（教育技术学专业论文）泛在学习中学习资源自适应环境系统设计.pdf

硕士学位论文 m s t e r st h e s l s 摘要 随着信息技术的发展，教育中利用不同媒体以及与传统课堂不同形式的教育 越来越被大家接受。因为不同于传统课堂的要求，非正式学习对于学习者的要求 要低很多，学习的限制比较少，所以对于非正式学习的研究也越来越受到专家学 者们的重视。非正式学习开始于网络学习，慢慢的发展为移动学习现在已经扩展 到泛在学习。 泛在学习意味着任何人，在任何地方，任何时间都可能获得自己所学要的学 习信息和学习支持，从而轻松愉悦地完成学习任务。在普适计算环境中，人们可 以无障碍地享用任何计算能力和信息资源。在教育领域中具体的表现就是通过移 动平台终端获取学习资源。但是根据泛在学习的特点我们可以看到这种资源的获 取存在一个很大的缺陷：学习者在获取资源的时候会有大量的噪音返回，影响了 学习者的学习。 本研究是在参考了众多的移动学习和泛在学习的研究之后，充分考虑泛在学 习的影响因素，特别是学习者风格和学习环境的影响，提出了一种资源自适应的 模式。在泛在学习条件下，学习者与泛在学习平台之间的配合是非常重要的，学 习者越熟悉平台那么学习效果就越好。因此如果泛在学习平台在推荐学习资源时 能够进行智能化的推荐，那么学习者的学习效果必然会提高很多。 本研究主要内容包括：在理论上，阐述泛在学习支持理论的一个发展过程， 从这个过程中探讨泛在学习的发展趋势和要求。分析完泛在学习支持理论之后， 再从自适应的角度，阐述自适应的原理以及自适应引入泛在学习中的优势。通过 对现有泛在学习平台的研究和分析再结合学习者对泛在学习平台的期望，总结出 现有泛在学习平台的优缺点，根据这些平台的优缺点，研究者设计了一个泛在学 习资源自适应系统。 泛在学习资源应用中的自适应系统分为个人学习体系和小组学习体系，并且 结合了当下比较热门的技术。在个人学习部分，采用的是学习资源自适应的模式 进行学习，系统会根据学习者的学习风格和学习环境，推荐最合适的学习资源内 容和形式。在个人学习的部分还加入了语义知识搜索系统，这个系统可以识别自 然语言，更加高效的返回搜索结果。在小组学习部分采取的是主题图式资源共建 学习模式，小组学习成果经过审查可以成为个人学习中的学习资源。 关键词：泛在学习；学习资源；学习管理；自适应学习系统 硕士学位论文 m a s t e r st h e s l s a b s t r a c t w i m 廿l ed l e v l e l o p m 即to fi 1 1 i o 册a 廿o nt e c i l l l o l o g y a 黟0 w i n g 瑚脚：1 b c ro fl 朗m e 璐 h a ：v ea c c 删龇a p p l i c a ：t i o no fd i 饪细tm e d i ai n t de d 嘲t i o n 觚d 岫t e 搬她吲e s d i 仃e 崩l t 盘o m 位l d i t i o n a lc l 雒s r o o me ( 1 u c 撕o n t h e 坞a r c ho nh 硒b 湖a t 缸l c t i n g m o 心a t t e n t i o no f e x p e r t s ，d u et o 舭d i 仔e r c n t 唧概e n t 舶m 的d i t i o n a lc l 雒渤。脚， t h el o w 凹d 肋：l a i l do fi n f o m l a ll e 卸血gf o rl 朗唧璐，弱w e n 弱i t sl e s sl 砌t a 缸o n l e a r n i n g h 1 】囟i r m a ll e a l l l i i l gs t a r t i n g | j 0 mn e 嘶i kl e a 玎血gg l d u a l l yd e v e l 叩si n _ t 0 m o b n el 蹦m i n g 锄d 加w 幽u - l e 啦( u b i 删t 0 璐l 蛐曲 u - l e a n l i i 玛m e a n sa n ) ，0 n e ，赳l y w b e 飑弛d 毅i y t i l l 坞，h 猫也ed 啪o f 战q l l i r i n g t h el 朗m 地i 1 1 f 0 衄a 廿o n 锄d 删l p p o r th en d s 锄dt l l e n 嘶o y s 血ea c c o m p l i s h m 咄o f l e 础g 嬲s i 割匝e n _ t s i n 血ep e r v 磷v ec o m l ) u 1 i i l ge n v 蛐e n ：t ，p e o p l eh a v en o d 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l