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第13卷第5期2007年10月开放教育研究OpenEdueationRehashV01.
13.
No50ct.
2007网络教学平台的新发展谢晓林余胜泉程罡黄烨敏(北京师范大学教育技术学院,北京100875)【摘要】网络教学平台在E.
Learning中发挥着基础性的支撑作用.
近几年获得了广泛的应用,但各种网络教学平台的功能也越来越同质化,功能在低层次上徘徊,没有跟上技术的发展和新的教学发展趋势.
本文首先分析了影响网络教学平台发展和变革的两大目素:学习理念的演变和计算机技术的进步,然后从学习设计、面向服务的体系架构、适应性学习、协作学习、移动学习,智能答疑、发展性评价、学习过程信息的采集与分析、标准化等九个方面介绍了网络教学平台的最新发展趋势.
【关键词】网络教学平台;学习设计;面向服务的体系架构;LMS发展【中图分类号】G434【文献标识码】A【文章编号】1007-2179(2007)054:1012—14E.
Learning的普及推动了基于Web学习管理系统(LearningManagementSystemLMS)的蓬勃发展.
计算机技术的不断进步和学习理念的逐渐演变是推动LMS不断发展的源动力.
从E—Learning学习支持系统的发展历史来看,一般认为大体经历了以下三个阶段:——自容管理系统(ContentManagementSystems,CMS):侧重学习对象和学习内容的管理,主要用来存储和管理教学资源以支持学习者的自主学习.
——学习管理系统(Letu'ningManagementSystems,LMS):侧重于教务教学、行政事务的管理,其目的是简化学习和培训的管理程序.
——学习内容管理系统(Leaz'ningContentManagementSystems.
LCMS):LCMS是LMS与CMS功能的集合.
LCMS能够进行教务管理,也可以跟踪与管理学习者的学习过程,还可以帮助教师设计、制作、发布网络课件.
网络教学平台在E-Learning中发挥着基础性的支撑作用,近几年获得了广泛的应用.
自从国内第一个网络教学平台4A出现之后,涌现了十几个类似的软件产品;国外的网络教学支持系统也太举进人中国市场,比如BlackBoard.
然而,大多数平台的功能设计上没有真正研究网络教学的发展规律,都是盲目的相互参考和模仿现有的网络教学平台,各种网络教学平台的功能和形式越来越同质化,功能在低层次上徘徊.
没有跟上技术的发展和新的教学发展趋势.
网络教学平台发展的源动力与趋势网络教学平台作为E-Learning的核心支撑系统,必然伴随着E-Learning的应用进展发生变革.
学习理念的演变和计算机技术的进步是驱动网络教学平台发展和变革的两大主要因素.
1学习理念的演变网络教学平台作为网络教学和学习的一个相对完整的·12·支撑环境,要能够全面、有效地支持网络环境下教师的教和学生的学.
不同学习理念形成不同的教学范式,教学范式导致教学模式、教学实施和学习开展方式的不同,从而对网络教学平台提出了不同的要求.
目前网络教学的范式主要可以分为两太类:知识传递和知识建构.
知识传递教学范式以行为主义和认知主义为理论基础.
它认为学习是刺激与反应的联结,强调知识传递与获得,并且重视强化的作用.
这种教学范式下的网络教学的典型特征是:教师在明确的教学目标指导下,经过精心的教学设计,通过各种课件、实时讲解等方式将教学材料和教学内容呈现给学生,强调对知识的获得与强化.
因而,在这种教学范式指导下的网络教学平台具备以下特征:①强调课程内容的管理、课程资源库以及授课内容的传递,比如实时视频、"三分屏"课件等;②课程规划方面,网络教学平台需要提供课件制作工具以方便教师准备各种材料;③学习支持方面.
平台需要提供各种通用的支撑1二具,支持教师对学生的同步与异步辅导,比如BBS、答疑系统等;④网络教学评价方面,强调在线测试,主要是基于考试评价的结果性评价,通过考试结果来了解学生对学习材料的掌握情况.
随着网络技术在教育中的应用深人,人们发现,由于教师和学生在地理位置上的分离,传统以教师为中心来展开的教学模式迁移到网络上的效果并不好.
而必须以学生为中心:学生已经成为教学过程中的主体,所有的教学资源与活动都必须围绕学生学习来进行优化配置,教师不再是知识的唯一源泉,而最大的知识源泉是网络;教师的任务是指导学生如何获取信息,帮助学生解决学习过程中的问题,并帮助学生形成一套有效的学习方法和解决问题的方法.
学生的地位也应该由原来的被动接受者转变为主动参与者,学生应该成为知识的探究者和意义建构的主体.
学生的头脑不再被看作是一个需要填满的容器,而是一支需要点燃的火把.
这些实践认识与近些年来建构主义和情境认知、分布式万方数据谢晓林,余胜泉,程罡,黄烨敏网络教学平台的新发展OER2007,13(5)认知等教学理念的流行相互印证,形成认知建构型的网络教学范式.
这种教学范式认为,学习应该以学生已有的经验为基础,学生的学习过程是一个个性化的学习过程,学生成为教学的核心,教学过程由面向课程转为面向学习过程.
认知建构教学方式认为,学习是一个社会过程,主张通过活动与协作来完成知识的建构,并且强调学生已有经验的重要性,以及个体差异所导致不同的知识构建过程.
网络学习环境不再是教师讲解的辅助工具,而变为帮助学生探索、发现、学习的认知工具.
网络教学应该围绕如何促进学生的自主学习、促进学生思维的深度与广度发展、组织学生的自主学习活动来展开,而这些内容构成了支撑新一代网络教育教学平台发展的基石.
因而,在这种教学范式指导下的网络教学平台具备以下特征:①不仅仅是关注学习内容,更强调学习过程中对学习活动的设计与规划,网络教学平台对教师课程规划的支持由支持内容规划转向支持活动设计,强调平台要通过各种学习活动的实施激发学生去主动建构知识的意义(诱发学习的内因).
②强调个体差异,主张为不同的学习者提供符合其特征的学习材料、策略和方法;③强调分布式小组协作,这就要求网络教学平台必需提供对虚拟社区和小组协作的支持.
④强调分布式认知,课程内容不再是由教师单向提供,而是由师生共同建设并完善的过程,平台要支持课程内容的协同编辑和个性化标注,要支持学生参与到课程内容的生成过程;⑤强调面向学习过程的评价.
采用基于电子档案袋的发展性评价2.
计算机技术的进步网络教学平台作为一个软件产品,其开发和构建必然受到计算机技术的影响.
Web2.
0正在引导新一代技术理念的转变,这种理念转变也影响着平台的开发与构建,使网络教学平台从功能到架构都发生了革命性的变革.
目前,单纯通过网络浏览器浏览Html网页的Webl,0模式向内容更丰富、联系性更强、工具性更强的Web2.
0的发展已经成为互联网的总体发展趋势.
Webl.
0是传统门户的代表,其主要表示形式就是通过门户来发布各种信息;而Web7.
.
0则打破了传统的单向信息传输模式,使得每一个用户都有机会主导信息的生产和传播.
与Webl0相比,Web2,0具有更好交互性、更个性化、更广泛的信息共享.
Webl0到Web2.
0的转变,从模式上是由单纯的"读"向"写"向"共同建设"的发展;Sk基本构成单元上,是由"网页"向"发表/记录的信息"的发展;从工具上,是由互联网浏览器向各类浏览器、Rss阅读器等内容发展;运行机制上,是由"ClientServer"向"WebServices"转变;作者由程序员等专业人士向全部普通用户发展,总之Web2.
0是以Flickr、Ctalgslist、Linkedin、Tribes、Ryze、Friendster、Del.
icio.
us、43Things.
corn等网站为代表,Blog、T.
S、Sns、Rss、Wiki、Aj"等技术应用为核心,依据六度分隔、Xml、Aj肛等新理论和新技术实现的互联网新一代模式.
Web.
2.
0的技术发展呼唤着新的网络教学服务体系架构的出现,同时也推动了网络教学平台的新发展.
网络教学平台下一发展阶段将充分体现Web20的核心理念,Web2.
0理念指导下的网络教学平台强调虚拟社区的建设、注重知识分享和丰富用户的体验;主张通过网络来利用集体的智慧,让所有的人都有机会发表白己的声音;通过共享彼此的观点、思想、资源来促进个体的发展,强调学习过程,强调平台与内容建设去中心化,强调分布式认知,这些都与认知建构型网络教学范式的要求是一致的.
