（课程与教学论专业论文）适应性学习系统中的有效性问题个案研究.pdf

迓粒惶- j 系统p 瀚f j 效拣朗题个案研究 攘要 适应性学习系统是种个别化的学习支持系统。对它的有数性问题的研究， 不仅在理谂上，两虽在实践上帮有蕊重要的意义。我们将王隧等人懿“个性化课 传生残系统”应弱到豫蕊小学韵实际教学中去，佼精个案分繇法，访谈，躐察稻 问卷调查游方法，研究它的有效性问题。经过多次的课堂教学上的使用，鼢示出 它“因材施教”的强大功能。研究盟示：系统对不同类型的学生都产生了有效的 指导帮裁勘，不丽的教矮可陛馊用不同懿教学繁壤嚣展教学。这不仅肯定了个性 亿谋 串生戏系统的有效往，两置为对适应牲学习系统静磺究，拓展了一种聪路、 方法和观念。 关键词；个性化因树施教适应性学习教学策喏有效性个寨分柝质的研究方 法 a b s t r a c t a d a p t i v el e a r n i n gs y s t e mi sa l li n d i v i d u a l i z e dl e a r n i n gs u p p o r ts y s t e m 。t h er e s e a r c h o ni t se f f e c t i v e n e s sh a sb o t ht h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a l i m p l i c a t i o n s w ep u tt h e e d u c a t i o n a ls o f t w a r e “i n d i v i d u a l i z e dc o u r s e w a r eg e n e r a t i n gs y s t e m ”i n t op r a c t i c ei n t w om a t hc l a s s r o o m so ft w o p r i m a r ys c h o o l s w ee x p l o r ei t se f f e c t i v e n e s sb yu s i n g c a s es t u d y , i n t e r v i e w i n g ，o b s e n , a t i o na n dq u e s t i o n n a i r e o u rr e s e a r c hh a ss h o w nt h a t t h i sa d a p t i v es y s t e mc a np r o v i d ee f f e c t i v eh e l pt od i f f e r e n tt y p e so f s t u d e n t s b e s i d e s ， d i f f e r e n tt e a c h e r sc a nc h o o s ed i f f e r e n tt e a c h i n gs t r a t e g i e sp r o v i d e db yt h i ss y s t e mt o m a k et h e i rt e a c h i n gm o r ee f f e c t i v e k e yw o r d s ：i n d i v i d u a l i z e dl e a r n i n g ，a d a p t i v el e a r n i n g ，t e a c hs t u d e n t si na c c o r d a n c e o f t h e i r a p t i t u d e ，t e a c h i n gs t r a t e g y , e f f e c t i v e n e s s ，c a s es t u d y , q u a l i t a t i v er e s e a r c h 适应性、产一系统”滟自效拣期题个案 m ：究 攘要 邋鹿性学习系统是一种个别化的学习支持系统。对它的有效性问题的研究， 不仅在懋论一t ，裒 l 虽在实践上郡育蓑重要的意义。我们垮壬藏等人鲍“个性绽瀑 件生戒系统”应瑁到两所小学鲍实际教学中去，使用个案分橱法，访谈，观察和 问卷调奄等方法，研究它的有效性问题。经过多次的课掌教学上的使用，鼹示出 它“因树施教”的强大功能。研究显示：系统对不同类型的学生都产生了有效的 指导秘裁或，不曩懿教簿可隧缆翅不嗣懿教学繁路开曩教学。这不仅鸯霆了个性 化谦件生成系统的肖效性，而且为对适应幢学习系统的研究，拓展了一种思路、 方法和观念。 