基于分布式認知的移動學習應用的設計策略研究

摘要：目的：探討分布式認知理論在移動學習應用設計中的應用，重點關注移動學習活動中認知要素的分布與優化，以期解決當前移動學習應用中存在的學習內容淺顯和學習效率低下的問題，提高移動學習應用的學習效率和用戶體驗，滿足學習者對高質量移動學習服務的需求。方法：通過深入分析移動學習現狀和梳理分布式認知理論在教育領域的研究發展脈絡，探討分布式認知介入移動學習的優勢，并分析和總結在云計算、大數據、移動通信等技術支持下的移動學習活動的特性，凝練出影響移動學習活動的4個關鍵分布式認知要素：對象、媒介、個體和情境?；谶@些特點，從優化學習資源、強化人工制品、開展個性化學習活動、建立學習共同體4個方面出發，提出基于分布式認知要素的移動學習應用設計策略。結果：總結了分布式認知下的移動學習活動特性，并將分布式認知理論融入移動學習應用設計中，提出基于分布式認知理論的移動學習應用設計策略。結論：本研究為移動學習應用設計提供了一個新的分析框架，有助于深入理解移動學習活動中的認知分布情況，增強學習者在移動學習活動中的學習認知能力，為其提供個性化、情景化的移動學習服務，能夠有效提升移動學習活動的學習效率與學習體驗。

關鍵詞：移動學習；分布式認知；體驗；設計策略

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2024）05-0-04

隨著互聯網技術的日新月異，移動學習應用以便捷化和個性化等優勢受到了學習者的青睞。但現有移動學習應用仍存在照搬傳統模式、學習形式單一、缺乏交互性等問題，影響了學習效率。分布式認知理論突破了傳統認知限制，將認知分布狀態擴展到整個認知活動中。通過分布式認知理論，可以更深入地研究和理解移動學習過程中的認知分布，為設計和優化移動學習應用提供有力的理論支撐和實踐指導，提升移動學習應用的效率和體驗。

1 移動學習現狀

在移動互聯網的推動下，以手機和平板為代表的移動終端快速融入學習者的學習和生活之中，移動學習成為一種新的數字化學習方式。截至2020年初，中國有4.2億移動學習用戶，占移動互聯網用戶的近半數。早在2002年，人們就開始利用移動技術開展教育教學活動。隨著智能設備的普及和網絡傳輸速度的加快，移動教育資源愈發豐富，促進了更多移動學習應用的開發［1］，為學習者提供了多樣化的學習資源和靈活開展學習的機會。移動學習打破了學習空間的束縛，卻仍將學習者的認知過程看作獨立的腦內活動，同伴交流、學習環境等傳統課堂中潛藏的認知要素都被忽視，學習者只能從靜態、零碎的知識中汲取營養，無法達到預期的學習效果。

2 分布式認知理論概述

心理學家赫欽斯首次提出分布式認知理論，指出認知在個體內部、個體之間、媒介、環境、文化、社會、時間等多個方面分布［2］。傳統的認知主義將認知視為大腦內的信息加工過程，而分布式認知理論將參與認知過程的各元素及其相互功能關系都作為認知分析單元，從系統層面重新考慮認知要素。學者所羅門提出了一個個體認知與分布式認知交互關系的模型，該模型中個體認知獨立于分布式認知，階段性地發生交互，認知過程呈螺旋式上升［3］。分布式認知的發展與教育學緊密相關，許多學者也致力于將其應用于教育領域的研究。學者任劍鋒等人探討了分布式認知在CSCL系統設計中的應用問題［4］。學者邵朝友等人建構出基于分布式認知理論的學習活動設計框架［5］5。學者張偉等人提出了分布式視角下的移動學習觀，指出移動學習是一個知識構建和對話聯結的過程［6］22。但以上研究都未深入具體的應用設計之中，缺乏詳細的設計描述。

3 分布式認知在移動學習中的應用

3.1 分布式認知介入移動學習的優勢

分布式認知理論為分析和構建移動學習應用提供了一個出色的理論框架，個體、媒介、環境等認知要素可以與移動學習活動中的學習者、學習工具、學習情境進行對應的匹配。分布式認知下的學習活動不再僅圍繞學習資源，而是強調學習者之間的互動、與人工制品的協作以及與環境的交互。移動學習活動需要學習者隨時隨地通過移動智能設備獲取學習資源，與其他學習者進行學習交流［7］。在分布式認知的幫助下，設計者可以更好地理解和利用新技術，建立一個高效的平臺框架，促進人與人、人與技術工具的交流協作。此外，移動學習在物理、社會、文化等多個層面展現出分布式特性，與分布式認知理論高度契合。分布式認知為移動學習帶來了新的設計思路，能夠幫助設計者更好地理解和指導移動學習過程。

3.2 分布式認知下的移動學習活動特性

3.2.1 學習媒介的移動性

移動學習最大的特點便是移動性。借助移動終端和無線通信技術，學習者能夠隨時接入學習資源，進行自主學習和協作。這種學習方式為學習者獲取多種形式的資料提供了便利，并在支持記錄、思考和交流的學習工具的支持下，進一步強化學習效果。與傳統的學習方式不同，移動學習者與教師的直接互動受限，教學媒介成為知識傳遞和互動的主要渠道。它們不僅是知識傳遞的源頭和橋梁，還成了預設教學情境、技能實踐和協作交流的場所，也就是學習者主動學習和構建意義的認知工具。

