（交通信息工程及控制专业论文）基于WEB的自主学习支持系统的设计与开发.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第l 页 摘要 基于w e b 环境下的自主学习支持系统，就是在运用网络优势的前提下，在教学过 程中，学生带着一种积极要求了解问题、解决问题的强烈愿望与心情，用科学探究的 方法，自主参与学习，从而达到解决疑问，掌握相应的知识与能力的目的；教师在学 生的自主学习过程中所起的作用是启发、引导、帮助学生。以科学研究的方法探索问 题的学习过程，网络环境更加适合应用在自主性学习中，网络能解决研究所需的大量 资源，能帮助学生建立小组协作，能使教师实现同、异步指导，最终达到比传统教学 更好的效果。 在对照、分析了国内外的一些网络环境下的自主学习系统后，本文设计和开发的 自主学习支持系统具有如下特点： 首先，强调以学生为主的宗旨，提倡学生自主化、个性化学习，切合实际，把学 生的自主学习、个性化定制学习与网络结合起来。 其次，系统中带有人性化的因素，既体现了学生的主动性，也不脱离教师的指导 作用，时刻保持两者的紧密联系。 再次，该系统不同于传统的考试评估系统( 缺乏交互功能，如一些网络考试系统 等) ，也不同于一般的学习系统( 缺乏考核评估，如现在流行的b l o g 、精品课程等) ， 结合两者的特点，即集学习与考核评估于一体的学生教育的全面性的系统，这也符合 教育的基本理论。 最后，系统提供的学习资源丰富，多媒体信息量大，学生可个性化定制学习文字、 图片、f l a s h 动画课件、视频资料等资源，更加体现了学生的自主学习。 本系统具有友好、个性化的交互界面，操作简便，开放性、通用性强，在对学生 的评价反馈上采用动态和静态评价互为补充的两种形式，可以满足网络环境下学生个 性化学习的需求，具有很大的使用价值和推广意义。 关键词t 网络环境自主学习个性化学习教师角色学生角色 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i 页 a b s t r a c t s e l f - l e a r n i n gs u p p o r t i n gs y s t e mb a s e do nw e bs u r r o u n d i n g s ，w h i c hi so nt h eb a s i so f n e t w o r ka d v a n t a g e s ，d u r i n gt h el e a r n i n g ，s t u d e n t sh a v e g o o da t t i t u d e a n dw i l l st o u n d e r s t a n da n ds o l v et h ep r o b l e m s ，谢t hs c i e m i f i cm e t h o d st or e s e a r c h j o i n i n gi nt h eg r o u p t os t u d y , s oa st os o l v et h ep r o b l e m s ，i nt h ee n d ，m a s t e r i n gt h er e l a t e dk n o w l e d g ea n d a b i l i t i e s t e a c h e r sp l a yar o l eo fe n l i g h t e n i n g ，g u i d i n ga n dh e l p i n gs t u d e n t s w i t hl e a r n i n g p r o c e e d i n g so fr e s e a r c h i n gp r o b l e m sw i t hs c i e n t i f i cm e t h o d s ，s e l f - l e a r n i n gi ss u i t a b l et ot h e n e t w o r ks u r r o u n d i n g s n e t w o r kc a l lf i n dl o t so fr e s o u r c e s ，h e l ps t u d e n t se s t a b l i s hg r o u p st o s t u d yt o g e t h e ra n de n a b l et e a c h e r st og u i d et i m e l y , a tl a s ta c h i e v i n gt h eb e t t e ra f f e c t st h a n t r a d i t i o n a lt e a c h i n g s a f t e rt h ea n a l y s i so fs e v e r a ls e l f - l e a r n i n gs y s t e m s ，t h ep a p e rf o c u s e so ns o l v i n gt h e f o l l o w i n gq u e s t i o n s ：f i r s t l y , i tf o c u s e so i ls t u d e n t s ，c o n s i d