（教育技术学专业论文）适应性学习系统中的适应性策略研究.pdf

j】_iijj e j 独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下独立进行研究工作所取 得的成果。据我所知，除了特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已 经发表或撰写过的研究成果。对本人的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文 中作了明确的说明。本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：鲤 日期：丝磋翻 学位论文使用授权书 本学位论文作者完全了解东北师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 东北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权东北师范大学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，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编本学位 论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 日期： 指导教师签名：丝 日 期：么五! ，莎、， 学位论文作者毕业后去向： 工作单位：坳豳垦区缢匠逝盏! 凌 通讯地址： 电话：氅哟 邮编： l 朝鲤础 。，“j 摘要 近年来，随着以计算机和网络为代表的现代信息技术以及社会科学的飞速发展，远程 教育呈现出着重学习、快速的反馈、技术融合、个别化学习、开放的终身教育这样的 发展趋势，同时以计算机、远程通信及认知科学相结合的“知识媒体在远程教育系统 中也得到了综合运用。这种发展趋势促使了远程教育系统要转变为在教学目标的指导下 适应学生学习需求，所以适应性学习系统引起了相关领域的研究者的格外关注。 适应性学习系统是适应性技术运用在e - l e a r n i n g 中的一种形式，目的是提供个性 化的请求和服务，使得传统的网络教学系统可以更有利于个体学习者。适应性学习系统 是针对个体学习过程中的差异而提供适合个体特征的学习支持系统。它能够针对不同学 习者的个别化需求进行某种程度或某些方面调整，从而体现对学习者的适应性。目前从 学习系统的适应性研究进展我们认为，以“适应的角度对学习者的学习支援主要在如 下四方面：学习诊断、学习内容的动态组织、学习内容的呈现、学习方式的自主选择。 这些支援不仅要考虑研究各种模型及其技术方面的设计与实现，也必须从学习者的角 度，研究尊重个别差异，符合学习适应心理的“学习者适应系统的援助策略与方法。 本研究首先运用文献阅读法和内容分析法对已有研究关于适应性学习的定义进行分 类说明，同时介绍了适应性学习的特征、模式以及关键环节，通过分析已有研究并重新 理解了适应性学习的本体理论；其次介绍了截止到目前适应性学习系统的发展历程与现 状并且分析发现问题，为了强调利用教学理论指导系统设计，以及解决学习者对远程学 习方式的适应性问题，研究提出并验证了适应性学习中存在“双向适应 关系，从而提 出“双向适应”思想，同时以“双向适应”为视角，构建出理想状态下的适应性学习系 统的理论模型：最后主要针对理想状态下的适应性学习系统的理论模型中的适应性策略 部分展开深入研究，即学习诊断、学习内容的动态组织与呈现、学习方式的自主选择，包 括理论分析与方法，同时应用双向适应思想在促进学习者快速、更好地适应系统的策略 层面给予理论补充。 关键词：适应性学习；适应性学习系统；双向适应；理论模型；适应性策略 3 i 1 _，4 j i 一 a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，a l o n gw i t hac o m p u t e r a n dt h en e t w o r kr e p r e s e n t e db yr o o d e m i n f o 皿a t i o nt e c h n o l o g ya n dt h er a p i dd e v e l o p m e n to ft h es o c i a ls c i e n c e s ，d i s t a n c ee d u c a t i o n f o l l o w i n gd e v e l o p m e n tt r e n d ss u c ha sf o c u so nl e a r n i n g , f a s tf e e d b a c k ，t e c h n o l o g yi n t e g r a t i o n ， i n d i v i d u a l i z a t i