個(gè)性化網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

摘 要：本文以個(gè)性化學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，探索出能夠適應(yīng)學(xué)習(xí)者個(gè)性化學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的基本模塊及其功能，并通過(guò)綜合運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)以及人工智能技術(shù)來(lái)完善系統(tǒng)的功能。該系統(tǒng)將網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的特點(diǎn)與學(xué)習(xí)者的認(rèn)知水平、認(rèn)知風(fēng)格和興趣愛(ài)好等個(gè)性化因素緊密結(jié)合起來(lái)，為學(xué)習(xí)者營(yíng)造一個(gè)個(gè)性化的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境。

關(guān)鍵詞：個(gè)性化學(xué)習(xí)；網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；研究

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391.6

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，傳統(tǒng)的以教為中心的教學(xué)設(shè)計(jì)紛紛轉(zhuǎn)向以學(xué)為中心的教學(xué)設(shè)計(jì)，智能教學(xué)系統(tǒng)研究的重點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)向適應(yīng)性學(xué)習(xí)支持，重視認(rèn)知科學(xué)的研究成果，研究方向主要集中于非良構(gòu)領(lǐng)域的ITS、教學(xué)代理、教學(xué)游戲、元認(rèn)知技能支持和自然語(yǔ)言對(duì)話(huà)等。VCPrologTutor、SCoT-DC、SlideTutor、AHP-Tutor等都是這一時(shí)期較為典型的智能教學(xué)系統(tǒng)。目前的系統(tǒng)已經(jīng)對(duì)自適應(yīng)方面等某些方面進(jìn)行了具體的探索，但并沒(méi)有體現(xiàn)較完善的個(gè)性化系統(tǒng)的整體功能。

1 個(gè)性化學(xué)習(xí)特征

個(gè)性化學(xué)習(xí)是當(dāng)代教育領(lǐng)域積極倡導(dǎo)的學(xué)習(xí)理念和模式，它強(qiáng)調(diào)以學(xué)習(xí)者為主體，針對(duì)學(xué)習(xí)者個(gè)性特點(diǎn)、知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和能力、學(xué)習(xí)需求、偏好以及具體學(xué)習(xí)情境而采用恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)進(jìn)度，促使學(xué)習(xí)者的能力與個(gè)性在學(xué)習(xí)活動(dòng)過(guò)程中得到充分、自由、和諧的發(fā)展。

1.1 從學(xué)習(xí)者角度分析，個(gè)性化學(xué)習(xí)特征包括

（1）學(xué)習(xí)者已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)

認(rèn)知結(jié)構(gòu)是指學(xué)習(xí)者已經(jīng)具備的知識(shí)及其組織結(jié)構(gòu)，即學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)學(xué)科內(nèi)容及結(jié)構(gòu)的整體把握與掌握程度。

（2）學(xué)習(xí)者的認(rèn)知風(fēng)格

學(xué)習(xí)風(fēng)格是學(xué)習(xí)者持續(xù)一貫的帶有個(gè)性特征的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)傾向。在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)中一方面注重對(duì)基于網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)時(shí)間的長(zhǎng)短、學(xué)習(xí)內(nèi)容的選擇、學(xué)習(xí)活動(dòng)的參與及其他一些重要參數(shù)的分析；另一方面就是為滿(mǎn)足不同學(xué)習(xí)風(fēng)格的學(xué)習(xí)者的自主學(xué)習(xí)提供相應(yīng)的幫助。

（3）學(xué)習(xí)者的元認(rèn)知水平

元認(rèn)知是指學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)自己的認(rèn)知活動(dòng)進(jìn)行積極地計(jì)劃、監(jiān)控與調(diào)節(jié)的技能。目前存在的問(wèn)題是大多數(shù)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)思維仍處于傳統(tǒng)教學(xué)中的被動(dòng)地位。因此，只有不斷提高元認(rèn)知水平，使學(xué)習(xí)者能夠在學(xué)習(xí)過(guò)程中積極有效地應(yīng)用學(xué)習(xí)策略幫助知識(shí)的理解和掌握，才能真正的提高學(xué)習(xí)效率。

（4）學(xué)習(xí)者的興趣愛(ài)好

興趣愛(ài)好在一定程度上決定了學(xué)習(xí)者的選擇方向，并為系統(tǒng)提供適合學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)材料以及搭配的協(xié)作學(xué)習(xí)伙伴提供了指導(dǎo)。

綜上，學(xué)習(xí)者的個(gè)性化特征是網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)研究的重點(diǎn)內(nèi)容，他們將直接影響學(xué)習(xí)者在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下學(xué)習(xí)的效果。

