張家華　張劍平

摘要】適應(yīng)性學習能夠解決網(wǎng)絡(luò)學習中的個性化問題，適應(yīng)性學習支持系統(tǒng)（ALSS）是智能教學系統(tǒng)與適應(yīng)性超媒體系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的融合。在介紹ALSS的概念、特征和基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，闡述了其發(fā)展歷程、典型系統(tǒng)及技術(shù)，并分析了當前研究中存在的問題，最后指出了ALSS的發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵字】適應(yīng)性學習；適應(yīng)性學習支持系統(tǒng)；ALSS；智能教學系統(tǒng)；適應(yīng)性超媒體系統(tǒng)

【中圖分類號】G40–057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009—8097 (2009) 02—0018—03

網(wǎng)絡(luò)教學在一定程度上克服了傳統(tǒng)課堂教學的不足，但在實際應(yīng)用中也存在一些問題，如學習支持和交互相對缺乏、學習材料僵化、教學策略和手段不能隨時調(diào)整等，網(wǎng)絡(luò)教學很多時候仍是“一對多”的傳播過程，沒有從根本上解決學習的個性化問題。為此，學者們提出了“適應(yīng)性學習”的概念。隨著網(wǎng)絡(luò)教育的廣泛應(yīng)用，以及人們對個別化學習的日益重視，適應(yīng)性學習支持系統(tǒng)（Adaptive Learning Support System，以下簡稱ALSS）逐漸成為當前研究的熱點之一。

一 ALSS的概念、特征和結(jié)構(gòu)

1 ALSS的概念和特征

適應(yīng)性學習是一種著眼于個體差異的學習，是讓學習環(huán)境、學習內(nèi)容、學習活動來適應(yīng)每個人不同特點的高度個性化的學習過程。適應(yīng)性學習支持系統(tǒng)則是針對個體學習過程中的差異性而提供適合個體特征的學習支持系統(tǒng)。它是“一種基于觀察學習者的學習偏好、以獲得最好的學習效果而進行動態(tài)組織的智能系統(tǒng)”[1]。ALSS大多從智能授導系統(tǒng)（ITS）和適應(yīng)性超媒體系統(tǒng)（AHS）衍生而來[2]，但傳統(tǒng)的ITS過于強調(diào)理想化的“教”的設(shè)計，導致實際應(yīng)用并不理想；ALSS轉(zhuǎn)而從“學”的角度進行設(shè)計，為學習者提供一個適應(yīng)其個性特征的用戶視圖，不僅包括個性化的學習資源，而且包括個性化的學習進程和策略。

ALSS在很大程度上體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)學習的特征，如：基于資源的主動式學習、知識的自我建構(gòu)、個別化和人性化的學習、快速反饋、數(shù)字化和智能化技術(shù)的支持等[3]。ALSS的核心特征是學習的個別化和人性化，即能夠提供適合個別需求的學習內(nèi)容與學習環(huán)境的支持。

2 ALSS的基本結(jié)構(gòu)

ALSS是在ITS和AHS的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，因此它們的結(jié)構(gòu)有許多相似之處。但由于國內(nèi)外學者的研究角度不同，因此關(guān)于ALSS的結(jié)構(gòu)目前還沒有公認的觀點。文獻分析表明，De Bra等 [4]（1999）提出的適應(yīng)性超媒體應(yīng)用模型AHAM是ALSS的重要原型，Lora Aroyo等[5]（2006）在此基礎(chǔ)上增加了情境模型和適應(yīng)性模型，提出了增強型適應(yīng)性超媒體模型EAHAM。在此基礎(chǔ)上，研究者設(shè)計了各種ALSS系統(tǒng)，如圖1即為一個典型的ALSS的體系結(jié)構(gòu)[6]。

一般而言，ALSS包含三個核心組件：

（1）學習者模型：是對學習者的若干特征信息的抽象描述，包括其在學習過程中呈現(xiàn)出來的知識狀態(tài)、目標、背景、認知風格和愛好等。

（2）領(lǐng)域知識模型：其內(nèi)容包括學習資源、課程結(jié)構(gòu)、教學策略以及練習測試庫等。

（3）適應(yīng)性引擎：包括一些學習策略和學習工具，能根據(jù)學習者的有關(guān)信息，對其認知能力和知識水平進行診斷，動態(tài)地構(gòu)建適合的學習內(nèi)容及其呈現(xiàn)方式，并能對教學進行監(jiān)測和管理，不斷修改和維護學習者模型。