a t f 0 咖l e 锄e 髂撒，也eb 嫩盱t h el 瑚l n l j 【n ge 饪融i s n 唧e f o r e ，l e a m e r s l 铡m i i 培e 侬娥谢1 lb e l e 丘n 沁l yi m 胛0 v e di fm eu 1 鲫c n i n g p l 缅m c 0 u l di n ：t e l l i g e n t l yr e c o m m 印d l 伐叽1 i n gr e s o u r c e s t h i s 也e s i ss t a 蕾瞄m ed e v e l o p i i l gp i o c e s so fi l - l 鼢盼l i n gs u 拼) 0 r tt 1 1 e o r y i n c l u d i j l g i t st r e 丑d sa n dn d s ，f o l l o w e db y 辩峪a d a 州岫留p 血c i p l 骼趾dt 1 1 ea d v 锄协g e s0 f 也e i n 仃0 d u c t i o no f l l a 蛳i o ni n t 0u - l 翩咖b a s c do nt h e 蛐0 nc m 彻tu 1 篾吸血g p l a t f 0 衄觚d 也ea n 面y s i so fl 锐盯l 粥【p e 咖i o no nu - l 脱叮l i l l gp l a t f 0 瑚叱也e 此s i s c o n c l u d i c st l l e 缸i v a n t a g e s 锄dd i 鞠d 啪t a g 锚o ft l l ec 眦删tu 1 锄曲gp l a t f 0 珈叽w b i 6 h l e a d 也ea i i t h o rt 0d e s i g na u - l 铂m i l l g 聆s o u r c e 娘a d a p t i o ns ) 咖 1 ks e l a d a 面强s ) r 咖m “u 1 翩r n i n gr e u r c ca p p l i c 撕i sc l 舔s i j e i c di l 哟 赶 砌v i d u a ll e a 】曲gs y s t e m 锄dg r o u pl 朗m j m gs y s t e 鹄b o t l lo fw l l i c h 蛔t e 野她也ep o p t 托h n o l o g y i l lt h ep a r to fi i i d i v i d u a ll e 缸n i n g ，“a d o p 临t h el 昀m i l l gr e s 0 眦e l “u d a p t i o nm o d e l t 0f k i l i t a = t el 韶m i i l g ；t h es y s t e mc o l l l d 他c 0 m m e n dt h e0 f 岫批m l 朗m 协gr e s o u r c e s 衄ds 够l 鹪k i s e d 0 nl 朗r n e r s l e 缸n i n gs 哆l ea n dl e a m i i i g 既l v 拍n m 髓t b e s i d e s ，i nt i l i sp a n ，i ti n 仃d d l i c 懿i n t o 也es e m 枷ck n o w l e d g e a r c h s y s t e mw 1 1 i c hc 觚i d i 哟m ：t u 】面l 锄g u a g e t 0i 加舢t 1 1 ee 伍c i 髓c y0 f 侧 u r n i n g 也e 舱a r c hr e s u l t s t h eg r o u pl 朗r 1 1 i n gp a r t 酬卸t st l l e h e m a t i cr e u r c ec 0 哟m 灯u c t i o n l 昀m i l 培m o d e l ，t 1 1 l l s 恤肿u pl 昀咖a c _ 蚯e v 锄e n tc o m db ee x 锄血耐蠲db c 叛) 眦 i i l d i 、，i d l 扭l l 铂r n i n gr c s o u r c e s k 呵w o r d s ：u - l e 锄血曙；l e 锄m gr e s o u r c e s ；l e 戤i i i l gm a i l a g 锄e 玎：t ；鲥f 二a d a p t i o n l 锐曲gs y s t 锄 啦 硕士学位论文 m a s t e r st h e s l s l 绪论 纵观教育发展的历史，我们可以看到每一次技术的发展都对教育产生了巨大 的影响。技术的发展不单单是影响了教育的形式，有时候甚至促使了教育理论、 教育观念、教学手段和方式的变革。