移动学习系统远程教育论文

2022-04-23

[摘要]陶行知是我国近代伟大的教育家,他的很多教育思想显示出了惊人的创造性和前瞻性,其思想体系的核心是以“生活即教育”、“社会即学校”、“教学做合一”为主要内容的生活教育思想。这些教育思想对中国教育的发展产生了深远的影响,至今依然具有十分重要的指导意义。同时,也为当前教育技术研究和应用领域的热点问题之一——适应性学习系统的研究提供了一些启示。以下是小编精心整理的《移动学习系统远程教育论文(精选3篇)》相关资料,欢迎阅读!

移动学习系统远程教育论文 篇1:

基于微慕学习系统的移动学习知识内化研究

摘 要:在活动理论指导下,基于即时通讯软件“钉钉(DingTalk)”,组建以移动4G通信网络为基础的相对封闭的移动学习系统,打造一个适用于中小学义务教育阶段学生应用的移动学习系统,可以配合翻转课堂进行教学,也可以进行移动学习、远程辅导,应用模式丰富。以智能手机为学习工具实时指导学生学习,交互方式多样,有视频演示、电话会议、语音交流、图片示范等沟通方式,高度模拟课堂教学,力图让移动学习成为学校课堂教学的延伸。从认知学习角度审视学生在微慕学习系统支援下的移动学习知识内化过程,提出了知识内化的第三条途径——抑制式知识内化;从速度和次数来描述知识内化品质。为中小学义务教育翻转课堂、移动学习提供了一个全新的解决方案。

关键词:微慕学习系统;活动理论;移动学习;知识内化

一、引言

移动4G采用了4G TD-LTE标准,理论峰值传输速率可以达到下行100Mbps、上行50Mbps,是目前国际上比较先进的移动通信技术。据人民网2015年12月15日报道:中国移动已经建设开通了107万个4G基站,预计年底将达到110万个,覆盖人口超过12亿。[1]中国互联网信息中心(CNNIC)发布的《第36次中国互联网络发展状况统计报告》显示,截至2015年6月,我国手机网民规模达5.94亿,较2014年12月增加3679万人,网民中使用手机上网的人群占比由2014年12月的85.8%提升至88.9%,随着手机终端的大屏化和手机应用体验的不断提升,手机作为网民主要上网终端的趋势进一步明显。[2]《第35次中国互联网络发展状况统计报告》显示:平板电脑的娱乐性和便捷性特点使其成为网民的重要娱乐设备,2014年底本科及以上学历网民使用率达51.0%。[2]以上数据表明,我国现阶段手机及平板电脑的普及率已经很高,因此将手机、平板电脑作为移动学习系统的终端显示设备已经具备了全民普及应用条件。

钉钉(DingTalk)是由阿里巴巴集团2014年12月发布的,主要针对企业用户需求。但是我们在2015年的6月,发现这个软件适合于中小学作为半封闭移动学习系统的应用平台,时至今日已经更新至2.7版本。它集合了即时通讯、软件传送、视频播放、电话会议、网络储存等诸多功能,更重要的是它市场占有率不高,这可以消除大部分的学习干扰,是目前最适合中小学生移动学习的软件平台。

各个学者因为研究的侧重点不同,对移动学习有着不同的理解和阐述。综合来讲,移动学习就是学习者能在任意时间、地点、途径下方便地获取想要的学习资源,根据学习计划和学习活动安排,有步骤地完成学习任务,同时还能与教师或者其他学习者协作交流,开展学习评价。[3]中小学生的移动学习带着与生俱来的课堂教学烙印:在一定的时间段内必须完成;学习具有明确的教学目标和教学内容;下载教师推送的微视频、学案等学习资料;和教师、同学相互交流等。移动学习系统(Mobile Learning System)是由于人们地理空间流动性和弹性学习需求的增加而为学习所建构起的一种由支持网络、资源平台、移动学习设备组成的学习环境。[4]而活动理论认为一个完整的活动系统包括主体、客体、共同体三个核心要素及工具、规则和分工三个次要要素,因此笔者认为构建一套适合中小学生使用的半封闭性移动微课、慕课学习系统也应具备这六大要素。

二、文献综述

在中国知网以“移动学习系统”为篇名进行搜索,搜到343条数据,数据呈逐年上升趋势,从2001年的1篇到2006年6篇,2010年27篇,2013年44篇,2014年64篇。可见随着网络技术的发展、移动设备性能的大幅提升,移动学习系统越来越受到研究者的关注,但通过浏览文章我们发现:讨论的多,设计出切实可行移动学习系统的少之又少,能将设计方案付诸于实施并有一定的实践应用价值的更是凤毛麟角。

田嵩、魏启荣设计了基于公有云、私有云混合模式的移动学习系统,以微信公众平台为运行基础,本地微网站作为资源中心。适用于大学教学,应用复杂,推广难度大。[3]李云飞、王敏娟等设计了基于网站的移动学习系统,学习者通过浏览器访问课程资源库,点播或者下载,自动答疑。适用于成人、大学教学,建站复杂。[5]魏武华设计了基于智能手机的服务于成人远程教育的移动学校系统。[6]华中师大硕士生翟利利别出心裁地研究面向农民工的移动学习系统。目前适用于中小学义务教育阶段学生使用的移动学习系统研究,还是个空白领域,尚无专家学者取得研究成果。

三、活动理论指导下的微慕学习系统要素分析

微慕学习系统是指以手机、平板等数码显示设备为工具,通过移动网络、即时通讯软件组成学习群组,组织者将微视频及学案推送给每个成员,学习者可以随时随地进行学习、互动交流,并接受教师在线指导的小规模半封闭学习环境。

活动理论主要研究作为发展过程中的不同形式的人类实践活动,而教学、学习活动即文化传承的主要形式,也是人类社会实践活动的主要内容。[7]因此,我们应以教育和辩证的双重视角对微慕学习系统中的学习活动各参与要素进行解析。

