[摘要]本文介紹了適應(yīng)自考生校外學(xué)習(xí)的智能化網(wǎng)絡(luò)自學(xué)系統(tǒng)的研究與設(shè)計情況，該系統(tǒng)可以通過跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，采集學(xué)生的有效信息，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，智能分析自考學(xué)生的學(xué)習(xí)特征，動態(tài)選擇相應(yīng)的學(xué)習(xí)方案，有效提高自考生的自學(xué)效率。

[關(guān)鍵詞]自考生 自學(xué)系統(tǒng) 教學(xué)方案 采集反饋 數(shù)據(jù)挖掘

一、引言

自學(xué)考試是個人自學(xué)、社會助學(xué)和國家考試相結(jié)合的一種在職校外教育形式。參加自學(xué)考試的自考生主要方式是自學(xué)，但不能忽略社會助學(xué)活動的重要性，一個社會各界用多種形式為自考生提供全方位服務(wù)的體系正在形成之中。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛和深入，網(wǎng)絡(luò)自學(xué)形式逐漸成為實現(xiàn)自考生圓夢計劃的最主要的校外社會助學(xué)形式之一。然而，目前專門為自考生設(shè)計與開發(fā)的自學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺數(shù)量很少，而且在當(dāng)前的許多網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境中，特別是在非同步的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境中，教師職責(zé)已經(jīng)部分或完全內(nèi)隱，教師失去了與學(xué)生交互的機會，傳統(tǒng)教學(xué)的那種通過教師在課堂教學(xué)活動中對學(xué)生觀察、測試等多種手段來調(diào)整、完成教學(xué)活動的有效方法難以在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中淋漓體現(xiàn)。這種狀況對于接受正規(guī)校內(nèi)教育的學(xué)生來說，可以通過在課堂教學(xué)中與教師加強溝通、接受教師直接指導(dǎo)來進行補償，而對于校外以自學(xué)為主的自考生來說就很難適應(yīng)了。

因而，研究自考生在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下自學(xué)形式的最佳方案，研究網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下如何傳遞教師的主導(dǎo)作用，設(shè)計與開發(fā)適應(yīng)自考生校外學(xué)習(xí)的智能化網(wǎng)絡(luò)自學(xué)系統(tǒng)，就成為本研究的主要課題。

二、問題分析

設(shè)計與開發(fā)適應(yīng)自考生校外學(xué)習(xí)的智能化網(wǎng)絡(luò)自學(xué)系統(tǒng)，應(yīng)考慮以下問題：

1．提高自學(xué)效率

如何提高自學(xué)效率是每位自考生在學(xué)習(xí)過程中都要面臨的問題。本系統(tǒng)集自學(xué)、自測、自評、生生交流、師生交流、知識拓展為一體，方便了自學(xué)，提高了效率。自學(xué)考試基本內(nèi)容是考試機構(gòu)頒發(fā)的課程考試大綱，指定、推薦的教材和參考書，本系統(tǒng)不但包含了這些基本內(nèi)容，還針對自學(xué)者的實際，編寫習(xí)題、練習(xí)、學(xué)習(xí)活動方案和用于實踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練的圖片、動畫、錄像、錄音等多媒體，同時還提供自學(xué)考試在考試科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化等方面的內(nèi)容，使應(yīng)對考試更有針對性和效率。

2．適應(yīng)個性化學(xué)習(xí) 

自考學(xué)生的構(gòu)成復(fù)雜、學(xué)習(xí)過程中的背景知識、學(xué)習(xí)能力、認知風(fēng)格都有較大差異的局面，統(tǒng)一的教學(xué)內(nèi)容和活動方案很難適應(yīng)每一位自考生。而當(dāng)前大部分網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用的單一的授課模式，顯然忽略了學(xué)生的情感、動機和認知等方面的差異，是以犧牲個性化學(xué)習(xí)為代價的。因而，本系統(tǒng)針對不同的學(xué)生，提供可選擇的個性化學(xué)習(xí)方案，學(xué)生可以按照自己的需要選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，可以按照自己的特點選擇學(xué)習(xí)方法，可以按照自己的時間安排學(xué)習(xí)的進度，可以按照自己的能力選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容的深度。這對于幫助自考生克服學(xué)習(xí)中的困難，完成教育過程很有必要。

3．動態(tài)、智能地傳遞教師的主導(dǎo)作用

要實現(xiàn)動態(tài)、智能地傳遞教師主導(dǎo)作用的功能，主要考慮以下問題：

（1）采集學(xué)生信息，提供判斷依據(jù)

