繆盾

摘? 要：今年全球多個國家和地區(qū)遭受了新冠肺炎疫情的襲擊，在線學(xué)習(xí)成為保障學(xué)子繼續(xù)學(xué)習(xí)的不二之選。在線學(xué)習(xí)是“互聯(lián)網(wǎng)+”形式下發(fā)展起來的極具沖擊力的全新學(xué)習(xí)方式，國家教育十三五規(guī)劃也明確以信息技術(shù)、人工智能等技術(shù)助力教育信息化創(chuàng)新改革。然而在線學(xué)習(xí)倡導(dǎo)的個性化學(xué)習(xí)不能等同于單獨一個人學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)容易產(chǎn)生孤獨感，導(dǎo)致學(xué)習(xí)保持率低，學(xué)習(xí)熱度不高。因此學(xué)習(xí)的內(nèi)環(huán)境和外環(huán)境對長效學(xué)習(xí)都是至關(guān)重要的。本文通過動態(tài)思維導(dǎo)圖可視化反映個體的學(xué)習(xí)內(nèi)環(huán)境，通過虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)模擬學(xué)習(xí)的外環(huán)境，為學(xué)習(xí)者構(gòu)建內(nèi)外匹配的全模態(tài)學(xué)習(xí)平臺，感受真正的線上課堂，提高在線學(xué)習(xí)的持久性和活躍度。

關(guān)鍵詞：在線學(xué)習(xí)? 學(xué)習(xí)內(nèi)環(huán)境? 學(xué)習(xí)外環(huán)境? 思維導(dǎo)圖? 虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)

中圖分類號：G434? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）12（b）-0221-05

Abstract： As many countries and regions across the world have been hit by the COVID-19 epidemic this year， online learning has become the best way to ensure that students continue to learn. Online learning is a new and exciting way of learning in the form of "Internet +". The 13th five year plan of national education also clearly uses information technology， artificial intelligence and other technologies to help the innovation and reform of educational informatization. The personalized learning advocated by online learning can't be equal to learning by one person alone. Learning is easy to produce loneliness， which leads to low retention rate and low learning enthusiasm. Therefore， the internal and external environment of learning is very important for long-term learning. In this paper， dynamic mind map is used to visualize the internal learning environment of individuals， and virtual learning community is used to simulate the external learning environment， to build a full mode learning platform for learners to match inside and outside， feel the real online classroom， and improve the durability and activity of online learning.

Key Words： Online learning; The internal environment of learning; The external environment of learning; Mind map; Virtual learning community

1? 引言

今年全球都遭受了新冠肺炎疫情的襲擊，以中國為例，約有2.8億各年級的學(xué)生不能返校學(xué)習(xí)。國家教育部發(fā)出了“停課不停學(xué)”的指示，在線學(xué)習(xí)成為非常時期保障學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)的不二之選。在線學(xué)習(xí)是隨著互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展起來的最具有沖擊力的全新學(xué)習(xí)方式。據(jù)調(diào)查中國有80%左右的互聯(lián)網(wǎng)用戶在使用網(wǎng)絡(luò)獲取知識，而幾乎每個大學(xué)生都曾不同程度地參與過在線學(xué)習(xí)，這表明借助網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行學(xué)習(xí)已經(jīng)成為人們普遍接受的一種方式，同時在線學(xué)習(xí)也得到了國家和地方政府的高度重視。國家教育十三五規(guī)劃中明確以教育信息化推動教育現(xiàn)代化，積極促進(jìn)信息技術(shù)與教育的融合創(chuàng)新發(fā)展，努力構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、個性化、終身化的教育體系，形成人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時時可學(xué)的學(xué)習(xí)環(huán)境 。由此可見在線教育的規(guī)模和影響還會進(jìn)一步擴(kuò)大。

2? 在線學(xué)習(xí)目前存在的問題

在線學(xué)習(xí)正在豐富全球的學(xué)習(xí)資源，真正讓優(yōu)秀的教學(xué)資源公開、透明，被更多學(xué)習(xí)者關(guān)注，這是教育信息化帶來的教學(xué)變革，但是無論是在校生還是社會人員在進(jìn)行在線學(xué)習(xí)中，都反饋了幾個比較集中而突出的問題。