微慕学习系统结构如图1所示。

1.主体

主体是学习系统中的核心要素,是具体学习活动的执行者,在整个学习系统中处于主动、中心的角色。微慕学习系统是学习者移动学习活动的环境总和,在这个系统中学生才是学习目标的体现者、学习任务的执行者、学习交互的协作者,是整个学习系统最为活跃的要素。教学组织者在这个系统中仅仅起引导的作用,帮助引导学生提高学习效率、发挥学生学习的自主性和创造性;组织协调系统各参与要素的关系、协调学习共同体中各个体的学习活动。

2.客体

学习系统中的客体是指学习资源,包括学习目标、学习任务等隐性资源和承载于音视图文等形式的显性资源。客体是教师辅助支持学生学习掌握的内容,微慕学习系统的客体可以分为钉钉即时通讯应用平台,和教学组织者所提供的本课时的教学资源,后者一般做成.mp4格式的视频短片,但和平常所指的视频又有所不同,具有自身特征。

(1)容量精小。微慕学习系统以“钉钉”即时通讯软件为平台,整个学习过程和互联网不发生直接的网络链接。音视图文等学习资源为了下载方便,一般是做成一个.mp4格式的微视频,文件容量控制在50M以内,确保学生通过移动网络能在一分钟内下载完毕。

(2)目标明确。微慕学习系统是中小学义务教育课堂教学的延伸,高度模拟课堂教学而区别于一般移动学习系统的非正式学习。每一次的移动学习目标明确,教学三维目标表述完整,放在视频的开头让学生知道学习的步骤和要求,一般将布鲁姆目标分类中的低阶思维目标层级作为移动学习的课时目标。

(3)推送方便。学习资源可以存放于钉盘,普通格式的图片、文本还可以在线预览。教师通过钉钉群、钉盘共享或者钉邮推送给学生。学生自行通过手机或平板电脑等移动终端链接4G移动通信网络下载。下载后可以在线学习,也可以在没有信号的任何地方学习。这个特点也使微慕学习系统可以不受时间、空间限制,随时随地学习,特别是假期、旅游或者学生无法上课等特殊情况下同样可以学习。

(4)部署简单。和其他基于浏览器点播的移动系统或网站式学习系统不同,微慕学习系统的学习资源存放在共享文件夹中,特殊情况下甚至可以在旅途中用手机上传。因此微慕学习系统具有推广门槛低、技术要求低、部署难度低、费用支出低的特点。

(5)相对封闭。手机或移动终端之中只安装钉钉软件,不安装浏览器,彻底消除网络不良信息的侵蚀。选用钉钉作为软件平台的另一个好处是钉钉主要针对企业用户群,市场普及率低,垃圾信息少,师生在教学的时候受到外界的干扰相对较少,没有微信烦人的那么多外联接口。

3.共同体

微慕学习系统中与主体共同完成学习任务的其他学习参与者,一般指教师、学生。移动学习中主体与教学组织者进行沟通,接受指导,教师扮演着学习过程参与者、协作者、引导者的角色,促进学习主体对新旧知识的练习与反思。学习主体与同伴协商、讨论合作完成学习任务,在相互交流和练习过程中,不断影响着主体知识的内化、意义的建构,从而完成整个学习过程。学习组织者为学习共同体提供主要资源,各参与者也为主体提供学习所需的帮助及讨论资源。

微慕学习系统中的共同体可以有多种表现形式。

(1)个别式。学习主体为某一个特定的知识点向学习组织者求证的时候,可以单向联系,接受一对一的沟通指导。

(2)小组式。学习组织者在和群体沟通中发现某一部分学习主体对某一知识点存在学习障碍的时候,可以另行拉群,组成临时的学习小组进行统一的再次指导,或者另行提供学习资源,进行抛锚式教学。

(3)群体式。这是移动学习中的常态,各学习主体先自行学习后再开展讨论,学习组织者针对疑点、难点、热点问题进行引导。这种形式可以作为翻转课堂的线上学习部分。

4.工具

工具是指在移动学习过程中为达成学习目标,所利用到与学习相关的学习材料要素之和。微慕学习系统中的工具可以分为硬件工具和软件工具,智能手机、平板电脑、PDA等为硬件工具;存放学习资源的钉盘、即时沟通的钉钉为软件工具。基于以下几方面的考虑,硬件工具首选大屏智能手机,其次是平板电脑。

(1)功能齐全。智能手机拍照、摄像、通话、播放视频,安装第三方软件,样样精通,可以满足学习的多方面要求。平板电脑也可以,但摄影、摄像是性能短板,学生将自己的作业提交给教师的时候,或者动手实验类连续操作性的作业需要提交摄像的时候,会影响所提交视频、图片的清晰度。

(2)教育责任。手机是家长的随身之物,低年级学生要在家长的视线之内活动,增强家长对学生学习的责任感,学生因为识字量的关系对理解题意会有难度,必须在家长的指导下学习。作业提交的时候需要摄影或摄像,低年级学生需要家长的协助,让家长了解孩子的学习情况也有利于家校沟通和教育教学质量的提升。

(3)普及率高。手机的全民普及可以形成硬件资源的共享,个别特殊家庭因种种原因家长暂时或长期不在学生身边,学生可以就近组成三人学习团队由一个家长陪同学习,同学之间还可以相互交流,相互促进。

(4)沟通方式。钉钉软件平台可以应用的沟通方式非常丰富,常见的有文字交流、语音对讲,如果觉得语音还不能表情达意,可以用即时视频电话。如果觉得部分学生存在同一问题,还可以拉群开个电话会议指导。发现某个学生不在线,可以通过钉钉的信息必达功能,以自动语音电话或短信强制提醒。

5.规则

移动学习中需要主体及共同体成员共同遵守的规则、约定、标准等,包括移动学习中的目标、任务及学习要求、协作交流规则等。

(1)学习要求。对学习主体的要求:在规定的时间之内,完成规定的作业,然后将作业拍照发给教师。有时候还可以开展学习竞赛,先签到(教师可以看到每个学生的具体地址信息),确保每个学生独自独立完成作业。然后发放学习视频和学案等资料,要求学生在规定的时间之内完成作业。

