（计算机系统结构专业论文）基于不确定推理的学生兴趣与习惯模型研究.pdf

重庆大学硕士学位论文中文摘要 摘要 现代远程教育是随着计算机技术，特别是多媒体技术、数据库技术和i n t e r n e t 技术的发展，在传统远程教育的基础上发展起来的一种新的教育模式，它与传统 教育相比具有更广阔的发展前景。 在i n t e m e t 上，一些网站为提高站点的服务质量，利用个性化的技术如用户建 模、个性化推荐等提供个性化服务，而以i n t e r n e t 为基础的现代远程教育系统也不 断围绕个性化的服务开展各项研究。 一个完善的远程教育个性化系统，应该能够很好地建立学生学习模型，并且 建立的学生模型应该能够反映不同学生的特点，同时系统根据学生学习模型能够 进行个性化的推荐，从而完成个性化的教学服务。针对个性化特点，通过分析认 为学生模型的建立离不开对学生的兴趣习惯、学习能力、学习进度、学习要求等 项目的统计和分析，因此要求个性化系统提供兴趣与习惯分析、错误统计与分析、 知识水平评价、学习能力评价、笔记本系统等相应的功能，通过这些子系统的运 行能够从学生的学习活动中提炼出有用的学生信息，将其纳入学生模型之中，从 而建立和完善学生学习模型。 在学生模型的建立上，因学生所学的课程变化大，而学生对每门课的喜好和 习惯可能有所不同，因此学生模型应该满足灵活易变的要求，而用户手工建模和 示例建模方法都难以满足这些要求，本文采用自动用户建模方法。由于自动用户 建模存在着误判情况，因此怎样克服误判成为一个难点。本文引入人工智能中的 不确定性推理，采用自然频率法和改进后的可信度方法来判断学生行为的可信度， 降低了误判对系统的影响。 基于以上思想，本文根据学生的学习兴趣和行为设计了提供个性化教学资源 的推荐模型。重点是利用人工智能技术对不同学生点击各类资源的数量进行统计、 判断和分析，找出学生学习行为中存在的规律，建立和改进学生模型，并根据学 生模型中的相关数据对呈现给学生的学习资源进行个性化推荐。 在本文模型的基础上，设计并实现了一个实验系统。运行结果表明：自动用 户建模方法使学生模型能够保持一定的时效性，本文提出的个性化教学资源推荐 模型易实现，具有可行性和时效性。 关键词：现代远程教育，个性化，教学资源，不确定性推理 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 a b s t r a c t m o d e md i s t a n c ee d u c a t i o ni san e w t y p eo f e d u c a t i o nb a s e do nt r a d i t i o n a ld i s t a n c e e d u c a t i o n ，w h i c h i s d e v e l o p i n g w i t ht h e d e v e l o p m e n t o fc o m p u t e r t e c h n o l o g i e s ， m u h i m e d i a ，d a t a b a s e sa n di n t e m e t i t h a sn a t u r a l s u p e r i o r i t y a n db r o a dp r o s p e c t s c o m p a r e d w i t lt h et r a d i t i o n a ld i s t a n c ee d u c a t i o n o n i n t e m e t ，a f e ws i t e sb e g i nt ob u i l d p e r s o n a l i t yp a g e sb ya d o p t i n g t h et e c h n i q u e s o fu s e rm o d e l b u i l d i n ga n dp e r s o n a l i t yr e c o m m e n d a t i o ni no r d e rt oi m p r o v es e r v i c e q u a l i t y r o u n d i n g t h ep e r s o n a l i t ys e r v i c e ，r e s e a r c h e so fi n t e r a c t b a s e dm o d e md i s t a n c e e d u c a t i o n s y s t e m a r eb e i n gd o n e a g o o dd i s t a n c ee d u c a t i o ns y s t e ms h o u l db u i l dt h es t u d e n t su s e rm o d e l w e l la n d t h eb u i l tu s e rm o d e lc a l lr e p r e s e n tt h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h es t u d e n t m e a n w h i