摘 要 從復雜適應性系統（CAS）理論的視角探討泛在學習，發現它與CAS的7個基本特性一一對應，可以將其視為一個CAS系統。這有助于加深對泛在學習的認識，為解決泛在學習中遇到的一些問題提供一種新的視角。
關鍵詞 泛在計算；泛在學習；復雜適應性系統
中圖分類號：G40 文獻標識碼：A 文章編號：1671-489X(2011)24-0003-03
A Perspective of Complex Adaptive System on Ubiquitous Learning//Ouyang Ming1, Gong Ping2
Abstract This paper discussed ubiquitous learning, based on the perspective of complex adaptive system. We found that it corresponded with seven basic characteristics of CAS. So it can be regarded as a complex adaptive system. This will facilitate to deepen our understanding of ubiquitous learning and provide a new perspective for solving some problems encountered of ubiquitous learning.
Key words ubiquitous computing; ubiquitous learning; complex adaptive system
Author’s address
1 Vocational and Continuing Education Institute, Yunnan University, Kunming, China 650091
2 Network and Information Center of Yunnan University, Kunming, China 650091
1 引言
隨著信息時代的到來，科學技術的迅猛發展使得媒體技術、網絡技術等現代信息技術不斷地推陳出新。在信息時代，人類的學習方式從數字化學習過渡到移動學習再到泛在學習（u-learning），其間發生重大變革。人類學習方式變革的同時也出現許多問題，但是諸多教學問題并不能都用簡單的主客兩分的思維方式進行解釋和解決。從復雜適應性系統視角來審視與思考泛在學習，不僅可以更清晰地揭示泛在學習的內涵，同時可以有更多的教學啟示，促進泛在學習的發展。
2 復雜適應性系統理論的主要內容
復雜適應性系統（Complex Adaptive System，簡稱CAS）理論是由美國圣塔菲學派于1994年提出來的，是現代系統科學的一個新的研究方向，它從主體和環境的相互作用方面去認識和描述復雜系統的行為，開辟了系統研究的新視野。CAS是指那些在系統的演化、發展過程中的主體通過與外部環境的交互而不斷改進自己的行為，并且相互協調、相互適應、相互作用的復雜動態系統。
CAS理論的主要思想是：系統是由具有自身目的性、主動性和適應性的主體構成，適應性主體將宏觀和微觀有機地聯系起來，微觀方面強調主體之間的相互適應性，宏觀方面強調系統在與環境之間的相互作用中，系統的演化和整體功能的涌現。其核心思想就是“適應性造就復雜性”。CAS有7個基本的屬性，即4個特性（聚集、非線性、流、多樣性）和3個機制（標識、內部模型與積木）[1]。
3 泛在學習概述
3.1 泛在學習的概念
泛在學習由“泛在計算”衍生而來，是美國的馬克•威士（Mark Weiser）1988年在擔任施樂公司Palo Alto研究中心的首席技術專家時提出的概念。他在重新審視計算機和網絡應用后認為，對人們影響最深、作用最大的是那些在使用過程中不可見的東西[2]。
對于泛在學習的概念，目前學術界有許多定義，尚無定論。國內外學者的觀點大致可以歸納為：廣義的泛在學習是一種無所不在、無孔不入的學習，學習的發生無處不在，學習的需求無處不在，學習資源無處不在，只要學習者愿意就可以通過適當的工具和環境適時地獲取信息和資源，是終身學習的具體實施；狹義的泛在學習是指在泛在技術和普適計算的情景創設與支持下，學習者根據自己的學習內容和認知目標，積極主動地、隨時隨地利用易獲取的資源來進行的各種學習活動，是數字化學習和移動學習發展到一定階段后產生的量變到質變的過程[3]。
在國內外學者研究的基礎上，筆者認為，泛在學習（Ubiquitous learning）是任何人（anyone）在任何時間（anytime）、任何地點（anywhere）基于任何計算設備（智能的和非智能的，移動的和非移動的，便攜的和非便攜的）獲取任何所需學習資源，享受無處不在學習服務的學習過程。由此看來，泛在學習是以學習者為中心的一種自然或自發的行為。在信息量日益劇增的現代社會里，泛在學習的靈活性滿足了學習者在新時代對信息獲取的需求。泛在學習將人類對信息技術的觀念從過多的依賴于技術轉變為利用技術實現自身發展的教育本質。