(2)学习纪律。对学习纪律的要求:独立自主学习,作业问题可以在群里讨论,完成后的作业不能发在群里或私下发给其他同学。

6.劳动分工

学习组织者的工作贯穿始终,学习前确定学习目标、学习重难点,编制练习,制订学案。学习中对学习主体提出的问题及时给予引导、解答。学习后将作业进行分类,对潜能生进行及时弥补辅导。有时候教师也可以将个别潜能生的问题转给优生解答,以达到学习参与者之间的相互促进。

学习主体先解读学案,明确本次学习的目的任务,反复观看视频,理解传授的知识点,依据教师设计的学习步骤,逐项完成习题作业,构建知识体系,完成初步的知识内化。对学习中的困难、自己无法解答的问题,及时在群里发表疑问,或者直接求教于教师,最后将完成的作业传给教师。

学习参与者对群里发表的学习求助、学习疑问,做出多种形式的应答。

四、微慕学习系统的交互及应用模式

1.微慕学习系统学习交互

2001年,恩格斯托姆在活动系统结构基础上,引入活动系统之间的交互,使活动系统更加开放。[8]微慕学习系统交互设计主要包括学习者与教学组织者的交互、学习者与教学资源的交互、学习参与者之间的交互三种类型。学习系统的交互主要是基于钉钉通讯平台而实现,学习参与者之间可以通过在线文字讨论、发送图片、音频等方式表情达意,在群里开展沟通和交互。教学组织者可以通过视频演示、在线答疑、学习检测、作业分析、浏览图片等方式,针对具体问题进行实时反馈与指导。

2.微慕学习系统应用模式

微慕学习系统针对义务教育中小学的移动学习而设计,但应用不仅仅局限于中小学生,幼儿园和大学生同样适应,还可以用于教师的进修学习及平常的教科研活动,应用非常广泛。以学习者在学习系统中主体性的发挥程度和教学组织者在学习系统中主导作用的发挥,我们可以将微慕学习系统应用分为以下几种模式。

(1)伴导型学业辅导模式。潜能生将不懂的地方画图或语音通过钉钉向教师发送请求,教师不管身在何方只要有网络就可以实时应答。这种模式师生一对一辅导,以视频演示为主,效果类同于当面辅导。或是教师将必须掌握的知识构建体系,逐一细化为知识点而编制梯度练习,让学生逐一解答,然后再弥补知识缺陷,学习上主导性更强一些。

(2)主导型课堂教学模式。学生先学习视频,然后在规定的时间内提出问题,各学习参与者一起讨论,共同探究、合作解答,教师再适时点拨完成知识的内化。也可以从学生提问暴露出的问题中,针对所存在的知识缺陷设计相应的练习、进行二次讲解,或者采用支架式教学法,设计难度相对较低的习题,反复练习多次内化,进行巩固,整个教学流程类似于课堂教学。

(3)引导型新知预习模式。这种模式比较常用,各科采用比较普遍,教师制作微视频和学案让学生对照学案逐一完成预习任务。比如语文学科在课堂教学之前先将生字新词的笔顺、读音、意思以及应用让学生初步掌握,整篇课文先初读感知,整体理解,有了移动学习的铺垫,课堂教学的时候就可以直接进入分析环节了。

(4)指导型旧知复习模式。一般在阶段复习和期末复习的时候,侧重于学生整册或单元知识体系的掌握。以学生提问、讨论,复习练习、总结性练习为主。教师处于搜集掌握学情的角度将学生的知识疑问整理、总结、归纳分类,小问题在移动学习的时候马上解决,普遍问题在课堂上解决或另行组群教学。

(5)随导型远程学习模式。这种学习模式充分体现了网络移动学习的开放性,只要家长、教师觉得自己的孩子在学习上和同级段孩子有差异需要另行关照,家长可以提出申请让孩子加入高一年级或低一年级的班级钉钉群;同理,一个孩子可以申请加入远在千里之外的某位教学组织者开设的教学群,实现教育优质资源共享,实现义务教育阶段的开放教育、个性化定制。

(6)议导型教研研讨模式。这个学习系统不仅仅适用于学生,同样也适用于区域教育教研。一个县市的同学科教师可以组成一个群,教研活动之前在群里发布教研信息、公开课教案、ppt课件等资料。上课时可以直播,让无法参加现场教研的教师也可以参与视频听课,课后的研讨可以音视图文等多媒体形式进行讨论,最后指导总结。

五、微慕学习系统支援下移动学习知识内化

建构主义者认为学习环境的四大要素是情境、协作、会话和意义建构,知识的获得是学习者在一定情境下通过协作活动实现意义建构的过程。[9]美国高等教育协会支持的一项研究表明,有效教学的七项原则的第一、第二和第四项就是鼓励师生互动、鼓励学生之间互动合作、提供及时反馈。[10]因此微慕学习系统特别重视交流互动,意图改变、克服其他学习系统那种单向人机交流的缺陷。重视交流互动的另一个原因是,微慕学习系统模拟课堂教学重视学生知识的形成及建构、内化过程,移动学习也要让学生学有所得。

1.知识内化的第三条途径

知识内化在英文中一般用Knowledge Construction表示,重在强调学习者个体如何利用现有知识和经验感知理解外界的新知识。现有的理论认为知识内化有两种途径,一是同化,二是顺应。通俗地讲同化就是学习者将新学习的知识纳入原有的知识结构的过程。顺应就是学习者改变原有的知识建构,适应学习新知识的过程。赵兴龙博士认为还有一种途径是渐进式内化。[11]渐进式内化是知识内化的一个持续的过程状态,在这个过程中知识的同化还是同化,顺应还是顺应,并没有产生第三种途径,将这个持续的知识内化状态视为一种途径有点牵强。

