面向自適應(yīng)學(xué)習(xí)的高校數(shù)字資源制作框架研究

陳詩群，黃紅濤

(華中師范大學(xué) 信息化辦公室,湖北 武漢 430079)

1 高校數(shù)字資源建設(shè)存在的問題與研究現(xiàn)狀

高校數(shù)字資源建設(shè)是高校信息化建設(shè)工作的重點(diǎn)，我國大部分高校的數(shù)字資源建設(shè)仍存在較多問題。劉新陽[1]通過檢索相關(guān)文獻(xiàn)，總結(jié)出我國高校數(shù)字資源建設(shè)和應(yīng)用中存在的問題，其集中出現(xiàn)在資源數(shù)量與質(zhì)量、應(yīng)用時(shí)效性、資源管理和配置3個(gè)方面。徐明等[2]通過問卷等調(diào)查方法對蘇北12所本科高校的數(shù)字資源庫建設(shè)、應(yīng)用和滿意度等現(xiàn)狀做出調(diào)研，發(fā)現(xiàn)各本科高校數(shù)字資源建設(shè)存在數(shù)字資源庫建設(shè)品種少，內(nèi)容不顯豐富、數(shù)字資源庫共享范圍窄，學(xué)習(xí)個(gè)體獲取途徑單一、數(shù)字資源庫的應(yīng)用滿意度較低，資源滿足率亟待提升等問題。凌澤農(nóng)等[3]指出當(dāng)前我國高校數(shù)字資源建設(shè)中缺乏高質(zhì)量資源，資源庫設(shè)計(jì)缺乏教學(xué)設(shè)計(jì)思想，不符合學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)特征。

針對高校數(shù)字資源建設(shè)存在的問題，研究學(xué)者從多個(gè)角度給出解決策略。徐明等[2]從數(shù)字資源建設(shè)的區(qū)域共享和深層應(yīng)用角度提出應(yīng)對當(dāng)前我國高校數(shù)字資源存在的問題，各高校之間應(yīng)科學(xué)規(guī)劃，優(yōu)化配置，多技術(shù)平臺(tái)整合，建立特色門戶網(wǎng)站，以營銷應(yīng)用等方法推進(jìn)高校區(qū)域性數(shù)字資源共享和深層應(yīng)用。段建等[4]則立足于我國高校數(shù)字資源建設(shè)的發(fā)展進(jìn)程和各階段的發(fā)展任務(wù)和特點(diǎn)，提出現(xiàn)階段高校數(shù)字化教學(xué)資源建設(shè)方案：即建設(shè)優(yōu)質(zhì)數(shù)字化教學(xué)資源池、建立穩(wěn)定的資源分類和靈活的資源搜索服務(wù)、建立專屬的資源推送服務(wù)、基于移動(dòng)設(shè)備的學(xué)習(xí)應(yīng)用和資源開發(fā)。上述策略雖能保證當(dāng)前高校數(shù)字資源的有效管理和統(tǒng)一配置，實(shí)現(xiàn)深層次的應(yīng)用于共享，但仍未從根本上解決我國高校數(shù)字資源建設(shè)中存在的問題。

2 數(shù)字資源的一般制作模型及其局限性

學(xué)習(xí)資源是指可用與學(xué)習(xí)的一切資源，包括信息、人員、資料、設(shè)備和技術(shù)等。數(shù)字資源是指經(jīng)過數(shù)字化處理，可以在多媒體計(jì)算機(jī)上或網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中運(yùn)行的，可實(shí)現(xiàn)共享的多媒體材料[5]。數(shù)字資源的一般制作模型見圖1。

