（课程与教学论专业论文）基于网格的智能学习环境研究.pdf

摘要 基于网格的智能学习环境研究 课程与教学论计算机辅助教学博士研究生：钟国祥 指导教师：邱玉辉教授 摘要 计算机辅助教学始终是各国和研究者关注的一个重要课题，作为一l j 新兴的学科，它随 教育教学理论和计算机技术的发展而发展。目前使用的计算机辅助教学软件称为智能教学系 统( h l t e l l i g e n tt u t o m l gs y s t e m ，简称i t s ) ，一方面它是一种封闭式的系统，修改难度大，投 入高：另一方面，i t s 主要以建构主义学习理论作为理论基础，片面强调学习的自主建构， 忽视了教师在教学中运用隐性教学知识进行教学指导的重要作用。网格是近几年来信息技术 领域的热点研究课题，着力解决目前万维网的资源孤岛雨j 信息孤岛。同时教育教学理论的研 究也有了新的进展，整体教育论_ 币i i 学习共同体理论主要体现了全面发展、共同学习和终身学 习的教育理念，不但强调学生学习的自主建构，同时也充分发挥教师的指导作用，是完全符 合当今时代发展对人才培养的要求的。在我国研究和运用现代教育方式，对于又好又快地培 养人才，将一个人力资源大国建成一个人力资源强国具有十分重要的特殊意义。本文以网格 作为新一代计算机辆助教学的基础平台，按照整体教育论和学习共同体理论的现代教育理念， 充分利刚a g e i l t 技术和虚拟现实技术建立资源共享的、开放的、动态的、多模式的、双主的 学习环境。 研究丁作和创新点主要包括以下儿个方面： 、构建了一个基于网格的智能学习环境模型 介绍了学习环境的概念，分析了整体教育论、学习共同体理论对学习环境的要求，讨论 了学习环境智能性要求和学习环境自身的要求，建立了基于网格的智能学习环境模型 g i s e m ，该模型突出丰富性、智能性、个性性、协作性、指导性、体验性和扩展性特点，设 计了基于网格的智能学习环境层次结构和智能学习环境的界面模式。 二、构建了一个教育资源的聚合模型 两南大学博十学伊论文 为有效共享网格中的教育资源，采用l o m 描述教育资源，按照社区方式分类组织教育 资源，设计了基于多a g e m 的教育资源发现模型，分析了其发现方法，并对发现的教育资源 在智能学习环境中采用基于对象的x m l 表示方法表示，聚合成六类教育资源，从而为智能 学习环境提供了一个动态的、开放的、聚合的教育资源平台。 三、构建了一个双层动态学生模型 由于学习者在智能学习环境中表现的丰富性和复杂性，为有效收集、分析、聚类学习者 的学习情况和个性特征，按照开放、动态和智能的设计理念构建了双层动态学生模型，给出 了学生模型的具体特征层的内容及建立过程，描述了综合特征的评价过程和算法，采用多 a g e n t 和a g e n l 中间件技术实现双层动态! 学生模型。这样不但可以利用人智能技术自动：次 集学习者的信息，还能够充分利刖指导者的隐性教学知识把握学习者的情况，从而为个性化 教学提供了科学的依据。 四、构建了一个多模式教学模型 构建了实现自主、合作、协作、主导的多模式教学模型，描述了各子模块的功能，设计 了子模块中各a g e n t 的结构，给山了智能学习环境中教学模式相应的典型方法，采用双层教 学规划和双层教学策略实现指导者的主导功能，研究了导航功能、考试评价和虚拟班级组建 实现技术，给学习者提供了一个多种学习模式、教师主导、体验性的学习环境。 关键词：网格整体教育学习共同体学习环境 a b s t r a c t t h er e s e a r c ho fi n t e u i g e n c el e a r n i n ge n v i r o n m e n tb a s e do nt h eg r i d m a j o r ：c u r r i c u l u ma n d7 i a c h i n gm e t h o d o i o g y r e s e a r c hd i r e c t i o n s ：c o m p u t e ra s s i s t e di n s t r u c t i o n s u p e r v i s o r ：p r o f y h h u iq i u p h d c a n d i d a t e ：z h o n gg u o x i a n g a bs t r a c t t h ec o l p u t e ra s s i s t e di n s t m c t i o ni sm r o u g h o u ta ni m p o r t a n tt o p i cw 1 1 i c hm a n y c o u n t r i e sa n dr e s e a r c h e r sp a ya t t e n t i o nt o a sa ne m e 哂n gs u b j e c t ，i td e v e l o p sw i t ht h e d e v e l o p m e t l to fo d u c a t i o nt e a c h i n gt h e o r ya n dc o m p u t e rt e c l l n o l o gy t l l ec o m p u t e r a s s i s t e di n s t m c t i o ns o f h a r em a tw ea r eu s i n gn o wi sc a l l e di n t e l l i g e n tt u t o r i n gs y s t e m ， a 1 1 di sa l s os h o r tf o ri t s o no n eh a n d ，i ti sak i n do fe n c l o s e ds y s t e m ，a n di ti sh a r dt o r e v i s ew h i l et h ei n v e s t m e n ti sh i 曲；o nt h eo t h e rh a n d ，i t sm a j n l yb a s e so nt h e 研n c i p l es t u d yt h e o 叫a n du 1 1 i l a t e r a l l ys t r e s s e so nt h es t u d yi n d 印e n d e n tc o n s t m c t i o n ， s om a tn e g l e c t st h ev i t a lr 0 1 eo ft h et e a c h i n gi n s t r u c t i o ni nt h et e a c l l i n gu s i n gt h e r e c e s s i v et e a c m n gk n o w l e d g et h et e a c h e rc a r 叫o n 1 1 1m er e s e n ty e a r s ，m e 鲥d ，w h i c h f o c u s e so ns 0 1 v i n g 血ew 6 r l dw i d e 、b sr e s o u r c e si s o l a t e di s l a l l da n dt h ei n f o r n l a t i o n i s o l a t e di s i a i l d ，i sb e c o m i n gt h eh o t s p o tr e s e a r c hs u b j e c ti nt h ef i e l do fi n f o r m a t i o n 1 b c h n o l o g y a tt h es 锄et i m e ，t h e r ei sn e wp r 0 伊e s s o nt h er e s e a r c h i n go fe d u c a t i o n t e a c h i n gt 1 1 e o 够t h eh 0 1 i s t i ce d u c a t i o nt h e o 巧a i l dl e 锄i n gc o m m u m t yt h e o d ，m a i n l y d e d i c a t et h et e a c 坷n gt h e o d e so fg e n e r a ld e v e l o p m e n t ，t o g e t h e ra n di i f e l o n gs t l l d y t h e y d on o to n l ye m p h a s i z eo nt h ei n d 印e n d e n tc o n s t m c t i o no ft h es m d y ，b u ta l s om l l ye x e r t t e a c h e r s i n s t m c t j o nr 0 1 e s oh 0 1 i s t i ce d u c “o nt h e o r ya n dl e a m i n gc o m m u n i t yt h e o r y c o m p l e t e l ya c c o r dw i t hw h a tt h ep r e s e n td e v e l o p m e n tr e q u i r e sf o rc u l t i v a t i n gp e o p l e w i t ha b i i i t i e s t h c r ea r e 黟e a ts i g n i f i c a n c e sf o ro u rc o u n t d ，t os t u d ya n du s et h