变革理念下虚拟学具标准研制现状梳理与体系框架_郁晓华.pdf

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1、现代远程教育研究2 0 1 3年2 期总1 2 2 期【电子书书包】变革理念下虚拟学具标准研制现状梳理与体系框架变革理念下虚拟学具标准研制现状梳理与体系框架*郁晓华雷云鹤祝智庭吴永和摘要：虚拟学具是电子书包新一轮发展所引入的一个全新概念，是学具和学习工具二者发展的集合体，其标准的研制是指导虚拟学具领域产业发展和教育实践的重要技术支持和保障。目前虚拟学具的发展表现的都是一种传统教学模式和观念的延续，学习者在与虚拟学具互动的过程中并没有获得足够的自主权和自由度。学习形态和新技术的发展要求虚拟学具变革发展理念，以用户体验为中心，趋于更加智能、开放、个性化，建立一种过程导向、活动敏感甚至内容敏感的主动

2、服务机制。在这种变革理念指导下分析虚拟学具标准各利益相关人员的需求与问题，得出虚拟学具标准的内容体系包括虚拟学具分类标准、虚拟学具描述标准、虚拟学具配置规范、虚拟学具聚合规范和虚拟学具测评标准五个部分。关键词：变革理念；电子书包；虚拟学具；标准研制；现状梳理；体系框架中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1009-5195（2013）02-0068-08 doi10.3969/j.issn.1009-5195.2013.02.010*基金项目：2 0 11年度国家社科基金重点项目“电子课本出版与生态发展的研究”（11A XW 0 0 1）；2 0 12 年度上海市哲学社会科学规划一般

3、课题“电子课本生态发展的研究”（2 0 12 B T Q 0 0 1）。作者简介：郁晓华，博士，讲师，华东师范大学教育信息技术学系，上海数字化教育装备工程技术研究中心；雷云鹤，硕士研究生，华东师范大学教育信息技术学系；祝智庭，博士，教授，博士生导师；吴永和，博士，高级工程师，硕士生导师，华东师范大学上海数字化教育装备工程技术研究中心（上海 2 0 0 0 6 2）。一、引言聚焦创新时代技术与教育深层次融合的渴望，电子书包在上一轮无疾而终的10年发展之后，再次作为一个重要抓手受到教育界和产业界的关注和热捧。电子书包不仅是国家中长期教育规划中实现教育现代化、培养创新人才、创建学习型社会的关键媒介，

4、还是“三通两平台”教育信息化体系架构的核心组成内容。这一轮的发展虽然仍是百花齐放、各显神通，但越来越多的行动者在汲取上一轮经验和教训的基础上，认识到应采取“标准先行、引领产业发展、带动教育创新”的发展思路。2010年10月，华东师范大学牵头向全国信标委申报成立了电子课本与电子书包标准专题组（由工信部全国信息技术标准化技术委员会和教育部教育信息化技术委员会联合组建），开启了中国电子课本与电子书包标准体系的研究历程。该标准体系由5个类别的技术标准组成，分别是电子课本与电子书包总体框架标准、电子课本标准、学习终端标准、虚拟学具标准和学习服务标准。（吴永和等，2 0 12）虚拟学具可以说是电子书包新一

5、轮发展所引入的一个全新概念，作为拉动电子书包这架马车的三大动力之一（其他两种动力是内容和服务），其标准研制工作是指导虚拟学具产业发展和教育实践的重要技术支持和保障。本文的研究目标一方面是梳理当前凌乱的虚拟学具发展状况，厘清相关概念之间的区别与差异，建立对虚拟学具的统一认识；另一方面是在新的虚拟学具发展理念下尝试初步搭建虚拟学具标准的内容体系。二、虚拟学具标准研制中的几个关键认识统一虽然电子书包新一轮发展已有一段时日，但作为一个全新引入的概念，虚拟学具的发展由于缺乏统一的认识，至今仍然脉络不清、取向不明，它的发展相较于电子书包系统架构中的其他部分，很“不成气候”。本文希望通过厘清几个关键问题，以

6、统一对虚拟学具概念及其内容范畴的认识。这不仅是标准研制的前提条件，也是引导虚拟学具领域今后建设的必要基础。1.概念的理解：从学具、学习工具到电子书包中的虚拟学具要理解虚拟学具这个概念的范畴，必须先对与虚拟学具有着最为紧密联系且极易混淆的两个概念学具和学习工具加以辨析。以“学具”和“学习 工 具”（英 文 对 应：“Learning Tool”、“Learning Toolkit”、“Learning Instrument”）作为标题中的关键词进行国内外文献搜索（中文选取中国知网、外文选取Google学术）发现：90%以上的文献是一线教师实践应用的经验之谈（Va nVl i e t e t a

