智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)中反饋的設(shè)計(jì)研究

夏雪瑩 馬玉慧

（渤海大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院，遼寧 錦州 121000）

一、引言

智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)（ITS）是指借助人工智能技術(shù)模仿人類教師，為學(xué)習(xí)者提供個(gè)性化學(xué)習(xí)指導(dǎo)，使不同需求和特征的學(xué)習(xí)者獲取知識(shí)與技能的智能化計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)（劉清堂，吳林靜，劉嫚，范桂林，毛剛，2016）。其憑借智能化分析學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)，給出智能化指導(dǎo)、反饋及個(gè)性化推薦等，對(duì)教育教學(xué)方式起到變革作用。

有效反饋?zhàn)鳛榧ぐl(fā)學(xué)習(xí)者動(dòng)機(jī)、提高學(xué)習(xí)績效及調(diào)整、改進(jìn)教師教學(xué)的重要變量（何克抗，2017），處于課堂教學(xué)互動(dòng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷完善，讓“教師提問—學(xué)習(xí)者回答—教師反饋”常態(tài)化的教學(xué)情景逐漸趨于智能化。智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)作為人工智能教學(xué)的應(yīng)用工具，國內(nèi)外學(xué)者開始關(guān)注并引入反饋，最終構(gòu)建了具有反饋功能的智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)。從國際形勢上來看，國外從事智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)研究的學(xué)者多注重反饋的設(shè)計(jì)研究，但是在反饋系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)以及效果驗(yàn)證等方面都還有待完善。相較于國外研究，國內(nèi)學(xué)者側(cè)重于從智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)的歷史演化、理論、技術(shù)、基本框架設(shè)計(jì)及發(fā)展趨勢等方面進(jìn)行研究，在反饋的設(shè)計(jì)研究方面仍具有一定的提升空間（劉清堂 等，2016；高紅麗 等，2016；龔禮林，劉紅霞，趙蔚，劉陽，2019）。

本文在已有研究的基礎(chǔ)上，從影響反饋效果的影響因素出發(fā)，提出了智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)中反饋設(shè)計(jì)的通用性原則。接著從反饋功能入手，對(duì)這些已有系統(tǒng)進(jìn)行分析，總結(jié)了認(rèn)知反饋、元認(rèn)知反饋和情感反饋的設(shè)計(jì)方法，可為我國基于反饋的智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)的研究和開發(fā)提供參考與借鑒。

二、智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)中影響反饋效果的因素

已有研究表明，反饋對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果的影響存在不確定性，其主要與影響反饋的因素有關(guān)。本文從反饋內(nèi)容、反饋形式和學(xué)習(xí)者因素三方面入手，分析影響反饋效果的主要因素，并提出反饋設(shè)計(jì)的通用性原則。

（一）反饋內(nèi)容與效果

反饋內(nèi)容對(duì)學(xué)習(xí)效果的影響是顯而易見的。一方面，Hattie和Timperley（2007）在總結(jié)眾多反饋的實(shí)證研究基礎(chǔ)上，根據(jù)反饋所包含信息的復(fù)雜性將其分為結(jié)果性反饋、正確反應(yīng)反饋和精細(xì)反饋。其中，結(jié)果性反饋只提供答案對(duì)錯(cuò)的信息，屬于最簡單的反饋；正確反應(yīng)反饋則提供正確答案，相比于結(jié)果性反饋稍復(fù)雜；精細(xì)反饋（Elaborated Feedback）又分為屬性隔離、因情況而異的回應(yīng)、因情況而異的主題、提示/線索、誤解/錯(cuò)誤、教育性輔導(dǎo)六類，屬于復(fù)雜性反饋（Shute，2008）。龔少英、韓雨絲、王禎、徐升和劉小先（2019） 通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)來探究精細(xì)反饋的復(fù)雜程度對(duì)學(xué)習(xí)遷移的影響，結(jié)果表明：反饋的復(fù)雜程度僅對(duì)先前知識(shí)水平低的學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)遷移影響較深，且精細(xì)反饋的復(fù)雜程度與學(xué)習(xí)者的遷移成績成正比關(guān)系?？梢?，由于先前知識(shí)掌握情況不同，反饋效果對(duì)先前知識(shí)水平低的學(xué)習(xí)者有明顯影響，且精細(xì)反饋的復(fù)雜性越高，其效果越明顯。雖然反饋內(nèi)容沒有形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但需遵循反饋內(nèi)容與目標(biāo)內(nèi)容相聯(lián)系的原則。