笔者认为知识内化的形式有同化式内化、顺应式内化和抑制式内化。抑制式内化是指学习者掩盖、擦除已有的错误知识结构纳入或者适应新知识的过程。这个过程比同化和顺应都要艰难,因为原先建构的概念是错误的,在接纳正确概念之前需要把这种错误的前概念抑制并尽量擦除,然后再重建新概念,并形成长时记忆、终身记忆。因此我们在应用微慕学习系统时就要加强交流互动,极力避免学生错误知识的内化。而学生独立自学或没有教师主导的交流互动状态下的微视频学习,容易出现错误知识的内化,这也是人机单向交流之类的学习系统效果不理想的根本原因所在。

2.移动学习中学生知识内化的过程

布鲁姆掌握学习理论认为:只要提供最佳的教学质量并给以足够的时间使学生在认知和情感上做好准备,就有可能使绝大多数学生(90%以上)都能达到掌握水平。[12]课堂上不可能为每个学生提供不同的时间以适应学生学习,但这在微慕学习系统中是可能的,学生可以自己把握学习进度,为自己提供足够长的时间进行反复学习。因此从理论上说,微慕学习系统比课堂教学能更好地落实因材施教,更适合于学生成绩的提高。

微慕学习系统中学生的知识内化是如何发生的?微慕视频学习可以分为三个环节。

(1)视频学习环节。学生独立观看视频接受微视频所传授的知识,这个环节是知识内化的第一个环节,我们应该确保微视频所传授知识的正确性,因为正是从这个环节,学生原有的知识结构和新概念开始发生认知作用。如果在这个环节激活了正确概念随即产生了同化式内化或顺应式内化,新概念将在大脑皮层慢慢地沉淀下来,再经过提取应用、分析概括、创新等高阶应用将成为长时记忆固定下来,如果这个环节的知识是错误概念沉淀在大脑皮层,那么接下来将要进行艰难的抑制式同化。

(2)应用练习环节。知识传授之后要编制浅显的模仿练习,将刚才微视频传授的正确概念巩固下来。接下来需要提取已经初步内化的新概念来解决实际问题。应用练习环节的目的是加深对概念的理解,持续对大脑皮层进行刺激以巩固内化效果。并在巩固的基础上努力将这种概念痕迹固化下来,将知识传授时的短时记忆向长时记忆、终身记忆转化。

(3)交流互动环节。这里的交流互动专指师生、生生通过微慕学习系统平台进行双向沟通,采取音视图文多种形式,教师此时的任务是找出学生普遍性的错误,即时进行矫正,以防错误概念在学生认知结构中留下痕迹。比如学生将S=πr2理解成S=πr2,而将作业传给教师后,教师又没有发现,在他的认知结构中就认为r2和r2是一样的都是表示r和2相乘,并因为教师没有发现,学生觉得自己作业没有错而得到强化,这个错误概念在大脑皮层留下印记。因此,移动学习中师生之间、生生之间的即时学习交流互动非常重要。

3.知识内化的品质

知识内化存在很大的个体差异,同一个学习材料不同的学生内化所需的时间不一样,这可以从单位时间内的速度来描述;同一个学习材料不同的学习者需要同化的次数不一样,这可以用数量来描述,因此学生内化品质的高低可以用速度和次数来评估。交流互动环节应该是最能体现教师主导作用的时候,对于内化速度比较慢、需要反复内化才能完成知识建构的学生,教师要另行拉群再提供难度相当的学习材料,反复进行知识内化,以巩固教学成果。

参考文献:

[1]黎颖欣.中国移动4G网络覆盖人口超12亿[DB/OL].http://gd.people.com.cn/n/2015/1215/c123932-27324715.html.

[2]中国互联网络信息中心.第35次(36次)中国互联网络发展状况统计报告[EB/OL].http://www.cnnic.net.cn/hlwfzyj/hlwxzbg/hlwtjbg/.

[3]田嵩,魏启荣.混合云模式下移动学习环境的设计与实现——以微信公共平台下阿拉伯语课程学习为例[J].开放教育研究,2014(6):103-110.

[4]郭绍青,黄建军,袁庆飞.国外移动学习应用发展综述[J].电化教育研究,2011(5):105-109.

[5]李云飞,王敏娟,王加俊,谢伟凯,申瑞民,杰森·吴.移动学习系统及其相关模式[J].开放教育研究,2012(1):152-157.

[6]魏武华.基于智能手机的移动学习系统开发技术研究[J].电子设计工程,2015(16):88-93.

[7](美)戴维·H·乔纳森著;郑太年,任有群译.学习环境的理论基础[M].上海:华东师范大学出版社,2004.

[8]Engestr?觟m,Y.. Expansive learning at work: Toward an activity theoretical reconceptualization[J].Journal of Education and Work,2001.14(1):133-156.

[9]何克抗,建构主义——革新传统教学的理论基础[J].电化教育研究,1997(3):3-9.

[10]Chickering A W, Gamson Z F. Seven Principles for good practice in undergraduate education[J].The Wingspread Journal,1987(2):1-11.

[11]赵兴龙.翻转课堂中知识内化过程及教学模式设计[J].现代远程教育研究,2014(2):55-61.

[12]施良方.学习论[M].北京:人民教育出版社,1996:352.