3.
网络教学平台发展的总体趋势通过分析影响网络教学平台发展和变革的两大因素,我们认为,随着人们对数字化学习的进一步了解和逐渐认同,以及相关标准和技术的迅速发展,网络教学平台下一发展阶段将具有以下几个方面的明显趋势和特点:标准化——当前E—Learning标准的制订和普及日益受到重视.
其设计和开发必须考虑到对国际主流标准的兼容,否则其数据无法被其他平台识别和处理,也无法兼容主流厂商的课程、资源等内容,推广应用必然会受到极大的阻力.
因此,标准化是网络教学平台未来发展的必然趋势.
强开放性——E·beaming的普及和深入应用必然要求平台具有较强的开放性,一方面能够和其他相关系统交换数据、互联互通,另一方面要能较好地适应需求的快速变化,通过小代价的服务替代升级或者流程重组就能实现"按需定制"的要求.
具备强开放性的网络教学平台才能在未来要求复杂系统协作和动态演化的环境下保持强大的竞争力个性化——和面授环境相比,E—Learning环境下学习者的个体差异更显著,因此,优秀的网络教学平台必须满足学习者个性化的需求,为风格各异、起点不同的学习者提供合适的学习内容、学习活动和其他学习支持服务,而相关标准和技术的发展也为这种需求提供了客观条件.
智能化——本体技术和人工智能技术的发展为网络教学平台向智能性的方向发展奠定了技术基础.
智能化的网络教学平台将能为学生的学习和教师的教学提供更为强有力的支持,减少简单和重复性的操作,而且还能为教师和学生提供经过分析处理后的教学和学习建议.
高级智慧共享——传统网络教学平台强调学习对象的共享,下一代网络教学平台将在此基础上.
强调对设计层面的高级智慧进行共享和重用,不仅让优质的教学内容借助信息技术得以分享,更让优秀的教学设计能为更多的教师和学习者享用.
分布式知识建构——传统的网络教学平台强调通过网络来传递学习内容,下一代网络平台将以促进学生分布式知识建构为重点,强调学生在与他人的讨论与交流中完成知识建构.
学生甚至可以参与到课程内容的建设中来,并且在这一参与过程中加深对知识的建构.
通过对这些特点的把握与理解,结合学习支持系统一般功能与特征,本文总结了网络教学平台九大方面的发展趋-13·万方数据谢晓林,余胜泉.
程罡,黄烨敏网蝽教学平台的新发展OER.
2007,13(5)势:学习设计、面向服务的体系架构、适应性学习、协作学习、移动学习、智能答疑、发展性评价、学习过程信息的采集与分析、标准化.
对这些发展趋势的把握与理解将有助于网络教学平台开发人员设计与开发网络教学平台,同时也有助于推进E—Learning的深入发展.
从内容设计到学习设计目前绝大多数网络教学平台都以学习对象为核心来架构,主要侧重于对内容对象的建立、管理和重用,但这种内容导向的教学方法并不能真正反映出创造性的教学过程.
学习对象是对学习内容的封装,仍然属于技术的范畴,本身并不能承载教学活动信息.
因此,学习对象并不能充分体现学习理念和学习方法.
对学习对象过度关注而缺少对教学活动的关注,导致当前大多数学习支持系统普遍存在一些不足,主要表现在以下几个方面(曹硗明,2006).
第一.
不能有效支持教师的教学设计与课程规划.
目前大多数网络教学平台对教师教的教学设计与课程规划的支持还停留在内容设计上,以内容(资源、课件等)编辑为主.
显然,内容的设计根本无法替代教师对教学过程各个环节的设计与规划.
第二.
缺少更活的、智能化教学过程控制策略.
学习对象本身是松散的,不能附加教学控制信息,因此对教学的控制需要由教师来监督与完成,而不能由系统自动监测学生反应来控制.
第三,支持教学方法有限.
现有学习支持系统对教学方法的支持大致分为两大类:一类是以内容组织为主,不涉及具体的教学方法;另一类是针对具体的教学方法,如协作性学习平台,研究性学习平台等.
这些平台都只能解决教学中的某些或部分闻题,与当前学习策略日趋多元化,混和学习等日渐流行的需求是背道而驰的.
第四,不能共享设计智慧.
目前学习支持系统中的"共享"和"重用"仍然仅限于学习对象,而对教学设计、教学策略这些更高层面的"智慧知识",不能够在平台内进行共享.
为了应对上述局限,当前E—Learaing业界出现了新的共识,就是以学习对象为中心的观点应该发展到以学习活动为中心的观点上来(ColinTattersall&RobKaper,2005).
这种E.
Learning理念的转变也使得E—Learning支撑系统的功能发生了重大的转变.
从传统的以学习对象管理为核心的架构转变到以学习活动为核心的架构、从内容设计转变到学习设计,其代表了一种全新的学习支持系统的设计理念.
这种理念认为,尽管学习对象在学习管理系统中仍然非常重要,但是只有学习对象并不能构成有效的教学,必须将这些学习对象构成一定的结构,并和具体的学习行为和服务集成,而集成的最佳载体就是学习活动.
在学习括动管理系统中,一系列经过详细规划的学习活动序列取代了原来的学习对象,成为教师的设计对象和学生的学习对象.
教师设计教学的过程,主要体现在对学习活动的设计上(曹晓明,2006).
·14·为了支持学习活动的设计,1MS在2003年开发了学习设计规范(IMSLearningDesign),以下简称LD规范.
LD规范的目标是提供通用的框架来描述教与学的过程,整台学习者和教师的活动以及学习过程中用到的资源(媒体)和服务,同时支持多种教学法、多个学习者(包括个别学习者)的学习、混和式学习和各种学习资源的可重用(孙迪,2006).
学习设计与教学设计密切相关,是将学习和教学的普遍原理转换成对于教学资源和学习的设计的系统过程.
它是一种描述教学活动过程的形式化方法,将教与学的过程具体化.
使学习者在确定的学习环境中以一定的顺序进行学习活动,从而达到确定的学习目标(孙迪,2006).
学习设计对教学过程提供了形式化的方法描述,使计算机能够理解教学设计成果的语义.
支持学习设计的网络教学平台,将能够有效地支持教师的教学设计,还能使计算机自动完成对教学过程的控制.
由于学习设计对教学过程提供了一种通用亿的描述方式,将使得完全支持学习设计的系统能够支持任何一种教学方法.
学习对象共享的是内容,学习设计共享的则是"设计".
因此,以学习设计为核心架构的网络教学平台将能充分的解决上述由学习对象带来的种种不足之处.
由于学习设计的思想同时也整合了学习对象理念,因此,支持学习设计的系统将同时兼具以学习为核心架掏的系统的优点.
学习设计规范的基本思想是将整个学习过程比喻成为电影剧本,一个电影剧本由多个幕组成.
各个幕串联起来就组成了一个完整的电影剧本.
不同的角色在,}卜么场景下完成什么样的动作在角色分配里定义.
LD的概念模型是理解LD的基础,图1即为LD规范概念模型.
圈1学习设计的概念横型RobKoper(2006)指出LD概念模型的核心思想是,教学过程中,每个人都被赋予了一定的角色,如教师或者学生;每个角色在特定的学习环境下(学习环境由学习资源和学习工具组成),通过完成一系列的活动来达到相应的学习目标;不同的角色在整个学习过程中会执行不同的动作;某个角色在何时执行什么样的动作由方法来定义;方法(method)、角色(role)、活动(activities)、环境(environment)是LD的核心概念.
方法(method)是在特定的先决条件下,为了使学习者在万方数据塑垦苎:鱼些查:兰兰:茎些苎:璺竺垫兰±皇竺塑垄垦!
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具体学习环境中完成学习目标,而对各种角色、活动和环境的设计.
方法是LD最核心的概念,整个学习过程由它来说明.
学习过程被比喻成电影剧本,方法中通常包含一个剧本(play),剧本中包含若干按先后顺序执行的幕(act),幕中叉包含若干角色分配(role.
parts),角色分配指定了特定角色执行的相应活动.
角色(vole)受LD规范规定每个人被赋予角色后的人才能参与活动.
LD规范中的基本角色有两种:学习者和教师.
每种基本角色还可以有多个子角色,设计者应为每个子角色命名并且分配相应的活动.
活动(activities)是学习设计中一个很重要的元素,它是指基于一定的学习目标学习者和教师所进行的操作.
活动连接着角色和环境中的学习对象及服务,分为学习活动和支持活动两种.