另一方面，按照反饋內(nèi)容性質(zhì)的不同，反饋分為積極反饋和消極反饋，積極反饋是指對(duì)學(xué)習(xí)者的任務(wù)表現(xiàn)做出肯定評(píng)價(jià)，能夠?qū)W(xué)習(xí)者起到激勵(lì)作用，而消極反饋是指對(duì)學(xué)習(xí)者的任務(wù)表現(xiàn)做出否定評(píng)價(jià)，有助于引起學(xué)習(xí)者的警覺，并使其調(diào)整后期的反應(yīng)（Lang ＆ Betsch, 2018）。鄒雨晨、丁穎、張旭然和李燕芳（2018）通過實(shí)證研究發(fā)現(xiàn)，消極反饋對(duì)8～10歲兒童學(xué)習(xí)效果的影響比積極反饋更大。高爽和張向葵（2016）使用元分析方法來研究積極反饋對(duì)兒童內(nèi)在動(dòng)機(jī)的影響，結(jié)果表明積極反饋對(duì)兒童的內(nèi)部動(dòng)機(jī)有積極作用。此外，Page（1958）發(fā)現(xiàn)：得到預(yù)先設(shè)定的評(píng)語的學(xué)習(xí)者比得到字母等級(jí)的學(xué)習(xí)者有更高的學(xué)習(xí)熱情，相比較于等級(jí)評(píng)價(jià)，書面評(píng)語對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)幫助更大。

因此，在特定條件下，積極反饋或消極反饋皆可正向影響學(xué)習(xí)效果，但有效的反饋應(yīng)當(dāng)提供關(guān)于表現(xiàn)的具體信息，要將這些結(jié)論性的等級(jí)評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化成描述性信息傳遞給學(xué)習(xí)者。如果未能進(jìn)行充分的描述，則反饋效果就可能導(dǎo)致爭議（Grant, 2012）。

（二）反饋形式與效果

反饋的形式包括反饋時(shí)機(jī)、反饋聲音、反饋方式等。反饋時(shí)機(jī)是指學(xué)習(xí)者應(yīng)答行為發(fā)生到反饋刺激呈現(xiàn)之間的時(shí)間間隔，分為即時(shí)反饋和延遲反饋。萬楠、朱樹青和賈世偉（2020）研究反饋時(shí)機(jī)對(duì)類別學(xué)習(xí)和動(dòng)作技能學(xué)習(xí)的影響，結(jié)果表明反饋時(shí)機(jī)對(duì)兩者的學(xué)習(xí)過程皆產(chǎn)生不同的影響。邢強(qiáng)、王家慰和黃秀青（2018）研究反饋時(shí)機(jī)對(duì)類別學(xué)習(xí)的影響，結(jié)果表明即時(shí)反饋的學(xué)習(xí)效果明顯優(yōu)于延遲反饋，延遲反饋不利于類別學(xué)習(xí)的完成。針對(duì)動(dòng)作技能的學(xué)習(xí)，反饋時(shí)機(jī)對(duì)學(xué)習(xí)動(dòng)作技能的影響受控于任務(wù)的難度系數(shù)，即在復(fù)雜任務(wù)中反饋時(shí)機(jī)對(duì)動(dòng)作技能的學(xué)習(xí)影響較弱；在簡單任務(wù)中即時(shí)的反饋則明顯有利于動(dòng)作技能的獲得（馮霞，馮文鋒，馮成志，2018）。然而Kulik, J.A.、Kulik,C.C.（1988）和Shute（2008）發(fā)現(xiàn)，對(duì)需要高階能力處理的復(fù)雜任務(wù)，延遲反饋具有促進(jìn)作用。

由于眾多研究者對(duì)反饋的時(shí)長沒有給出統(tǒng)一規(guī)定，導(dǎo)致同樣是即時(shí)反饋卻對(duì)學(xué)習(xí)效果的影響產(chǎn)生差異，但有效的反饋應(yīng)同時(shí)具有及時(shí)性和持續(xù)性（Grant, 2012）。及時(shí)反饋不等于即時(shí)反饋，及時(shí)反饋有“適時(shí)”反饋的含義，而適時(shí)與否取決于情境和學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)目標(biāo)。如果學(xué)習(xí)者正在學(xué)習(xí)事實(shí)或簡單概念，即時(shí)反饋對(duì)學(xué)習(xí)過程的完成有促進(jìn)作用，但如果學(xué)習(xí)者是在完成高層次的學(xué)習(xí)目標(biāo)，則適當(dāng)延遲的反饋會(huì)帶來更好的學(xué)習(xí)效果。故反饋時(shí)機(jī)作為影響反饋有效性的一個(gè)重要變量，需遵循及時(shí)性和持續(xù)性原則。此外，在反饋的聲音上，真實(shí)人聲優(yōu)于虛擬人聲（Atkinson, Mayer, ＆ Merrill,2005）；在反饋方式上，對(duì)話式優(yōu)于正式說話方式，建議式優(yōu)于說教式（Lin, Ginns, Wang, ＆ Zhang,2020）。