（1）學(xué)習(xí)用戶數(shù)量龐大，但輟學(xué)率高，學(xué)習(xí)保持率低。學(xué)員通常在前期精力投入較多，能很好的觀看視頻，完成測評，中后期投入精力明顯不足，不能按照教學(xué)預(yù)期完成。例如中國大學(xué)MOOC中的《畫法幾何與工程制圖》某一期共有800多名學(xué)生報名參加，第一周登錄的學(xué)生數(shù)有705名，五周后的登錄率不足50%，最后只有113名學(xué)生順利結(jié)課并獲得證書。

（2）在線學(xué)習(xí)的課程知識體系過于簡單。目前所有的在線學(xué)習(xí)的課程資源都不具備前置的知識體系結(jié)構(gòu)示意圖，均是簡單以教材章節(jié)設(shè)置在線學(xué)習(xí)的次序，學(xué)生選擇學(xué)習(xí)單元的自由度很大，造成一部分學(xué)生跳躍學(xué)習(xí)，形成知識結(jié)構(gòu)混亂，另外對于有基礎(chǔ)的學(xué)生，是通過選擇學(xué)習(xí)自己想學(xué)習(xí)的幾個單元，這是基于對自我知識積累的一個簡單判斷，在自我判斷存在較大偏差的情況下，則會影響已選擇單元的學(xué)習(xí)效果。

（3）大家對在線教育的個性定制是比較認(rèn)可的，但是不能將個性化定制等同于單獨一個人學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)需要外在的環(huán)境，需要學(xué)習(xí)的情境演化。美國著名的學(xué)習(xí)專家愛德華·戴爾曾提出學(xué)習(xí)金字塔的理論，這是一種現(xiàn)代學(xué)習(xí)方式的理論，他提出了六種學(xué)習(xí)方式 ，其中第一種就是“聽講”的方式，經(jīng)過緬因州的國家訓(xùn)練實驗室測試，這種學(xué)習(xí)效果是最低的，而“聲音、圖片”的學(xué)習(xí)方式比第一種略好，較好的學(xué)習(xí)方式是團(tuán)隊學(xué)習(xí)、群體學(xué)習(xí)。而目前的在線學(xué)習(xí)曲解個性化學(xué)習(xí)為獨自學(xué)習(xí)，摒棄了群體學(xué)習(xí)對學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用。

這些凸顯的問題讓在線學(xué)習(xí)成為一種隨意性很大的學(xué)習(xí)，致使學(xué)習(xí)效率低下，在線教育已經(jīng)成為學(xué)生個性化學(xué)習(xí)以及全民終生學(xué)習(xí)的可實現(xiàn)平臺，如何改善目前在線教育存在的上述問題，是值得探討的問題。

3? 在線學(xué)習(xí)自適應(yīng)模式構(gòu)建

在線學(xué)習(xí)自適應(yīng)模式主要是為了學(xué)習(xí)者能找到最適宜自己學(xué)習(xí)的方式和路徑，提高學(xué)習(xí)的效率。通過課程的動態(tài)思維導(dǎo)圖構(gòu)建可視化的學(xué)習(xí)內(nèi)環(huán)境，明晰學(xué)習(xí)者自身的知識內(nèi)儲備，明確學(xué)習(xí)的方向，規(guī)劃在線學(xué)習(xí)的路徑。通過互聯(lián)網(wǎng)搭建虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)，豐富學(xué)習(xí)外環(huán)境，消除學(xué)習(xí)的孤獨感，通過團(tuán)隊學(xué)習(xí)、共性學(xué)習(xí)增強學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)習(xí)效率。