移動學習活動的開展依賴學習者與移動終端、應用等工具之間的交互協作，其內容展示和交互方式受到移動終端的尺寸和物理環境的限制，與傳統在線學習有顯著差異。但現有的移動學習資源在設計上仍缺乏交互性考慮，多數學習資源套用PC端的顯示形式，內容復雜，展示方式單一，不僅沒有發揮移動學習的便捷優勢，反而增加了學習者的認知負擔。分布式認知強調人工制品的重要性。作為認知功能系統的重要組成部分，移動學習中的技術工具不僅是認知的工具，還是認知的合作伙伴。它們為學習者提供了豐富的認知資源，在增強智力和認知能力方面發揮著重要作用。通過使用移動學習設備，學習者可以產生一定的認知留存［6］23，這不僅能夠培養他們的元認知能力，而且能夠有效減輕他們的認知負荷。

3.2.2 學習網絡的社會性

知識在本質上具有社會性特征，經歷了行為主義、建構主義和關聯主義三個階段的學習理論演變，學習者的地位從被動轉為主動，學習過程更多是以探究為主的知識建構，強調學習的社會性、互動性和體驗性［8］10。在社會層面，移動網絡技術突破了時空限制，為個體之間的橫向交流提供了便利，使溝通與教育之間形成相互支持的緊密關系。在課堂環境之外，學習者可以隨時獲取信息、交流想法和開展學習合作。移動網絡技術為學習者們構建了一個緊密而靈活的移動學習網絡，以移動智能設備為載體，學習者可以隨時隨地學習，使社會性成為移動學習的固有特性。

在分布式認知理論下，移動學習不僅是一種學習方式，還是一種社會性的互動過程，學習者不再孤立地獲取知識，而是通過移動設備與其他學習者建立聯系，分享自己的學習經驗和心得，成為知識的創造者和分享者。學習是關于個體認知網絡與社會認知網絡的建立與分享的過程，通過與其他學習者合作與互動，學習者能夠不斷優化和增強認知網絡，拓展學習領域，不僅能夠增強自身的學習效果與體驗，還能為社會認知網絡的構建和發展作出貢獻。借助在線交流，移動網絡拓展了學習交流中的認知資源，學習者既可以向更多人分享自己的知識和技能，還能汲取別人的經驗和智慧。此外，與直接面對面交流不同，線上溝通更容易將注意力集中于任務或問題，這有助于深入的認知處理和反思性思維的提升。

3.2.3 學習活動的情境性

知識是與特定的活動、環境、文化產物緊密相連的。情境性是學習的核心特征，有助于提升學習的深度和價值。高階學習注重培養將知識應用于具體情境的能力，只有在真實或模擬的情境中學習，才能培養出解決現實問題的能力，為知識向實踐轉移創造有利條件。移動學習生態下的知識和文化能夠融合在各種情境中，并以鮮活的形式進入學習者所處的真實或虛擬環境之中［8］15，讓學習者體驗到真實的情境，更好地理解和掌握知識。

移動學習中的情境是一種基于虛擬網絡環境實現的體驗方式、互動模式和活動組織形式。學習不再局限于課堂，而是在智能教學空間進行，只要學習者有探究情境的意愿，就可以通過個人移動設備快速切換多樣化的學習情境。同時，學習者可以通過各種媒介和學習環境、資源等與其他學習者建立聯系，鏈接到更廣闊的學習情境，進一步完善社會認知網絡，提升綜合素質和能力。在分布式認知視角下，移動學習的焦點從個體擴展到整個學習情境，學習者在特定的社會文化背景下與周圍情境的互動，不僅為知識建構賦予意義，還積極分享并參與到更廣闊的社會認知網絡中，實現知識的共生共享。學習者所處的環境及活動都對學習產生了重要的影響。

4 分布式認知介入移動學習的應用設計策略

基于分布式認知理論和移動學習活動的特性，歸納總結出移動學習認知活動中的認知分布模型（見圖1），并在此基礎上提出基于4種認知要素的移動學習應用設計策略。

4.1 基于對象認知的學習資源設計策略

學習資源是學習認知的起點，學習者通過與學習資源的交互構建自身的基礎認知網絡，學習資源的呈現需要良好的交互設計支持。學習資源是學習活動所指向的基礎知識，主要源于教學者提前制作的學習素材和內容，以外部媒介的方式存在和傳播。移動技術的進步促進了學習活動的發展，借助移動通信與多媒體技術，音頻、文字、圖像、動畫、圖表等多種形式可以有效突出學習資源的特征，滿足學習者不同的學習要求。學習者通過閱讀資料和觀看視頻等行為獲得相關知識，為后續情境實踐與溝通交流環節構建基礎。由于學習者的認知源于學習資源，因此其部分認知也會留存于固定的學習資料之中。

