方海光，陳俊達(dá)，詹偉華，羅金萍

(1.首都師范大學(xué) 教育技術(shù)系，北京 100048；2.北京教育科學(xué)研究院，北京 100045)

基于xAPI標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的交互式學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)研究*

方海光1，陳俊達(dá)1，詹偉華2，羅金萍1

(1.首都師范大學(xué) 教育技術(shù)系，北京 100048；2.北京教育科學(xué)研究院，北京 100045)

在教育大數(shù)據(jù)架構(gòu)基礎(chǔ)上，資源可以作為學(xué)習(xí)過(guò)程數(shù)據(jù)的載體進(jìn)行分布式學(xué)習(xí)，而如何設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)據(jù)化的資源，并支持適合智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的交互過(guò)程，這是一個(gè)理想的資源形態(tài)，卻也是一個(gè)難題。學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)作為學(xué)習(xí)分析的重要支撐，已經(jīng)對(duì)學(xué)習(xí)資源的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)提出了新的要求。如何通過(guò)交互式學(xué)習(xí)資源對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程展開(kāi)分析，挖掘?qū)W習(xí)數(shù)據(jù)，進(jìn)而更好地促進(jìn)學(xué)習(xí)者個(gè)性化的學(xué)習(xí)，是當(dāng)前新技術(shù)支持教育教學(xué)研究的核心問(wèn)題。該文從學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的角度出發(fā)，以xAPI規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，對(duì)數(shù)字化學(xué)習(xí)資源交互設(shè)計(jì)進(jìn)行基于數(shù)據(jù)的分析，并在此研究的基礎(chǔ)上完成基于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的交互資源設(shè)計(jì)，以期在教育大數(shù)據(jù)的架構(gòu)下，為交互式學(xué)習(xí)資源有效支持教育數(shù)據(jù)分析提供新方法。最后，該文提供了相關(guān)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的應(yīng)用案例并對(duì)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明。

xAPI；教育大數(shù)據(jù)；基于數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)；學(xué)習(xí)資源；交互設(shè)計(jì)

一、引言

教育大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)了資源對(duì)數(shù)據(jù)的需求，與集中的學(xué)習(xí)記錄數(shù)據(jù)中心不同的是，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)還可以分布式存儲(chǔ)在學(xué)習(xí)資源中。學(xué)習(xí)的數(shù)字化、泛在化和移動(dòng)碎片化，使得學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)變得容易、隨時(shí)隨地[1]。靈活的學(xué)習(xí)方式讓學(xué)習(xí)不再局限于課堂之上，學(xué)習(xí)方式改變對(duì)學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)也提出了新的要求。學(xué)習(xí)過(guò)程即學(xué)習(xí)者與各種相關(guān)元素發(fā)生交互的過(guò)程[2]。學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)者之間以及教師之間的交互，其主要是學(xué)習(xí)內(nèi)容，因此學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)內(nèi)容的交互實(shí)際上是學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)資源之間的交互[3]。人們所熟悉的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源，如微視頻、音頻、圖文閱讀材料等，往往缺乏有效的學(xué)習(xí)交互[4]。對(duì)學(xué)習(xí)資源進(jìn)行合理的交互設(shè)計(jì)，可以有效地激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，引導(dǎo)學(xué)習(xí)的進(jìn)程，幫助學(xué)習(xí)者完成自我評(píng)估等[5]。

以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)為代表的新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展，將現(xiàn)代教育從數(shù)字化逐漸推向智慧化。大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)成為數(shù)據(jù)時(shí)代建設(shè)智慧教育的重要支持，能夠提高教育管理、決策與評(píng)價(jià)的智慧性。學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)作為學(xué)習(xí)分析的支撐，已經(jīng)成為一種共識(shí)。如何對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程展開(kāi)分析，挖掘?qū)W習(xí)數(shù)據(jù)，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)習(xí)者個(gè)性化學(xué)習(xí)，是當(dāng)前教學(xué)研究的主要問(wèn)題。xAPI是一種簡(jiǎn)單的、輕量級(jí)的技術(shù)規(guī)范，可以讓任何被許可的參與者存儲(chǔ)和檢索可擴(kuò)展的學(xué)習(xí)記錄、學(xué)習(xí)者信息和學(xué)習(xí)經(jīng)歷檔案，而這一功能和其具體實(shí)現(xiàn)的平臺(tái)無(wú)關(guān)[6]。xAPI學(xué)習(xí)技術(shù)規(guī)范對(duì)于教育大數(shù)據(jù)的挖掘和分析具有基礎(chǔ)作用。