7、l.，2 0 10；刘建军，2 0 11；田如群，2 0 12）或是针对某一具.68现代远程教育研究2 0 1 3年2 期总1 2 2 期体 学 习 工 具 的 研 究 开 发（M e e d z a ne ta l.，2 0 0 9；M a r e p a l l i，2 0 10；冯锐等，2 0 11）；从专业视角展开深入理论探讨的很少，（顾小清等，2 0 0 9；K o l s e t a l.，2 0 10；钱冬明等，2 0 12；孙一萍等，2 0 12）更少有研究对学具或学习工具两个概念加以界定。基于这些研究中对于学具和学习工具两个概念的理解，笔者尝试从含义、特征、应用对象和应用目的

8、几个角度进行整理归纳，提炼出一些认识上的共性（如表1）。表1虚拟学具相关概念辨析概念概念学具学习工具虚拟学具含义含义感知或动手操作的材料或器具程序软件系统，随在线学习的发展深入，更偏向于网络上的应用服务不仅包含学习工具的全部范畴，还包含学具的虚拟化、数字化形态特征特征组装性、摆弄性、侧重实体材质交互性、加工性、一般以数字形态表现虚拟性，指向微型化、个性化和开源化发展应用对象应用对象幼儿、小学低年级学生全纳，几乎没有限制全纳，几乎没有限制应用目的应用目的激发兴趣、探索体验多样化应用服务多样化应用服务从字面上，我们很容易将学具作为学习工具的简称，但两者其实差异很大。学具的相关研究含义多指向感知或动

9、手操作的材料或器具，侧重物理材质的实体工具，一般用于幼儿、小学低年级学生，强调工具的组装和摆弄特性，目的是通过学生的探索和操作体验以激发学生的学习兴趣。而学习工具的相关研究则多指向程序软件系统，体现为一种数字形态的工具，强调工具的加工与交互特性，可应用于各类人群，相应的功能目标也各种各样。对学习工具的理解比较有代表性的是学习与绩效技术中心（Centre for Learning&Performance Technology，C4LPT）的描述。他们认为学习工具是一种创建或向他人传递学习内容和学习方案、用于个人或专业学习的工具。随着在线学习的发展，对学习工具的认知越来越偏重于网络上的应用服务，比

10、如全球学习联盟的IMSLTI（LearningToolsInteroperability）规范。该规范将驻扎于远程服务器上，采用第三方服务方式提供（比如学习管理系统、学习门户或其他教育环境等）的学习应用都统称为学习工具。总的来讲，大多数的研究对于学具和学习工具这两个概念都采用了约定俗成的理解，少有进行确切定义的。如果对这两个词语加以拆解，我们会发现这两个概念都包含有同一个核心词汇工具。工具原指工作时所需的器具，偏向为一种物理性的工具，后引申为为达到、完成或促进某一目的的事物或手段。在此基础上，对用于学习的工具的基本通用理解就成为了辅助学习活动的一切事物或手段，可以是具体的或抽象的。它从最开始的

11、贝壳、石头、算盘、字典等慢慢地演变成今天计算机、网络、多媒体技术加入后所产生的点读笔、学习机、复读机等硬件设备，以及教学软件和网上在线学习平台。我们认为学习机等硬件设备之所以能发挥辅助学习活动的作用，核心还是在于其所装载的软件程序和应用服务，因此本研究中更侧重数字形态的工具。这是技术进步的必然结果，也必将成为今后发展的主流。当前辅助学习活动的软件工具体现为两种发展走向。一种是将传统物理性的学具以数字化、虚拟化的形式呈现，比如电子词典、虚拟直尺、虚拟实验等，这一走向其实是对学具这一概念的技术性转变。另一种则是结合认知科学和学习理论的研究成果而新兴设计的，用以增强和优化学习活动的程序软件，比如概念

12、图工具、群件工具、通讯工具等，这一走向其实就是学习工具这一概念的发展内核。由于电子书包是一个基于隐喻的概念，因此我们同样采用隐喻的手段提出“虚拟学具”这一全新概念，以便涵盖学具和学习工具的认知范畴和发展走向。由此，电子书包中虚拟学具的概念界定就是服务于学习活动的程序软件和服务应用的统合，是学具和学习工具两者发展的集合体。2.范畴的界定：虚拟学具的表现形态和技术粒度在上述概念界定的基础上，我们回到实际的教育实践中，对现有被称为“学具”或“学习工具”的教学软件和平台加以梳理，发现虚拟学具有多种表现形态。表现形态由其所涵盖的内容、运作的逻辑和外在的表征三者共同决定。按照此思路，我们经过归纳整理，抽取

