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        淺談如何能教學(xué)平臺 填補教育信息化空白

        2016-06-22 01:37:21馬靜怡
        活力 2016年6期
        關(guān)鍵詞:數(shù)字出版創(chuàng)新方法

        馬靜怡

        [摘 要]近年來,無論在高等教育、職業(yè)教育,還是基礎(chǔ)教育,學(xué)習(xí)者對網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)需求飛速增長,特別是從互聯(lián)網(wǎng)到移動互聯(lián)網(wǎng),創(chuàng)造了跨時空的學(xué)習(xí)方式,使知識獲取的方式發(fā)生了根本變化。隨著數(shù)據(jù)技術(shù)、圖形技術(shù)的發(fā)展,建立在自適應(yīng)、智能化基礎(chǔ)上的個性化教學(xué)迅速得到普及應(yīng)用。而我國與國外教學(xué)平臺的差距非常大。建設(shè)一流的、能夠大范圍應(yīng)用的自適應(yīng)智能教學(xué)平臺是填補我國教育信息化領(lǐng)域重大空白的重要舉措。

        [關(guān)鍵詞]智能教學(xué);數(shù)字出版;創(chuàng)新方法

        一、國內(nèi)外大環(huán)境

        1.全球數(shù)字化教學(xué)呈爆發(fā)式發(fā)展

        近年來,無論在高等教育、職業(yè)教育,還是基礎(chǔ)教育,學(xué)習(xí)者對網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)需求飛速增長,特別是從互聯(lián)網(wǎng)到移動互聯(lián)網(wǎng),創(chuàng)造了跨時空的學(xué)習(xí)方式,使知識獲取的方式發(fā)生了根本變化。培生教育集團的配套教材在線學(xué)習(xí)平臺學(xué)生人數(shù)突破700萬。斯坦福大學(xué)兩位教授創(chuàng)立了在線免費課程網(wǎng)站Coursera,已有30余所一流大學(xué)與其合作共建免費課程,2012年4月上線,4個月后學(xué)生數(shù)便突破100萬,不到一年,來自世界各國學(xué)生人數(shù)已經(jīng)突破了234萬,呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)聯(lián)合發(fā)布的EDX在線教學(xué)計劃,整合兩校師資,建設(shè)在線課程,第一門課程《電子與電路》獲得了12萬名學(xué)生注冊。

        2.教育出版社成為數(shù)字教學(xué)發(fā)展主力軍

        配套教材的教學(xué)平臺由于有豐富的內(nèi)容作為基礎(chǔ),更加容易實現(xiàn)功能與內(nèi)容的融合,能夠充分發(fā)揮平臺功能的作用。而且,隨著數(shù)據(jù)技術(shù)、圖形技術(shù)的發(fā)展,建立在自適應(yīng)、智能化基礎(chǔ)上的個性化教學(xué)迅速得到普及應(yīng)用。因此,國際上已有Knewton、Desire2Learn、LearnSmart等先進的智能教學(xué)平臺都主要應(yīng)用于配套教材的教學(xué)活動。

        3.我國智能教學(xué)平臺水平較低

        在我國,一些高校和互聯(lián)網(wǎng)公司合作,錄制了不少課程視頻,在線觀看人數(shù)也增長迅速,但由于缺乏先進教育技術(shù)與內(nèi)容資源的支撐,無論是課程的個性化交互功能、配套課件,還是習(xí)題的設(shè)計都停留在初級階段,難以制作出真正具有良好教學(xué)效果的“微課程”,也起不到對課堂教學(xué)的支撐或補充作用??傮w上,與國外教學(xué)平臺的差距非常大。

        一些教育技術(shù)公司和出版社研發(fā)了教學(xué)支撐平臺,普遍停留在內(nèi)容管理系統(tǒng)的層面,某些名為“智能教學(xué)平臺”“泛在教學(xué)平臺”的平臺實際并不具備智能性的個性化學(xué)習(xí)功能,也沒有真正實現(xiàn)跨終端互動。

        因此,建設(shè)一流的、能夠大范圍應(yīng)用的自適應(yīng)智能教學(xué)平臺是填補我國教育信息化領(lǐng)域重大空白的重要舉措。

        二、建立自適應(yīng)智能教學(xué)平臺的必要性

        自適應(yīng)智能教學(xué)平臺在學(xué)科知識網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上,運用圖論算法構(gòu)建規(guī)劃最佳個性化學(xué)習(xí)路徑,然后利用學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù),進行個性化知識發(fā)現(xiàn)(PKD, Personalized Knowledge Discovery),為每一個學(xué)習(xí)者找到最適合自身的學(xué)習(xí)內(nèi)容與即時調(diào)整的學(xué)習(xí)路徑。同時,運用分層聚類算法提升對于學(xué)生評價的科學(xué)性,幫助教師實現(xiàn)個性化教學(xué)。

        面向?qū)W生,自適應(yīng)智能教學(xué)平臺將各學(xué)科知識整理成多維動態(tài)知識地圖,在此基礎(chǔ)上運用圖論算法,為每一個學(xué)習(xí)者生成即時更新的個性化的學(xué)習(xí)路徑,并且按照不同的終端設(shè)備特點進行功能與內(nèi)容整合設(shè)計,運用知識發(fā)現(xiàn)技術(shù)為學(xué)生即時提供豐富的個性化內(nèi)容,實現(xiàn)智能化泛在學(xué)習(xí),能夠極大地提高學(xué)習(xí)效率。