em o d e m t e a c h i n gm e t h o d sw h i c h c a l lh e l pu sw i t hb r i n g i n gu pt h ep e o p l ew i t ha b i l i t i e sw e l la n d q u i c k l v ，a 1 1 da l s om a l ( eo n e h 啪a j lr e s o u r c e s 伊e a tn a t i o nb e c o m eo n eh u m a nr e s o u r c e s p o w e r 血ln a t i o n t 钛i n gt h e 班d 硒t h ef o u n d a t i o np l a t f o 肌o fan e wg e n e r a t i o n c o m p u t e ra s s i s t a n tt e a c h i n ga n dd i s c u s s i n gw i t ht h em o d e m e d u c a t i o ni d e aa c c o r d i n gt o m ew h 0 1 ee d u c a t i o nt h es t u d yc o m m u n i t yt h e o r y ，t h i sa n i c l em a k e sm nu s eo fa g e n t t e c h n o l o g yv i r t u a lr e a l 时t e c h l l 0 1 0 9 yi no r d e rt o e s t a b l i s has h a r i n gm 1 1 y o p e l l i n g ， d y n 锄i c ，m u l t i 巾a t t e m ，d o u b l em a i ns t u d y i n ge n v i r o m e n t 1 i i 两南大学博十学位论文 t h i sr e s e a r c hw o r ka n di n n o v a t e sm a i n l yi n c l u d e st h ef 0 1 l o w i n gs e v e r a ：a s p e c t s ： ： f i r s t ，i th a sc o n s t m c t e da 1 1i n t e 埘g e n c e1 e 删：1 9e n v i r o m e n tm o d e lb a s ! do nt h eg 耐 i ti n t r o d u c e st h ec o n c 印t so f1 e 枷n ge n v i r o 工硼e n ta n da n a l y s e sm er e q u e s t so fh o l i s t i c e d u c a t i o n 也e o 巧a n dl e 锄i n gc o 珊m l l n i t y 也e o r yf o rs t u d ye n v i r o n m e n t m e a n w m j ei t a l s od i s c u s s e st h en e e d so fl e a m i n ge n v i r o n m e n ti n t e l l i g e n c ea n dl e a m i n ge n v i r o n m e n t ， a 工l dc o n s t m c t sa 鲥db a s e di n t e l l i g e n c ei e a m i n ge n v i r o n m e n tm o d e l _ 一g i s e mw h i c h h i g h l i 曲t sr i c he x t e n d e d ，t h ei n t e l l i g e n c e t h ei n d i v i d u a l i t y ；t h ec o o p e r a t i o n ，t h e g u i d a i l c e ，t h ee x p d e n c ec h a u r a c t 硎s t i c s t h i sm o d e l h a sd e s i 龋 dt h es t m c ：! j eo ft h e g n db a s e di n t e l l i g e n c e1 e a t l l i n ge n v i r o m e n ta n dt h ec o n t a c ts u r f a c eo fm ei n t e l l i g e n c e 1 e a m i n ge n v i r o m e n t s e c o n d ，i th a 童c o n g t i u c t e da ne d u c a t i o nr e s o u r c c sp 0 1 y m e r i z a t i o nm o d e i i no r d e rt os h a r et h e c he d u c a t i o nr e s o u r c e si nt h eg de f f e c t i v e l y ；t h j sa r t i c l ea d o p t s t h el e a m i n go b je c t m e t a d a t a ( l o m ) w i t ht h eo b je c tb a s e dx m lt o d e s c r i b ec 1 e e d u c a t i o nr e s o u r c e si nt h e 鲥da n dc o n s t r u c t sm u l t ia g e n tb a s e dr e s ；u r c e sd i s c o v e r y m o d e l a r e ra n a l y z i n gt h i sd i s c o v e r ym o d e l ，i th a se x p r e s s e dt h ed i s c o v e qe d u c a c i o n r e s o u r c e si n i n t e l l i g e n ti e a n l i n ge n v i r o i m l e n t ，p 0 1 y m e r i z e d s i xk i n d se d u c a t i o n r e s o u r c e s ，t h u si th a sp r o v i d e dt h ei n t e i l i g e n c e1 e a m i n ge n “r o 啪e n tw i t had y n 锄i c a l ， o p e 伍n g ，p 0 1 y m e r i z e de d u c a t i o nr e s o u r c e sp l a t f o n n t h i r d ，i th a sc o n s t m c t e dad o u b l ed e c k e dd y n 锄i cs t u d e n tm o d e l h 1t e 珊so ft h er i c l l i l e s sa n dt h ec o m p l e x i t yt h a tt h el e a m e r sh a v ed i s p l a y e di i lt h e i n t e l l i g e n c e1 e a r n i n ge n v 油啪e n t ， a c c o r d i n gt oo p e l l l l e s s ，d y n 锄i ca n di n t e l l i g e n c e i d e a ，i tc o n s t r u c t sad o l l b l ed e c k e dd y n 锄i cs t u d e n tm o d e l ，a n dd e l i v e r st h ec o n t e n t s a 1 1 dc o n s t m c t i n gp c e s s e so fd e t a i lc h a r a c t e r1 a y e r ，a n dd e s 嘶b e s伪ee v a l u a t i o n p r o c e s sa n d 撕t m e t i co fs y n t h e t i cc h a r a c t e r i s t i c s ，a j l dr e a l i z e st 1 1 ed o u b l ed e c k e d d y l l 锄i cs t u d e n tm o d e lb a s e d0 nm u l t ia g e n ta n dm i d d l e w a r et e c h n o l o g yi no r d e rt o e f r e c t i v e l yc o l l e c t ，a n a l y z e ，c l u s t e rl e a m e r ss t u d ys i t u a t i o na n di n d i v i d u a ic h a r a c t e r i s t i c s ot h a ti tc a nn o to n l yu s et h ea r t i f l c i a l i n t e l l i g e n c et e c l l n o l o g ya u