基于泛在學(xué)習(xí)的適應(yīng)性導(dǎo)航設(shè)計(jì)研究

金慕鑫　李志平

摘 要：泛在學(xué)習(xí)是在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、以任何終端設(shè)備根據(jù)自己的需要進(jìn)行的學(xué)習(xí)。在大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)環(huán)境下泛在學(xué)習(xí)中學(xué)習(xí)者容易產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)迷航，認(rèn)知超載，這就需要適應(yīng)性的學(xué)習(xí)系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)支持服務(wù)，而適應(yīng)性導(dǎo)航是適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)中的核心組成部分，本文在闡述了泛在學(xué)習(xí)的涵義與特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，從適應(yīng)性導(dǎo)航的研究入手，設(shè)計(jì)了基于泛在學(xué)習(xí)的適應(yīng)性導(dǎo)航。

關(guān)鍵詞：泛在學(xué)習(xí)；適應(yīng)性；學(xué)習(xí)者模型；適應(yīng)性導(dǎo)航

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1673-8454（2016）23-0033-03

隨著普適計(jì)算和無線通信技術(shù)在人們?nèi)粘Ｉ钪械臐B透，泛在學(xué)習(xí)越來越受到關(guān)注。泛在學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)可以借助任何設(shè)備獲取任何所需的學(xué)習(xí)資源 ，享受到在大數(shù)據(jù)時(shí)代下的無所不在的終身的學(xué)習(xí)服務(wù)。在這種背景下個(gè)性化的學(xué)習(xí)服務(wù)就是泛在學(xué)習(xí)中的重要的研究課題，而適應(yīng)性導(dǎo)航能夠提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持服務(wù)。

一、泛在學(xué)習(xí)的涵義

國內(nèi)外學(xué)者對(duì)泛在學(xué)習(xí)有許多的定義。2001年“NewResearch Challenges for Technology Supported Learning”的會(huì)議中提到，泛在學(xué)習(xí)不是一個(gè)統(tǒng)一的概念，涉及許多問題認(rèn)為“學(xué)習(xí)作為一種生存的方式”。2005年Timothy K.Shih指出泛在學(xué)習(xí)是一種學(xué)習(xí)者將主要精力放在學(xué)習(xí)過程中不用思考學(xué)習(xí)時(shí)間、學(xué)習(xí)場所與學(xué)習(xí)條件等因素的學(xué)習(xí)方式。[1]同年王瓊闡述泛在學(xué)習(xí)是在泛在技術(shù)支持下通過自主學(xué)習(xí)或與他人合作解決生活、學(xué)習(xí)中的問題，從而完成學(xué)習(xí)目標(biāo)的一種新的學(xué)習(xí)模式。[2]2007年趙海蘭指出泛在學(xué)習(xí)要通過信息通訊技術(shù)改變數(shù)字學(xué)習(xí)的局限性，創(chuàng)造出不受時(shí)空限制、創(chuàng)意性的、高度自主的、以學(xué)習(xí)者為中心的嶄新的教育環(huán)境?！吨袊娀逃冯s志提到泛在學(xué)習(xí)時(shí)一種任何人（anyone）可以在任何地方（anywhere）、任何時(shí)刻（anytime）獲取所需的任何信息（anything）的學(xué)習(xí)方式。）[3] 但關(guān)于泛在學(xué)習(xí)概念的起源大多數(shù)學(xué)者已達(dá)成了共識(shí)：泛在學(xué)習(xí)是美國馬克·威士（Mark·Weiser）重新審視了計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用后提出的概念，是由“泛在計(jì)算”衍生而來。正如他在《The Computer for the 21st Century》一文中所說的：“最深刻的技術(shù)是看似消失的，它們?nèi)谌肓嗣刻斓纳町?dāng)中以至于不可分辨了”。[2]

綜上所述泛在學(xué)習(xí)（U-learning）是相對(duì)于數(shù)字化學(xué)習(xí)（E-learning）而言，是普適計(jì)算環(huán)境下的未來學(xué)習(xí)方式，是數(shù)字化學(xué)習(xí)的延伸與拓展，學(xué)習(xí)者可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行個(gè)性化的隨時(shí)隨地的4A學(xué)習(xí)（Anyone，Anywhere，Anytime，Anydevice）。[1]泛在學(xué)習(xí)的目標(biāo)是創(chuàng)造讓學(xué)生隨時(shí)隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)有效的以學(xué)習(xí)者為中心的教育。移動(dòng)學(xué)習(xí)、數(shù)字化學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)是實(shí)現(xiàn)泛在學(xué)習(xí)的重要手段和具體表現(xiàn)形式。

二、泛在學(xué)習(xí)的特點(diǎn)

根據(jù)學(xué)者的研究總結(jié)泛在學(xué)習(xí)主要特點(diǎn)：情境性、交互性、適應(yīng)性、個(gè)性化、創(chuàng)造性、即時(shí)性、共享性，具體如表1所示。

三、基于泛在學(xué)習(xí)環(huán)境的適應(yīng)性導(dǎo)航的設(shè)計(jì)