3.1 動態(tài)學(xué)科思維導(dǎo)圖——學(xué)習(xí)內(nèi)環(huán)境可視化

學(xué)科的知識都有其內(nèi)在的邏輯及固定的結(jié)構(gòu)，通過將概念、知識、問題可視化，同時將結(jié)構(gòu)化思考、邏輯思考、辯證思考等思維方式融合，構(gòu)建基于學(xué)科系統(tǒng)的思維導(dǎo)圖，建立學(xué)科內(nèi)各知識點的隸屬度關(guān)系。然而常規(guī)的學(xué)科思維導(dǎo)圖是靜態(tài)的，沒有與學(xué)習(xí)者的知識內(nèi)存進(jìn)行鏈接，即沒有內(nèi)化為自身的學(xué)科思維導(dǎo)圖，對學(xué)習(xí)者繼續(xù)學(xué)習(xí)該學(xué)科沒有起到引導(dǎo)和監(jiān)督作用。動態(tài)的學(xué)科思維導(dǎo)圖可以跟蹤個人的學(xué)習(xí)進(jìn)度，把控學(xué)習(xí)效果，通過前測和后測的結(jié)果，評價學(xué)習(xí)者的知識內(nèi)化程度，再通過隸屬度關(guān)系及設(shè)定的閾值，解鎖與該節(jié)點有關(guān)的各節(jié)點的學(xué)習(xí)，為了增加學(xué)習(xí)的趣味性，在動態(tài)思維導(dǎo)圖中可以設(shè)定多個閾值，如下公式（1）所示。

其中x為首次前測或后測的評價分，若分值超過預(yù)設(shè)閾值80，則進(jìn)入完全解鎖模式，即與該節(jié)點有隸屬關(guān)系的節(jié)點均被解鎖，且隸屬度值越高的節(jié)點具有被學(xué)習(xí)的優(yōu)先權(quán)，在可視化中可用高亮顏色顯示。若分值在閾值60與80之間，則進(jìn)入半解鎖模式，可進(jìn)入隸屬度值較高的節(jié)點學(xué)習(xí)。若分值在60分及以下，則不能解鎖后續(xù)學(xué)習(xí)節(jié)點。

構(gòu)建學(xué)科動態(tài)思維導(dǎo)圖首先分析學(xué)科中涉及的各知識節(jié)點，建立知識樹，根據(jù)節(jié)點和節(jié)點之間的樹徑長度建立隸屬度函數(shù)，樹徑長度值與隸屬度函數(shù)成反比，即樹徑越長，隸屬度越低，每兩個節(jié)點之間構(gòu)建隸屬度函數(shù)，最后得到節(jié)點關(guān)系的模糊矩陣。其次要有完善的學(xué)科習(xí)題庫，并建立習(xí)題及其所對應(yīng)的知識點的映射關(guān)系。最后通過Python實現(xiàn)習(xí)題庫隨機測試結(jié)果和個人動態(tài)思維導(dǎo)圖的鏈接和觸發(fā)，具體流程如下圖1所示。

3.2 虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)——學(xué)習(xí)外環(huán)境情景化

在線學(xué)習(xí)從單純的視頻傳輸式教學(xué)到人機可交互的半互動學(xué)習(xí)，打通了學(xué)生和老師之間的雙向聯(lián)系，但是同一時刻同步學(xué)習(xí)的各個學(xué)習(xí)個體是處于完全的隔離狀態(tài)。隨著學(xué)習(xí)的深入，學(xué)生會產(chǎn)生強烈的孤獨感，知識在運轉(zhuǎn)過程中只是一種填充過程，沒有碰撞、激化和擴(kuò)散。學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)過程是密不可分的，在學(xué)習(xí)過程中除了保證支撐學(xué)習(xí)過程的物質(zhì)條件（包括學(xué)習(xí)資源、網(wǎng)絡(luò)通暢、學(xué)習(xí)空間等），還應(yīng)具備人際交流和任務(wù)情境等軟環(huán)境。人際交流和任務(wù)情境能夠聯(lián)通學(xué)習(xí)者個體，將在線學(xué)習(xí)的點對點集的模式轉(zhuǎn)化為點對點聯(lián)通集模式，如圖2所示。