（三）學(xué)習(xí)者因素與效果

學(xué)習(xí)者是影響反饋過程和效果的重要因素。學(xué)習(xí)者因素包括其相關(guān)能力的先前水平、處理信息的技能和策略以及克服障礙的意愿和技能。學(xué)習(xí)者作為影響反饋的內(nèi)部因素，需具備以下能力：首先，學(xué)習(xí)者必須具備理解任務(wù)要求的能力。學(xué)習(xí)者是否能夠充分和準(zhǔn)確地理解任務(wù)要求取決于要求的復(fù)雜程度，也取決于學(xué)習(xí)者自身因素，如學(xué)習(xí)者的先前知識(shí)水平、元認(rèn)知知識(shí)和策略等。其次，學(xué)習(xí)者應(yīng)具備分析自身知識(shí)狀態(tài)和反饋內(nèi)容等信息處理方面的技能，且能夠?qū)⑵渑c期望能力水平進(jìn)行比較，從而獲得縮小兩者之間差距的策略。最后，學(xué)習(xí)者需具備克服障礙的意愿和技能。正如（Nassic）（2004）研究表明，如果學(xué)習(xí)者忽視反饋的信息或不愿意投入時(shí)間和精力糾正錯(cuò)誤，即使是最詳細(xì)的反饋也是無用的。

結(jié)合以上影響反饋效果的因素，可總結(jié)出反饋設(shè)計(jì)的可操作性原則，即有效反饋的內(nèi)容要與學(xué)習(xí)目標(biāo)相聯(lián)系；反饋應(yīng)是描述性信息；反饋應(yīng)具有及時(shí)性和連續(xù)性。接下來從反饋功能的角度，借鑒國外已有的智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)反饋的設(shè)計(jì)方法，進(jìn)行反饋設(shè)計(jì)分析。

三、智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)中反饋設(shè)計(jì)分析

Nassic（2013）基于交互式教學(xué)反饋模型設(shè)計(jì)的智能輔導(dǎo)系統(tǒng)，從反饋的功能出發(fā)，將反饋分為三個(gè)維度，分別是：提供認(rèn)知支持的認(rèn)知維度（Mello, ＆ Graesser, 2012；韓后，王冬青，2015）、提高自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力的元認(rèn)知維度（韓建華，姜強(qiáng)，趙蔚，2016；蔡旻君，郭婉瑢，婁顏超，2020；張俊，劉儒德，賈玲，2012）和提供情感支持的情感維度（Knewton, 2017）。本文借鑒以上觀點(diǎn)，將反饋設(shè)計(jì)分為認(rèn)知反饋設(shè)計(jì)、元認(rèn)知反饋設(shè)計(jì)和情感反饋設(shè)計(jì)，并介紹以上三種反饋在內(nèi)容設(shè)計(jì)上的方法。

（一）認(rèn)知反饋設(shè)計(jì)

良好的認(rèn)知反饋設(shè)計(jì)應(yīng)致力于提升學(xué)習(xí)者的知識(shí)維度和認(rèn)知過程維度，可見認(rèn)知反饋的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于反饋內(nèi)容的設(shè)計(jì)。在已有反饋的影響因素中，從反饋內(nèi)容的粒度上，逐步反饋相較于整體反饋效果更佳（Finn, Thomas, ＆ Rawson, 2017）。接下來分析認(rèn)知反饋內(nèi)容的設(shè)計(jì)（Fyfe, 2016; Wang, Gong,Xu, ＆ Hu, 2019），為符合學(xué)習(xí)者認(rèn)知發(fā)展的過程及規(guī)律，依據(jù)反饋內(nèi)容復(fù)雜性的分類標(biāo)準(zhǔn)，筆者列舉并分析了幾種典型的認(rèn)知反饋設(shè)計(jì)方法。

借鑒Shute（2008）的觀點(diǎn)，本文重點(diǎn)闡述典型的智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)都具有的兩種反饋，分別是因情況而異的回應(yīng)和屬性隔離的反饋。接下來對(duì)其進(jìn)行分析與總結(jié)。

1. 因情況而異的回應(yīng)

因情況而異的回應(yīng)是指關(guān)注學(xué)習(xí)者特定回應(yīng)的詳細(xì)反饋。其描述“為什么答案是錯(cuò)誤的，為什么答案是正確的”，即不使用形式化的錯(cuò)因分析。比如Auto-Tutor系統(tǒng)采用定制化對(duì)話的形式，通過多輪對(duì)話幫助學(xué)習(xí)者構(gòu)造出滿意的答案。在每輪對(duì)話中，系統(tǒng)將學(xué)習(xí)者的回應(yīng)與預(yù)期答案和錯(cuò)誤解法進(jìn)行比較，以此給出具體的解釋并選擇下一輪對(duì)話的材料（高紅麗 等，2016）。