二、xAPI標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)及其擴(kuò)展描述

SCORM標(biāo)準(zhǔn)在應(yīng)對(duì)個(gè)性化學(xué)習(xí)以及教育大數(shù)據(jù)共享等方面有諸多局限，新的學(xué)習(xí)技術(shù)規(guī)范Experience API(即xAPI)產(chǎn)生了[7]。在此規(guī)范中，使用“活動(dòng)流(Activity Stream)”來(lái)定義學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，通過(guò)記錄跟蹤這些活動(dòng)流，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)表現(xiàn)的分析。xAPI學(xué)習(xí)技術(shù)規(guī)范通過(guò)LRS(Learning Record Store，學(xué)習(xí)記錄存儲(chǔ))來(lái)描述學(xué)習(xí)內(nèi)容的存儲(chǔ)機(jī)制[8][9]。學(xué)習(xí)者通過(guò)操作學(xué)習(xí)媒體，如iPad等，可以完成與學(xué)習(xí)平臺(tái)上數(shù)字化學(xué)習(xí)資源的交互。與數(shù)據(jù)庫(kù)相似，LRS可以用來(lái)存儲(chǔ)和維護(hù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)記錄[10]。在xAPI中，學(xué)習(xí)記錄被定義為“Statement”，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)以個(gè)人學(xué)習(xí)記錄或成績(jī)單的形式存儲(chǔ)，不同的學(xué)習(xí)活動(dòng)產(chǎn)生的記錄均可傳送到分布式LRS中存儲(chǔ)[11]。學(xué)習(xí)者通過(guò)學(xué)習(xí)內(nèi)容或與學(xué)習(xí)資源的互動(dòng)進(jìn)行學(xué)習(xí)。每一個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)在完成時(shí)都會(huì)以信號(hào)的方式發(fā)送并記錄到LRS中。除了負(fù)責(zé)存儲(chǔ)這些學(xué)習(xí)記錄外，LRS還能與其他單獨(dú)存在的或嵌入到LMS內(nèi)部的LRS甚至是一些報(bào)告工具(Reporting Tools)共享這些數(shù)據(jù)，從而形成分布式存儲(chǔ)和分析的流程。學(xué)習(xí)活動(dòng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與共享過(guò)程如圖1所示。

圖1 LRS學(xué)習(xí)活動(dòng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與共享過(guò)程

Statement作為xAPI標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的核心部分，采用“Actor + Verb + Object”的形式來(lái)描述學(xué)習(xí)活動(dòng)(Activity)，所有的學(xué)習(xí)活動(dòng)都以這種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述和存儲(chǔ)。Statement中包含十種屬性，除了Actor、Verb、Object這三個(gè)必選項(xiàng)外，還包括結(jié)果、語(yǔ)境、時(shí)間戳、存儲(chǔ)時(shí)間、授權(quán)、版本以及可選屬性[12]，如表1所示。

表1 xAPI標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)Statement屬性

學(xué)習(xí)者的動(dòng)作直接反映著學(xué)習(xí)者是如何參與學(xué)習(xí)以及如何與學(xué)習(xí)資源展開(kāi)交互的。然而，并不是所有粒度的學(xué)習(xí)經(jīng)歷都有必要概括為學(xué)習(xí)事件。在xAPI規(guī)范規(guī)定的常用動(dòng)詞的基礎(chǔ)上，以學(xué)習(xí)者行為為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合智慧學(xué)習(xí)的過(guò)程需求，可以歸納總結(jié)出面向交互設(shè)計(jì)時(shí)可參考的其他動(dòng)作詞匯，作為xAPI動(dòng)詞表的拓展，如表2所示。