t o m “c a l l yc 0 1 i e c t 1 e 锄e r si n 最) 珊a t i o n ，b u ta l s of u 1 1 yg r a s pl e 踟e r ss i t u a t i o nu s i n gi n s t i u c t o r si e c e s s i v e t e a c h i n gk n o w l e d g e ，t h u si th a sp r o v i d e dt h es c i e n c eb a s i sf o rt h ep e r s o n a l i z e dt e a c h i n g f o u r t h ，i th a sc o n s t r u c t e dt h em u l t i p a t t e mt e a c m n gm o d e i i tc o n s t r u c t so n em u l t ip a n 锄 t e a c h i n gm o d e lw h i c hr e a l i z e di n d e p e n d e n ts t u d y ， j v a b s t r a c t c o o p e r a t i o ns t u d y ；c o o p e r a t i o ns t u d y ；l e a d i n ga n d d e s c r i b e st h e 如n c t i o no fs u b m o d e l s b e s i d e sd e s i 留l i n gm es t r u c t u r eo fa g e n t si ns u b m o d e l s ，i ta l s od e l i v e r st y p i c a lm e m o d s o ft e a c h i n gp a t t e m si ni n t e l l i g e n t1 e 锄i n ge n v i r o m n e n t ，a j l dr e a l i z e s t h e1 e a d i n g f u n c t i o no ft e a c h e rb a s e dt h ed o u b l e d e c k e dt e a c l l i n gp l a na n dt h ed o u b l e d e c k e d t e a c h i n gs t r a t e g y ，a n dr e s e a r c h e sr e a l i z a t i o nt e c l l l l 0 1 0 百e so fn a v i g a t i o n a lf u n c t i o n ， e x 锄i n a t i o n 锄de v a l u a t i o n ，c o n s t m c t i n gv i n u a lc l a s s t h e r e f o r ei tp r o v i d e st h el e 锄e r s w i t ht h em u l t il e 删n gp a t t e m ，t e a c h e rl e a d i n g ，e x p 嘶e n c ei e 锄i n g 印v i r o l l m e n t k e yw o r d ： t h eg r i d h o l i s t i ce d u c a t i o n l e a r n i n gc o m m u n i t y i e a r n i n g e n v i r o nm e n t v 图目录 图2 1 网格系统基本管理功能1 5 图2 2 面向协议的网格层次结构1 5 图2 3 面向服务的网格层次结构一1 6 图2 4 沙漏模型1 7 图2 5 万维网服务的基本三角形结构。1 8 图2 6o g s a 结构1 9 图3 1 基丁二网格的智能学习环境层次结构3 0 图3 2 智能学习环境界面模式3 1 图4 1l o m 规范3 3 图4 2 基于社区的教育资源组织3 6 图4 3虚拟组织( v o ) 的结构3 6 图4 4 基于m a 的资源发现过程3 7 图4 5 基于多a g e n t 的教育资源发现模型。3 9 图4 6 教育资源分类4 4 图4 7 领域知识树型结构4 4 图5 1双层动态学生模型结构5 0 图5 2 综合特征综合评价过程。“ 图5 3 模糊综合评价流程“ 图5 4 基于多a g e n t 的双层动态学生模型的体系结构。6 7 图5 5 基于a g e n t 中间件学习的工作流程6 8 图6 1多模式教学模型7 3 图6 2 用户接口子模块。7 4 图6 3 推理子模块7 4 图6 4 教学策略推理流程。