Youubi:泛在学习的开放软件
原文作者：Bruno de Sousa Monteiroa, Alex Sandro Gomesb
, Francisco Milton Mendes Neto 单位：巴西联邦大学(UFPE)
摘要：移动和个性化服务的普及促进了基于泛在计算原则的学习策略的采用。但是，由于它是一个新领域，因此缺乏基于参考体系结构和开源软件的泛在学习环境。在此背景下，本文旨在介绍Youubi;一个u-learning环境，作为面向组件的参考体系结构开发，应用于正式和非正式的学习环境。为了验证，本科学生和老师在他们的智能手机上使用和安装了Youubi。本研究采用的方法包括设计过程和定量定性分析技术，目的是识别泛在学习的情景，实现学生和教师对游戏和动机方面的印象以及对学习的贡献。
关键词：泛在学习；交互设计；游戏化；
一、研究相关观点
认识到环境、日常生活和个人兴趣的重要性。保罗·弗莱雷(Paulo Freire)说:“与之相反，知识需要主体在世界面前展现出一种奇特的存在感。需要他们在现实中转变行动。
认识到有关人员的社会关系和相互作用的重要性。Youubi不仅仅是学习者与系统的互动，因为学习社区的形成也属于u-learning的范畴，因为它促进了社会网络的形成，促进了社会互动(Wenger, 1988)。
承认移动设备和服务的普及，以及不同平台之间的一体化。根据各机构的估计和报告，有可能观察到信息通信技术，特别是移动技术的普及。例如，根据《2013年全球报告》，国际电信联盟(ITU)，全球有68亿部手机，而目前全球人口为71亿。同样根据国际电联的数据，在2013年，大约有27亿人在使用互联网，相当于全球39%的普及率，而在欧洲这一比例是75%。特别是在互联网接入移动宽带方面，据估计全球有超过20亿用户。
促进以上下文化的方式编写和共享内容。在Chu, Hwang, Tsai(2010)的实验中;Hwang和et al.(2011)，研究人员已经提出由学习者自己在一个敏感的语境下构建思维地图，帮助他们解释、组织和分享他们的知识和发现，不仅影响动机，而且提高学生的学习成果。实验结果表明，在定量分析中，实验组在定性分析的基础上，得分高于对照组，教师和学生都表现出积极参与的态度。
认识到玩耍作为一种激励学习者学习过程的方法的重要性。社交软件(社交网络、聊天、微博)、地理定位和游戏被学生广泛使用，然而教育机构很少对它们进行探索。而Youubi的不同之处在于，它将这种环境中现有的基本需求整合在一个单一的平台上，目标是学习者的学习，这也帮助教师掌握了这种环境。
提供新的学习方法和模式，而不妨碍将正式学习与非正式学习分开。就像陈，修，等等(2010):“技术就是这样用来支持学习的方法应该与日常生活相结合，就像学习在日常生活中发生的一样:持续地”。
为新的u-learning计划提供参考架构。Youubi项目的开发也遵循一个基于组件的体系结构，它允许在不损害体系结构其他组件的情况下对每个组件进行改进或替换。
二、u-learning环境的基本特征及标准
从系统分析来看，支持泛在学习的信息系统应该具有以下特征(Ogata和Yano, 2004):
- 持久性:个人创建和收集的信息不应该丢失，除非他们被故意排除在外。此外，对学习过程有用的交互和其他数据应该被持续记录。
- 可访问性:个人可以从任何地方访问他们的信息。
- 即时性:无论身处何地，个人都可以要求并立即获取信息。
- 交互性:个人可以通过同步或异步通信机制与同伴进行交互。
- 定位活动:学习情境可以融入所有参与者的日常生活。
Martin等人(2011a,b)还定义了一套在学习环境开发中必须遵守的标准，因此在设计基础架构时必须提供:
- 隐私:在上下文敏感的应用程序中，隐私问题被放大了，因为用户可以访问大量的数据，这些数据涉及到与内容和对等点的交互，以及个人的完整信息(包括他们的位置数据)。
- 同步:同步操作(在执行之前必须等待响应)不适用于上下文敏感的应用程序，当有新的上下文数据可用时，需要异步通知这些应用程序。
- API可用性:API(应用程序编程接口)的可用性允许其他子系统使用服务，这些子系统使用不同的技术开发，从而降低了项目复杂性和客户端应用程序的处理开销。
- 自由软件:当软件带有开源许可证时，意味着更多的人可以使用它，这有助于项目的开发和推广。
- 重用和可扩展性:可扩展性与添加新功能的能力有关，而reusabildade指的是在其他系统中再次使用功能的能力。在软件组件中提供这些属性允许增量的演进并减少开发工作。
