王 波，陶佰睿，苗鳳娟，杜曉昕

大學基礎課程碎片化智能移動學習模式研究

王 波，陶佰睿，苗鳳娟，杜曉昕

為了使學習者的學習變得導向化、自由化、人性化和智能化，提高學習者的學習興趣，激發(fā)學習者的學習潛能，在“以學習者為主體，以教師為主導”的原則下，在MOOC的背景下將碎片化學習模式和智能技術應用于移動學習，提出面向大學基礎課程的碎片化智能移動學習模式。該模式基于豐富的MOOC資源實現(xiàn)了智能化多樣性的學習策略和資源建設，可在當下流行的各種移動終端上應用實踐，發(fā)展?jié)摿薮?，有利于培養(yǎng)學習者的創(chuàng)新能力，發(fā)展學習者的信息和媒介素養(yǎng)，從而提高學習者的終身學習能力。

MOOC；碎片化學習；智能化；移動學習

大學基礎課程是高等教育實施通識教育的“基石”，是開設專業(yè)課程的重要組成部分，是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力與創(chuàng)新精神的基礎，因此對于大學基礎課程教學改革的研究與實踐是當前教育界研究的熱點。在對大學基礎課程的教學改革研究中，關于大學計算機基礎課程教學改革成果頗多。如西北大學耿國華教授在高校文科計算機基礎課程方面改革成效突出，耿教授所帶領的教學團隊在多年教學實踐積累的基礎上，創(chuàng)建并實施了五位一體的教學模式，具體包括：教學思想先進化、教學方式現(xiàn)代化、課程結(jié)構(gòu)體系化、教材內(nèi)容立體化、考核手段網(wǎng)絡化。[1]北京信息科技大學劉亞輝開展了大學計算機基礎課程教學模式設計的研究，該研究基于合作學習與網(wǎng)絡教學資源利用相結(jié)合的視角，針對大學計算機基礎課程現(xiàn)有教學模式存在的不足，提出合作學習與網(wǎng)絡教學資源相結(jié)合的教學模式，并對任務驅(qū)動、小組學習、經(jīng)驗交流和網(wǎng)絡教學資源利用的課程教學流程進行設計。[2]張俊杰開展了計算機應用基礎課程分層教學模式的實踐研究，提出了計算機應用基礎課程的分層教學模式，并在教學實踐中開展了實驗研究，總結(jié)了如何對學習者、教學目標和任務分層，如何開展分層教學，如何進行分層評價等。[3]但是，這些教學模式中缺少智能化教學理念。當前大學基礎課程學習主要以正式化的課堂學習為主，單一的非正式化課外學習為輔，由于課堂學習受時間和空間的限制，往往課外學習對學習者學習效果的提高起到了很大的作用。[4]碎片化[5]智能移動學習[6-7]是一種新興的非正式學習方式，是未來課外學習的發(fā)展趨勢，碎片化智能移動學習可以將形式單一枯燥的課外學習變得豐富有趣。[8-9]學習者采用這樣一種全新的課外學習方式，學習不受時間和空間的限制，他們的學習興趣受到激發(fā)，學習效果大大提高。同時隨著MOOC[10]的興起，將優(yōu)秀的MOOC學習資源作為碎片化智能移動學習資源的來源，會使碎片化智能移動學習得到堅實的支持。本文將碎片化學習模式和智能技術應用于大學基礎課程移動學習中，使學習更加碎片化和智能化，學習者獲得的不僅僅是自由的學習，而且獲得的是更加人性化和智能化的學習。因此，構(gòu)建面向大學基礎課程的碎片化智能移動學習模式是一項很有意義的嘗試，自由的碎片化智能移動學習方式更加突出了學習者的學習主體地位，同時也預示著日趨智能化的今天，教育也需要智能化。

一、學習策略

1.整合優(yōu)秀的MOOC學習資源

構(gòu)建碎片化智能移動學習模式，學習資源至關重要。專門開發(fā)適用于碎片化智能移動學習模式的資源需要大量的投入。MOOC整合了很多優(yōu)秀的學習資源，將這些優(yōu)秀資源作為碎片化智能移動學習模式資源的來源，能夠節(jié)省人力物力財力，得到良好的學習效果。

2.智能化交互式移動學習

智能化交互式移動學習是指可智能地對學習資源進行管理與獲取，增強學習指導交互性的移動學習模式。移動學習的碎片化、智能化和交互性集中體現(xiàn)在學習資源上，若這些移動學習資源如同傳統(tǒng)紙質(zhì)教參那樣由一頁一頁的內(nèi)容線性堆積，則它就變得毫無意義。相反，資源應該更貼近學習者，為其提供碎片化、智能化和交互式的服務。