e r ss e r i o u s l ys e l f - l e a r n i n ga n d i n d i v i d u a lc h a r a c t e r s s e c o n d l y ，t h es y s t e mh a st h ee l e m e n t so fp e r s o n a l i t y i ts h o w st h e a c t i v ea t t i t u d eo fs t u d e n t sa n dl i n k s 、析t ht h eg u i d i n go ft e a c h e r s t h i r d l y , t h es y s t e mi s d i f f e r e n tf r o mt r a d i t i o n a le x a ms y s t e m sa n d g e n e r a ll e a r n i n gs y s t e m s i th a st h e i ra d v a n t a g e s ， t h a ti st os a y , i ti sae d u c a t i o n a ls y s t e mf u l l y 、析t hl e a r n i n ga n de x a m s t h i sa l s of o l l o w st h e b a s i ct h e o r i e so fe d u c a t i o n a tl a s t ，t h e r ea r el o t so fr e s o u r c e si nt h es y s t e m ，a l lo ft h e ma r e f r e e ，s os t u d e n t sc a nc h o o s el e a r n i n gm e t h o d sf r e e l y , s u c ha sw o r d s ，p i c t u r e s ，f l a s h ，v i d e o s ， e t c a l lo ft h er e s o u r c e ss h o wt h ec h a r a c t e ro f s e l f - l e a r n i n g t h es y s t e mh a sf r i e n d l ya n di n d i v i d u a li n t e r a c t i o ni n t e r f a c e t h el e a r n e rc a nf r e e l y s t u d yt h es u p p o r t e dr e s o u r c e s ，s oi tc a nm e e tt h en e e do fs e l f - l e a r n i n g t h es y s t e mi sf u l lo f v a l u e sa n dc a nb ea p p l i e di nt h ep r a c t i c e sw i d e l y k e y w o r d s ：s e l f - l e a r n i n g ，i n d i v i d u a ll e a r n i n g ，t h er o l e so ft e a c h e r s ，t h er o l e so f s t u d e n t s 西南交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授 权西南交通大学可以将本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、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密囱，使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“妒) 学位论文作者签名加撕翻 指导老师签名： 日期：2 。，呼，日；口 日期, 1 , 1 0 l2 3 涉 。了 1 了 西南交通大学硕士学位论文主要工作( 贡献) 声明 本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下： 基于w e b 环境下的自主学习支持系统，就是在运用网络优势的前提下，在教学过 程中，学生带着一种积极要求了解问题、解决问题的强烈愿望与心情，用科学探究的 方法，自主参与学习，从而达到解决疑问，掌握相应的知识与能力的目的；教师在学 生的自主学习过程中所起的作用是启发、引导、帮助学生。以科学研究的方法探索问 题的学习过程，网络环境更加适合应用在自主性学习中，网络能解决研究所需的大量 资源，能帮助学生建立小组协作，能使教师实现同、异步指导，最终达到比传统教学 更好的效果。 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。 本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。 学位论文作者签名：叼f 斗翻 日期：力，p 刍，秒弓口 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 背景分析 第1 章引言 二十一世纪是科学技术迅猛发展，国际竞争日趋激烈，知识经济初露端倪的时代。