Auto-Tutor中每一輪對(duì)話使用的語言通常包括三部分：簡短反饋、鋪墊和啟發(fā)式提問。例如：“你說得很棒（簡短反饋）；看看接下來這個(gè)問題是不是能給你一點(diǎn)啟發(fā)（鋪墊）；你覺得正比例函數(shù)和一次函數(shù)有哪些關(guān)系呢（啟發(fā)式問題）？”Auto-Tutor每一步的啟發(fā)性問題，皆是依據(jù)學(xué)習(xí)者在對(duì)話中的回應(yīng)進(jìn)行選擇的，不僅會(huì)指明學(xué)習(xí)者回答的正確性，加深學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解，同時(shí)還會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)情況進(jìn)行必要的總結(jié)和評(píng)論等?？梢?，詳細(xì)反饋的設(shè)計(jì)原則是基于細(xì)粒度的逐步反饋。

2. 屬性隔離的反饋

屬性隔離反饋是指系統(tǒng)呈現(xiàn)學(xué)習(xí)者正在學(xué)習(xí)的目標(biāo)概念或技能屬性所涉及核心問題信息的詳細(xì)反饋。以Knewton系統(tǒng)為例，將學(xué)習(xí)者的回答內(nèi)容與正確答案對(duì)比，能預(yù)見學(xué)習(xí)者出錯(cuò)原因。若屬于概念性知識(shí)沒掌握導(dǎo)致解題出錯(cuò)的情況，系統(tǒng)通過采用“通知+提示”的形式，來“通知”學(xué)習(xí)者的回答是錯(cuò)誤的，并提供“提示”信息。以數(shù)學(xué)學(xué)科為例，系統(tǒng)將所有的概念性知識(shí)變成問題，進(jìn)行詳細(xì)性認(rèn)知反饋。如果學(xué)習(xí)者忘記知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容，那么系統(tǒng)會(huì)及時(shí)指出知識(shí)盲區(qū)，幫助學(xué)習(xí)者回憶知識(shí)點(diǎn)，以達(dá)到更好記憶、理解知識(shí)點(diǎn)的目的（Heffernan ＆ Koedinger, 2002）?？梢?，屬性隔離反饋的設(shè)計(jì)原則是將核心知識(shí)點(diǎn)及解題思路變成“問題”來反饋給學(xué)習(xí)者。

（二）元認(rèn)知反饋設(shè)計(jì)

元認(rèn)知反饋?zhàn)鳛榉答佅到y(tǒng)的重要成分，其反饋內(nèi)容主要有兩種形式，其一，系統(tǒng)對(duì)學(xué)習(xí)者提出闡釋性、反思性和探究性問題；其二，以學(xué)習(xí)者的認(rèn)知結(jié)果、學(xué)習(xí)進(jìn)度情況、學(xué)習(xí)投入度和努力度情況等作為元認(rèn)知的反饋內(nèi)容。本研究綜合以上兩種元認(rèn)知反饋內(nèi)容的形式，以系統(tǒng)對(duì)學(xué)習(xí)者的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)活動(dòng)的反饋為設(shè)計(jì)框架，提升學(xué)習(xí)者對(duì)認(rèn)知的自我監(jiān)控和調(diào)節(jié)，最終提高學(xué)習(xí)者的元認(rèn)知能力。

元認(rèn)知反饋的設(shè)計(jì)源于自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)COPES模型（Kinnebrew, Segedy ＆ Biswas, 2014）。在智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)中，將學(xué)習(xí)者的行為活動(dòng)分為目標(biāo)設(shè)定和計(jì)劃、知識(shí)建構(gòu)、監(jiān)管和求助四個(gè)領(lǐng)域（Segedy,Kinnebrew, ＆ Biswas, 2011）。這四個(gè)領(lǐng)域概括了學(xué)習(xí)者的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)行為活動(dòng)類別，對(duì)元認(rèn)知反饋的設(shè)計(jì)具有支撐作用。故在智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)中的元認(rèn)知反饋設(shè)計(jì)可依據(jù)不同的行為活動(dòng)類別，產(chǎn)生不同的反饋信息。

1.自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)中的行為活動(dòng)分類

依據(jù)智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)行為分析功能，將學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類。從學(xué)習(xí)者自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)視角出發(fā)，總結(jié)出四類行為活動(dòng)。其一，目標(biāo)的設(shè)定和計(jì)劃，指學(xué)習(xí)者識(shí)別目標(biāo)、選擇目標(biāo)和計(jì)劃實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的過程；其二，知識(shí)的構(gòu)建和整合，指學(xué)習(xí)者在對(duì)知識(shí)的自我理解的基礎(chǔ)上，進(jìn)行知識(shí)的整合和建構(gòu)；其三，監(jiān)管活動(dòng)，指學(xué)習(xí)者對(duì)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)投入與努力度的把控；其四，求助行為，指學(xué)習(xí)者主動(dòng)向系統(tǒng)尋求提示和建議，從元認(rèn)知反饋視角，系統(tǒng)需鼓勵(lì)學(xué)習(xí)者自我評(píng)估與反思先前知識(shí)。