表2 面向?qū)W習(xí)者行為的xAPI拓展動(dòng)詞表

表2創(chuàng)建的目的在于方便記錄學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)資源之間的交互學(xué)習(xí)活動(dòng)。根據(jù)表中提到的動(dòng)作詞匯，可以設(shè)計(jì)交互式學(xué)習(xí)資源，而相關(guān)的學(xué)習(xí)記錄系統(tǒng)可以記錄學(xué)習(xí)活動(dòng)語(yǔ)句。對(duì)于資源中嵌入的視頻、動(dòng)畫(huà)等，可通過(guò)關(guān)鍵動(dòng)詞“Watched”進(jìn)行記錄，如“某學(xué)習(xí)者觀看了某視頻”；經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)的圖片、關(guān)鍵按鈕等，學(xué)習(xí)者通過(guò)點(diǎn)擊、滑動(dòng)、懸?；蛘咄戏诺葎?dòng)作完成學(xué)習(xí)交互，學(xué)習(xí)活動(dòng)則可記錄為“某學(xué)習(xí)者點(diǎn)擊了按鈕A”“某學(xué)習(xí)者點(diǎn)擊了某圖片”“某學(xué)習(xí)者滑動(dòng)滑塊至某處”“某學(xué)習(xí)者(光標(biāo))懸停在人物B上n秒”“學(xué)習(xí)者拖放圖片C到某處”；學(xué)習(xí)資源中常常為了檢測(cè)學(xué)習(xí)效果而設(shè)計(jì)一些測(cè)試題，需要學(xué)習(xí)者進(jìn)行輸入或選擇，此過(guò)程可記錄為“學(xué)習(xí)者選擇了哪一個(gè)選項(xiàng)”等形式，從而以數(shù)據(jù)源為基礎(chǔ)記錄細(xì)粒度的大數(shù)據(jù)分析內(nèi)容。

三、基于xAPI標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的交互式學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)模型

學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)資源之間的交互(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“L-R交互”)，是學(xué)習(xí)活動(dòng)中的重要環(huán)節(jié)之一。L-R交互的本質(zhì)，可以理解為學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)資源做了什么，學(xué)習(xí)資源對(duì)于學(xué)習(xí)者的行為給出了什么樣的反饋。學(xué)習(xí)者在這樣的相互作用當(dāng)中獲得對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解。對(duì)學(xué)習(xí)資源進(jìn)行合理的交互功能設(shè)計(jì)，是引導(dǎo)并促進(jìn)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的有效辦法。在xAPI規(guī)范下，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)是以活動(dòng)語(yǔ)句“Statement”的形式記錄到LRS之中的?！癝tatement”的“A+V+O”模型描述的是一個(gè)“誰(shuí)做了什么”的學(xué)習(xí)活動(dòng)，與L-R交互的本質(zhì)是一致的。學(xué)習(xí)活動(dòng)的操作者可以是學(xué)習(xí)者，學(xué)習(xí)活動(dòng)被操作的對(duì)象即為學(xué)習(xí)資源內(nèi)容，而操作者和對(duì)象之間的動(dòng)作，可以在交互式學(xué)習(xí)資源引導(dǎo)學(xué)習(xí)者完成的學(xué)習(xí)動(dòng)作中得以體現(xiàn)。對(duì)學(xué)習(xí)者和學(xué)習(xí)內(nèi)容的分析是交互設(shè)計(jì)的前提，二者共同決定了學(xué)習(xí)資源的交互方式和交互內(nèi)容的設(shè)計(jì)。基于xAPI標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)資源交互設(shè)計(jì)模型如圖2所示。

圖2 基于xAPI標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)資源交互設(shè)計(jì)模型