在这 机遇与挑战并存的社会发展激流中，现代社会对人的主体性发展提出了更高的要求。随着我 国素质教育推进，培养学生主动探索精神和自主创新能力已成为当今教育的重点及热点问 题。 然而，当前传统教育中仍存在着：教师是知识的传授者，学生是知识的接受者；教师只 关注知识的传授，课堂上学生成为盛装知识的容器，而不是具体的有个性的人。具体表现在： ( 1 ) 在课堂教学中，学生的学习方式单一、被动，缺少自主探索、合作学习、独立获取知 识的机会。教师对书本知识、各种技能关注较多，对学生学习知识的态度、情感关注较少。 ( 2 ) 在课掌教学中基本以教师、课堂、书本为中心，忽视了学生自主探索能力的培养，学 生还是知识被动的接受者。为此，激发学生学习的自觉性、自主性、主动性，使学生主观能 动性得到充分发展，让学生真正具有终身学习能力及学会学习是时代发展及现代教育的需 要。 由此可见，学生自主学习是现代化教育发展的必然趋势。未来教育应该突出学生的主体 地位。学会生存一书中指出，教育的根本目的是“社会的发展和人的潜力的实现”， 未来的学校必须把教育的对象变成“自己教育自己的主体”，“要把重点放在教育与学习过 程的学生自主原则上，而不是放在传统教学的教学原则上 ，十分明显，培养学生自主的能 力是教学的发展趋势，而培养学生自主的能力，必须改变教与学的主客体关系，建立以学生 的自学、主动学习为原则的教学模式。 网络信息技术为培养学生自主学习的能力提供了良好途径。结合网络信息技术与建构主 义学习理论，实施网络环境下学科教学信息化心1 。通过引导学生在网上的探究活动，改变学 生的学习方式，引导学生主动参与，乐于探究，培养学生收集和处理科学信息的能力、获取 新知识的能力、分析和解决问题的能力和交流与合作的能力等。通过教学的信息化，可以同 时实现对学生信息素养和自主学习能力的培养，为后续学习、终身学习打下坚实的基础。 因此，设计与开发一套基于网络的学生自主学习支持系统，应用网络信息技术，把学生 的自主学习与教师的指导作用完美的结合起来，对于实现学生自主、个性化学习，不断提高 学生的创新和发展能力具有重要意义。 1 2 国内外研究现状 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 国外很早就开始重视学生的自主性学习，并把网络技术和传统教育紧密结合起来，开发 出的自主学习支持系统也较多。 国际上比较流行的在线教学平台有b l a c k b o a r d 、w e b c t 、a n g e l 、a t u t o r 、e c o l l e g e 、e l e d g e 、 v i s u a l u 等多种，但b l a c k b o a r d 和w e b c t 是功能最为完善、最广为使用的两大在线教学平 刽3 1 。其中，b l a c k b o a r d 是从c o u r s ei n f o ( c o u r s ei n f o 是由b l a c k b o a r d 公司资助、由c o r n e l l 大学开发的一个集成性在线教学平台) 平台发展而来的，它是目前市场上唯一支持百万级用 户的教学平台，并拥有美国近5 0 的市场份额。而w e b c t 最初是由加拿大英属哥伦比亚大 学资深教师m u r r a yg o l d b e r g 于1 9 9 7 年自行开发的在线教学平台，后经不断地改进和发展。 w e b c t 可以说是完全基于w e b 浏览器的网络教学课件开发和管理的系统。在功能方面，除 了具备一般网络教学平台提供的基本功能外，主要有以下两个主要特征：1 ) 拥有相对强大 的教学跟踪功能；2 ) 具有独特的选择性发布功能。相对于w e b c t 而言，b l a c k b o a r d 对内容 组织采用文件夹和子文件夹形式，层次清晰明朗。 w e b c t 可以用于在线开发课程，也可以用于将现有的课程内容在网上发布。系统使用 浏览器作为课程开发环境的客户端。w e b c t 向课程创建者提供了最好的工具，可以用来对 课程及其内容进行创建、重新使用或改进等操作。所有这些操作都可以在单一的友好界面、 模式化的课程开发和管理环境中完成。w e b c t 课程设计和发布的所有操作都简便而高效， 教师可以有更多的时间去丰富课程内容，展现他们的才华，并且有目的性和针对性的指导学 生。 b l a c k b o a r d 在线教学管理系统以课程为中心集成网络“教 、“学”的环境。教师可以 在平台上开设网络课程，学习者可以自主选择要学习的课程并自主进行课程内容学习。不同 学习者之间以及教师和学习者之间可以根据教、学的需要进行讨论、交流。“b l a c k t ，o a r d ” 为教师、学生提供了强大的施教和学习的网上虚拟环境，成为师生沟通的桥梁。平台以课程 为核心，每一个课程都具备以下四个独立的功能模块：内容资源管理教师可以方便的发 布、管理、组织教学内容；在线交流功能异步和同步的交流协作工具：考核管理功能一 一自测、测验、考试、调查和记分册；系统管理功能教务处老师的管理、统计功能。 目前，全球有超过2 ，8 0 0 所大学及其他教育培训机构在使用“b l a c k b o a r d 的产品，其 中包括著名的普林斯顿大学、哈佛大学、斯坦福大学、西北大学、杜克大学等口1 。 “b l a c k b o a r d ”学习系统的研发工作投入了数千万美元，此系统已经发展到第三代，目前仍 然在持续投资完善产品，以提升产品功能满足用户不断增长的需求，这包括测评并提高学员 学习效果；提高教师工作效率；实现基于课堂、网络辅助的教与学活动；实现远程教育；支 持终身继续教育；发挥网络优势，通过采用混合课程，完美结合面授学习与在线学习优势； 利用信息化技术提高教学机构竞争力，提高报考率；利用个平台框架，集成课程与学习管 理功能，集成教学机构学生信息、安全性及认证协议；提供管理教学机构数字化资源和教学 内容的平台框架。 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 国内技术界和教育界在最近几年内也开始致力于引进和开发在线教学平台。在引进方 面，主要是亿邮公司引进并开发中文版的w e b c t 即e y o u c t 和c e r n e t 于2 0 0 3 年1 0 月与 b l a c k b o a r d 公司共同投资组建赛尔毕博有限公司( c e r n e t b l a c k b o a r d ) ，负责中文版 b l a c k b o a r d 的开发和推广1 4 l 。同时，一些本土公司和高校正在积极开发自己的在线教学平台。 比如龙腾多媒体远程教育系统、天空教室网络教学系统等，清华网络学习平台和北京大学网 络教学平台等。 在国内这些自行开发的在线教学平台中，大都包含了各种基本的功能模块，比如：学员 基本信息管理系统( 学员个人信息、部门信息、学习过程信息、权限分配等) ；在线培训与 学习系统( 在线课程学习、在线知识学习、在线资料查询等) ；在线答疑和交流系统( 学习 交流论坛、留言板、答疑聊天室等) ；统计与整体评估系统( 学习时间统计、学习人员统计、 学员课程统计、考核成绩统计等) 。 但从功能的完备性和系统的稳定性而言，国内的网络教学平台相对于b l a c k b o a r d 和 w e b c t 等大型平台还有相当大的差距，此外，在实际应用方面，也受到教育的模式和条件 限制等方面的影响。 1 3 存在问题及解决思路 当前国内外面向网络的学生自主学习系统大致都存在下列不足之处： ( 1 ) 现在大多使用的自主学习平台都是由一些教育软件公司开发，公司投入大量资金 用于开发，必然要求以利益为回报，所以在国外很多大学和培训机构都使用的是商业产品， 并没有自行集成开发此类产品。此外，国家对于教育经费虽每年在增加，但真正要完全实现 这样的教学平台，仍显投入不足。因此，目前还是以传统的教育为主，真正的自主学习系统 的建立和应用还需要一个过程。 ( 2 ) 在已开发的学生自主学习系统中，体现学生自主性和主动性学习不足。有些学习 系统更是缺乏人性化，太注重强调功能的复杂性，要知道学生自主学习是要让他主动、愿意 去学习，而不是看到这么复杂的系统就心灰意冷，还不如自己看书学习、在教室罩听课效果 好，这就达不到原有的目的，更锻炼不了学生的探究能力。 ( 3 ) 同时，现在的一些自主学习系统完全是学生的角色行为，没有教师角色的参与。 传统的教育观念是教师占主导地位，是知识的传导者；而学生是知识的被动学习者、接受者， 这样就在很大程度上扼杀了学生的自主探究和创新能力。在科学的教育模式中，学生和教师 都应当存在，但两者的地位应当发生一定变化，学生在学习中应当处于主体地位，学生主动 地建构学习，教师起到辅助、解惑的作用。因此，在自主学习系统中应当科学地加入教师的 角色行为。 ( 4 ) 自主学习系统应当不同于传统的考试评估系统( 缺乏师生交互功能，如一些网络 考试系统等) 与学习系统( 缺乏考核评估，如现在流行的b l o g 、精品课程等) ，结合两者 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 的特点，即集学习与考核评估于一体的学生教育的全面性的系统，这样也符合教育的基本理 论，而这些在当前的一些学习系统中体现不出来。 ( 5 ) 在一些自主学习系统中，提供的学习资源非常有限，要么就是原样照搬其他的资 料，要么就是资源单一，不能对学生构成吸引力。因此，系统学习资源丰富，多媒体信息量 大，学生可个性化定制学习文字、图片、f l a s h 动画课件、视频资料等资源，是学生自主学 习系统中必然要求达到的条件，这样更能促进学生的学习。 ( 6 ) 此外，在国内各教育机构建立的各种网络平台上，展示的多是单一的精品课程， 平台缺乏可扩展性和开放性，不便于教师和学生的互动教学管理。 基于以上分析与总结，我认为要很好地解决这些问题和不足，开发出一套科学规范而且 易于使用的、面向网络的学生学习自主学习系统，就必然要求系统地分析该系统需要涉及的 理论、技术和方法，构建出一个科学合理的框架，并具有可扩展性。在学习系统中，既要体 现学生的行为，又不能缺少教师的辅助、监控功能：系统功能不能太复杂，而应该以简洁、 实用为主，使学生容易入门，并提供帮助指南。学习系统也不能缺少了考评环节，反馈评价 有动态和静态两种反馈形式，形成互补。同时还应当注重交互功能，体现学生与学生之间， 学生与教师之间的互动性。另外学习资源也要系统、丰富、可取，使学生完全可以通过自主 学习获取充分的知识营养。 