2. 基于行為活動(dòng)的元認(rèn)知反饋設(shè)計(jì)方法

基于以上行為活動(dòng)分類，系統(tǒng)給予不同的元認(rèn)知反饋設(shè)計(jì)方法。根據(jù)以上行為活動(dòng)的分類皆是從自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)視角出發(fā)，表現(xiàn)的是元認(rèn)知層面的策略；元認(rèn)知策略依賴于學(xué)習(xí)者的認(rèn)知活動(dòng)是如何展開的；認(rèn)知活動(dòng)的展開可依托學(xué)習(xí)者的行為數(shù)據(jù)信息，故我們只需找出學(xué)習(xí)者的行為數(shù)據(jù)信息與以上四類行為活動(dòng)的映射關(guān)系，即可依據(jù)四類行為活動(dòng)提出不同的元認(rèn)知反饋設(shè)計(jì)方法。

1）目標(biāo)設(shè)定和計(jì)劃類的元認(rèn)知反饋設(shè)計(jì)

以Betty’s Brain系統(tǒng)為例，當(dāng)學(xué)習(xí)者詢問智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)關(guān)于策略建議和鏈接正確性、點(diǎn)擊學(xué)科資源庫來了解學(xué)科基本信息及學(xué)科培養(yǎng)目標(biāo)行為時(shí)，可知學(xué)習(xí)者在進(jìn)行識(shí)別、選擇和計(jì)劃實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的認(rèn)知活動(dòng)，屬于目標(biāo)設(shè)計(jì)和計(jì)劃類。系統(tǒng)應(yīng)提醒學(xué)習(xí)者目前的學(xué)習(xí)狀態(tài)，如提供徽章反饋。徽章反饋可滿足學(xué)習(xí)者“我現(xiàn)在在哪里”（Hattie, 2007）的需要，因?yàn)榛照掠涗浿鴮W(xué)習(xí)者的認(rèn)知結(jié)果，即知識(shí)點(diǎn)的量達(dá)到預(yù)設(shè)值，便可收獲某一種徽章，并設(shè)置若干等級(jí)。故采用徽章反饋告知學(xué)習(xí)者目前知識(shí)狀態(tài)，便于學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)的設(shè)計(jì)和計(jì)劃。

2）知識(shí)建構(gòu)和整合類的元認(rèn)知反饋設(shè)計(jì)

當(dāng)學(xué)習(xí)者使用資源來查找信息、添加知識(shí)點(diǎn)間的因果關(guān)系來組織因果圖等，可知學(xué)習(xí)者在主動(dòng)進(jìn)行知識(shí)獲取、知識(shí)的構(gòu)建和整合，屬于學(xué)習(xí)者知識(shí)建構(gòu)和整合類。從元認(rèn)知反饋的視角，系統(tǒng)應(yīng)提問教學(xué)材料中的反思性問題，讓學(xué)習(xí)者重新思考知識(shí)點(diǎn)間的關(guān)聯(lián)性，進(jìn)而豐富元認(rèn)知知識(shí)。

3）監(jiān)管活動(dòng)類的元認(rèn)知反饋設(shè)計(jì)

當(dāng)學(xué)習(xí)者要求解釋相關(guān)鏈接的含義、通過詢問系統(tǒng)來檢查知識(shí)點(diǎn)間的間接關(guān)系、通過修正因果關(guān)系來編輯因果圖、查看學(xué)習(xí)進(jìn)度條等行為，可知學(xué)習(xí)者的元認(rèn)知策略屬于識(shí)別誤解、更正誤解及評(píng)價(jià)目標(biāo)進(jìn)度，屬于監(jiān)管活動(dòng)類。系統(tǒng)首先應(yīng)采用積分反饋的形式，給學(xué)習(xí)者反饋?zhàn)陨淼膶W(xué)習(xí)投入度和努力度。其積分反饋主要是記錄學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為次數(shù)和行為持續(xù)時(shí)間，并且學(xué)習(xí)行為次數(shù)越多、行為的持續(xù)時(shí)間越長，可知學(xué)習(xí)者的積分越高，同時(shí)表示學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)投入度和努力度越高。其次，系統(tǒng)采用學(xué)習(xí)進(jìn)度反饋來呈現(xiàn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)進(jìn)度和同伴學(xué)習(xí)進(jìn)度情況，讓學(xué)習(xí)者完成元認(rèn)知監(jiān)控過程。

4）求助類的元認(rèn)知反饋設(shè)計(jì)