在基于xAPI標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)資源交互設(shè)計(jì)模型基礎(chǔ)上，可以從分析、設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)規(guī)范三個(gè)層面來(lái)進(jìn)行交互式學(xué)習(xí)資源的設(shè)計(jì)。學(xué)習(xí)資源的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)應(yīng)以學(xué)習(xí)者為中心。對(duì)學(xué)習(xí)者的分析，在某種程度上決定著設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)資源的交互方式選擇。什么樣的策略可以使學(xué)習(xí)者積極參與到學(xué)習(xí)之中，面向不同的學(xué)習(xí)者是否需要設(shè)計(jì)不同級(jí)別或形式的評(píng)價(jià)方式，所要幫助實(shí)現(xiàn)的教學(xué)目標(biāo)對(duì)學(xué)習(xí)者來(lái)說(shuō)是否合適等，都是在學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)者分析應(yīng)該考慮的問(wèn)題。并不是全部的內(nèi)容都適合設(shè)計(jì)交互功能，對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，是梳理不同知識(shí)點(diǎn)的前提。以xAPI標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，將Verb(動(dòng)詞)和Object(對(duì)象)分別映射到交互方式和交互內(nèi)容，把學(xué)習(xí)內(nèi)容按照知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行模塊化劃分，完成交互腳本與內(nèi)容腳本的設(shè)計(jì)，再根據(jù)具體的腳本進(jìn)行學(xué)習(xí)資源開(kāi)發(fā)。基于xAPI標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的交互式學(xué)習(xí)資源的設(shè)計(jì)流程如圖3所示。

圖3 基于xAPI標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的交互式學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)流程

四、基于LRS交互式學(xué)習(xí)資源的個(gè)性化學(xué)習(xí)過(guò)程

學(xué)生個(gè)性上的差異，決定了以促進(jìn)學(xué)生個(gè)性發(fā)展為目標(biāo)的學(xué)習(xí)范式[13]。通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)者全方位的分析、評(píng)價(jià)研究，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)中存在的特點(diǎn)和問(wèn)題，為學(xué)習(xí)者制定獨(dú)特的學(xué)習(xí)策略，提供合適的學(xué)習(xí)資源，讓學(xué)習(xí)者進(jìn)行最有效的學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化發(fā)展。如何發(fā)現(xiàn)特定學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)特征和規(guī)律，是幫助其進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)的關(guān)鍵所在?；趚API 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的交互式學(xué)習(xí)資源，使得學(xué)習(xí)者在通過(guò)學(xué)習(xí)資源進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)得到標(biāo)準(zhǔn)化存儲(chǔ)，從而為個(gè)性化學(xué)習(xí)分析提供支持。

(一)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)是信息的載體，大數(shù)據(jù)時(shí)代的教育，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)是學(xué)習(xí)分析的核心，更是基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)環(huán)境各要素之間的交互過(guò)程，學(xué)習(xí)者通過(guò)與學(xué)習(xí)資源進(jìn)行交互從而獲得知識(shí)，在這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生大量的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)以及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)無(wú)疑是學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)特征的承載[14]?；趚API標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的交互式學(xué)習(xí)資源，幫助并引導(dǎo)學(xué)習(xí)者完成交互學(xué)習(xí)之外，使得學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為以結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)形式存在，即以Statement語(yǔ)句存儲(chǔ)于LRS中。此外，LRS的活動(dòng)接口和代理描述接口還允許LRS存儲(chǔ)記錄半結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，比如學(xué)習(xí)者創(chuàng)建的一些HTML文檔、資源中包含的聲音、圖像等。

(二)基于LRS的個(gè)性化學(xué)習(xí)引擎

存儲(chǔ)在LRS中的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，可以通過(guò)接口被其他系統(tǒng)或報(bào)表工具訪問(wèn)。個(gè)性化學(xué)習(xí)引擎通過(guò)提取LRS中的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)并分析、識(shí)別出特定學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)特征，預(yù)測(cè)并為學(xué)習(xí)者推薦合適的學(xué)習(xí)路徑和學(xué)習(xí)資源。個(gè)性化學(xué)習(xí)引擎應(yīng)至少包含四個(gè)模塊：學(xué)習(xí)者模型、知識(shí)模型、預(yù)測(cè)模型以及自適應(yīng)推薦引擎。

