摘要：在信息技术迅速发展、教育亟需变革的社会背景下，“生态”一词越来越受到教育研究者的青睐。生态化网络学习环境将学习者与学习环境视为一个整体，关注学习者与学习环境的互动关系，关注学习过程中的生成，关注网络学习生态的形成与维持，被认为是适应未来的网络学习环境的发展趋势。该文以“生态化学习”“学习生态”“学习生态系统”“给养”为关键词检索相关文献，通过对文献进行归类、比较等分析，认为：生态化网络学习环境的研究源于WebX.0、混搭(Mash-up)、云计算等技术的发展与支持；生态心理学、复杂性理论、联通主义等理论为网络学习环境的生态化设计提供直接的理论支撑；研究者从自然生态系统视角、学习资源的有机生命特征视角、文化生态视角等提出了网络学习环境的生态化结构模型；给养(Affordance)在文献中频繁出现，通常被用以描述网络学习环境的生态化支持/互动关系；混沌理论、后现代主义、贯一设计等为生态化网络学习环境的具体设计方法提供了依据。
关键词：生态化网络学习环境；学习环境设计；生态化设计；开放学习生态系统；给养；
作者简介：武法提：教授，博士，博士生导师，研究方向为数字化学习环境与学习资源设计(wft@bnu.edu.cn)。；李彤彤：在读博士，研究方向为数字化学习环境设计(sdltt@126.com)。
从最初的简单的Web网页传递内容，到网络课程中序列化的学习活动，再到如今共同体参与的、共建共享的、复杂的网络学习环境，网络(Internet)正以其强大的连接特性(连接资源、连接人、连接思想)深刻影响着教育教学活动。网络学习环境作为一个描述e-Learning的术语，似乎与网络学习系统、网络学习平台等描述的现象完全相同，但是平台或系统更侧重于技术层面，强调“教”的一方的预设；网络学习环境则是一个更为统合的概念，不仅仅是技术，更强调学习主体之间的互动所形成的文化氛围；不仅仅是预设的学习条件，还包括学习共同体在学习过程中的动态生成。
在网络学习系统的发展历程中，技术应用是不断推进的，对依托新型技术创建学习环境的研究层出不穷，如移动学习环境、泛在学习环境、智慧学习环境等，然而，教育教学方式的变化却是极为缓慢的。在技术支持的学习环境中，教育工作者仍然倾向于用传统教室的教育教学方式。学习者使用网络学习环境，通常最初因为新奇而充满热情，之后很快便丧失兴趣，许多网络学习系统都因此而不能得到持续发展。寻求能够保障网络学习环境可持续发展的解决方案成为远程教育工作者亟需面对的课题。
“生态”这一探讨有机体与环境关系的术语，因其追求有机体与环境的平衡、和谐、可持续发展，广泛受到心理、教育、环境等领域研究者的热捧。在教育领域，生态最初常被教育工作者用于校园环境、教室环境等实体学习环境的研究，近年来，随着网络信息技术的发展，e-Learning研究者敏锐地发现新型技术(如WebX.0、云计算技术等)使得生态化网络学习环境的构建成为可能，“生态”一词逐渐在e-Learning领域流行起来。诸多研究者认为生态化网络学习环境能够适应未来技术与学习的发展趋势，并从不同的视角对网络学习环境的生态化结构、生态化支持(Affordance)、生态化设计方法(EcologicalApproach)等进行了研究，本文采用文献研究法分析当前网络学习环境生态化设计的研究现状，文献检索的方法与途径如下：以“ecologicallearning”“learningecology”“learningecosystem”“affordance”为关键词，在Springer、ProQuest、Eric、EBSCO、scienceDirect数据库以及“Google学术”上广泛检索e-Learning领域的相关外文文献；以“生态”+“学习”在CNKI数据库检索网络教育领域的相关中文文献，聚焦“生态化网络学习系统/平台/环境的研究”进行文献的筛选。
一、网络学习环境生态化设计的技术与理论支持
“生态”一词之所以用于网络学习环境的研究，一方面是WebX.0等社会化媒体技术的驱动，另一方面是生态化理论以及与技术发展相对应的新型学习理论的支持。我们试图梳理这些技术驱动因素与理论支持，以便能够更好地认识网络学习环境生态化设计研究的基础。