當(dāng)學(xué)習(xí)者主動(dòng)向系統(tǒng)尋求幫助和建議時(shí)，屬于求助類。從元認(rèn)知反饋的視角，不宜經(jīng)常性地給予學(xué)習(xí)者認(rèn)知反饋，容易導(dǎo)致學(xué)習(xí)者的依賴心理，應(yīng)采用元認(rèn)知反饋策略。比如通過提問“你還記得之前做的哪道題和這道題類似？”或者提示“慢慢來，仔細(xì)閱讀提示”等來要求學(xué)習(xí)者仔細(xì)思考，反思先前知識(shí)。接著系統(tǒng)提供知識(shí)地圖反饋，學(xué)習(xí)者根據(jù)已有知識(shí)體系構(gòu)建知識(shí)地圖并及時(shí)更新，系統(tǒng)可在學(xué)習(xí)者尋求幫助時(shí)，提供自身包括同伴的知識(shí)地圖反饋。對(duì)學(xué)習(xí)者而言，既可以看到自己的先驗(yàn)知識(shí)也可以對(duì)比同伴的知識(shí)體系與自身知識(shí)體系的區(qū)別，從而豐富元認(rèn)知知識(shí)，增強(qiáng)元認(rèn)知體驗(yàn)。

綜上，元認(rèn)知反饋設(shè)計(jì)主要應(yīng)用于學(xué)習(xí)者自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)活動(dòng)中。通過采用徽章反饋告知學(xué)習(xí)者目前的知識(shí)狀態(tài)，便于學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)的設(shè)計(jì)和計(jì)劃。通過提問教學(xué)材料中的反思性問題，讓學(xué)習(xí)者重新思考知識(shí)點(diǎn)間的關(guān)聯(lián)性，來幫助學(xué)習(xí)者建構(gòu)和整合知識(shí)。通過積分反饋和學(xué)習(xí)進(jìn)度反饋來輔助學(xué)習(xí)者的監(jiān)管活動(dòng)。通過要求學(xué)習(xí)者反思與自我評(píng)估先前知識(shí)，進(jìn)而提供知識(shí)地圖反饋來解決學(xué)習(xí)者的求助類活動(dòng)。如圖1所示，以上元認(rèn)知反饋的設(shè)計(jì)，對(duì)學(xué)習(xí)者監(jiān)管、調(diào)節(jié)認(rèn)知活動(dòng)和認(rèn)知策略起到支撐作用，能更好地發(fā)揮學(xué)習(xí)者的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力。

圖1 元認(rèn)知反饋設(shè)計(jì)框架

（三）情感反饋設(shè)計(jì)

為彌補(bǔ)在線學(xué)習(xí)中學(xué)習(xí)者情感缺失的問題，眾多智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)皆設(shè)計(jì)了情感反饋。情感反饋的設(shè)計(jì)提高了智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)中學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和學(xué)習(xí)效果，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可用性（Lin, Wu, ＆ Hsueh,2014）；同時(shí)因其良好的情感互動(dòng)，激發(fā)了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，增加了學(xué)習(xí)者的主動(dòng)學(xué)習(xí)行為。

情感反饋的設(shè)計(jì)源于OCC情感模型，OCC情感模型是基于情感的認(rèn)知理論得出的（Ortony,Clore, ＆ Collins, 1988），喬向杰、王志良和王萬森（2010）基于OCC模型，提出學(xué)習(xí)者情感識(shí)別方法，構(gòu)建具有情感智能的教學(xué)系統(tǒng)并通過實(shí)驗(yàn)證明該模型符合實(shí)際需求。OCC模型對(duì)智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)中情感反饋的設(shè)計(jì)具有支撐作用。故在智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)的交互事件中，情感反饋是依據(jù)系統(tǒng)對(duì)不同的掌握和表現(xiàn)取向?qū)W習(xí)者產(chǎn)生不同的情感狀態(tài)進(jìn)行的反饋設(shè)計(jì)，即ATS設(shè)計(jì)。

1. 智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)中的事件分析

從典型的智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)出發(fā)，比如Auto-Tutor、Knewton和MetaTutor系統(tǒng)，這些系統(tǒng)中都包括以下十一個(gè)典型事件：學(xué)習(xí)者登錄（事件1）、學(xué)習(xí)者退出（事件2）、錯(cuò)誤答題（事件3）、正確答題（事件4）、未完成學(xué)習(xí)任務(wù)（事件5）、放棄任務(wù)的學(xué)習(xí)（事件6）、完成學(xué)習(xí)任務(wù)（事件7）、學(xué)習(xí)者接受系統(tǒng)幫助（事件8）、學(xué)習(xí)者拒絕系統(tǒng)幫助（事件9）、學(xué)習(xí)者請(qǐng)求系統(tǒng)幫助（事件10）和學(xué)習(xí)者對(duì)系統(tǒng)提供的幫助不滿（事件11）。