关键词：个性化豳挺缝教适应性学习教学策略有效瞧个案分析质黪研究方 法 a b s t r a c t a d a p t i v el e a r n i n gs y s t e mi sa l li n d i v i d u a l i z e dl e a r n i n gs u p p o r ts y s t e m t h er e s e a r c h o ni t se f f e c t i v e n e s sh a sb o t ht h e o r e t i c a la n d p r a c t i c a li m p l i c a t i o n s w ep u t t h e e d u c a t i o n a ls o f t w a r e “i n d i v i d u a l i z e dc o u r s e w a r eg e n e r a t i n gs y s t e m ”i n t op r a c t i c ei n t w om a t hc l a s s r o o m so ft w op r i m a r ys c h o o l s w ee x p l o r ei t se f f e c t i v e n e s sb yu s i n g c a s es t u d y , i n t e r v i e w i n g ，o b s e r v a t i o na n dq u e s t i o n n a i r e ，o u rr e s e a r c hh a ss h o w nt h a t t h i sa d a p t i v es y s t e mc a r lp r o v i d ee f f e c t i v eh e l pt od i f f e r e n tt y p e so fs t u d e n t s b e s i d e s ， d i f f e r e n tt e a c h e r sc a nc h o o s ed i f f e r e n tt e a c h i n gs t r a t e g i e sp r o v i d e db yt h i ss y s t e mt o m a k et h e i rt e a c h i n gm o r ee f f e c t i v e + k e yw o r d s ：i n d i v i d u a l i z e dl e a r n i n g ，a d a p t i v el e a r n i n g ，t e a c hs t u d e n t si na c c o r d a n c e o f t h e i f a p t i t u d e ，t e a c h i n gs t r a t e g y e f f e c t i v e n e s s 。c a s es t u d y ，q u a l i t a t i v er e s e a r c h 鹕一市r j i 高 1 1 研究背景 第一章引言 本课题来源于作者参加的由首都师范大学教育技术系王陆教授所主持的国 家“十五”规划重点课题“教育信息化的理论与实践模式”的个核心研究项 目“面向教育信息化的教师专业发展实验区”。作为课题组的一。名成员，作 者参与了大兴区和海淀区几所小学的校本研修活动。 作者在与中小学的教师接触过程中，了解到学校为了提升教师的个人专业知 识和技能，通常采用行政手段督促教师使用计算机辅助教学，有些学校还规定了 使用信息技术辅助教学的课时数。但我们在课掌上看到的是，为了赶进度，教师 通常在课掌上只给成绩比较高的学生，中等生很多机会，成绩比较低的学生听不 明白也顾不得了。随着有条件的家庭流行给孩子报各种课外辅导班，这种两极分 化的情况势必更加严重。一边是信息技术硬件的改善和教师用信息技术能力的提 高，一边是课常上对学生的个性差异的漠视，这使作者很想知道，信息技术能否 在学生的学习差异方面发挥一点作用，如何发挥。在王陆导师的启发和指导下， 作者以王陆等人开发的“个性化课件生成系统”为研究背景，在两所小学中进行 了信息技术支持下的分层个性化教学。在研究过程中主要使用王陆教授等人开发 的“个性化课件生成系统”，进行小学数学课的个性化学习，个性化课件生成系 统平台可以依据系统收集到的学生静态和动念数掘进行聚类分析，并提供适合各 类别学生的学习内容。作者的本项研究主要聚焦在了个性化课件生成系统的有效 性问题一l ，即系统是否产生了有效性，以及初步探索系统产生或没有产生有效性 龄j 原因。 本研究先后得到了两所实验学校的大力支持，使研究具备了充分的外部条 件。 1 2 研究意义 在传统的课堂教学条件下，重“教”而轻“学”，所谓“满掌灌”。这种情况 往往造成有的同学根本没理解教师讲的内容，而有的同学却早已掌握了这部分内 容。尽管网络教学使教学资源极大地丰富了，但网络教育中目前网上的教学课件 多数还是传统型的，所用的教学模式多数还是直线模式，完全没有考虑到学生个 性化学习的特点。于是首都师范大学与华东师范大学共同研制、开发了一个适应 性学习系统，即个性化课件生成系统，试图解决这一难题。 适应性系统不仅在教育领域，同样在其他领域中也有这种类似的个性化服 笙二璧型i ， 一 务。比如，连锁酒店为每一位客户建立服务档案，磺究用户鲍习惯积兴趣，有$ - t 对性地为用户选择更需要的资源，提供更好的服务。无论客户走别世界任何一围 的这个国际溪店，毒5 会享受到最贴切数服务。同样，在网站中，由于过多链缝会 造成使用者的迷航，认知负荷过大，p e r k o w i t z 就麓提出让网站能依据使用者浏 夔的 亍为焉鑫动地改进嘲站的缀织缝物帮墨观方式，即利用用户壁下黪浏芟资 料，如停留时间，浏览次数等自动调节网页的内容以符合用户的个人特征。