基于分布式认知的移动学习应用的设计策略研究

摘要：目的：探讨分布式认知理论在移动学习应用设计中的应用，重点关注移动学习活动中认知要素的分布与优化，以期解决当前移动学习应用中存在的学习内容浅显和学习效率低下的问题，提高移动学习应用的学习效率和用户体验，满足学习者对高质量移动学习服务的需求。方法：通过深入分析移动学习现状和梳理分布式认知理论在教育领域的研究发展脉络，探讨分布式认知介入移动学习的优势，并分析和总结在云计算、大数据、移动通信等技术支持下的移动学习活动的特性，凝练出影响移动学习活动的4个关键分布式认知要素：对象、媒介、个体和情境。基于这些特点，从优化学习资源、强化人工制品、开展个性化学习活动、建立学习共同体4个方面出发，提出基于分布式认知要素的移动学习应用设计策略。结果：总结了分布式认知下的移动学习活动特性，并将分布式认知理论融入移动学习应用设计中，提出基于分布式认知理论的移动学习应用设计策略。结论：本研究为移动学习应用设计提供了一个新的分析框架，有助于深入理解移动学习活动中的认知分布情况，增强学习者在移动学习活动中的学习认知能力，为其提供个性化、情景化的移动学习服务，能够有效提升移动学习活动的学习效率与学习体验。

关键词：移动学习；分布式认知；体验；设计策略

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2024）05-0-04

随着互联网技术的日新月异，移动学习应用以便捷化和个性化等优势受到了学习者的青睐。但现有移动学习应用仍存在照搬传统模式、学习形式单一、缺乏交互性等问题，影响了学习效率。分布式认知理论突破了传统认知限制，将认知分布状态扩展到整个认知活动中。通过分布式认知理论，可以更深入地研究和理解移动学习过程中的认知分布，为设计和优化移动学习应用提供有力的理论支撑和实践指导，提升移动学习应用的效率和体验。

1 移动学习现状

在移动互联网的推动下，以手机和平板为代表的移动终端快速融入学习者的学习和生活之中，移动学习成为一种新的数字化学习方式。截至2020年初，中国有4.2亿移动学习用户，占移动互联网用户的近半数。早在2002年，人们就开始利用移动技术开展教育教学活动。随着智能设备的普及和网络传输速度的加快，移动教育资源愈发丰富，促进了更多移动学习应用的开发［1］，为学习者提供了多样化的学习资源和灵活开展学习的机会。移动学习打破了学习空间的束缚，却仍将学习者的认知过程看作独立的脑内活动，同伴交流、学习环境等传统课堂中潜藏的认知要素都被忽视，学习者只能从静态、零碎的知识中汲取营养，无法达到预期的学习效果。

2 分布式认知理论概述

心理学家赫钦斯首次提出分布式认知理论，指出认知在个体内部、个体之间、媒介、环境、文化、社会、时间等多个方面分布［2］。传统的认知主义将认知视为大脑内的信息加工过程，而分布式认知理论将参与认知过程的各元素及其相互功能关系都作为认知分析单元，从系统层面重新考虑认知要素。学者所罗门提出了一个个体认知与分布式认知交互关系的模型，该模型中个体认知独立于分布式认知，阶段性地发生交互，认知过程呈螺旋式上升［3］。分布式认知的发展与教育学紧密相关，许多学者也致力于将其应用于教育领域的研究。学者任剑锋等人探讨了分布式认知在CSCL系统设计中的应用问题［4］。学者邵朝友等人建构出基于分布式认知理论的学习活动设计框架［5］5。学者张伟等人提出了分布式视角下的移动学习观，指出移动学习是一个知识构建和对话联结的过程［6］22。但以上研究都未深入具体的应用设计之中，缺乏详细的设计描述。