o nl e a r n i n g ，o p e n i n gu pl i f e l o n g e d u c a t i o n a tt h es a m et i m e ，r e m o t e c o m m u n i c a t i o n sa n dac o m b i n a t i o no fc o g n i t i v es c i e n c e ”k n o w l e d g e m e d i a i nd i s t a n c e e d u c a t i o ns y s t e ma r ei nt h ec o m p r e h e n s i v eu s e t h i st r e n dh a sp r o m p tt h a tt h ed i s t a n c e e d u c a t i o ns y s t e mi sn e c e s s a r yt oc h a n g et h eg u i d a n c ei nt h et e a c h i n go b j e c t i v e sa n dm e e tt h e l e a r n i n gn e e d so fs t u d e n t s s ot h ea d a p t i v el e a r n i n gs y s t e m i sp a r t i c u l a r l ya r o u s e dt h ec 0 n e e m o fr e s e a r c h e r si nr e l a t e df i e l d s a d a p t i v el e a r n i n gs y s t e mi s af o r mo fa d a p t i v et e c h n o l o g yu s e di ne 。l e a r n i n gf o r p m v i d i n gp e r s o n a l i z e dr e q u e s t sa n ds e r v i c e s ，m a k i n gt h et r a d i t i o n a ln e t w o r k t e a c h i n gs y s t e m c a nb em o r ec o n v e n i e n tf o ri n d i v i d u a ll e a r n e r s a d a p t i v el e a r n i n gs y s t e m i sas u i t a b l e l e a m i n gs u p p o r ts y s t e mw h i c hp r o v i d e s al e a r n i n gp r o c e s sf o ri n d i v i d u a ld i f f e r e n c e si n i n d i v i d u a lc h a r a c t e r i s t i c s i tc a na g a i n s td i f f e r e n tn e e d so fi n d i v i d u a ll e a r n e r sb ys o m ee x t e n t o rc e r t a i na s ，p e c t so ft h ea d j u s t m e n tr e f l e c t e d i nt h ea d a p t a b i l i t yo ft h el e a r n e r s t h e a d a p t a b i l i t yo ft h ec u r r e n tl e a r n i n gs y s t e mr e s e a r c hs h o w s t h a t ，f r o mt h ep e r s p e c t i v eo ft h e l e a m e rt oa d a p tt ot h el e a r n i n gs u p p o r tm a i n l yi nt h ef o l l o w i n gf o u ra r e a s ：l e a r n i n gd i a g n o s l s a n dt h ed y n a m i co r g a n i z a t i o no fc o n t e n t s ，p r e s e n t a t i o no fl e a r n i n gc o n t e n t ，l e a r n i n g m o d e st o c h o o s e t h es u p p o r ts h o u l dn o to n l yc o n s i d e rt h et e c h n i c a la s p e c t so ft h