l et h e s y s t e mc a d _ m a k ep e r s o n a l i t yr e c o m m e n d a t i o na c c o r d i n gt ot h eu s e rm o d e l t oc o m p l e t e t h ep e r s o n a l i t ye d u c a t i o ns e r v i c e s b u tb u i l d i n go fas t u d e n tu s e rm o d e lc a nn o td o w i t h o u tt h es t u d e n t si n t e r e s t sa n dh a b i t s ，a b i l i t i e s ，s t u d yr a t i n ga n dr e q u i r e m e n t t h a t r e q u i r e st h a tt h es y s t e m b ea b l et oa n a l y z es t u d e n t si n t e r e s t s ，e r r o rs t a t i s t i c s ，k n o w l e d g e l e v e le s t i m a t i n g ，s t u d ya b i l i t ye s t i m a t i n ga n dn o t e ss y s t e me t c b yt h a tw a y , t h es y s t e m c a na b s t r a c tu s e f u li n f o r m a t i o nf r o ma c t i o n so f s t u d e n t s s t u d y i n g s t u d e n t su s e rm o d e ls h o u l db ef l e x i b l eb e c a u s ec o u r s e sc h a n g ef r e q u e n t l ya n d s t u d e n t s h a b i mw o n tb et h es a m ea td i f f e r e n tc o u r s e s s ot h em a n u a lb u i l d i n go fu s e r m o d e la n de x a m p l eb u i l d i n go fu s e rm o d e lc a b tb ec h o s e n ，t h ea u t o m a t i cb u i l d i n go f u s e rm o d e lm u s tb et h eo n l yc h o i c e b u tt h e r ea r es o m ee r r o n e o u sd e c i s i o n se x i s ti nt h e a u t o m a t i cm e t h o d a n dh o wt oo v e r c o m ee i r o b e o u sd e c i s i o n ss h o u l db ead i f f i c u l t y i n t h i s d i s s e r t a t i o n ，m e t h o d s o fu n c e r t a i n r e a s o n i n gi n c l u d i n g t h em e t h o do fn a t u r a l f r e q u e n c ya n dt h e m e t h o do fr e l i a b i l i t ya r eu s e dt or e d u c et h ee f f e c to fe r r o n e o u s d e c i s i o n s p e r s o n a l i t yp a g e sb a s e do nt h ed a t af r o mt h ep e r s o n a l i t yu s e rm o d e l a r et h e n r e c o m m e n d e d f o rt h ea b o v e m e n t i o n e di d e a ，t h i sd i s s e r t a t i o nd e s i g n e da na l g o r i t h mm o d e lt o a r r a n g e i n d i v i d t m t i o n o r i e n t e dd i s t a n c ee d u c a t i o nr e s o u r c e sa c c o r d i n gt oas t u d e n t s a c t i o n s t h ek e yp o i n ti st ou s et h et e c h n o l o g yo fa it oc o u n t , j u d g ea n da n a l y z