1.學(xué)習(xí)者模型

學(xué)習(xí)者模型描述學(xué)習(xí)者的個(gè)體特征，包括學(xué)習(xí)者的基本信息(如姓名、性別、電子郵件等)、學(xué)習(xí)風(fēng)格、學(xué)習(xí)興趣或偏好、認(rèn)知水平等。系統(tǒng)可以通過(guò)分析LRS中的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，不斷更新學(xué)習(xí)者模型。

2.知識(shí)模型

知識(shí)模型描述的是相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)的結(jié)構(gòu)，即概念與概念之間的聯(lián)系，概念之間的聯(lián)系可以是多對(duì)多的關(guān)系。

3.預(yù)測(cè)模型

預(yù)測(cè)模型可以根據(jù)學(xué)習(xí)風(fēng)格、認(rèn)知水平，興趣偏好等學(xué)習(xí)者特征信息，對(duì)學(xué)習(xí)者接下來(lái)的學(xué)習(xí)進(jìn)行預(yù)測(cè)，通過(guò)可視化工具呈現(xiàn)，有助于幫助教師或教學(xué)管理者對(duì)學(xué)習(xí)者實(shí)施干預(yù)和指導(dǎo)。

4.自適應(yīng)推薦引擎

自適應(yīng)推薦引擎通過(guò)結(jié)合學(xué)習(xí)者特征、學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)情況，完成對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)路徑的自主推薦，并檢索資源數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，向?qū)W習(xí)者推送合適的學(xué)習(xí)資源。

(三)基于LRS交互式資源的個(gè)性化學(xué)習(xí)過(guò)程

基于xAPI標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的交互式學(xué)習(xí)資源，便于學(xué)習(xí)記錄存儲(chǔ)，能夠形成對(duì)學(xué)習(xí)者個(gè)性化學(xué)習(xí)的支持，其學(xué)習(xí)過(guò)程如下：學(xué)習(xí)者使用學(xué)習(xí)終端，通過(guò)交互式學(xué)習(xí)資源進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)資源中的交互設(shè)計(jì)和內(nèi)容設(shè)計(jì)均基于xAPI數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)習(xí)過(guò)程中的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)都通過(guò)Statement語(yǔ)句的形式記錄存儲(chǔ)到LRS中，個(gè)性化學(xué)習(xí)引擎從LRS中獲取并分析學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，完成學(xué)習(xí)者特征分析與知識(shí)表征，形成對(duì)該學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)，并自動(dòng)從學(xué)習(xí)資源庫(kù)中檢索相關(guān)交互式學(xué)習(xí)資源，繼續(xù)推送給學(xué)習(xí)者，整個(gè)過(guò)程的循環(huán)即學(xué)習(xí)者個(gè)性化學(xué)習(xí)的過(guò)程。如下頁(yè)圖4所示。

圖4 基于LRS交互式學(xué)習(xí)資源的個(gè)性化學(xué)習(xí)過(guò)程

五、基于xAPI標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的交互式學(xué)習(xí)資源開(kāi)發(fā)過(guò)程

基于LRS個(gè)性化學(xué)習(xí)過(guò)程和交互式資源設(shè)計(jì)流程，通過(guò)支持xAPI特定工具的開(kāi)發(fā)過(guò)程可以包括以下幾個(gè)部分：不論用戶(hù)是否具有相應(yīng)的課件制作技術(shù)基礎(chǔ)，都可以創(chuàng)建并發(fā)布課程。在這類(lèi)課程中，用戶(hù)可以通過(guò)創(chuàng)建互動(dòng)效果、測(cè)試和評(píng)估等交互內(nèi)容，來(lái)完成一個(gè)交互式課程資源的開(kāi)發(fā)。當(dāng)開(kāi)發(fā)者完成學(xué)習(xí)課件制作后，只需要在生成發(fā)布界面，選擇課件的發(fā)布類(lèi)型為xAPI，并填寫(xiě)相關(guān)的元數(shù)據(jù)，如標(biāo)題、描述、發(fā)布地址和標(biāo)識(shí)符等信息，選擇填寫(xiě)報(bào)告信息、進(jìn)度和完成情況的跟蹤方式，即可導(dǎo)出xAPI格式的內(nèi)容包。學(xué)習(xí)者可以使用手機(jī)或者平板電腦等移動(dòng)設(shè)備上的瀏覽器來(lái)瀏覽課程資源包，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)行為的跟蹤和管理。無(wú)論學(xué)習(xí)者是以筆記本電腦、手機(jī)還是iPad瀏覽課程，只要是支持xAPI的LMS都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)習(xí)者的分布式數(shù)據(jù)跟蹤。