2. 基于事件的情感反饋設(shè)計(jì)方法

鑒于國際上很多智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)都帶有情感識(shí)別功能，其情感狀態(tài)分為愉快、苦惱、感激、生氣、滿意、失望、驕傲和羞恥八類（詹澤慧，2013）。李太華（2008）基于不同的動(dòng)機(jī)類型提出情感教學(xué)的反饋策略，這里不同動(dòng)機(jī)取向的學(xué)習(xí)者可分為掌握取向和表現(xiàn)取向兩種。其中具有掌握取向的學(xué)習(xí)者以發(fā)展新技能與能力為導(dǎo)向，通過全身心投入學(xué)習(xí)，來提高自身能力；基于表現(xiàn)取向的學(xué)習(xí)者，非?？粗乇憩F(xiàn)，并希望向其他人展示自己具有做好某些事情的能力。本文借鑒此觀點(diǎn)，基于以上交互事件，系統(tǒng)對(duì)不同動(dòng)機(jī)取向?qū)W習(xí)者的情感狀態(tài)進(jìn)行反饋設(shè)計(jì)（見上頁表1）。

表1 基于事件的情感反饋設(shè)計(jì)方法

1）答題正誤的情感反饋設(shè)計(jì)

當(dāng)掌握取向的學(xué)習(xí)者因錯(cuò)誤答題（事件3）感到失望時(shí)，系統(tǒng)會(huì)向?qū)W習(xí)者提供幫助。對(duì)于表現(xiàn)取向的學(xué)習(xí)者，答題錯(cuò)誤會(huì)認(rèn)為自己很失敗，但通常不會(huì)為此付出更大的努力。因此系統(tǒng)應(yīng)呈現(xiàn)鼓勵(lì)消息，提高學(xué)習(xí)者的自我效能感。當(dāng)掌握取向?qū)W習(xí)者因正確答題（事件4）而感到滿意，系統(tǒng)會(huì)向?qū)W習(xí)者表示祝賀。對(duì)于表現(xiàn)取向的學(xué)習(xí)者，系統(tǒng)對(duì)這類學(xué)習(xí)者的反饋同樣表示祝賀，以強(qiáng)化學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

2）學(xué)習(xí)任務(wù)是否完成的情感反饋設(shè)計(jì)

通常情況下，掌握取向的學(xué)習(xí)者都會(huì)很努力，未完成學(xué)習(xí)任務(wù)（事件5）不是因?yàn)榕Σ粔?，而是確實(shí)有困難。因此，系統(tǒng)的反饋策略應(yīng)該是呈現(xiàn)出鼓勵(lì)消息，讓學(xué)習(xí)者繼續(xù)努力，同時(shí)提供幫助信息。但如果這類學(xué)習(xí)者沒有產(chǎn)生失望反應(yīng)，則說明他們對(duì)這個(gè)主題不感興趣，那么系統(tǒng)就應(yīng)向?qū)W習(xí)者呈現(xiàn)該學(xué)習(xí)主題能獲得的新技能來引起學(xué)習(xí)者的興趣，并且提供幫助信息。對(duì)于表現(xiàn)取向的學(xué)習(xí)者，沒有完成學(xué)習(xí)任務(wù)意味著學(xué)習(xí)者能力不足，會(huì)觸發(fā)其失望情感。系統(tǒng)的反饋策略應(yīng)是向其顯示鼓勵(lì)消息，提高自我效能感。

當(dāng)掌握取向的學(xué)習(xí)者放棄任務(wù)的學(xué)習(xí)（事件6）并觸發(fā)失望情感，則意味著學(xué)習(xí)者雖然沒能夠完成這項(xiàng)任務(wù)，但己付出了努力。系統(tǒng)應(yīng)提供具體的幫助，并且通過呈現(xiàn)鼓勵(lì)消息讓學(xué)習(xí)者繼續(xù)努力，而如果學(xué)習(xí)者并未因該事件而感到失望，則表明學(xué)習(xí)者對(duì)這個(gè)主題不感興趣。因此系統(tǒng)應(yīng)展示能夠引起學(xué)習(xí)者好奇心的一些信息。對(duì)于表現(xiàn)取向的學(xué)習(xí)者，因?yàn)槭录?而感到失望，則說明沒有實(shí)現(xiàn)預(yù)期目的，自我效能感也會(huì)隨著消極情感而降低，系統(tǒng)應(yīng)說服學(xué)習(xí)者付出更大努力。

當(dāng)掌握取向的學(xué)習(xí)者在完成學(xué)習(xí)任務(wù)（事件7）后感到滿意，系統(tǒng)的反饋策略應(yīng)為其努力而取得的成績表示祝賀，因?yàn)橐寣W(xué)習(xí)者意識(shí)到自己成功完成了學(xué)習(xí)內(nèi)容源于自己的努力付出。對(duì)表現(xiàn)取向的學(xué)習(xí)者使用同樣的反饋策略。

3）是否接受系統(tǒng)幫助的情感反饋設(shè)計(jì)