现代信息技术的发展更是影响到教育形式的 变革，越来越多的专家学者将注意力从传统课堂的研究转向了非正式学习的研 究。泛在学习是非正式学习的重要组成部分，因此对泛在学习的研究，特别是资 源方面的研究，是非常必要的。 1 1 选题背景 1 1 1 目前研究 从理论研究的角度看来，泛在学习从一开始的借助其他学科的理论进行支 持，渐渐发展到由针对性很强的理论进行支持。泛在学习因为技术的发展而萌生， 也促使了教育理论的革新。随着研究的深入，泛在学习从理论研究发展到实证研 究，不少研究者做出了泛在学习条件下的学习平台。泛在学习平台随着科技的发 展和研究者们不断深入的研究，对非正式学习的学习者影响越来越大。 在国外，已有大量的泛在学习研究成果和应用项目。最早开始研究移动学习 自适应系统模型的是加拿大a 血a b a s c a 开放大学的量h u k 教授。飚粥h u l 【教授 根据移动学习和自适应系统的特点，将移动学习自适应系统框架分为内容维度、 用户模型维度、设备维度、连通维度、协作维度五个维度。五个维度之间的关系 如下图所示： l 硕士学位论文 m a s t e r st h e s l s 鲁量蓦害宝詈鲁富皇量害詈昌害皇宝暑皇昌詈宝量量皇富量皇昌詈量量詈宝蓦兰蓦詈皇蓦詈昌量量昌量富量詈昌量昌量詈詈量宝喜量量詈兰量兰量昌是 a d a p t a t i o nf r a m e wo r k u 蜥 l 如f n 矾gh b o r y 。p m 町e 悖n o e e n v 订口n m 时n 。m o t i v 由 图l 目适应框架 在瞄枞教授提出这个框架模型之后，各国研究者对泛在学习中应用自适 应的研究就越来越深入。瑞士苏黎世大学信息学院觚锄p t 0 小组开发了a c e w 瞄 系统f l j 。这个系统可以理解自然语言，实现机器自动进行逻辑推理的功能。日本 在自适应学习方面的研究也属于世界前沿。由东京大学山内佑平副教授领导的 b e a t 项目组最近几年一直致力于移动学习各个方面的研究。在山内佑平副教授 的研究课题中有一个项目为学习策略导航器，这个项目关注的是通过数据挖掘， 分析大量的数据和结果的基础上，诊断为个别学生的学习计划，并提供被视为有 利于该学生的学习计划的资料1 2 l 。其他国家比较有名的项目还有墨西哥的圣弗兰 西斯科博物馆电子指南项目和英国环境森林项目等等就不一一介绍了【3 】。 在国内，已有专家学者开始关注自适应系统在泛在学习中的应用。部分专家 学者关注泛在学习中学习资源的自适应，也有专家学者关注的是自适应学习模块 的实现方式，还有一部分专家学者关注的是实现自适应系统的算法，以及如何进 行算法优化。如：黄荣怀教授在面向移动学习的学习活动设计框架一文中提 出了基于移动学习特点的学习活动框架设计，其中黄荣怀教授将学习环境和学习 资源做了详细的分析，利用分类的方式，将不同环境的学习资源提供给不同的学 习者，以满足学习者不同的需求。余胜泉教授在 r 为o u r o e t y p e l 1 固c k ，陀s o u r c e t y l p 盼 r e s 暇! 呻黼算机由输入设备和输出设备组成q 偿蕊h 诬哺l 晡 ：r e s 锄r c e c r e a t e 蹿) 文u 1 麦q r e s a 嬲沦c 瀚懈 图9 后台标准化姗 l 书写图 3 3 4 教学者模型设计 教学者模型主要是描述教学人员，这个模型中包含了教学者的必要信息和相 关的资源使用习惯记录等内容。模型中具体项目如下表所示： 表2 教学者模型项目表 项目名称分项目名称说明内容 姓名在进行注册时记录的教学者的基本信息， 基本信息任教科目这些基本信息为之后系统向学习者推荐指 联系方式导者提供相应的依据。 学科知识地图是教学者对学科内容认识广 度和深度的记录。在此地图上显示了教学 学科知识地图 者对学科重点知识的认识状态和理解深 度。 教学策略库中存储了内容丰富的教学策略 教学策略库提供给教学者选择，并且每一个教学策略 都配有使用建议，方便教学者选择。 过程性评价每一次的评价都分为两个部分：过程性评 评价方式 价和形成性评价。其中过程性评价是一定 形成性评价要有的，但是形成评价可以根据实际情况 进行。 教学反思包含教学者对学习过程中出现的 状况的记录和教学成果的思考。这一部分 内容分为两个部分：一个部分是教学者自 己书写的，一部分是系统统一项目的记录。 教学反思 系统自动记录内容包括教学策略的使用， 学生反应情况等。系统自动记录的内容会 由数据分析层进行分析，形成教学建议报 告发到教学者的邮箱中。 资源建设是整个模型中最重要的部分，因 此资源建设是教学者对系统完善和更新做 贡献资源建设情况出的最大的贡献，并且教学者对学习资源 了解比较深入，因此由教学者建设的资源 使用率会相对比较高。 教学策略使用偏好教学偏好中记录了教学者在教学过程中各 教学资源使用偏好种习惯。