圖1 數(shù)字資源的一般制作模型

該模型以學(xué)習(xí)者特征分析和學(xué)習(xí)目標(biāo)分析為中心，將數(shù)字資源的制作分為需求分析、資源設(shè)計(jì)、腳本編寫、加工制作、測試與評價(jià)、出版發(fā)行6個(gè)流程。其中，需求分析即是在數(shù)字資源制作開始前對學(xué)習(xí)個(gè)體的學(xué)習(xí)特征、學(xué)習(xí)的期望和目標(biāo)、可用的資源等方面做出具體考慮；資源設(shè)計(jì)是指對數(shù)字資源的結(jié)構(gòu)、導(dǎo)航和界面進(jìn)行構(gòu)想和調(diào)整；編寫腳本環(huán)節(jié)主要是對資源的組織編排、動(dòng)畫視音頻的呈現(xiàn)內(nèi)容與形式等做出的詳細(xì)文字說明；加工制作環(huán)節(jié)主要包括準(zhǔn)備好相關(guān)素材，選擇合適的制作工具，按照事先編排的腳本整體制作；測試與評價(jià)環(huán)節(jié)主要是從角度對數(shù)字資源的有效性開展測試，并對其做出評價(jià)。經(jīng)過測試與評價(jià)，數(shù)字資源即可出版發(fā)行，供學(xué)習(xí)個(gè)體使用。

高校信息化建設(shè)中的數(shù)字資源建設(shè)主要包括素材資源建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)課堂建設(shè)。其中素材資源建設(shè)的內(nèi)容多來源于網(wǎng)絡(luò)、出版商和其它第三方資源平臺(tái)，這些素材內(nèi)容陳舊，質(zhì)量參差不齊，在因此很難對學(xué)習(xí)個(gè)體的學(xué)習(xí)過程產(chǎn)生較大幫助。數(shù)字資源的一般制作模型雖以學(xué)習(xí)者特征和學(xué)習(xí)目標(biāo)為中心，按照教學(xué)設(shè)計(jì)思想流程開發(fā)數(shù)字資源，但也很難避免素材資源庫中素材資源的質(zhì)量問題，產(chǎn)出的數(shù)字資源呈現(xiàn)形式及組織編排也缺少針對學(xué)習(xí)者的個(gè)性化服務(wù)。要實(shí)現(xiàn)“數(shù)字校園”向“智慧校園”的跨越，只有從數(shù)字資源制作本身出發(fā)，開發(fā)適用于高?！爸腔邸毙蛯W(xué)習(xí)門戶應(yīng)用的“智慧”型資源，才能解決高校數(shù)字資源建設(shè)的短板問題，實(shí)現(xiàn)數(shù)字資源對高校師生的個(gè)性化服務(wù)。

3 自適應(yīng)學(xué)習(xí)的發(fā)展現(xiàn)狀與優(yōu)化路徑

自適應(yīng)學(xué)習(xí)(Adaptive Learning)的提出源于20世紀(jì)80年代中科院心理研究所的認(rèn)知心理學(xué)家朱新明教授與認(rèn)知科學(xué)、人工智能創(chuàng)始人西蒙(Herbert A. Simon)的合作研究成果，開創(chuàng)了教育界素質(zhì)教育的先河，對認(rèn)知心理學(xué)和學(xué)習(xí)理論做出了重要貢獻(xiàn)。自其誕生之日起，心理學(xué)界、教育學(xué)界和人工智能界的研究者就以不同的研究視角不斷豐富自適應(yīng)學(xué)習(xí)的理論與實(shí)踐內(nèi)涵。

早期的自適應(yīng)學(xué)習(xí)的理論發(fā)展處在不斷的探索之中。李克東[5]認(rèn)為，自適應(yīng)學(xué)習(xí)亦可稱為適應(yīng)性學(xué)習(xí)，其本質(zhì)是一個(gè)個(gè)性化的學(xué)習(xí)方式。在學(xué)習(xí)過程中，可以根據(jù)學(xué)習(xí)個(gè)體的個(gè)性化特征為學(xué)習(xí)個(gè)體制定個(gè)性化的學(xué)習(xí)視圖，其中包括個(gè)性化的學(xué)習(xí)資源和個(gè)性化的學(xué)習(xí)過程及策略。通過對其進(jìn)一步解釋，認(rèn)為自適應(yīng)學(xué)習(xí)是一種因人而異的學(xué)習(xí)方式，其著重于個(gè)體的差異化，是讓學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)活動(dòng)來適應(yīng)每個(gè)學(xué)習(xí)個(gè)體不同特點(diǎn)的高度個(gè)性化的學(xué)習(xí)過程[6]。隨著研究者對自適應(yīng)學(xué)習(xí)概念的清晰化，總結(jié)多數(shù)學(xué)者普遍較為認(rèn)可的觀點(diǎn)，可以認(rèn)為學(xué)習(xí)本身是一個(gè)極為復(fù)雜的過程，在這個(gè)過程中，每個(gè)學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)風(fēng)格、認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)習(xí)慣等多方面存在差異性。自適應(yīng)學(xué)習(xí)中的“自適應(yīng)”即是指在學(xué)習(xí)中為學(xué)習(xí)者提供符合學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)風(fēng)格、認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)習(xí)慣的學(xué)習(xí)環(huán)境、實(shí)例或場域，使學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中通過自身的發(fā)現(xiàn)總結(jié)，構(gòu)建自己的理論體系并用以解決問題[7]。