1.技术支持
(1)WebX.0
只有具备一定复杂性的系统才有可能创造生态，复杂性是相对简单性而言的，简单性的科学世界具有确定性的线性的因果关系，复杂性的世界的因果关系是网络性的、系统性的因果关系[1]。随着Web技术的发展，网络的连接性(Connectivity)逐渐增强，为网络学习环境的生态化提供了基本的复杂“网络”支持。Chun-mingLeung将Web的发展分为连接性逐渐增强的四个阶段[2]，如图1所示。Web1.0时代是简单的网页，不同的信息以超链接的方式联系起来；Web2.0时代各种促进人与人之间协作的工具的应用，催生了社会化网络(SocialWeb)；Web3.0时代语义技术的发展使得知识以语义网(SemanticWeb)的形式联系起来，随着人与人之间的互联、知识的联通，下一代Web的发展趋势将是联系人类智慧的元网络(MetaWeb)。随着连接特性的增强，网络学习者与学习环境的互动关系变得越来越复杂，而这种复杂性则是形成网络学习生态的必备基础。
(2)云计算(CloudComputing)
云计算是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备[3]。云计算以公开的标准和服务为基础，以互联网为中心，提供安全、快速、便捷的数据存储和网络计算服务，从而让互联网这片“云”成为每一个网民的资料中心和计算中心。用户只要有任意一台能够接入互联网的终端设备(PC机、笔记本电脑、平板电脑、手机等)，便可随时随地访问、处理资源和信息。随着云计算技术的发展，泛在学习已经成为教育领域一种重要的理念。学习的泛在性使学习者能够随时随地参与到网络学习环境的各种互动中，从而为网络学习环境的生态化创造了更为便利的条件。
(3)混搭(Mash-up)
混搭最初源自于流行音乐，是指混合两种不同风格的音乐以产生新的音乐效果的方法[4]。在设计领域，混搭是指将原本不同的元素混在一起，形成一个新的“和谐体”，从而产生令人惊异的效果[5]。在计算机领域，Mash-up是一种由一个或者多个信息源整合起来而衍生发展出新网站或者新的网络应用的一种网络聚合应用方式，旨在整合不同外部数据源的内容和服务，把松散的学习资源、要素、服务和功能集成起来，以建立一个丰富的、开放的学习环境。在这一环境下，学习者可以很方便地通过Mashup站点整合内部或外部的应用或服务来生成新的服务，构建自己的具有一站式体验的个人学习环境。混搭体现了对工具与服务的整合应用，由此创造的环境的多样性、丰富性、开放性切合“生态”所体现的理念。目前，很多ISP都提供了实现混搭的简单工具，如：YahooPipes，GoogleMashupEditor，MicrosoftPopfly，IntelMashMaker等。
2.理论支持
许多对网络学习环境生态化的研究都是类比自然生态系统展开的，网络学习环境的生态化设计自然离不开基本的生态学、教育生态学理论的指导。在文献调研过程中，我们发现，生态学视角的研究具有很大的包容性，甚至允许一切有助于构建良好网络学习生态的理论，如生态心理学、复杂性理论、情境学习理论、活动理论、系统动力学理论等等，但是，我们认为能够对网络学习环境生态化设计提供直接支持的主要是以下三种理论。
(1)生态心理学
生态心理学是“运用生态学的视角与方法，研究人与环境关系的一门学科”[6]，它从“人与环境的复杂统一体”出发研究人与环境的关系，认为有机体与环境在多元互动过程中共同进化，形成互利共生的相互作用关系。生态学习观以生态心理学对人与环境关系的解释为基础，从整体性、适应性和多元性的角度来审视学习，认为学习是学习者对环境的感知和作用于环境的行为之间互动的结果。郑葳认为，生态学习观视野中的学习是指“作为信息探测者的学习者通过积极主动的活动，借助有目的的反思实践，对其情景(物质及社会环境)所能提供的给养进行调试的过程。”[7]生态化网络学习环境的构建以生态心理学、生态学习观为理论指导，试图探究如何充分利用整合丰富技术的网络学习环境来促进生态化学习的论题。