7 5 图6 5 教学组织子模块7 5 图6 6 教学内容组织a g e n t 结构7 6 图6 7 学习导航a g e n t 结构7 6 图6 8 内容推送a g e n t 结构7 7 图6 9自动答疑a g e n t 的结构7 8 图6 1 0 考试评价a g e n t 结构7 8 图6 1 lv r 软件集成a g e n t 结构7 8 图6 1 2 合作服务子模块7 9 幽6 1 3 移动a g e n t 信息传输流程8 0 阁6 1 4 提示a g p n t 结构8 0 图6 1 5 学习伙伴a g e n t 结构8 1 图6 1 6 指导者a g e n t 结构8 2 图6 1 7 活动服务a g e n t 结构。8 2 图6 1 8 学习者a g e n l 结构8 3 图6 1 9 双层教学规划结构。8 6 图6 2 0 双层教学策略结构8 8 图6 2 1 图7 1 图7 2 图7 3 图7 4 图7 5 图7 6 图7 7 学习模型1 0 3 网格面向服务架构( s o a ) 1 0 7 网格原型结构1 0 8 选择学习内容1 1 6 学习者学习1 1 6 学习资料编辑1 17 学习者搜索资料1 1 8 指导者发布教学公告1 1 9 表目录 表5 1 认知能力评估5 6 表5 2 单选题测试记录表一5 7 表5 3 综合特征表6 3 表5 4 综合特征评价表。6 3 表7 1实现姒中间件的接口和类。1 1 4 独创性声明 学位论薏字日期：2。8年4月2。日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解i j t f 南入学有关保留、使川学位论文的规定，有权保留并向 国家有芡部j j 或机构趱交论文的复印卅：和i 磁盘，允许论文被查阅茅l i 借阅。本人授权凶南 人学研究生院( 筹) 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以 采川影印、缩印或扫拙等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：济保密，口 保密期限至年月止) 。 学位论文作者 签字日期：2o 导师签名： 签字日期： “ 1 4 月2o 日 第1 章前言 第1 章前言 1 1 基于网格的智能学习环境研究的背景和意义 1 1 1 研究背景。 计算机辅助教学是一门重要的新兴的学科，它是在计算机出现之后与教育领 域相结合的产物。计算机辅助教学的研究与应用开始于1 9 5 8 年，最早开展计算机 辅助教学实验的是美国m 公司，该公司的沃斯顿研究中心设计出第一个计算机 教学系统，这个教学系统利用一台m 6 5 0 计算机连接一台电传打字机教授小学 生学习二进制算术，并能根据学生的要求产生练习题，同时还研制了一种编写课 程程序的“创作语言”。之后，美国的一些大学和研究机构相继推出了一些计算机 辅助教学系统，这些系统从最初只能处理一个终端发展到处理数百个终端；从教 授一门课程发展到教授几百门课程；从服务小学生发展到服务大、中、小学生甚 至特殊学生。在美国的带动和影响下，日本、加拿大、英国等国家在6 0 年代后期 也逐步开展了对计算机辅助教学系统的研究，7 0 年代开始影响到发展中国家，我 国从8 0 年代开始启动了这方面的研究。计算机辅助教学随教育教学理论和计算机 技术的发展而发展，5 0 年代末一6 0 年代末为c a i 阶段，c a i ( c o m p u t e r a s s i s t e d i i l s t r u c t i o n ) 是程序教学理论与计算机技术相结合的产物。c a i 的发展面临几个突 出问题：硬件成本高，c 趾普及和推广难以进行；软件成本高，课件编程时间长， 课件制作要求教师既要懂学科知识、又要熟悉编程技巧、还要运用教育教学理论， 要制作高质量的课件常常需要具有丰富经验的教师、程序设计人员和心理学家的 共同努力完成，阻碍了c a i 的普及和推广；c a i 系统的理论基础受到质疑，认知 论者反对把学生完全置于计算机控制之下的程序教学方法，鼓励采用“直接经验 的学习”，使学生处于主动的学习地位。之后7 0 年代初一8 0 年代末开始了i c a i 阶段，i c a i ( i i l t e l l i g e n tc o m p u t e r a s s i s t e di n s t m c t i o n ) ，即智能计算机辅助教学， 又称作智能教学系统( i i l t e l l i g e mt u t o r i n gs y s t e m ，简称i t s ) 或人工智能计算机 辅助教学( a n i f i c i a li n t e l l i g e n tc o m p u t 既p l s s i s t e di i l s t m c t i o n ，简称a j c 趟) ，i c a i 是认知心理学教学理论与人工智能技术、计算机技术相结合的产物。