作者:翁森勇

移动学习系统远程教育论文 篇2:

从陶行知的教育思想看适应性学习系统的发展

[摘 要] 陶行知是我国近代伟大的教育家,他的很多教育思想显示出了惊人的创造性和前瞻性,其思想体系的核心是以“生活即教育”、“社会即学校”、“教学做合一”为主要内容的生活教育思想。这些教育思想对中国教育的发展产生了深远的影响,至今依然具有十分重要的指导意义。同时,也为当前教育技术研究和应用领域的热点问题之一——适应性学习系统的研究提供了一些启示。

[关键词] 陶行知;生活教育;适应性学习系统

陶行知生活教育思想的内涵丰富而科学,作为其教育思想体系中最核心、最重要的一部分贯穿了他教育思想的始终,为当前教育技术研究和应用领域的热点问题之一——适应性学习系统的研究提供了一些启示,对于适应性学习系统的构建和完善具有一定的指导意义。

1 陶行知生活教育思想基本内容

生活教育是“给生活以教育,用生活来教育,为生活向前向上的需要而教育”,其主要内容包括:“生活即教育”、“社会即学校”和“教学做合一”。一方面,生活决定教育,另一方面,教育也要通过生活发挥力量,从而成为真正的教育。“教学做合一是生活法亦是教育法……社会即学校这一原则要把教育从鸟笼里解放出来。”

1.1 生活即教育

“生活即教育”作为陶行知生活教育思想的主体内容,反映了他对于教育本质的理解,即生活本身就是教育。陶行知先生指出,“教育的根本意义是生活之变化。生活无时不变,即生活无时不含有教育的意义。”[1]因此,教育与生活相互联系,密不可分。就此,陶行知先生举例说,“过什么生活,便是受什么教育;过好的生活,便是受好的教育;过坏的生活,便是受坏的教育;过有目的的生活,便是受有目的的教育;过糊里糊涂的生活,便是受糊里糊涂的教育。”[2]可见,教育的性质和目的是由生活所决定的,这就要求在教育过程中要时刻以生活作为出发点和目的。同时,教育并不只是被动的适应生活,教育还能改造生活,对生活产生积极的影响。也就是说“我们要用前进的生活来引导落后的生活,要大家一起来过前进的生活,受前进的教育。”[2]另外,生活与教育具有同时性,“生活教育与生俱来,与生同去。出世便是破蒙,进棺材才算毕业。”[1]因此,陶行知先生后来也提到了终身教育的思想。

1.2 社会即学校

关于进行教育的场所问题,陶行知先生认为整个社会都是教育进行的场所,“到处是生活,即到处是教育;整个的社会是生活场所,亦即教育之场所。因此,又可以说:‘社会即学校’”[1]。这就表明,教育活动并不应该局限于学校之中,他反对将学生限制在一个狭小的空间里,不接触社会,不了解社会。提出必须“开笼放雀”,要打破学校与社会之间的高墙。但这又并不意味着陶行知主张取消学校,而是强调要充分调动社会的力量来创办人民所真正需要的学校,根据社会的需求办学,培养社会所需要的各种层次和类型的人才。因为“不运用社会的力量,便是无能的教育,不了解社会的需求,便是盲目的教育”[3]。“社会即学校”把整个社会作为一所大学校,极大地扩大了教育的对象、学习内容和范围。

1.3 教学做合一

在教学方法方面,陶行知提出“教学做合一”。其含义是“教的法子根据学的法子;学的法子根据做的法子。事怎样做便怎样学,怎样学便怎样教。教与学都以做为中心”[1]。教师通过做来教,才是真正的教,学生在做中学,才是真正的学。“教学做合一”实际上是强调知行结合,强调理论与实践相结合,突出体现了实践在学习活动中的重要作用。学习的过程中要以做为中心,而不是在传统教育中强调的死记硬背上下功夫,否则会丧失行动和创造的本能。在由实践获得感性认识的基础上产生思想,再由思想支撑进行实践而产生新价值,这是真正将理论与实践相结合,做到学以致用的过程,也是创造的过程,充分体现了陶行知“行-知-行”的认识论哲学。

陶行知的生活教育思想是紧密结合当时中国的现实情况,并在大量教育改革实践经验的基础上逐步形成的,具有生活的、行动的、大众的、前进的、世界的和有历史联系的根本特质,在很多方面都反映出了教育发展的客观规律,其重视生活、重视实践的教育思想对今天的教育发展产生了深刻的影响,在深化教育改革、促进教育现代化发展的进程中具有一定的指导意义,也为适应性学习系统的研究带来了一些启示。

2 适应性学习系统概述及现存问题

适应性学习和适应性学习系统是近年来教育技术研究和应用领域的热点问题之一。随着社会的进步和发展,人们对知识的需求量越来越大,对教育形式的要求越来越多样化,对于个性化学习的需求也更为迫切。从学习活动进行的场所来讲,学习活动不仅发生在课堂中,还发生在工作、休闲等众多场所。传统的学校教学、课堂教学已经远远不能满足人们学习的要求。远程教育和各种各样的移动学习工具迅速发展并普及开来。从个体的学习活动过程来讲,个体与个体之间存在着各種各样的差异,包括个人知识背景、学习目标、认知方式、学习风格、学习能力等等。即使是针对个体自身而言,由于知识状态等的变化,在其不同的学习阶段也存在着种种差异。因此,适应性学习和适应性学习系统的研究也就应运而生。

适应性学习,英文为Adaptive Learning,Adaptive在一些研究中还常被译为“自适应”,其词根为adapt,有“改编、适配”之意。适应性学习是指学习者通过自身原有知识经验与适应性学习系统进行交互活动来获取知识、获得能力的过程,在这个过程中,学生能够自我组织、制订并执行学习计划,自主选择学习策略,并能控制整个学习过程,对学习进行自我评估[4]。这种学习方式以个别化作为核心特征,充分体现了学习活动中学习行为的个人化特征,强调学习环境的适应性,创设个性化的教学环境进行因材施教,是一种基于资源的主动的学习方式。适应性学习系统(Adaptive Learning System),是一种针对学习者的差异性而提供适合其个体特征的学习支持的系统,本质上是个性化学习支持系统。它会给目标学习者的个性化学习提供学习资源、学习策略和学习过程等。

