胡致杰

(廣東理工學院信息技術(shù)學院 廣東 肇慶 526100)

人才是國家核心競爭力的根本，也是競爭力提升的重要保障和支撐，教育是實現(xiàn)人才培養(yǎng)的關(guān)鍵因素。為實現(xiàn)國家各項戰(zhàn)略的人才培養(yǎng)與發(fā)展相適應，2015年我國確定開展教育改革，提出了“互聯(lián)網(wǎng)＋”的教育模式，自此開啟了我國現(xiàn)代化網(wǎng)絡教育的歷程。在經(jīng)歷了多年建設后，2019年發(fā)布的《中國互聯(lián)網(wǎng)學習發(fā)展報告》指出：“終身學習行為的不斷擴大下，多元化、個性化等知識定制服務已成為未來互聯(lián)網(wǎng)教育的重要趨勢，同時也是基本需求。為有效應對教育發(fā)展的趨勢化轉(zhuǎn)變，未來必須大力加強在線教育等互聯(lián)網(wǎng)教學為主的學習資源擴充，并進一步拓寬學習渠道”；“新形勢下，信息技術(shù)促進教育改革已成為當前我國建立全國辦學網(wǎng)絡的重要依托，其中，高等教育實踐中‘互聯(lián)網(wǎng)+大學’模式也已取得豐碩的成果。但是，盡管在政府的推動下，我國已完成了從廣播電視教育到遠程開放教育，再到智能教育的發(fā)展轉(zhuǎn)變。仍面臨網(wǎng)絡教學、遠程教育在社會群體教育內(nèi)容同化、信息技術(shù)與教育深度融合度不足等問題”。[1]本文將從我國素質(zhì)教育目標出發(fā)，以“電子數(shù)控”專業(yè)課程為內(nèi)容，結(jié)合高等院校教學實踐課程目標嘗試建立自適應教學系統(tǒng)，以期為我國現(xiàn)代化教育手段提供參考[2]。

1 自適應學習技術(shù)內(nèi)容及發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 自適應學習技術(shù)起源及應用概況

作為一種新興的教育技術(shù)及個性化和智能化的教學典型技術(shù)代表，其相關(guān)概念在學術(shù)界還沒有形成統(tǒng)一的認識，但從已有研究來看，自適應學習被認為是根據(jù)學習者自身心理學認知探索人的自我適應學習的一個主動模式，也是在經(jīng)過長期積累后、產(chǎn)生習慣性的條件下逐步展開的主動完成反射信息加工。這一模式被引申為智能技術(shù)與人工智能運動產(chǎn)生的交互，主要突出強調(diào)人工智能、自適應學習等技術(shù)在促進個性化發(fā)展和當下教育場景中的應用。

從實踐情況來看，當前自適應學習技術(shù)已經(jīng)形成了較為成熟的技術(shù)形態(tài)，不僅具備了智能化、數(shù)據(jù)分析、主動推薦等優(yōu)勢特點，同時還與當下多數(shù)流行的互聯(lián)網(wǎng)平臺融合度較高，可有效保障教學效果、促進學生學習質(zhì)量的快速提升。因此，不少高校、社會機構(gòu)也嘗試以“自適應學習技術(shù)”為核心建立遠程教育應用，并摸索出分層次教學、模塊化教學、開放式教學等教學方式，形成了微課、慕課、仿真軟件等教育產(chǎn)品，取得了豐碩的成果。

1.2 自適應學習技術(shù)建設模式及服務模式

自適應學習技術(shù)作為“互聯(lián)網(wǎng)＋”教育背景下生成的“個性化”和“智能化”教學的創(chuàng)新型技術(shù)，被例入我國《地平線報告(教學版)》(2020年)互聯(lián)網(wǎng)教學應用重點技術(shù)之一(6項)，具有智能化分析、主動推薦、實時反饋等諸多功能。

目前，從已有技術(shù)建設方式來看大致可以分為 3種不同的建設模型：機械學習，根據(jù)系統(tǒng)指令、建設指令等主動發(fā)出的提示進行固定式學習；反饋學習，自適應學習技術(shù)具有自動補充、完善的功能，可根據(jù)學習者提供相應的學習反饋進行數(shù)據(jù)或需求主動補充，簡單而言，以機械學習為基礎向服務對象主動提供學習內(nèi)容，根據(jù)服務對象的反饋完成缺少、缺失內(nèi)容學習和數(shù)據(jù)分析；主動學習，通過智能化處理綜合學習者學習過程、發(fā)現(xiàn)習慣，并形成智能化方案，生成更加合理的學習方式提供給學習者。