em o d e l sa n dt h e d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o n ， b u ta l s op o i n tl e a r n e r st os t u d yt h er e s p e c tf o r i n d i v l d u a l d i f f e r e n c e s ，l e a r n i n gt oa d a p tt o m e e tt h e s t r a t e g i e sa n d m e t h o d s p s y c h o l o g yo f ”l e a r n e ra d a p t ss y s t e m o fa i d i nt h i ss t u d yf i r s t l yb yt h eu s eo fl i t e r a t u r er e a d i n gm e t h o d ，c o n t e n ta n a l y s i sm e t h o dt o c l a s s i f vt h ed e f i n i t i o no fa d a p t i v el e a r n i n g ，a l s od e s c r i b e dt h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h ea d a p t i v e l e a m i n g ，p a t t e r na n dk e yl i n k s ，a n a l y s i so fe x i s t i n g r e s e a r c ha n dn e wu n d e r s t a n d i n go f a d a p t i v el e a r n i n go n t o l o g y s e c o n d l y , i n t r o d u c et h e d e v e l o p m e n ta n dc u r r e n t s i t u a t i o no f a d a p t i v el e a r n i n gs y s t e mc l o s e dt ot h ec u r r e n t c o u r s ea n da n a l y s i si s s u e s ，t os o l v et h ep r o b l e m w h i c hi st e a c h i n gt h e o r yr e s u l ti ns y s t e md e s i g n ，a sw e l la st h ea d a p t a b i l i t yo fl e a r n e r st o d i s t a n c el e a r n i n gm e t h o d s ，s os t u d ya n dv e r i f yp r o p o s e d ”m u t u a la d a p t a t i o n ”r e l a t i o n s h i p 锄o n ga d a p t i v el e a r n i n g a l s op u tf o r w a r di n t h ea d a p t i v el e a r n i n gs y s t e mb u i l tmt h e ”m u t u a la d a p t a t i o n ”i d e a t h e nb u i l dat h e o r e t i c a lm o d e lo fa d a p t i v el e a r n i n gs y s t e m sb y t h e ”m u t u a la d a p t a t i o n ”p e r s p e c t i v e f i n a l l y , d e e p l ys t u d yt h ed e s i g na d a p t i v es t r a t e g yo ft h e l e o r vm o d e lw h i c hi st h el e a r n i n gd i a g n o s i s ，l e a r n i n gc o n t e n t s d y n a m i co r g a n i z a t l o na i l d l p r e s e n t a t i o n ，m o d eo fs t u d yt oc h o o s e ，i n c l u d i n gt h et h e o r ya n dm e t h o d ，a p p l i c a t i o no ft h e i d e af o rt h ep r o m o t i o