当今,普适计算机技术将计算机融入人们的日常生活,形成一个“无时不在、无处不在而又不可见”的计算环境,即泛在学习环境。适应性学习系统实际上就是要在网络和泛在学习环境下,在合适的时间、以合适的方式为学习者提供合适的资源,以方便学习者更好更快的学习。当学习者运用适应性学习系统进行学习时,在他发出学习请求后,系统应用技术手段自动获取和处理学习者所处的环境的信息,根据学习者的学习特点、学习风格、所处情景等,为学习者提供适当的学习内容、指导及练习,使得学习者在任何环境下都能以一种自然的方式获得最有利于当时学习的学习资源。但目前已开发的各种适应性学习系统在为学习者提供合适的学习资源和学习方式、使学习者的学习过程中做到理论联系实际等方面依然存在一些不足,在系统设计方面还有待进一步完善,陶行知的生活教育思想无疑为适应性学习系统的发展提供了一些启示和方向指导。

3 陶行知生活教育思想对适应性学习系统 研究发展的启示

陶行知的生活教育思想提出“生活即教育”、“社会即学校”、“教学做合一”。强调要在生活中进行教育活动,教育教学应与生活紧密结合,并为社会生活服务,学习的场所是整个社会,在学习过程中要以做为中心,注重理论与实践相结合。

3.1 将学习融入生活

陶行知生活教育思想中指出,教育不能脱离生活,生活也离不开教育。因为生活的性质和内容决定了教育的性质和内容,教育要以生活为中心,以生活作为出发点和目的,在生活中进行教育。另外,学习不能局限于学校中,整个社会都是学习的场所。这些思想现在依然具有理论和现实意义。目前在适应性学习系统研究方面,大多数的研究还是将这一系统作为课堂学习支持的辅助工具,或让适应性学习系统充当虚拟课堂的角色。而未来适应性学习系统研究的一个目标应是将学习活动从课堂中解放出来,真正融入到学习者所处的环境中,做到在生活中进行学习,使学习者无论身处什么样的环境,都能利用该环境中的工具进行学习。并且,这种学习与环境又是紧密相连的。适应性学习系统应为学习者提供与他们所处环境相关的学习内容和学习资源,让他们能够结合真实环境、利用环境中的真实事物进行学习。这样学习者才能够在学习中获得更真实的体验、更深刻的学习经历。

要想运用适应性学习系统将学习真正的融入到生活中,在生活中进行学习,关注学习者的经历背景和当前所处环境是十分必要的。学习者的经历使学习者具备个性化的感性认识。例如,教师以种植农作物为例讲授一个知识点,有种植经验的学生或接触过相关情景的学生,比完全没有相关经验的学生更容易学习这一知识点。因为他们具备相关的感性认识基础,能够更快的将新知识与原有知识结合,从而更好的理解、消化,将新知识纳入到自己的知识结构中。因此,适应性学习系统应该首先根据学习者的学习特点和相关经验为学习者提供学习内容,使其更好的理解所学知识。同时这些内容能够让学习者感受到学习是有用的,是可以在生活中应用或解决相关问题的。这样的学习体验就会非常好,也能够极大地提高学习者学习的积极性和成就感,有利于促进其进一步的学习。随后,系统可以进一步向学习者介绍其他的例子,扩展学习者的学习体验。

学习者当前所处环境对适应性学习系统呈现什么样的学习内容、学习方式等提出了具体要求。比如,学习内容的选择要与学习者当前所处环境相关联,从而可以一定程度上提高学习的效果。学习资源的呈现形式要受到当前环境条件的制约,若学习者在图书馆等要求保持安静的场所,就不适宜呈现有较大声音的学习资源,若学习者所使用设备的网速较低,则不适合提供视频等材料。

3.2 理论学习与实践紧密结合

陶行知在阐释教学方法时提出了“教学做合一”的思想,实际上就是强调知行结合,强调理论学习与实践相结合,突出体现了实践在学习活动中的重要作用。学习的过程中要以做为中心,在由实践获得感性认识的基础上产生思想,再由思想支撑进行实践而产生新价值。将这一思想运用到适应性学习系统的设计和构建中,也是有其必要性的。

適应性学习系统利用各种技术手段精确地获取学习者所处情景信息,以及学习者的学习特点、学习水平、学习风格、学习经验、学习伙伴等相关信息,综合处理这些信息后,为学习者提供合适的、符合其个性化学习的内容及教学设计等。对于应用性和操作性的知识内容,适应性学习系统应该在帮助学习者理解相关理论知识之后,呈现适合于学习者能力水平和当前环境的实践任务。要求学习者在学习理论知识的基础上,在自己所处环境中对所学知识进行实践,巩固其显性知识的学习,同时在实践中进一步产生隐性知识,从而在现有知识中创造出新的知识,即促进显性知识与隐性知识的相互转化,完成知识的内化过程,同时这也是创造的过程。这与陶行知提出的在做中学、知行结合相契合,是真正将理论与实践相结合,做到学以致用的过程,也符合其“行-知-行”的认识论哲学。

3.3 将学习行为变成一种习惯

陶行知先生认为生活与教育共始终。“出世便是破蒙,进棺材才算毕业。”要真正实现“生活即教育”,就要坚持不断的学习。可见,学习行为随时发生在生活中且伴随人的一生。在社会和经济高速发展的今天,人们每天需接收数量巨大的信息,学习大量的知识,以满足生活的各种需要。因此,坚持学习,随时学习,将学习行为变成一种习惯就显得尤为重要。

适应性学习系统未来的发展应为:将这一系统赋予到各种移动学习工具之上,作为日常生活中的一种工具,能够支持“无时不在、无处不在”的适应性学习活动,进而促进人们将学习行为演变成一种生活习惯。适应性学习系统使学习活动在自然生活环境中,以一种最自然的方式发生。学习活动与现实生活有机且紧密的结合在一起,以至于人们在进行这样一种学习活动时,并不将其视为一种刻意的学习,而是一种非常自然的行为。从而实现在生活中的大部分行为都对学习起作用,为学习服务,使学习者在生活中不断学习和成长进步。

参考文献

[1]华中师范学院教育科学研究所.陶行知全集(第2卷)[M].长沙:湖南教育出版社,1984:633,634,633,289.

[2]董宝良.陶行知教育论著选[M].北京:人民教育出版社,1991:390,463.