3 分布式认知在移动学习中的应用

3.1 分布式认知介入移动学习的优势

分布式认知理论为分析和构建移动学习应用提供了一个出色的理论框架，个体、媒介、环境等认知要素可以与移动学习活动中的学习者、学习工具、学习情境进行对应的匹配。分布式认知下的学习活动不再仅围绕学习资源，而是强调学习者之间的互动、与人工制品的协作以及与环境的交互。移动学习活动需要学习者随时随地通过移动智能设备获取学习资源，与其他学习者进行学习交流［7］。在分布式认知的帮助下，设计者可以更好地理解和利用新技术，建立一个高效的平台框架，促进人与人、人与技术工具的交流协作。此外，移动学习在物理、社会、文化等多个层面展现出分布式特性，与分布式认知理论高度契合。分布式认知为移动学习带来了新的设计思路，能够帮助设计者更好地理解和指导移动学习过程。

3.2 分布式认知下的移动学习活动特性

3.2.1 学习媒介的移动性

移动学习最大的特点便是移动性。借助移动终端和无线通信技术，学习者能够随时接入学习资源，进行自主学习和协作。这种学习方式为学习者获取多种形式的资料提供了便利，并在支持记录、思考和交流的学习工具的支持下，进一步强化学习效果。与传统的学习方式不同，移动学习者与教师的直接互动受限，教学媒介成为知识传递和互动的主要渠道。它们不仅是知识传递的源头和桥梁，还成了预设教学情境、技能实践和协作交流的场所，也就是学习者主动学习和构建意义的认知工具。

移动学习活动的开展依赖学习者与移动终端、应用等工具之间的交互协作，其内容展示和交互方式受到移动终端的尺寸和物理环境的限制，与传统在线学习有显著差异。但现有的移动学习资源在设计上仍缺乏交互性考虑，多数学习资源套用PC端的显示形式，内容复杂，展示方式单一，不仅没有发挥移动学习的便捷优势，反而增加了学习者的认知负擔。分布式认知强调人工制品的重要性。作为认知功能系统的重要组成部分，移动学习中的技术工具不仅是认知的工具，还是认知的合作伙伴。它们为学习者提供了丰富的认知资源，在增强智力和认知能力方面发挥着重要作用。通过使用移动学习设备，学习者可以产生一定的认知留存［6］23，这不仅能够培养他们的元认知能力，而且能够有效减轻他们的认知负荷。

3.2.2 学习网络的社会性

知识在本质上具有社会性特征，经历了行为主义、建构主义和关联主义三个阶段的学习理论演变，学习者的地位从被动转为主动，学习过程更多是以探究为主的知识建构，强调学习的社会性、互动性和体验性［8］10。在社会层面，移动网络技术突破了时空限制，为个体之间的横向交流提供了便利，使沟通与教育之间形成相互支持的紧密关系。在课堂环境之外，学习者可以随时获取信息、交流想法和开展学习合作。移动网络技术为学习者们构建了一个紧密而灵活的移动学习网络，以移动智能设备为载体，学习者可以随时随地学习，使社会性成为移动学习的固有特性。

在分布式认知理论下，移动学习不仅是一种学习方式，还是一种社会性的互动过程，学习者不再孤立地获取知识，而是通过移动设备与其他学习者建立联系，分享自己的学习经验和心得，成为知识的创造者和分享者。学习是关于个体认知网络与社会认知网络的建立与分享的过程，通过与其他学习者合作与互动，学习者能够不断优化和增强认知网络，拓展学习领域，不仅能够增强自身的学习效果与体验，还能为社会认知网络的构建和发展作出贡献。借助在线交流，移动网络拓展了学习交流中的认知资源，学习者既可以向更多人分享自己的知识和技能，还能汲取别人的经验和智慧。此外，与直接面对面交流不同，线上沟通更容易将注意力集中于任务或问题，这有助于深入的认知处理和反思性思维的提升。

3.2.3 学习活动的情境性

知识是与特定的活动、环境、文化产物紧密相连的。情境性是学习的核心特征，有助于提升学习的深度和价值。高阶学习注重培养将知识应用于具体情境的能力，只有在真实或模拟的情境中学习，才能培养出解决现实问题的能力，为知识向实践转移创造有利条件。移动学习生态下的知识和文化能够融合在各种情境中，并以鲜活的形式进入学习者所处的真实或虚拟环境之中［8］15，讓学习者体验到真实的情境，更好地理解和掌握知识。