適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)是根據(jù)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)風(fēng)格、認(rèn)知水平等因素為學(xué)習(xí)者創(chuàng)造個(gè)性化的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)習(xí)者能夠在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)根據(jù)自己的需要進(jìn)行學(xué)習(xí)。[4]適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)的核心部件為適應(yīng)性導(dǎo)航，適應(yīng)性導(dǎo)航的主要目的是通過改變鏈接的外觀支持用戶在泛在學(xué)習(xí)中辨別方向和航行，它能夠克服用戶迷航問題。適應(yīng)性導(dǎo)航利用自適應(yīng)規(guī)則解決鏈接的自適應(yīng)問題，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者鏈接到自己需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，相關(guān)技術(shù)包括直接導(dǎo)航、自適應(yīng)隱藏、排序、注解和地圖自適應(yīng)等。[5]

1.學(xué)習(xí)者模型設(shè)計(jì)

學(xué)習(xí)者模型是反映了學(xué)習(xí)者的知識(shí)基礎(chǔ)、認(rèn)知結(jié)構(gòu)、認(rèn)知特點(diǎn)等方面的個(gè)體特征而建立起來的數(shù)學(xué)模型[6]。學(xué)習(xí)者模型的構(gòu)造是動(dòng)態(tài)生成的，是適應(yīng)性導(dǎo)航的關(guān)鍵組成部分，當(dāng)學(xué)習(xí)者登錄系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)，記錄學(xué)習(xí)者的基本信息、學(xué)習(xí)風(fēng)格和認(rèn)知水平，系統(tǒng)通過分析學(xué)習(xí)者的信息選取適合學(xué)習(xí)者的知識(shí)。在基于泛在學(xué)習(xí)的適應(yīng)性導(dǎo)航的學(xué)習(xí)者的模型主要包括學(xué)習(xí)者基本信息、學(xué)習(xí)風(fēng)格、認(rèn)知水平和學(xué)習(xí)歷史四個(gè)方面的內(nèi)容，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

其中學(xué)習(xí)者信息主要為學(xué)習(xí)者的性別、年齡、民族、專業(yè)以及電子郵件等基本信息，學(xué)習(xí)風(fēng)格是指在學(xué)習(xí)者身上表現(xiàn)的帶有個(gè)性特征的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)傾向。[7]基于泛在學(xué)習(xí)的適應(yīng)性導(dǎo)航系統(tǒng)中的學(xué)習(xí)風(fēng)格選擇威特金的場依存型和場獨(dú)立型的認(rèn)知方式，這兩種類型的學(xué)習(xí)者選擇導(dǎo)航的主要差異在于依賴于學(xué)習(xí)者自己控制還是系統(tǒng)控制導(dǎo)航路徑。認(rèn)知水平是反映了學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)某個(gè)知識(shí)時(shí)對(duì)這個(gè)知識(shí)的掌握程度。學(xué)習(xí)歷史則記錄了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程包括訪問的知識(shí)單元、教學(xué)資源、學(xué)習(xí)的時(shí)間獲得幫助的次數(shù)等。

2.導(dǎo)航策略的設(shè)計(jì)

（1）最佳學(xué)習(xí)路徑

為學(xué)習(xí)者推薦一條最優(yōu)的學(xué)習(xí)路徑引導(dǎo)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)者可以在完成某個(gè)頁面后根據(jù)學(xué)習(xí)者的知識(shí)狀態(tài)推薦下一個(gè)適合閱讀的頁面。

（2）鏈接排序

根據(jù)學(xué)習(xí)者的知識(shí)水平以及要達(dá)到的目標(biāo)對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的信息點(diǎn)按照重要性進(jìn)行排序。

（3）分類導(dǎo)航

對(duì)頁面的信息鏈接進(jìn)行分類并進(jìn)行標(biāo)記，標(biāo)識(shí)出適合訪問的內(nèi)容不適合訪問的內(nèi)容以及已經(jīng)掌握的內(nèi)容等。

（4）直接導(dǎo)航

利用直接導(dǎo)航技術(shù)根據(jù)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知水平和學(xué)習(xí)風(fēng)格等特點(diǎn)直接給出導(dǎo)航鏈接，采用思維導(dǎo)圖的方式給出導(dǎo)航鏈接。

3.適應(yīng)性導(dǎo)航的設(shè)計(jì)

適應(yīng)性導(dǎo)航利用了超媒體適應(yīng)性技術(shù)，根據(jù)學(xué)習(xí)者模型的信息為學(xué)習(xí)者提供適合自己的知識(shí)狀態(tài)和需要的導(dǎo)航，即適應(yīng)性界面，主要目的是避免學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)的過程中迷失并減少認(rèn)知超載。[8]

（1）導(dǎo)航工作流程

適應(yīng)性導(dǎo)航的設(shè)計(jì)要以學(xué)習(xí)者為中心，體現(xiàn)學(xué)習(xí)者的個(gè)性化的學(xué)習(xí)需求。適應(yīng)性導(dǎo)航系統(tǒng)運(yùn)行的基本流程如圖2所示。