(2)复杂性理论
复杂性理论的诞生源于对还原论的批判，认为“笃信世界的纷繁复杂下必定潜藏着相对简单的秩序的‘简单性思维’正在瓦解，你所能去的任何地方都存在着复杂性，我们被迫在一切知识联系中运用整体或系统的概念来处理复杂性问题。”[8]简单化是对实体的分割与封闭，复杂性则强调整体与整体性。复杂性理论的主要观点有[9]：非线性、整体性、关系性、混沌性、动态性、开放性、自组织性等。当前大部分学习环境的相关研究仍然是还原论的做法，随着人们越来越认识到教育、学习、学习环境的复杂性，研究者开始探讨复杂性理论在教育领域的应用，也有一些研究者开始对复杂性理论指导下的网络学习环境构建进行探讨，如谢冉的硕士论文《基于复杂性理论的学习环境及其构建》尝试将复杂性理论作为工具，以一种新的视角重新审视学习环境，并提出了基于复杂性理论构建学习环境的原则及具体实施措施。
复杂性理论为研究学习环境作为一个整体对学习者产生作用提供了方法论指导，复杂性理论使我们认识到，学习环境是一个复杂系统，我们的研究不应仅仅关注学习环境的某个侧面，而是关注学习环境整体中各个组成成分之间的相互作用所产生的整体性，关注学习环境作为一个整体所能实现的功能。复杂性科学方法论的主要观点与生态化的理想不谋而合，是生态化网络学习环境设计研究的重要理论支持。
(3)联通主义
GeorgeSiemons提出的联通主义(Connectivism)整合了混沌理论、网络理论、复杂性理论和自组织理论所揭示的原理[10]，认为学习是一个网络形成过程(Learningisprimarilyanetwork-formingprocess)[11]。金婧、冯锐(2008)[12]通过解读关联主义的主要观点，认为网络学习环境设计的核心定位于利用丰富的技术手段，使学习环境构成一种整合的力量，为学习者的有意义学习提供“给养”，帮助学习者建立个体和群体的关联，形成丰富和复杂的动态知识体系。Pata，K.&Laanpere，M(2011)[13]以联通主义为理论基础之一，提出了开放学习生态系统(OpenLearningEcosystem)的生态化元设计框架，认为网络的动态出现和形成构成了学习生态系统的基础。西蒙斯提出的联通主义学习理论被称之为“数字时代的学习理论”，对网络学习环境生态化设计有着重要的启示。
二、网络学习环境生态化结构设计
网络学习环境生态化设计的宗旨在于“创设可持续发展的网络学习生态”，根据“结构决定功能，功能决定价值”的结构功能原理，任何事物的性质与功能，都受它自身的结构制约。研究者尝试从自然生态系统视角、资源的有机生命特征视角、文化生态视角等对网络学习环境结构进行探讨。
1.自然生态系统视角
自然生态系统视角的研究将网络学习环境与自然生态系统相类比，提出了网络学习环境的整体结构。研究者通常将学习者与网络学习环境这一互动整体视为一个生态系统，学习者作为生态主体/生物成分，学习环境(各种支持性条件)作为生态因子，学习者与学习环境在互动中共同发展。对于教师、教学管理人员等，大部分研究者将其纳入学习共同体，并作为生态系统中的生物成分；也有少数研究者将教师作为学习环境的一部分。
VanessaChang&ChristianGuetl[14]从生态系统对生物要素和非生物要素的划分出发，在对学习生态系统分析的基础上，提出了数字化学习生态系统(e-LearningEcosystem，ELES)的概念及结构，如下页图2所示，他将ELES的要素分为生物成分(BioticUnits，Stakeholders)和非生物成分(AbioticUnits，Utilities)，并定义了学习生态系统条件(LearningEcosystemConditions)，也作为学习环境的边界(LearningEnvironmentalBorders)，这些条件受到内部和外部的双重影响。