这一部分内容是系统自动记录和 教学偏好教学评价方式偏好分析的，教学者可以查看系统分析之后的 报告书。这一部分记录的内容会作为教学 测试形式偏好 建议的参考内容。 硕士学位论文 m a s t e r st h e s l s 从上表可以看到教学者模型中包含了教学者本人和教学过程中的方方面面。 有些部分是教学者自己可以进行控制的，但是其中有很多部分都是系统自动记录 的。这样不但方便教学者的使用，同时也提供了更客观的参考数据，使系统分析 出来的结果更具可参考性。当然系统的独立性也是系统最大的缺点，因为如果算 法方面设计不合理就会导致结果分析的偏差，并且这种偏差没有办法通过使用者 的修改进行改正。因此整个系统的实用性就几乎完全依靠算法的设计。 3 3 5 学习者模型设计 学习者模型包含了学习者的必要信息、参与学习活动信息和学习资源使用习 惯记录等内容。模型中具体项目如下表所示： 表3 学习者模型项目表 项目名称分项目名称说明内容 姓名 年级 在注册时形成的基本信息，这些基本信息为之 基本信息学习科目 后的资源推荐和小组推荐提供一定的参考依 所属小组 据。同时也方面教学者了解学习者的情况，学 联系方式 习者之间的交流会更加方便和深入。 学习笔记这一部分主要是记录学习者在学习过程中产 学习过程信 学习成果生的数据。学习笔记主要是学习者记录学习的 息 重点内容，支持复制、粘贴和输入功能，也可 测验评价以加入超链接。学习成果主要包括学习者的作 业或者是课程中形成的作品等。 提问学习分为个人学习和小组学习，因此提问和解 解答答是个人学习中的互动活动，协作活动则是小 互动活动 组学习中的行为。这些互动活动为过程性评价 协作活动 提供了重要的依据。 资源建设是此模型中最重要的部分，学习者在 贡献资源建设情况小组活动中可以进行资源建设，这样建设出来 的资源可以提供个人学习时使用。 学习风格学习风格是学习者在注册时进行学习风格测 资源媒体使用偏验得到的结果，记录到学习偏好这一个部分， 好为之后的资源推荐和学习建议提供信息。其余 学习偏好 学习路径的项目都是系统在学习者使用过程中产生的 学习持续时间数据进行分析得出来的结果，这些结果会形成 学习活跃性 学习建议发送给学习者。 硕士学位论文 m a s t e r s 丁h e s i s 从上表可以看出学习者模型包含的内容相对于教学者模型来说内容更加丰 富。学习者是整个系统最主要的使用者，因此对于学习者的设计更加用心。设计 资源自适应环境模型最主要的目的就是要使学习者在不同的环境中，也能得到系 统推荐的合适的资源，因此对学习者的分析和环境的分析是十分重要的，在数据 分析方面更加注重学习者的分析，这样系统才能更加准确的推荐资源。 资源自适应环境模型最大的优点就是可以根据学习者处的不同环境，推荐合 适的个性化学习资源。系统的独立性高，人为参与项目相对较少，系统高度自治， 数据分析项目比较多，因此得出来的结果相对比较客观和全面。系统对使用者的 要求比较低，可以自动的根据使用者进行调整，使用者不用进行前期学习，而可 以直接登录系统之后就可以顺利的使用系统中各个项目提供的服务。系统可以修 改自身的算法来适应使用者不同的需求，同时也会不定期的向系统设计者发送分 析报告，方便系统设计者对系统进行修改，这两方面同时下手，更有利于系统的 更新和升级。 系统最大的缺点就是使用者主观能动性发挥限制较大。因为系统高度自治， 因此使用者只能被动的提供数据，不能主动地修改系统项目。因此整个系统对算 法的依赖性很高，一旦算法出现致命的错误，系统将无法给出正确的反应。在这 种情况发生之后，使用者不能做出任何有用的行为帮助系统恢复正常，只能等待 系统向设计者发送错误报告，设计者进行修改升级之后才能再次使用。因此在之 后的设计和研究中可以加入使用者对系统进行修改的接口，方便使用者主观能动 性的发挥。 硕士学位论文 m a s t e r st h e s l s 4 泛在学习中的学习资源自适应环境系统设计 4 1 资源自适应环境系统整体设计 4 1 1 资源自适应环境系统流程设计 系统分为两个部分：个人学习部分和小组学习部分。整个系统的特色就是注 重学习者在学习时所扮演的角色特征。当学习者想进行个人知识建构时，他可以 选择个人学习，这样他在学习知识时的自主性将更容易发挥。当学习者想锻炼自 己的协作能力和处理问题的能力时候，他可以选择小组学习。个人学习更加强调 知识的学习，更加偏向于课堂教学模式，但是小组学习部分更加偏重于培养学习 者的协作能力，知识表述能力等。因此资源自适应环境系统可以说集合了课堂教 学和网络学习的优势。整个系统的流程图如下图所示： 图l o 资源自适应环境系统流程图 上图简单的表述了系统整个使用过程的流程。使用者在第一次登录的时候需 2 4 硕士学位论文 m a s t e r st h e s l s 要注册，注册信息会记录到相应的模块中进行保存，方便系统之后对使用者进行 分析。