网络环境下

网络环境下CBE研究的新课题李克东华南师范大学教育技术研究所所长博士生导师教育部高等学校教育技术专业教学指导委员会副主任教育部教师教育信息化专家委员会副主任[e-mail]2003-10浙江师范大学CBE研究的基本领域基础理论研究环境、系统、工具开发研究教学资源设计、开发研究教学应用实验研究对CBE研究的两个影响因素我国教育信息化的发展，网络教与学的兴起多学科的交叉渗透我国教育信息化的新进展1.全面开设信息技术课程2.实施校校通工程3.推进信息技术与课程教学整合4.积极开发各类教学资源5.深入开展信息技术教育应用试验研究6.大力发展与应用现代远程教育7.建立教师教育技术标准网络学习基本模式基于网上资源的情境探究学习基于网上资源的自主问题发现，问题探索学习基于网上资源的主题研究性学习基于网络通信的协作学习基于网站构建的任务驱动教学多学科交叉对CBE研究的影响当前计算机技术，信息技术，教育学，心理学，社会学、管理学、哲学的概念和方法已引入到计算机辅助教育领域中，如协同学习、知识管理、本体论、神经网络等等。这些学科的交叉，促使计算机辅助教育形成新的研究课题。CBE研究的热点课题适应性学习研究计算机支持的协同学习研究教育知识管理方法与应用研究智能代理技术与教育应用研究本体论教育应用研究对学习理论与教学设计理论的学习研究（一）适应性学习研究1.适应性学习的涵义2.目前基于Web的教学系统的基本组成3.基于Web的智能适应性教学系统的技术分类4.适应性学习研究的主要内容1.适应性学习的涵义适应性学习，源自AdaptiveLearning。Adaptive，在工程领域常也译为“自适应”，其词根是adapt，即“改编、适配”的意思。在学习过程中，个体具有各种各样的差异性，不仅表现在个人的能力、背景、学习风格、学习目标等具有差异性，另外即使是个体本身，在学习过程中，知识状态变化也在不断变化。适应性学习支持系统（adaptivelearningsystem），是指针对个体学习过程中的差异性（因人、因时）而提供适合个体特征的学习支持的学习系统。适应性学习支持系统本质上是一种个别化的学习支持系统，它能够提供一个适应用户个性化特征的用户视图，这种个性化的学习视图不仅包括个性化的资源而且包括个性化的学习过程和策略.2.目前基于Web的教学系统的基本组成基于Web的教学系统（或支撑平台）一般都包含了下面四类功能模块（Brusilovsky，2001）：1．内容呈现模块呈现教学内容，是教学系统的核心部分；2．行为部件模块包括需要学生通过“做”的方式来完成的学习任务，通常包括练习、测试、模拟、实验等；3．通讯部件模块包括支持学生与学生、学生与教师之间进行交流与沟通的通信工具、协作学习工具等。4．管理部件模块是指支持教学管理活动的功能模块，主要包括学生注册、收费等活动。现有网络教学系统的不足目前主流的Web的学习支持系统对学生的学习支持还只是对Internet技术标准的简单运用但存在不足：网络环境下，是可以提供大量、丰富的教学资源。但梅里尔（2001）明确地指出“资源”不是教学，有效的教学环境涉及：指导学生开展合适的学习活动，引导学生学习合适的内容；帮助学生复述、编码和处理信息；监督学生的绩效；对学生的学习活动和练习给予适当的反馈。网络教学中的突出问题是缺乏学习支持、指导和交互性，以及学习材料常常是僵化的、不能完全满足使用者的不同需要，对学生真正在做什么、想什么缺乏考虑，不能随时调整教学策略和手段（BeverlyAbbey，2003）。因而，学生在学习过程中容易出现注意力不集中、目标偏移、认知负载加重、孤独和无助感等问题，导致学习兴趣的减退和学习效率的降低。3.基于Web的智能适应性教学系统的技术分类基于Web的智能适应性教学系统中的技术分为三类（Brusilovsky，1999）：（1）ITS技术在Web-based教育系统中的运用：课程序列化（Curriculumseguencing），问题求解（Problemsolvingsupporttechnologies）；（2）适应性超媒体技术在web-based教育系统中的运用：适应性呈现（adaptivepresentation）和适应性导航支持（adaptivenavigationsupport）；（3）Web环境所引发的一些新的技术（Web-inspiredtechnologies）在教学系统中的运用，例如，学生模型匹配技术（studentmodelmatching），这种技术其实质是在网络环境下，许多人同时参与学习，系统可以分析同时在线的用户的状态，从而能够实现适应性对等帮助和智能的课程监控。4.