这就 是遥疲性翻站1 5 钟。蠢教育嘻= l 弱逶应性学习系统畜茭特殊睦，它魏棂搀不曩学生 的特征推送不同的教学活动序列，即不同教学活动和活动内容。 1 教矫专韭笈展方耨的意义 在基予网络懿逶应性学习系统中，为了掇毫适应性学习戆效粱，磺究积籍凌 教师在其中的作用是非常必要的。 d e b o r a hl l o w t h e r 等( 2 0 0 3 ) l h 摇到：对学校的研究表明：谋章教学方法 是对变化最有抗拒力的。在课掌安排、交流互动、教学活动方面仍然是教师为中 心的徽法占主导，帮使是在技术使用方面，教师也怒依赖计算机来传递教学以及 傲娱乐手段，而不是促避以学生为中心的活动，t p , o r l 探究和问题勰决。本研究对 教师知识中关于教师如何理解技术制黼，如何看待学生和学科知识等部分进行挖 掘。蕊这些知识大部分是搌难用量化的手段柬精确裁褥的。因此本职究袋取了访 谈、观察等灏性研究方法来获得以上方面的教师看法。虽然这个研究采用目的性 抽样只观察题个五年级班级，属于特豫性问题，仍然可以为我饲在教师专业发展 中提供新的认识事物的方式，诸如教师对技术制品的看法，对学生的看法，这嫂 是如何影# 国系统对学生鲍逶应性靛，经妇学生傻用系统后反镶嚣寒的意见又拯 露 进一步影响教师对技术制品和学生的认识等。这些对学生和教师的行为数据的收 集与分援为数爆专业发展提供了令素絮铡。琰在进行懿教瓣教枣中一般慕爱嚣动 研究法、案例学习法。其中学习用的案例一般是课章录象、教师课前的教学设计、 渫后凝思以及其毯樱关资睾喜翅囊事评铃等。涉及裂学堂懿内容不深。一定程凄一 影响了教师教育的结果。本研究采用的质性方法提供了一个更丰满的案例。 2 基弱教育改革方衙的意义 当蘸对于鼗旁改革有颡多著述，在藻毯教育领域鼍懿敬革遣翔必魏荼主龟震万 了，比如国家哲学社会科学重点课题“新基础教育”的推广性发展性实验研究 p f 。在瑟基璐教寿改革方瑟，鞋教爨为主导，学生为主体静“双主模式”的实施， 是非常重要的。个性化课件生成系统的使用使教师掌握了个性化教学系统的技 术，笈簿了教瘘翡主导作躅。教繇凳令往 笔教学系统寝弼在教学中，可以真正实 现因材施教，支持学生开展有效的自主学习。 何克抗等( 2 0 0 2 ) 1 4 j 认为，当前深化教学改革的主要目标是创建新型教学结 构。为了推进教育的深化羧革，必颂明礁认瀵教学过程数零质，既要发撂教耀装 主导作用( 在中小学发挥主导作用是必爱的) ，又要充分体观学生主体作用。新 型教学结构的创建不应忽视一个方面而走到另一个极端一片丽强调以学生为中 心，完全让学生螽由去探索，忽视教颊的作嗣。丽建梅这季孛耨型教学结构的核心 在于如俺充分发挥学生在学习过程中的主动性、积极性与创遗性，蔹学翌三在学习 过程中真j _ f 成为信息加工的主体和知识意义的主动建构者，而不是外部刺激的被 动接受者和知识灌输的对象。教师应成为课堂教学的组织者、指导者，学生建构 意望斡裁韵毒、促遂蠢，囊不是知识斡灌簸者积澡堂秘主宰。链还提出，以诗篓 枫为核心的信息技术为耨型教学臻构的创建提供最理想的教学环境。 大谶市中山区教育局在实验中也认为| 6 j ，实观人的“自主发展”是实施纂础 教育新一轮课程改革鞭实现的根本圈的。这其中有两个问题毳待研究：教会学生 垂主学习弱教会学垒趣主管理。戎筏 殪磅究中，学习者使用令性纯谋件生成系 统的效槊如何，很大程度上要看学生的自主能力如何。反过来，系统对于知识点 内容的量观是遵循教师的教学策略的，呈现的逻辑顺序与教师个人的教学知泌有 关。另外，系统为网终支持环境，出教蜂蠢己添自n 资源，基己擞述学科知识缝梅， 使得篾黝镄了个往仡，又有稻子学堂鑫主学习。当然这也对教卿专业纯水i f 有了 更高的裂求。基础教育改革红火丌餍的今天，报告结果的文章4 般部说好，雾是 通过成绩对比再加一点问卷之类的材料得出结论，很少有从研究对象学生角 度深入分褥的，即使有，分辑褥也魄较浅。我们对逶应性学习系统鲍硬究穆探索 应如何佼髑适应性学习系统戳使之霄效提高学生学习效采，在这个过程中教师应 注意什么问题，这些对于新基础教育改革将提供实际的经验斧u 总结。 3 软件工程学方蕊蛉意义 个蕊纯课件生成系统是一种逶应性学习系统，不论在萁研制除段，还怒在以 后的大面积应用推广阶段中，我们都要提高到软件工程学的角鹰来看待这人机 系统。 2 筵纪6 0 年代寒7 0 年代秘，久们采震王凝讫方法瑟王稷途径来磺潮稠维 护软件，黢展起一组“软件工程”的技术。这些技术把软件作为一个工程产品来 处理，需露计划、分析、设计、实现、测试以及维护。软件工程学主要研究软件 结构、软件设计方法论、软件工具、软 牛工程括猴强趣范，以及与软 牛工稷寄关 戆理论等。在软释生存蠲麓各个阶羧的工 擘羹中，维护狳段约占整个工 睾羹兹一 半以上。按照软件生存周期的瀑布模型，每个阶段的工作都以上一个阶段工作的 结果为依据，同时又为下个阶段的工作提供前提 3 l 。本文的研究从这一角度看 郎属于维护除段，甄验证软件的有皴性，又为较健在投入使瘸蜃霹能经历夔多次 变更挺供实验依据。正强为谴弼詹会商多次变更，所以把软件维护看骰较俘的二 次丌发。 个性化课件生成系绞是依据软件工程学的方法丽研制出索的。