1 4 本文研究工作 在前面几节中，已对基于w e b 的学生自主学习系统的背景、国内外发展现状及存在问题 和解决思路展开了分析。本文主要的研究内容如下： ( 1 ) 探究自主学习系统涉及的基本理论、方法和实现的技术，包括网络环境下的自主 学习与个性化学习的概念、区别，如何自主、个性化学习，如何利用网络信息技术来实现它 们等。 ( 2 ) 对照以往开发的在线自主学习平台，分析它们存在的不足之处，比如功能操作的 繁杂性、平台缺乏开放性等，探究自主学习支持系统的总体框架和功能，包括系统结构与组 成，系统角色和主要功能等。 ( 3 ) 原型系统的具体实现，包括开发环境、工具、系统运行环境以及系统实现过程； 提供部分程序模块和源程序；对系统设计与开发中关键问题的研究，比如对学习者学习后的 如何评估等问题。 ( 4 ) 将本系统应用于实践，并对实际使用案例进行对照分析，探究在传统学习方式和 自主学习系统学习方式下对教师和学生产生的影响、效果，并最终得出分析的结论。 通过本文的研究工作，可以初步地建立起一套集教师与学生功能于体、学习与测评相 协助的网络在线自主学习平台，具备可扩展性，多学科性，真正地体现了网络信息技术的优 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 势，并把传统的教育教学模式进行了创新，丰富了内容，促进和发展了学生的建构、创新能 力。 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 第2 章基本理论、方法和技术 2 1 网络环境下自主学习与个性化学习理论基础 自主学习是当前教育学家普遍提倡的一种学习方式，在这种方式下开展学习活动，能够 充分体现学生的主体地位，发挥学生学习的能动性、主动性，使得学习针对性更强、效果好。 自主学习是指学习者在有关人员指导或引导信息的提示下运用一定的媒体，主动、积极、 超越性的学习活动嗨1 。教学活动中，学生能在多大程度上通过对知识的建构，形成技能、发 展能力和素质的全面提高，主要取决于学生自主学习的程度。自主学习模式的运用能够彻底 改变传统教学中教师对学生“时空”的侵占以及把学生当作知识的“容器”。 自主学习包括自主确定学习目标、自主制定学习计划、自主选择学习材料、自主选择学 习方式方法、自主确定学习进度、自主检测和评定学习结果、自主补漏和矫正。当然，这些 自主性的学习活动一般不会自发地产生，即使能发生，也不一定会达到教学大纲的要求。由 此看来，学生是否能够自主学习，就要看教师及相应的学习软件是否能根据学生学习水平、 学习风格的不同进行相应的引导。所以说，我们提倡的自主学习是在教师或相应的学习软件 的激励和引导下进行的。传统教学中，由于教学手段落后，教学环境单一，学生在校没时间 自主学习，在家缺少相应的指导，这种师生时空上的矛盾无法克服，使得自主学习缺少相应 的指导无法进行。网络信息技术在教育中的运用，可以克服师生在时空上分离的限制，解决 自主学习中的矛盾。 基于网络环境下的自主学习，是以科学研究的方法探索问题的学习过程，将自主性学习 与网络环境结合进行，因为网络能解决研究所需的大量资源，能帮助学生建立小组协作，能 使教师实现同异步指导。因此，开展以学生为中心的、自主的学习，教师关键要设计一个学 习环境，激发学生的学习需要与学习兴趣，让学生获得丰富的情感体验；学生通过网络掌握 大量的学习资源，根据自己的学习特点和愿望，按照自己的学习方法，主动地选择学习内容 并确定自己的学习进度。学生在基于网络的自主学习中需要树立“自主学习观 噶1 。 在网络环境下，自主学习模式有三个要素：学生、网络和教师，学生在教师的指导下， 利用丰富的网络资源自主地建构知识，自我提升素质。 在网络自主学习模式中，教师是学生学习的引导者、帮助者。教师的教学能力、知识水 平直接影响到教师对学生指导的质量，因此，网络自主学习中也要求教师有丰富的知识和较 高的教学水平。 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 自主学习模式中的学生，在学习中受动机水平、自律水平、网络操作技术、认知风格、 认知基础等方面的影响。网络环境下，教师在这些方面要给予指导，也要求课程设计人员充 分考虑到学生自主学习的这些特点。 自主学习中的网上学习信息是影响学生学习质量的主要因素。如网络课程的类型、数量、 质量等。自主学习网络课程与一般课程相比也有许多独特的地方。 ( 1 ) 媒体的集成性 网络自主学习虽然有教师的指导，学生大多时间仍是自学，自学最大的困难是对新知识 的“同化 和“顺应”n 训。文本元素表达信息，缺少直观性，在很大程度上影响着学生对新 知识的理解。据研究，多媒体表达信息能够奠定充盈的思维基础，多媒体创设情景能够确立 良好的思维基础。作为承载信息符码系统的媒体有：文本、声音、图形、图像、动画等。作 为这些表达信息的元素，在网络时代能够从多角度传情达意。用图、文、声、像等多种媒体 元素表达信息，能做到教学信息图文并茂，声形辉映，生动逼真。这种具有极丰富表现力的 媒体信息对学生具有较强的吸引力。当前，网络频带宽度的提高，传输速度的加快，为传输 多媒体信息提供了可能。 ( 2 ) 操作的交互性 多媒体网络课程承载的教学信息可以以超文本、超媒体的形式呈现，通过人机交互式对 话，使学习者积极参与到学习过程之中。