活动可以通过活动结构(activity—structure)来组织,活动结构也可以嵌套.
这样能够保证教学的灵活性.
环境(environment)元素包含两个基本的类型,即学习对象和服务.
前者包括URL链接、工具、资源、测试等学习客体;后者指的是在环境中提供的服务,如论坛、聊天室等.
属性(properties)是用户和角色档案的组成部分.
用来存储角色、学习单元、用户档案、完成活动的过程数据、测试结果(前导知识、能力、学习风格等)、在教与学的过程中瀑加的学习对象(报告、散文或新的学习资源等).
通过属性可以对用户和角色进行监控、评价、个别化.
条件(conditions)能够为具体的学习者设计个性化的学习设计,精确活动和环境对于人物和角色的分配.
例如,通过相关条件的设计,对于具有善于逻辑推理学习风格的学习者,其所有的活动多采用无顺序呈现的方式;如果学习者已具有某一主题的前导知识,则相关的学习活动可以略过.
从模块化到面向服务的体系架构网络教学平台开发的早期都是采用模块化的软件开发模式.
平台产品可以被看作是由一系列具有特定功能的组件组成,作为一个完整的系统也可以被分解成一系列功能模块.
这些模块之间的相互作用就形成了系统的所有功能.
在这种开发模式下,一个完整的网络教学平台被分解成一系列功能模块,每个模块完成相应的子功能.
如答疑、课程、讨论交流等.
开发的时候,不同的开发人员负贵开发不同的模块.
待各个模块开发完毕之后,再将他们集成起来,这些模块之间的相互作用就形成了网络教学平台的所有功能.
在网络教学平台的模块化开发模式下,每个模块由不同的设计者单独设计完成,实现了劳动的分工.
模块化软件开发可以减少软件开发活动中大量的重复性工作,能够提高软件生产率.
降低开发成本,缩短开发周期.
然而,随着网络教育应用的发展,各种功能基于网络的信息系统部署和实施已是大势所趋,学习资源共享和教育信息系统互操作已成为基本要求.
在一个学校中往往有各种各样的教育信息系统,如信息管理系统、教务管理系统、网络教学平台、资源库平台等,这些平台中存储了与之相关的各种各样的数据.
管理信息系统的核心服务是提供教职工、学籍、设备等基础信息;教务管理系统负责管理教务相关工作,如管理开课、教师年终考评、学生成绩管理与考评.
网络教学平台不再是一个独立的系统,而是这些众多系统中的一个,它需要与其他相关的教育信息系统共享数据与相互通信,如网络教学平台和资源库之间的互操作,网络教学平台应该能够直接使用资源库里的大量数字资源,而不是让用户反复的在两个平台之间相互登陆与跳转,或者手动的将资源库的资源下载之后,再上传到网络教学平台里去.
原有的模块化的软件开发思路下设计的软件.
模块与模块间的程序调用和数据传递往往与编程语言和操作系统紧密相关,很少涉及异构平台下的数据互通和远程程序调用,导致平台与平台之间彼此相互隔离,系统之间无法相互通信与共享数据,形成一个个的"铁疙瘩"和"蜂窝煤".
这些都与网络共享的思路背道而驰,同时也阻碍了网络教学平台一些功能的深化应用.
当前很多学校部署的一些平台,都需要导出很多报表,再手工录入到其他系统中进一步操作,这些繁琐工作极大地增加了教师的工作量,也使得本来可以通过平台减少劳动的一些教学相关业务流程难以贯彻实施,如根据教学平台的日常学习记录,在学生管理系统中产生形成性评价;根据教师在教学平台中上传资源、开展活动的次数,在教务管理系统中给予教师不同的工作评价等等.
面向服务的体系结构(SOA)是应用体系发展的最新阶段,它正是为适应解决上述的各类问题而产生的一种代表目前和将来发展方向的主流系统架构.
在这种体系结构中,所有功能都定义为独立的服务,这些服务带有定义明确的可调用接口,可以以定义好的顺序调用这些服务来形成业务流程.
所有的服务都是独立的,它们就像"黑匣子"一样运行:外部组件既不知道也不关心它们如何执行其功能,而仅仅关心它们是否返回期望的结果.
在面向服务的体系结构中,映射到业务功能的服务是在业务流程分析的过程中确定的.
服务可以是细粒度的,也可以是粗粒度的,这取决于业务流程.
每个服务都有定义良好的接口,通过该接口就可以发现、发布和调用服务.
可以选择将一个系统的服务向外发布到其他业务系统,也可以选择在组织内部发布服务.
服务还可以由其他服务组台而成.
通过SOA提供的抽象方法,我们在构建整个系统应用时.
可以继续利用已有的投资,方法是将这些现有的应用包装成满足目标功能的服务,这样可以继续从现有的资源中获取价值,而不必重新从头开始构建.
另一方面,服务之间的通讯是基于特定的规范,而与实现的程序语言无关,能够实现跨平台、跨厂商的系统互联互通.
而这种互联互通能力使我们能够通过现有服务快速的组合、协作和集成,实现新的业务功能和业务流程.
以极大地提高软件的灵活性和按需进化的能力.
显然.
网络教学平台的开发也会受这种新型的软件开发·15·万方数据谢晓林,余胜泉,程罡,黄烨敏.
网络教学平台的新发展OER.
2007,13(5)模式的影响.
基于SOA架构的网络教学平台具有许多优点,一方面有利于网络教学平台的扩展,因为网络教学平台会随着计算机技术进步与学习理念的演变不断发展,基于SOA构建的网络教学平台,将利于网络教学平台在现有的基础上进行扩展.
另一方面,网络教学平台与其他相关信息系统的数据交换是制约网络教学平台发展过程的一个重要问题,SOA的架构方式不仅有利于网络教学平台之间信息交换,也有利于网络教学平台和其他相关系统(如教育信息管理系统)之间的信息交换.
一般而言,构建一个面向服务的网络教学平台可以分为以下几个步骤:首先是确定底层的共享数据模型,即系统操作的各类信息能够被其他系统所识别和理解.
目前E—Learning领域的大量学习规范和标准为数据模型舶标准化和共享提供了坚实的基础.
在设计教学平台的数据模型时,最好引用或参考主流的相关标准,典型的如教育资源建设规范,可共享对象参考模型(SCORM).
教育管理信息系统标准数据集等,使得教学平台中的业务信息能够方便灵活的进行迁移.
一些研究也开始尝试将语义Web技术应用于数据表示模型,以实现对多种标准的兼容和映射,以及一定的数据层推理能力.
其次在共享数据模型的基础上,各类教学相关信息需要被包装成用于异构系统信息通讯的消息包.
消息包的结构应当符合Web服务的消息封装协议SOAP规范,并且包含确保通讯安全和完整性的附加元素.
除此,要设计相应的数据传输模式、安全保障机制、消息重发和验证机制等信息交换机制,实现服务间的信息通讯.
第三步是设计各类基础服务和教育业务服务.
基础服务包括文件和数据库访问服务、消息包装服务、消息队列服务、安全校验服务、加密服务等.
业务服务则包括学习资源服务集、学习活动服务集、评价与测试信息服务集、学习者信息服务集等等.
业务服务集通过调用基础类服务实现对基础性资源的访问和消息的处理,再通过彼此之间相互调用和组合实现不同的教育教学业务流程.
第四步则是在将这些业务服务通过一定的聚合模型构建为不同的教学系统.
这些系统不同粒度和功能的服务构成,通过一定的服务组合机制,能够按需实现不同的业务流程,并使得系统保持与外界系统互操作的开放性,以及自身低成本功能进化的灵活性.
余胜泉等(2006)也具体介绍了通过服务聚合实现业务互操作的"纵向互联"和"横向互联"两种服务聚合模型,可以作为构建面向服务的教学平台和相关系统的实现参考模型.
从网络课程到适应性学习"因材施教"早在中国的"孔子"和西方的柏拉图的教育思想中就有了,而"满足每一个学习者的个性化需求"也一直是教育的主要目标之一.
Internet能够突破时空限制,使学习者可以自由选择学习的时间、地点和学习内容,计算机又·16·能够详细记录学习者的学习过程信息.
其强大的计算能力为准确分析学习者的学习表现和学习特征提供了有利的武器,也为通过E-Learning满足符合学习者的个性化需求,提供适应性学习奠定了良好的基础.