曾祥跃(2011)[15]将远程教学生态系统的生态主体分为物种、种群和群落三个层面，物种和种群分为学生、教师和教学服务人员三种；将生态环境分为学习资源环境、学习支持服务环境、教学服务环境和教学管理环境等；生态系统中的相互作用包括种群内的相互作用、种群之间的相互作用、生态主体与生态环境的作用以及生态系统与外界系统(社会环境)的相互作用。张立新(2008)教授则认为，生态化虚拟学习环境是以学习者为主体的，是由物理环境、社会环境和规范环境三个子环境构成的复合性功能实体，三者具有各自独特的功能，同时又相互联系、不可分割。其中，物理环境是学习者进行学习活动的虚拟空间及融入其中的各种学习资源，包括软件资源、硬件资源和信息资源；社会环境是指学习主体与学习同伴、助学者、管理者等成员之间的相互关系；规范环境的形成有赖于人们对虚拟学习过程中学习模式的设计、教学策略的选择和规则制度的制定[16]。一个健康的虚拟学习生态系统的维持有赖于虚拟学习环境的“生态平衡”，即主体因子内部之间的互动和主体因子与环境因子之间的互动平衡。
2.学习资源的有机生命特征视角
学习资源是网络学习环境的核心要素，学习者与学习资源的交互是远程教学交互的核心。多媒体技术、互联网以及语义分析等技术的发展，使学习资源的交互性越来越强，正因为此，有研究者提出将学习资源视为有机生命体，凸显学习资源在学习生态系统中的重要地位。IreneKaraguilla(2008)[17]认为，学习工具应该被视为生物体(BiologicalBeings)而不是教学机器(Cause-AndEffectMachines)，据此，他提出了数字化学习生态系统模型，将学习内容视为数字化物种(DigitalSpecie)，与人(Actors，HumanSpecie)共同作为生物成分，将环境中其他支持交互的条件，包括硬件、软件、网络、数据库等以及教学支持等作为非生物成分。数字学习生态系统中的互动关系包括生物要素内部之间的互动以及生物要素与非生物要素之间的互动。杨现民、余胜泉(2011)[18]则更进一步提出，学习资源存在着产生、成长、成熟、消亡的生命周期，能够像有机生命体一样进化、发展，据此他们提出了泛在学习环境下的学习资源进化模型。以泛在学习资源的进化模型为基础，杨现民、余胜泉(2013)[19]提出了泛在学习生态系统模型(ULESM)，系统最外层是社会生态系统，它是学习生态系统发展的外部环境；中间层包括资源规范环境、学习理论、技术标准支持、运行机制保障，是泛在学习生态系统持续发展的基础和保障环境；内层是泛在学习系统的生态要素及其之间的关系，包括有机体和无机环境，其中有机体包括资源种群和用户种群，无机环境包括学习终端、学习服务、基础支撑环境等。模型将学习资源视为有机体，作为生态主体因子(生物成分)，凸显了学习资源作为有机生命体所具有的交互性特征，同时突出了资源作为用户种群内部人际关系网构建的纽带作用。该模型不仅包括泛在学习生态系统关键要素的静态结构，而且将要素之间的动态关系清晰地描绘出来，呈现出自然、动态、生成的系统关系。同时，此模型也突出了技术在支撑学习资源生态化、学习系统生态化中的作用。
3.文化生态视角
郑葳从文化生态的视角出发，尝试提出了强调整体、合作和适应的“生态学习”思想，并在该思想的指导下，将学习共同体视为一个整体、开放的学习活动系统，一个复杂的适应性系统，一个文化生态环境，同时对学习共同体的构成要素及其相互之间的关系进行了系统的分析，得出如图3所示的学习共同体的生态结构模型[20]。
该模型以活动理论为基础，将学习视为一种个体参与共同体实践活动的过程，将学习共同体视为活动系统，学习者共同体在学习活动过程中创设形成文化生态。从活动系统的基本构成要素出发，他认为，一个完整的学习共同体主要包含学习主体、学习目标、课程知识、工具及资源、规则、学习活动分工以及学习的情境几个要素。工具、资源作为学习活动的中介，调整着学习者个体与知识之间的关系；规则调节着个体与其他成员及整个共同体的关系，形成了个体在共同体中活动的基础；学习活动分工使共同体成员明确了自己在与课程知识互动的过程中的角色和作用；学习的情境则弥散于整个共同体当中，体现着学习共同体的时空特性。同时，该模型以复杂性理论为基础，将学习共同体视为一个复杂系统，强调共同体中各个要素之间的复杂的相互作用关系以及作为一个整体所表现出的特征。学习共同体的形成与发展是一个动态的过程，按照功能可以划分为生产、消费、分配、交往四个子系统，子系统之间高度关联互动，共同形成一个整体的学习环境。