13、出如下8种类型：工具形态的学习工具：这类工具提供比较单一、特定的功能应用，比如记事本、通讯工具等。平台形态的学习工具：这类工具一般支持多种功能应用，涉及人、活动、资源等要素的多重管理和调度。在应用时需要将这些要素之间按照一定的组织逻辑相互关联并服务于一定的教学设计目标，比如Science Word软件。游戏形态的学习工具：这类工具以游戏的方式封装工具的功能服务，使工具在辅助学习者解决学习问题的过程中充满乐趣，比如键盘学习小游戏。资源形态的学习工具：这类工具以大容量的学习资源提供对知识的搜索和参考服务，比如电子词典。材料形态的学习工具：这类工具直接以数字化形式呈现真实世界中的学习材料，可随意缩放

14、，变革理念下虚拟学具标准研制现状梳理与体系框架【电子书书包】.69现代远程教育研究2 0 1 3年2 期总1 2 2 期改变外观，比如虚拟直尺。课件形态的学习工具：这类工具提供某一特定知识点的模拟演示和操作体验，教学设计意图非常明确，比如演示抛物线绘制的课件。实验形态的学习工具：这类工具提供动手操作的模拟实验平台，支持学习者的随意摆弄和探究发现，比如金华科仿真实验室。服务形态的学习工具：这类工具由网络服务平台提供某一特定的学习应用，需要以客户端软件或页面小插件的形式提供数据输入和结果输出的界面呈现，比如在线翻译工具。依据内容组织、交互逻辑与教学目标的相关程度，对这8种虚拟学具的表现形态加以定位

15、（如图1）。“内容特定”的虚拟学具的内容组织带有明确的教学目标，往往会参照具体的课程或学科内容。与此相对，“内容自由”的虚拟学具内容组织的教学服务目标并不唯一，往往会因应用场合的不同而发生变化。“逻辑确定”的虚拟学具的教学交互组织严谨，往往具有良好的结构性，操作结果可预测。“逻辑自由”的虚拟学具的交互操作结果通常是开放自由的，不受限制。当然，有些虚拟学具也可能会具有两种以上的表现形态，比如以游戏形式开发的课件工具。图1虚拟学具的表现形态定位此外，虚拟学具的表现形态某种程度上还体现出了工具实现的不同技术开发粒度。我们认为，技术开发粒度较大的是平台系统类的虚拟学具，其次是软件资源类，粒度最小的是课

16、件服务类。基于使虚拟学具更好地与电子课本和电子书包相融合的思考，我们提倡虚拟学具的开发应偏向于小技术开发粒度，对此后文还将继续展开。总的来讲，不管什么表现形态的虚拟学具，都具有两个基本特性：（邱婷，2 0 0 6）一是中介特性（技术层面）。学习者通过工具与学习环境、内容、同伴展开互动，以更好地获取、加工、交流甚至是创建知识。二是认知特性（教育层面）。学习者与工具之间进行了某种认知分工，通过工具的功能服务延伸和拓展人的认知能力，共同完成特定的认知任务。3.关系的剖析：虚拟学具与电子课本和学习服务虽然祝智庭教授等（2 0 11）在电子书包系统及其功能建模一文中以电子书包学习终端为载体将虚拟学具与电

17、子课本和学习服务聚集为一体，从而架构形成了整个电子书包系统的功能模型，但对于这三者之间关联产生以及运作逻辑的认识，目前少有研究展开深入的讨论；即使有，也是众说纷坛。我们在此首次尝试将三者的关系加以深入剖析（如图2）。图2虚拟学具与电子课本和学习服务在电子书包系统中，虚拟学具和学习服务的首要目标是支持以电子课本为核心开展的各类教与学活动。虚拟学具可由自身提供完整的本地业务逻辑，也可在学习服务的支持下实现业务在线的学习应用，这时的虚拟学具就是服务形态类的虚拟学具，相当于网络服务平台在本地的业务入口。随着云计算技术的发展与成熟，一方面虚拟学具的功能支持和数据服务将越来越多地从本地迁移至网络，另一方面