根據(jù)用戶、服務對象應用方法來劃分可分為4種方式：發(fā)現(xiàn)學習，將豐富、大量未分類的學習內(nèi)容、事例或未經(jīng)整理的經(jīng)驗數(shù)據(jù)主動提供于學習者學習，學習者從這些事例或數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)概念或規(guī)律，形成對自己有益的學習經(jīng)驗；解釋學習，系統(tǒng)提供的學習材料僅為一個概念、主題或簡單的有關(guān)規(guī)則，而學習者的目標就是根據(jù)已有資料完成概念辨析，通過個例分析概念關(guān)聯(lián)完成知識論證；概念正反例論證學習應用，在解釋學習的基本模式基礎上，學習者必須完成案例歸納、總結(jié)、推理，并形成個例，以此覆蓋所有正例并對論點有反例；一個或多個有詳細解讀例題式學習，在解釋學習的基本模式基礎上，學習者需要考察并理解概念和主題的例題，并通過類比學會解決其他類似問題[3](圖1)。

圖1 自適應學習體系Fig.1 Adaptive learning system

1.3 自適應學習技術(shù)的主要問題

自適應學習技術(shù)具有諸多優(yōu)勢，已被廣泛融入到現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)教育中，并受到了越來越多的關(guān)注，如在科普學習中主動推薦知識內(nèi)容、在職業(yè)化教育中根據(jù)其效果形成學習者學習狀況等[4]，但其仍在學生興趣、教學成效、學生積極性和學習狀態(tài)方面存在一定問題。特別是我國教學大綱中學生實踐動手能力的培養(yǎng)和教學質(zhì)量提高的主要教學目標上存在嚴重滯后，主要表現(xiàn)為“教”“學”分離、學習路徑較為固定、教育路徑缺乏創(chuàng)新、個性化教育方法缺失、課程學習資源較為陳舊、更新效率不高等。

①空間“教”“學”分離。由于該技術(shù)主要用于網(wǎng)上教學，不可避免地會在課程學習上出現(xiàn)空間上“教”“學”分離現(xiàn)象，導致師生關(guān)系不夠融洽、互動缺失。②缺乏個性化教育方法。教育開展模式主要是按照學期要求制作而成，學習資源類型相對固定，靈活性不足。盡管包含了錄像、課程PPT、課程章節(jié)文本輔導等，但還是在固定的模塊缺少個性化設計。③學習路徑較為固定，缺乏創(chuàng)新。目前已有的自適應學習技術(shù)的遠程教育教學路徑多是在教學大綱基礎上預先設定而成，然而在實際的教育過程中可能會出現(xiàn)更多問題，原有課程設計明顯存在無法估計臨時性問題發(fā)生的缺陷。事實上，在開放教育課程實踐中已有類似情況發(fā)生。④課程學習資源更新緩慢。網(wǎng)上學習資源內(nèi)容相對固定，在內(nèi)容更新上存在一定弊病，且課程擴展不足，輔導資源明顯存在實時性、實效性缺失，重理論輕實踐等問題，使得學生對于網(wǎng)上學習的積極性不高。⑤個性化學習服務設定不足。教學系統(tǒng)中多設有管理監(jiān)控功能來保證學生課上學習情況，雖然設計有課程資源瀏覽、登陸次數(shù)、時間、課程問題提問等功能，但系統(tǒng)仍無法主動完成學生數(shù)據(jù)分析和不足情況分析，且忽略了綜合素質(zhì)教育。

2 自適應學習技術(shù)在遠程教育教學中的應用

2.1 設計原則及特點

目前，關(guān)于自適應學習技術(shù)在遠程教育教學中的核心主旨主要是面向終身學習，特別是基礎教育。通過自適應學習應用與遠程教育構(gòu)建克服傳統(tǒng)遠程教育教學的弊端，使遠程教育教學體現(xiàn)出個性化智能學習的特征。建設主要以學習者為中心，充分發(fā)揮教師在學習環(huán)節(jié)中的指導作用，結(jié)合智能技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)應用實現(xiàn)學習者知識自我、主動地建構(gòu)。本設計著重將現(xiàn)有教學劃分為理論知識、實驗預操作(仿真實驗)和實際操作3個部分，采用積分制，可以獨立使用，且相互聯(lián)系。一方面，保障了學生知識牢固性；另一方面，學生可根據(jù)自身問題反復學習，夯實基礎。