三、网络学习环境生态化支持(Affordance)设计
“给养”(Affordance)的概念由生态心理学家吉布森(Gibson)提出，它有着独特的生态学意义，常被用以描述网络学习环境对学习者的支持关系，近几年其使用率在网络教育应用类文献中正逐渐增加，在设计领域中也日益成为一个关键的考量因素。
吉布森使用“给养”一词对行为主体与周围环境的相互作用(Interaction)进行了生态化的解释：给养是属于环境的，是环境提供给有机体的，可能是好的，也可能是坏的[21]。产品设计领域的许多研究者发展了吉布森对“给养”的研究，认知心理学家诺曼(Norman，1999)[22]区分了两种类型的给养：真实给养(RealAffordance)和被感知的给养(PerceivedAffordance)，强调在设计中要更加关注被感知的给养。盖弗(Gaver)[23]认为，当给养被感知时，它们将在感知与行动之间形成一种直接联系，虚假的给养(FalseAffordance)或隐藏的给养(HiddenAffordance)容易造成操作问题，不利于成功操作产品。哈特森(Hartson)教授从设计实践中总结出四种给养，物理给养决定产品能够被用户使用的“可操作性”(Operability)；认知给养决定产品能够提供给用户的意义(Semantics/Meaning)；感官给养与产品的支持用户感觉的能力(Sense-Ability)相关；功能给养指产品有助于用户完成工作的特征。
在学习环境设计领域，Kirschner，Strijbos，Kreijns&Beers[24]提出了协作学习环境的给养框架，同时给出了设计、开发和应用给养的交互设计步骤，以及任务/活动设计的教育给养方法。给养有两大特征，一是有机体和环境之间必须存在着互惠关系，给养必须是可感知的(Perceivable)、有意义的(Meaningful)，以便它们能够被使用，以支持或者有可能支持某一行动；二是必须有“知觉—行动”的耦合关系，一旦有需求，给养必须能够支持某种行动，以满足需求。教育通常是技术的(Technological)、教育的(Educational)和社会的(Social)情境和给养的整合，不同的教育情境中有着不同的社会化方式以及技术支持手段。在网络学习环境中，技术作为社会的和教育的情境的中介，并引发特定的网络学习行为，我们说技术给养学习和教学。因此，协作学习环境设计应该提供三种类型的给养：技术的、教育的和社会的。技术给养是指环境的可用性、易用性等属性，设计应遵循以用户为中心的设计原则，应用交互设计的方法；社会给养是指环境的社会交互属性，社会给养必须能够预测学习者的社会交互意图，支持他们对社会交互的需求；教育给养是指环境支持学习的能力，或者说促使特定学习发生的教育干预的属性与学习者特征之间的关系，任务/活动是设计教育给养最核心的要素。
PeeterNormak(2012)[25]提出了学习动力的生态化方法，学习给养(LearningAffordance)在其理论框架中被描述为“从属于某一个共同体的、有着特定目标的学习者，当他与特定学习环境中的元素(人、学习材料、工具等)相互作用时所感知到的某种东西。”贺斌、祝智庭(2012)[26]在批判性地总结已有的给养概念与分类框架的基础上，创造性地提出了学习环境给养的生态框架，认为给养包括认知给养、物理给养、感官给养、操纵给养、情境给养，并强调各种给养之间良好适应性的互动与互惠的网状联系。