学习者可以根据自己的需要自由选择学习内容，可 以根据网络课程提供的导航系统从任何一点开始，也可以随时转向其它内容，而且还可以自 行调整学习进度，以及灵活多样的练习和友好的成绩评价，实现自主学习。 ( 3 ) 结构的非线性 多媒体网络课程的非线性是在超文本、超媒体技术支持下发展起来的，是用节点和链来 表示知识的，它的联想式、非线性的结构类似于人类认知结构的特性，使网上外在的信息很 容易转换到学生内在的认知结构上。它还具备任意想象的存储扩充器的特征，符合人的思维 特点，而这种信息系统的结构组合是可变的，学习者可自主地确定学习路径。 ( 4 ) 信息的开放性 昔日的学习，一套教材“一统天下 ，学习者只好将教材编辑人员观点等原原本本的接 受，学生的学习受制于教材的质量。而且学生接受的多是一些知识，学生缺少思考和自己的 观点。网上的信息量大，可以为学生提供相关的参考资料和相应的网址，这样可以为学习者 就某一学科甚至于某一知识点提供相关的阐释或不同的观点，供学习者思考。由于网上信息 量大，又有多媒体创设学习情景，学习者在网上可进行探究式、发现式等形式的学习。 个性化自主学习是网络环境下重要的学习方式，最能体现学生的学习主体地位，实现学 生自主学习的意愿。学生可以按照自己的需要选择学习内容，可以按照符合自己的特点选择 学习方法，可以按照自己的时间安排学习的进度，可以按照自己的能力选择学习内容的深度。 我们都清楚，学生学习过程中的背景知识、学习能力、认知风格都有差异。而在传统的讲授 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 式课堂教学中，教师普遍存在着无暇顾及学生接受能力存在差异的现象，按照“一刀切”的 方式进行教学，效果不尽人意。随着校园网络的进一步普及，计算机的交互性解决了这一问 题。我们在推进教育信息化的过程中，做到在校园网、多媒体电化教室、多功能电子网络教 室的应用，充分考虑满足学生自主学习的需要。当学生不满足于教师的课堂教学现状时，当 老师应付不了学生大量的、集中的、同时的又是个别的学习需要时，提供必要的条件让学生 可以根据自己的兴趣、能力来选择运用信息技术满足自身的学习需要。例如，可以调用教学 资源中的各种素材，如文本、动画、视频、图片、教师个人网站、资料库等，以巩固学习的 内容，解决学习的疑惑，了解不同的观点，掌握不同的方法。根据需要，教师也可以自己设 计、制作课件，发到服务器终端共享，以实施对学生面广量大的指导。 在本文中，笔者充分考虑到，为适应学习者自主学习而制作的网络课程必须要具备以上 几个特点，因此在设计本系统时，尽量满足了这些需求：在媒体信息方面，具有大量的文本、 图片、动画、视频等；在操作的交互性上，系统提供友好的操作和导航界面，学习者能很快 地上手并开始自主学习；在结构上，完全实现非线性，学习者可以确定自主学习路径；在信 息的开放性上，提供了大量的网上资源，可以弥补教材学习的不足。 此外，有必要谈一下网络课程开发的教学理论基础。心理学作为教育技术的理论基础， 其对教育技术的影响无时不在。目前，有几种主要的心理学流派对教育学活动或教学设计过 程乃至整个教育都产生着深刻的影响。 行为理论【3 j 人们学习是一个尝试反馈的交互过程。在这个过程中，学生接受某种刺激，并对刺 激做出某种反应。当刺激和反应的结合带来某种满足时，这种结合将会得到加强，否则这种 结合将会削弱。这种基于刺激反应的学习理论称为s r 理谢】l 】。基于这种理论，有人 提出一种程序学习及程序教学的教学方法。这种方法要求学生在接受刺激，做出反应后，教 师应对学生的反应给与一定的反馈，以增强教学效果。 认知理论 行为主义强调外部事件对学习的影响，而认知主义则强调内部的思维在学习中的作用。 认知主义者认为，学生的学习是在具有一定的逻辑结构的学习资料与学生本身所具有的某种 认知结构相互关联，相互作用的过程中进行的。学生的认识水平、认知特点、认知心理，对 学生的学习有着重要的影响。因此在教学过程中，一方面要认真研究学生的认知结构和认知 特点，另一方面要认真研究知识的结构特点，将知识以学生容易接受和理解的方式呈现给学 生，并以适当的方式进行教育支持和控制，以促进学生实现有效的学习。 建构理论 建构主义( c o n s t r u c t i v i s m ) ，它是由瑞士学者皮亚杰最早提出的。建构主义认为，知识不 是教师传授与灌输得到，而是学习者在一定的社会文化背景和自然环境下，借助他人的帮助， 利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而自行获得的。建构主义提倡在教师指导下，以 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 学习者为中心的学习，既强调学习者的认知主体作用，又不忽视教师的指导作用，教师是意 义建构的帮助者、促进者，而不是知识的传授者与灌输者；学习者是信息加工的主体，是意 义建构的主动建构者。建构主义学习理论的内容很丰富，但其核心内容可以概括为：以学生 为中心，强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构，而不是像传 统教学那样只是把知识从教师头脑中传送到学生的笔记本上。 人本主义学习理论【i z j 以罗杰斯为代表的人本主义认为，学生自身具有学习的能力；当学习符合学生自身的目 的时才会有意义；当学生负责任地参与学习过程时，就会促进学习；学习者自我发起的学习， 是最深刻的学习；同伴学习和小组学习，可促进学习。