點聯(lián)通集可以假定為一個虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)（學(xué)習(xí)共同體），是由有共同學(xué)習(xí)目標(biāo)且同一時刻存在學(xué)習(xí)行為的學(xué)習(xí)者構(gòu)成的臨時團(tuán)體，他們彼此之間可以在學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行交流，分享學(xué)習(xí)心得，共享學(xué)習(xí)資源，協(xié)作學(xué)習(xí)任務(wù)，在相互影響、相互促進(jìn)中共同完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

從理論上說共同學(xué)習(xí)體擁有比個體更大的儲存知識、應(yīng)用知識和創(chuàng)新知識的潛力，因此共同學(xué)習(xí)體可以更好地推動個體學(xué)習(xí)，產(chǎn)生遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于個體學(xué)習(xí)總和的整體學(xué)習(xí)效果。而且在知識傳播、共享、儲存和應(yīng)用的過程中不可避免地會發(fā)生“過程損失”，個體學(xué)習(xí)中這種“過程損失”受個體差異限制，不易發(fā)覺，較難控制，而共同學(xué)習(xí)可以通過一些組織行為（例如探討、辯論等）干預(yù)和修正損失，避免無效學(xué)習(xí)和偏差學(xué)習(xí)。

虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)可以將同一時間發(fā)生同一知識節(jié)點學(xué)習(xí)行為的學(xué)習(xí)者納入同一區(qū)域，也可以退出。相當(dāng)于喜歡看同一個電影的觀眾處于同一個影廳，那么學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)的過程中可以通過彈幕、音頻等形式進(jìn)行交流、互動和分享，通過任務(wù)分解合作完成綜合項目。同一社區(qū)內(nèi)優(yōu)先掌握的學(xué)習(xí)個體還可以為其他學(xué)習(xí)者提供幫助，內(nèi)化和升華知識，同時積累自身獎勵分。

3.3 學(xué)習(xí)內(nèi)環(huán)境和外環(huán)境協(xié)同的自適應(yīng)模式

自適應(yīng)學(xué)習(xí)模式是一種新型的教育科技手段，使學(xué)習(xí)過程更加人性、高效、易于量化 。根據(jù)內(nèi)容的自適應(yīng)學(xué)習(xí)大致分為兩大類、一類是知識點間的自適應(yīng)學(xué)習(xí)，通過知識圖譜實現(xiàn);還有一類是知識點內(nèi)的自適應(yīng)學(xué)習(xí)，通過學(xué)習(xí)畫像實現(xiàn)。這兩類針對的是學(xué)習(xí)者的知識存量和學(xué)習(xí)風(fēng)格，最終還是歸結(jié)為學(xué)習(xí)內(nèi)環(huán)境的自適應(yīng)模式。而在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)習(xí)者的投入度和情緒同時也受到外部環(huán)境的影響，因此學(xué)習(xí)者當(dāng)前所處的情境，以及他的學(xué)習(xí)的周邊環(huán)境特點，也應(yīng)該是自適應(yīng)模式需要考慮的一個方面。通過將學(xué)習(xí)者的情境和環(huán)境信息整合到適應(yīng)性過程，協(xié)調(diào)外部的硬環(huán)境（空間、網(wǎng)絡(luò)、地點等）、外部的軟環(huán)境（人際互動、人際協(xié)作、情感變量等），內(nèi)部的硬環(huán)境（知識點、學(xué)習(xí)資源、習(xí)題庫）和內(nèi)部的軟環(huán)境（學(xué)習(xí)者信心、期望、熱度等）四個維度的路徑，形成內(nèi)外環(huán)境雙軌并行的自適應(yīng)模式。