它在实践申靛 痘蠲一方瑟体瑗了软件工程菝泰铡赫静优越注，勇方瑟遣存在着教育较传工程 中的特殊性，即教师对技术制品功能的理解有明碌差异性( 王陆，2 0 0 4 ) m 。 第一市0 f高 发教学软件不像其他行业，面对同一个教学软件，不同的教师有不同的应用体 会，每一个教师都可以依据自己的教学知识对其评头论足，使软件作出修改。 这种各自不同的观念有可能对适应性教学系统的使用产生阻碍。 4 人机系统方面的意义 在适应性学习中，学生是主要的对象，是系统的主体。适应性学习效果的好 与差，是在学生身上体现的。引起学生的学习* 趣，发挥他们的学习主动性和提 高他们的学习创造性，是适应性课件生成系统应起的作用。 董建明等指出，人们0 i 仅要求软件要稳定可靠，而且还要易学，好用，即 软件的可用性要高。可用性指从人的角度看软件系统是否易用，高效，令人满意。 考虑如何使所设计的系统满足人在使用中的需要，这就是人机交互学。本文在用 户真i f 丌始使用个性化课件生成系统后，收集用户的实际使用相关数据，可以根 据搜集到的信息，不断改进和提高系统的质量和可用性。 b u r t o n 和b r o w n 2 j 认为主要有两大类智能计算机教学：b l a c k b o x 和 g l a s s b o x 。在前者中，程序能评估学生产生的结果，而后者关注学生是如何达到 一个结论的，即由于给学生控制权后，学生会做f 确的，也会做错误的决定，所 以应该在学生看到做错误决定的后果后给出解释为什么会这样，时时给予建议和 指导。本文研究的个性化课件生成系统属于b l a c k b o x 和g l a s s b o x 兼有的类型， 系统既能评估学生的学习结果，也能捕获一定的学生学习的过程信息。 鹚帝业献综述 2 1 相关概念的界定 第二章文献综述 2 11 适应性学习系统与适应性学习 一般来说，教学系统与学习系统的称谓是从其着眼点是以教为主还是以学为 主来区分的。而一些号称是以学为中心的学习系统实际上还是以教为中心的设计 思想，所以在现实中二者很难严格区分，大多数系统既有以教为主的设计，又考 虑了一些学生特点。 智能教学系统以人工智能科学、认知科学等为理论基础，存有某一领域知识 和对应的教学法，通过研究人类学习思维的特征和过程，寻求学习认知的模式， 根据学生对知识理解掌握的程度，自动调节教学方法以及速度，在一定程度上模 拟人类教学专家所进行的教学活动，使学生通过个性化自适应学习获得知识 8 1 。 李克东认为【i ，适应性学习，源自a d a p t i v el e a r n i n g 。a d a p t i v e ，在1 ：程领 域常也译为“自适应”。在学习过程中，个体具有各种各样的差异性，不仅表现在 个人的能力、背景、学习风格、学习目标等具有差异性即使是个体本身，在学 习过程中，知识状态也在不断变化。而适应性学习支持系统( a d a p t i v el e a r n i n g s y s t e m ) ，是指针对个体学习过程中的差异性( 因人、因时) 而提供适合个体特 征的学习支持的学习系统。适应性学习支持系统本质上是一种个别化的学习支持 系统，它能够提供一个适应用户个性化特征的用户视图，这种个性化的学习视图 不仅包括个性化的资源而e l 包括个性化的学习过程和策略。在这种适应性学习系 统支持下的学习，称之为适应性学习，学生能够自我组织、制订并执行学习计划， 并能控制整个学习过程对学习进行自我评估。适应性学习系统提供个别化需求 的适应：学习诊断的适应性、学习内容的适应性、学生自主选择学习策略的适应 性。 尽管对此有不少提法【9 j 【l ，但是共同之处是大家都认为适应性学习系统的主 要特点是：1 ) 系统可以捕获学习者特点；2 ) 教师可以根据学生的特点制定“因 人而异”的教学策略；3 ) 系统因每位学习者的特点不同，为每位学习者所产生 的学习活动序列是不同的。本研究中所应用的个性化课件生成系统即是一个基于 网络的适应性学习系统。 2 1 2 适应性学习系统对学习者的教学适应性 一般认为，适应性教学系统对学习者的教学适应性主要体现在适应性呈现和 适应性导航支持j j 2 j o 表现在以下三个方面：学习诊断的适应性、学习内容的 适应性、学生自主选择学习策略的适应性l 。目前，对学习诊断、学习内容的动 第，帝文献综述 念组织、呈现所进行的研究已经有不少，也有系统已经能够实现。但是对于系统 的实际使用效果缺乏相应的研究。本研究就是要深入分析学习者使用这个适应性 学习系统过程中，系统是如何产生适应性学习效果的。 2 1 3 教学策略与学习策略 教学策略包括教的策略和学的策略。迄今为止，国内外学者对教学策略有很 多界定，其共性表现为：教学策略有一定的目标，是在特定教学情境下，为完成 特定的教学任务而产生的，包括教学活动中方法的选择、材料的组织、对师生行 为的规范等【| ”。李芒等【1 4j 认为教学策略是以一定的教学观念和教学理论为指导， 为完成特定的教学目标或教学任务，充分关注学生的学习，对影响教学的各个要 素进行系统化的总体研究，并最终形成可以具体操作的整体化实施方案。在对网 络课程进行教学策略设训时，有人提出分为三类：集体授课策略、个别化学习策 略和协作学习策略”。