每一個(gè)資源制作完成后均可發(fā)布成課程包。例如，基于xAPI標(biāo)準(zhǔn)的課程資源包中包含了Tincan.xml描述文件，描述了包中所含的活動(dòng)類(lèi)型(Activity Types)信息，其中Course表示該課程；課程包使用審查幻燈片將交互內(nèi)容群組化，每一個(gè)審查幻燈片都被定義為一個(gè)Tin Can Objective；在一個(gè)課程(Course)中用Module描述每一頁(yè)幻燈片；Cmi.interaction則表示一個(gè)計(jì)分或者檢測(cè)類(lèi)型的問(wèn)題；此外，Tincan.xml文檔還包含了對(duì)交互測(cè)試問(wèn)題的類(lèi)型、選項(xiàng)、正確答案等的描述。

六、基于xAPI標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)案例

(一)游戲闖關(guān)類(lèi)交互式學(xué)習(xí)資源實(shí)現(xiàn)

在初中語(yǔ)文課程《與詩(shī)人談?wù)摗疤煜碌谝幻篮薄分?如右圖5所示)，通過(guò)學(xué)習(xí)資源前端分析后，目標(biāo)學(xué)習(xí)者在觀看完微視頻之后使用該交互資源進(jìn)行學(xué)習(xí)效果自我檢測(cè)。在對(duì)學(xué)習(xí)者和學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行分析之后完成該資源的設(shè)計(jì)和制作。資源以測(cè)試游戲的形式展開(kāi)，主要交互動(dòng)詞選取xAPI中的“觀看”和“選擇”；在交互內(nèi)容上，針對(duì)不同題目答案設(shè)置個(gè)性化的反饋效果，并在全部完成測(cè)試時(shí)根據(jù)所得分?jǐn)?shù)評(píng)定等級(jí)，全部學(xué)習(xí)者信息和學(xué)習(xí)過(guò)程數(shù)據(jù)將記錄在資源描述文件中。

圖5 游戲闖關(guān)類(lèi)交互式學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)

(二)演示啟發(fā)類(lèi)交互式學(xué)習(xí)資源實(shí)現(xiàn)

在初中歷史課程《攻城為下，攻心為上》中(如圖6所示)。學(xué)生們已經(jīng)通過(guò)活動(dòng)了解了“三國(guó)殺”游戲中呂蒙的三個(gè)卡牌技能“克己”“涉獵”“攻心”，并了解到少年時(shí)期的呂蒙、呂蒙為增長(zhǎng)才略所讀的書(shū)籍、呂蒙如何戰(zhàn)勝關(guān)羽這三個(gè)知識(shí)點(diǎn)，學(xué)習(xí)者通過(guò)使用該交互資源對(duì)于呂蒙其人及三國(guó)歷史加深理解、產(chǎn)生興趣，受到啟發(fā)。學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)為故事演示的形式，主要交互動(dòng)詞選取xAPI中的“觀看”“懸?！薄包c(diǎn)擊”，每一幕呈現(xiàn)故事背景或人物對(duì)話(huà)，完成與學(xué)生已有知識(shí)的概念性交互。

圖6 演示啟發(fā)類(lèi)交互式學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)

(三)引導(dǎo)探究類(lèi)交互式學(xué)習(xí)資源實(shí)現(xiàn)