et h e q u a n t i t yo f d i f f e r e n ts t u d e n t s c l i c k s o na l lk i n d so f r e s o u r c e s ，t of i n do u tt h ep a t t e r nt h a t e x i s t si nt h ea c t i o n so fas t u d e n t ，t h e nt ob u i l da n di m p r o v et h es t u d e n tu s e rm o d e la n d r e c o m m e n d p e r s o n a l i t yp a g e sb a s e d o nt h ed a t af r o mt h eu s e rm o d e l i i 兰塑型堕塑坠坚型塑笙生 茎塞塑萋 一 夹兑碉墨 k e y w 。r d s ：m 。d e md i s t a n c e e d u c a t i 。n ，p e r s 。n a l i t y , e d u e a t i 。n r e c 。u r s e ，l l t l c e r t a i n i l l 慨唧 妇 菩 岫 洲恤i 埘 啪 删未 魄m k竺慨 咖山 = 一 蝴 一 一 脚等龇删蜘一们喜i三 k 呈； 熏庆大学硕士学位论文 1 绪论 1 1 论文选题及研究意义 现代远程教育是利用网络技术、多媒体技术、数据库等现代信息技术手段开 展起来的新型教育形式，发展现代远程教育是扩大教育规模、提高教育质量、增 强办学效益、建立终身教育体系、办好大教育的重大战略措施。在现代远程教育 活动中，学生和教师、学生和教育机构之间没有必要面对面地或很少面对面地开 展教学，而主要采用多种媒体手段进行教学和通信联系。 到目前为止，有的文献认为远程教育已发展到了第四代，但普遍认为远程 教育历经了三代：第代是函授教育；第二代是广播电视教育；第三代即目前发 展中的现代远程教育，其基本特征是利用计算机网络技术、数据库技术和多媒体 技术，在数字信号环境下进行教学，被称为“现代远程教育”。它是随着计算机网 络技术和多媒体技术的发展而产生的一种新型教育形式，是构筑知识经济时代人 们终身学习体系的主要手段。与过去的教育形式相比，现代远程教育具有以下几 个明显的特点：一是对受教育对象的限制小。理论上讲，只要愿意，每个人都可 以以远程教育的方式学习自己所需要的知识；二是教学活动受时间和空间的限制 小。可以说，哪里有网络，哪里就可以不问断地开展现代远程教育：三是教学资 源丰富。随着现代远程教育的不断发展，网络上的教学资源将越来越丰富，人们 可以通过网络找到自己想要学习的知识，也可将自己的优秀教学资源进行共享和 共享他人优秀的教学资源；四是教学形式更加灵活。可以实现双向互动，交互式 教学。不仅能从过去的以教为主变成以学为主，而且可根据学习者的特点进行灵 活调整，为学习者提供个性化的教学；五是大量的工作都可以交给计算机完成， 不再象传统教育那样所有工作都必须由教师完成，教学活动由主要是老师教变为 由教师、技术人员和计算机共同完成。 正是基于现代远程教育的以上几个特点，我们可以看出，现代远程教育已经 和传统的教育有了很大的区别，学习活动的开展更多的依赖于计算机系统，学习 者能否取得好的学习成绩和效果与是否有一个好的老师的联系减少，而与是否有 一个完善的、性能优异的远程教育计算机系统有相当密切的关系。因此，为提高 和完善远程教育计算机系统的性能，针对现代远程教育的研究逐渐得到重视并取 得了一定成效。而现代远程教育的最重要的特点之一就是可以开展交互式的、个 性化的教学活动。一个具有个性化处理能力的远程教育系统可以针对受教育对象 存在的学习基础、学习能力、个人兴趣、习惯、学习进度等差异，为每个学习者 提供适合每个人的个性特点的教学内容和服务。个性化的现代远程教育将整个教 重庆大学硕士学位论文绪论 学活动作为一个有机的整体，各教学环节之间有密切的联系。目前研究的个性化 远程教育系统主要针对以下几个个性化的教学服务特点进行研究：通过对学生访 问页面情况，找出学生学习的规律、需求、爱好和习惯，从而进行有针对性的教 学和辅导；通过对学生进行测试、问答和作业等形式，对学生的错误情况进行统 计归类，诊断学生在学习中的错误和缺陷，并针对错误和缺陷采取因人而异的补 救措施；根据学习者的学习情况评估学习者的学习能力和知识掌握情况，适当调 整教学进度，提供因人而异的教学资源，等等。为推进个性化远程教育的不断发 展，不少院校和机构进行了大量的研究，获得了许多重要成果，但是真正实用的 个性化教学系统还很少见。本文也从学习者的个性化着手，对现有的个性化系统 进行研究和总结，提出作者的一些观点和解决问题的方法，以期通过这些研究为 远程教育个性化服务提供实用的方法，并积累一定的经验。 1 2 国内外研究动态 现代远程教育是随着i n t e m e t 的出现和发展而出现并逐步发展的，个性化的 教学服务也是紧跟i n t e m e t 个性化服务的步伐。i n t e r a c t 规模的迅速扩大和信息的 指数增长使得原有的不区分用户的普通服务模式越来越难以满足用户的需求。