然而,作为E—Learning学习的重要支撑环境,传统网络教学平台大多不具备为学习者提供良好适应性学习的能力,基本上所有的网络教学平台都是向所有的学习者传送相同的课程内容,而没有考虑学习者先前的知识和认知风格与偏好,这导致了网络学习的高辍学率和较低的学习者满意度.
和传统面授环境相比,E-Learning环境下的学习者个体差异往往更显著.
E-Learning本身对E-Learning支撑系统提出了新的要求——适应性,也就是可以根据学习者的学习表现和学习者特征为学习者动态构建学习路径、动态选择学习内容.
适应性学习系统包括运行层和存储层.
运行层包含了适应引擎.
适应引擎的主要作用是以存储层的数据为依据完成实际的适应性操作;存储层用于存储知识空间、领域模型、用户模型和适应性模型的信息.
图2是一个适应性学习系统的总体框架(PythagorasKarampiperls&DemetriosSampson,2005).
包含了适应性学习系统模型的主要组件和组件之间的关系,图中的虚线表示模型之间的逻辑联系.
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I拳习理事与记景l'l车习誊知识状毒H———/围2适应性学习系统的体系架构整个适应性学习系统主要由以下四部分组成(Henze.
N.
NejdlW.
2004):知识空间:包括媒体空间和领域模型,媒体空间指教育资源和相应描述信息(如元数据、属性、用法等等),领域模型指描述当前领域知识的结构图和相应的学习目标.
用户模型:对学习者信息和数据的抽象描述,如知识状态,学习风格的偏好.
用户模型也包括两个不同子模型,一个子模型描述当前学习者的知识状态,另一个子模型描述学习者认知风格和偏好(如学习方式,短时记忆能力).
将用户模型分为这两个子模型是因为第一个子模型中的学习者知识状态会随着学习者和E—Learning系统的交互不断变化,而学习者的认知风格和偏好则相对稳定,在很长一段时间内都是相对不变的.
学习观察:记录学习者与E—Learning系统的交互情况.
如学习者是否访问过某个资源,在某个资源上面所花费的时万方数据谢晓抹,余胜泉,程罡,黄烨敏.
网络教学平台的新发展OER.
2007.
13(5)间等等.
学习观察与学习者行为相关,其监视结果用于更新学习者的用户模型.
适应性模型:定义了一系列描述E—Learning系统运行时状态的规则.
这些规则包括概念选择规则(如何从领域模型中选择概念)和内容选择规则(如何从媒体空间选择合适的内容).
这些规则库描述了一个适应性E—Learning系统暗含的教学方法.
为了清楚地描述一个适应性E—Learning系统运行时的状态,还需要描述学习者特征如何影响从领域模型巾选择概念(概念选择规则),以及如何影响对资源的选择(内容选择规则).
根据适应性学习系统的组成与体系结构,一个适应性学习系统的设计包括以下四个步骤(Bmsilovsky,2003):第一步,设计领域模型.
领域模型的设计包括学习目标层级的设计.
以及相关领域的概念层级的设计.
某一个学习目标总是要通过对一系列相关的概念学习才能达到.
适应性学习系统要做的是判断达到某一特定的学习目标需要哪些相关概念.
第二步,设计用户模型.
用户模型的设计包括学习者知识空问的设计和学习者认知特点与偏好模型的设计.
有两种主要的方法可用于对学习者知识空间的设计:第一种方法是重叠模型(PaivaA,,SerfJ,1995),学习者的知识状态被描述成为领域类概念的一个子集;另一种方法是原有模型(Beaumont,1994),将学习者分成几类,但每一类学习者都继承了全班学习者的共同特征.
第三步,设计媒体空间.
媒体空间的设计也就是设计教育资源的描述模型.
这些模型用于描述学习资源的特征,如学习资源的类型、难度及学习资源之间的结构关系(如,一个资源可能引用了其他相关资源).
每一个资源都和领域模型中的概念相关联.
适应性学习系统要做的是判断某一概念和哪些资源相关联.
第四步,设计适应-|生模型.
适应性模型的设计就是设计概念选择的规则(从领域模型中选择适当的概念来完成学习)和学习内容选择的规则(从知识空间内选择合适的学习内容).
概念选择的规则是通过将学习者当前知识状态与领域模型中的概念比较得来的;内容选择的规则是在学习者认知风格和偏好的基础上,把教育资源描述模型中学习资源的特征和用户模型中的学习者特征关联起来得到的.
在这些设计步骤完成之后,适应性引擎(适应规则分析器)负责编译适应模型中的规则,产生个性化的学习路径.
这个过程就是所谓的适应性学习系统排序.
从自主学习到协作学习协作学习的兴起和发展对网络教学平台提出了新的挑战和要求.
在传统的学习理念的支持下.
网络教学平台只需提供对自主学习的支持.
侨作学习的兴起要求网络教学平台在支持学习者的自主学习之外,更要支持小组协作学习.
协作学习的支撑系统已经成为网络教学平台不可或缺的子系统之一,图3是典型的CSCI.
系统的模型(赵建华等,2003).
如下所示.
圈3CSCL系统的模型在该模型中.
学习者小组结构包括导师、智能代理、学习者、小组和班级.
导师负责管理班级和学习小组,并对学习者提供必要的指导.
每个学习者都隶属于一定的小组,多个学习小组组成了整个学习班级.
智能代理为协作学习的顺利开展提供各种帮助,如为学习者提供学习材料、小组任务、模板和情节等学习资源.
系统为学习者提供同步和异步通信支持,同时系统对学习者在不同协作场所中协作的结果、范围、有关学习数据进行跟踪,并保存在协作记忆中.
系统对协作记忆中的数据进行评价,并对不同学习者和小组的评价结果进行记录并保存.
根据协作学习系统的模型,结合一般的学习系统的特点,我们可进一步归纳出协作学习系统的体系结构(如图4所示),协作学习系统由三个子系统组成:图4协作学习系统的体系结构协作学习资源库负责协作学习资源的建设与管理.
学习资源是协作学习得以顺利开展的基础,学习者只有通过对·17·万方数据谢晓林,余胜采,程罡,黄烨敏.
网络教学平台的新发展OER.
2007,13(5)一定学习资源的消化才能完成相应的学习目标.
为了保证学习者能够顺利地完成协作学习的每一个环节,教师必须为学习者设计充足的学习资源.
协作学习资源库能为教师对学习资源的设计提供直接支持,同时也为学生的协作学习过程提供必要的资源支持.
协作学习设计模块对教师协作学习设计的支持主要包括两个方面,一方面是对协作学习过程的设计,也就是教学设计,教学设计模板库提供一些常用协作学习过程设计的模板.
可以让教师快速完成高质量的教学设计;另一个方面是学习小组设计.
小组设计明确每个小组成员的组成,以及各个成员相应的任务和职责.
协作学习支撑环境为协作学习的实施提供网络化的支撑环境.
协作小组的作业活动包括讲解、讨论、指导、记录等.
交流和协作工具为协作学习师生的作业活动提供工具支持.
协作学习过程的支持与管理主要是为教师提供对协作学习过程的管理,对学生提供协作学习过程的监督.
同时协作学习过程的管理也记录小组成员的活动情况,为协作学习评价提供基础.
成果展示用于展示优秀的协作学习成果.
协作学习评价对协作组学习的整个过程进行总结,整理出较为清晰的报告,展现协作学习的成效,说明优缺点,并进行组问评价,提出建议.
此外,当前网络教学平台也越来越关注对学习共同体和虚拟学习社区的支持.
网络以其跨时空的超越性和丰富的学习资源为人们创造了一个更为自由的、开放的生态式的学习环境.
虚拟学习社区就是基于这种环境下的由具有共同兴趣及学习目的的人们组成的学习团体.
他们利用实时和非实时的通讯工具,通过相互的交流、互动、讨论和协作等多种学习方式.
共享彼此的观点、思想、资源、知识、学习经验和集体智慧,从而促进知识建构和个体智慧的发展,达到学习的目的和促进自身学习能力的发展.
虚拟学习社区也逐步成为学习者开展协作学习、知识建构和智慧发展的理想的学习环境(甘永成等,2006).
网络教学平台也为学习共同体和虚拟学习社区的建构提供支持,如通过提供BLOG工具为学习者分享观点,进行讨论交流提供支持.
从E·Learning到M-Leaming随着移动通信技术的发展和移动设备性能的增强,各种手持式移动设备得到广泛的应用,越来越多的人都在通过各种移动设备来获取信息,与人交流.
移动学习是在这种背景下发展起来的新型的学习模式,成为目前国内外教育技术界研究和探讨的热点.