所以，网络课程应体现为这几方面的 特点：学生自主学习的设计；学习动机的激发；学习主动性的调动；协作学习的设计。 教学设计理论 教学设计是应用系统方法分析和研究教学问题和要求，确定解决他们的教学策略、教学 方法和教学步骤，并对教学结果做出评价的一种计划过程与操作程序。面向教学模式的教学 设计应注意的几方面：强调教与学的结合；重视学习环境的设计，包括情景创设的设计、协 作学习的设计、信息资源的设计；重视教学过程的动态设计；重视可操作性。 上面是教育中的几个基本理论，虽然它们在理论上存在着某些冲突，但正如任何事物都 有正面和反面一样，他们也存在着自己的优点和不足，都有它们各自的适用范围，因此，它 们是相辅相成的，不存在谁取代谁的问题。在实际应用中，应该根据不同的教学内容，不同 的教学条件和不同的教学对象，合理的选择教学设计理论和方法，以实现良好的教学效果。 在网络课程的研制中，必须考虑教育理论的指导作用，使网络课程经得起实践的考验。 在本文的研究中，充分借鉴了以上的五种学习理论，取长补短。在设计过程中，强调设 计的系统要充分体现以学生为本的思想，以任务驱动学习者学习的方式，比如教师指定在某 个时间以前完成某个课题的学习并进行考核，以自主学习与协助学习相结合的途径，从外到 内，由浅入深，最后达到知识的意义建构。 最后，我们来谈及网络环境下自主学习与个性化学习效果的评价问题。与传统评价模式 的主观性、单一性、滞后性不同，网络环境下学习效果评价将定量评价与定性评价，诊断性 评价、形成性评价与总结性评价，绝对评价与相对评价有机结合起来，评价更显客观、合理。 ( 1 ) 注重定量评价与定性评价相结合 网络环境下自主学习评价系统应设有分项定量的评价标准和最后的定性标准。平时，学 生参与自主学习、考试自主诊断等各项活动后由老师、充当指导兼考评员的同学及自己给予 及时评价，采用分制，视不同情况分次、分进度评分，并规定具体的评分细则。每期期末以 平时评价数据为依据对学生进行定性评价，定为若干等级，作为学生一期学习状况的综合评 定，与学生考试成绩一道组成对学生学习的全面评价。 ( 2 ) 注重诊断性评价、形成性评价和总结性评价相结合 西南交通大学硕士研究生学位论文第10 页 为使自主学习适合学生的需要和背景情况，对学生是否达到教学目标所要求掌握的基本 知识和技能，自主评价系统注重及时反馈，对学生各种优点( 如特殊兴趣、才能禀赋等) 经 常进行鉴别，老师及时对学生给予评价，由此便可灵活多样地改变学习的策略，决定放慢或 加快学习进度，找到更适宜不断发展变化的学生学习心理的学习方式，提高学习质量；学生 也可以及时地从老师和同学的评价中了解自己的特点，知晓自己的学习现状，主动改正缺点， 发扬优点，改善学习的方法，提高学习效率。这是局部的小调整。大范围的还是后期的评价， 对一期的教学效果进行全面的综合总结和成绩评定，它可作为下一阶段的准备性评定，作为 确定学习目标以及突破重点、难点的依据。这些措施就使评价达到诊断性、形成性与总结性 的统一。 ( 3 ) 注重静态评价与动态评价相结合 自主学习应当适应教学大纲要求，以教学目标作为基准来评价学生具体知识和基本技能 的掌握程度，通过这一目标量化评价，可以让学生了解达标程度，便于针对学习水平分层、 分项、分阶段设标，确立学生的“最近发展区”及“最远目标区，使教师对学生的期望值 趋向合理，从而增强期望效果，体现了“以人为本的精神和“只要努力，人人都可成材” 的教育理念。但近期的绝对性评价免不了出现一些人为因素，学生达不到教学目标，就会挫 伤他们的学习积极性，这是不可取的。所以它一定要结合动态评价，使学生时常体会到成功 的喜悦。学生作为个体是不断发展变化的，每个学生各有不同，各自存在着个性差异，因此 在评价时一定注意要因材施评：要注意学生在不同能力方面所体现的不同特质，让学生认识 到自己相对别人而言在某些方面也有出色之处，把这化为与别人在其他领域竞争的动力。 在本文开发的自主学习评价系统中，充分体现了学生在评价系统中的主体地位，建立了 开放评价模式，采用自评、他评( 同学评价和教师评价) 相结合的方式，动态评价和静态评 价相补充，克服了评价的主观性。 2 2 自主与个性化学习方式方法探究 2 2 1 网络环境下自主学习方式概述 利用网络环境开展学生自主性学习，让学生的“自主唤醒和激发主动参与的意识，训 练掌握认知策略，发挥选择性、能动性、积极性和创造性。 1 网络环境下基于游戏的自主学习方式瞪1 基于游戏的自主学习方式，是针对学生在教师指导下，以游戏方式开展的自主学习模式。 由于学生心理特点，他们对游戏有着特别的爱好，在游戏环境中，他们能快乐地进行学习而 不容易产生厌学情绪。多媒体和网络技术由于能提供界面友好，形象直观的交互式学习环境， 有利于激发学生的自主学习兴趣。同时，它还能提供图、文、声、像并茂的多种感官综合刺 激，更有利于情景创设和大量知识的获取，为学生营造快乐的学习环境提供了理想的条件。 西南交通大学硕士研究生学位论文第11 页 但由于学生在自主学习过程中可能会遇到一些困惑或难题，所以在学习过程中需要教师给予 必要的引导。让学生从生活经验和已有知识背景出发，使学生们都融合进角色之中，在快乐 的游戏中掌握知识，训练技能，了解方法，培养情感。 2 网络环境下创建基于任务的自主学习方式们 学生的自主学习，是利用网络环境，给学生提出学习任务，进行任务驱动，通过上网查 询、人机交互等方式，学生在不断克服困难中完成任务。