移动学习中的情境是一种基于虚拟网络环境实现的体验方式、互动模式和活动组织形式。学习不再局限于课堂，而是在智能教学空间进行，只要学习者有探究情境的意愿，就可以通过个人移动设备快速切换多样化的学习情境。同时，学习者可以通过各种媒介和学习环境、资源等与其他学习者建立联系，链接到更广阔的学习情境，进一步完善社会认知网络，提升综合素质和能力。在分布式认知视角下，移动学习的焦点从个体扩展到整个学习情境，学习者在特定的社会文化背景下与周围情境的互动，不仅为知识建构赋予意义，还积极分享并参与到更广阔的社会认知网络中，实现知识的共生共享。学习者所处的环境及活动都对学习产生了重要的影响。

4 分布式认知介入移动学习的应用设计策略

基于分布式认知理论和移动学习活动的特性，归纳总结出移动学习认知活动中的认知分布模型（见图1），并在此基础上提出基于4种认知要素的移动学习应用设计策略。

4.1 基于对象认知的学习资源设计策略

学习资源是学习认知的起点，学习者通过与学习资源的交互构建自身的基础认知网络，学习资源的呈现需要良好的交互设计支持。学习资源是学习活动所指向的基础知识，主要源于教学者提前制作的学习素材和内容，以外部媒介的方式存在和传播。移动技术的进步促进了学习活动的发展，借助移动通信与多媒体技术，音频、文字、图像、动画、图表等多种形式可以有效突出学习资源的特征，满足学习者不同的学习要求。学习者通过阅读资料和观看视频等行为获得相关知识，为后续情境实践与沟通交流环节构建基础。由于学习者的认知源于学习资源，因此其部分认知也会留存于固定的学习资料之中。

学习资源的呈现方式也要有所改变，以提高移动学习的认知效率。由于移动学习活动的发生短暂且高频，具有明显的碎片化特征，因此大规模的学习材料需要拆解为相互接续的小规模学习对象。一方面，帮助学习者在琐碎的时间安排下快速开展并完成完整的小型学习活动；另一方面，学习对象之间相互接续和提供一定的上下文参考，可以防止学习内容过于分散化而影响学习者对学习内容的整体认知。斯坦福大学学习实验室的研究表明，设计时间在30秒到10分钟之间的单个学习对象更契合学习者的需求［8］9。

4.2 基于媒介认知的人工制品设计策略

人工制品是开展移动学习活动必备的物质工具，学习者与资源、其他学习者以及情景的交互活动都要借助人工制品来完成。分布式认知认为认知过程同时分布在物质人工制品中，而不是仅存在于人脑内部，借助人工制品来开展认知活动，不仅可以提高学习者的认知效率、降低认知负荷，还能改变学习者的思考方式，并产生一定的认知留存。根据移动学习活动中学习者的交互行为，可将人工制品分为认知可视化工具、学习支持工具与协作交流工具3类。

首先，认知可视化工具可以帮助学习者将隐性知识以可视化的形式加以表征，如概念图、思维导图等可视化工具可以更好地呈现和组织思考过程与知识结构，不仅可以提高学习效率和质量，还可以帮助学习者更好地分享和理解彼此的知识。

其次，学习支持工具借助技术手段处理一些机械的、非创造性的耗时任务，降低或转移学习过程中的认知负荷，使学习者专注于自身的学习任务，提高学习效率。如资源库工具可以降低学习者的记忆负荷，基于算法的搜索工具可以降低学习资源的查询处理难度。

最后，协作交流工具旨在促进学习者之间的交流和知识共享，移动技术手段的利用让学习者之间的沟通交流更加便捷，支持学习者在学习过程中更有效地协作、交流与分享，进而推动学习认知的发展。常见的协作工具有即时通信软件、电子邮件、社交媒体平台等。

