并将其学习的需求映射和讨论，与学习过程的目标相结合。

阶段2：培养和促进主动学习和反思性思维过程；兴趣是积极维护适当的教学，在兴趣调节和情绪唤醒方面的支持；该过程得到知识共同创造和共享的必要技术应用和方法的支持；在互联网，家庭，P2P等领域，兴趣水平得到加深；通过促进者和学习者之间以及学习者之间的动态和丰富的相互作用鼓励无处不在的学习。

阶段3：评价，评估信仰和知识的变化，提供反馈；在诊断学习周期的过程中，它的以下问题是很有用的：学到了什么？在过程中出现的新内容是什么？过程是怎样的？通过小组讨论和思考来支持和维护兴趣水平。

空间或学习环境的可用性的一个重要方面是用户在空间中对不同用途和活动的可能性的感知。换句话说，它所包含的空间和内容都是重要的。可供性是心理学家Jerome Gibson 1977年创造的一个概念(Greeno, 1994; Nye and Silverman, 2012)。可用性是指环境中可用的信息，而不是对象的形式和外部属性。它是关于用户的属性和可能性，而不是关于对象固有的纯粹的抽象物理属性。因此，可供性不能像其他具体文物所具有的属性一样被衡量和计算，因为可共性是在例如学生和她的教室之间的相互作用中出现的相对的东西 ——他或她能够做什么。

环境的可用性与可承受性，以及它们如何在给定的环境和设置中实现用户的满意度和效率有关（Alexander et al., 2013）。混合学习环境是一种日益增加的教育类型，其提供的可能性仍有待调查。混合环境结合了学习的所有维度，即物理的、虚拟的、社会的、移动的、心理的维度和空间（Bonk and Graham, 2006)）。这个事实也是在学习环境的可用性中得到赞赏的，学习环境被定义为任何学习发生的组织或社区中的社会心理、物理和数字设置。在这里，可用性也被认为影响着学习者的成就和态度（Alexander, 2009）。有效和可用的学习环境，将有效和有意义地结合社会、数字和物理环境（Beard, 2012）。

建构环境的可用性给架构者、设计者和设施管理都带来了挑战，因为它和如何使用空间以及这种使用的影响有关。由于它也和不同组织活动发生的物理环境有关，可用性也涉及组织的管理人员。可用性是一个核心的概念，与人们研究什么问题，怎么研究，在哪里研究有关（Alexander, 2009）。怎么做还可以包括人们在不同的学习和工作环境中使用的智能程序辅助工具和应用程序。Fenker（2008）指出，建构环境的可用性取决于环境，它是用户体验的结果，与其之间的社会关系形成动态的相互作用。因为可用性是在用户和设施之间的背景和形式中出现的，它在概念上接近Gibson提出的观点，在本文前面提到：在这两者中，本质上是，在给定的互动主义背景下使用和阐述和用户满意度的可能性的问题。USEframe模型旨在概念化和可视化图形语境维度，其在可用性中具有重要意义（Lindahl et al., 2011）。它说明了在了解和绘制使用过程中的阶段和元素，以支持设计和施工项目或设施维护中的设施管理流程。在将框架应用于学习环境的使用背景中，将从用户体验的角度来看学习需要。所获得的信息需要被用于开发现有的学习环境和要设计的环境。使用框架应用于描述流程是有益的，简洁而清楚地传达信息，参与和知识传播（Hansen et al., 2010; Lindahl et al., 2011）。在这项研究中，物理环境被认为是可用性和用户体验中心的一个提供空间，作为提高可用性的重要信息来源。通过用户与他们联系的情感和意义来接近用户体验（Kojo and Nenonen, 2012）。

方法

参与者和学习背景

这项研究是在赫尔辛基大学的一个班级里的教师教育课程的背景下进行的（Litmanen et al., 2012）。这个课程毕业的学生是教育心理学专业的。每年的学生人数是20人。

学生研究焦点小组是由十名学生组成的一个密集的小团体，并进行规划和研究单位，主要遵循逐步探究式的教学法（Hakkarainen et al., 2004a, 2004b; Lonka, 2012）。在这五年主修学习的前三年中，这些学生一起工作。Etelapelto等人已经描述了这种社会学习环境的一些过程和动态（2005）。本课程中的学生是一直热衷于测试和使用新技术和知识的用户；这是一种意识形态的姿态, 来开放测试和开发新的教具, 以供教学和学习。参加者年龄在二十一至三十五岁之间；九名是女性，一名是男性。

在这个为期七周的循序渐进的探究性学习周期中，学生们还参与了教师培训课程中的其他主题课程，例如，科学写作、课程研究和发展以及音乐教育。学生在结果部分的报告都与他们密集的七周渐进式探究为基础的课程单元有关，这是本研究的测试平台，这些引语来自于采访，这些访谈是在最后的小组会议当天或同一天进行的。学生按照ELE模式，计划、实施和评估了反映周期，被称为“城市创新”课程单

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