3.學習者主體和教師主導的深化

碎片化智能移動學習方式中，學習者的主體地位和教師的主導地位能夠得到深化。由于該模式提供的學習時空無限制，學習者可以發(fā)揮自己的學習潛力，培養(yǎng)創(chuàng)造力，自主調(diào)配適合自己的學習方式。而教師在學習過程中退居后臺，負責對移動學習資源進行更新和維護，為移動學習資源制定最優(yōu)的教學策略，實時在線交互式解答學習者的問題。

4.強化學習與按需學習

碎片化智能移動學習有強化學習和按需學習兩種方式。強化學習是指學習者在規(guī)定的時間內(nèi)通過測試的形式進行強化訓練。如果學習者經(jīng)學習后的測試結(jié)果為錯誤，系統(tǒng)會智能地給出相應的知識點，由學習者再次學習這些知識點，之后，系統(tǒng)抽取相同難度相同知識點的新測試題對學習者進行測試，直到學習者完全掌握知識點；在限定的時間結(jié)束后，系統(tǒng)客觀地將學習者的學習情況通過柱形圖展示出來，并列出做過的所有題目，同時給出測試得分和專家系統(tǒng)的客觀評價，學習者根據(jù)給出的評價可以及時了解自己的學習情況。按需學習是指學習者對學習資源的檢索是非順序化的，學習者根據(jù)一組檢索關鍵字，按需檢索自己需要的學習資源，非順序化的檢索資源為文本學習資源和多媒體學習資源等。

5.學習反饋

碎片化智能移動學習模式中，教師可以進行測試題目的添加，包括逐個添加和批量添加。添加是在專家系統(tǒng)指導下完成的，可實現(xiàn)智能化的按需添加。問題反饋是針對學習者的學習情況通過柱形圖的形式反映出來，系統(tǒng)會給出專家級的智能分析，教師可以通過這個反饋，對學習者的下一步學習做出評估，及時調(diào)整教學方法策略。

二、資源建設

適用于碎片化智能移動學習模式的資源建設如圖1所示。

圖1 碎片化智能移動學習模式的資源建設

1.學習平臺的構(gòu)建

碎片化智能移動學習資源建設中，需要構(gòu)建一個開放共享的學習平臺。平臺中的學習資源整合優(yōu)秀的MOOC資源，平臺建設的重點則是智能化功能的建設。學習平臺包含以下模塊和端口：無線通訊模塊、交互式語音模塊、資源庫模塊、智能化支持平臺模塊、專家?guī)炷K、開放學習端口、加密后臺管理端口。學習者在開放學習端口登錄平臺，通過無線通訊模塊和交互式語音模塊，在專家?guī)炷K的專家知識的指導下訪問資源庫模塊中的學習資源，通過智能化支持平臺模塊獲得智能化的學習服務。教師在加密后臺管理端口登錄平臺，對專家?guī)炷K和資源庫模塊進行更新和維護。

2.智能技術的應用

傳統(tǒng)的移動學習功能是零散的、不系統(tǒng)的，學習者使用移動學習功能是機械的、死板的。構(gòu)建碎片化智能移動學習平臺，應該注意如何使學習功能更加人性化、智能化，符合學習者的心理需求。應用機器學習和人工智能的方法建立智能化支持平臺，增加學習功能的多樣性。這樣做符合科學技術發(fā)展的方向，使學習功能可持續(xù)發(fā)展，具有很大的拓展空間。智能化支持平臺的功能可以滿足學習者的興趣自主學習，而不是傳統(tǒng)的被動接受學習。

3.關聯(lián)資源庫的優(yōu)化

碎片化智能移動學習資源庫中有海量的資源，為了減少資源之間的冗余度，提高資源的檢索效率，需對關聯(lián)的資源庫進行優(yōu)化，優(yōu)化的工作是為資源庫減負。資源庫中存儲有大量的多媒體學習資源，它已不是傳統(tǒng)意義上的關系數(shù)據(jù)庫，而是高維數(shù)據(jù)庫。采用高維數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)優(yōu)化方案，對該資源庫進行優(yōu)化，得到一個可以提供高效檢索能力低冗余度的資源庫。