3.2 泛在學習的特點
有關泛在學習的特點，不少學者對其進行了歸納總結[4]。
1）永久性（Permanency）：學習者會持久保持學習成果，除非他們刻意刪除，所有的學習過程都會被不間斷地記錄下來。
2）可獲取性（Accessibility）：學習者不論在任何地方、任何時間，都可以接入他們所需要的文檔、數據和視頻等任何學習信息。這些提供的信息是基于學習者自身的需求的。
3）即時性（Immediacy）：不管學習者在任何地方，都可以即時地獲取信息。因此，學習者可以迅速地解決問題，或者他們可以記錄問題并在事后尋找答案。
4）交互性（Interactivity）：學習者可以同步或異步地與專家、教師或學習伙伴進行交互。因此，專家成為一種更便捷的資源，而知識也可以得到更有效的利用。
5）教學行為的場景性（Situating of instructional activities）：學習可以融入學習者的日常生活中。學習者所遇到的問題或所需的知識可以自然有效地被呈現出來，會有助于學習者更好地注意問題情境的特點。
6）適應性（Adaptability）：泛在學習意味著任何人在任何地方、任何時間，都可以獲取自己所需要的學習信息和學習支持，從而輕松地完成學習任務。
4 CAS視野下的泛在學習
4.1 泛在學習系統是一個CAS
圣塔菲學派認為：CAS是以具有主動性和適應性的對象為組分構成的系統。苗東升在《系統科學大學講稿》一書中談到，CAS是開放復雜巨系統中的一種，它從適應性造就復雜性的角度來研究復雜系統。該系統的特點是其對象即行動者都具有主動性和適應性，會學習，能夠積累經驗，通過了解外部環境的變化來調整，改進自己，以適應環境[5]384-385。
泛在學習系統無疑是符合這樣的特點的。首先，泛在學習系統中的主體——學習者，是具有目的性、主動性和自適應性的人。他們各自在教學和學習活動過程中不斷地獲取信息，不斷調整自身的思維和行為方式，以便于學習新的知識、積累新的經驗，并通過這些知識和經驗達到自身發展的目的。其次，在學習活動中，學習者與周圍泛在學習環境相互作用，學習者之間相互協作，相互交流思想，相互交換信息，促進學習。除了獨立的學習者，一些學習者還可以自動聚集形成學習小組，若干學習小組聚集形成更大的學習共同體，若干泛在學習者和學習共同體聚集形成泛在學習社會。不同層次的個體在不斷進步的同時，整個上位層次也體現出整體的演化、發展特征。所以泛在學習系統其實就是一個CAS。
4.2 CAS理論的7個基本點在泛在學習系統中的隱喻[5]391-394[6-7]
CAS具有7個基本點：4個特性（聚集、非線性、流及多樣性）和3個機制（標識、內部模型和積木）。主體的特性在主體的適應和進化中發揮作用，機制用于實現個體和環境及其他主體的交流。結合泛在學習，進行詳細闡釋。
泛在學習是圍繞人展開的一個動態生成過程，參與其中的諸多因素如協作者、學習內容和學習服務組成整個學習系統，作為CAS的泛在學習系統應該具有CAS的4個特性和3個機制。
1）泛在學習系統中的聚集。泛在學習系統中的聚集主要是學習者的聚集。學習者的學習是在校園、社區、企業乃至社會大環境下進行的。學習者因共同的志趣、任務、利益、年齡等聚集在一起，共同學習，形成具有一定結構的聚集體。小的聚集體仍然具有自發的聚集趨勢，形成大的聚集體。泛在學習系統可以將學習環境里的學習者、學習內容和學習服務3個主要要素進行聯系、整合和實現它們之間的共享。例如有共同目標、志趣、需要和利益的學習者聚集成為學習共同體，教師與學生的聚集形成班級，班級與班級的聚集形成年級，等等。而各個學習者之間并不是簡單的合并，而是組成一個學習型共同體，在其中，大家互幫互助，相互交流，彼此互學，彼此奉獻自己的顯性的和隱性的知識，彼此內化他人的顯性的和隱性的知識，協同發展，各個學習者不斷重構和修正自己，形成更高層次上的學習者。
2）泛在學習系統中的非線性。其一，系統中各要素關系的非線性。泛在學習系統由學習者、各種學習資源（各種顯性的和隱性的、真實的和虛擬的協作者、學習內容和學習服務）、學習環境等構成，各個要素的特征、功能及要素間的相互作用等不是線性疊加的，而是非線性的。一個要素中很小的問題可能會很大程度上影響學習者的學習。其二，學習者信息交換的非線性。學習者相互交流思想，互通信息，相互激勵，互幫互助，相互切磋，相互爭執，其非線性效應有助于更好地學習和產生新的創造性思想。其三，學習起始條件與學習結果之間也存在非線性關系。學習過程中的任意偶發事件或學習者起點水平差異，都會給學習結果帶來巨大的變化。這些都是學習過程的復雜性和非線性特征。
3）泛在學習系統中的流。在泛在學習系統中，各個要素聚集成學習系統，于是形成以各個要素為節點的網絡，相互作用的信息在其中流動，如學習者之間、學習者與環境之間都存在大量的信息流。這里的信息流不僅僅是指顯性知識的流動，而且包括情感、態度等隱性東西的流動。學習者作為信息的節點，通過多種媒體直接或間接地的連接，知識、情感、態度、經驗等隨著學習的產生在節點之間流動，而這樣的流動具有隨機性、目的性和偶然性。另外，系統的開放性也使其與外界保持實時的信息、能量、物質流的交換。信息的流動促使整個系統的演化。