i c a i 系统也 有公认的不足：【10 】根据学生的询问和错误而产生的教学材料其详略程度不适当， 这是园为系统要么认为学生具有很多知识，要么认为学生没有多少知识而造成的 不足；系统把某一领域概念化，因此它把某个学生的特征强行纳入它自己的概念 曲南人导：博十学位论文 系统以诊断他思想中的错误：这些系统所用的教学和评价策略，反映了控制它们 性能的无规律直觉发现；对用户的交互作用限制太多，这影响了学生的表现力， 因而也限制了教学诊断系统的能力；教师所传授的大量知识及解题技巧是帽兰j 隐 含的，难以显示地表示出来。 9 0 年代以后为i l e 阶段，i l e ( i n t e l l i g e n tl e a m i n ge n v i r o n m e n ：) 是建构主义 学习理论与计算机新技术结合的产物。按照建构主义教学理论，学习者是在与周 围环境相互作用的过程中，逐步建构起关于外部世界的知识，从而使自身认知结 构得到发展。建构的意义是事物的性质、规律及事物之间的内在联系，在学习过 程中帮助学生建构的意义就是帮助学生对当前学习内容所反映的事物的性质、规 律以及该事物与其它事物之间的内在联系达到较深刻的理解。为此，建构主义学 习理论的基本观点认为，知识不是通过教师教授得到的，而是学习者在一定的情 境下，借助其他人( 包括教师和学习伙伴) 的帮助，利用必要的学习资料，通过 建构意义的方式而获得，学生是学习环境的中心，“情境”、“协作”、“会话”和“意 义建构”是学习环境中的四大要素。学习环境的核心理论基础是建构主义和情境 认知理论。同时进入9 0 年代以后，由于计算机软硬件功能的提高，计算机处理问 题的能力增强，特别是多媒体技术和i n t e r n e t 技术的快速发展，为学习环境的构 建带来了生机。智能学习环境与工c a i 系统的根本区别是，前者是开放的，而后者 是封闭的。学习环境呈现以下明显的特点：强调以学习者为中心：强调学习的真 实情境性；强调自主、探究和协作的学习方式；强调学习者先前经验在意义建构 中的重要性；强调个人看法和多种观点的协商与阐释；强调运用技术，特别是信 息技术支持学习者高阶思维的发展；强调学习者的反思( 包括元认知) ；强调真实 性的评价。然而建构主义理论下的智能学习环境片面强调了学生学习的自主性， 而忽视了传统教学中教师的指导的重要作用；不利于系统知识的传授，且并不是 所有的知识都能够通过情境的创设而顺利实现意义的建构；过于强调发现学习法， 而发现学习法不是对所有学习者都实用。 目前智能学习环境的研究多从某个侧面或一个具体项目进行研究，这种研究 缺乏整体性和系统性。同时仍普遍存在智能性差、交互手段匮乏、知识结构松散、 资源共享度不高等一系列弊端，具体体现在： 多以呈现教学材料为主，在教学过程中学生被动学习，缺乏必要的交互手段； 对不同认知水平的学生采用相同的教学策略，缺乏智能性和适应性，难以实 现因材施教； 由于知识结构是松散无关的，掌握学习主动权的学习者面对众多信息而无所 两南大学博十学位论文 的一体化推进和终生学习对教育提出的要求，整体教育论随之提出s 价季薹蒙受 降鉴薹帑篓羹霸塑霖博# 其薹辆荔基依捌一j 馒鍪霪。型圳冀雾4 ；酣! 爹2 羹蚕 鐾煤手? 如薹巍际。丢嚣稀鬟翦薹甄稚萄羔蠢支j i 叼罩哺咆= 1 1 倒疆写螬 漯倒冀蟠瓣冀琴。眭j 既匍孽i 蘸篓薹磊篓羁j 杉p 朔羹篓霎纂霪篓冀譬耋薹垂 蠢稻的并发项誊痞墓雯鬟瓣。割雨鞘韵蒯；关于学习网格的开发项目主要围绕资源层面进行，如由金海教授领导的 c h i n ag r i d 项目，它的目标是将教育与科研网格上自治的、分布异构的海量信息 集成起来，实现c e r n e t 环境下资源的有效共享。目前智能学习环境的开发主要针 对专用学习，女口：am u l t i a g en ti n t e l l i g e n te n v i r o n m e n tf o rm e d i c a lk n o w l e d g e ， i s i s t u t o r ：a ni n t e l li g e n tl e a r n i n ge n v i r o n m e n tf o rc d s i s i su s e r s 等。 同时有大量的研究者从事智能学习环境理论层面的研究。 