no f l e a r n e r st ob e t t e ra d a p ta n dt oq u i c k l ya d a p tt ot h es y s t e m h a d # v e nt oa d d k e yw o r d s ：a d a p t i v el e a r n i n g ；a d a p t i v el e a r n i n gs y s t e m ；m u t u a la d a p t a t i o n ； t h e o r e t i c a lm o d e l ；a d a p t i v es t r a t e g y i i i ， f j l j l：i一、 目录 摘要“i a b s t r a c t i i 目录i v 第一章绪论1 一、研究背景l 二、研究现状及发展趋势2 ( 一) 理论研究2 ( 二) 实践研究3 ( 三) 发展趋势3 三、研究目标与内容4 ( 一) 问题分析0 00 0 4 ( 二) 研究目标8 0o0900 4 ( 三) 研究内容4 四、研究意义4 ( 一) 理论价值4 ( 二) 现实意义5 第二章适应性学习的本体理论6 一、定义6 二、特征6 三、模式及关键环节7 四、对适应性学习的理解8 第三章理想状态下的适应性学习系统的理论模型构建l o 一、适应性学习系统的发展与分析1 0 二、学习者对系统的适应l l ( 一) 对学习诊断的适应1 2 ( 二) 对学习内容的选择与组织的适应1 2 ( 三) 对学习内容的呈现的适应1 2 ( 四) 对学习方式的适应1 3 三、系统对学习者的适应1 3 四、“双向适应思想1 4 ( 一) 思想内容1 4 ( 二) 应用价值1 4 i v 五、理想状态下的适应性学习系统建模1 5 第四章促进双向适应的适应性策略1 7 一、适应性策略界说1 7 二、学习诊断0 0 000 00 10 00 1 8 ( 一) 学习诊断的理论分析1 8 ( 二) 学习诊断的方法1 9 ( 三) 促进学习者适应学习诊断的策略2 l 三、学习内容动态组织与呈现2 3 ( 一) 学习内容动态组织与呈现的理论分析2 4 ( 二) 学习内容动态组织与呈现的方法2 5 ( 三) 促进学习者适应学习内容动态组织与呈现的策略2 8 四、学习方式自主选择“3 0 ( 一) 学习方式自主选择的理论分析3 0 ( 二) 学习方式自主选择的方法0 i oo 0 3 1 ( 三) 促进学习者适应学习方式自主选择的策略3 3 第五章总结与展望3 5 一、研究结论3 5 二、研究展望3 6 参考文献3 8 后记4 l 在学期间公开发表论文情况4 2 v 东北师范大学硕士学位论文 第一章绪论 本章首先从时代背景至远程教育发展趋势，特别是远程教学实现个性化教学的必要 性和迫切性，阐明了研究背景；其次介绍了国内外关于适应性学习系统理论和实践的研 究现状以及今后发展趋势；最后，分析发现问题，并且针对存在问题明确了本研究的目 标、内容及研究意义。 一、研究背景 ( 一) 时代发展的需要、人的发展需要 人类社会已经步入了全新的信息时代，如今现代科技进步和社会经济发展对信息资 源、信息技术和信息产业的依赖性越来越大。而2 l 世纪是一个知识经济时代，知识经 济是以知识为基础的经济。在这个时代，经济和社会的发展，比以往任何时候都更加依 赖于知识的创新、扩散和应用。那么，在科学技术日新月异，信息爆炸的时代，人们仅 凭原有知识和技术已经不能适应时代的发展，知识经济对人们提出了更高的要求，只有 终身不断地学习才能满足社会的需要。 ( 二) 教育改革的需要 联合国科教文组织在教育财富蕴藏其中提出现代教育的“四大支柱”：学 会学习、学会做事、学会合作、学会生存。2 0 0 1 年6 月，经国务院同意，在全国基础教 育工作会上，教育部颁发了基础教育课程改革纲要，对教学过程提出了明确要求。纲 要明确指出：“教师在教学活动中应与学生积极互动、共同发展，要处理好传授知识 和培养能力的关系创设能引导学生主动参与的教育环境，激发学生的学习积极性， 培养学生掌握知识和运用知识的态度和能力，使每个学生都得到充分的发展。 这一重 要陈述为新课改的教学过程的建设指明了方向。新课改理念强调了突出学生主体，培养 学生个性和全面发展的教学过程观。 ( 三) 教育技术学科建设的需要 “以科学发展观为指导，实现现代教育思想理论与现代信息技术的融合”，走出一条 中国道路。南国农也强调教育技术学科建设的五大支柱：基本理论研究、硬件环境建设、 软件资源开发、新型模式建立、有效管理探索。其中新型模式建立的重点是建立适应素 质教育要求的网络环境下的新型教学模式n 1 。 另外，网络环境和网络资源及其有效利用是当前最重要的，学习资源和学习过程、 其相关模式、方法及其规律是当前国际的研究热点问题，是学科建设和发展的重要组成 东北师范大学硕士学位论文 部分嘲。 ( 四) 数字化学习环境建立与优化的需要 数字化学习环境的基础是多媒体计算机和网络化环境，其中最为基础的是数字化的 信息处理。