1.2 從教學(xué)的角度分析，個(gè)性化學(xué)習(xí)特征包括

（1）學(xué)習(xí)內(nèi)容個(gè)性化

學(xué)習(xí)內(nèi)容的個(gè)性化可以表現(xiàn)為三個(gè)層面：課程、章節(jié)與知識(shí)點(diǎn)。學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自己的需要選擇學(xué)習(xí)的課程，在實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)的前提下不必要學(xué)習(xí)所有的章節(jié)，而且在掌握了一定的知識(shí)的條件下可以跳過(guò)某些知識(shí)點(diǎn)，直接選擇最重要的部分。同時(shí)注重知識(shí)的全面與難度的漸進(jìn)性，能夠關(guān)注不同階段的學(xué)習(xí)者。

（2）知識(shí)呈現(xiàn)形式的個(gè)性化

知識(shí)呈現(xiàn)的個(gè)性化可以表現(xiàn)為兩方面：①媒體形式：文本、圖片、音頻、視頻和動(dòng)畫(huà)；②學(xué)習(xí)內(nèi)容的編列方式：線(xiàn)形或非線(xiàn)形，直線(xiàn)型、樹(shù)型或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。知識(shí)的呈現(xiàn)方式則要緊密結(jié)合教學(xué)目標(biāo)以及教學(xué)內(nèi)容，既要滿(mǎn)足教學(xué)性又要不失趣味性。

（3）教學(xué)方法的個(gè)性化

針對(duì)不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容采用合適的盡可能多的教學(xué)方法。例如采用講授法、演示法、實(shí)驗(yàn)法、練習(xí)法以及虛擬實(shí)驗(yàn)法等多種教學(xué)方法。

（4）學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的個(gè)性化

評(píng)價(jià)是實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)個(gè)性化的關(guān)鍵，尤其要重視運(yùn)用過(guò)程性評(píng)價(jià)。系統(tǒng)將通過(guò)設(shè)計(jì)多種評(píng)價(jià)方式如練習(xí)與測(cè)試、協(xié)作交流或讓學(xué)習(xí)者在多媒體交互的情境中被觀察與評(píng)價(jià)，讓學(xué)習(xí)者通過(guò)不同渠道，從多角度、多方面了解自己，從而調(diào)整自己的學(xué)習(xí)，達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

2 個(gè)性化網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及運(yùn)行機(jī)制

基于上述個(gè)性化學(xué)習(xí)理論及其特征，本文構(gòu)建了支持個(gè)性化網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)模型，體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。該系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制是：學(xué)習(xí)者首先通過(guò)注冊(cè)服務(wù)提交個(gè)人信息，并可以使用系統(tǒng)提供的個(gè)性特征評(píng)測(cè)工具測(cè)試學(xué)習(xí)風(fēng)格類(lèi)型，這些靜態(tài)信息存入學(xué)習(xí)者模型中的靜態(tài)信息庫(kù)中。當(dāng)學(xué)習(xí)者登錄學(xué)習(xí)時(shí)，選擇不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容及學(xué)習(xí)工具時(shí)，反饋機(jī)制會(huì)一方面給與直接反饋，使學(xué)習(xí)者獲得需要的信息，另一方面對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)得整個(gè)過(guò)程進(jìn)行跟蹤、記錄，把材料送到分析機(jī)，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)得出有用的信息，再刷新學(xué)習(xí)者動(dòng)態(tài)信息庫(kù)。

3 個(gè)性化網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)主要功能模塊設(shè)計(jì)

3.1 界面呈現(xiàn)及情感交互

（1）界面是人機(jī)交互的窗口，首先要特別注重版面樣式的設(shè)計(jì)與色彩的搭配，一方面起到吸引學(xué)生注意，引起學(xué)習(xí)興趣的作用，另一方面為學(xué)生瀏覽并選擇要學(xué)習(xí)的內(nèi)容提供方便。其次，由于非線(xiàn)性結(jié)構(gòu)的知識(shí)呈現(xiàn)方式有利于個(gè)性化的學(xué)習(xí)，這就要求導(dǎo)航要清晰明確，避免迷航現(xiàn)象發(fā)生。

（2）對(duì)于初次登錄系統(tǒng)的學(xué)習(xí)者要進(jìn)行注冊(cè)以及學(xué)習(xí)風(fēng)格的測(cè)量，從而得到學(xué)習(xí)者的一些靜態(tài)信息如：個(gè)人基本信息、教育背景、個(gè)性與偏好、學(xué)習(xí)目的等，并將其存儲(chǔ)到學(xué)習(xí)者靜態(tài)信息庫(kù)中。

（3）運(yùn)用智能代理系統(tǒng)，增加系統(tǒng)與學(xué)習(xí)者的情感交互，近年來(lái)，智能系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是關(guān)注學(xué)習(xí)者“情感狀態(tài)”的研究。該過(guò)程將涉及到情感識(shí)別技術(shù)，如面部表情識(shí)別，語(yǔ)音情感識(shí)別、姿態(tài)情感識(shí)別和生理指標(biāo)情感識(shí)別。