此外，ALSS還應(yīng)支持學習者進行協(xié)作和探究學習，培養(yǎng)其元認知和社會性認知能力[7]，以克服傳統(tǒng)的ITS和AHS系統(tǒng)在此方面的不足。

二 ALSS的研究現(xiàn)狀

1 ALSS的研究歷程

ALSS的研究最早可追溯到上世紀70年代，至今已經(jīng)歷了孕育、起步和發(fā)展三個階段：

（1）孕育階段：早在1970年，美國自然科學基金資助研制了TICCIT，利用計算機輔助自適應(yīng)測試技術(shù)作為主要手段，試圖提供適應(yīng)性教學。80年代期間，在ITS領(lǐng)域開始注重認知模型和模式追蹤的研究，力圖實現(xiàn)教學的智能化和個別化。

（2）起步階段：90年代初期，研究者開始利用適應(yīng)性導航技術(shù)開發(fā)能適應(yīng)不同學習者的超媒體學習系統(tǒng)。90年后期，基于Web的AHS成為研究熱潮，并出現(xiàn)了三大方向：利用適應(yīng)性超媒體組件創(chuàng)建基于Web的教育系統(tǒng)、探索AHS的新技術(shù)、開發(fā)AHS的框架和著作工具[8]。研究人員對AHS的體系結(jié)構(gòu)、方法和技術(shù)進行了深入探索并開發(fā)了一批適應(yīng)性學習系統(tǒng)。

（3）發(fā)展階段：21世紀初以來，學習支持系統(tǒng)的研究日益受到關(guān)注。許多來自ITS和AHS領(lǐng)域的學者成為ALSS研究隊伍的主要成員，他們對ALSS的發(fā)展起到了積極的推動作用。ALSS的研究呈現(xiàn)具體化和多元化趨勢，其研究熱點集中于適應(yīng)性學習模式、適應(yīng)性用戶模型、適應(yīng)性引擎技術(shù)、適應(yīng)性協(xié)作學習支持等方面。

2 典型的ALSS及其技術(shù)

90年代至今，研究人員開發(fā)了各類適應(yīng)性學習支持系統(tǒng)[9]，其中的典型系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)如表1所示。

三 當前研究中的問題分析

從目前國內(nèi)外ALSS的研究現(xiàn)狀來看，相關(guān)研究還不夠完善，仍存在一些不足之處，主要表現(xiàn)為：

1 國外研究較多，國內(nèi)研究偏少

從文獻分析結(jié)果來看，國外有關(guān)ALSS的研究起步較早，數(shù)量相對較多。自上世紀90年代至今，國外已有一定數(shù)量的學術(shù)論文和相應(yīng)的軟件系統(tǒng)，且相關(guān)研究呈現(xiàn)系列化的趨勢，表明國外的研究比較持續(xù)和深入。而我國這方面的研究較晚，通過中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫檢索國內(nèi)相關(guān)文獻，發(fā)現(xiàn)在2000年以前的論文數(shù)量非常少。近幾年雖然研究數(shù)量在逐年增加，但總數(shù)仍然偏少，相關(guān)的論文僅60余篇，且研究成果多為“曇花一現(xiàn)”，缺乏后期的持續(xù)研究。

2 國內(nèi)較重理論，國外較重應(yīng)用

目前國內(nèi)有關(guān)ALSS的研究大多集中于理論基礎(chǔ)和系統(tǒng)模型的探討，其次是技術(shù)開發(fā)，再次是學習模式、教學設(shè)計等。不少論文對ALSS的系統(tǒng)構(gòu)架和實現(xiàn)技術(shù)進行了較多闡述，卻很少關(guān)注系統(tǒng)的教學應(yīng)用及其效果，從而使研究缺乏實踐的支持。相比之下，國外近年來更強調(diào)系統(tǒng)的實際應(yīng)用，一些研究者針對ALSS系統(tǒng)設(shè)計了相應(yīng)的教學試驗，以檢驗系統(tǒng)的應(yīng)用效果，并以此發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計的不足。