2.2 自適應學習技術(shù)個性化設計

基于電子數(shù)控專業(yè)，本研究提出一種涉及理論知識教材、課件、相關(guān)題目、網(wǎng)絡教學視頻、相關(guān)的網(wǎng)絡慕課資源、仿真軟件、實驗室實體儀器等的復合型教學系統(tǒng)(圖2)。學生必須申請賬號，并根據(jù)唯一學習賬號進行登錄展開學習。系統(tǒng)則需要滿足可呈現(xiàn)學生全部操作流程和單科成績的基本標準。

圖2 電子數(shù)控專業(yè)自適應學習技術(shù)的遠程教學設計Fig.2 Distance teaching design of adaptive learning technology for electronic NC specialty

2.2.1 理論知識學習

設立理論知識學習單元，該環(huán)節(jié)主要是促進學生基礎知識的掌握，采用考核＋學時積分制，知識點以教學大綱為準則。積分達到標準要求后方可進入第二階段仿真實驗操作題目。在理論知識學習環(huán)節(jié)，學生需學習教材知識和瀏覽視頻，并設定課時標準。學習完成后，系統(tǒng)根據(jù)教學標準形成課題考核，考核形式以電腦或手機端選擇題、判斷題為主，并設定答題考核等級，即一次性答題通過學生系統(tǒng)將主動給予獎勵分值。答題當次未通過的學生需重新進入理論學習階段進行學習并參加考核。

2.2.2 仿真實驗

設立仿真實驗環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)主要是促進學生基礎知識應用的掌握，采用試驗考核制，實踐內(nèi)容以教學大綱為準則。整體實驗中每一過程的相關(guān)操作都需要學生進行判斷，不預設系統(tǒng)提示或給出結(jié)論。但是系統(tǒng)允許實驗存在誤差，并會給出對結(jié)果的影響。積分達到標準要求后方可進入第三階段實際實驗題目，不合格則需返回第一階段理論知識單元。該環(huán)節(jié)學生必須根據(jù)此前階段理論知識展開實驗，同時設立標準，如在短時間內(nèi)完成實驗且結(jié)果誤差較小即為高分，反之，系統(tǒng)將只給予基本分。為增加學生興趣，本環(huán)節(jié)可設定鼓勵學分制度，如在學生完成原定實驗下提出新問題或新方法即可獎勵。同時由于系統(tǒng)不設定提示環(huán)節(jié)，因此，不排除學生實驗失敗的可能性，系統(tǒng)可設定反復練習或反復學習理論知識的功能。在完成反復學習后進行重新測試，最終成績達到一定積分后可進入實際實驗環(huán)節(jié)。

2.2.3 實際實驗

設立實際實驗環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)主要是促進學生基礎知識實際應用和完成素質(zhì)教育中理論聯(lián)系實際的總體準則。整體實驗中可預先告知學生可能存在實際實驗和仿真實驗結(jié)果不吻合、不一致現(xiàn)象。在實驗過程中學生如果遇到問題可以通過線上向教師提問，教師只給出提示，非必要情況下不直接給出答案。首先，根據(jù)教學目標和內(nèi)容形成實驗環(huán)境、實驗錄像。其次，設定問題分值，根據(jù)學生實際操作給予積分。學生在操作中如遇問題也可自行返回理論學習或仿真實驗階段查找原因，該行為設定為不扣分。對于在實驗中主動思考、主動發(fā)現(xiàn)問題和正確解決問題的學生，系統(tǒng)可設定適當給予獎勵積分。最后，教師根據(jù)學生實驗情況和數(shù)據(jù)處理情況給出的綜合成績結(jié)束課程。

3 結(jié) 語

創(chuàng)新教育改革背景下，激發(fā)學生學習興趣是提高遠程教育教學的重要動力，然而如何驅(qū)動學生學習效率和提升學習能力則需要在技術(shù)基礎上形成較為全面的思考。一方面需要在技術(shù)上重視“因材施教”的素質(zhì)教育核心理念；另一方面也要將教學體系中學生主體地位“擺正”，審視個性化需求，避免“普適化”教育現(xiàn)象。此外，互聯(lián)網(wǎng)教育背景下，通過智能技術(shù)應用提升學生學習效率是“互聯(lián)網(wǎng)＋”教育的核心目標，創(chuàng)新網(wǎng)絡教學系統(tǒng)、改善遠程教學模式尤為重要。充分利用互聯(lián)網(wǎng)多元化優(yōu)勢、重視學生個性化的學習資源配置和學生個體學習風格是網(wǎng)絡教育的基本前提，只有真正做到這些，才能激發(fā)學生學習的內(nèi)驅(qū)力，提高開放教育的教學質(zhì)量。