4.3 基于个体认知的个人学习活动设计策略

分布式视角下的移动学习过程是个体认知与分布式认知之间相互作用的动态过程，个体认知是分布式认知的核心，尤其是一部分高级知识、技术只能通过学习者个体内部的认知活动来完成构建。不同于社会性学习，基于个体认知的学习活动是一种基于学习资源和工具的自主学习活动，更强调个体内部的认知构建和发展，学习者希望通过自主学习获得相应的学习资源或技能［9］。这种自发的学习活动能为学习者带来更多的责任，课程选择、评估反馈等高层次的教学管理功能都需要学习者自己负责。因此，移动学习应用要充分考虑用户的学习风格、知识背景和技术熟练度，为其提供个性化的学习路径与时间安排。例如，可以借助移动技术与算法来分析学习者的数据，建立个人模型，从而为不同的学习者定向推送个性化的课程资料与学习计划。

个人学习活动不仅强调学习者对自身认知的掌控和主导，在学习过程中也要注重调动学习者的积极性和主动性，应当在学习活动中适当加入情境性的认知要素。例如，基于过往学习者的评论数据，适时让“虚拟同学”在个人学习场景中发言，可以为学习者提供更加真实、生动的学习临场感，建立相关的情境认知，带来良好的个人学习体验。

4.4 基于情境认知的移动学习共同体设计策略

分布式認知在强调个体学习的主动性基础上，同样重视基于群体智慧的社会性学习，鼓励学习者积极发表观点，形成一个互助的学习共同体，通过合作学习共同进步。学习共同体是由多样化的学习者和助学者在移动学习环境中形成的一个互动性和协作性的团队，其成员以网络为纽带，在学习中相互交流，共同探索，完成学习任务，并建立起一种互相激励、共同成长的积极人际关系。这种交流不仅能够促进知识的传播，还能加强团队合作。

学习共同体的建立首先要保障信息的交流，这种交流贯穿学习者、助学者以及人工制品之间。其次，学习共同体应建立在一定的学习契约和合作规则上［5］5，每个参与者都是平等的，互相交流信息与知识，共同打造一个良好的学习环境。最后，情境的创设是学习共同体建设的关键，个体与群体围绕特定的主题进行交流协作，除了与学习者自身相关的社会文化、背景知识、问题假设等情境因素之外，一些特殊的设定也有利于情境创设，如在具体的学习小组中，用虚拟角色来代替学习者的形象，可以营造独特的学习情境。

5 结语

移动学习应用的兴起为学习者开辟了新的学习空间，但简单的内容和服务方式未能带来高效的学习体验。本文通过梳理分布式视角下移动学习活动的特性，对其中的认知要素进行细致的分析，从而提出基于分布式认知的移动学习应用设计策略，旨在为移动学习应用的设计提供一个全新的视角，更有效地支持学习者的认知过程。

参考文献：

［1］ 马玉慧，赵乐，李南南，等.新型移动学习资源：教育APP发展模式探究［J］.中国电化教育，2016（4）：64-70.

［2］ 周国梅，傅小兰.分布式认知：一种新的认知观点［J］.心理科学进展，2002（2）：147-153.

［3］ 唐艺，谢守美.基于分布式认知理论的嵌入式信息服务研究［J］.武汉理工大学学报（信息与管理工程版），2013，35（4）：613-617.

［4］ 任剑锋，李克东.分布式认知理论及其在CSCL系统设计中的应用［J］.电化教育研究，2004（8）：3-6，11.

［5］ 邵朝友，韩文杰，杨宇凡.基于分布式认知的学习活动设计［J］.教育理论与实践，2020，40（20）：3-7.

［6］ 张伟，陈琳，丁彦.移动学习时代的学习观：基于分布式认知论的视点［J］.中国电化教育，2010（4）：21-25.

［7］ 吉卡斯，格兰特.高等教育中的移动计算设备：学生对使用手机、智能手机和社交媒体学习的看法［J］.互联网与高等教育，2013（19）：18-26.

［8］ 余胜泉.从知识传递到认知建构、再到情境认知：三代移动学习的发展与展望［J］.中国电化教育，2007（6）：7-18.

［9］ 黄荣怀，王晓晨，李玉顺.面向移动学习的学习活动设计框架［J］.远程教育杂志，2009，17（1）：3-7.

作者简介：张维（1997—），男，江苏盐城人，硕士在读，研究方向：交互设计。