在这种学习环境中，经过数字化信息处理具有信息显示多媒体化、信息传输 网络化、信息处理智能化和教学环境虚拟化的特征。建立数字化学习环境，即建立了一 个多元的、无限的、虚拟的空间环境。在这个环境中，人与人之间、平台与平台之间、 人与平台之间，由于数字信息的介入，形成了交流通道。同时网络的互联加快了信息传 播的速度，扩大了信息传播的范围，为学习者提供了丰富的资源库。数字化学习环境可 以提高学习者的学习效率、效果，转变了学习者的学习方式。 如今由于信息技术的迅猛发展，先进的教育理论不断深入以及引入，数字化学习环 境的构建方法等也得到了优化。利用先进的信息技术与教育理论相融合，来优化数字化 学习环境的设计与实现，是当前的需要，也是今后发展的趋势。 ( 五) 远程教育发展的趋势 北师大的余胜泉博士对未来远程教育发展趋势做出了以下展望：远程教育呈现出着 重学习、快速的反馈、技术融合、个别化学习、开放的终身教育这样的发展趋势。同 时，以计算机、远程通信及认知科学相结合的“知识媒体 在远程教育系统中也得到了 综合运用。( 丹尼尔，1 9 9 7 ) 虽然“知识媒体 对远程教育系统的渗透还处在初级阶段， 但它一旦介入，远程教育就会在教学指导理论、学习模式、技术手段的使用、反馈机制 的建立及教学范围等领域显示出不可逆转的发展趋势。这种发展趋势就是远程教育与培 训机构要在更广泛的范围内，提供适应个别学生需求的教学；远程教育系统要转变为在 教学目标的指导下，适应学生学习需求的适应性学习系统。因此，适应性学习、适应性 学习系统成为了目前教育技术学领域内研究的热门话题。 二、研究现状及发展趋势 ( 一) 理论研究 在国外，适应性学习系统研究以适应性的超媒体系统为主要形式展开了广泛的研 究。自9 6 年以后，基于适应性的超媒体教育系统逐渐增多起来，首先是和具体的课程 相结合，展示出各种适应性技术的运用，特别是链标记与隐藏等技术。在近几年来，研 究方向的一方面趋向于通用的适用性超媒体系统框架的理论研究和形式描述，另一方面 也出现了一些通用性的适应性网络课程的创作工具，如i n t c r b o o k ，a h a ，n e t c o a c h 等， 有的甚至接近商品化的程度【3 】。 b r u s i l o v s k y 给出了适应性超媒体系统的一个定义：所谓的适应性超媒体( 超文本) 是指该超媒体系统记录了( 每个) 用户的某些特征( 用户模型) ，在系统的运行过程中该用 2 东北师范大学硕士学位论文 户模型被用来使系统的表现适应于不同的用户。同时，他还区分了六种不同的适应性超 媒体系统，其中教育超媒体系统、在线信息系统、在线帮助系统是其中的三个主要应用 领域。适应性超媒体系统的作用在于为了解决下述的问题：同一套多媒体空间面临着大 量用户的使用，不同的用户有不同的需求；在超媒体系统浏览过程中所面临着的导航方 向问题。d e b r a 也明确地提出了a h s 的参考模型a h a m ，在这个参考模型中，a h s 包含了 这4 个基本成分：领域模型d m ( d o m a i n m o d e l ) 、用户模型u m ( u s e r m o d e l ) 、教学模型或 适应性模型a m ( t e a c h i n gm o d e l ，a d a p t a t i o nm o d e l ) 、适应性引擎a e ( a d a p t i v ee n g i n e ) h 1 。另外，基于w e b 服务的分布式适应性学习系统架构、基于下一代w e b 技术的学习的 智能空间、e - l e a r n i n gg r i d 也同时展开了相关方面的理论研究。总之国外重点研究了 系统的参考模型、各种适应性技术的运用、学习风格和学生模型以及教学规则这几方面。 在国内，台湾地区的研究多数关注了智能学习技术方面的内容，例如概念图的自动 构建、动态学习推荐、智能学习内容建议以及适应性教学路径。另外运用到动态模糊 p e t r i 网、多重判据实现以及蚁群系统等这样的技术，旨在探索最佳的课程序列和内容 的属性。在大陆地区，研究了适应性本体理论，学生模型及建模方法、系统应用的关键 技术。其中关键技术方面比如根据人工神经元网络原理研制的一个通用型知识获取软 件，并且它的自适应学习基于典型的b a c k - - p r o p a g a t i o n 算法。也有很多研究者从基于 i n t e r n e t 、基于多a g e n t 等研究了适应性学习系统的构建方法，从技术方面给予支撑。 ( 二) 实践研究 首都师范大学王陆教授的研究团队开发的个性化学习支持系统、游戏化学习社区等 多个系统都较好地实现了对适应性学习的支持；华南师范大学陈品德博士等设计开发了 a t u t o r 适应性学习支持环境，由一个创作系统和学习系统外壳组成。