但是目前国内还没有出现真正实现这一想法的系统，当 然也就没有对它进行研究以验证其有效性。而c l a s s e r r o s n e r ( 1 9 7 5 ) 1 6 1 提出 适应性教学策略是指通过环境的改变来适应学习者的学习，通过教学形式的改变 来适应学习者学习需要的一种个性化教学策略。这种适应性具体体现在以下两个 方面：确定合适的学习起点和学习内容的组织。本文中的个性化课件生成系统已 经实现了这些功能，根据聚类算法把学生分成凹类，教师对每一类学生分配不同 的教学策略，系统再根据教师选择的教学策略对每一类学生动态呈现不同的教学 内容。 22 国内外该领域的研究现状 2 21 国内外关于系统适应性与教师主导作用的研究现状 目前，囤内外对信息技术环境下教师主导作用的研究主要集中在以下几个方 面： 1 信息技术环境下教师主导作用的行为表现 在数字化的信息技术环境下，教师的作用仍然十分重要，仍然在起着媒体所 无法替代的主导作用【5 ”。在数字化信息技术环境下的课堂教学过程中，可能看 不到教师更多的活动，听不到教师更多的讲授，却能实实在在地感觉到教师的作 用和存在。例如在信息意识的渗透和建立过程中，在信息技术融于学习内容的过 程中，在信息技术作为学习工具应用于学生的学习过程中，在学生利用资源的学 习过程中，在学生的反馈学习过程中，在学生的反思学习过程中，在学生的自主 学习过程中，在学生的研究性学习过程中，在学生的协作性学习过程中，教师的 主导作用与影响无所不在。而这些主导作用与影响，是通过教师对教学过程的设 计、对教学资源的设计、对学生参与过程与方式的设计、对学生学习反馈时机、 方式和方法的设计体现出来的；而不仅仅是通过教师在课堂上的讲授、提问与通 旃一帮 史歙缘述 过视听媒体展示学习内容等具体教学活动来体现和发挥的。在数字化的信息技术 环境中，教爆的主要活动是巡视、个别辕导、晦学生交流、搬导学生学习、暹过 教师孝凡梭垒学生的学习情况等。教师的主导作髑也是通过谴们的教学设计锩骥出 来的。这个教学设计包括教学环境的设计、教学资源的设计、教学课件和学习主 题网页的设计、学生学习过程的设计、学生学习反馈的设计以及学习评价的设计 等旧。 2 在网络教学中教师发挥主爵作用值得注懑的问题1 6 j 教师臻始终发捧主导作用，应特别注意以下几点： 翊题翁隐台撬。润题莛翻逡豹先霉，具有阉题意识，跫一令人有掰翅薪 的前提和基础。因此，在网络教学中，教师的问题一般不要懑接了当明明白自地 提出，煅好制作相应的课件，把问题隐食在一定的情景或叙盍韪之中。学生只有通 过认真溉察，详细分析，多方思考，最终把闻题找出来，彳。熊继而进行研究。这 静由阉溪弓| 发匏学生豹搽究活动，簸是薅养学生剿薪能力豹开始。 讲解的引导性。在多媒体网络教学中，激师不应是帮助解题，而只是一 种引导。网络的确能够提供大量的即时信息，但如果只停留在吸收信息上，那么 翅造懿澈裳终究会戆媾。这时教黪麴引导是必器豹，教委蕃应充分囊爰褒代教育蔽 术，把比知识更重要的东西即剩用当前的信息技术环境获得知识的方法交给学 生。没有这方面的引导，学生有时往往不知从何入手进行探究，即使进行探究也 容易带有宙目性。这种引导又是存分寸的，不是宴奎处事事引导，否则，就会憧学 生产生绥性，不利予铡毅愚维静臻莽。 昝疑的启发性。在运用多媒体网络教学中，学生在主动获取知识，发现 问题提出问题时，教师要通过迂回的的方法给予启发。教师可在多媒体教学环境 下，剑设与此闯题类钕粒阉题壤景，囊发学尘懿器维，蠡主麟决囊题著擞到“攀 一反三”进行类眈；也可以对闯题的答案起个头让学生接尾，还可以给出签案的 点滴让举生补全。总之教师的答疑廒以启发为主。 评价的激励性。为了鼓励学生合理想象，大胆探索，对学生黪浮价主要 蹩投摇润题薅决鹣清况。可蠢焉多潆俸教学网络豹交互、整耱等功能，掌糕学生 是否针对问题进行了研究，研究的方法怎样，结论是否有理等。由于学生的认知 风格，恩维方式，探究途径不同，吲此，不要以统一的标准束评价学尘的研究结 果。原则应该是肯定为主，重在激励。 3 。教师主导俸用的体现f 6 2 j 教师在运用多媒体课件组织课黼教学时，应根据学生的学习需要，配合课件 演示，采取各耱有效静方式方法，擞好对学生静引导、缀织王佟，热强课畿主教 与学静交流，调动联慧懑维，进行勰发式、发现式教学，提高学生的学习主动牲， 激发学生的创造性思维。 第一葶 文献练述 采取些紧扣教学目标的提示点拨、讲解，鼹好地发挥教师课掌教学的 主导作用。“点”在学生不憾或似懂非懂之处，“拨”在学生忽略而与教学重点、 雉点紧密联系之处，“讲躲”在媒体难以表现豹教学娥点、重点之处。教繇疑可 以通过课件中瓣动西、筏灏褥本来非常濂象的、难以讲授清楚静知谈变褥生动活 泼，又可以通过讲解将媒体难以表现的内容讲深、讲邂。这样既节约教学时间， 毙加深学生的认知印象，大大提高教学效率。 投掭学生已有熬专夫翔缝擒特点浚嚣竭踅壤景，芎 导学生参与教学过程。 根据学生已有的认知结构特点设置问题情景，提出假设，提示各种可能，让学生 带着疑问学习、探索，引导学生积极地参与到教学过程中来，使学土对所演示的 各种信息做出积极的反应。这秭问题情景式的教学方法在多媒体犍性的支持下， 霹以变慈多转多样，魏演示整、讨论型、导靛黎或番摹孛方式的畜祝绣台。 根据学生的反馈信息，进行现场分析和答疑。