4.專家?guī)炫c專家系統(tǒng)的建設

在碎片化智能移動學習的資源庫中，學習者獲得的資源不應該僅僅是海量的學習資源，而是智能化且具有指導功能的學習資源，想實現(xiàn)該功能必須構(gòu)建專家?guī)旌蛯＜蚁到y(tǒng)。通過專家?guī)旌蛯＜蚁到y(tǒng)獲得專家知識，在專家知識的指導下學習者獲取智能化移動學習資源。為了使專家知識具有實時性，專家知識需要具有自更新的功能，教師在專家知識自更新過程中應發(fā)揮巨大作用。學習者享受自更新的服務，教師是提供這種自更新服務的實施者。為了保證專家知識的正確性，即專家?guī)旌蛯＜蚁到y(tǒng)的完備性，建設時教師必須嚴格把關控制，突出最新的教育理念，明確教師和學習者雙主學習地位。為了使學習者進行高質(zhì)量的自主學習，教師的角色必須從臺前走向幕后，最大限度發(fā)揮教師在學習過程中的指導作用，突出學習者在學習過程中的主體地位。

5.基于內(nèi)容圖像檢索資源的建設

目前學習者對資源的檢索都是采用文本檢索的方式，這種方式容易產(chǎn)生語義鴻溝?；趦?nèi)容圖像檢索技術是通過對用戶上傳的圖像進行特征分析和對圖像特征庫搜索，以此產(chǎn)生數(shù)據(jù)庫檢索的具體查詢值，在檢索數(shù)據(jù)庫中進行相似度匹配，將檢索出來的信息輸出，排序方式通常都是按照相似度降序。對基于內(nèi)容圖像檢索資源的建設可為學習者提供更加人性化的學習資源，學習資源與圖像關聯(lián)能消除用文本標注學習資源時的語義歧義。此外，圖像特征庫的建設和匹配算法尤為重要，基于內(nèi)容圖像檢索結(jié)果是否精準，源圖像和特征庫圖像特征匹配的是否精確起決定性作用。

三、實現(xiàn)環(huán)境

1.因特網(wǎng)

因特網(wǎng)已經(jīng)成為我們生活中的一部分，用戶不論身處何地，都可以自由地接入因特網(wǎng)，因特網(wǎng)技術的蓬勃發(fā)展為碎片化智能移動學習提供了新的廣闊的平臺。在基于因特網(wǎng)的碎片化智能移動學習的應用實踐中，學習者能夠不受時間和空間的限制，隨時訪問因特網(wǎng)上的碎片化智能移動學習平臺，獲取學習資源。

2.移動終端設備

利用移動終端設備實現(xiàn)的碎片化智能移動學習使課程學習變得更加靈活和方便，實現(xiàn)了非正式化自主學習。在基于移動終端設備的碎片化智能移動學習的應用實踐中，學習者的學習方式為移動學習，實現(xiàn)移動學習的硬件載體為手機或者PAD等，學習者無需再購買其他學習終端設備。

3.校園網(wǎng)

當前大學的校園網(wǎng)建設都處于高速更新和發(fā)展的時期，學校對校園網(wǎng)的投入不斷增加，校園網(wǎng)應該且能夠為課程學習資源提供強有力的支撐。校園網(wǎng)不應該拘泥于教務管理和學習管理等一些常規(guī)功能，可以賦予它新的使命?；谛@網(wǎng)的應用實踐可以省去許多的硬件開支，功能使用更加靈活，有助于知識產(chǎn)權保護。對于課程資源，校園網(wǎng)內(nèi)的用戶免費使用，校園網(wǎng)外的用戶付費使用。

四、發(fā)展趨勢與效果評價

當前，國內(nèi)運用移動學習平臺為學習者提供課程的基本內(nèi)容，發(fā)布一些相關的教學信息已經(jīng)基本成熟，很多課程的教學資源已經(jīng)網(wǎng)絡化、數(shù)字化。但是，由于我國智能移動學習研究起步比較晚，在發(fā)展過程中還存在著許多問題與矛盾。隨著移動學習資源不斷增加，怎樣才能讓學習者正確評估自己的學習能力，并在浩如煙海的知識海洋中迅速找到適應自己學習風格和學習能力的學習資源；怎樣才能讓學習者在學習的過程中得到準確、快速、及時的評價和反饋，并根據(jù)這些評價和反饋及時迅速調(diào)整自己的學習方法和策略，這些已經(jīng)漸漸成為移動學習改革中不得不面對和需要解決的實際問題。移動學習平臺不僅要讓學習者掌握課堂上所學的基礎知識內(nèi)容，而且還應該培養(yǎng)學習者的想象力、創(chuàng)造性和個性品質(zhì)。目前智能化學習支持技術已經(jīng)日趨成熟，怎么恰當運用這些技術手段，把移動學習資源進行智能優(yōu)化整合，碎片化、人性化地提供給學習者是教育工作者所面臨的一項重要而迫切的工作任務。