3 實用產(chǎn)品偏少，開發(fā)難度較高

由于ALSS的研究歷史不長，目前大部分研究成果集中于理論層次，而實際應(yīng)用的產(chǎn)品還不多。雖然國內(nèi)外已開發(fā)出不少軟件系統(tǒng)，但多局限于某一門或幾門特定的課程或?qū)嶒?，還未能投入大規(guī)模的教學應(yīng)用。此外，ALSS的技術(shù)開發(fā)要求較高，需要多個領(lǐng)域的專家和技術(shù)人員的合作，非一般教學人員個人能力所及。雖然有學者提出ALSS創(chuàng)作工具的設(shè)想，但仍有待進一步的深入研發(fā)。

4 理論支持不足，研究有待深入

首先，由于缺乏對網(wǎng)絡(luò)學習機制的深入研究，沒有類似于傳統(tǒng)條件下學習和記憶模型這類成熟的理論框架作指導，因而難以實現(xiàn)ALSS的設(shè)計目標；其次，網(wǎng)絡(luò)學習理論的研究者與學習支持系統(tǒng)的設(shè)計者之間缺乏有效的溝通與協(xié)調(diào)機制，從而導致系統(tǒng)設(shè)計與實際應(yīng)用的需求存在一定的偏差；再次，有關(guān)適應(yīng)性學習的模式、學習機制、用戶模型等研究還不成熟，不同學者的觀點有較大差異，尚未形成統(tǒng)一的認識，而關(guān)于ALSS的評價研究也比較少，有待進一步的發(fā)展和完善。

四 ALSS的發(fā)展趨勢

網(wǎng)絡(luò)學習將成為21世紀的重要學習方式，因此ALSS具有良好的發(fā)展和應(yīng)用前景，其未來趨勢主要包括：

1 新領(lǐng)域和新方向的拓展

（1）傳統(tǒng)的研究和應(yīng)用集中于教學領(lǐng)域，在未來它將與更多領(lǐng)域進行整合，如在文字處理程序或某些用戶支持系統(tǒng)中引入適應(yīng)性技術(shù)；（2）早期的ALSS多為封閉式結(jié)構(gòu)，不同系統(tǒng)間不能實現(xiàn)信息互通，未來的ALSS將采取開放式主體結(jié)構(gòu)，以支持系統(tǒng)間的相互理解；（3）未來將會嘗試在手持或移動設(shè)備中應(yīng)用ALSS技術(shù)，使學習者獲得個性化的移動學習支持[10]。

2 新技術(shù)和新理論的應(yīng)用

（1）自然語言生成技術(shù)、非符號化的人工智能技術(shù)（如基于案例的推理、機器學習、Bayesian模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等）將在ALSS中得到廣泛應(yīng)用；（2）分布式學習、網(wǎng)絡(luò)認知和本體理論將為ALSS提供有力的支持，并促其從現(xiàn)有的單一應(yīng)用轉(zhuǎn)向模塊化、分布式的應(yīng)用，多個系統(tǒng)協(xié)同工作，共享學習者模型的信息和適應(yīng)性學習規(guī)則，從而在更大的范圍內(nèi)發(fā)揮作用。

3 新體系和新形式的出現(xiàn)

（1）采用組件化和分布式的體系結(jié)構(gòu)，將優(yōu)化ALSS的開發(fā)和維護，有利于不同系統(tǒng)中組件的共享和重用；（2）開發(fā)有效可靠的服務(wù)和通信協(xié)議，將更好的支持組件間信息的交流和共享；（3）設(shè)計開發(fā)通用的ALSS外殼或創(chuàng)作工具將大大降低系統(tǒng)的開發(fā)難度和成本；（4）適應(yīng)性學習形式的多樣化將促使ALSS的多樣化，如適應(yīng)性教育游戲系統(tǒng)即為典型一例。

五 結(jié)束語

未來的網(wǎng)絡(luò)學習系統(tǒng)不僅能為學習者提供靜態(tài)的信息，更重要的是提供個性化的學習內(nèi)容、學習過程和學習環(huán)境，從而適應(yīng)每個學習者的需要。適應(yīng)性學習支持系統(tǒng)的動態(tài)內(nèi)容呈現(xiàn)和適應(yīng)性學習反饋機制能夠較好地克服當前網(wǎng)絡(luò)學習系統(tǒng)的不足，從而為網(wǎng)絡(luò)教與學的革新帶來新的希望。

參考文獻

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