學習資源的呈現方式也要有所改變，以提高移動學習的認知效率。由于移動學習活動的發生短暫且高頻，具有明顯的碎片化特征，因此大規模的學習材料需要拆解為相互接續的小規模學習對象。一方面，幫助學習者在瑣碎的時間安排下快速開展并完成完整的小型學習活動；另一方面，學習對象之間相互接續和提供一定的上下文參考，可以防止學習內容過于分散化而影響學習者對學習內容的整體認知。斯坦福大學學習實驗室的研究表明，設計時間在30秒到10分鐘之間的單個學習對象更契合學習者的需求［8］9。

4.2 基于媒介認知的人工制品設計策略

人工制品是開展移動學習活動必備的物質工具，學習者與資源、其他學習者以及情景的交互活動都要借助人工制品來完成。分布式認知認為認知過程同時分布在物質人工制品中，而不是僅存在于人腦內部，借助人工制品來開展認知活動，不僅可以提高學習者的認知效率、降低認知負荷，還能改變學習者的思考方式，并產生一定的認知留存。根據移動學習活動中學習者的交互行為，可將人工制品分為認知可視化工具、學習支持工具與協作交流工具3類。

首先，認知可視化工具可以幫助學習者將隱性知識以可視化的形式加以表征，如概念圖、思維導圖等可視化工具可以更好地呈現和組織思考過程與知識結構，不僅可以提高學習效率和質量，還可以幫助學習者更好地分享和理解彼此的知識。

其次，學習支持工具借助技術手段處理一些機械的、非創造性的耗時任務，降低或轉移學習過程中的認知負荷，使學習者專注于自身的學習任務，提高學習效率。如資源庫工具可以降低學習者的記憶負荷，基于算法的搜索工具可以降低學習資源的查詢處理難度。

最后，協作交流工具旨在促進學習者之間的交流和知識共享，移動技術手段的利用讓學習者之間的溝通交流更加便捷，支持學習者在學習過程中更有效地協作、交流與分享，進而推動學習認知的發展。常見的協作工具有即時通信軟件、電子郵件、社交媒體平臺等。

4.3 基于個體認知的個人學習活動設計策略

分布式視角下的移動學習過程是個體認知與分布式認知之間相互作用的動態過程，個體認知是分布式認知的核心，尤其是一部分高級知識、技術只能通過學習者個體內部的認知活動來完成構建。不同于社會性學習，基于個體認知的學習活動是一種基于學習資源和工具的自主學習活動，更強調個體內部的認知構建和發展，學習者希望通過自主學習獲得相應的學習資源或技能［9］。這種自發的學習活動能為學習者帶來更多的責任，課程選擇、評估反饋等高層次的教學管理功能都需要學習者自己負責。因此，移動學習應用要充分考慮用戶的學習風格、知識背景和技術熟練度，為其提供個性化的學習路徑與時間安排。例如，可以借助移動技術與算法來分析學習者的數據，建立個人模型，從而為不同的學習者定向推送個性化的課程資料與學習計劃。

個人學習活動不僅強調學習者對自身認知的掌控和主導，在學習過程中也要注重調動學習者的積極性和主動性，應當在學習活動中適當加入情境性的認知要素。例如，基于過往學習者的評論數據，適時讓“虛擬同學”在個人學習場景中發言，可以為學習者提供更加真實、生動的學習臨場感，建立相關的情境認知，帶來良好的個人學習體驗。

4.4 基于情境認知的移動學習共同體設計策略

分布式認知在強調個體學習的主動性基礎上，同樣重視基于群體智慧的社會性學習，鼓勵學習者積極發表觀點，形成一個互助的學習共同體，通過合作學習共同進步。學習共同體是由多樣化的學習者和助學者在移動學習環境中形成的一個互動性和協作性的團隊，其成員以網絡為紐帶，在學習中相互交流，共同探索，完成學習任務，并建立起一種互相激勵、共同成長的積極人際關系。這種交流不僅能夠促進知識的傳播，還能加強團隊合作。

學習共同體的建立首先要保障信息的交流，這種交流貫穿學習者、助學者以及人工制品之間。其次，學習共同體應建立在一定的學習契約和合作規則上［5］5，每個參與者都是平等的，互相交流信息與知識，共同打造一個良好的學習環境。最后，情境的創設是學習共同體建設的關鍵，個體與群體圍繞特定的主題進行交流協作，除了與學習者自身相關的社會文化、背景知識、問題假設等情境因素之外，一些特殊的設定也有利于情境創設，如在具體的學習小組中，用虛擬角色來代替學習者的形象，可以營造獨特的學習情境。

5 結語

移動學習應用的興起為學習者開辟了新的學習空間，但簡單的內容和服務方式未能帶來高效的學習體驗。本文通過梳理分布式視角下移動學習活動的特性，對其中的認知要素進行細致的分析，從而提出基于分布式認知的移動學習應用設計策略，旨在為移動學習應用的設計提供一個全新的視角，更有效地支持學習者的認知過程。

參考文獻：

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作者簡介：張維（1997—），男，江蘇鹽城人，碩士在讀，研究方向：交互設計。