        面向教師,自適應(yīng)智能教學(xué)平臺提供個性化定制教材、智能題庫、合作學(xué)習(xí)等各類教學(xué)工具,在平臺上融合大量高品質(zhì)的學(xué)習(xí)內(nèi)容,并大力拓展科學(xué)動畫等前沿領(lǐng)域。同時,運用分層聚類數(shù)據(jù)分析技術(shù),對學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進行科學(xué)分析,為教師提供學(xué)生類別區(qū)分依據(jù),有助于實現(xiàn)分類教學(xué)、因材施教。

        在軟件開發(fā)技術(shù)上,自適應(yīng)智能教學(xué)平臺采用基于領(lǐng)域驅(qū)動的軟件開發(fā)方式,以保證系統(tǒng)的可維護性、擴展性和復(fù)用性,在處理復(fù)雜業(yè)務(wù)邏輯方面有著先天的優(yōu)勢。采用HTML5技術(shù)進行網(wǎng)頁與內(nèi)容制作,將大幅提高內(nèi)容資源的生動化與互動性,并可方便應(yīng)用于PC、平板電腦與手機等終端。

        自適應(yīng)智能教學(xué)平臺將填補我國教育信息化的重大空白,可使我國師生在具有世界領(lǐng)先水平的教學(xué)平臺支撐下進行混合式教學(xué),促進教學(xué)方式的改進,提升學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)效率,減輕教師負擔,并有效提高教學(xué)質(zhì)量。

        三、自適應(yīng)智能教學(xué)平臺的關(guān)鍵創(chuàng)新技術(shù)和主要創(chuàng)新難點

        1.在國內(nèi)首次將學(xué)習(xí)分析技術(shù)運用于教學(xué)平臺

        目前國內(nèi)尚未有采用學(xué)習(xí)分析技術(shù)進行教學(xué)平臺建設(shè)的相關(guān)文獻報道。自適應(yīng)智能教學(xué)平臺在國內(nèi)首次綜合運用,對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)行為進行數(shù)據(jù)挖掘,可以深入了解每個學(xué)習(xí)者的特性。該技術(shù)創(chuàng)新的主要難點在于如何在不影響既有學(xué)習(xí)任務(wù)的基礎(chǔ)上采用學(xué)習(xí)分析技術(shù)以及如何降低實時分析的成本。

        2.在國內(nèi)首次采用圖論算法來發(fā)現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)路徑

        學(xué)習(xí)路徑是學(xué)習(xí)活動的主線,學(xué)習(xí)路徑的科學(xué)性對學(xué)習(xí)質(zhì)量的影響至關(guān)重要。目前常用的學(xué)習(xí)路徑引導(dǎo)方法均為靜態(tài)、非個性化的學(xué)習(xí)過程管理,自適應(yīng)智能教學(xué)平臺創(chuàng)新性將圖論算法引入到學(xué)習(xí)領(lǐng)域,來判斷每個學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)路徑。該方法經(jīng)美國培生教育集團在Mylabs教學(xué)平臺中應(yīng)用,取得了顯著成效。目前尚未見國內(nèi)有相關(guān)文獻報道圖論算法在這一領(lǐng)域中的應(yīng)用。該技術(shù)創(chuàng)新的主要難點在于訓(xùn)練算法、檢測算法的設(shè)計和優(yōu)化。

        3.在國際上首次將個性化知識發(fā)現(xiàn)技術(shù)運用到教學(xué)系統(tǒng)中

        個性化知識發(fā)現(xiàn)技術(shù)已經(jīng)廣泛運用于數(shù)字圖書館、數(shù)字學(xué)術(shù)資源管理系統(tǒng)中,但在教學(xué)系統(tǒng)中的運用還未見先例。在智能教學(xué)系統(tǒng)中,常規(guī)的方法是向?qū)W生推送事先設(shè)定好的課件、習(xí)題等內(nèi)容資源,運用個性化知識發(fā)現(xiàn)技術(shù)之后,能夠?qū)⒄搲?、問答、?xí)題等模塊中的相關(guān)內(nèi)容也合并進行數(shù)據(jù)挖掘之后推送更具個性化的、更豐富的學(xué)習(xí)資源。

        4.綜合運用面向?qū)ο蟆㈩I(lǐng)域驅(qū)動設(shè)計等技術(shù)使得平臺更靈活、更具拓展性

        領(lǐng)域驅(qū)動設(shè)計(Domain Driven Design)在項目的干系人中形成一個通用的語言,達到消除業(yè)務(wù)領(lǐng)域?qū)<液统绦蜷_發(fā)者之間的溝通鴻溝。ORM(Object Relation Mapping)對象關(guān)系映射技術(shù)將業(yè)務(wù)領(lǐng)域分析設(shè)計的業(yè)務(wù)對象轉(zhuǎn)換成關(guān)系型數(shù)據(jù),提取時將關(guān)系數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成業(yè)務(wù)對象。這兩項技術(shù)的配合保證了系統(tǒng)能夠應(yīng)對復(fù)雜業(yè)務(wù)的需求和變更。在國內(nèi)的教學(xué)平臺中,這兩項技術(shù)的綜合運用尚屬首次。

        參考文獻:

        [1]強彥.大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫Oracle 教學(xué)模式的改進[J].計算機教育,2010(6):125-127.

        [2]祝智庭. 教育信息化:教育技術(shù)的新高地[J]. 中國電化教育,2001(2):23-27.

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