傳統(tǒng)教學(xué)的那種通過教師在課堂教學(xué)活動中對學(xué)生觀察、測試等多種手段來調(diào)整、完成教學(xué)活動的方法是一種體現(xiàn)教師主導(dǎo)作用的有效方法。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，系統(tǒng)應(yīng)通過對學(xué)生的提問、測試、評價以及對學(xué)生與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)交互學(xué)習(xí)行為的自動測量等信息采集方法，為每個學(xué)生的個體差異及當(dāng)前狀態(tài)的判斷提供數(shù)據(jù)。

（2）建立學(xué)生模型，簡化表征屬性

在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，學(xué)生的個體差異及當(dāng)前狀態(tài)的描述可以借助學(xué)生模型來進行。學(xué)生模型是一種用來描述學(xué)習(xí)者個體差異的結(jié)構(gòu)，是學(xué)習(xí)者個體特征的一個子集，模型中的學(xué)習(xí)者個體特征要素均具有設(shè)計意義，這些設(shè)計意義有的體現(xiàn)在學(xué)習(xí)活動的設(shè)計中，有的體現(xiàn)在學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)工具的設(shè)計中。教師的教學(xué)設(shè)計方案考慮的個體特征要素屬性越豐富，這種教學(xué)設(shè)計理論就越先進，這個教學(xué)方案的質(zhì)量就越高，針對性也就越強。然而，在實際操作時，并非所有的學(xué)習(xí)者特征都具備教學(xué)設(shè)計意義，特別是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下測量的復(fù)雜程度和測量的效度都會受到限制，并且很多個體特征都是隨時間和情境變化的，系統(tǒng)不可能也沒必要測量全部的學(xué)習(xí)者特征。

因而，本系統(tǒng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的特點，簡化了學(xué)生模型，將最具有教學(xué)設(shè)計意義的幾種學(xué)習(xí)者個體特征要素轉(zhuǎn)化為學(xué)生模型的若干屬性，并根據(jù)這些屬性的不同參量值界定學(xué)生模型的不同類型。前述的信息采集的主要數(shù)值正是這些屬性的參數(shù)化描述，然后再借助數(shù)據(jù)挖掘計算判斷出每個學(xué)生所接近的學(xué)生模型的類型。

（3）細化教學(xué)方案，增加可選擇性

用學(xué)生模型來描述學(xué)習(xí)者的相同特征和個體的差異，目的是為了根據(jù)學(xué)習(xí)者相同特征來設(shè)計通用教學(xué)方案，然后再根據(jù)學(xué)習(xí)者之間的差別在某些教學(xué)環(huán)節(jié)上增加可選擇性，以此來適應(yīng)每個學(xué)習(xí)者。教學(xué)方案包括了教學(xué)目標(biāo)、學(xué)習(xí)活動的描述、學(xué)習(xí)環(huán)境的描述和知識傳遞的描述等，這些都可以通過分層分級、多種表征、多種組織、多種任務(wù)、多種形式等方法來增加其可選擇性，以適應(yīng)個性化學(xué)習(xí)。 

（4）動態(tài)智能判定，傳遞主導(dǎo)作用

動態(tài)、智能地判定學(xué)生模型的類型，提供可選擇的個性化學(xué)習(xí)方案，便是智能自學(xué)系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，教師的主導(dǎo)性工作，其一是指早已定制在系統(tǒng)的存儲單元中的各種教學(xué)方案和學(xué)習(xí)資源；其二是指專業(yè)課程教師可以隨時根據(jù)系統(tǒng)提供的某些學(xué)生模型判斷結(jié)果，手動介入系統(tǒng)的開放式教師界面，增添、刪改當(dāng)前的教學(xué)方案和學(xué)習(xí)資源，存入系統(tǒng)，不斷動態(tài)積累完善系統(tǒng)；其三是指教師與學(xué)生的在線或異步的網(wǎng)上交流，從而實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下教師主導(dǎo)作用的傳遞。