在對自適應(yīng)學(xué)習(xí)分類的研究中，李亦菲[8]最先提出自適應(yīng)學(xué)習(xí)包括歸納學(xué)習(xí)、解釋學(xué)習(xí)、在例中學(xué)、在做中學(xué)等類型，并指出自適應(yīng)學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ)是條件建構(gòu)——優(yōu)化理論，揭示了人類自適應(yīng)學(xué)習(xí)的心理機(jī)制，豐富了自適應(yīng)學(xué)習(xí)理論的理論內(nèi)涵。在此之后的研究中，多數(shù)研究者開始以自適應(yīng)學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，或?qū)嵤┙虒W(xué)模式改革，或構(gòu)建新自主學(xué)習(xí)模型，或開展學(xué)習(xí)者學(xué)業(yè)診斷研究，自適應(yīng)學(xué)習(xí)理論逐漸應(yīng)用于到教學(xué)實(shí)踐中。

隨著網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育的發(fā)展，自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)(Adaptive Learning System)亦或稱為自適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺(tái)開始出現(xiàn)，拓展了自適應(yīng)學(xué)習(xí)的實(shí)踐應(yīng)用。在國內(nèi)，自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)被定義為針對個(gè)體學(xué)習(xí)過程中的差異而提供適合個(gè)體特征的學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)[9]。該定義強(qiáng)調(diào)了自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)通過對學(xué)習(xí)個(gè)體的學(xué)習(xí)風(fēng)格、認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)習(xí)慣等背景因素綜合分析，為學(xué)習(xí)個(gè)體提供個(gè)性化學(xué)習(xí)服務(wù)。在國外，自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)是“收集學(xué)生學(xué)習(xí)中與系統(tǒng)交互的數(shù)據(jù)，創(chuàng)建學(xué)習(xí)者模型，以克服先前教育中體現(xiàn)的‘無差異’問題”，這一定義主要強(qiáng)調(diào)自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的自適應(yīng)是基于系統(tǒng)數(shù)據(jù)的收集和分析為學(xué)習(xí)個(gè)體提供個(gè)性化服務(wù)的[10]。由此可知國內(nèi)外對自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的定義存在一定差異，但究其根本，二者均說明自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)需要通過一系列的學(xué)習(xí)分析技術(shù)，以此實(shí)現(xiàn)為學(xué)習(xí)個(gè)體提供個(gè)性化學(xué)習(xí)服務(wù)。

2008年在美國成立的Knewton是世界上第一個(gè)成功商業(yè)化的自適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺(tái)，隨后眾多自適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺(tái)如雨后春筍般涌現(xiàn)。如果說自適應(yīng)學(xué)習(xí)的理論發(fā)展得益于其認(rèn)知心理學(xué)的“出身”，那么自適應(yīng)學(xué)習(xí)的實(shí)踐探索則主要依靠其人工智能的“血統(tǒng)”。2013年受到澳大利亞國家生物醫(yī)學(xué)教育中推廣的Smart Sparrow開始將人工智能的技術(shù)應(yīng)用到自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)中，用以為學(xué)習(xí)者提供自適應(yīng)的學(xué)習(xí)資料。隨著人工智能技術(shù)的迭代發(fā)展，云計(jì)算、情感計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)分析等先后應(yīng)用在自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)中，為學(xué)習(xí)個(gè)體提供個(gè)性化學(xué)習(xí)服務(wù)。