18、学习者对学习的个性化和移动性需求也强烈呼吁学习服务的微型化和本地化呈现，因此我们相信两者之间的关联将益发紧密。如果说学习服务是学习应用的内核，那么虚拟学具就是这一学习应用的外壳。在学习服务的支持下，虚拟学具的功能和业务将得到极大的拓展，也将越来越智能化和人性化。电子课本的新发展强调富媒性、交互性、重组性、扩展性和开放性。（顾小清等，2 0 12）教与学交互特性的实现，一种途径是由电子课本的内容媒体自身支持，比如一段用 Flash 实现的毛笔临摹练习、一段可自由控制的知识点讲解视频；另一种途径就是通过虚拟学具。虚拟学具可作为电子课本内容的构成形式之一，针对特定的教学目标和教学内容，被预先绑定植入

19、电子课本中，用于特定的教学活动应逻辑确定逻辑相关工具形态逻辑自由服务形态平台形态资源形态实验形态材料形态游戏形态课件形态内容自由内容待定内容相关个性化自由聚合微型化业务入口学习服务电子课本虚拟学具组成部分绑定植入功能庞大业务在线【电子书书包】变革理念下虚拟学具标准研制现状梳理与体系框架.70现代远程教育研究2 0 1 3年2 期总1 2 2 期用，比如某一数学练习题的“草稿纸”、某一主题讨论活动的“讨论空间”。当然，基于电子课本的重组和开放特性，不同教师可以实现对虚拟学具的自由选择与个性化聚合，从而构建出多样化、更为“适当”的电子课本。这是今后发展的趋势，也是实现电子课本、电子书包终极目标的关

20、键点之一。三、虚拟学具标准研制的指导理念就如同“书包人人都有、人人不同”一样，技术深入教育应用的今天，电子书包的新一轮发展愿景其实凝结了一种对于构建一对一创新型数字化学习环境的追求，一种对于切实支持学习者主体性和个性化发挥的学习环境的呼唤。因此，越来越多的专家（阮滢，2 0 11；仇勇平，2 0 12）提出应打破以往仅将电子书包的应用作为常规教育的补充形式或强化手段的做法，呼吁实实在在进行一场教育思维的转变，回归教育的真谛以及学习的本质，从学习者的视角、面向新的学习生态来构建电子书包的发展模式。因而，起重要引领作用的虚拟学具标准，只有以变革的发展理念指导产业的发展和实践的转变，才能更好带动教育

21、的创新。1.虚拟学具发展的现状分析目前，上海、北京、浙江、山东、重庆、陕西、宁波、四川等多个省市都在进行电子书包的试点。试点的一项重要内容就是探索和提炼基于电子书包的教学模式与教学方法，而这一工作开展的前提基础是资源内容和工具平台的建设。虽然这些试点项目中都没有明确引入虚拟学具的提法，但基于本文对虚拟学具的理解和界定，以及对这些试点项目在虚拟学具设计与实践方面的分析，可将目前虚拟学具的发展大致归纳为三类取向（如表2）。表2虚拟学具当前的发展取向取向取向工具取向平台取向构件取向应用位置应用位置电子书包操作系统电子课本“阅读器”或服务平台电子课本应用特点应用特点品种丰富、自由聚合，内容相关度较低固

22、化集合、针对性组合，内容相关较高特定设计，内容相关度极高集中业界集中业界学习终端、教育软件类企业数字出版、教育资源类企业教育研究机构、中小学校表现形态表现形态工具型、平台型平台型课件型工具取向的虚拟学具多集中于提供学习终端、教育软件的企业（如汉王电子书包）。这类虚拟学具以工具、平台类表现形态居多，品种丰富，可自由在电子书包终端的操作系统中进行装卸，一般基于通用教学活动的设计，因而与教学内容的相关度较弱。平台取向的虚拟学具多集中于数字出版、提供教育资源的企业（如优课电子书包）。这类虚拟学具的功能设计都围绕对电子课本的学习支持活动展开，因此最后的表现形态很类似于一种电子课本的“阅读器”或服务支持平

23、台。它们提供一系列功能的集合，并可根据电子课本内容的不同类型和不同应用配以不同的功能组合。比如为数学科目配备虚拟直尺和计算器；为英语科目配备录音机和词典；如果是教师使用还会配以电子黑板、试卷工具等，因而与内容相关度一般较高。构件取向的虚拟学具多集中于教育研究机构和中小学校。他们基于一线教学实践的视角将具体的知识教授活动配以工具支持，从而开发出一种特殊形式的电子课本（如苏州平江版电子书包）。这类电子课本有着确定的教学目标和教学设计逻辑，可因不同的开发工具而不同，从某种程度上讲也就是一款课件。虚拟学具只是课本中某些学习活动的支持模块，实质是课本的构成部件之一，比如练习某一汉字的笔顺写法、试验数据的

