新型网络教学平台系统模型研究

潘梅勇

摘要：网络教学平台已成为教育信息化不可缺少的教学手段之一，建立具有适应性的智能教学系统是构建新型网络教学平台的目标。该文通过研究新型网络教学平台的学习理论与参照的网络教学范式，总结了新型网络教学平台应具备的功能要素，并提出了构建新型网络教学平台系统模型思路。

关键词：网络教学平台；系统模型；适应性

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）04-0242-03

Abstract： Network teaching platform has become one of the indispensable teaching means of education informatization， the establishment of adaptive intelligent teaching system is the goal of constructing network teaching platform. Based on the theory and teaching model of network teaching platform， the functional elements of network teaching platform were summarized in this paper， the author put forward the idea of constructing new network teaching platform model.

Key words： Network Teaching Platform； System Model； Adaptability

目前，网络教学平台在教学中的应用已较为普遍，并发挥着重要的作用。而具有适应性的智能教育系统（Adaptive and Intelligent Educational System，ALES）成为远程教育研究的一个热点 [1-3]。与智能教学系统（ITS） [4]相比，ALES系统更多地强调适应性，能够根据学生的学习水平、个人偏好等学习特点，调整教学内容和教学方式，以适应每位学生的特点[5]。因此，仅仅突出学习内容设计的网络教学平台已不能与当前这种先进的学习理念与方法兼容。网络教学平台应从传统的以学习内容管理为核心的架构转变到以学习活动为核心的架构，从侧重内容设计转变到突出学习活动设计[6]。该文拟通过开展具有适应性的智能化教学化系统研究，从而构建新型网络教学平台系统模型。

1 新型网络教学平台网络教学范式

传统的网络教学平台，主要采用的是知识传递型范式。而新型网络教学平台所参照网络教学范式主要以建构认知型、分布式情境认知型为主。

1） 建构认知型范式

基于建构主义理念的建构认知型网络教学范式主要体现在网络教学平台从对教师课程规划的支持转向支持学习活动设计，学习活动设计是建构认知型网络教学方式的核心内容。由于教学没有固定模式，学生在教学活动发生期间，其认知过程包含着丰富的教学策略、教学方法，要想促进学生有效学习，教学平台仅仅是提供学习内容对象的提取是不够的，还应提供能够进行学习活动设计的认知工具与资源，使不同认知建构在这些工具与资源的支持下完成活动序列的组合，从而使学生通过各种学习活动的实施激发学生去主动建构知识。

2） 分布情境认知范式

分布情境认知范式以社会建构主义、分布式认知、情境认知为理论基础，强调认知网络模型是基于个体内部认知网络与由学习情境空间和其他学习者构成的社会认知网络联通而成的。在该范式下，学习者利用具有情境感知能力的普适计算终端在泛在通讯网络里，按需使用可进化的、海量情景化的学习资源，按照预先设定的学习活动，与其他学习者协同组合成学习共同体网络开展泛在学习。这种在普适计算技术支持下形成的智能学习空间，汇聚了各种学习情境，让学习者充分感受到一个现实世界与数字世界信息相互交织的环境。

2 新型网络教学平台功能构成要素

新型网络教学平台在功能应由以下核心要素组成：①基于学习过程的信息采集：突出学生在学习过程中对知识、能力、情感等方面表现的评价，然后提供符合学习者个性特征的建议与报告，从而为学习者提供个性化的学习支持。学习者的个性特征体现在学习风格、学习动机、知识基础与学习技能水平，所需要提供的支持服务应包括关于学习者的学习起点、学习策略和学习方法。②学习活动主题与任务情境设计。通过问题、案例、项目等形式提出学习活动主题，并设计一个同知识背景的情境，以促进学生理论与实践的联系，驱动学生学习。③学习活动序列设计。知识内容的组织是建立在对学生原有的知识基础、认知风格等个性特征的基础上。学习者的个性特征，即学习者的智力因素（知识基础、认知结构变量和认知能力）和非智力因素（兴趣、情感、动机、性格和意志），选择与其相符的学习活动内容。其次，即使教学内容相同，但由于时间不同、情境不同、目的不同并用不同的方式、不同的途径呈现，学生对同一事物或同一问题的认识与理解也会是多种。因此，同类问题采用多个学习活动序列的组合会形成多种不同的学习模式。④学习活动支撑工具与资源。学习资源是学生自主学习、建构认知模式的信息来源，各种认知工具可以帮助学生更好的描述问题（如多媒体工具）、表征自己的思想（如概念图）、与他人通信协作等。⑤活动监管规则与学习活动评价设计。活动监管设计是指在学习活动进行中如何监管学习过程，主要包括：规定各阶段完成的时间及提交诸如报告、产品、模型的学习活动成果形式；规定教师对学生提供的学习支持类型；规定干预与反馈的时机与形式；规定奖罚的行为模式。⑥虚拟学习社区建立。在网络学习中，通过为社区成员分配不同的角色，在成员之间建立交互与协作，让知识发生在一定的情境中，使社区成员能够在基于项目和问题研究的环境中探索，从而建立持续的、可利用的社区学习环境。

3 系统模型构建

3.1学生模型

学生模型是新型网络教学平台的核心和关键部分。为智能化教学中的教学目标、教学策略及教学内容的实现提供先决条件。传统的网络教学平台所构建的学生模型较为简单，主要存储的是学生的静态信息。根据数据的生命周期及其在教学活动中的功能和作用，学生模型可分为静态模型、动态模型和评价与错误诊断模型三类。静态模型主要记录在系统运行时相对稳定的学生基本信息。动态模型主要记录学生在学习过程中会动态变化的信息，如学生访问历史记录、学习进度、知识掌握、交流与答疑、测试等信息。评价与错误诊断模型是记录学生学习过程中所存在的错误概念及给出的学习评价信息，以便可了解学生的错误根源及更细致的了解学生的知识掌握程度。