个 性化服务的脱颖而出为服务质量的提高引入了勃勃生机。 1 9 9 5 年3 月，斯坦福大学的m a r k ob a l a b a n o v i c 等人在美国人工智能协会 ( a a a i ) 春季会议上推出了个性化推荐系统l i r a ，卡内基梅隆大学的r o b e a a r m s t r o n g 等人也在此次会议上提出了个性化导航系统w e b w a t c h e r 。l9 9 5 年8 月 麻省理工学院的h e n r yl i a b e r m a n 在国际人工智能联合大会( u c a i ) 上提出了个性 化导航智能体l e t i z i a 。此后几年中，个性化服务系统层出不穷，一些原有的系统 也得到了不同程度地改进和升级。1 9 9 7 年3 月，( ( c o m m u n i c a t i o n so ft h ea c m ) ) 组织了个性化推荐系统的专题报道，标志着个性化服务已经受到相当的重视。2 0 0 0 年4 月，以美国为主的多国个性化研究机构和网络公司为推动个性化服务的发展 和保护个性化服务中涉及的用户隐私，共同成立了个性化协会。国内的一些网站 和大学、科研机构也进行了大量的研究，并将些研究结果进行了应用。1 9 9 6 年， y a h o o ! 公司便推出了个性化入口m yy a h o o ! 。2 0 0 0 年，清华大学的路海明等提 出基于多a g e n t 混合智能实现个性化推荐。2 0 0 1 年清华大学的冯翱等人提出了基 于a g e n t 的个性化信息过滤系统o p e nb o o k m a r k ；南京大学的潘金贵等人设计并 实现了个性化信息搜集智能体d o l t r i a g e n t 嘲。目前国内外一些网站，如 a m a z o n 、e b a y 、b e s tb u y 、g o o g l e 和新浪网等都提供诸如个性化导航、个性化过 滤、个性化推荐和个性化信息检索等个性化服务。 在我国的现代远程教育方面，2 0 0 0 年我国教育部正式批准3 7 所院校进行远 2 重庆大学硕士学位论文 绪论 程教育试点，同年1 1 月，组织国内8 所重点高校的有关专家开展网络教育技术标 准研制工作，并成立了教育部教育信息化技术标准委员会，即c e l t s c ( c h i n e s e e l e a r n i n gt e c h n o l o g ys t a n d a r d i z a t i o nc o m m i t t e e ) 。到2 0 0 3 年，我国已有4 7 所大 学进行网络教育试点，网络大学生已达到六十多万。2 0 0 3 年7 月2 6 日在上海西 郊宾馆，由华东师范大学祝智庭教授和首都师范大学教育技术系王陆教授联合申 请的，教育部科技司现代远程教育关键技术与支撑服务系统天地网结合项目个 性化课件生成技术及相关工具顺利通过教育部项目验收委员会的验收。目前也 有一些软件企业投入精力进行远程教育系统的开发。 在现代远程教育快速发展的过程中，人们对于网络远程教育寄予了很大的希 望，但也有不少的批评。原因主要在于虽然i n t e m e t 的个性化服务已经取得了令 人瞩目的成就，但是现代远程教育特别是国内的现代远程教育中个性化服务却相 对滞后，目前针对远程教育的个性化服务才刚刚起步，有大量技术上的问题尚需 要研究和解决，许多远程教育学院还只是简单地将教学资源电子化和网络化，只 提供干篇一律的网页和音、视频资源，没有真正实现个性化服务。 1 3 本文研究的主要内容 针对目前基于计算机网络的现代远程教育的现状，通过学习、分析、总结和 研究，本论文完成以下几项工作： 1 ) 对现代远程教育中个性化教学系统的特点进行研究和归纳，总结基于 i n t e r n e t 个性化服务的形式及个性化系统所采用的技术和系统结构。提出现代远程 教育系统在个性化处理上应该具有的功能和模型，并对每种功能实现的意义进行 阐述。其主要内容有：现代远程教育的起源、发展和特点，目前国内外的研究现 状，我国现代远程教育的主要问题；i n t e m e t 个性化服务的现状和相关技术。以上 在第二章和第三章的部分章节进行阐述，其中第二章介绍现代远程教育的国内外 现状和目前国内远程教育存在的问题，第三章介绍i n t e m e t 个性化服务的现状和 相关技术； 2 ) 提出个完善的个性化教学系统应该具有的子系统及其相应功能及理由。 本论文认为应该具有以下几个子系统及其相应功能：兴趣与习惯分析系统、错误 统计与分析系统、知识水平评价系统、学习能力评价系统、笔记本系统、教学资 源安排系统、自动邮件系统。论文将对每个子系统的功能进行阐述，并建立一个 个性化教学系统的模型。安排在第三章介绍个性化远程教学系统应该具备的功能 模块和系统模型； 3 ) 分析和比较不确定性与非单调推理中的一些理论，选择和改进后验概率的 计算方法、可信度的计算及合成方法，为本文的系统资源安排模型算法提供理论 重庆大学硕士学位论文 绪论 依据。安排在第四章介绍不确定性推理的相关知识： 4 ) 利用人工智能技术，采用不确定与非单调推理，利用自然频率方法和经改 进的可信度方法。