3.2 學(xué)習(xí)者模塊

學(xué)習(xí)者模塊記錄了學(xué)習(xí)者的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的信息，表征學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)相關(guān)的智力與非智力因素的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，主要包含個(gè)性化學(xué)習(xí)特征如：學(xué)習(xí)風(fēng)格、認(rèn)知水平及興趣愛(ài)好等。另外也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中的各種交互功能及時(shí)的獲取學(xué)習(xí)者的動(dòng)態(tài)信息，再?gòu)膶?duì)這些動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的分析中得到對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)狀態(tài)及學(xué)習(xí)內(nèi)容的準(zhǔn)確推理與判斷，進(jìn)而做出教學(xué)決策并評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果。

3.3 反饋機(jī)制模塊

（1）隱性反饋機(jī)制

該機(jī)制是學(xué)習(xí)者數(shù)據(jù)庫(kù)的信息主要來(lái)源之一，動(dòng)態(tài)的跟蹤記錄學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過(guò)程，了解學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)掌握情況以及學(xué)習(xí)狀態(tài)。例如：記錄下學(xué)習(xí)者的閱讀時(shí)間，在該頁(yè)面上滾動(dòng)鼠標(biāo)的情況，存儲(chǔ)學(xué)習(xí)者曾經(jīng)打印或保存的記錄，記載學(xué)習(xí)者聊天記錄中出現(xiàn)的關(guān)鍵詞等，然后將數(shù)據(jù)送到分析機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，最后得到有用的信息并將其存儲(chǔ)到學(xué)習(xí)者動(dòng)態(tài)信息庫(kù)中。

（2）顯性反饋機(jī)制

該機(jī)制是指學(xué)習(xí)者通過(guò)各種交互工具直接獲得的反饋信息。一方面基于程序及教學(xué)設(shè)計(jì)的合理性，使學(xué)習(xí)者能夠從反饋中獲得啟發(fā)、得到幫助或鼓勵(lì)。另一方面需要學(xué)生支持服務(wù)的完善，當(dāng)學(xué)習(xí)者積極參與到討論、答疑與交流的活動(dòng)中來(lái)就要使其獲得及時(shí)的解答與反饋。

3.4 知識(shí)模塊

該模塊應(yīng)完成三方面任務(wù)：一是什么樣的信息應(yīng)該以何種形式呈現(xiàn)；二是使這些信息適應(yīng)不同類(lèi)型的學(xué)習(xí)者；三是通過(guò)學(xué)習(xí)者對(duì)信息內(nèi)容的選擇形成個(gè)人學(xué)習(xí)路徑。針對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)類(lèi)型，通過(guò)教學(xué)策略庫(kù)獲取相關(guān)的學(xué)習(xí)策略，結(jié)合具體學(xué)習(xí)內(nèi)容為學(xué)習(xí)者建立個(gè)性化的學(xué)習(xí)路徑。

3.5 基于記憶的推薦機(jī)制

該模塊可以作為反饋機(jī)制的補(bǔ)充，以所有用戶(hù)和數(shù)據(jù)作為推薦基礎(chǔ)。向?qū)W習(xí)者推薦的內(nèi)容主要包括兩個(gè)方面：一是以往記錄中相似用戶(hù)所使用的內(nèi)容。從學(xué)習(xí)者給予肯定評(píng)價(jià)的學(xué)習(xí)活動(dòng)中識(shí)別出最受歡迎的學(xué)習(xí)路徑，將其推薦給學(xué)習(xí)者，可以使學(xué)習(xí)者從成功人士的經(jīng)歷中獲益；二是該用戶(hù)曾經(jīng)選擇的內(nèi)容。設(shè)想如果一個(gè)用戶(hù)喜歡某一特定的主題，那么他會(huì)喜歡相關(guān)主題的其他內(nèi)容，因此向該用戶(hù)推薦該主題的相關(guān)的新的內(nèi)容。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜強(qiáng)，趙蔚，王朋嬌.基于GALSRM模型的自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)研究[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)距離教育，2013（01）.

[2]姜強(qiáng)，趙蔚.面向“服務(wù)”視角下的自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國(guó)電化教育，2011（02）.

[3]陳仕品，張劍平.智能教學(xué)系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)[J].電化教育研究，2007（10）.

[4]吳彥文，吳鄭紅.基于學(xué)習(xí)者個(gè)性模型的智能答疑平臺(tái)的設(shè)計(jì)[J].電化教育研究育，2008（06）.

作者簡(jiǎn)介：姜爽（1981.06-），男，遼寧臺(tái)安人，碩士，研究方向：計(jì)算機(jī)技術(shù)。

作者單位：大連廣播電視大學(xué)，遼寧大連 116021；遼寧師范大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院，遼寧大連 116081

課題項(xiàng)目：本文系2013年度遼寧省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃立項(xiàng)課題“移動(dòng)學(xué)習(xí)在高校教育中的應(yīng)用研究”（項(xiàng)目編號(hào)：JG13DA014）的研究階段性成果。