縱然自適應(yīng)學(xué)習(xí)在基于認(rèn)知心理學(xué)的理論發(fā)展和基于人工智能的實(shí)踐探索方面有了長足發(fā)展，但是鮮有人將自適應(yīng)學(xué)習(xí)理論應(yīng)用于數(shù)字資源制作，更少有人關(guān)注自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)中數(shù)字資源的設(shè)計(jì)與開發(fā)情況。創(chuàng)建“智慧”型學(xué)習(xí)門戶，促進(jìn)數(shù)字資源對高校師生的深度服務(wù)是高校信息化建設(shè)中數(shù)字資源建設(shè)的重要工作。自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)中系統(tǒng)能根據(jù)學(xué)習(xí)個(gè)體的學(xué)習(xí)風(fēng)格和認(rèn)知水平自動(dòng)尋找數(shù)字資源，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)，有效提高學(xué)習(xí)效率?！爸腔邸毙偷淖赃m應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)與高校學(xué)習(xí)門戶結(jié)合，恰能滿足創(chuàng)建“智慧”型學(xué)習(xí)門戶的需求。因此可以認(rèn)為自適應(yīng)學(xué)習(xí)理論能為當(dāng)前數(shù)字資源制作提供“智慧”型理論指導(dǎo)，自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)與高校學(xué)習(xí)門戶融合，能為學(xué)習(xí)個(gè)體提供符合學(xué)習(xí)個(gè)體學(xué)習(xí)風(fēng)格和認(rèn)知水平的“智慧”型數(shù)字資源。

4 面向自適應(yīng)學(xué)習(xí)的數(shù)字資源制作框架設(shè)計(jì)

數(shù)字資源庫是“智慧”型學(xué)習(xí)門戶的核心構(gòu)件，結(jié)合數(shù)字資源的一般制作模型和自適應(yīng)學(xué)習(xí)的相關(guān)特點(diǎn)，從以下幾個(gè)方面設(shè)計(jì)出面向自適應(yīng)學(xué)習(xí)的數(shù)字資源制作框架，如圖2所示。

圖2 面向自適應(yīng)學(xué)習(xí)的數(shù)字資源制作框架

(1)確定資源類型。自適應(yīng)學(xué)習(xí)可以根據(jù)學(xué)習(xí)者的需求與學(xué)習(xí)風(fēng)格呈現(xiàn)不同類型和不同組織形式的數(shù)字資源[11]。因此在數(shù)字資源制作前，應(yīng)根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容確定資源類型，以便后續(xù)為學(xué)習(xí)個(gè)體提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)服務(wù)。自適應(yīng)學(xué)習(xí)包括歸納學(xué)習(xí)、解釋學(xué)習(xí)、在例中學(xué)、在做中學(xué)四種類型，所以與之對應(yīng)的資源類型則分別為歸納型、解釋型、示例型和任務(wù)型。歸納型數(shù)字資源可以呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)個(gè)體一些未經(jīng)分類的事例或未經(jīng)整理的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，學(xué)習(xí)個(gè)體的任務(wù)是從這些事例或數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)概念或規(guī)律；解釋型數(shù)字資源則可以解釋性和說明性的文檔材料、視頻或動(dòng)畫為組織形式；示例型數(shù)字資源為學(xué)習(xí)個(gè)體呈現(xiàn)的是學(xué)習(xí)內(nèi)容的示例，要求學(xué)習(xí)個(gè)體最終達(dá)到類比或舉出反例的學(xué)習(xí)目的；任務(wù)型數(shù)字資源則提供給學(xué)習(xí)個(gè)體情境化的問題，要求學(xué)習(xí)個(gè)體在問題解決中達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)。

(2)細(xì)化設(shè)計(jì)腳本。腳本是整個(gè)數(shù)字資源制作中最主要的部分，它貫穿資源制作的全過程。設(shè)計(jì)腳本首先是選擇恰當(dāng)?shù)膬?nèi)容材料，再根據(jù)資源類型確定腳本的基本結(jié)構(gòu)。腳本撰寫要求描述準(zhǔn)確、完整、細(xì)致，重點(diǎn)和要點(diǎn)突出，關(guān)于場景畫面的描寫要求具體、形象，具有一定的可實(shí)現(xiàn)性。

