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ITS在网络远程教育中的优势探讨

2010-09-27钟连君陈雪娇

中国现代教育装备 2010年17期
关键词:教学系统学习效果模块

钟连君 陈雪娇

渤海大学 辽宁锦州 121000

ITS在网络远程教育中的优势探讨

钟连君 陈雪娇

渤海大学 辽宁锦州 121000

本文简要介绍了智能教学系统(ITS),并根据智能教学系统的特点和网络远程教育中的一些问题展开论述。以此得出智能教学系统应用于网络远程教育后能够产生的一些积极影响。

智能教学系统;网络远程教育;优势

一、ITS(Intelligent Tutoring System)

从第一个系统即Scholar出现,ITS发展到今天已经有30多年的历史,然而它仍然是一个复杂且未有既定形式的软件系统。

1.理解ITS

“智能教学系统(ITS)和智能计算机辅助教学(ICAI)是两个可以互换的名称,二者的细微区别在于:ITS是ICAI的特例。”它的一个重要特征是教学针对个人,注重一对一的师生关系,讲究因人施教,一个学生一种教学方法。它是以认知科学为理论基础,综合人工智能技术、教育心理学、计算机科学等多门学科的成果而形成的一门对学生实施有效教育的技术。

从它的英文名称字面来看,tutor的中文注解一般是家庭教师、私人教师。具有一对一的含义,针对性较强。所以ITS的设计初衷就是为个别化教学的研究和实现。而所谓智能教学,就要求我们所设计的计算机系统能够提供个别化的、因人而异的教学。通常我们所说的教学指的是学习者和知识传授者之间的交互活动。为此,ITS必须做到三懂:懂知识、懂学生、懂如何教。这些也衍生为每个ITS的基本结构。

2.ITS的结构

传统的ITS并无固定的结构,每个人都可以根据具体情况和实际需要设计符合自身研究课题需要的ITS。但无论何种ITS一般都含有几个模块,即学生模块(Student model)、专家模块或领域知识库(Expert model or domain knowledge database)、导师模块(Tutor model)及智能人机接口模块(Intelligent interface)。这也是国内学者比较赞同的4模块说(如图1所示)。

图1 ITS4模块结构

(1)学生模块。这是ITS中至关重要的模块,也即ITS必须做到的“懂学生”环节。判断学生当前对学科领域的理解状态,描述当前学生的知识状态的数据被储存在该模块中。ITS通过学生模块建立对学生的了解,通过比较学生行为与专家行为,对学生进行智能模拟,包括学生的知识状态、认知特点和个性特点等。

(2)专家模块。此模块针对的是教什么的问题,即ITS的“懂知识”环节。指定从专家那里得到的知识,这些专家从事多年的认知任务(CT)分析。该模块主要致力于知识如何表征和技能如何重现。此外,专家模块还经常需要处理不确定和不完善的信息,并对其决策进行解释,并且能够同人类专家一样做出具有潜力的推理。

(3)导师模块。又称专门知识模块,是有关教学知识的专业知识与技能,它既有说明事物概念的陈述性知识,也包括利用这些概念性知识解决问题的过程性知识。此模块主要解决如何教的问题,即“懂如何教”环节。

(4)智能人机接口模块。该部分是用户与系统之间不可或缺的部件,起连接作用。为其他各个模块提供智能化的多媒体知识输入、用户信息和行为获取、知识输出的途径。它与教学领域相连,潜在的交互也能得到充分的利用。同时,能够使用必要的手段,促进对概念和程序的理解。

相对于传统的ITS,国外学者还提出过一些新型的ITS,主要有3个模块:认知模块(Cognitive model)、智力模块(Mental model)及遗传图(The genetic graph)。然而这种模块结构并未被我国学者所接受,目前我们的研究依然集中在传统的ITS上。

3.ITS的特点

(1)智能化。仅从字面上,我们也不难看出,智能化应该是ITS最突出的特征。智能化主要指的是智能教学系统能够根据认知模块提供的学生情况动态选择和调整学习内容、教学策略和教学行为。同时,系统可以诊断学生学习的错误,分析原因并采取纠正措施。系统能自动评价学生的学习行为,不断改善教学策略等,旨在以最佳的方式组织教学。

(2)个性化。“个性化,通常和大众化相对,常用指具有个体特性的需求和服务。”设计ITS的目的就是要避免大众化,一视同仁,改变旧有的那些不符合新时期发展的观念。系统的结构决定了它完全可以采用一对一的师生关系(Tutoring),可以根据不同学生的认知特点进行个性化教学。

二、网络远程教育存在的一些问题

教学质量是远程网络教育存在之本。现代远程教育在我国刚刚起步,虽然取得了一定的成绩,然而很多地方超常规“跨越式”地发展,出现了较多的问题,为人所诟病。目前,除去软硬件条件的差异,在已经开展的网络远程教育中存在的主要问题有以下几方面:

1.教学模式方面

在我国,真正意义上的远程教育从出现到今天的迅速发展,经历的时间不长。但就在短短几十年内却出现了众多的关于远程教育的教学模式。遗憾的是在这些林林总总的教学模式中,不管是哪一种独立的教学模式,都不尽完善,不能完全适用于远程教育。

其中,比较明显的问题是,虽然研究学者提出了不少的教学模式,但在实际应用中,照搬传统教学模式依然是主流。远程教育与传统教育最本质的区别在于教学的主体地位问题上,是“以学生为中心”还是“以教师为中心”。随着建构主义学习理论的发展与成熟,“学生中心论”为人们所接受。然而,教师的作用也至关重要,离开了教师的指导,学生的学习效率必然会受到影响。那么,就需要我们在教师与学生之间找到一个平衡点,既要突出学生的主体地位,又要展现教师的主导作用。自然而然地,在网络远程教育中也要从善如流,体现这一点。

2.学习方式方面

远程教育离不开现代技术和手段的支持,在被高科技打上烙印的同时,学习方式也将会发生质的转变。在远程教育的学习方式中需要体现却未很好地体现的两大重要特征是开放性和交互性。学习方式的开放性主要体现在几方面:第一,突破“布道式”的传教方式,转变教师教什么学生学什么的格局,教师成为了教学中的组织者、引导者。第二,学生成为了学习的中心,由知识的被动接受者转变为主动学习者。第三,教学过程由传统的“教师传授—学生接受—考试检查”转变为“创设学习情境—学生主动探索—协同讨论—意义建构”。交互性是指在网络远程教学中,表现为不组班教学,实现人机双向交流、人-机或人-人对话,体现了计算机的人机交互性。

3.学习成效方面

采用网络远程教育的目的就是要以一种现代化的方式达到甚至超过传统教育方式的学习效果。然而实际网络远程教育的成效与这个目标之间的差距还比较大。当然,造成这种差距的原因是多方面的。诸如学习者、教师、实现技术、管理系统、考评系统等都会对最终效果产生或多或少的影响。

三、ITS的优势

想要将ITS应用于网络远程教育,首先要做的就是要在这种教育方式中准确地定位ITS。ITS的目标是:成为一个自主、优秀的“教师”。但目标不等于现实,当前ITS还不可能完全取代人类教师,因为它毕竟仅仅是计算机系统,涉及更为深层次的心理问题时,它无法解决。因此,在网络远程教育中,它仍无法占据完全主导地位,能做到的是为教师的教和学生的学提供了一种新型的方式与方法。尽管如此,ITS的优势也足以让人眼前一亮。

1.采用合理的教学模式

远程教育是一种特殊的教育形态,不能照搬传统教育的理论范式和实践经验,也不能直接套用传统教育的教学模式。网络是现代远程教育中的核心技术,它可以支撑更多教学模式,从而使得远程教学模式从单一走向多元化。ITS能够根据所得到的学生知识背景和个体行为,自主选择合适的模式对学生进行指导。这就需要ITS每个模块之间相互合作。

2.能够展开一对一的教学

ITS最大的特点就是可以根据不同学生的认知特点进行个性化教学,一对一的辅导。学生是整个教学环节中至关重要的因素,不可或缺,而每个学生的身心发展状况又不存在完全一致的情况,每个人都带有一些独特的性质。教学就是要根据每个学生的具体特点而展开,那种“一揽子”工程已然滞后于当代教学发展的需要。

3.在一定程度上提高了学习效果

ITS能够提高学习效果,这通过一些学者的研究就能看到。但是,影响网络远程教育学习效果的因素来自各个方面,ITS并未完全涉及。退一步说,即便能够覆盖涉及网络远程教育的每个因素,它带来的影响也不一定都是正面的。因此,仅仅用一个ITS来实现网络远程教育的高质、高效是不可能的。它也只能是在一定程度上提高学习效果。

四、结束语

设计智能教学系统,就是要从不同于以往的角度,以新的方式对教学产生正面的影响。将它应用于网络远程教育之后,目的并没有发生改变。当然,不可否认的是ITS应用于网络远程教育不一定会带来积极的效果。想要达到预期目标,依然离不开教师与学生的共同努力。

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ITS’s advantage in network distance education

Zhong Lianjun, Chen Xuejiao
Bohai university, Jinzhou, 121000, China

This paper introduces the Intelligent Tutoring System (ITS), and does dissertation according to the characteristics of intelligent tutoring systems and some issues in network distance education. Drawing some positive effects from intelligent tutoring system applied in network distance education.

intelligent tutoring system; network distance education; advantage

2010-04-20

钟连君,在读硕士生。陈雪娇,在读硕士生。

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