对学生的行为进行统计、推演和运算，从而分析出学生对各种 教学资源的喜好程度和特点，建立一个教学资源安排模型，本模型能够通过学生 的行为建立和改进学生模型，并进行教学内容的推荐，提出解决远程教育中个性 化问题的一种方法，为教师安排教学资源提供参照依据。这是本文的重点，在第 五章阐述利用不确定性推理的方法构建一个远程教学系统中个性化教学资源安排 模型，涉及学生用户模型的建立、改进和资源的推荐； 5 ) 根据基于不确定性推理的教学资源安排的算法模型进行实验，利用a s p 技 术和数据库建立一个基于不确定性推理的、能根据不同学生的学习行为进行学生 用户模型建立及改进从而对教学资源进行安排和调整的实验系统，得出相应的实 验数据和结论，验证方法的正确性和可行性。安排在第六章进行阐述； 重庆大学硕士学位论文 现代远程教育 2 现代远程教育 2 1 远程教育的起源和发展 十八世纪后期，英国兴起的产业革命推动了英国经济的快速发展。随着社会 经济的快速发展，各行业对具有高等专业的人才的需求急剧增长，然而，英国原 有的大学难以提供相应的教学力量，无法满足高等教育的需要。为此，1 8 4 9 年， 伦敦大学首创了校外学位制度，即利用私立函授学院为校外学生进行辅导，并通 过函授让学生取得相应的学历和学位，开放式的远程高等教育便从此开始了。二 十世纪中期，随着广播电视技术的成熟和发展，利用广播电视开办的广播电视大 学逐渐发展，将远程教育带入了第二个阶段。随着计算机硬件的不断发展和普及， i n t e r n e t 的广泛应用，w e b 技术、多媒体技术、数据库技术、人工智能技术等计 算机技术的不断发展和完善，为远程教育的网络化提供了软硬件基础和技术力量， 远程教育很好地将这些先进的技术和资源应用于教育实践中，将开放式教育带入 了一个全新的时代，这就是现代远程教育。 现代远程教育具有许多传统教育无法比拟的优势，如教育的面广，学习资源 丰富，互动性、交互性强，表现形式多样等等。因此，从出现就受到各国的广 泛重视，特别是硒方发达国家，更是投入了大量的人力、物力、财力进行研究开 发，使现代远程教育的发展取得了突飞猛进的成就。目前仅在美国开办远程教育 的课程就达4 9 万门之多。1 ，基本覆盖了普通高等学校已有的全部学科。在国内， 清华大学、浙江大学等3 l 所高校的远程教学都已列入国家正式招生计划。可以预 见，一个日渐成熟的网络远程教学体系很快将出现在我们面前。届时，网络将提 供许多完整的、具有特色的、能够充分满足不同学习对象需要的课程供学习者浏 览使用。 2 2 现代远程教育的特点 现代远程教育开展的基础是计算机网络，目前的观点普遍认为现代远程教育 有许多天生的优点“1 ，比如任何人、在任何时间、任何地点都可从任何章节开始 学习任何课程，即a n y o n e ，a n y t i m e ，a n y p l a c e ，a n y t h i n g ；双向互动、实时全交互： 内容丰富和多媒体生动表现；可实现个性化教学和自动化远程管理等。因此，计 算机网络进行的远程教育是最为完整、高效的现代远程教育方式。归纳起来讲， 主要有以下几个明显的特点： 2 2 1 适合学习的受众广泛 学校教育主要集中于校园，受教育对象都是具有大致相同年龄和知识程度的 重庆大学硕士学位论文现代远程教育 学生。它的教育目标是培养学生掌握基本知识的综合素质。利用计算机网络进行 的远程教育则不仅可以保障传统意义上的学生学习，而且能很好地适合已经就业 的在职人员的继续教育，满足职业成人一边工作边学习的需求。在教学内容和 形式上，更加注重教学内容的实用性和教学方式的灵活性，适合业余、分散的学 习需要”1 。一方面，互联网技术可以较好实现校外教学的完整过程；其次，任何 人，只要具备上网条件即可以在任何时间、任何地点方便地接入互联网，并可以 自主地选择学习内容。教与学的过程也完全可以非同时进行。所以，现代远程教 育最大限度地突破了教育的时空限制，突破了对学生年龄、学习时间的界限，对 于工学矛盾的解决有不可比拟的优势。 2 。2 。2 教学资源内容丰富，形式多样 随着计算机多媒体信息处理技术的不断发展和应用，网络课程资源的表现形 式越来越丰富多彩、生动形象，这些表现形式包括文字、声音、图片、图像和动 画等，而且能够轻松地运用网络的交互性和灵活性，这就给教学带来了前所未有 的优点。一方面，教学内容的表现不再只是枯燥的听教师讲解，看单调文字和图 表，而是可以配合精彩动画、影像和声音，特别是一些平时在课堂上难以观看到 的实验效果和现象，在网络教育中都可以清楚地重现：另一方面，学生在学习过 程中，不再只是被动的看、听和作笔记，还可以参与实际的模拟操作，教师与学 生、学生与学生间可以进行全方位的双向互动交互。再者，没有学懂的地方还可 以方便的重新学一遍，直到学懂为止。同时，教育资源还能得到充分利用和共享， 通过远程传输，任何学生都可以在名校、名教师的指导下学习最新的、最需要学 习的知识，优秀的教学资源在这里能得到最广泛的应用，能发挥最大的效能。 2 2 3 学生具有高度的自主性 在传统的学校教育中，课堂教学活动以教师为中心。教师不可能完全照顾到 课堂中基础和兴趣各不相同的每个学生，学生只能根据教师的讲解被动地接受教 育，学生的学习在很大程度上是被老师牵着鼻子走，哪怕学生完全懂的知识、不 需要的知识也必须跟着老师学习一遍，因此学生学习的主动性、自主性较低。