(3)選擇制作工具。數(shù)字資源的制作工具包括硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)。常用的硬件設(shè)備如攝影攝像設(shè)備、輸入輸出設(shè)備、素材處理設(shè)備；常用的軟件系統(tǒng)有網(wǎng)絡(luò)素材檢索系統(tǒng)、視音頻處理系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)、動(dòng)畫制作系統(tǒng)等。數(shù)字資源制作工具的選擇應(yīng)根據(jù)腳本的詳細(xì)描述和資源制作的實(shí)際情況進(jìn)行合理選擇。

(4)制作與開發(fā)。數(shù)字資源的制作與開發(fā)過程是化抽象為具體，由概念到實(shí)體變換的過程。該過程要求制作人員有一定的技術(shù)操作技能和教育教學(xué)技能，能把抽象的、概念化的腳本轉(zhuǎn)換成數(shù)字資源實(shí)體。

(5)測試與評價(jià)。數(shù)字資源實(shí)體化后需要對資源本身動(dòng)態(tài)調(diào)試，檢測對比是否按照腳本設(shè)計(jì)完成制作，制作工具是否選擇恰當(dāng)，制作與開發(fā)的過程中是否出現(xiàn)系統(tǒng)性錯(cuò)誤等。數(shù)字資源的評價(jià)主要包括專家測評和小范圍的用戶測評，測評通過后即可輸出資源，完成制作。

(6)正式使用。數(shù)字資源的正式使用是以“智慧”型學(xué)習(xí)門戶為平臺(tái)，自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)學(xué)習(xí)個(gè)體的學(xué)習(xí)風(fēng)格和認(rèn)知水平匹配對應(yīng)自適應(yīng)學(xué)習(xí)類型，而不同的自適應(yīng)學(xué)習(xí)類型對應(yīng)不同的數(shù)字資源。學(xué)習(xí)個(gè)體通過獲得與自身學(xué)習(xí)風(fēng)格和認(rèn)知水平的對應(yīng)的數(shù)字資源開始學(xué)習(xí)活動(dòng)。

5 結(jié)語

數(shù)字資源的一般制作模型緊緊圍繞學(xué)習(xí)者特征和教學(xué)目標(biāo)展開，通過需求分析為學(xué)習(xí)個(gè)體匹配學(xué)習(xí)資源。面向自適應(yīng)學(xué)習(xí)的數(shù)字資源制作框架以自適應(yīng)學(xué)習(xí)的幾種類型劃分資源類型，投入使用后通過系統(tǒng)分析學(xué)習(xí)個(gè)體的學(xué)習(xí)風(fēng)格和認(rèn)知水平匹配個(gè)性化的數(shù)字資源類型，為學(xué)習(xí)個(gè)體提供針對性更強(qiáng)、學(xué)習(xí)效率更高的數(shù)字資源。這是一種真正“以學(xué)習(xí)者為中心”的數(shù)字資源制作框架，能從資源制作本身解決當(dāng)前高校數(shù)字資源建設(shè)中存在的諸多問題，為高校師生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)服務(wù)。

在高等教育信息化建設(shè)不斷推進(jìn)的當(dāng)下，高?！爸腔坌@”建設(shè)需要“智慧”型數(shù)字資源平臺(tái)的加入。目前來看，自適應(yīng)學(xué)習(xí)是高校數(shù)字資源智慧化的有效途徑。相信隨著認(rèn)知心理學(xué)和人工智能的不斷發(fā)展，研究成果的不斷出現(xiàn)，自適應(yīng)學(xué)習(xí)的理論和實(shí)踐發(fā)展在高校數(shù)字資源建設(shè)方面會(huì)有更加廣闊的應(yīng)用前景，面向自適應(yīng)學(xué)習(xí)的高校數(shù)字資源制作框架的理論內(nèi)涵也會(huì)變得更加豐富。