《What People LOVE & HATE about e-Learning》是一個(gè)面向所有學(xué)習(xí)者的交互型學(xué)習(xí)課程(如圖7所示)，學(xué)習(xí)者可以通過(guò)手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行學(xué)習(xí)，來(lái)了解人們對(duì)e-Learning的相關(guān)態(tài)度。通過(guò)動(dòng)畫(huà)、畫(huà)面的切換以及互動(dòng)，使得這門(mén)課程的信息呈現(xiàn)達(dá)到智慧化體驗(yàn)效果，有效吸引學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣。在交互動(dòng)作的選擇上，主要是xAPI中的“點(diǎn)擊”“拖放”“滑動(dòng)”。生動(dòng)的動(dòng)畫(huà)和切換效果可以實(shí)現(xiàn)與學(xué)習(xí)者視覺(jué)上的交互，知識(shí)信息通過(guò)學(xué)習(xí)者的點(diǎn)擊或滑動(dòng)操作呈現(xiàn)，引發(fā)學(xué)習(xí)者思考，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)內(nèi)容上的交互。

圖7 引導(dǎo)探究類(lèi)交互式學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)

在本案例中，通過(guò)學(xué)習(xí)者個(gè)性化的學(xué)習(xí)過(guò)程，可以對(duì)相關(guān)引導(dǎo)學(xué)習(xí)行為進(jìn)行“細(xì)粒度”地精準(zhǔn)分析，為引導(dǎo)類(lèi)精準(zhǔn)學(xué)習(xí)提供支持。在xAPI中，提供了一系列動(dòng)詞用于引導(dǎo)描述用戶(hù)的活動(dòng)，如表3所示。

表3 引導(dǎo)類(lèi)精準(zhǔn)學(xué)習(xí)活動(dòng)動(dòng)詞描述

七、總結(jié)

本文根據(jù)xAPI學(xué)習(xí)技術(shù)規(guī)范數(shù)據(jù)特征，從學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的角度出發(fā)，構(gòu)建了xAPI標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)支持的交互式學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)模型。該模型將L-R交互與xAPI規(guī)范中的學(xué)習(xí)活動(dòng)數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式Statement進(jìn)行關(guān)系映射，形成學(xué)習(xí)資源交互式設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。在此模型的基礎(chǔ)上，對(duì)交互式學(xué)習(xí)資源的設(shè)計(jì)流程進(jìn)行了前端分析，指出對(duì)于學(xué)習(xí)資源的交互式設(shè)計(jì)，應(yīng)該從分析、設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)規(guī)范三個(gè)層面去實(shí)現(xiàn)交互式資源設(shè)計(jì)過(guò)程。

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Research on the Design of Interactive Learning Resources Based on xAPI Standard Data

Fang Haiguang1, Chen Junda1, Zhan Weihua2, Luo Jinping1
(1.Department of Educational Technology, Capital Normal University, Beijing 100048; 2.Beijing Academy of Educational Sciences, Beijing 100045)

On the basic of educational big data architecture, resources can be considered as a carrier of data in learning process for distributed learning. However, how to design standardized and data-based resources that support for the interaction process suitable for smart learning environment is a difficult problem, and it is also an ideal form of resource. As an important support for learning analysis, data generated in the learning process has put forward some new requirements to the design of learning resources.How to analyze the learning process through interactive learning resources, excavate learning data, and then promote the learners’personalized learning, which is the core problem in the research of teaching supported by new technologies. Therefore, this paper tries to do some data-based analysis for the interactive design of digital learning resources. On the basic of this research, the design of the case is completed, in order to provide new methods for the educational data analysis, which is supported by interactive learning resources. At last, this paper provides cases about the development and application of interactive learning resource and the design method has been described in detail.

xAPI; Educational Big Data; Design Based on Data; Learning Resources; Interactive Design

G434

A

方海光：博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)橹腔蹖W(xué)習(xí)、教育大數(shù)據(jù)、教育軟件工程(fanghg2013@163.com)。

陳俊達(dá)：碩士生，研究方向?yàn)榻逃髷?shù)據(jù)。

2016年9月5日

責(zé)任編輯：趙興龍

1006—9860(2016)12—0078—05

*本文受2015年度北京市屬高等學(xué)校青年拔尖人才培育計(jì)劃項(xiàng)目“信息技術(shù)支持下的個(gè)性化學(xué)習(xí)環(huán)境優(yōu)化研究”（項(xiàng)目編號(hào)：CIT&TCD201504076）資助。