在注册的时候，系统会针对不同的使用者提供一套不同的测试问卷，要求 使用者进行填写。如果是学习者进行注册，那么系统会提供学习风格测试卷；如 果是教学者，那么系统就会提供教学风格测试卷。系统会立刻将测试结果反馈给 使用者，同时系统对结果也会做相应处理之后进行存储。 如果不是第一次使用，那么在登录之后直接进入到学习选择的环节。在这一 个界面，学习者可以自由选择个人学习或者是小组学习。选择之后进入相应的学 习界面，进入界面之后，系统会自动引导，学习者按照系统指示就可以顺利进行 学习。在学习完成之后，系统会进行随机调查，如果需要参与调查那么就需要配 合系统回答一些问题，完成之后就可以结束此次学习了。对于调查结果，系统会 自行处理，配合多为调查者的数据，系统会自动对算法等方面的问题进行改进。 4 1 2 资源自适应环境系统功能设计 系统的首页分为三个大部分：导航部分、动态活动查看部分和推荐信息查看 部分。导航部分分为两个部分：顶端导航和左侧导航。动态活动查看部分放在了 网页的中间，因为这一部分内容直接跟学习互动相关，学习者最关心的部分就是 这一部分，因此将这一部分内容放在网页的最中间，方便学习者查看。推荐信息 查看部分放在网页的右侧，在这一部分中可以看到系统推荐的一些课程或者是可 能跟你有相同兴趣的学习者。网页整体布局如下图所示： 整堡煎皇墨! 笪_ l 叠重i 冒盈冒雹冒i 墨冒目冒图墨_ 图囝冒冒- 国墨_ _ l 目墨i 蓄i ：匿】叠冒 曩爨 i 攀：，：= 筌，妻翌一兰一? j 拜蔓一瓢 誓鳟事，。并复原创 转嗣关连l 口新鲜事设置。鄹疆 圈篡溅耋昙蕊，言兹黼基 圈 北京大擎i 缁黧爱 麴躺钿 名镑太蓼瞪嚣蕴一 糟曜二l 冒翻翌曩翻 2 ，3 9 z 己经成为就舞姆隐晴警甓的骑丝! 歪豆区夏 圈黧夏一墓! 圈1 1 系统首页界面设计 ( 1 ) 导航设计 顶端导航有五个大项目：首页、个人学习记录、小组学习记录、资源管理和 好友。首页就是上图所显示的内容，在一般情况下，这个页面是学习者最常使用 的页面，因为在这个页面学习者可以很方便的看到所有更新信息，并且简单了解 一下这些信息的内容。个人学习记录和小组学习记录是系统根据学习者所参与的 2 5 一一；|孙蛐一一一一一一 硕士学位论文 m s t e r s 丁h e s l s 学习活动产生的数据，经过分析得到的分析报告，因此在这两个部分中，学习者 可以看到系统给出的分析报告以及建议。当然这一部分也提供给学习者一个自我 反思的部分，但是大体说来，这两个部分学习者能够建设的部分并不多。资源管 理这一部分主要是依靠学习者的操作，学习者可以在这里面定制学习资料，查看 收藏的资源等。学习者不但可以自己收藏资源，还可以评价资源之后向自己的好 友推荐此资源。好友模块是方便学习者之间相互联系，他们可以参加同一个学习 小组，也可能对同一个课题感兴趣。 左侧导航是主导航，内容非常丰富。主导航分为两个大部分：学习活动相关 项目和推荐项目。学习活动相关项目包含了1 0 个栏目，推荐项目有4 个项目。 新鲜事栏目主要功能是显示学习者好友最新发表或者分享的学习笔记、课程 心得、学习者订阅资源更新信息、小组新开展的活动等等。总之这一个栏目包含 了学习者不在系统时所有更新的跟学习者相关的信息，学习者在此可以知道简略 的知道自己不在期间发生的事情。 学习笔记是学习者在学习时记录的信息，学习笔记主要是在个人学习时记录 的信息，一般是重要知识点，当然也可以是小组协作时产生的一些思想火花。学 习笔记可以作为私人查看项目，也可以公开发表。私人查看项目就只有学习者自 己可以看见，公开发表部分可以提供给学习者所有的好友查看和分享。 资源建设栏目分为两个部分：学习者已经建设的资源和学习者可以参与的资 源建设项目。已经建成的资源显示为学习者之前参加的小组学习时建设的学习资 源，这一个部分与之后的学习奖励栏目有一部分关联。学习者建设的学习资源根 据使用率，系统会给予学习者一定的学习奖励，如：讲座参与券或者是部分收费 资源等。而可参与建设的资源项目与小组栏目有关联。可参与建设的项目会显示 学习者感兴趣的项目或者是能力所及的项目以及这些项目的简介和需求等信息， 参与这些项目的建设需要学习者先加入相应项目发起小组，因此这一部分与小组 栏目相关联。 学习奖励栏日记录了学习者在学习过程中获得的奖励。这些奖励有些是教学 者给予的，有些是小组成员给予的，还有一部分是系统根据学习者的贡献自动分 配的。这些奖励有三个作用：第一，学习者可以利用这些奖励获取一些稀有资源； 第二，这些奖励是教学者给予过程性评价的重要依据；第三，学习奖励可以提供 给系统分析学习者基本的数据。 分享栏目里面包含了学习者分享的好友的学习笔记、优秀学习资源、教学者 的课件等内容。这些内容显示了学习者感兴趣的学习内容或者是喜欢的教学者， 系统通过分析其中的数据可以更好的了解学习者的兴趣爱好等，方便系统更加高 效的推荐学习资源。 