美国国家标准与 技术协会高技术研究项目( n a t i o n a li n s t i t u t es t a n d a r d sa n dt c c h n o l o g y a d v a n c e d t e c h n o l o g yp r o g r a m ) 从1 9 9 8 年开始投入巨资资助研究适应性学习系统。卡耐基一梅隆 大学的b m s i l o v s k y 教授主持的i n t c r b o o k 项目，美国斯坦福学习研究所与德国、瑞典等 国合作进行的“分布式学习知识库的个性化访问”( padlr ) 项目等都是影响较大的 适应性学习研究项目1 5 j 。 ( 三) 发展趋势 在未来的研究中，“适应性 以关注学习者及其模型、个人化为主流。主要体现在， 适应性超媒体中学习者概况以及模型；学生模型的获得、更新以及管理；小组模型以及 共同体概况；反馈系统以及反馈策略；个人体征的数据挖掘；个人化，元数据与标准( x m l 语义网络) ；个人化和适应性的智能代理技术；适应性网络服务以及超媒体的定位和管 理等。同时强调在以下领域的应用，如数字化学习；支持协作、数字电视、p d a 等便携 式通讯服务、数字商业以及数字政府服务、数字图书馆、导游、健康医疗等。 可以预见，随着研究的进行，适应性在e l c a m i n g 领域中的运用的载体是适应性学 习系统，基于以往丰富的适应性超媒体系统及其技术理论，在不久的将来，适应性学习 1 _ 东北师范大学硕士学位论文 系统的设计与开发工具将从研究阶段走向成熟阶段，并和先进教学理念相结合。 三、研究目标与内容 ( 一) 问题分析 从研究现状与发展趋势分析发现，目前很多研究主要从技术学的角度来诠释“适应 性 的意义，即系统适应学习者，从而形成单向度的适应性概念即“自适应”。我们认 为，理想状态下的适应性学习系统所体现的“适应性”强调智能化与个性化，适应性技 术在学习系统中的应用凸显智能化这一方面；另外个性化设计核心是“以人为本 ，从 学习者角度出发，研究学习者在学习过程中的个别差异，为了满足不同学习者的个性化 学习需求而形成的理论模型以及设计策略，而这部分内容在目前适应性学习系统研究中 尚有不足。 ( - 3 研究目标 本研究的研究目标是为适应性学习系统设计与实现在策略上提供理论依据。 ( 三) 研究内容 主要的研究内容有：适应性学习的本体理论；理想状态下的适应性学习系统的理论 模型；适应性策略。 本研究首先基于已有的关于适应性学习本体理论层面研究，如适应性学习的概念、 基本理论、特点、模式、关键环节等问题重新定位适应性学习的本体理论，并且在建立 学习者和系统之间存在主客体关系的事实前提下发现，适应性学习本身存在着双向适应 关系，即以技术支持为基础的系统适应学习者的同时，学习者也要适应系统。学习者适 应系统的程度也可以衡量出系统“适应性”的效果，而关于学习者适应系统的这方面理 论，目前并没有应用在适应性学习系统的理论研究中。所以提出“双向适应”思想，同 时以“双向适应”为视角，构建出理想状态下的适应性学习系统的理论模型：最后主要 针对理想状态下的适应性学习系统的理论模型中的适应性策略展开深入研究，即学习诊 断、学习内容的动态组织与呈现、学习方式的自主选择，在设计层面提供理论支持，包 括理论分析与方法，同时应用双向适应思想在促进学习者快速、更好地适应系统的策略 层面给予理论补充。 四、研究意义 ( 一) 理论价值 本研究丰富了数字化学习环境构建理论，对于适应性学习系统的设计与实现提供具 体理论支持，并且“双向适应 思想强调了学习者对远程学习方式的适应性问题，其应 用中有关学习者适应系统的某些影响因素的论证依据，可以作为适应性学习系统的学生 4 东北师范大学硕士学位论文 模型构建的理论依据。 ( 二) 现实意义 1 本研究设计的适应性学习系统能够提供传统课堂教育所不能提供的个性化教学模 式，包括为不同目标的学习者定制适合学习者特性的课程，为相同目标的不同学习者提 供不同的课程学习过程。 2 本研究指出适应性学习系统“集智能化、个性化于一身”，突出“以人为本的 教学观，不仅要强调学习者对知识的获得，同时还要发展学习者的能力，尤其是调节自 身心理状况的能力，在系统引导下认识并重构自己的学习观，包括学习风格，学习方法 在蟹 守0 3 本研究设想的理想状态下的适应性学习系统所支持的教育不仅仅是是一种方式 方法，而是一种教育理念：将教育融会于受教育者的自然生活之中，按照受教育者的生 存方式、生存需要、生活习惯、生活节奏、生活状态、生活喜好，来设计提供多种教育 的形式，指导需求受教育者主动地发自内心地积极地选择最适合自身的形式来寻求教 育。 5 东北师范大学硕士学位论文 第二章适应性学习的本体理论 本章主要对已有研究关于适应性学习的定义进行分类说明，同时介绍了适应性学习 的特征、模式以及关键环节，最后分析已有研究并重新理解，得出了对适应性学习本体 理论。 一、定义 在国内外，有关适应性学习的定义也是众说纷纭。