而 在以网络为基础的现代远程教育中，学生能够根据自己的需要自主安排学习计划 和学习进度，自主决定学习时间、地点和选择学习内容，甚至可以不受专业的限 制，自己需要什么就学习什么，这给一些非学历教育的学生带来了前所未有的方 便，极大地拓展了教育本身所具有的意义。学生的学习几乎完全不需要老师的安 排，完全依靠自主安排和调整，学生学习的自主性和能动性得到了充分的调动和 发挥。 2 2 。4 能实现个性化教学 个性化教育是现代远程教育最重要的特点之，它运用计算机网络特有的信 6 重庆大学硕士学位论文 现代远程教育 息数据库管理技术和双向交互功能，为个性化教学提供了有效的实现途径与条件a 一方面，系统可对学生的个性资料、学习过程和阶段情况实现完整的跟踪记录、 储存、分析和归纳，发现学生的个性特点；另一方面，远程教育系统可根据系统 记录的个人资料和分析归纳出的学生个性特点，为学生推荐有关课程和学习资源， 指出学习中存在的不足和弱点，调整教学镱略，进行针对不同学生的个性化学习 建议等。 2 2 5 教师和教学机构工作效率提高 依赖于计算机网络的现代远程教育系统具有强大的数据库信息自动处理功能 和管理功能，如学生的咨询、报名、交费、选课、查询、学籍学历管理、作业与 考试管理等都可通过网络交互通讯的方式完成并实施自动管理，系统还可对学生 进行个性化处理，自动安排教学资源和内容，自动进行教学策略的调整，为老师 提供经系统分析后的学生情况，为学生推荐有关课程和学习资源等，传统教育中 大量的需要教师亲自完成的工作都可以交给计算机完成，教学机构的工作效率大 大提高，教师的工作重点也从过去的教学管理转向组织教学资源等其它工作上。 2 - 3 现代远程教育系统在教学上提供的主要功能 从远程教育的技术实现角度来看，远程教育的教学模式大致可分为以视频会 议系统为主的实时在线远程教学模式和基于w w w 的自主式远程教学模式。目前的 远程教育基本上都是基于以上模式开展，在教学上主要提供以下几个功能： 2 3 1 课程学习 一是通过宽带网络开展实时在线远程教育，建立教师讲课用的直播教室，安 装视频会议系统、计算机通信网络、w e b 服务器、实物展示台、电子白板、投影仪、 专业摄像系统和音响系统。将教师的现场教学内容经i n t e r n e t 播放给异地的学生； 二是将课件资源放置在网络上，学生通过网络对课件进行浏览和下载，或者通过 视频点播系统观看教师授课的视频纪录。 2 3 2 答疑与辅导 学生可以通过系统向授课教师提出学习中的疑难问题，然后通过电子邮件或 直接向系统获取问题的解答。教师或系统一方面对学生提出的问题进行分析和解 答，另一方面可以对学生提出的疑难问题进行分析和归纳，对于普遍掌握不好的 内容进行必要的专题辅导或提供额外的辅导资源，以便让学生加深对问题的理解， 获得更好的成绩。 2 3 3 作业收发 直接在网页上或通过电子邮件发布作业，学生完成作业后可通过电子邮件方 式或者直接通过系统中设置的作业发布接口，直接通过接口上传作业到作业库中。 7 重庆大学硕士学位论文现代远程教育 老师或系统接收到作业后进行批改，然后由系统根据学生的名单将作业分发到学 生的电子邮件中或者通知学生直接到作业下载窗口下载。如果学生未按时完成作 业，系统能够根据教师设定的作业上交时限，通过在个性化的页面显示提醒信息 或利用电子邮件催促未完成作业的学生上交作业。 2 3 4 讨论与交流 讨论和交流可以是实时的，也可以是非实时的。系统设置交流窗口，学生有 问题或意见都可以在窗口留言也可参与问题的回答和发表自己的看法，还可以 关注某些自己感兴趣的问题。在非实时的讨论和交流时，当自己的意见、问题或 关注的问题有人回复和解答时系统可以通过电子邮件或个性化的登录页面通知 本人。 2 3 5 考试与作业 系统提供日常作业、单元测验、阶段测试和综合测试等多种测试和作业形式。 各类试题以试题库的形式放在服务器上，学生在登录作业或考试系统后，系统智 能地从试题库中抽取试题，作业时，学生可对作业内容进行下载后答题，考试时 学生只能利用浏览器进行在线答卷，在规定的时间内完成后对试卷进行提交，系 统根据试题库中的答案自动批阅试卷后将成绩记入数据库，同时将测试成绩和学 习建议反馈给学生。 2 3 6 教学评价 教学评价可分为两部分。一是对单个学生的评价，根据学生学习、作业和考 试的情况，鉴定学生是否达到教学目标，以及达到标准的程度，然后将评价结果 反馈给学生，使其掌握学习的成绩和不足。二是对课程进行评价，根据全体学生 的学习成绩，鉴定该课程的开展是否达到教学目标，并将分析结果反馈给教师和 系统设计者，以便教师和设计者对课程和系统进行改进。 根据以上阐述，可建立以下功能模型( 如图2 1 ) ： 教学系统罐能 l ： i 课程学习 答疑与辅导f 作业收发；试论与交满二i 毒斌与作业i教攀谔蛉l * 描o * n _ 1 y “批”瓤”o * ，+ 一o o 一 i “j * x 一 。h ? 二m j 删斟 “# 。