適應(yīng)性導(dǎo)航是依附與適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)中，首先學(xué)習(xí)者進(jìn)行登錄，選擇所要學(xué)習(xí)的主題內(nèi)容，然后通過測試了解學(xué)習(xí)者是否具備學(xué)習(xí)此內(nèi)容的條件，如果是則依據(jù)美國心理學(xué)家威特金等人設(shè)計(jì)的鑲嵌圖形測驗(yàn)（EFT）[6]對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)風(fēng)格進(jìn)行測試，如果為場獨(dú)立型的學(xué)生則提供的導(dǎo)航主要由學(xué)習(xí)者自己控制，如果為場依存型的學(xué)習(xí)者提供的導(dǎo)航鏈接主要由系統(tǒng)控制。

（2）導(dǎo)航規(guī)則

場獨(dú)立的學(xué)習(xí)者依賴自己內(nèi)部提示處理信息，把自己的結(jié)構(gòu)施加與情境之中，所以場獨(dú)立的學(xué)習(xí)者可以在非線性路徑中找出自己喜歡的學(xué)習(xí)路徑導(dǎo)航可以選擇主要學(xué)習(xí)者自己控制的導(dǎo)航；場依存的學(xué)習(xí)者依賴外部參照處理信息，他們喜歡線性表征的超媒體環(huán)境，遵循固定的學(xué)習(xí)路徑，場依存型學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)路徑導(dǎo)航選擇系統(tǒng)控制型。[8]具體設(shè)計(jì)的導(dǎo)航方式為如果是場獨(dú)立型的學(xué)習(xí)者，給出直接導(dǎo)航，并對(duì)信息鏈接進(jìn)行分類標(biāo)記，學(xué)習(xí)者可以自己控制學(xué)習(xí)的路徑。如果為場依存學(xué)習(xí)者，則為學(xué)習(xí)者推薦一條最優(yōu)的學(xué)習(xí)路徑并對(duì)學(xué)習(xí)的信息按照重要性進(jìn)行排序隱藏不必要的鏈接，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需要系統(tǒng)控制。

具體規(guī)則為：

if 學(xué)習(xí)風(fēng)格=場獨(dú)立型

then 導(dǎo)航方式=學(xué)習(xí)者控制；

if 學(xué)習(xí)風(fēng)格=場依存型

then導(dǎo)航方式=系統(tǒng)控制。

（3）導(dǎo)航模型結(jié)構(gòu)

適應(yīng)性導(dǎo)航的模型如圖3所示，主要包括適應(yīng)性規(guī)則以及采取的措施，并根據(jù)這些信息更新學(xué)生模型。適應(yīng)性導(dǎo)航首先根據(jù)學(xué)生模型中的學(xué)生信息和學(xué)習(xí)風(fēng)格等對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行分類，然后根據(jù)規(guī)則進(jìn)行匹配提供適應(yīng)性的導(dǎo)航支持服務(wù)。

泛在學(xué)習(xí)是一種新型的學(xué)習(xí)方式，內(nèi)容的個(gè)性化推薦對(duì)泛在學(xué)習(xí)的泛在性、個(gè)性化和內(nèi)容適應(yīng)性方面都有著重要的作用。在大數(shù)據(jù)時(shí)代下，泛在學(xué)習(xí)要掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)與學(xué)習(xí)需求以及學(xué)生的基礎(chǔ)等要為不同的學(xué)生創(chuàng)造個(gè)性化的學(xué)習(xí)環(huán)境，要根據(jù)學(xué)習(xí)者的特點(diǎn)安排個(gè)性化的學(xué)習(xí)軌跡，適應(yīng)性導(dǎo)航就有助于學(xué)生個(gè)性化的學(xué)習(xí)以至于不在信息中迷航，同時(shí)可以為后續(xù)的適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)的研究做一個(gè)鋪墊。本論文通過對(duì)泛在學(xué)習(xí)的基本概念闡述，結(jié)合學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)風(fēng)格設(shè)計(jì)了適應(yīng)性導(dǎo)航，讓學(xué)生在泛在學(xué)習(xí)中能夠游刃有余，學(xué)習(xí)思路清晰，有效地完成學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張世波.基于教育云資源的泛在學(xué)習(xí)研究[J].中國教育信息化，2014（19）：24-26.

[2]潘基鑫，雷要曾，程璐璐，石華.泛在學(xué)習(xí)理論研究綜述[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2010（2）：93-98.

[3]龐春紅，酈曉寧.泛在學(xué)習(xí)的多維透視[J]. 河北大學(xué)學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版），2010（5）：107-111.

[4]徐鵬，王以寧.國內(nèi)自適應(yīng)系統(tǒng)的現(xiàn)狀和反思[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)距離教育，20011（1）：25-27.

[5]曹雙雙，王移芝.泛在學(xué)習(xí)中自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)模型研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2012（7）：101-104.

[6]張劍平，陳仕品，張家華.網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)[M].北京：科學(xué)出版社，2010：116-183 .

[7]何克抗，李文光.教育技術(shù)學(xué)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2002：119-120.

[8]張來希.基于Web的學(xué)習(xí)導(dǎo)航系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].長沙：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院，2005：34-35.

（編輯：王曉明）