我们认为，可以按本体的不同将 适应性学习的已有定义划分为以下几种： 第一种是系统支持下的学习。例如一个可以自动调整内容和策略从而输出直至达到 学习所需的系统，该系统支持下的学习为适应性学 6 1 ；在技术促进教育的背景下，适应 性的教育系统呈现了一个试图满足学习需求的学习环境的发展趋势。这类的系统构建了 学生知识、目标、参数选择的模型，并且利用这个“产生模型 去动态调整每个学生的 学习环境以便更好地支持这样的学习1 7 1 ；从传播学角度谈，适应性学习系统主要由“知 识媒体 所组成，它可以为远程学习提供更为优越的前提条件，可以以不同于传统的方法 使远程学习更为简单、更为高效、更具有个性化。在这种适应性学习系统支持下的学习， 我们称之为适应性学习l 引。 第二种是e l e a r n i n g 。e l e a r n i n g 源于e l e c t r o n i cl e a r n i n g ，中文译作“数字( 化) 学 习”、“电子( 化) 学习”、“网络( 化) 学习”等。不同的译法代表了不同的观点：一是强 调基于因特网的学习；二是强调电子化；三是强调在e l e a r n i n g 中要把数字化内容与网 络资源结合起来。强调的都是数字技术，强调用技术来改造和引导教育。这方面的定义 有，新一代的e l e a r n i n g 是自适应学习，它可以使学习者选择其模块化组件来定制自己 的“以学为中心 的学习环境，并且系统能够提供他们灵活的解决方案，动态调整的内 容以适合个人的实时学习需要【9 1 ；从工程学角度谈，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 ，在工程领域常也译为“自适应 ，其词根是a d a p t ，即“改编、适配 的意思 【1 0 1 o 另外，有的研究中把适应性学习解释成了教育学、心理学领域里的某些概念。其定 义落脚在学习方式、教学组织形式、学生获取知识、获得能力的过程、学习适应性等。 二、特征 关于适应性学习的定义有很多，除此之外，北京师大的余胜泉博士给出了适应性学 习的特征，但值得注意的是，他把适应性学习默认为学习方式，从而来谈它的特征： ( 一) 是一种基于资源的学习。教学资源( 包括文本、图像、声音、视频、c a 软件 6 东北师范大学硕士学位论文 等) 可以适应各种学习者的需要和背景进行不同的组合，也就是教学内容的组织和呈现与 个别特征相适应；整个学习的过程是在网上探索及与他人协同学习的过程。 ( 二) 主动而非被动的学习方式。学习者能够自我组织、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，并对自己的学习负责。教师只是学习的指导者、 建议者，他们的主要工作是规划教学目标，学习的辅导和咨询，教学资源的组织和编辑，学 习环境的创设与维护。 ( 三) 知识的自我建构。学生通过在适应性学习环境中的探索和交互建构自己的知 识，从而进行有效的学习，而不是主要通过教师的讲授或操练与练习来进行学习。学生在 探索和交互不仅要掌握所学的知识，更重要的是要掌握学习的方法，也就是要进行元认知 技能的训练。同时也强调知识的运用能力以及与他人合作的能力。 ( 四) 学生的个别化、人性化为核心特征。对个别学生来说，他的学习过程完全是个 性化的，包括学习的进程，探索知识空间的路径，学习过程中所得到的反馈信息等等。适应 性学习中，学生是一个具有自己独特个性的个体，其个性在学习过程中的选择得以充分的 体现，而不是一个完全同步的群体中没有个性中的一分子。 ( 五) 学习必须得到快速的反馈，包括从指导教师和学习同伴之间得到的反馈。适应 性学习是一种自主的、个性化的学习，但它不是一种完全独立的学习，它需要学习环境中 有组织良好的反馈系统，以帮助学生做出自主决策。学习者之间的交流与讨论也是必不可 少的，这可以让学习者从不同角度去认识所学的知识，丰富自己的认知结构。 ( 六) 需要高级的数字化技术及智能技术的支持。适应性学习对学习环境的要求可 归纳为：丰富的媒体表现形式、良好的适应性、敏感的反馈系统、便捷快速的通信等。适 应性学习要求在学习环境中广泛应用多媒体、人工智能、网络通信等高新技术。 三、模式及关键环节 余胜泉博士同时也给出了适应性学习模式的解释以及其三个关键环节( 见图2 - 1 ) 。 他认为适应性学习在本质上突破了传统远程学习的内涵，是一种全新的学习理念与学习 方式，是今后远程教育模式发展的大趋势。组建适应性学习模式的关键环节是：学习诊断、 学习内容的动态组织、学习策略。 