移动学习是通过移动通讯设备而实施的数字化学习.
它是数字化学习的扩展,但与数字化学习相比.
移动学习不仅具备数字化、多媒化、网络化、智能化的特征.
而且还有其独特的优势:学习者不再局限在电脑面前,而是可以随时、随地、随身地进行学习,在生活节奏日益加快的现代社会,移动学习的方便灵活性满足了学习者的要求(白鹃等,2003).
根据教学模式的特点,移动学习的发展过·18·程可以划分为三代(余胜泉.
2007):第一代移动学习基于行为主义和认知主义的学习理论,主要考虑内容设计、内容传递和无线交互,强调知识的传授和迁移.
其典型的学习模式有:课堂即时信息反馈系统、基于短消息的移动学习服务、"播客"服务等.
第二代移动学习是基于建构主义理念而发展起来的,强调在真实的问题情境中,借助社会交往与周围环境的交互.
通过移动设备作为知识处理和加工的认知工具来解决真实问题、习得技能.
典型的移动建构型学习模式有:移动环境下基于问题的学习、移动探究式学习等.
第三代移动学习以"一对一"学习情境认知为特征,其主要特点是通过移动技术以自然的方式模拟真实与逼真的情境与活动,以反映知识在真实生活中的应用方式,从而为理解和经验的互动创造机会.
不过由于技术发展的限制,"一对一"学习的目前应用还很初级.
1.
移动学习设备的特性移动设备具有形状小、重量轻、便于随身携带、无需连线的特点,其灵活性,便携性更非普通的Pc机所能相比.
网络教学平台是E-Learning的重要支撑环境,它能够为E·Learn-iIlg提供全程的支持.
移动设备和网络教学平台的结合,将使得移动学习更加灵活、有效.
然而,移动设备和普通Pc机相比有很多不同,比如呈示屏的大小和分辨率、键盘、触摸屏和声音输入、处理器能力和存储容量、支持的应用程序和媒体类型等等.
这些不同特性使得我们不能直接将普通E-Learning平台的服务发送给移动设备.
因此,为了通过移动设备来使用网络教学平台提供的各种服务,我们必须对E-Learning平台做出适当的调整和改变,使移动设备能够顺利地接入网络教学平台,并使用其提供的各种服务.
当我们考虑这种转化的时候,我们必须要考虑移动设备以下三个方面的特性(AnnaTrⅡonova&MarcoRonchetti,2003).
连通性:E—Learning设备通常是一直与网络连通的,而M—Learning与此不同.
它可以有三种不同的方式:"纯连接"(移动设备一直与网络连接.
比如通过WAP,GPRS,UMTS,BL唧OOTH等等).
"纯移动"(移动设备无法与网络连接,所有的应用程序和资源都只能被上传到移动设备上供用户脱机使用)以及二者的结合.
设备的硬/软件特性:通过移动设备来访问嘲页会产生一系列问题,因为当前多数网页是为台式电脑而设计的,至少按照800x000的分辨率来设计的.
这就导致了网页上的内容在小分辨率的移动设备上不能正常显示.
必须经相应的转换.
此外,移动设备的处理器能力和内存大小等因素都会限制移动设备能够正常使用的服务.
环境特性:移动学习设备的移动特性决定了在移动学习中必须考虑一个新的因素——移动设备所处的环境信息.
因为带宽、噪声水平都会影响可以提供的服务及其质量.
2.
M·Leaming平台的通用框架移动设备的特性使得我们必须对ELMS进行相应的扩万方数据谢晓林,余胜采.
程罡,黄焯敏.
网络教学平台的新发展OER.
2007,13(5)展,以便顺利地使用其提供的各种服务.
在进行这种扩展的时候,我们认为M·Learning学习管理系统(MLMS)框架应该具备如下特性(AnnaTrifonova&MarcoRonchetti.
2003):置于E—Learning平台的项居:它是传统LMS的扩展,并为移动用户提供适应和额外的服务;这种扩展不会影响到原有E—Learning平台的正常使用和服务提供.
通用性:系统尽可能的为各种移动设备提供原有E.
Learning平台的所有服务.
可扩展性:MLMS的设计必须考虑移动设备的发展和更新,既能够兼容理有的大多数移动设备,同时又可以轻松地扩展到新一代的移动设备.
因此,扩展ELMS系统之后的通用和扩展LMS系统的整体架构如图5所示.
普通的E—Learning学习管理系统(ELMS)的整体架构一般可以分为三层:数据层,业务逻辑层和显示层.
数据层主要用于数据的存储与访问,如各种各样的学习对象及其元数据、用户信息、学习记录等等;业务逻辑层是对各种服务豹封装;显示层用于将信息发送给用户.
在进行扩展的时候,业务逻辑层和数据层可以为移动设备提供服务,但是原有的显示层不再适用.
因此,必须在业务逻辑层上架构移动学习管理系统(MLMS)来将E—Learning平台的各种服务进行转化.
以提供给各种移动设备.
根据前面对移动设备的特性分析,MLMS平台的设计主要包括环境检测、服务转换与内容改编、包装与同步三个方面.
环境检测先检查设备的特性,然后从ELMS中找到必要的内容和服务,进行转换和重新设计之后以最好地适应移动设备.
同时,打包新的内容并无缝地上传以供脱机使用.
下面我们将一一介绍这三个步骤(AnnaTrifonova&MarcoRon—ehetti,2003).
·"·-t2黯:·tII".
器"Il-t-一一II*t-一l褊7ffff『篇:旨耐brij匍rij司—1r啬习/————~\田5通用和扩展的m·Ioaming框架第一步,环境检刹.
当通过移动设备的浏览器或者特定的应用程序来获取网络教学平台服务的时候,MLMS应该能够自动监测到移动设备的软硬件性能和所处的环境特性.
这是进行服务转化和内容改编的基础.
这些环境信息可用于确定为学习者提供哪些服务,并且帮助转化ELMS服务以适应移动设备.
环境监测包括身份、空问信息(比如地理位置)、时间信息、环境信息f比如噪音大小)、资源的可获得性(比如电池、呈示屏、网络和带宽)等等.
第二步,服务转化与内睿改编.
根据移动设备的特性选择特定的服务加以转化并使之适应移动设备,内容改编是其中最重要的一个方面.
调整E.
Learning学习材料使其适应移动学习设备,不仅仅只是对学习材料的重新组织或者从一种呈现语言转化为另一种语言.
内容呈现的改编包括改编内容的结构、文件的格式和质量.
第三步,包装与同步.
为了支持脱机操作,我们需要一个能够选择用户需要的内容进行包装,并且保证内容的连贯性和与系统同步的机制.
从而能够连续地跟踪用户的活动并将其数据反馈给LMS.
从问题检索到智能答疑答疑是教学过程一个必不可少的环节.
传统网络教学平台的答疑模块提供了专门功能以供教师解答学生提出的各种问题.
随着问题和解答数量的增加,系统自动建立问题/解答资源的分词索引.
学生提交新的阐题时,系统会检索原有的解答内容并尝试给出匹配的答案.
如果没有合适的答案.
系统会将问题提到未解答问题列表中让教师等来解答.
这种答疑方式是利用基于关键词检索或全文检索的答疑数据库配合人工答疑来实现的.
这种基于问题检索的答疑功能虽然能部分的满足要求.
但是其检索的准确程度、用户针对性都不高,用户往往需要在结果列表里再次浏览、过滤和发现自己需要的信息,有时关键词选择的失误还会造成无法检索到实际已经存在的解答(特别是一些同义的术语,如E—Learning和数字化学习).
因此,基于自然语言处理和语义网络技术的智能答疑逐渐为人们所关注.
目前国外已经有了一些较为成熟和实用的智能答疑系统,如MIT计算机科学和人工智能实验室Bor-isKatz博士开发的"START".
AskJeeve8公司的AskforKids等,它们都允许用户用自然语言提问,如"WhereisChina","Whoisthepresidentin1911"等,然后系统通过自然语言处理分析语义,查找解答库,直接给出解答,而不是将包含这些文本的文档或文档片段直接呈现给用户.
中文智能答疑系统的研究和开发也逐渐成为国内研究者和相关企业的研究热点,如一些研究对智能答疑系统的问题分词和模式匹配给出了可操作的原型(冼健等,2006);还有一些研究利用知识树对闯题进行概化处理以增强答案匹配的智能性(苏群等,2003);利用语义网络和本体技术对问题领域知识进行结构化表述和关联,以获得更好的答疑效果(张爱军,2006),等等.