[3]中央教育科学研究所.陶行知教育文选[M].北京:教育科学出版社,1981:252.

[4]余胜泉.适应性学习——远程教育发展的趋势[J].开放教育研究,2000,(3):12-15.

作者:刘禹含

移动学习系统远程教育论文 篇3:

基于Multi-Agent技术的智能协作学习系统的设计

【摘要】针对当前网络协作学习系统中存在的问题,结合Multi-Agent技术的认知、学习、相互协作等能力,设计和实现了基于Multi-Agent技术的智能协作学习系统,并分析其特征,以期对促进网络教育的发展提供参考和借鉴。

【关键词】Multi-Agent;学习风格;协作学习

协作学习,是学生为达到共同的学习目标并最大化个人和他人习得成果而一起经历各种变化、共同进取的一切相关行为[1]。鉴于网络学习环境的特点,网络教育更强调学习者的相互协作,智能化的协作学习系统成为网絡学习的一种迫切需求。随着Internet和Web技术的飞速发展,人们为构建这样的系统提出了许多可行的解决方案,但从目前的研究情况来看,仍存在着一些问题,如:学习成员的小组划分带有随意性,无任何理论依据;缺乏学习风格测量,难以提供不同的角色服务;学习主体智能性不高,难以保证协作学习结果的正确性等。

Agent技术来源于分布式人工智能(DAI)领域,应用Agent技术建立一种智能协作学习系统为解决上述问题提供了一条新的思路。Agent是指模拟人类行为与关系、具有一定智能并能够自主运行和提供相关服务的程序[2]。Multi-Agent系统(MAS)是指一些Agent通过协作完成某些任务或达到某些目的的计算系统。本文引入Multi-Agent(多Agent)技术,探讨其在协作学习系统中的应用,以期实现网络学习的智能化与协作化。

一 Multi-Agent技术在协作学习中的应用分析

MIT Media Lab实验室主任Nicholas Negroponte在1995年出版的“Being Digital”书中,这样描述Agent:“Agent接电话、识别呼叫人、适当时打扰你、并且能代替你撒一个小谎。相同的Agent经过时间的锻炼、擅长于寻找适宜的时间,并且具有尊敬人的品质。……你将派遣Agent代替你收集信息。Agent将再派遣其他Agent,过程是多重的。”。Negroponte指出Agent具有一定的社会性,能够和其他Agent进行通信。Agent体现了很多特征,如交互、协作、通信等能力。

Multi-Agent是Agent社会性的集中体现。由于单Agent解决问题的能力有限,以及在同等环境下单Agent解决问题的复杂性,使得Multi-Agent系统快速发展,它通过多个单Agent 的相互协作完成复杂问题的求解,并且每个Agent保持其独立解决问题的能力。

协作学习的关键是小组成员之间相互依赖、相互沟通、相互协作、共同负责,从而达到共同的学习目标。协作学习模式具备以下特点:(1)以小组活动为主体:所有关于协作的表述都强调协作学习的基本形式是小组学习,是以小组活动为主体进行的一种教学活动模式;(2)强调小组成员的协同互助:协作学习是一种同伴之间的相互合作、协同互助的学习活动,学习之间的协同合作与相互作用是协作学习赖以开展的动力源泉;(3)强调目标导向功能:协作是一种目标导向性的学习活动,是为达成特定教学目标而展开的。[3]

可以看出,Multi-Agent所具备的认知、学习、相互协作等基本能力也是构建一个完备的智能协作学习系统所必须的,因此选择基于Multi-Agent技术的应用模式也就成为构建智能协作学习系统的首要选择。

二 基于Multi-Agent技术的智能协作学习系统设计与实现

通过以上的分析,基于ASP和具体的Agent技术,我们设计并实现了一个基于Multi-Agent技术的智能协作学习系统。系统的设计由程序设计人员与教育领域专家共同完成。

1 系统体系结构的描述

本系统采用B/A/S结构,这是一种“瘦客户”模式,有利于提高系统的访问速度。客户端利用浏览器进行上网学习,无需为不同的客户端安装不同的客户程序,这种方式可以为复杂的分布式应用提供统一的环境。本系统采用分层的软件体系结构(图1)。

2 系统中主要Agent能力的描述

(1)学习者特征记录

学习者特征记录是SAgent的主要能力之一。每一位学生进行登录与注册之后产生对应的SAgent,而后继工作中的小组成员的特点、学习者在小组中所能够承担的角色均取决于学习者特征记录。通过学习风格测量产生学习者的不同学习风格,学习风格是学习者在进行新的内容学习时分配角色(图2)以及协作学习分组的主要依据。

(2)学习档案查看

学习者成功登录系统后,可以通过SAgent查找学习档案记录表中该学习者最近一次的学习记录,如果没有记录,表示该学习者是第一次使用本系统,反之则根据学习记录中学习任务提交情况来决定下一步的学习内容。

(3)学习过程与评价

SAgent的能力还体现在学习过程与学习评价阶段,包括任务完成情况和学习者评价两部分(图3)。

任务完成情况主要实现对学习内容的选择。SAgent代理程序依据对学习信息表、专题信息表以及角色信息表等数据的分析,为学习者提供学习内容的选择、基本任务与角色任务学习平台的选择等。

学习者评价的功能主要体现在协助学习者实现自我评价与他人评价,本系统提供了一份学习评价量规表,分别从知识内容学习、探究活动过程、学习成果等三个方面来进行评价。自我评价是一个不断反馈的过程,该模块将依据量规表上的各个指标来协助学习者对自己的学习过程进行量化,从而不断提高学习效果。另外在他人评价(即同组成员评价或教师评价)中,根据该学习者提交的任务以及在探究活动过程中与他人合作讨论的情况,SAgent将引导学习者对同组成员进行评价。当学习者全部完成某一专题的学习后,还可以帮助学习者查看到同组成员或教师对自己的评价结果。