在课章教学中，教师或调 出各类信息资料，或临场反应，进行现场分析和答疑，加深教师本人参与教学过 程瓣深瘦与广发，鼓恧形残一耪类叛磁场艘魏强大啜g | 力。 2 2 2 国内外袋子适应性攀习系统的研究现状 目前，国内外对适应性学习系统的研究主要集中谯以下几个方面： 1 对系统设计与开发鹃耩窕 这类研究主要探讨适应性学习系统的构成问题，鬃中在主要模块台勺设计和应 该实现的功能t 。 余鳇采等( t 9 9 9 ) 旧露遥应髓学习系统懿定义、系统结粕运行了探讨，并 摁出了一个适应性学习模式，见图l 。认为其关键环节是：学习渗断、学习内容 的动态组织、国主选择学习壤略。他提出系统将根据学生的个别特征的不同，在 教学内容的呈献稠导舷两个方嚣提供不网载适应。 也还对系统豹各个模块应该实 强静功能逐孬了研究。本研究中的个往纯漾件，兰成系统已经实王觅了德上述的几个 关键环节。 鬻一章 t 献综述 图1 适应性学习模式( 余胜泉，何克抗，1 9 9 9 ) 主肇习 此外，美国斯坦福学习研究所与德国、瑞典等国合作进行了一个研究项目， 名为“分布式学习知识库的个性化访问”，又简称p a d l r 项目，在2 0 0 1 年3 月 2 5 号形成了最终建议稿【l 。有学者| ：1 9 】描述了一个建于w w w 之上的智能自适应 软件系统，该系统基本结构类似通常的智能辅助教学系统( i t s ) ，其个别化教学 机制是通过适应性学习和掌握学习策略而实现的。系统的主要特征是：f 1 1 学习 者知以状态评估是建立在其选择知识内容节点的频率和评估分数之上；( 2 ) 基于 学习历史适应性呈现和产生教学内容。 申瑞民( 2 0 0 1 ) 1 2 ”j 设计了一个个性化远程学习系统的流程，如图2 。他还详 细阐述了个性化引擎的三个主要组成部分：用户信息收集模块、个性化分析中，t l , 、 信息调度模块。并提出利用基于w e b 的d a t am i n i n g 技术( w e bm i n i n g ) 设计个性 化处理引擎，利用x m l 技术设计个性化用户接1 ：3 ，可以更多且及时地了解到学 生的状况、需求、能力差异、学习进度、兴趣爱好，并动态地根据这诸多因素调 整学习计划及进度，让用户得到针对其个性化的教育。 - 一知谖氅力辩获褥、或就感懿获樽一 资潭麾 图2 个性化的远程学习模型( 申瑞民，2 0 0 1 ) 有学者剐提出使用类神经结构来建立学生模组，以提高系统适应性。系统 的主要目的是想建立具有弹性的学生模组，并且利用类神经网路强大的分析能 力，侦察出学生在学习过程中的一些概念的缺失，而提出信息给教学系统。首先， 从老师处得到课程结构与步骤，以便建立适合该课程的类神经网路。学生在学习 过程中所呈现的反应将被类神经网路当作输入资料读入。其次，籍由学生不断的 学习，陔网络可以调整内部的资料，记录学生的学习历程，进而推导出学生的学 习状态，判断学生对哪个课程予题不够熟悉。最后，由类神经网路提出建议给教 学系统以决定接下来的教学子题。这一系统的特色是利用教学时已有的基本资料 课程结构与教学步骤建立出来，能更加符合教学的特性。 还有学者2 j 研究出了m o d e t e c t o r 学习动机侦测系统，用来侦测学生在学习 过程中的动机状态。传统的学生模型是从认知的角度来发展，而m o d e t e c t o r 学 习动机侦测系统则尝试从学习动机的观点来了解学生的学习状态，并建立一个能 有效侦测学习动机的系统，以期能丁f 确地侦测学生的学习动机状态，并依照学生 的动机状态采取适当的教学策略。 在系统丌发方面，科罗拉多大学心理系p e t e rwf o l t z 的“个性化信息发送： 第一市 史献综述 信息过滤方法的分析”( p e r s o n a l i z e di n f o r m a t i o nd e l i v e r y ：a na n a l y s i so f i n f ( ，r m a t i o nf i l t e r i n gm e t h o d s ) 1 9 9 2 年发表在c o m m u n i c a t i o n so f t h ea c m 上”。 “教育者访问电子地貌服务”( 简称e a s e l ) ，是由意大利的g i u n t i 交互实验 室研究的一个适应性学习服务系统厄式发布于2 0 0 0 年1 1 月【1 。“远程智能导师 系统”( 简称i d l e ) 是山俄罗斯的p e t e r s b u r g 的州技术大学计算机科学学院的智 能计算机技术系和人：【：智能实验室等共同研究开发【l 。美国航空研究实验室也 研究开发了“动态生成基于w e b 的适应性学习环境一写作课程的教学案例”引。 y a c i n e a t i f , r a c h i d b e n l a m r i 和j a w a d b e r r i ( 2 0 0 3 ) “叫为自适应学习提出了一个 基于学习对象的框架。并详细阐述了一种学习路径生成算法。能根据学习者因人 而异地提出适合他的学习路径。 可见现在对系统的设计和丌发大多偏重学生模型、学习内容的动态呈现、学 习路径的适应性生成和学习渗断，而且大多系统采用了以教为中心的设计思路。 