o 黜册 d 1 # 7 l ，w q l 图2 1 教学系统功能模型 f i 9 2 1f u n c t i o nm o d e lo f e d u c a t i o ns y s t e m 重庆大学硕士学位论文 现代远程教育 2 4 我国现代远程教育存在的一些问题 从理论上讲，现代远程教育与传统的课堂教育、函授、广播电视教育相比具 有不可比拟的优势，有相当广泛的应用前景和实际意义。我国的远程教育在较短 时间不仅从无到有，而且还取得了长足的发展，获得了一些成果和经验，远程教 育的规模不断扩大，已在国民教育中发挥了一定作用。但是，我们也应当看到， 我国目前的现代远程教育还存在着许多亟待解决的问题啪，主要体现在以下几个 方面： 2 4 1 有关标准的问题 虽然我国从2 0 0 1 年开始启动了中国网络教育技术标准( c e l t s ) 研究项目，在 教育部科技司的领导下成立了中国教育信息化技术标准委员会( c e l t s c ：c h i n e s e e l e a r n i n gt e c h n o l o g ys t a n d a r d i z a t i o nc o m m i t t e e ) ，但是，目前该标准尚在制定之 中，本身还不完善，旦标准又分为基础标准、应用规范和跟踪研究项目，下面还包 括数十个子规范，实现起来很复杂，而c e l t s 在主页上声称该标准既不具有强制 性，也不具有唯一性。因此目前的远程教育系统几乎都没有按照这标准进行设 计。这样一来，一方面，导致开发者几乎可以随心所欲的进行开发，而使用者无 所适从，从而造成了目前国内几乎找不到优秀的远程教育综合平台( 一个名虿0 其实 的虚拟校园、教育服务提供者) ；另一方面，由于不同的开发平台性能差异极大， 不同开发者，甚至是同开发者推出的不同课件产品之间都有存在着很大差异。 学习者在学习时不得不为了学习不同开发者的课件产品，或同一开发者的不同课 件产品而更换或维护自己的软件平台。 2 4 2 交互性差 良好的交互性能是现代远程教育能够取代传统远程教育的重要因素之一，是 远程教育是否能够成功开展的基本因素。现代远程教育应该不只提供教学资源和 实现网上阅读浏览，更应该注重学习中的交流、讨论和学生的感受，但目前几乎 所有的远程教育系统在交互性，特别是在学生和教师之间的互动性能方面还存在 许多不足，还很大程度地停留在资料传递阶段，交互的内容不多。 2 4 3 个性化差 网上教育和传统的课堂教育相比最显著的特点之一，或者说最具吸引力的特 点之一就是可以开展个性化的教育，不但学生可以按照自己的兴趣、爱好、时间 等自主的安排学习进度、选择学习内容，而且教师也可以根据学生的基础、能力 等因素提出相应的建议，系统也可在学生大量的学习活动中分析学生的特点，因 人而异地提供个性化的界面、资源、教学策略等。而现在绝大多数远程教育系统 不具备个性化处理的能力，或者提供的个性化功能极弱或者不实用，基本上只是 课堂教育的网络化和电子化。 9 重庆大学硕士学位论文 现代远程教育 2 4 4 低水平重复建设，系统能力弱规模小 网络课件和平台的开发，大多处于概念落后、重复开发的地步，而且缺乏规 划，实施乏力，许多高校也不例外。各教育机构都在各自为阵地开发自己的远程 教育系统和产品，大多数远程教育系统在可扩充性、网络负载均衡和请求响应等 方面的能力都不同程度的存在不足，而且多数系统都是中小规模的系统，缺乏满 足大规模应用的要求。大量的教学资源没有得到有效的共享，存在较严重的低水 平重复开发现象，缺乏长远的发展目标和具有较强操作性的规划。 2 4 5 网络基础设施建设离远程教育广泛开展的需要还有较大差距 目前我国的网络基础设施建设水平还不高，在短时间内还很难满足在任何地 方都能接入高速的i n t e r n e t 。而在网络教育中，宽带几乎是网络教育顺利开展的 必要基础，特别是以视频会议系统为主的实时在线远程教学模式对网络带宽的要 求相当高，这就使得许多教学方式和内容难于开展，限制了现代远程教育的发展。 2 4 6 教学资源内容少，水平低【_ 7 】 目前远程教育资源主要以基础教育为主，层次偏低、专业性差，媒体素材库、 题库、案例库、课件库的水平较低、授课形式单一。网上教程很多仅仅是教材的 电子文档，不能激发学生的学习兴趣；在课程的设置上不能突出本学校、本专业 的特色，学生上网后在远程教学内容中找不到适合自己专业和发展的课程：远程 教学课件中能培养学生实际能力的偏少，学生通过远程学习难以获得实际操作能 力的提高。 2 5 本章小结 本章对现代远程教育的起源、发展和特点进行了简要的叙述，分析了现代远 程教育呈现在学习者面前的主要功能，同时也简述了我国现代远程教育存在的不 足和所面临的问题，正是由于这些问题的存在，才使现代远程教育的研究更加具 有重要的意义。 l o 重庆大学硕士学位论文 现代远程教育的个性化 3 现代远程教育的个性化 通过第二章的阐述，我们可以看到，现代远程教育系统具有许多传统教育无 法比拟的优势，但是也存在着许多严重的、亟待解决的问题，特别是在个性化的 研究和服务上，还缺乏真正实用的、能够体现基于计算机网络的现代远程教育优 越性的个性化服务系统，目前的远程教育还不能真正适应现代远程教学的需要， 还不能满足学生对教学系统的个性化教学服务的要求。 个性化服务是近年来很多行业热炒的一个概念，是现代大众对各行业包括教 育在内所提供的服务的一种需求，也是很多行业新的经济增长点。