4）泛在學習系統中的多樣性。泛在學習系統中的多樣性包括3個方面。其一，學習工具的多樣性。根據泛在學習的定義可以得知，在泛在學習中學習者可以采取不同的學習工具，如無線的、有線的、移動的、固定的等。其二，學習內容呈現形式的多樣性。在泛在學習系統中，內容的呈現方式是多種多樣的，有文本的、視頻的、音頻的，以促進學習者準確深入的理解。其三，學習者的多樣性。學習者由于認知風格、學習興趣、學習能力、起點水平以及性格等方面存在差異，即便是接受同樣的教育，學習同樣的內容，也會出現不同層次的差異，形成不同的學習效果。也可以說，由于學習者本身存在的多樣性，學習過程中可能出現的多樣現象，為泛在學習效果的多樣性提供了條件。另外，主體之間聚集方式的多樣性、學習方式的多樣性、相互交流方式的多樣性使得整個系統更加復雜和多樣。
5）泛在學習系統中的標識。泛在學習系統中不同的資源有不同的標識，不同的學習者有不同的標識，不同的學習共同體也有自己的標識，所以說在泛在學習系統中的標識也是多樣的。這種標識的建立是實現主體之間相互識別和選擇，系統中各要素相互聯系、相互作用，實現信息交流的基礎。
6）泛在學習系統中的內部模型。內部模型指系統賴以識別環境、預知未來的復雜機制。內部模型是進化的，要接受環境的評價和選擇，成功的模型得到強化，失敗的模型被削弱。CAS的非線性尤其體現于內部模型。在泛在學習系統中，不但每個學習者頭腦形成一個內部模型，而且每個學習共同體也有一個自己的內部模型。學習者的內部模型就是學習者大腦中的知識結構和思維方式。學習者在學習活動中不斷學習、修正以及再組織來調節自己的內部模型，適應系統中的各種變化。每個學習共同體都有其自己的運行機制和價值取向，而這種運行機制和價值取向即為每個學習共同體的內部模型。為了更好地適應環境的變化，各共同體的內部模型也在不斷地變化。
7）泛在學習系統中的積木。積木是內部模型的生成機制和基本構件，使用積木生成內部模型是CAS的一個普遍特征。泛在學習系統中的積木可以理解成個體學習者的各種類型的學習策略、人際交往策略、行動策略、心智模式、各種學習資源的選擇策略等。這些相同或者不同的積木之間通過各種組合方式產生不同且更高層次的積木。當人們將單個積木加以組合時，便產生新的更高層的積木，這樣組合的最終目的是為了達到最優的學習效果和最佳的行動決策效果。
任何具有生命的主體參與的系統便是一個復雜的系統，都要符合CAS的7個基本點。泛在學習的主體是學習者，以上幾點便是泛在學習在CAS中的具體體現，由此可見，泛在學習是一個CAS。
5 結束語
正如南國農先生在《現代遠距離教育》雜志上預測中國教育技術的發展概況時指出的那樣，2010～2020年，我國現代教育技術的發展將進入一個新的深入發展的時期，這個新時期的基本特征將會是普適計算的興起，它的熱點將會主要是泛在學習、非正式學習的探索[8]。隨著普適計算的不斷發展，泛在學習將成為未來20年內現代教育技術的一種主要的學習方式。因此，研究泛在學習是有很重要的意義的。
泛在學習是任何人在任何時間、任何地點，通過任何計算設備可以獲取任何所需學習資源，享受無處不在學習服務的學習過程。由于具有目的性、主動性和自適應性的學習主體的參與，以及各種要素之間相互作用的復雜性，使得泛在學習過程本身呈現出復雜的運行過程。從CAS的視角可以更好地理解和思考泛在學習的問題，把泛在學習理解為一個CAS系統有助于學習者在情境認知中發展社會智能[9]。鑒于此，本文把泛在學習隱喻為一個CAS系統，以期為深入了解泛在學習和解決泛在學習過程中的一些問題提供一種新的視角。
參考文獻
[1]黃欣榮.復雜性科學的方法論研究[M].重慶:重慶大學出版社,2006:89-93
[2]Weiser M. Ubiquitous Computing[EB/OL].[2009-10-11].http://www.ubiq.corn/hy-pertexffweiser/UbiHome.html
[3]潘基鑫,雷要曾,等.泛在學習理論研究綜述[J].遠程教育雜志,2010(2):94-95
[4]Chen Yuhshyan, Kao Taichien, Sheu Jangping, et al. A Mobile Scaffolding-Aid-Based Bird-Watching
Learning System[C]//Proc. of IEEE International Workshop on Wireless and Mobile Technologies in
Education,2002:15-22
[5]苗東升.系統科學大學講稿[M].北京:中國人民大學出版社,2007
[6]李士勇.非線性科學與復雜性科學[M].哈爾濱:哈爾濱工業大學出版社,2006:246-252
[7]聞小嬌.基于復雜適應系統理論的教學設計研究[D].昆明:云南大學,2010
[8]南國農.中國教育技術發展概述[J].現代遠距離教育,2010(5):17-18
[9]戴汝為.社會智能科學[M].上海:上海交通大學出版社,2007:139