硕士学位论文 m s t e r st h e s l s 小组栏目中包含了学习者参与的学习小组信息、学习小组近期正在进行的资 源建设信息以及之后可能会进行的资源建设信息。小组信息包含小组最近发展的 情况、指导老师的意见、小组成员变更情况以及小组成员对小组提出的意见和建 议。小组近期正在进行的资源建设信息就是小组最近展开协作学习的情况，学习 者可以根据自己的需求参与到不用的建设项目中。之后可能进行的资源建设信息 主要是处于准备状态的建设项目，要求组员给出意见，最重要的是指导老师的指 导意见。 留言栏日是学习者之间还有学习者与教学者之间联系的方式。学习者有问题 可以给相应的教学者留言，教学者看到留言只有单击回复就可以回答学习者留言 中的问题了。学习者之间也可以留下信息，比如资源的交换信息等。 状态、校友录和创建小组这三个栏目更多的是社交功能。状态是学习者当前 的一个心情状态；校友录是跟学习者同一个学校学习者的记录情况；创建小组给 予学习者创建学习小组的权力。当然如果学习者想创建一个学习小组还是有一定 的限制条件，并且申请创建小组还要通过系统的审核。 好书推荐栏目中是系统推荐的阅读率较高书本。当然系统进行推荐时，是根 据学习者的学习兴趣在相关的学科领域内进行推荐的。名师推荐是系统推荐的比 较活跃的老师或者是学习者评价较高的老师。这个栏目中推荐名师名课，使学习 者能够方便的领略到名师风采。小组推荐是根据学习者感兴趣的领域推荐该领域 内比较有名的学习小组。推荐的时候有小组的简介和贡献，同时还有小组对于成 员的要求等。大家喜欢栏目就是一个大杂烩的栏目，里面汇集了点击率非常高地 项目，有学习资源也有娱乐项目等。 ( 2 ) 动态活动部分设计 动态活动分为两个部分：个人动态部分和小组动态部分。个人动态部分记录 了学习者好友所有的新动态：是发表了新的学习笔记还是有新的学习心得或者是 分享了学习资源等。小组动态部分显示小组最新的资源建设项目建设情况或者是 小组推荐课程等。因为此部分是学习者了解整个学习平台资源更新的窗口，因此 此部分内容占据了网页的中心空间，并且显示清晰明显。 此部分内容虽然多，但是显示却相当清晰。学习者登录页面之后，此页面显 示的就是个人动态信息。如果学习者想了解小组情况，只有单击上面的小组，就 可以看到小组的最新动态。因为整个平台注重资源，因此上部除了有小组按钮还 有一个分享按钮。单击分享按钮之后可以看到个人和小组分享的所有的资源。学 习者通过分享栏目可以看到平台最近更新的所有跟学习者相关的资源情况。 ( 3 ) 推荐信息部分设计 网页的右部是推荐信息。推荐信息由系统自动产生，系统产生这些信息一部 硕士学位论文 m a s t e r s 丁h e s i s 分是根据学习者的订阅，一部分是根据学习者数据分析结果。系统推荐的信息分 为两个内容：课程信息和学习者信息。课程信息在上端，占据的位置比较大，有 类似海报一样的动态显示信息吸引学习者的注意力。学习者可以通过海报了解课 程信息，并且可以从下面显示的参与人数信息考虑自己是否参与课程。另一个推 荐信息是学习者推荐信息，系统会根据学习者的学习小组、学习兴趣和学习风格 推荐可能成为学习者学习伙伴的学习者给学习者认识。 ( 4 ) 功能小项目设计 整个页面除了以上三个大的部分，还有一些帮助学习者更好的使用平台的项 目。在顶端导航条边上有一个站内信和搜索条。站内信是学习者跟平台设计者联 系的平台。学习者可以利用站内信跟设计者进行联系，提出自己对平台的意见和 建议。设计者也可以通过站内信通知学习者平台最新的功能以及一些注意事项等 等内容。搜索条是方便学习者搜索好友、小组和资源信息。需要明确的是这个搜 索条只能搜索站内的一些信息，不能进行资源的语义搜索。 右侧推荐信息区上端有好友、请求和提醒三个项目。在此区域的好友具有添 加好友的功能，单击这个好友键，输入想添加的好友的账号就可以添加上此好友 了。请求是其余人请求加我为好友的信息。在此栏目中可以看到别人的好友请求 信息，如果同意添加就单击同意，不同意就单击忽略即可。提醒栏目是提醒学习 者订阅更新情况和学习奖励更新情况。 4 2 资源自适应环境系统个人学习部分设计 个人学习部分强调的是学习者自主的选择学习内容进行学习。在学习过程 中，学习平台系统为学习者提供合适的学习资源。系统会根据学习者所处的学习 环境自适应地提供学习资源。这一部分的设计重点就是系统怎样通过算法，通过 数据挖掘和先进的自适应技术来实现学习资源自适应与学习者的需求。个人学习 除了资源自适应于学习者，还有一个特色就是学习者可以随时中断学习进程，系 统会自动记录并且能在学习者下次登录时给出学习中断的提示，方便学习者继续 学习中断内容。 4 2 1 个人学习部分流程设计 个人学习部分分为四个部分：学习起点选择、学习过程、评价过程和随机调 查。