“给养”(Affordance)描述了学习者与学习环境之间的一种关系存在，学习环境中存在着给养(Afford)学习者的诸多可能性，而学习者的感知觉和行动则决定了学习环境给养(Afford)学习者的有效性。因此，学习环境应当以影响学习者的感知觉和行动的方式来给养学习者。给养的分类更多地是为了评价环境是否为学习者提供了多层面的给养，不同类型的给养并不是孤立地作用于学习者的，而是始终以一种整体的力量来支持学习者学习。生态化的网络学习环境具备可感知的、有意义的、全面的、整合的、动态的给养，并通过提供各种机制，保障给养与学习者形成互动共生的良好生态关系。
四、网络学习环境生态化设计策略
生态化网络学习环境借生态学有机之意蕴，强调学习环境是一个复杂的、生态化的学习系统，具有自组织、非线性、不确定性等跃动的生命性特征。这就决定了传统的线性的、程序化的教学系统设计模式不再能够适用，生态化网络学习环境需要一种非线性的、动态开放的、多元化的设计思维，研究者在这方面做了许多努力和尝试。
设计理念层面，混沌理论、后现代主义、贯一设计从不同的方面启发了生态化网络学习环境的设计。首先，混沌(Chaos)理论中蝴蝶效应、分形、奇异吸引子等理论为网络学习环境的非线性、整体性、生成性设计提供了依据，基于混沌学的设计是一个重复迭代的、动态生成的、正在进行中的过程[27]，是一种“回归式”的设计。其次，后现代主义坚持由时空和视角限制的、动态的、变化的真理观，崇尚观点、意义、方法、价值等一切事物的复杂性和多元性，为多方参与共建生态化网络学习环境设计提供了参考。“参与式”设计一反过去对专家权威的崇拜和教师“预设”的设计方法，学习者共同体积极参与到学习环境的设计过程中，与学习环境的其余设计人员形成伙伴关系，并共同对设计方案的成功负责[28]。再次，贯一设计强调核心方法和假设的精确协调，强调方法与手段与认识论的一致性。贯一设计并不提倡某种特定的认识论和方法论对设计具有内在的优先权，而是提供一个框架，将不同的设计实践和相关思想系统的基本信条融合在一起[29]。生态化的网络学习环境设计就是为了提供这样一个框架，力求将有助于网络学习生态构建的相关理论与设计实践融合在一起，从这个意义上讲是符合贯一设计原则的。
设计方法层面，GordMcCalla[30]从AIED(ArtificialIntelligenceinEducation)的角度提出了e-Learning系统设计的生态化方法——基于目标的学习者信息获取与利用。相比语义，他更加关注语用，他提出的“生态化”主要是针对三个重要方面：(1)关于内容的信息的逐步累积；(2)关注终端应用(end-use)(真实用户如何使用内容的信息)；(3)基于目标的应用(信息只在最终的应用情境中被解释)。随着时间的持续，系统累积越来越多的信息，基于目标的决策机制类似生态系统中的“自然选择”，决定什么信息是有用的，什么信息是无用的。对于end-use数据信息的获取，与传统的标准化对象范式不同，生态化的方法提供了一种更为自然的获取方式，元数据就是学习模型，而不是来自标准本体的术语，学习者与学习对象交互的过程中，元数据会自动添加，这样就能够获取end-use数据，而无需人为添加初始的元数据。元数据并未被赋予初始意义，而是在特定目的或特定学习者的情境中被动态解释的，在不同的情境中可以代表不同的意义。生态化方法关注学习者参与技术支持的真实的学习活动来达到他们的目标，对目标的清晰表示有助于精确计算与目标相关的数据，从而使得基于特定目标的数据挖掘和聚类机制成为可能。这种生态化方法以学习者和他们的目标为中心，关注终端应用信息(end-use)，关注情境(Context)，是逐渐进化和适应的系统。学习者数量越多，这种方法会越有效果。
五、总结
生态学体现的是一种包容的、整体的、跨学科的视角，与传统的网络学习环境相比，生态化的网络学习环境不再仅仅关注预设，更为关注生成；不是关注作为个体的个体发展，而是关注共同体中的个体发展；学习者不仅仅是从环境中汲取，而是与学习环境进行良好的互动；环境的设计不是追逐新技术，而是要合理选择与运用技术。生态化网络学习环境不仅仅体现在技术上的支持，教学层面生态化的教与学更为重要，社会动力层面学习共同体的创设也是不容忽视的。