因而这些系统对于学习策略只是作为系统的一4 个组成部分一一略而过，未详加阐 述。 王陆等人于2 0 0 3 年7 月完成了“个性化课件生成系统”的研制，实现了学 习内容的动态适应机制和动态导航机制等先进的适应性系统功能。该系统2 0 0 3 年7 月通过了教育部省部级的项目验收，验收小组的结论为：“该项目丌发了个 性化教学的多媒体课件制作和生成工具，为不同个性特征的教师和学生进行智能 化教学提供了技术手段。该项目根据以学生为主体，教师为主导的教学理念，将 数据挖掘技术、教学评价技术和主动数据库技术相结合，形成了- r 一个教师参与的 半丌放式决策支持系统，在技术上有一定创新”。 个性化课件生成系统通过跟踪学生的学习过程和能力水平，对不同的学生提 供难易不同的学习内容，学生的基本学习页面如图3 所示。 第一荦 史嫩综述 图3 令毪讫课徉生成系统学生基本学习页两 另夕 系统述实现了反馈聿见制，酆当学尘在傲宠题基提交嚣，系绫会显示正误 情况，错误的话会给如提示，如图4 。 8 第市正献综述 图4 个性化课件的反馈页面 个性化课件生成系统还为学生提供了学习者控制机制。即学习者不仅可以自 主点击左侧的知识点树中感兴趣的部分，还可以查看自己的学习情况。见图5 。 这应该是有利于学生了解自己，进而培养自主学习、自我管理的能力。本文要研 究的就包括系统这些机制是如何影响学生学习效果的，学生又是如何看待它们 的。 墨：主兰嫩竺堕 一一 图5 学生查髫自己学习情况页殛 2 。慰遥应性学习系绕避短效暴验遂的磺究 即磅究慕个溅形的遥应性学习系统在实际镬耀中躲效莱及辎关阔题。 d a v i dm c a r t h u r 等1 2 越谈为，大多数智能教学系绕仍然在徽小的规模罩使用。 只稳几个被大范圈检验。缀少的足个声称能提毫学生黪标准讫测验黪战绩。但是 成功的智能教学系统主要局限予数学、科学锋领域，因为在这些领域里既容易建 立智能教学系统，又容易测量学习结果。也许最彻底地受划检验的智能教学系统 是a n d e r s o n 静g e o m e t r ya n dl i s pt u t o r s 。s h e r l o c k ，个修理故障的电子导 烁，结果瞧涯鼹戆提裹残缕。一些磷究入员将咒褥智教学系统在当遗一个高中 的几何入门课上做了检验，最好的绩果是实验班黪学生比对毖骧数学生成续毫出 一个等级。a n d e r s o n 的l i s p 导师系统的图形版经过实验，发现更能提赢学生的 学习效果。a n d e r s o n 还指出，这并不是最终的结果，还要看是否促进了学生学 习能力懿迁移等标准讫溅验、镤试不澎宋的东两。 乍者施测的是两所小学五年级的 数学瀑妁学习考，对学习效粱数检验搭鉴了a n d e r s o n 携看法，不仅考察学生 的学业成绩，还通过访谈等研究方法收集了学生褥法嚣其他数据。 有学骜口5 l 探讨了遣性化啜鼹学习系统的遥煌l 皂演算设计，裂鼹该演算法将 难度适中的教材呈现给学习者，以适宜学习的时嘲达到应有的学习成效。并进恧 探求学习者的学习特性与教材难度的相关性。依据此关系，给予学习者合适的教 材。然后阻网鼯法律问题为谦程范例，运甭发展的演算法与内容呈现适性化和导 览适性化两方面的技术，实现一个学习系统。之后将学习系统经由圜小中、高年 级学生实际使用后，发现该演算法与设定的参数确实能使系统依掘假设的程序运 作与课程适性化，而目该系统也能供给别的课程与设定其他参数来做实验。本文 的另一研究目的也是系统对不同学习者的适应性效果究竟如何，在多大程度上能 因材施教。 o w nz a n g y u a n 博士对三种网络设计模式( 情境化的、建构的、支架式的) 中的基于网络的适应性学习效果进行了检验口”，结果为：实验组比不用适应性 学习环境的对照组成绩好；场独立型的学习者比场依存型的学习者的成绩好：具 有较高前提知识的学习者比具有较低前提知识的学习者成绩好；男生比女生成绩 好：理科生比文科生成绩好；在用适应性学习环境中学习时间长的学习者比使用 时刚短的学习者成绩好。焦加麟等【55 j 在他们的智能教学系统的实验中发现，3 0 名不同年龄和教育程度的德国人使用智能多媒体汉德语言教学系统，其学习效果 与参加一个传统德汉语培训课程相当，但学习等量内容所需时问只是传统课章方 法的一半左右。 s c h o f i e l d 等( 1 9 9 0 ) 【23 】更进一步探讨了智能教学系统为什么能成功，他指出， 与其说智能教学系统能因材施教，倒不如混，它允许教师花更多的时间辅导学得 慢的学生，并且提高了学生的动机。这也是作者在研究中要控制的无关变量和要 避免的效应。 综上所述，对于学习效果的验证还是集中在系统对学业成绩的影响上，或是 仅仅验证学习内容的呈现是否达到了适应性，相对来说还是局限于系统之内，缺 少对学生自主选择学习策略的效果实证，也没有从学生角度收集对所谓“系统适 应性”的看法和建议。另外，影响效果的关键因素是方法与媒体的结合，在进行 研究的时候应该不仅简单看用不用适应性学习系统对学习成绩的影响，还要看使 用方式对效果的影响。而使用方式就是由教师控制的，所以应该对教师参与的系 统不同教学模式所产生的效果加以检验。 