24、可视化处理等，因而与内容的相关度极高。总的来讲，这三类取向的发展，表现的都是一种传统教学模式和观念的延续，突出以“教”为中心，强调教师的设计与掌控。虚拟学具以一种被动、普适服务的形式（等待用户选择激活，预先植入、紧密绑定，满足最多数的需求）参与教与学的过程，学习者在与虚拟学具互动的过程中并没有获得足够的自主权和自由度。当前，学习形态和新技术的发展呈现出一种很明显的趋同态势：（U n d e r w o o d，2 0 0 5）学习变得更加以学习者为中心、个性化、情境化、合作化和泛在化；与此同时，新技术的发展（以Web2.0、Web3.0为代表）也变得更加以用户为中心、社会化、移动化、微型化和即

25、时性。在此背景下，我们认为虚拟学具应该变革其发展理念才能更好服务于电子课本、电子书包发展和应用的需要，才能更好顺应时代的发展精神和未来的教育需要。因此，新的虚拟学具服务应比以往更加智能、更为开放、更加个性化，应以用户体验为中心，建立一种过程导向、活动敏感甚至内容敏感的主动服务机制。2.虚拟学具发展的变革理念我们从应用设计、服务提供、个性表现、技术实现4个角度提出了虚拟学具发展的变革理念。第一，应用设计上，建构学习者与工具的智能伙伴关系。虚拟学具在应用设计上应超越以往“Learn from IT”、“Learn with IT”的目标要求，体现一种“Learn augmented by IT”（

26、技术增强学习）以及“LearnenabledbyIT”（技术使能学习）的技术应用观。学习者不是被动地从教师或技术中学习什么，变革理念下虚拟学具标准研制现状梳理与体系框架【电子书书包】.71现代远程教育研究2 0 1 3年2 期总1 2 2 期而是主动地以自己的思维建构学习。技术的有效引入可以很好支持并促进思维的产生与发展。从这一视角，虚拟学具应充当学习者思维发展的参与者和推动者，成为学习者的智能伙伴，（钟志贤，2 0 0 8）协助学习者高阶能力的发展。根据分布式认知理论，这种智能伙伴关系比单一的学习者或工具都具有更高的智慧潜能。这是一种生态化的人机关系，需要加以教学设计，使学习者与工具分布式地

27、承担认知责任，形成学习者与技术最优化的智能整合。第二，服务提供上，实现相关功能的按需关联。联通使得世界变成整体，所有事物都在和其他事物进行沟通和整合。联通主义理论认为学习就是不断连通的过程。联通有意义的相关的人、内容和工具等事物过程的同时也在不断改造并重构它们之间的关系和意义，从而引发新的学习需求。基于此认识，提供学习支持与协助的虚拟学具也应突破以往与内容“紧耦合”的关系以及单一目标需求的服务预设，实现对学习活动全方位、多层次地关联与推送，形成一种过程导向、活动敏感甚至内容敏感的服务机制。第三，学习体验上，打造每个人独一无二的工具。在体验经济时代，关注用户体验、提供个性化的产品和服务已是未来信

28、息化教育的必由之路。虚拟学具的发展应超越仅仅对功能和形式的关注，还应满足学习者在学习交互过程中更高层次的心理和情感体验的需求。因此，一刀切、通用性的做法显然不再适应时代发展，新的做法应在虚拟学具的外观设置、服务定制以及功能设计中加载个性化色彩的特征，使其成为每个学习者独一无二的工具。第四，技术实现上，Widget的灵活聚合与开放共建。在云服务和Widget（微件）技术的支持下，虚拟学具的功能支持和数据服务可越来越多从本地迁移至网络，设计架构也可从“大而全”向“专而微”演变，然后以开放、统一的服务接口标准加以规范。采用Widget技术开发下一代虚拟学具，一方面有利于虚拟学具在电子课本、电子书包中

29、方便、灵活地聚合，以满足个性化的需求，适应多样化的学习情境，使任何人都可搭建其独特的虚拟学具集；另一方面，开放、自由地创作机制能很好支持虚拟学具的共建、共享，实现彼此间的协作与沟通，在优化对教与学活动支持的同时实现良性可持续地发展。四、虚拟学具标准的初步框架虚拟学具标准是电子课本与电子书包标准体系的重要组成部分。面对虚拟学具当前发展乱象，急需相关标准的出台加以指导和支持，以更好推动虚拟学具领域今后的发展与建设。1.需求与目标首先，虚拟学具标准最后可能的利益相关人员包括：教育者和学习者；教育主管部门领导及相关工作人员；虚拟学具提供商、相关从业人员及行业协会组织；第三方测试认证服务机构、监理机构。