和传统的答疑系统相比,下一代智能答疑系统的基本特点是对任何用自然语言文本表示的问题.
不需人工辅助而能给出明确的答案,在E—Learning环境中具有不可替代的作用(陈天,2005):①它是有效的知识源,对于知识基础不同、能力水平不同的学习者所提出的各类问题都能够及时给以应·19·万方数据谢晓林,余胜泉,程罡,黄烨教网络教学平台的新发展OER2007,13(5)答.
②它是信息检索的工具,能够对Web进行检索,并能针对问题的疑问点返回问题的准确答案.
而不是像商业搜索引擎ⅢB样仅仅给出一个URL列表.
③它是友好的学习伙伴,能不厌其烦地回答学习者提出的问题,帮助学习者克服对提问的恐惧.
④它是重要的人机接13,能全面记录学习者提问过的问题,通过对问题的统计分析可以获得更多有意义的信息,如学生的知识水平、当前感兴趣的话题、对教学的疑惑等,这些信息可用于辅助建立学习者模型.
⑤它是有效的教学工具,借助这个工具,教师可以构建基于问答的启发式网络教学模式.
各个文献和智能答疑产品的研究思路、功能模块可能不尽相同,但总体说米,智能答疑系统主要可以分为以下四个子系统,如图6所示:盈6智能答疑系统的体系结构1.
知识表示和存储子系统智能答疑系统的知识表示和存储子系统主要包括问答库、语义分析知识库、领域知识库和其他非结构化或半结构化的知识(如w出资源等).
问答库中存储着预先准备的常见问题和解答,系统使用过程中累积的问题和解答也可以被逐步加入.
这是教学平台中智能答疑最基本的知识来源.
语义分析知识库中存储着基础的语义概念、句式结构等用于分折问句和答案的知识.
如将问题韵语义模式分为DEF(定义类,如:什么是),REASON(原因类,如:为什么),MANNER(方式类,如:怎样.
如何),LIST(列表类,如:有什么),HOw—A(表示多+形容词,如:多高,多熏,多好等),NUM(数字),TIME(时间).
PERSON(人物),LOC(地点)等(苏群等,2003):答案语义也可以定义为五种基本类型:事件(Event)、实体(Entity)、品质(Quality)、数量(Quanti—ty)、是非(Boolean),每一个基本类型又可以划分若干子类型(陈天,2005).
语义分析知识库是问题分析、知识检索和答案抽取的基础知识源.
领域知识库中存储着答疑系统支持的某个或某些知识领域的重要概念及其相互关系.
这些关系可以是树状结构的(主要是父子概念关系),也可以是网状结构的(语义网络表示的概念关系,更为复杂和精确),有助于知识检索和答案抽取时能进行语义匹配而不止是文本匹配.
其他非结构化和半结构化的知识主要指零散的文件、·20·web资源等.
有时答疑系统内部的知识库不足以解答问题时,可以考虑借助外部海量的数字资源和成熟的搜索引擎.
如通过基于web资源的搜索结果进行分析和过滤来给出解答.
2.
问题分析子系统问题分析子系统的作用是将用自然语言提出的问题经过分析处理为计算机系统可理解的形式化表示方式,其工作流程一般包括分词、句法分析、语义分析几个部分.
通过分词,可以将问题句切分成多个关键词;句法分析则可以确定问题句的基本句式结构,为语义分析奠定基础;语义分析首先确定问题句要求的答案类型及其结构(有的问题句要求多种答案类型,如辛亥革命在哪一年什么地方爆发的),其次可以利用领域知识库中的知识关联扩展检索的关键词,增加命中几率.
如利用"辛亥革命"和"武昌起义"的关联得知武昌起义的时间和地点即辛亥革命爆发的时间和地点.
最后生成形式化的查询表达式,供知识检索子系统调用.
3知识检索子系统知识检索子系统的作用是根据查询表达式,从各种类型的知识库中检索出相关的知识内容.
一般而言,知识检索子系统先检索出问答库和Web资源中的可能相关知识,在根据问题分析子系统提供的答案类型、语义扩展信息对检索结果进行过滤,然后将检索结果交由答案抽取子系统进行处理.
4答案处理子系统答案处理的作用是对候选答案进行分析和验证,从中得到问题的最终答案.
主要包括答案的抽取和答案校验两个部分.
答案抽取是将检索结果(一般是文本块)中符合问题要求的部分抽取出来,而不是把整个文本块呈现给用户.
如"辛亥革命发生在哪一年7"的问题则直接返回答案"1911年",而不是将大量的文本块一起呈现再由用户去过滤信息.
答案校验是判断候选答案是否符合预期的答案类型的过程.
凡是不符合答案类型的候选答案都将舍弃;如果有多个候选答案符合答案类型,而这些答案又互不相同,那么,则认为该问题有多个答案或者存在有争议的答案,因此上述答案将以列表的方式悉数反馈给用户;如果所有候选答案都不符合答案类型,则认为该问题没有答案,因此反馈给用户"没有答案".
从成绩考察到发展性评价教学评价是教学中至关重要的一个环节,它在教学中所起的作用可以概括为五个方面:目标导向功能、反馈调节功能、教学提高功能、诊断指导功能、强化激励功能.
传统的评价都是基于考试的,也就是以考试的结果来评定学生学习的好坏.
这种评价过分地强调了评价的甄别和选拔作用.
在传统评价观的指导下,很容易导致过度的强调知识教授.
而忽略知识之外的技能、情感、态度以及价值观的培养.
教育的目的是促进学生的全面发展.
从上个世纪90年代以来,随万方数据谢晓林,余胜泉,程罡,黄烨敏.
网络教学平台的新发展OER2007.
13【5)着后现代思潮成为越来越重要的意识形态,知识的社会建构性显得越来越突出==在这些思潮和理念的影响下,教学评价的理念发生r重大的转变,从传统的基于考试的结果性评价转变成r发展性评价.
发展性砰价是"促进学生发展为17的一种过程性教学评价.
和传统的评价不同,发展性评价通过由评价卡体和客体间的对话来促成评价结论的生成和被认同.
这时的评价不再是仅从评价主体到客体的单向过程,而充满了二者间的协商与合作.
发展性评价不是为了评价而评价,而是要通过评价来诊断不足,从而促进评价主客体的共同发展.
,发展性评价的根本目的是通过评价促进学生发展,它基于学生的过去,重视学生的现在,更着眼于学生的未来.
发展性评价为学生确定个体化的发展性目标,发挥学生本人的积极性和主动性,通过恰当的方法和策略不断收集学生发展过程中的信息,根据学生的具体情况,判断学生存在的优势与小足,在此圈7发展性评价系统体系结构图基础上提出具体的、有针对性的改进建议(孙宇,2005).
"评价管理"于系统为评价实施的各个环节提供辅助性在基于Intenlet的网络教学中,师生处于一种时空分离支持,卞要包括人员管理、科目管理、课程管理.
此外,评价的状态.
和传统的面授环境不问,教师无法在第-he问了解管理子系统也将充分利用系统提供的评价工具,直接采集崩学生的学习掌握情况而做出相应的教学调整.
同此,一个功户使用平台的反馈建议和意见,为系统的改进提供方便.
!
慧羹!
警麦薹莹竺孳磬篓望璧萼笔繁譬雾:篷差霎竺从描述性统计到学习过程信息的采集与分析以便为教师改进教学、学生改进学习提供直接的指导和建议.
在传统的评价理念指导下,传统的网络教学平台一般都传统的网络数学平台集中在课程的内容管理、传递和呈足提供专门的测试模块来完成这一教学评价环节.
也就是现上.
虽然利用多媒体技术使教学内容得到了较好的呈现.
说,主要是通过在线考试和成绩分析来r解学生的学习情况但对学j=J者学习过程的跟踪与管理却远远不够,平台与课程和教师的教学效果.
评价理念的转变也使得评价的手段发处于隔离的状态,平台无法跟踪与管理课件的运行情况,课生了明显转变,如今在发展性教学评价理念的影响下,传统件电无法把相关的信息传送给平台.
在这种情况下.
平台无网络教学平台的测试模块已向发展性评价系统转变了.
法了解学爿者的学习表现,也无法根据学习者特征动态做出发展性洋价系统一般作为刚络教学平台的子系统存在相应的调整.
所以.
传统的网络教学平台仅能够对学习活动和发挥作用.
j￡体系结构图如图7所示(孙晓梅,2003).