3.2教师模型

教师是学生学习目标、学习进度、教学成效的主要控制者，学生学习策略与内容的主要提供者。在教学活动过程中，教师模型要对学生的学习行为进行有效监督，对学生的错误进行诊断，给出教学策略，提供个别辅导，安排教学步骤，组织与调整教学内容，并适时提供和补充教学资源[7]。教师模型能利用知识库中丰富的教学方法与策略和相关领域知识，对学生采取针对性的教学辅导，做到“因材施教”。具体过程可表述为：

当学生要求学习新知识点时，教师模型根据学生模型库中的相关信息，对其具体的知识点学习情况选择下一个教学内容，然后根据学生认知能力等参考因素来确定教学顺序、知识呈现方式、习题类型等。在学生学习的过程中，教师模型要实时监控学生的学习行为与进度。若学生长时间没有采取积极的相应时，教师模型要给予学生提醒。当学生出现错误时，教师模型要对所发生的错误进行纠正并提出建议。当学生结束学习时，教师模型应根据学生在此知识点的学习过程中，对学生的表现、学习的效果予以评价，对知识点的难重点给予总结，对学生的学习方法给予建议与改进的方法，并提供辅导资料和下一步学习的建议作为学生的参考。教学监控是教师模型中的一部分，主要用于实时监控平台中所发生的教学活动。当监控捕获到事件不符合预设值时，事件即被提交。事件被提交后与教学策略库做匹配检测，同时产生对事件的处理行为。监督的教学活动类型可设计为：学习进度、作业、考试、邮件。教学平台将学生实际学习后的情况与预定学习目标进行对比，以诊断学生对策略的适合度。如果适合度低于预设值，平台给教师发出预警，提醒教师对学生进行再诊断。

3.3知识库

知识库设计是新型网络教学平台设计的重点，而知识表示是知识库设计的重点。进行知识表示应具备三个条件，一是具有将各类形式化知识完全表示出来的能力；二是能使基于知识的推理能有效地、符合逻辑地进行；三是具有良好的结构性，便于知识推理和系统维护 [8]。知识库中的知识按性质分类，可分为：1） 领域知识（事实性知识）：指系统所需要教授的教学内容和测试题，应能反映出学生的学习内容和过程。2） 经验知识（启发性知识）：教师在实施教学过程中采用的教学策略。

领域知识库按照课程、章节和知识点的层递关系，可得到一个分类层次树，从上至下分成目标层→子目标层→知识点层→媒体素材层。该树表达出了课程中的重要概念，既体现了概念之间的纵向继承关系，也体现概念之间的横向关系，从而较好的还原了课程知识的完整性。

在传统教学中，教师实施的教学策略主要有两大类：替代式教学策略、产生式教学策略。新型网络教学平台所采取的教学策略，是将替代式和产生式结合，使学生能在教师的指导下完成个性化学习。主要思路为：若学生是初次使用教学平台，则首先基于相应的评价规则（如认知综合能力），对学生的初始信息进行分类后组合在同一个协作小组里，分类结果记录在学生模型里。将学生组合在同一个协作小组里，一是为了教师集中指导，二是为了建立学生协作交流环境。教师对在同一个协作小组里成员实施相同的教学活动设计方案，也可借助教学平台在策略库中匹配后自动分配。

3.4诊断模型

所谓诊断，是指查找学习者完成测试后发生错误的原因，并给予相应的学习建议 [9]。构建诊断模型的关键就是概念相关表，概念相关表即是用来诊断学习者所出现的学习问题，并找出问题的原因。概念相关表是在所有学习者测试完成后，可利用条件概率及概念顺序性来构建。

4 结束语

新型网络教学平台可使学习者从不同的学习或实践共同体中可以得到更高级的认知能力的训练，获得更全面的发展，从而将基于网络的学习者从接受学习向协作式学习、研究性学习、非正式学习等方式转变，使教学活动向着个性化、情境化和社会化发展。

参考文献：

[1] AUTOSAR Partnership.AUTO6AR Methodology V1.2.2R3.1[S].http：//www. Autosar.org/，2009.

[2] AUTOSAR Partnership.AUTOSAR ECU Configuration Parameter Definition V2.2.0 R3.1[S].http：//www. Autosar.org/.2009.

[3] Li Nan，Li Hong，Zhong Xiao-feng，et a1.AUTOSAR Based Automatic GUI Generation[C]// Proceedings of the 13th IEEE International Symposium on Object/component/service-oriented Real-time distributed computing.Carmona，Spain，2010：156-162.

[4] Voget S. AUTOSAR and the Automotive Tool Chain[C]∥Proeeedings of the Conference on Design，Automation and Test in Europe.2010：259-262.

[5] 蒋艳荣，韩坚华，吴伟民，等.一种自适应的个性化学习序列生产研究[J].计算机科学，2013，40（8）：205-209.

[6] 谢晓林，余胜泉，程罡，等.网络教学平台的新发展[J].开放教育研究，2007，13（5）：12-25.

[7] 苗利明.ICAI课件系统的基本结构[J].大庆师范学院学报，2005，25（4）：96-98.

[8] 曹伟.智能教学系统中知识表示模型的研究与设计[J].计算机时代，2010（6）：51-53.

[9] 张帅，王振玉.基于Multi-Agent的网络学习诊断系统模型[J].河北科技师范学院学报，2010，24（1）：60-63.