碎片化智能移動學習模式正是在這樣的背景下提出的，其有益效果為：碎片化智能移動學習平臺能夠以多元化的學習方式輔助學習者學習知識，它有著友好的人機交互界面，其呈現(xiàn)方式多樣化，不再像傳統(tǒng)的課堂教學那么呆板，能讓學習者擺脫原先那種疲憊感，帶著新鮮、好奇去學習，讓學習者在不知不覺中學到知識，成為課堂教學的有益補充。

筆者在MOOC背景下將碎片化學習模式和智能技術應用于大學基礎課程學習中，提出碎片化智能移動學習模式，這是一次全新的嘗試和探索。碎片化智能移動學習模式是基于“學習者為主體，教師為主導”原則提出的，符合教育教學規(guī)律，緊跟科技發(fā)展的步伐，全新的理念和全新的技術給課程學習帶來的新鮮血液，對課程的建設和學習發(fā)展提供了新思路、新方法，兼具理論和實踐雙重意義。

[1] 李志明．基于數(shù)字化網(wǎng)絡資源的大學計算機基礎課程教學模式研究[D]．蘭州：西北師范大學，2014．

[2] 劉亞輝.大學計算機基礎課程教學模式設計[J].廣西教育,2010(4):100-102.

[3] 張俊杰.高職計算機應用基礎課程分層教學模式的實踐研究[D].上海:上海師范大學,2013．

[4] 周虹，富春巖，劉越．大學計算機基礎課程的創(chuàng)新與實踐[J]．教育探索，2014(3)：39-40．

[5] 姜強，趙蔚，王朋嬌．碎片化學習視域下基于智能手機的大學生移動學習認知研究[J]．現(xiàn)代遠距離教育，2014(1)：37-42．

[6] 王波．智能化移動學習系統(tǒng)[J]．科技通報，2013(7)：120-122．

[7] 徐如志，紀柏濤，王帥強，等．云計算環(huán)境下手機情景模式智能化學習模型及算法研究[J]．小型微型計算機系統(tǒng)，2013(1)：125-130．

[8] 王波，杜曉昕．論移動學習智能化的實現(xiàn)[J]．大家，2012(8)：253.

[9] 王波，杜曉昕，丁龍，等．基于AS-UII機器人的移動學習通信系統(tǒng)的設計[J]．制造業(yè)自動化，2011(8)：67-70．

[10] 吳南中．理解課程——MOOC教學設計內(nèi)在邏輯[J]．電化教育研究，2015(3)：29-34．

責任編輯 張軍濤

Research of Fragmented Intelligent Mobile Learning Model

WANGBo,TAOBai-rui,MIAOFeng-juan,DUXiao-xin/QiqiharUniversity

To make learners' study oriented, liberalized, humanized and intelligentized, promote students' learning interest, and stimulate students' learning potential, the fragmented learning model and intelligent technology are applied to mobile learning of the college basic course under the principle of "taking learners as the subjects and teachers as the leading factors", hence the fragmented intelligent mobile learning is put forward. This model achieves the intelligence diversity of learning strategy and resources construction based on the rich MOOC resources, and can be applied and practiced on all of present popular mobile terminations. It has enormous development potential, is more conducive to the learners' innovation ability training, can enrich learners' information and media literacy, and then can improve learners' lifelong learning ability.

MOOC；fragmented learning；intelligentized；mobile learning

G434

A

2095-6576(2015)04-0051-04

2015-04-07

王波，齊齊哈爾大學計算中心講師，哈爾濱工程大學計算機科學與技術學院博士研究生，主要從事教育信息技術、計算智能及大數(shù)據(jù)研究。(wangbo_theone@163.com)

黑龍江省高等教育學會2014年高等教育科學研究青年專項課題“碎片化學習視域下基于智能移動學習模式的計算機基礎課程教學改革與實踐”(14Q098)；黑龍江省教育科學“十二五”規(guī)劃2014年度課題“大數(shù)據(jù)平臺本科生教育督導預警決策模式與運行機制研究 ”(GBC1214089)