30、那么，围绕虚拟学具的设计、开发和应用各环节，这些人员会有什么需求？又会碰到什么问题呢？借助电子课本与电子书包标准专题组在北京、上海举行的多层次、多领域研讨会和工作会议，我们通过与不同用户群（如上海虹口教育局、华师京城、中文在线、明博教育等）的个别座谈、集体讨论和问卷随访，将调查后的需求和问题通过表3加以整理，从中提炼出虚拟学具标准的服务目标。表3虚拟学具标准的服务目标利益相关利益相关人员人员教育者和学习者教育主管部门领导及相关工作人员虚拟学具提供商、相关从业人员及行业协会组织第三方测试认证服务机构、监理机构需求与问题需求与问题需求：能快速找到适合的虚拟学具，了解其教学功能和配置要求问题：虚拟学

31、具当前的分类及描述比较混乱，难以支持高效、精细的筛选需求：为虚拟学具的教育应用提供评审的依据和权威的指南问题：缺乏完善的分类依据，也没有权威的测评标准，难以对虚拟学具的可用性及其应用情境作出合理的判定需求：生产当前最需要或最紧缺的虚拟学具产品，使开发不再盲目重复；使虚拟学具产品在电子课本、电子书包系统中的应用具有较高的兼容性和适用度问题：如何把握当前虚拟学具的发展方向和应用需求；解决虚拟学具在电子书包系统环境下的互操作问题需求：为虚拟学具产品的应用与推广提供测评服务，同时引导虚拟学具产业的良性发展问题：如何对虚拟学具所适合的教育应用进行准确定位；如何对虚拟学具的可用性进行科学评测服务目标服务目

32、标提供科学、完善的分类和描述规范；能在配置指南的引导下提升虚拟学具应用的效率结合虚拟学具的分类和测评规范，规范虚拟学具在电子书包中的配置要求，形成教育应用的配置指南通过配置指南对虚拟学具的设计和开发加以引导；指导虚拟学具在电子课本或电子书包等学习系统中调用或聚合的技术实现提供科学、合理的评测规范以确保市场中虚拟学具产品的合格性，并支持其在教育领域的应用开展综上，我们研制虚拟学具标准的服务目标可归纳如下：通过规范虚拟学具的分类体系和描述信息，为教育者和管理者选择与配置虚拟学具提供参考依据；同时，完善的特征信息也是实现虚拟学具按需关联服务机制至关重要的参数指标。通过规定虚拟学具调用或聚合的接口规范

33、，以统一虚拟学具开发在电子书包系统环境下互操作【电子书书包】变革理念下虚拟学具标准研制现状梳理与体系框架.72现代远程教育研究2 0 1 3年2 期总1 2 2 期的技术实现，促进不同虚拟学具产品之间的开放协作和相互融合。建立虚拟学具的配置规范，为虚拟学具在电子课本或电子书包等学习系统中的配置提供指导；同时也对虚拟学具的设计和开发加以引导，减少盲目性，促进不同服务功能虚拟学具的均衡开发、多样化和专门化发展。建立虚拟学具的测评规范，既对市场上良莠不齐的产品加以筛选，以确保教育者和管理者所选择和配置的是合格的产品；同时也对技术开发者的研发行为起一定的约束和规范作用，引导虚拟学具产业的良性发展。2.

34、虚拟学具标准的内容体系在上述需求分析和目标凝练的基础上，我们建构出包含5个部分的虚拟学具标准内容体系，分别是虚拟学具分类标准、虚拟学具描述标准、虚拟学具配置规范、虚拟学具聚合规范和虚拟学具测评标准。5个标准规范之间的关系如图3所示。分类标准是内容体系中最基础的一项，它是描述标准、配置规范、测评标准应用的重要参考依据。测评标准的实现需参考分类标准和聚合规范，从某种程度上其实也揭示了测评的内容和目标；测评的结果可用以指导虚拟学具的描述与配置。如果站在标准的实践应用层面，该内容体系中，分类标准、描述标准和测评规范用于指导虚拟学具的选择；配置规范、测评标准和聚合规范用于指导虚拟学具的开发；而配置规范和

35、聚合规范则服务于虚拟学具的应用开展：配置规范以实践指南的形式指导虚拟学具的配置，聚合规范指导虚拟学具在电子课本或电子书包等学习系统中调用或聚合的技术实现。图3虚拟学具标准的内容体系（1）虚拟学具分类标准虚拟学具分类标准拟建立一套科学、系统、实用性强的虚拟学具分类框架。好的分类框架有利于实现对虚拟学具的快速定位和系统管理，也有利于从分类空间中发现当前虚拟学具发展的薄弱区域从而加以引导。在虚拟学具分类维度的设计上，我们遵循多视角、实用性和开放性的原则。多视角原则指支持用户不同视角的工具认知，以及系统不同应用的工具配置。实用性原则指抽取实践中最有可能的认识视角，以尽可能简洁的方式描绘虚拟学具的应用空