具体的流程图如下图所示： 硕士学位论文 m a s t e r s 了h e s l s 图1 2 个人学习系统沉程图 此学习平台个人学习部分一个特色就是随时中断学习，系统自动记录中断 点，当学习者下次进入个人学习界面时，系统自动提示上次学习中断点。因此当 学习者登录到个人学习界面进行学习时就需要对学习起点进行选择。系统会记录 学习者上次中断学习的点，并且不是每次只记录一个中断点，而是不同学习内容 记录不同的中断点，如：前一天学习者进行了生物、物理和数学的学习，并且每 一个科目的学习都没有完成。那么当学习者再次登录个人学习界面选择历史学习 点时，系统会显示生物中断点、物理中断点和数学中断点。当然学习者也可能不 想进行继续学习，而是想进行新内容的学习，那么学习者只需要选择新课程学习 即可。系统对于中断点的记录是有时间限制的，当一个中断点快超过记录时间时， 系统会提示学习者，当学习者还是没有完成中断内容的学习，那么系统就会消除 中断点的记录，并且认定学习者对此学习内容的学习为零。当然当学习者第一次 登陆个人学习界面的时候，系统只会提供新课程学习这一个选择。 硕士学位论文 m a s t e r 。st h e s l s 学习过程体现了微学习的特点。学习资源都是由学习元组成的，一般情况下 都是一个学习元，最多不会超过5 个学习元。学习者可以在很短的时间内完成一 个学习资源的学习。最有特色的一点就是：此处提供的学习资源有一部分是小组 协作学习时建设的学习资源。自适应搜索引擎会在资源库中选择合适的资源提供 给学习者，学习者也可以给引擎限定搜索条件，使返回结果更加符合自己的要求。 评价分为过程性评价和总结性评价。过程性评价是必须有的，过程性评价分 成两个部分，一部分是系统根据学习者的学习活动自动生成的，另一部分是教学 者进行评价的。这两部分评价结合在一起，最后总结成为一份完整的过程性评价， 记录在学习者模型中。总结性评价是系统根据测试结果和教学者给出的总结评价 综合之后，形成的最终评价。这两个评价中，过程性评价比总结性评价重要，过 程性评价可以指导学习者修改自己的学习过程，但是总结性评价也是必不可少 的，因为总结性评价给出全面的一个评价，学习者根据总结性评价知道自己的学 习效果。 随机调查是系统不定期随机进行的。基本上这个调查是帮助系统自我完善的 部分，要求学习者配合完成一些题目。这些题目不会占用学习者很多时间，并且 多为选择题，并且针对有重大价值的问卷，系统会提供一定的奖励。 4 2 2 个人学习部分学习活动设计 个人学习部分最主要的部分就是自适应搜索引擎。自适应搜索引擎将学习者 和学习资源联系在一起，实现学习资源自动满足学习者需求的要求。为了保证资 源自适应的实现，资源自适应学习活动包括四个主要部分，具体内容如下图所示： 图”资源自适应学习活动设计图 3 0 硕士擘位论文 m a s t e r st h e s l s 由上图可以看出资源自适应学习活动包含学习者分析、学习环境分析、学习 资源分析和学习设备分析等四部分。其中最重要的是学习者分析和学习环境分 析，因此模型中这两个部分使用实线框画出来的。学习者分析和学习环境分析这 两部分系统比较依赖使用者的反馈信息，但是学习设备分析和学习资源分析这两 部分系统独立性比较高，因此在模型中用虚线框画出来。从上图中的箭头中可以 看出来，学习者对学习环境分析和学习资源分析的控制度还是比较高的。 ( 1 ) 学习者分析 学习者分析主要是系统理解学习者状态的一个过程。其中最重要的一个部分 就是学习者的学习风格和学习习惯。学习风格在学习者进行注册时就已经进行过 测试了，并且结果存储在学习者模型中，因此系统可以调出测试结果为学习者分 配合适的学习资源组合方案和学习计划。学习风格也不是一成不变的，在学习者 学习过程中系统会统计一些学习风格相关数据，并以此为依据，修改学习者的学 习风格数据，让学习者在之后的学习中更加舒心。如左脑型学习者更加习惯用理 性思维来思考问题，在进行学习时比较喜欢逻辑严密的学习资源，因此系统在呈 现学习资源的时候就要尽量呈现有严密逻辑关系的资源。同样，如果是右脑型学 习者，系统就需要提供语言描述比较多的学习材料，让右脑型学习者的感性思维 有发挥的余地。 学习习惯最主要的依据是学习活动习惯和学习路径的记录报告。学习者都有 自己学习知识的一个习惯，有些学习者喜欢先进行概念的学习再进行具体知识的 学习，学习过程呈现一种由抽象到具体的过程。但是有些学习者喜欢先进行具体 知识的学习，然后从这些具体的知识中提升出基础概念，这就是一种从具体到抽 象的学习过程。系统记录学习者的这个学习活动过程，就可以分析出学习者的习 惯，在组合学习资源的时候就可以根据学习者的学习习惯呈现不同类型的资源组 合方案。学习路径也是很重要的一个方面，有些学习者喜欢先学习文科知识，然 后在进行理科知识的学习，但是有些学习者正好相反。因此对于学习路径的分析 也是学习者分析中很重要的一个部分。 除了以上主要考虑方面，在进行学习时，系统还要考虑学习者一些具体情况。 