三、系統(tǒng)設(shè)計

1.整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

本系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，第一部分是學(xué)習(xí)內(nèi)容頁面，其中包括學(xué)習(xí)資料和可選擇性教學(xué)方案，學(xué)習(xí)者通過學(xué)習(xí)內(nèi)容頁面來進行自學(xué)。完成學(xué)習(xí)后系統(tǒng)會對學(xué)習(xí)者進行相關(guān)的測試并記錄其成績。第二部分是信息采集分析模塊，動態(tài)收集到的信息會記錄在后臺數(shù)據(jù)庫里面，通過數(shù)據(jù)挖掘分析，總結(jié)出該學(xué)生的當(dāng)前學(xué)習(xí)特性和學(xué)習(xí)風(fēng)格，建立出當(dāng)前的學(xué)生模型。第三部分是學(xué)習(xí)倉庫，其中包括學(xué)習(xí)策略庫和學(xué)習(xí)資源庫。根據(jù)得到的學(xué)生模型，系統(tǒng)到已有的學(xué)習(xí)策略庫中去選擇與其對應(yīng)的學(xué)習(xí)策略和可選擇性教學(xué)方案。在學(xué)習(xí)資源庫里面存儲了大量的學(xué)習(xí)資料，并按一定的規(guī)律分類。第四部分就是學(xué)習(xí)頁面的智能生成系統(tǒng)，當(dāng)?shù)玫阶钸m合學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)策略和教學(xué)方案以后，系統(tǒng)會自動對學(xué)習(xí)資料進行選取和搭配，組織成新的學(xué)習(xí)內(nèi)容和可選擇性教學(xué)方案，然后展示給學(xué)習(xí)者。不同的學(xué)習(xí)者所看到的學(xué)習(xí)內(nèi)容形式可能有所不同，是最適合其學(xué)生模型的。課程教師也可動態(tài)參與學(xué)習(xí)倉庫的內(nèi)容修改和與學(xué)生的網(wǎng)上交流工作。

2．主要模型設(shè)計

（1）自考生特征模型

學(xué)習(xí)者的特征涉及智力因素和非智力因素兩個方面。與智力因素有關(guān)的特征主要包括知識基礎(chǔ)、認知能力和認知結(jié)構(gòu)變量；與非智力因素有關(guān)的特征則包括興趣、動機、情感、意志和性格。自考生與一般學(xué)生不同，他們水平參差不齊，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不同，學(xué)習(xí)環(huán)境各異，因此對于自考生，更要體現(xiàn)出個性化學(xué)習(xí)的特點，針對每位學(xué)習(xí)者執(zhí)行不同的可選擇性教學(xué)方案。受理論和實踐兩方面的制約，為簡化特征模型，本研究從以下方面考慮：從學(xué)習(xí)風(fēng)格上來區(qū)分，自考生可大致分為三類：其一，穩(wěn)定型。此類學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)狀態(tài)穩(wěn)定，積極自覺，能很好地把握學(xué)習(xí)時間，制定自己的學(xué)習(xí)計劃。其二，情緒型。此類學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)狀態(tài)起伏不定，隨其興趣和情緒的變化，學(xué)習(xí)的熱情也高低不一。其三，消極型。此類學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)狀態(tài)低下，怠慢松懈，對自學(xué)沒有信心，學(xué)習(xí)積極性較差。從知識水平上來區(qū)分，自考生又可分為高、中、低三類。通過因素和相關(guān)性分析，大體上可以將學(xué)生模型的屬性定義為若干項，并根據(jù)其各項數(shù)值分為若干類型。

（2）可選擇性教學(xué)方案模型

針對不同模型類型的自學(xué)者，系統(tǒng)通過對教學(xué)目標(biāo)、學(xué)習(xí)活動、學(xué)習(xí)環(huán)境和知識傳遞等方面的分層分類，組合成若干對應(yīng)的學(xué)習(xí)策略和可選擇性教學(xué)方案模型，系統(tǒng)再據(jù)此匹配學(xué)習(xí)資源的內(nèi)容與類型，提供給自考生網(wǎng)上自學(xué)。系統(tǒng)會定期動態(tài)收集學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)信息，定期進行學(xué)習(xí)模型歸類，選取最適合的學(xué)習(xí)方案模型，目的在于不斷調(diào)整自考生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，提高其自學(xué)效率，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣和增強其自學(xué)信心。

3．系統(tǒng)工作流程分析

（1）學(xué)生特征測量 

系統(tǒng)首先要獲取學(xué)習(xí)者的基本狀況、學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，以判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)特征。需要收集的數(shù)據(jù)包括學(xué)習(xí)者的姓名、性別、年齡、教育程度、起始水平、學(xué)業(yè)背景、學(xué)習(xí)習(xí)慣等信息，通過調(diào)查表來測量該學(xué)生的學(xué)習(xí)特征。這些調(diào)查表的數(shù)據(jù)將與其它采集的數(shù)據(jù)一起被存儲在數(shù)據(jù)庫中待用。