223 国内外关于适应性学习系统对学习者的适应性的研究 b r u s i l o v s k y ( 1 9 9 9 ) ”“总结了之前对适应性超媒体系统( 适应性呈现和适应性 导航) 所做的工作，这种系统可以对不同学习者提供个性化的超媒体文档。而且 可以不必通过问卷来初始化学生模型，而是可以通过观察用户的浏览行为来自动 适应。在此基础上用隐藏、展示、突出、变暗等方法来提供合适不同学习者的信 息，他称为适应性呈现。他们己经开发出了一些适应性超媒体系统，阐述了一些 其中常用的方法和技术，有一些还经过了实证评价，验证使用了适应性技术后信 息是否被更快地找到，更好地理解。结果发现，用适应性地呈现的超媒体系统的 学生比用传统超媒体系统的学生更快出答案并理解得更好。另一项使用不使用 适应性导航的实验中发现，按系统的指导进行学习的学生能取得更好的后测分 数。此后国内也展了很多类似的研究。比如陈佑凡( 2 0 0 3 ) 【2 6 】发现近年来大量 第一章 殳献综述 的网路课程和教学支撑平台缺乏适应性特征，他根据b r u s i o v s k y 的定义设计了 一个适应性导航系统，能根据不同学习者的特征生成学习路径。采用贝氏网路 ( b a y e s i a nn e t w o r k ) 这个强大的知识表现方法和推论工具来实现之，再用链接 隐藏的概念来实现适性化导航模型。 有学者 2 7 1 认为系统应该对学生学习起点与学习进度进行设置，以适应不同 学生的需要，使学习者自我控制。并提出应该设置培训环节，以使学生充分利用 一些有重要价值的支持系统：通过一系列测试确定学习起点；通过形成性评价来 为学习者制定学习步调；在个别化学习中给出课程的教学目标，并设置学习伙伴 ( 或者是虚拟学伴或者是在真实的平台上进行交流) 。 有的智能教学系统能进行导航计划，适应性地生成反馈( m a c m i l l i a n ，e m m e a n db e r k o w i t z ，1 9 8 8 ；w o o l 1 9 9 1 ) 。有的智能教学系统能广泛地推理新学习任务 的一些特征( m c a n h u r ，s t a s z ，h o t t a ，p e t e ra n db u r d o r f1 9 8 8 ) t 2 。 余胜泉( 2 0 0 0 ) 【9 j 认为系统对学习者的适应性表现在以下三个方面：学习诊 断的适应性、学习内容的适应性和学生自主选择学习策略的适应性。学习诊断就 是利用一些经过测量理论校定的测试练习题对学生进行测试，并根据学生的反应 情况来估测学生能力以及领域知识的掌握程度，它是系统对学习内容进行动态组 织的重要依据。学习内容的动态组织是指适应性学习系统根据学习诊断的结果以 及学生的学习历史记录，动念地组织与呈献与学习者当前学习能力最相关的学习 内容。 可见，现有系统对学习者的适应性多集中在适应性导航，学习内容的动态呈 现。缺乏从学习者角度自主选择学习策略的适应性，忽视了学习自主性。本研究 中的个性化课件生成系统不仅实现了学习内容的动态呈现，还可根据不同学生的 学习情况由教师编辑教学策略，学生又可对提供给他的策略进行评价。教师可据 此再做调整。本文的研究内容之一就是看系统在教学策略上的适应性效果如何。 2 24 系统的适应性中所体现的教师主导作用 根据我们的研究实践，在接触技术制品的时候，教师通常有两个倾向：要么 希望自己能完全控制技术制品，最怕有了技术制品导致课堂失控；要么希望技术 制品是万能的，能解决一切问题，只要把学生拉到机房就可以了。虽然适应性学 习系统的初衷是要学生完全自主学习，把学习的控制权交给学生。但是在小学教 育中，往往学生的自主学习能力参错不齐，需要教师结合各种个别化学习方式给 予适当的干预，逐步培养起应用系统完全自主学习的能力。而在这个过程中教师 对技术制品和学生的理解是否影响学生的学习效果；以及反过来，在教学实践中 技术制品的使用和学生的反馈又是否影响教师的相关经验等都有待研究。在小 学，大多数学生都服从教师( 尤其是主科教师) ，情况就更是如此，教师的隐性 知识会导致在班级罩出现些非制度化的现象例。如果不通过课堂观察，深度 访谈等手段深入挖掘，很容易被忽略。本研究中，作者试图挖掘教师在使用个性 第一审 文献综述 化课件生成系统进行辅助教学的过程中的。些认识和看法，希望其探索过程可以 为使用系统的其他人员提供借鉴。 2 25 国内外关于教学策略和学习策略的研究 关于教学策略的涵义，乌美娜( 1 9 9 4 ) 1 6 4 】认为教学策略是对完成特定教学 目标而采取的教学活动程序、方法、形式和媒体等因素的总体考虑。何克抗( 1 9 9 8 ) 6 5 1 认为教学策略是指教学方面的指南和处方。从学习者学习的角度来理解，教 学策略( 武法提，2 0 0 0 ) 3 0 1 是为了支持和促进有效的学习而安排学习环境中各 个元素的程序和方法。 有学者对2 0 0 3 年教育部“新世纪网络课程建设：】：程”项目第一次验收会 中的项目进行了分析，认为总体比较注重教学内容的呈现，对教学策略的应用较 少，影响了网络课程的教学效果，并提出网络课程智能化是个重要趋势。 w a l t e rd i c k 等【2 9 1 认为，教学策略通常包括将学习内容排序、组织，将学习 活动详细化，以及决定如何传送学习