进行一些简单的描述性统计,也就是对所有学习活动的总体整个系统主要由以F儿个子系统组成(孙宇,2005).
情况给予描述,如列出学习者在某段时问内的登陆总数、发"评价指标"子系统对评价准备阶段指标体系的建立提帖总数、上传资源文件总数等.
供支持,经过师生协商建立起的指标将用于指导试题、问卷学习者学习过程中还蕴含r大世的实质性教育教学信等评价工具的编制,而且将作为系统自动生成评价报告的依息,这些信息对于指导教学和学刊有着重要的指导作用.
仪据.
评价指标子系统由两部分构成:指标体系和指标体系的通过描述性的统}f信息,根本正法揭币蕴藏在学习活动和学解释.
参照目前大多数已有指标体系的结构形式,采取了树习过程中的大量的深层次的教育教学信息.
学习过程信息结构保存指标项,而对指标项的解释则作为自动生成评价报的采集与分析将隐含于学习过程中的有关教学和学习的信告的依据.
息清晰化、明确化,为教师和学生提供及时地信息反馈来调"评价工具"子系统构成了发展性评价系统的主体,它在整教学和学习.
具体来说.
它具有两个方面的重要意义.
评价标准的指导和约束下,为发展性评价的具体实施提供支第一,全面的学习过程信息的采集与分析是全面评价学持.
经过对众多评价工具的凋研,系统选用了测试、问卷和习者学习效果的重要根据.
传统的学习详价是眦测试的结档案袋作为评价工具,并提供充分的灵活性.
提供工具的灵果柬对学习者进行评价的,『f『i面向学习过程的评价能从知活应用的机制,旨在为工具的扩展提供接口.
识、能力、情感各方面全方位地评价学生.
RobertG[aser"评价报告"的生成由管理员定期触发,集中生成.
系统(1997)指出,在新的学爿环境中,学习和淖价足一个整体,评结合指标体系和评价对象的具体得分,自动生成评价报告,价理论的发展必须重视分析任务中包含的认知过程和操作.
教师结合学习者的实际表现,对自动生成的报告进行修改,学习过程信息的采集与分析是实施过程性评价的基础,只有提供改进建议,并最终呈现给学习者和家长,其中包含了评学习过程信息的采集正确无误,才能给每位学习者一个客观价结论和改进建议两个方面.
公正的过程性评价,并且学习者自身也能从其学习过程信息·21·万方数据谢晓林,余胜泉,程罡,黄烨敏.
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2007,13(5)中找到原因.
第二,学习过程信息的采集与分析能为学习者提供符合学习者个性特征的建议和报告,从而能为学习者提供个性化的学习支持.
由于学习者学习风格不同、学习动机水平不同、知识基础不同及学习技能水平不同,因此也就需要不同的学习起点、学习策略和学习方法的支持.
个性化的学习支持需要依据学习者的具体信息来判断学习者的状态.
全面地收集并记录学习者学习过程中的各种数据是教学决策和提供个性化学习服务的依据.
学习过程信息的采集与分析报告是对学习者在网络教学平台中的学习活动的各种信息进行跟踪、统计、分析、评价,为学习者和教师提供图文并茂的反馈信息.
分析报告的引擎体系结构如图8所示,整个系统主要由学习过程信息的采集、数据挖掘、评价分析报告的生成三大主要模块组成.
学习过程信息的采集在对学习者学习活动分析的基础上,监控学习过程中的各类要素,记录学习者学习的过程信息和各种学习结果信息.
数据挖掘部分针对学习者学习过程中积累的海量原始数据开发数据挖掘工具,以发现海量学习过程信息中蕴涵的教育教学过程中的实质性问题.
评价分析报告则为学生和教师提供全面的评估报告和个性化的学习建议.
ll倒亩一菡倒.
I.
I一芸;靠鼙lI{日{日∞Ⅲ口t*^II国目鱼虱'{日%a∞#*圈8分析报告引擎的体系绪构1.
学习者学习信息的采集学习者学习信息的采集是指,通过对学习者学习过程的跟踪管理,获取学习过程的各种信息,为学习诊断提供基础.
SOCRM的运行时环境提供了对标准课件的管理,为我们对学习者学习信息的采集提供了标准化的方法.
SCORM运行时环境模型定义了(AdvancedDistributedLearning.
2004)如何启动内容对象(将内容对象传递到学习者的浏览器中),建立了在LMSs和scos之间的通信机制以及根据LMSs和SCOs之间的通信信息来管理跟踪信息.
SCORM提供公共·22·的方法,启动学习资源和公共的机制,使学习资源和LMS进行交流,并预定义的语言和词汇形成这种交流的基础.
实时运行环境包括三个方面:运行(Launch)、应用编程接口(API)和数据模型(DataModel).
运行(Launch)处理为LMSs定义了一个通用的方法来启动内容对象.
API是内容对象与LMS之间传送信息的一种通信机制,使用AP[可以开始、结束、获取、存储数据等动作.
数据模型(DataModel)主要描述了在SCO与LMS之间传送信息数据的模型,如SCO的跟踪信息,SCO的完成状态.
一次测试的成绩等数据.
SCORM运行时数据模型基于IEEELTSTComputerManagedInstruction(CMI)的P1484.
11.
1草案标准.
P148411.
1标准定义了一些数据模型元素的集舍,这个集台能被用于内容对象(如sco)向LMS之间传递信息.
该集合定义的数据模型元素包括:学习者的基本信息,学习者学习进度,学习者与SCO的交互时输人的文本信息,LMS系统反馈给学习者的注释信息,学习者偏好,学习者学习表现等等.
2.
敷据挖掘数据挖掘(DataMining)的定义是:从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中,提取隐含在其中人们事先不知道的但又是潜在有用的信息和知识的过程.
敷据挖掘提取的知识可以表示为概念、规律、模式、约束、可视化.
数据挖掘算法的好坏将直接影响到所发现知识的好坏.
数据挖掘的任务是从数据中发现模式.
数据挖掘的一般步骤如图9所示(唐晓萍.
2002):选择预处理变化数据挖掘评仇/解释西9数据挖掘的一般步骤数据导人负责导人学习者学习过程的信息数据;预处理模块负责对信息进行初步的分析.
数据挖掘基于预处理过后的数据,结合知识库和评价库,以挖掘出学习者学习过程的实质性信息,为教师和学生改进教学和学习提供实质性的指导和改进意见.
3.
评价分析报告的生成评价分析报告是为学生和教师提供全面的评估报告和个性化的学习建议,主要包括以下几个方面的内容.
垒面的分析报告:分析报告应能全面地反映学习者在学习平台的活动信息,包括各种评估报告、统计图表及诊断性消息.
可视化分析:分析报告因能采用直观、可视化的方式来组织与呈现学习者学习活动过程及评估结果.
这有利于对教师和学习者快速获得反馈信息.
针对不同的统计结果.
采用不同的呈现方式,分析包括采用图形化的数据分析和呈现模式,能够提供多个观察的维度,还可以转换不同的显示视图.
使得教师(或学生)可以从不同角度观察相同的数据(曹晓明.
2006).
万方数据谢晓林,余胜泉,程罡,黄烨敏网络教学平台的新发展OER.
2007,13(5学习者特征模型构建:根据学习者不同的特征参数,对学生学习活动进行跟踪,记录与学习相关的信息.
如,跟踪统计学生访问次数最多和停留时间较长的课程节点、学习者作业的过程和结果、参与讨论的情况、交流用的工具等.
通过数据挖掘的击噪和模式发现模块,得到学纠者的学习特征风格,建立和完善学习者学习模型,建立学习者个性数据库,为不同的学习者提供合适学习策略的墓础(张建宇,2005).
十性化学习指导:不同的个体其背景各不相同,如个人的学习起点、认知风格等都存在巨大的差异.
t性化的学习指导将有助于针对特别用户群安排特定学习内容、策略和方法.
教育技术标准从理论走向实践学习资源共享是指一个学习对象可被多个学习系统利用,系统互操作性则是指多个系统厦组件之间能够交换与使用彼此的信息.
学习资源的可共享性和系统的互操作性对于教学平台的实用性和经济性具有决定性意义,而标准化是保障学习资源共享和系统互操作的根本途径.
因此,国际上有不少标准化组织、企业机构和学术团体致力于网络教育技术标准韵研究与开发,并取得了一定的成果(吴砥等,2006)然而,长期以来,这些标准基本上都只是一纸空文,一方面标准的制定和发布工作如火如荼,而另外一方面其应用推进却不尽人意.