比如学习者当前的学习心态：是比较平和的状态还是比较焦躁的状态。如果比较 平和就可以进行较难知识点的学习；如果比较焦躁，那么最好安排简单的学习内 容。系统还要考虑学习者的学习兴趣。比如学习者喜欢物理学习，不喜欢地理学 习，那么系统可能会在进行地理学习的时候提供涉及到物理内容的地理学习资源 来引起学习者的学习兴趣。 ( 2 ) 学习环境分析 学习环境分析是整个活动中最重要的组成部分。学习环境分析主要依靠学习 硕士学位论文 m a s t e r st h e s l s 者的反馈，系统可以自主处理的空间有限，并且出现处理错误的可能性相对比较 大。因此这一部分的人机界面设计就相当重要，此处的人际界面要求高交互性和 高容错性以及友好易行的操作界面。 学习环境分析分为四个方面：干扰环境、学习时间、限制和帮助者。每一个 大项目下还包含有下项目，具体情况如下表所示： 表4 学习环境分析表 学习环境宽容度 干扰环境噪音情况 环境稳定性 学习时间5 分钟 空间 限制 可依靠物体 帮助者帮助学习者 学习环境宽容度指的是学习环境对学习者进行学习活动的一个容忍状况。比 如学习者在进行英语口译的学习，学习者需要发声朗读英文单词，那么当前学习 环境能不能容忍学习者发出声音。如果是像图书馆那样需要保持安静地环境，学 习者当然不能发出声音，那么系统提供个学习者的资源就要除去发声材料。 噪音情况指的是环境中噪音的大小。如果环境噪音大，那么学习者不容易听 到声音，同时学习心态容易焦躁。因此系统在提供学习资源的时候，就要提供文 本资源，同时要保证学习资源的简易性。 环境稳定性指的是学习环境的稳定状态。如学习者在图书馆，那么学习环境 的稳定性就很高，相对的，如果学习者现在正在公交车上，那么学习环境就不稳 定。在稳定的学习环境下，可以进行多种媒体混合起来的学习资源，在不稳定的 学习环境下，就尽量提供听觉材料，而避免提供视觉材料。 学习时间直接关系到学习元的组合。系统提供的资源是由学习元组成的微型 学习资源。如果学习时间短，那么系统就提供单一的学习元给学习者进行学习。 如果学习者设定的学习时间比较长，那么系统就提供多个学习元组合的复杂学习 资源给学习者进行学习。 限制包含空间限制和依靠物限制。在狭小的空间内人们都会觉得不舒服。因 此当学习空间狭小时，系统需要考虑学习者的学习心态等和学习资源不能太复杂 等问题。依靠物指的是可以提供给学习者依靠的物体，比如书桌和座椅。有这些 依靠物的时候，学习者比较能够静下心来进行学习，也方便学习者的学习活动， 但是没有这些依靠物，学习起来就比较吃力。因此在没有依靠物的情况下，学习 内容不能有很多很复杂的计算的问题，最好是知识累积类的学习资源。 硕士学位论文 m a s t e r st h e s l s 帮助者指的是可以帮助到学习者当前学习的人。如果有帮助者，学习资源可 以出现比较难的信息，但是在没有帮助者的情况下，学习资源可能更多的是依靠 以前知识就可以解决的问题。其实在实际情况中，帮助者这个项目对学习的影响 不是很大，因为系统呈现的都是学习元资源，学习者可以根据自身已有的知识进 行学习。 系统对学习环境的分析主要从以上四个方面进行。当以上四个方面都达到一 个比较理想的状态，系统会提供合适的学习资源供学习者进行学习。但是当以上 四个方面至少有两个方面不理想的话，系统会建议学习者不要进行学习。泛在学 习最根本的特色是学习者有强大的学习兴趣，因此不能因为条件限制等因素，造 成学习结果不好或者学习过程不顺利，而降低了学习者对学习的兴趣。 ( 3 ) 学习资源分析 详细来说应该成为学习资源呈现方式分析。因为泛在学习的优势就在于学习 资源的多样化。因此多种媒体形式的学习资源组合方式对学习者的学习有很大的 影响。对于电子学习资源分类如下表所示： 表5 电子学习资源分类 总分类细分类说明内容 文字材料做成t x t 文件，知识点呈现清晰明了简洁， 仅t 但是缺点是呈现方式是直线式的。 文字类 e b o o k 以超文本的形式呈现知识点，方便系统理解知识点。 可以将公理、字词解释等固定内容做成词典，方便学 电子词典 习者随时查看相关内容。 图片包含知识的图片讲解内容。 语音讲解，可以将能够用语言表述清楚的知识点做成 声影类音频 语音文件，方便学习者在不稳定环境中进行学习。 视频包含知识点的视频材料。 电子教案教学者上传的教案。 综合类电子课件教学者制作的课件，帮助学习者进行学习。 动画形象化的知识点学习材料。 从上表可以看出学习资源形式多样，不同的组合方式可以帮助学习有更好的 学习效果。比如只有文字说明学习者不容易产生形象思维，但是加上图片或者视 频之后，学习者就可以很好地理解文字描述的内容。当然学习资源的组合也要考 虑实际情况，比如视频不一定就比图片好。造成这种现象的原因就是学习设备分 析中要讲述的内容。 ( 4 ) 学习设备分析 硕士擘位论文 m a s t e r st h e s i