自適應(yīng)模式是一種基于數(shù)據(jù)的驅(qū)動方式，將被控對象的學(xué)習(xí)狀態(tài)和效果量變?yōu)閿?shù)值。定義內(nèi)環(huán)境狀態(tài)用已學(xué)知識的掌握度和未學(xué)知識的期望值來模擬，外環(huán)境通過活躍度和置信因子模擬。通過測試，不僅可以獲得學(xué)生個體的動態(tài)思維導(dǎo)圖，同時也可以評估個體在節(jié)點的掌握程度，期望值是由學(xué)習(xí)個體通過滑動條進(jìn)行賦值。學(xué)習(xí)活躍度通過前置節(jié)點個體參與討論，交流，共享等互動行為進(jìn)行量化。討論、交流和共享資源的頻次、質(zhì)量和層次來置換置信積分。對于每個學(xué)習(xí)者在進(jìn)入在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)時，通過計算內(nèi)環(huán)境的兩個值，來匹配適應(yīng)性的虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)，針對掌握度和置信因子雙高的學(xué)習(xí)者，可以優(yōu)先選擇進(jìn)入深度學(xué)習(xí)社區(qū)。為了增加學(xué)習(xí)的融通性和趣味性，還可以在學(xué)習(xí)社區(qū)中增加一定的“虛擬獎勵”，激發(fā)探究的熱度 。

4? 課程試驗

以工科專業(yè)的基礎(chǔ)課程《畫法幾何》為例，構(gòu)建了基于動態(tài)思維導(dǎo)圖和虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)的在線交互式微課。通過對已有的《畫法幾何》在線微課進(jìn)行二次開發(fā)，利用APICloud開發(fā)平臺建設(shè)獨立的學(xué)習(xí)APP。首先在初始學(xué)習(xí)界面上載入了動態(tài)思維導(dǎo)圖，如圖3所示。

學(xué)習(xí)者通過圖可以明了各個主要知識節(jié)點間的遞進(jìn)關(guān)系，各個子節(jié)點之間的內(nèi)部關(guān)聯(lián)，路徑的長短體現(xiàn)了知識的隸屬度。在微課的播放間左方設(shè)置了虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)聊天室和資源管理庫，教師可以通過彈幕軟件預(yù)設(shè)問題，在視頻上方滑動，學(xué)生在學(xué)習(xí)微課的過程中，通過微信號登錄學(xué)習(xí)APP平臺發(fā)送有聲信息或彈幕進(jìn)行交流互動，如圖4所示。

通過向同專業(yè)的A、B、C班分別無前置要求地推送中國大學(xué)MOOC的同濟(jì)大學(xué)《畫法幾何》課、知牛網(wǎng)站的《畫法幾何》交互性微課和《畫法幾何》學(xué)習(xí)APP三種不同類型的在線課程，連續(xù)跟蹤16課次，通過出勤率對比，本文所述學(xué)習(xí)模式比較受學(xué)生喜愛，學(xué)習(xí)保持率均維持在85%以上，如圖5所示。C班級中進(jìn)入虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)學(xué)習(xí)的比率為100%，學(xué)習(xí)過程中語音信息共計發(fā)送551條，其中與課程內(nèi)容有關(guān)的信息為237條，占比43%，彈幕信息發(fā)送共計10322條，與課程內(nèi)容相關(guān)的信息共計6369條，占比61.7%，與A班無交互和交流的學(xué)習(xí)過程，B班強制性的交互行為對比，C班自發(fā)的學(xué)習(xí)活躍度最高。在資源管理庫中很多學(xué)生主動完成一些討論、心得交流、回答其他學(xué)習(xí)者的質(zhì)疑、形體作品制作和展示等任務(wù)，并且獲得獎勵分，提升了學(xué)習(xí)等級。

5? 結(jié)語

在線學(xué)習(xí)的保持率和活躍度是各大管理平臺關(guān)注的焦點，基于動態(tài)思維導(dǎo)圖和虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)的在線學(xué)習(xí)模式打破傳統(tǒng)的單體學(xué)習(xí)情境，注重學(xué)習(xí)內(nèi)環(huán)境和外環(huán)境的多維度耦合。為學(xué)習(xí)者開辟了更豐富的學(xué)習(xí)情境和學(xué)習(xí)模式，能一定程度提高在線學(xué)習(xí)的保持率，打通學(xué)習(xí)過程中學(xué)習(xí)者之間的交流路徑，真正營造“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的課堂狀態(tài)全模擬式的在線學(xué)習(xí)平臺。

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