36、间。开放性原则指每一种视角都会提供最基本、常用的分类，但并不进行封闭，以满足更多的需求变化。这样一来，我们大体形成虚拟学具的服务功能、适用学科、适用学段、使用对象和技术开发粒度5个维度的分类框架。其中，比较有特色的分类维度是虚拟学具的技术开发粒度。该分类维度反映了虚拟学具的不同技术实现形态，比如平台类、工具类、服务类、课件类等，便于学习者和教育者在不同应用技术情境中的需求定位。（2）虚拟学具描述标准虚拟学具描述标准拟定义一个通用的信息模型对虚拟学具进行科学、有效地描述。好的信息模型可保证虚拟学具元数据的绑定之间有较高程度的语义互操作性，所包含的特征数据能最大限度支持对虚拟学具的选择、获取、使用

37、和评估。在思考虚拟学具信息模型时，我们基于以用户为中心、实用优先的设计思想，抽取虚拟学具的描述特征，将它们划分为3个层次，分别是基本层次、学习层次和扩展层次（如图4）。基本层次包含虚拟学具最基本的信息数据，比如名称、权利、技术等属性，可满足虚拟学具在电子课本或电子书包等学习系统中配置的基本需求。学习层次包含虚拟学具服务应用方面的信息数据，比如服务功能、适用范围、使用评注等属性，可满足虚拟学具互动教学和按需关联设置方面的需要。而扩展层次则包含了虚拟学具个性化设置、数字环境支撑方面的信息属性，用于满足更高级别的个性化服务实现的需要。图4虚拟学具描述的三个层次学具选择学具分类标准学具开发学具应用学具

38、测评标准学具描述标准学具聚合规范学具配置规范参考指导参考参考参考指导个性服务过程推送情境推送扩展层次学习层次基本层次基本配置变革理念下虚拟学具标准研制现状梳理与体系框架【电子书书包】.73现代远程教育研究2 0 1 3年2 期总1 2 2 期（3）虚拟学具配置规范虚拟学具配置规范拟规定一套虚拟学具在电子书包等学习系统中配置时应当遵循的选配要求和准则。依据该规范，教育机构及其管理者可为任何学段、任何情境下的电子书包应用配置出一套科学且恰当的虚拟学具集方案。为降低实践难度，该规范还将定期（每年）出台一份权威的实践操作指南，推荐当年最优秀的产品列表和配置案例。（4）虚拟学具聚合规范虚拟学具聚合规范拟

39、制定虚拟学具在电子课本或电子书包等学习系统中调用或聚合的接口规范。我们可以将虚拟学具在电子课本或电子书包等学习系统中的调用划分为耦合和聚合两种方式。耦合方式只是实现虚拟学具应用程序链接的调用，在主交互界面上表现为工具菜单或按钮，执行后“跳出”的虚拟学具仍保留自己的视窗特征，不需要考虑与主显示界面的融合。聚合方式不仅需要考虑显示层面的融汇，还要求与主界面融合为一体，甚至需要实现数据层面以及功能层面的互操作。显然聚合方式要比耦合方式复杂得多，对虚拟学具技术和数据开放度的要求也相对较高。在考虑具体的接口技术参数时，我们将从配置信息、加载显示、应用情境、身份认证、命令调用、数据存储等方面加以设计。（5

40、）虚拟学具测评标准虚拟学具测评标准拟实现对虚拟学具的认定与评价，因此，其核心内容包括两部分：一是对虚拟学具的分类定位，二是对虚拟学具的可用性测试。虚拟学具的定位，尤其是其服务所适用的学科学段、使用对象和教学情境等，需要从专业的视角加以诊断和判定。而虚拟学具的可用性是虚拟学具作为合格产品的基本条件，需要从易用性、内容表现、乐趣因素、满意度等维度加以考察。五、结论本文首先在剖析学具、学习工具与虚拟学具概念的基础上，梳理了虚拟学具的表现形态和技术粒度，分析了当前虚拟学具的发展现状；然后深入讨论了虚拟学具与电子课本、学习服务二者的关系；继而从应用设计、服务提供、个性表现、技术实现4个角度提出虚拟学具全