(4)协调控制能力

现以一具体学习案例说明协调控制Agent(HA)的能力。假设三位学习者在协作学习系统中分别根据分配的角色任务(生物学家、经济学家、政治学家)对非洲贫困地区饥荒成因进行调查,各自得到一些结论,并将所得到的结论提交讨论以判定非洲地区造成饥荒的首要原因。

学习者分别注册并登录HA设置的讨论区。根据不同角色的特点,经过单独学习,三位学习者分别收集到一些造成饥荒的首要原因,并且进行了相关性分析,提出以下一般性结论。

Agent1:Biology(土壤,缺肥),Famine(粮食,减产)

Biology(水源,缺乏),Famine(粮食,减产)

………

结论:Biology(生态环境,恶劣)→Famine(饥荒,严重)

Agent2:Economic(发展资金,缺乏),Famine(国家债务,加重)

Economic(国际贸易条件,不平等),Famine(偿债能力,下降)

………

结论:Economic(经济状况,落后)→Famine(饥荒,严重)

Agent3:Politics(战争,频繁),Famine(农田,荒芜)

Politics(国家政策,失误),Famine(农业,不重视)

………

结论:Politics(政治原因,,局势动荡与制度不良)→Famine(饥荒,严重)

由于各Agent的角色范围受限,提出的结论可能存在片面性,直接使用将会影响下一步的问题求解过程,因此,各Agent分别提出自己的结论并借助于通信原语互相通信以征求其他Agent的意见,在讨论中各假设如下:

H1:“Biology(生态环境,恶劣)→Famine(饥荒,首要原因)”。

H2:“Economic(经济状况,落后)→Famine(饥荒,首要原因)”。

H3:“Politics(政治原因,,局势动荡与制度不良)→Famine(饥荒,首要原因)”

HA根据讨论区的记录计算出不同假设的合成信任度:T(H)=S(H)*(1-G(H)),其中S(H)表示正意见的信任度,G(H)表示反意见的信任度[4]。最终将计算结果公布于讨论区,之后各主体分别提交结果。

Agent1 withdraw(H1), accept(H3) →HA

Agent2 withdraw(H2),accept(H3) →HA

Agent3 accept(H3) →HA

控制Agent在系统的讨论区引导学习者进行共识学习,在讨论的过程中,由学习者根据规则提出各自意见,之后各Agent对提交的意见进行讨论,形成最终意见反馈给学习者。最终各学习者通过讨论、学习都接受了H3这一假设,从而保证了协作学习结果的正确性。

三 系统主要特征

1 突出学习风格的测量

学习风格描述个人学习的模式,又称为认知风格。认知是人的心理特征,不会因学习而改变。教育者早就注意到学习者在学习风格方面有很大差异,但在目前已有的学习系统研究与开发中,很少有人重视学习者学习风格的测量。本文研究的系统采用所罗门(Barbara A. Solomon)学习风格测量方法。所罗门从信息加工、感知、输入、理解四个方面将学习风格分为四个组对八种类型,并依此设计了一份学习风格测量表,此量表可操作性强[5]。当学习者通过系统注册用户名及密码之后,就必须进行学习风格的测量并由相应的SAgent记录测量结果,作为后期分组或角色选择的依据。

2 实现分组及角色的选择

协作学习系统思想是基于小组协作的网络探究学习,但小组成员应该如何进行分组是目前网络协作学习系统在研究时容易忽略的一个重要问题。我们在设计智能协作学习系统时,重视对学习者的学习风格测量,并以此作为协作小组的分工依据。由控制Agent根据学习者的学习风格,依据多元智能的理论与已有的知识库智能地选择小组成员,从而最大程度地发挥不同学生的主观能动性。

3 强调评价主体与评价内容的多元性

为了从多方面获取评价信息,提高评价的信度与效度,基于Multi-Agent的智能协作学习系统在评价主体与评价内容方面强调多元性的特点。利用SAgent可以实现自我评价或对小组成员的评价,教师Agent也可以对学习者的学习过程进行评价,因此本系统的评价主体由传统的教师发展到由学习者、小组成员、教师等有机的评价网络。系统评价的多元性还体现在评价内容上,SAgent可以依据系统提供的评价量规表从内容学习的评价、探究活动过程的评价、以及学习成果的评价等多个方面展开,为学生提供一个更为宽松的评价环境与更为科学的评价指标。

4 提高协作学习结果的正确性

小组协作学习的最终目标在于小组成员内达到一定的共识,并将这一共识展示出来,但小组成员讨论的结果可能是正确的,也可能不够准确。在引入Multi-Agent描述不同的学生实体之后,学习之间的讨论可以通过系统提供的平台,在协调控制Agent的控制下进行。各主体通过在讨论区的共识学习,或扩充了原有的信念,或修正了原有的不正确的信念,或者对某一信念增強了信任度,从而避免产生错误或片面的结论。

四 结束语

Multi-Agent技术的出现给我们提供了一个实现智能协作学习的新视角,Multi-Agent技术引领我们重新审视以往的协作学习系统,其认知、学习及相互协作能力与智能协作学习系统所提倡的智能化、协作化等特点不谋而合。通过学习者与教师在系统中的各代理主体,为学习者提供有效的智能协作学习方式,实现了从单一主体进行学习发展到多个主体间的协作方式的转变。但我们在研究过程中也认识到智能协作学习系统只是学习者进行协作学习的辅助工具,对认知结果进行指导性调控,它不能取代学习者的认知过程。

参考文献

[1] 黄荣怀.基于Web的协作学习系统[J].中国远程教育,2001,(5):42-79.

[2] 张云勇,刘锦德.移动Agent技术[M].北京:清华大学出版社,2003:9.

[3] 刘成新,王焕景.网络教育应用[M].北京:电子工业出版社,2009:71-72.

[4] 姚莉,张维明.智能协作信息技术[M].北京:电子工业出版社,2002:206-207.

[5] 梁凯,杨清芳.基于所罗门认知风格的Web学习系统的设计与实现[J].中国现代教育装备,2006,(10):19-21.

作者:罗冬梅 黄贤立

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