- 获取上下文:描述上下文的数据集合可以是直接的，当它使用内部源(如位置提供程序)，或者外部源(如天气服务器)。
- 由真实世界的传感器进行的容差不确定性测量可能存在一定程度的不确定性和不完备性。因此，建议使用多个传感器源来最小化这种不确定性。
- 实体表示:为了允许系统以系统的方式收集和处理所有组件的数据，实体和上下文的表示需要明确定义。
- 可伸缩性:此属性指的是逐渐增加系统容量的能力，以便将其性能保持在用户可接受的水平。
- 通信:支持个人之间的同步和异步通信。
- 教学内容:除了支持学习者自己创建的内容外，环境还必须提供与这些个体的学习目标相关的内容。
最后，Fischer(2001)补充说，无处不在的系统所面临的挑战不仅仅是在任何时间和地点提供信息，因为它们还旨在在正确的时间和正确的方式提供正确的信息。考虑到这些方面，环境意识(这种系统必须能够承受)扮演了关键角色。
- 研究方法
（一）日记记录法
采用该技术的目的:在实验组中，允许参与者在与u-learning环境的交互过程中报告泛在学习的情况;对于实验组和对照组，允许参与者记录他们的学习策略和实践，以表达他们的参与水平。
在这三周内，在对照组和实验组中，参与者都被要求报告他们的学习经历。为了方便这些记录，研究人员可以提供记事本，这些记事本必须在期末收集。
（二）情景叙事访谈
采用该技术的目的是:收集实验组学生的推荐信，定性地分析这些个体的参与情况;与教授一起收集推荐信，定性地分析第一阶段设计的u-learning环境的满意度和接受度;识别学习者和教师在u-learning环境中使用的策略。
三周后，研究者必须对实验组的学生进行情景叙述式访谈。此外，研究人员还必须与合作教师进行访谈，以收集有关使用u-learning环境的专业人员的满意度和接受度的证据。
（三）参与问卷调查
采用这种方法的目的是通过问卷调查来评估学习者的参与度。3周后，研究人员必须对参与第二步的所有学生进行问卷调查，以收集能够表达参与程度的数据对这些学生的评价。收集后，通过对比对照组和实验组的数据进行分析。
四、实验对照组报告
以下是未与优比u-learning环境互动的对照组学生的报告。这些报告表达了他们对日常学术生活的需求、渴望和期望。这些报告是从审计业务问卷和日记记录技术中收集的。
（一）关于学生在学习中更多采用的活动和策略的报告:
“指导与测试相关的研究和活动。”
“有些学生互相帮助，但要取得好成绩，兴趣是因人而异的。”
“学习小组仍然是一个非常有效的实践。”
“我课后学习，学习课堂上呈现的内容。”
“有时候我会和其他学生分享我对某一学科的理解，或者在他们无法正确理解的时候，我试图解决他们的疑问。”
“大量阅读、讨论和工作实践是必不可少的。”
“一般来说，研究是在一天的三个小时内完成的，每隔25分钟休息一次。”
“我和我的大学同事们关系很好。只要有可能，我们就在小组里学习，因为解决可能的疑问是好的。我通常不会问老师问题，除非我没有同事可以帮忙。
“我和同事关系很好，虽然我并不总是一起参加所有的学科，但他们对我的学习很重要。”我在学习小组里和他们一起解决问题，我试着在活动中帮助他们。
“当所有或大部分成员都不感兴趣时，这是糟糕的团队合作;但当团队陷入困境时，在团队中工作是件好事。”
“让我在实践课上学习更有动力的是老师提出问题来提高我的成绩。”
“小组学习与知识分享在问题解决中的实践”
“我喜欢解练习题来找出我做得不好的地方。“
学生意识到需要改变的态度:
“一般来说，我通常在临近考试日期的时候学习。”
“我经常计划学习更多，但我永远无法完成。”“我花在学习上的时间并不总是有限的够了，我相信原因是缺乏学习时间的组织。
“我通常只在老师定期提出活动计划时学习一门课程，否则我只在临近考试日期时学习。”
（二）渴望将大学所学的知识付诸实践，例如，学生不知道如何将这些知识联系起来并应用到日常生活中:
“课程应与学生的日常生活和作为专业人士的可能表现完全协调”
“老师传授给我们的知识和我们自己的意志所获得的知识，将有助于我们今后的专业活动，以及在日常问题中的实际应用。”
“课程很无聊，因为没有实践的理论:如果我不知道在哪里应用，学习什么有什么好处?”一些老师没有提到申请的地点，这当然是一个负面的观点。
“我通常不会把日常生活中学习的科目联系起来，大多数老师也不会在课堂上谈论它。”
“我认为老师引入新内容来展示他们的有用性是非常重要的。他们总是会回答那个古老的问题“我为什么要研究这个?”