41、新的发展理念；最后分析了虚拟学具标准的服务目标，并提出虚拟学具的标准框架和内容体系。研究统一了虚拟学具的概念认知，建立了变革的发展理念，有助于更好地指导虚拟学具领域的有序研究和有效发展。下一步研究将按照预设的内容结构进入更为深入的研制阶段，并通过预设的服务目标验证其价值和意义。注释：www.C4LPT.co.uk是全球著名的学习工具软件统计分析网站，每年会评选年度顶尖的100个学习工具，并追踪这些软件的历年应用排行变化。业界中小学教育信息化、中国信息技术教育、中国现代教育装备杂志先后于2011年、2012年组织了3次专题讨论。参考文献：1冯锐,董利亚,杨红美(2011).运用CBR原理设计经验

42、学习工具的研究J.电化教育研究,(11):46-52.2顾小清,李雪,姜晓辉(2009).终身学习环境的工具集服务设计J.开放教育研究,(3):22-28.3顾小清,傅伟,齐贵超(2012).连接阅读与学习:电子课本的信息模型设计J.华东师范大学学报(自然科学版),(2):81-90.4 汉王电子书包DB/OL.2012-12-20.http:/ Box在口译自主学习中的应用J.现代教育技术,(4):102-105.6钱冬明,郭玮,管珏琪(2012).从学习工具的发展及应用看E-Learning的发展基于Top100学习工具近五年的排名数据J.中国电化教育,(5):135-139.7邱婷(20

43、06).知识可视化作为学习工具的应用研究D.南昌:江西师范大学8仇勇平(2012).上海虹口区:“电子书包”的实践与思考J.基础教育课程,(8):30-32.9阮滢(2011).新技术手段给力学习方式的变革华东师范大学祝智庭教授谈“电子书包”J.中小学信息技术教育,(2):9-11.10孙一萍,魏雪(2012).虚拟学具的研发J.中小学信息技术教育,(6):22-24.11田如群(2012).加强学具操作在数学教学中的作用J.中国教育技术装备,(7):57-58.12吴永和,祝智庭,何超(2012).电子课本与电子书包技术标准体系框架的研究J.华东师范大学学报(自然科学版),(2):70-80

44、.13吴怿(2012).平江版电子书包功能与模块分析J.中国信息技术教育,(4):98-100.14优课电子书包 V1 系统DB/OL.2012-12-20.http:/ 0 1 3年2 期总1 2 2 期17C4LPT(2012).Top 100 Tools for Learning 2012DB/OL.2012-12-20.http:/c4lpt.co.uk/top100tools/.18IMS(2012).LearningToolsInteroperabilityDB/OL.2012-12-20.http:/www.imsglobal.org/lti/index.html.19Kols,

45、L.&Staupe,A.(2010).TheE-LearningCircle:AHolisticSoftwareDesignToolforE-LearningJ/OL.2012-12-20.http:/eleed.campussource.de/archive/6/2543/.20Marepalli,P.,Magana,A.&Taleyarkhan,M.R.et al.(2010).SugarAid0.2:AnOnlineLearningToolforSTEMATheProceedings of 2010 International Conference on ComputationalInt

46、elligence and Software Engineering(CiSE)C:1-6.21Meedzan,N.&Fisher,K.(2009).Clickers in Nursing Education:An Active Learning Tool in the ClassroomJ.Online Journal ofNursing Informatics(OJNI),13(2):1-19.22Underwood,J.(2005).Self-regulated learning in TechnologyEnhanced Learning Environments:The view f

47、rom academiaA.Carneiro,R.,Lefrere,P.&Steffens,K.et al.(Eds.).Proceedings ofthe TACONET ConferenceC:57-59.23Van Vliet,M.,Kok,K.&Veldkamp,T.(2010).Linking Stakeholdersand Modellers in Scenario Studies:The Use of Fuzzy CognitiveMapsasaCommunicationandLearningToolJ.Futures,42(1):1-14.收稿日期2013-01-01责任编辑汪

48、燕The Change Idea of Virtual Learning Tools Standards Development:Current Situation and System FrameworkYu Xiaohua,Lei Yunhe,Zhu Zhiting,Wu YongheAbstract:As a new term in the new round of e-Schoolbags development,virtual learning tools merge the concepts of learningtoolkits and learning instruments.

49、The standards of virtual learning tools are important technical support and security guidance for itsindustrial development and educational practice.Current developments of virtual learning tools follows the models and ideas oftraditional teaching,so learners still do not enjoy sufficient autonomy a

50、nd freedom during the interaction with the learning tools.Newlearning forms and technologies require to change the development concept and concentrate on user experience,which are moreintelligent,open and personalized,and establish an active service mechanism of being process-oriented,activity-sensi