网络环境中有着大量的信息，教师 与学生拥有信息的机会是均等的，更多的时候，学生了解掌握的信息可能比教师还要多。教 师逐步失去以往占有教学信息资源的优势，不可能再依赖现成的知识和所谓的标准答案传授 给学生。教师的任务将转变为如何引导学生在这信息的海洋中筛选、获取有用的信息。所以， 教师可以将所学习的知识分解成若干小问题，让学生带着问题通过搜索引擎或相关的网站、 多角度地找出答案，完成任务。输入关键词通过搜索引擎检索到的相关网页资料可能会多达 数百上千条。教师充分利用网络技术开展教学，能冲破课本的束缚，在学生面前展开广阔的 学习空间，从而提高学生的学习效率。学生带着老师提出的问题，通过动手操作以及必要的 网络信息技术帮助进行自主探究，能充分发挥他们的自主能动性。这样不仅重视了学生作为 学习主体的积极性、主动性，而且也充分发挥了教师的主导作用。 3 网络环境下创建基于协作的自主方式 在网络环境下，可以很方便地展开丰富多彩的教学活动，来培养学生的群体意识、群体 活动能力以及竞争和合作能力。学生们之间可以不用直接面对，而是教师通过网络把分散在 课堂中的学生链接构成小组的学习团体。他们利用网络来传递声音、文本、图像等各种符号， 加强互相交流的目的。促进学生的个性化发展。调动学生的参与积极性、主动性。让每一个 小组成员都非常认真地学习、探寻，然后根据自己的搜索结果，谈谈自己的操作方法，短短 几十分钟的一堂课中，每个学生都数次甚至数十次地发表自己的见解。每个问题讨论到最后， 教师再根据学生的回答，有选择地加以分析，表达自己的观点。这种没有标准答案的协作式 自主学习，对培养学生的创造性思维会起到重要的作用。 在本文的设计中，主要是考虑以知识学习与任务驱动学习者学习的方式，在学习过程中 学习者之间可以就某一学习课题展开讨论并发表自己的见解，也可以与教师进行交流、探讨， 这样以来，学习者既积极地参与了学习过程，又在过程中培养了创新思维，为以后更好的自 主学习创造了条件。 2 2 2 网络环境下学生自主学习的途经 网络环境下自主性学习是指以网络为手段，以学生为主体，是学生自主探索、发现新知 的过程。通过学习，提高学生发现、吸收新信息和提出新问题的能力，最终培养学生创造性 地解决问题的学习方式。在这种学习的环境下，媒体也不再是帮助教师传授知识的手段、方 西南交通大学硕士研究生学位论文第12 页 法，而是用来创设情境、进行协作学习和会话交流，即作为学生自主性学习、协作式探索的 认知工具。 1 利用网络资源获取学习材料 这是学生利用网络使用最多的一种学习方式，由于课内学习的内容有限，距离现实比较 远，学生往往借助于网络将课内所学知识延伸到课外，利用网络虽然目前不能代替图书馆， 但网络的确有图书馆所不具备的功能，如查询的快捷性，资源整理的便利性，资讯即时性都 胜于图书馆。 2 利用网络工具进行自主探究 网络技术的应用，极大地拓展了教育的时空界限，使教育资源共享得以实现，学习选择 的自由度大大提高了。学生可根据所作出的猜想，利用教师创设提供的内容丰富、信息量大， 交互功能强的网络资源和必要实物、学具，在小组学习中动手操作，动脑思考，动口表达、 探索未知领域，寻求客观真理，在这一过程中，学生自始至终地参与探究，是知识的发现者， 由学生通过网络访问教师放置在网络资源库上的资料进行自主学习，明确学习目标，学生带 着问题独立地通过网络的必要帮助，随机进入教师设置的学习环境中，探索问题的解决方法， 而教师则是学生探究过程中的指导者，要注意引导学生正确利用网络学习，注意培养学生思 维的独立性的创造性。 3 利用网络工具进行学习交流 这是学生自主学习常常用到的学习方式，由于课堂时间有限，许多问题不能深入开展， 生生、师生之间的交流不够充分，而网络都能弥补课堂的不足，学生通过人机协作进行自主 探索的同时，可以通过网络进行各种形式的协作学习，还可以通过网络将各自学习的结果进 行网络交流。它不但提供了师生、生生进一步交流的渠道，还能使交流变得平等融洽，减少 了学生的心理负担。 4 利用网络工具展开自我学习的评价 网络不仅有丰富的资源，还有许多提供学习的工具，特别是教师制作的专题网站，具有 很强的学习功能，例如，学生可以发布作品供他人交流评议，而专题网的测试功能，由于反 应及时，不需要教师批改，可以方便学生自主检验自己的学习效果。 2 2 3 网络自主学习模式中课程的构成 网络课程与普通多媒体课件不尽相同，与网络合作学习型课件也有不同之处，即使是网 络自主学习模式中的课程也有多种类型，不同的类型，它的结构也不相同。我们以基于教学 策略的自主学习模式中的网络课程为例来说明之。相对完整的网络课程应该由三大部分组 成，即：教学信息呈示部、网上交流部分和学生信息部分。 ( 1 ) 教学信息呈示部分。这部分主要是向学习者介绍学科课程，说明学习这门课程应 有的知识准备，通过学习达到的学习目标以及学科的知识结构等。主要包含：课程说明、教 西南交通大学硕士研究生学位论文第13 页 学目标、起点知识、学习方法、教学信息结构、各种练习及测试题、导航信息、帮助信息、 多媒体素材、各种工具性资料、学习指导者的指导信息等。 ( 2 ) 网上交流部分。这部分主要是为师生或生生交流提供“阵地的。主要包括网上 答疑、学习讨论、师生信箱等。 ( 3 ) 学生信息部分。学习者信息部分主要是指学习者登录网络的密码、帐号，个人有 关