系統(tǒng)會(huì)根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況決定何時(shí)向?qū)W習(xí)者提供幫助，提供什么種類的幫助，如果學(xué)習(xí)者接受了幫助（事件8），那么系統(tǒng)則繼續(xù)提供幫助。但學(xué)習(xí)者拒絕系統(tǒng)提出的幫助（事件9），對(duì)于表現(xiàn)取向的學(xué)習(xí)者，可能會(huì)因?yàn)榻邮軒椭械讲贿m。系統(tǒng)就會(huì)解釋幫助的重要性，然后再提供幫助。如果這類學(xué)習(xí)者因?yàn)樽约耗軌颡?dú)立解決這項(xiàng)任務(wù)，而認(rèn)為系統(tǒng)幫助會(huì)形成干擾，因此觸發(fā)苦惱情感，系統(tǒng)應(yīng)呈現(xiàn)出致歉類反饋行為。

4）是否請(qǐng)求系統(tǒng)幫助的情感反饋設(shè)計(jì)

對(duì)于掌握取向的學(xué)習(xí)者來說，向系統(tǒng)請(qǐng)求幫助（事件10）是很正常的事件，系統(tǒng)會(huì)為學(xué)習(xí)者提供幫助，而對(duì)于表現(xiàn)取向的學(xué)習(xí)者則往往會(huì)認(rèn)為尋求幫助意味著缺乏能力而感到羞愧。對(duì)此，系統(tǒng)應(yīng)顯示旨在澄清這種錯(cuò)誤概念的信息，即解釋幫助的重要性，并向他提供幫助（Matsuda, Cohen, ＆Koedinger, 2015）。當(dāng)學(xué)習(xí)者對(duì)系統(tǒng)提供的幫助（事件11）感到不滿時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)表現(xiàn)出“對(duì)不合適幫助致歉”的情感反饋，會(huì)呈現(xiàn)“實(shí)在抱歉，我可能添麻煩了”等對(duì)話語。反之，系統(tǒng)應(yīng)表現(xiàn)出“對(duì)幫助有效而欣慰”的情感反饋，其對(duì)話語包括“非常高興能對(duì)你有用！”等，從而與學(xué)習(xí)者的感激情緒形成呼應(yīng)。

四、總結(jié)與展望

智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)中反饋的設(shè)計(jì)在遵循通用性原則的基礎(chǔ)上，依據(jù)反饋功能的不同，將反饋設(shè)計(jì)分為三個(gè)層面，即認(rèn)知反饋、元認(rèn)知反饋和情感反饋，給出相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法。研究中認(rèn)知反饋的設(shè)計(jì)以提升學(xué)習(xí)者的認(rèn)知過程維度為目標(biāo)，給出幾種典型的認(rèn)知反饋設(shè)計(jì)方法；元認(rèn)知反饋的設(shè)計(jì)在識(shí)別學(xué)習(xí)者的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，將行為數(shù)據(jù)歸于四類行為活動(dòng)類別，系統(tǒng)對(duì)每一類別的行為活動(dòng)給予相應(yīng)的反饋設(shè)計(jì)方法；情感反饋的設(shè)計(jì)是以典型智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)的交互事件為基礎(chǔ)，對(duì)不同動(dòng)機(jī)取向?qū)W習(xí)者的不同情感狀態(tài)給予不同的情感支持。這三個(gè)反饋功能的設(shè)計(jì)相互協(xié)調(diào)、相互促進(jìn)，在增強(qiáng)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)體驗(yàn)的同時(shí)也提升學(xué)習(xí)者的認(rèn)知能力和元認(rèn)知能力，讓學(xué)習(xí)者達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)效果。

在后續(xù)研究中，在認(rèn)知反饋設(shè)計(jì)上，將側(cè)重于反饋粒度層面的逐步反饋（Van Lehn，2011）；在元認(rèn)知反饋設(shè)計(jì)上，傾向于激發(fā)學(xué)習(xí)者的反思性行為；在情感反饋設(shè)計(jì)上，情感導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)（ATS）除了具備智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)（ITS）的功能外，還能根據(jù)學(xué)習(xí)者的情緒狀態(tài)，甚至學(xué)習(xí)風(fēng)格、壓力、興趣，提供個(gè)性化干預(yù)，以改善學(xué)習(xí)效果（龔禮林 等，2019）。未來ATS的設(shè)計(jì)研究可關(guān)注如何更好地收集并識(shí)別學(xué)習(xí)過程中的情緒，根據(jù)面部表情、眼動(dòng)數(shù)據(jù)以及語音信息等數(shù)據(jù)來源來識(shí)別學(xué)習(xí)過程中的情感信息（詹澤慧，2013；Dimitrios ＆ Savvas,2019），給學(xué)習(xí)者提供更豐富的情感支持。隨著智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)的不斷升級(jí)和教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)中反饋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)將進(jìn)一步借助智能引擎和深度學(xué)習(xí)算法等技術(shù)手段達(dá)到自動(dòng)生成反饋的目的，為學(xué)習(xí)者提供個(gè)性化、智能化服務(wù)，最終實(shí)現(xiàn)智慧教育目標(biāo)。