7 东北师范大学硕士学位论文 学 习 动 机 与 学 习 髓 的 适应诊断 学习起点的确定 适 应 性 练 习 草元补习件述趔对辣叠泉 图2 - 1 适应性学习模式的关键环节 肇 习 巫 兀 的 成 就 性 轮 援q 四、对适应性学习的理解 ( 一) 针对适应性学习的不同解释，本研究认为： 1 适应性学习的主体是系统，因此适应性学习不应该被理解为学习方式、教学组织 形式、学习过程的； 2 适应性学习一定是基于数字化学习环境中，需要由高级的数字化技术和智能技术 作为系统技术支持； 3 适应性学习源自机器学习，然而它不再是系统改善其性能，知识获取的过程，而 是为了实现系统支持个性化学习而利用机器学习及其模型与技术方法，从而满足个体学 习者自主学习的需求，完成知识的自我建构，发展学生个性、能力； 4 适应性学习中的“适应性 ，在工程领域常也译为“自适应”，其词根是a d a p t ，即 “改编、适配”的意思【1 1 】，表现为适应性的内容呈现和适应性的导航支持【1 z l 。而同时，学 习者在系统中学习也存在“适应性”，即学习者个体主动调整自己的机体和心理状态与 具体的学习环境相符合所表现出来的能力倾向，包括学习者个体，学习的环境，互动改 变三个部分【1 3 l ，因此发现了适应性学习中存在“双向适应 关系问题。 在这里需要格外解释“机器学习与“适应性学习”的关系。机器学习是研究计算 机获取新知识和新技能、识别现有知识、不断改善性能、实现自我完善的方法。研究目 标有三个：人类学习过程的认知模型；通用学习算法；构造面向任务的专用学习系统的 方法。早在2 0 世纪5 0 年代中期，主要研究目标就是应用决策理论的方法，研制各类自 组织的、自适应的通用学习系统，而这类系统实际上可以称为“神经网”或“自组织系 统”。很显然，适应性学习又叫“自适应学习 ，是源自机器学习。但是适应性学习在如 今的年代里，我们赋予了它新的内涵和价值。 “适应性学习 和“学习适应性 两个学术词语相似，需要辨析。适应性学习又叫 自适应学习，a d a p t i v el e a r n i n g ，而学习适应性属于心理学领域的，l e a r n i n ga d a p t a b i l i t y 。 两者不能混淆。我们认为，在进行适应性学习的过程中，存在“双向适应”的问题，即 系统提供学习者适应性的内容和导航支持，而且学习者要适应系统要素( 学习诊断、学 8 东北师范大学硕士学位论文 习内容的动态组织、学习策略等) 的变化，要适应这个学习环境，只有当学习者的学习 适应性提高到最佳状态，系统才能真正地发挥作用并且达到预期目标，这个目标不只是 知识、成就感的获得，同时也是学习能力的提高、学习方式的转变，是适应性学习系统 这个数字化学习环境改善学习带来的结果。 ( 二) 对于适应性学习模式及其关键环节的理解，余博士是将适应性学习默认为 一种学习方式，因此就有相关的模式。虽然笔者不太赞同学习方式的说法，但是模式结 构中的几个关键环节的描述是值得认可的。学习诊断、学习内容的动态组织、学习策略 可以理解成为学习系统中的三个环境要素，也可以作为我们系统功能设计的三个环节 ( 部分) ，为第三章中理论模型的构建提供理论支持。更为重要的是在这些方面可以运 用教育新理念完善以往适应性学习系统的设计。 9 东北师范大学硕士学位论文 第三章理想状态下的适应性学习系统的理论模型构建 本章首先介绍了适应性学习系统的发展历程，并对已有研究进行了分析并发现问 题；其次，针对尚未解决的一些问题，本研究提出并验证了适应性学习中存在“双向适 应 关系，并且提出了“双向适应思想，试图为适应性学习系统研究给予理论研究补 充；最后构建出了理想状态下的适应性学习系统的理论模型。 一、适应性学习系统的发展与分析 适应性学习系统，早在2 0 世纪5 0 年代就有了研究。斯金纳的程序教学理论是现代 科学对适应性学习探索的一个里程碑。作为行为主义学习理论代表人物的斯金纳希望通 过机器提供个别化学习，为不同的学生提供不同的学习路径。2 0 世纪六七十年代人工智 能得到了较大发展，继而出现了早期的智能导学系统。早期的智能导师系统以知识问答 为主要形式，允许学习者与系统进行“对话 ，系统能够对学习者提出的问题进行解答。 智能导师系统强调辅助教师“教 ，利用“学生模型 、“教师模型 和“领域知识模块” 等，帮助教师实现因材施教和进行有针对性的指导，而没有很好地考虑如何帮助学生自 主地“学”。随后分布式人工智能( d i s t r i b u t e da r t i f i c i a li n t e l l i g e n c e ) 研究的产物智 能代理技术为了弥补早期的智能导学系统的缺陷而逐渐被教育技术所关注。目前，智能 代理在网络教学系统中有较为广泛的应用。研究者希望借助它与学习者更好地进行互 动，提供适应性更强的学习1 1 训。 直至近些年来，对适应性学习系统的仍处在研究阶段中，随着互联网及相关新技术 的发展，研究者开始从新的角度研究适应性教学系统【1 5 1 。( 见表3 1 ) 表3 - 1 适应性学习系统研究现状表征 第一类：应用于教育的适应性 例如a h s 系统、a - t l l t o r 系统以及a p e l s 系统。其中，a h s 包含 超媒体研究。 了这4 个基本成分：领域模型d m ( d o m a i n m o d e l ) 、用户模型 u m c o s