Ec网络教学平台开发为例,^多数网络教学平台的开发都未能遵守相关的标准,同络救学平台标准化的进展跟不上标准的发展步代,这其中主要有两个方面的原因.
一是由十很多标准本身小是很成熟,杯准过于复杂.
叮实施性和町操作性:__卜够强,而且间一标准的各个版本变化很大.
二是在同一应用上面,不同的标准化组织都从各自的角度制定了不同的标准,许多相互之司有关联标准的也存在着一些冲突和矛盾.
这就使得网络教学平台的开发者无所适从.
近些年来,随着标准的不断戚熟与进步,其可操作性和可实施性得到了明显改善,而且国际标准化组织之间也加强了联系与沟通,如[SO,IMS,AICC就自着紧密的联系.
许多研究也开始关注如何来协调这些不同标准之间的差异.
而与此同时,随着E—Learning在全球范围内的逐渐普及,让ELearning系统共享学习资源和具有互操作性的呼声与需求日益高涨.
在这种背景下,教育技术标准也逐渐的由理论走向了实践.
在网络教学平台的不同发展阶段,网络教学平台重点关注不同的E—Imarliing需求.
困此,需要不同类型的教育技术标准和规范来满足不同的应用需求,图Io描述了网络教学平台的标准化历程:在嘲烙教学平台的早期阶段,其主要功能是提供对数字化学习内容的管理(即CMS阶段).
相应地,标准的制订与应用也就主要集中在对学习资源和内容的描述、组织等.
元数据标准约定了描述资源的属性命名与取值,为不同的系统闰10网络教学平台的标准化之路描述资源提供了统一的数据格式.
因为只有数据格式统一.
系统才能被此理解对方的信息,从而才能共享资源.
我们所熟知的元数据标准有IEEE的InM,Dublin的DublinI二0圯等.
这是学习标准最早期的发展阶段,通过实现这些标准,各种教学资源可以在不同的教学平台中方便的导人和导出,实现了最初级的资源共享.
进一步地,零散的学习资源和学习内客需要有机的组合成更系统化、更有针对性的网络课程,以便于展开正式的网络教学和学习.
E—Imarning的发展需求使得不同的系统要能共享网络课程.
就必须有一个共同的标准来有效地描述课程的组织结和包装方法,使课件遵循特定的龌件框架结构,内容包装规范的作用正在于此.
基于~定内容包装规范开发的网络课程能够在立持该规范的任意平台上使用,大大增强丁网络课程的适用度和共享能力.
内容包装规范最初由IMS制订,后因为SCORM的引用和推广,产生r极太影咱,几乎成了当前主流的网络教学平台必须支持的规范,随着网络教学平台从单纯的CMS发展到LMS和比Ms,E-karniag平台关注的重点也从学习内容的共享发展到学习过程信息的监控和管理.
然而,一直以来平台和课程处于一种信息隔离的状态,平台无法管理课件的运行,课件也无甚向平台传递信息,这就需要有标准化的运行环境的规范能够为课程编写者提供统一接日的函数,并且规定收集和跟踪数据的数据模型.
运行时环境的标准化可姒使得网络教学平台能够管理标准课件的运行,学习者的学爿记录可以在不同时平台之间转移.
教帅同时也可咀从E—Lemming系统里面得到更充分的教学管理信息.
这类规范中比较有名的就足IEEELTST的ComputerManagedlnstructiull|(CMI)的P1484.
1I.
1草案标准.
和传统面授环境相比,E-Letting环境下的学习者的个体差异往往更昂著.
由于学习者的学习风格不同、学习动机水平不同、知识基础不同和学习技能水平不同,再加上网络教学中师生处于一种时空分离的状态,教师往往无法及时的根据学习者的状况而做出相应的教学调整.
因此E.
Learning对ELearnil】g支撑系统提出r新的要求,这就是E—Learning具有适应性,能够根据学习者在平台的表现,为学习者提供不同学习起点、学习策略和学习方法的支持.
课程编列规范为网络课程的适应性提供了标准化的描述和管理方法.
使嗣·23万方数据谢晓林.
余胜泉,程罡,黄烨敏网络教学平台的新发展OER2007,13(5)络课程能够在不同的系统共享,而且也具有适应性.
上述规范和标准主要注重体现学习对象的可重用和互操作等理念,但是都局限于个别化学习的追踪、简单资源的排序、学习内容的描述及个别教学法的模拟等方面,但并不适于支持多角色的协作学习、大量教学法的应用.
随着B-Lending和协作学习的兴起,E—Learning也需要多种教学方法的支持,因此E.
Learning规范必然要向多种角色互动、多种教学法应用的方面发晨.
为了支持多角色的协作学习和大量教学法的应用,必须有一个框架来描述教与学的过程,并且可以描述不同角色的活动.
为此.
IMS在2003年开发了学习设计规范(1MSLearningDesign)以支持多种教学法、多个学习者的协作学习和各种学习资源的可重用.
可以看出,随着E-Learniag越来越为人们深入了辫和广泛应用,各类标准和规范的关注点也从简单的元数据标注、内容组织的界定发展到行为交互、适应性学习、教学设计等复杂内容和过程的标准化上来.
相关学习标准的进一步发展和推广.
对于E—Learning中资源、课程和各种高级智慧的共享无疑具有极大的促进作用.
因此,标准化成为了网络教学平台进一步发展的必然趋势.
不符合主流标准和规范的网络教学平台,由于无法和其他系统或者网络教学平台通信与共享信息和资源,将会逐渐被标准化的、开放的网络教学平台所替代.
目前在业界SCORM是受到支持最为广泛的标准,如当前在国际市场影响较大的商业LMS平台Black—board、WebCT、国内的4A网络教学平台,以及开源LMS的新锐Moodle和Saiki都支持SCORM1l,1.
2或更高级的版本.
此外,QTI、IMSLD、e—Portfolio等在教学中较为实用的标准也正引起主流教学平台的高度关注,有的已经推出或正在开发符合这些标准的功能.
总结网络教学平台是网络教学和学习最重要的支撑环境,其设计理念和功能质量都会直接影响网络教学和学习的质量.
计算机技术的进步和学习理念的变革是推动网络教学平台不断发展的核心因素,因此,网络教学平台的设计和开发人员应当时刻关注这两方面的潮流和进展,将技术进步和学习理念变革的成果及时地应用于平台.
不断推动教学平台设计理念、体系结构、功能等诸多方面的进化.
盲目的相互参考和模仿只会使国内网络教学平台在低层次上徘徊,只有从本质上把握了E—Learning的需求变化,国内网络教学平台的开发与应用才能跟上时代的步伐,不然只会永远落后于E-Leaming的发展潮流.
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TheNewDevelopmentofE—learningSupportSystem(LMS)XIEXiaolin:YUShengquanCHENGGang&HUANGYemin(SchoolofEducationalTechtwlogy,BeijlngNormalUniversity,Belling100875,China)Abstract:AsabasicsupportingroleinE·learning,E—learningsupportsystemiswidelyusedinrecentyears.
How.
ever,thereisatendencythatthefunctionsofvariousE—learningsupportsystemsarebecomingthesame,andthesefunctionsareinthelowlevel,whichisfarbehindthenewdevelopmentofbothtechnologyandeducation.
Basedonanalyzingthetwofactors--thechangeoflearningideaandthedevelopmentofcomputertechnology--whichpromotethedevelopmentandrevolutionofE-learningsupportsystem,thisarticlediscussedthelatestdevelopmenttendencyofE—learningsupportsysteminthefollowingaspectsLearningDesign,Service-OrientedArchitecture,AdaptiveLearningCollaborativelearningMobileLearning,IntelligentAnswering,developmentalEvaluation,informationcollectionandanalysisinlearningprocessStandardization.
Keywords·E—learningplatform:learningdesign:service-orientedarchitecture:thedevelopmentoflearningmanage—mentsystem欢迎订阅《成人教育学刊》《成人教育学刊》是由中国人民大学主办,中国人民大学书报资料中心编辑出版的教育类专业性期刊.
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com·25·万方数据网络教学平台的新发展作者:谢晓林,余胜泉,程罡,黄烨敏,XIEXiaolin,YUShengquan,CHENGGang,HUANGYemin作者单位:北京师范大学,教育技术学院,北京,100875刊名:开放教育研究英文刊名:OPENEDUCATIONRESEARCH年,卷(期):2007,13(5)被引用次数:29次参考文献(26条)1.
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