综合分析学习网格的研究，目前主要集中在以下几个方面： 教育理论角度：从建构主义学习理论和教学理论出发，探讨智能学习环境的 理论基础、构成要素及设计等； 网格技术角度：主要探讨学习网格中资源发现与管理、中间件、通信、安全、 容错、应用等方面的实现及相关技术； 综合角度：以建构主义学习与教学理论为指导，以网格为平台，探讨智能学 习环境的模型、框架，或者为一个具体的项目开发智能学习环境，如：a m u l t ia g e n ti n t e l l i g e n te n v 工r o n m e n tf o rm e d i c a lk n o w l e d g e ，i s i s t u t o r ：a n i n t e lli g e n tl e a r n i n ge n v i r o n m e n tf o rc d s i s i su s e r s 等。 1 3 研究内容 根据前面的分析，本文拟以网格作为新一代计算机辅助教学的基础平台，按 照整体教育论和学习共同体理论的现代教育理念，充分利用a g e n t 技术和虚拟现 实技术建立资源共享的、通用的、智能的、开放的、双主的学习环境。研究的主 要内容有： 研究学习环境的要求，分析整体教育理论和学习共同体理论的教育理念，总 结目前计算机辅助教学研究和实践中存在的问题，以网格作为基础平台， 运用 a g e n t 技术和虚拟现实技术，构建一种基于网格的智能学习环境的模型。 研究网格中教育资源的描述、组织、发现和智能学习环境中教育资源的表示 和聚合，采用多a g e n t 技术发现教育资源，以实现教育资源的全面共享。 构建动态的学生模型。采用a g e n t 技术，充分发挥指导者的作用，建立动态 x 第1 章前言 第7 章原型设计与试验结果 基于g t 3 构建了一个网格原型，分析了网格原型构建过程，介绍了智能学习 环境原形_ 丌发的工具和平台，并以数据结构课程的学习作为教育资源对智能 学习环境进行模拟试验。 第8 章全文总结和进一步的工作 对全文所做的研究工作进行了总结，并就进一步的工作提出了个人的想法。 两南大学博十学位论文 、一：a “学习”是自主的、自我控制的活动，是震撼、激励人类精神或灵魂的活动。毪体 口 ，一、 教育的课程是超越了学科框架的综合性的跨学科活动，是统整本地视点与全球视 点的活动。 _ i _ _ - _ - - - _ 一 整体教育的原则。3 们人性优先，人类不只是劳动者与市民的角色，而是更复 杂的整体的存在。惟有健全的、富于充实意义之人生的人，才能从事真正的生产 劳动。我们必须重新唤起现代业已黯然失色的人类的理想一和谐、和平、合作、 心灵沟通的社区、诚实、正义、公平、怜悯、理解和爱情。教育应当促进全体学 习者真j 下意义上的学习、促进全人成长。尊重每一个人，任何一个学习者都拥有 各自无可置换之价值的存在，人人都有与生俱来的创造性，在身体上、情感上、 智力上、精神上具有各自的独特能力和志向，人人都是拥有无限学力的存在。要 从根本上变革划一的考试制度和成绩评价的方法，尝试对学生个人的质性评价， 通过这种评价，让学生能够直面自身，拥有真正的学习动机，提升成绩。重视体 验性学习，向学习者提供生命世界所渗透的经验，使学生能够同充满奇妙和惊异 的世界沟通，决不能把限定的、片段的、预先嚼烂的“经验 作为“课程”塞给 学生。必须把教育同社会实际生活联系起来，使得学习者能够借助实际体验认识 社区的经济和社会生活；教育还必须借助艺术和真诚的对话，或是冷静地发现自 我，引导学习者同自身的内心世界沟通。向整体教育转型，必须重视教育过程的 整体性。教育不仅要注重人的知识或技能的侧面，还应当重视身体的、社会的、 道德的、审美的、创造性的侧面。整体教育在显性的经验性现实的基础上，还将 生命和宇宙的神秘纳入了视野。发挥新型教师的作用，必须重新认识教师的作用， 教师职业是一种科学实践，同时又必须有艺术的感受性。教师必须是作为自然过 程之人格成长的促进者。学习不是教师创造的产品，而是学生自己生成的，教师 应当发挥作为学习过程的促进者的作用。为此，身居一线的教师应当为每一个学 生提供相应的、能够实现自主选择的学习环境。教师的教授所必需的不是现成i 二= j 教学方法与教材，而是直面人在成长过程中的课题时确凿地把握该课题的敏锐的 感受性。提供选择的自由，在学习过程的一切阶段，必须有从选择项中进行自由 选择的机会，真正的教育只有在自由的氛围中才能进行。质疑的自由、表达的自 由及人格成长的自由，都是不可或缺的。不过，成人主导的指示性的教育方针也 会继续存在下去，但应当尊重学习者的意愿。创造真正的民主型社会，我们期望 确立起真正民主型的教育模式，这样才能使所有的市民在自己的社区和地球社会 里实现真正意义上的政治参与。为了缔造和维系这种社会，就得真正理解市民的 l o 第2 章相关理论和技术 共鸣一我们人类社会生存所必须的精神。我们缔造的村庄、国家和地球社会，倘 若没有这种精神，便不能生存。我们应当相互理解，我们能够理解自己和他人求 得生存所需要的精神。倘若我们理解了普天下人们之所需，那么尊重由此引出的 正义之情也油然而生。然而，倘若市民缺少批判思考力，那是不可能有这么高尚 的理想的。所有这些精神层面的问题，归根结底是教育的工作。而且，倘若不在 教学工作中实际体验这些精神，那么这些精神是无法培育起来的。在教