（三）认识到教师态度和承诺的重要性:
“老师促进愉快的活动，激发学生更多的研究和学习。”
“在这门课上老师帮助建立了课堂知识与日常生活实践的直接关系。”
“我喜欢使用每周练习来完成下一周的方法。这就使得事情不断被研究，从而产生了课题研究。
（四）学生对老师和班级的期望:
“动态类的实现”
“评估课程内容的几种方法”
“课堂上学生互动解决活动。”
（五）学生对教师培训的批评态度:
“老师用黑板抄内容。”
老师把大部分的课都用来做运动。很好，但是很累。
“我没有动力去上课hellip;hellip;”理论，理论和理论总是一样的
“老师们参加的大多数活动都不好玩。”
一些老师没有师生关系。这种缺乏互动是消极的。
“课程没有激励作用。当我在家学习时，我学到了更多。
“对学生来说，学习不同的方法很重要，因为黑板上只有内容。”
“学生的自主性很小。学生几乎必须按照老师说的去做。
（六）学生面临的困难:
“我住在邻镇，所以我每天早上5点起床，7点到大学。”
“最近由于社交网络和聊天，我无法努力学习。我承认我很上瘾，最糟糕的是我意识到两者都在伤害我。
“我不能问老师我所有的疑问。我怕他，认为我不感兴趣，甚至低智商。
五、实验组报告
下面是一些与Youubi互动的参与者报告中发现的主要问题，换句话说，就是指实验组的学生。这些报告是从审计业务问卷、日记笔记和访谈技巧中收集的。
- 日记和访谈中记录的自发报告显示，参与者创造和回答挑战的可能性被认为是Youubi最令人印象深刻和满意的功能:
“真的，挑战是最令人兴奋的。”
“新闻提醒和挑战通知很好。”
“我参加了一些挑战，我看到了像超级用户这样的分数和奖牌，很酷。”
“挑战是最常用的功能，我认为这是最好的学习策略。”
“当其他学生和我们竞争的时候，挑战真的很酷，也很互动。我们互相挑战看谁会赢得更多的挑战。
“我使用了更多的应用程序来应对挑战，例如，今天早上我回答了一些问题。”
“APP最重要的功能是挑战、帖子、聊天、地点/地图”。
- 参与者还展示了挑战对他们学习的影响。他们强调，这些挑战激励着人们进行研究，以便正确回答以下问题:
“我从回答的挑战中学到了很多东西”
“面对挑战，我认为有一个很好的针对研究的提案。“挑战是很好的学习策略，但我不是。我很有竞争力，我回答说不管谁打我，我都知道我的表现。
“在app那部分的挑战中，我们变得更有动力在互联网上搜索东西，我们已经研究过了，这是一种学习的方式，对吧?”
“我喜欢这样的选择:能够提出挑战，并与朋友们分享联系，这让学习变得更容易。”
“这次比赛将鼓励学生对许多内容进行研究。”
“挑战会对你产生积极的影响，因为你想要打击，你想要学习这个科目。”
“人们发出挑战，所以我看到了，我试着回答，并在互联网上搜索，以便能够回答
“在APP教授发布的一些挑战，我回答错了，所以我去寻找正确的答案，然后点击”。
“我认为这些挑战是一个很好的教训。这是用户创造出来的东西，可以激励其他人学习更多，预测什么会让你的分数增加。它非常好。”
- 在参与者的报告中，我们注意到与有趣且具有挑战性的学习资源互动的重要性:
“我把这款应用看作是一种休闲方式，就像我应对挑战时一样。”这是愉快的学习，因为挑战还在于提供学习，即使它不
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