（2）學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)采集

本系統(tǒng)設(shè)計有實時監(jiān)控學(xué)習(xí)者行為的功能，通過跟蹤采集子系統(tǒng)進行學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的采集：學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中點擊過的課程章節(jié)目；經(jīng)常訪問的信息的類型；搜索過的各類關(guān)鍵字；學(xué)習(xí)課程所用的時間；做作業(yè)和測試的過程和結(jié)果；學(xué)習(xí)的時間頻率；學(xué)習(xí)者關(guān)注的學(xué)習(xí)項目等等，都是監(jiān)控的內(nèi)容。這些數(shù)據(jù)可以通過web服務(wù)器、客戶端以及代理服務(wù)器來獲取。在學(xué)習(xí)者進行學(xué)習(xí)的過程中，本系統(tǒng)會自動生成網(wǎng)絡(luò)日志文件，它清晰地記錄了學(xué)習(xí)者在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上的學(xué)習(xí)活動，并在學(xué)習(xí)者退出網(wǎng)絡(luò)課程的時候向服務(wù)器遞交數(shù)據(jù)。

（3）學(xué)習(xí)測試評價

根據(jù)個性化學(xué)習(xí)理念，為了能夠適應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，本系統(tǒng)通過對每部分學(xué)習(xí)內(nèi)容的練習(xí)測試，獲得學(xué)習(xí)者的階段性評價。此外，測試的內(nèi)容不僅僅集中在知識的掌握，還涉及到對學(xué)生在情感體驗、探究能力等精神方面的調(diào)查，隨時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。

（4）數(shù)據(jù)信息分析

系統(tǒng)綜合以上數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)挖掘分析模塊進行總結(jié)、歸納和分析，最終可以得出具有規(guī)律性和延展性的學(xué)習(xí)者特征數(shù)據(jù)。

（5）學(xué)生模型建立

根據(jù)數(shù)據(jù)分析的目標(biāo)和數(shù)據(jù)的特征，系統(tǒng)總結(jié)出該學(xué)生的當(dāng)前學(xué)習(xí)特性和學(xué)習(xí)風(fēng)格，建立出當(dāng)前的學(xué)生模型。

（6）教學(xué)方案選擇

根據(jù)得到的學(xué)生模型，系統(tǒng)將其與學(xué)習(xí)策略庫里的已有的學(xué)生模型相匹配，選擇出與此類學(xué)習(xí)模型相對應(yīng)的學(xué)習(xí)策略和可選擇性教學(xué)方案。教師也可在線手工介入決策過程。

（7）學(xué)習(xí)資源調(diào)用

根據(jù)確定的學(xué)習(xí)策略和可選擇性教學(xué)方案，系統(tǒng)調(diào)用學(xué)習(xí)資源庫里相應(yīng)的學(xué)習(xí)資源輸出到頁面生成模塊。資源包括大量的學(xué)習(xí)資料、學(xué)習(xí)支架、知識文本、相關(guān)課件、演示文稿、視頻、音頻、動畫說明、習(xí)題測驗等等。

（8）學(xué)習(xí)頁面生成

本系統(tǒng)內(nèi)部的學(xué)習(xí)頁面生成子系統(tǒng)可以把提取好的學(xué)習(xí)資源按照既定的學(xué)習(xí)策略和可選擇性教學(xué)方案自動安排成一套學(xué)習(xí)資料。包括組織學(xué)習(xí)內(nèi)容、設(shè)定關(guān)鍵字查詢、添加交互形式、設(shè)計測試試卷等等。生成好的學(xué)習(xí)頁面將呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者，根據(jù)其學(xué)習(xí)效果的評價，系統(tǒng)以后會按階段地進行學(xué)習(xí)方案的改換，以適應(yīng)學(xué)生狀態(tài)和水平的改變。

工作流程中所謂的智能化，主要是體現(xiàn)在根據(jù)學(xué)生的各種信息（包括自動采集的信息）利用一些方法和工具進行分析，找出與決策知識庫相匹配的、具有某種潛能的模式或規(guī)則，以此來判斷和決策學(xué)生的學(xué)習(xí)模式，為學(xué)生的學(xué)習(xí)行為提供指導(dǎo)，或幫助學(xué)生調(diào)整策略。

四、結(jié)束語

本研究是全國教育考試“十一五”科研規(guī)劃重點課題中“適應(yīng)自考生自主學(xué)習(xí)的智能化網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)研究”課題的一部分。筆者針對自考生的特點，在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中針對智能化自學(xué)模式做了一個新的嘗試，測試實踐表明，自考生通過這套系統(tǒng)，不僅能提高學(xué)習(xí)效率，取得良好的學(xué)習(xí)效果，同時又了解了自己的學(xué)習(xí)特征和最適合自己的學(xué)習(xí)策略，可謂是一舉兩得。

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（作者單位：天津師范大學(xué)）