在宣扬个性的 时代，个性化服务的出现无疑会吸引更多的服务对象。基于i n t e r n e t 的现代远程 教育就是要为不同的学习者提供针对性的具有不同策略和教学内容的个性化服 务。与不区分用户的普通教学服务模式相比，个性化教学服务显然具有更高的教 学服务质量。实际上，教学的个性化服务并不是一个现在才有的新概念，在传统 教育中强调的“因材旌教”就是一种典型的个性化服务。基于i n t e r n e t 的现代远 程教育更应该充分利用计算机的特点，广泛地开展个性化教育，提高教学质量， 达到更好的教学效果。 3 1 i n t e m e t 个性化服务i 8 】 个性化服务是指针对不同用户提供不同的服务策略和服务内容的服务形式。 每个人都可能有不同的习惯、爱好，都有与别人不同的处事原则和方式，因此， 个性化本来就是每个人区别于其他人的根本需要，特别是在强调个性的当今时代， 人们对个性化的追求越来越重视，每个人都想以与众不同的方式来表达自己，人 们对个性化服务的需求也越来越强烈，因此，个性化服务在个性化的需求下就越 来越受到人们的重视。在i n t e r n e t 上，人们也渴望能够快速地查找和浏览自己感 兴趣的内容，不愿意将大量的时间花费在信息海洋苦苦地寻找。而针对不同用户 的个性化页面则能够较好地满足这一点，这正是i n t e r n e t 个性化服务发展的源泉 和动力。 3 1 1 个性化服务的主要形式 个性化推荐 个性化推荐是指根据用户的兴趣和特点，即根据用户模型寻找与用户模型匹 配的信息，向用户推荐用户感兴趣的信息。其实质是一种“信息找人”的服务模 式，可以减少用户寻找感兴趣信息的时间，提高用户浏览的效率。 个性化信息检索 重鏖盔堂堡主兰垡笙塞 婴垡垩堡塾亘盟尘堂丝 信息检索是用户寻找、定位感兴趣信息的主要途径，i n t e r n e t 信息检索服务 的质量决定了用户使用i n t e r n e t 信息的效率。现有的i n t e r n e t 信息检索系统一 般包含5 个基本部分：自动信息采集器r o b o t 、分析器、索引器、检索器和用户 接1 ：3 ( 如图3 1 ) 。 r 籼l 图3 1 信息检索结构 f i 妒ts t r u c t u r eo f i n f o r m a t i o ni n d e x 自动信息采集器r o b o t 负责对w e b 进行遍历并下载文档；分析器负责对r o b o t 下载的文档进行分析以用于索引；索引器负责将文档表示为便于检索的方式并存 储在索引数据库中；检索器负责从索引中找出与用户查询请求相关的文档，用户 接口为用户提供可视化的查询输入和结果输出界面。 但是，这种检索对于任何用户，只要输入的关键词相同，返回的检索结果就 完全相同，没有考虑到用户的差异，因此就不可能实现个性化的检索。如果输入 同样的一个词“网络”进行检索，学习网络的学生需要的是网络的专业知识，而 普通用户可能只需要简单的、了解性的东西，但返回的内容可能完全相同，还可 能出现计算机网络、电力网络、公路网络、入际关系网络等完全不同的领域。由 于一词多义现象的广泛存在，一些不同领域的内容将混合呈现在搜索引擎返回的 检索结果中。在信息量巨大的i n t e r n e t 上，这种不区分用户的检索服务必定会给 用户带来诸多不便。 个性化信息检索是指根据用户的兴趣和特点进行检索，返回与用户需求相关 的检索结果。其基本结构如图3 2 。 图3 2 个性化信息检索结构 f t 酚2s t r u c t u r eo fp e r s o n a l i t yi n f o r m a t i o ni n d e x 帮瓣 重庆大学硕士学位论文 现代远程教育的个性化 从图中可以看出，个性化信息检索系统比传统信息检索系统增加了学习更 新用户模型、优化查询和优化结果三个模块，因而考虑到了用户的差异，可以提 供更高的检索质量。 个性化网站 对于一个网站而言，用户的访问量是衡量站点生命力的主要标志。因此怎样 吸引用户的注意力是站点设计的重要目标。而增强站点的吸引力除了依靠提供更 好的内容外，也要为用户提供一个能方便快捷地浏览感兴趣信息的途径，而对于 内容本身比较齐备的大型网站，提供一个能方便快捷地浏览感兴趣信息的途径显 得尤为重要。对于像y a h o o ! 、1 6 3 、s o h u 、m i c r o s o f t 等大型网站以及重要的搜索 引擎，其中可用的、可搜索的信息包罗万象，而网站的信息是网站设计者按照自 己的理解组织的，与用户的理解和需求存在偏差，对于只对网站信息集合的一个 很小的子集感兴趣的用户，需要花费大量的时间和精力才能从中找到感趣的信 息。这必然会降低用户对网站的满意度，降低网站的吸引力，进而降低网站的访 问量。 为提高站点的访问量，一些站点采用了个性化推荐或提供个性化的信息检索， 从而为不同用户提供相应内容和服务，这样，每个用户享受的都是站点为其专门 定制的内容和服务。y a h o o ! 公司于1 9 9 6 年推出个性化入口m y y a h o o ! ，用户登录 后，y a h o o ! 显示用户定制的个性化页面，方便用户快速浏览自己真正关注的信息。 提供类似服务的还有h y c o s 、c n n 等网站。2