适应性学习研究的主要内容由于个体的差异性是多方面的，因此适应的功能特征也是多种多样的，适应性学习系统的研究和开发，主要研究：如何为学生提供：适应性导航支持；适应性内容呈现；适应性测试：适应性帮助。学习支持系统的结构模型；领域知识库的构造方法；用户模型的表示和用户建模方法。用户1视图用户3视图用户2视图教学系统的资源、过程、策略等适应引擎用户特征一个适应性学习系统的案例系统模型：用户接口发布引擎知识库用户模型适应性内容呈现适应性导航适应性测试适应性帮助推理技术：确定与不确定性推理测量技术学习技术规范：体系架构、LOM,学习设计规范、学习者模型规范、CMI、简单序列化规范、练习与测试互操作规范等。机器学习知识工程学习理论教学设计理论一个适应性学习研究架构（二）计算机支持的协同学习研究（CSCL）1.CSCL的含义2.CSCL学习理论基础3.CSCL研究的内容1.CSCL的含义计算机支持的协同学习（ComputerSupportforCollaborativeLearning，CSCL）是由计算机支持的协同工作（Computer-SupportedCollaborativeWork,CSCW）与协同学习(CollaborativeLearning，CL)的理论与方法相结合的产物。CSCL是集计算机技术，信息技术，教育学，心理学，社会学等为一体，在CSCL平台的支持下，学生们可突破地域和时间上的限制，进行同伴互教、小组讨论、小组练习、小组课题等合作性学习活动，从而使学生们获得的知识紧密地结合起来，使处于不同年龄、时间、地点的人们开展协作学习成为可能。CSCL的最终目的是学生对新知识的获取。当前，由于科学技术飞速发展，交叉学科不断涌现，CSCL的支持平台正好为跨学科、跨领域的学习提供了条件。但是，不同地点、不同文化背景的参与者在协同学习时，可能对同一问题具有不同的看法和理解，这对要求学习效果收敛的场合并不适合。为了解决此问题，本文提出了用本体来解决异构环境下的知识获取问题，并给出了相应的策略。2.CSCL学习理论基础CSCL主要用来支持协作学习，因此它的研究必需在一定的协作学习理论的指导下进行.包括:有许多学习理论可以被CSCL借鉴，包括行为主义学习理论、认知主义学习理论、人本主义学习理论、社会文化理论,建构主义学习理论,自规范学习(技能,愿望及执行控制),导向认知(suitedcognition),认知学习,基于问题的学习,认知灵活性理论,分布式认知.所有这些理论都是基于一个假设:个体是活跃的因素,他们在一个有意义的上下文环境中主动地寻找与构建知识.计算机支持的系统是认知的工具,通过相关的技术将个体组合成以形成智慧的联合,共享学习成果,解决人类活动记忆容量的限制(7+-2规则),CSCL可以作为一个构件工具提供资源并且提高个体的认知能力.3.CSCL研究的内容协同学习环境下的教学设计研究；学习系统支撑技术研究；协同学习中协作的分析和评估研究。在这些研究中，需要充分利用了信息技术在相关领域的研究成果，如：Web技术、协同技术、人工智能、知识库和数据库技术等.⑶CSCW（计算机支持的协同工作）：多个参与者通过用户界面，如因特网浏览器访问到协同层的对象层，通过活动层完成各自的活动，如果没有本体模型的翻译会认为对方的活动是未知的而导致协同工作失败。（三）教育知识管理技术及其应用研究1.教育知识管理的意义2.教育知识管理的策略3.知识管理技术分类4.教育知识管理系统构建1.教育知识管理的意义教育知识管理就是运用技术工具对知识进行搜集、加工、组织、传播、共享、利用和创造，以增进教育效能的过程。教育知识管理是一种以知识为基础的体系、集人工智能、软件工程、组织流程改进、人力资源管理与组织行为概念之综合体。教育知识管理要有效地促进显性知识与隐性知识之间的相互转化，特别是促进内隐知识的外显化。2.教育知识管理的策略分类编码策略（CodificationStrategy）个人化策略（PersonalizationStrategy）分类编码策略（CodificationStrategy）分类编码策略的特征是知识的数字化、标准化与系统化。分类编码策略的核心是计算机，将知识经过精心编码储存在数据库中，促使教育组织中的教师与学生能够方便的获取并利用这些知识。个人化策略（PersonalizationStrategy）个人化策略的主要特征通过计算机进行交互性和整合。个人化策略强调，知识与发展知识的人密不可分，知识主要通过教育组织内成员间的接触与交流实现共享，在这种教育组织中，计算机的主要作用是帮助人们交流，而不仅仅是储存知识。3.知识管理技术分类（1）知识管理技术图式（2）知识管理技术的过程分类法（3）知识特征矩阵分类法（4）层次分类法（5）技术成熟度分类法（6）知识转化技术（1）知识管理技术图式（2）知识管理技术的过程分类法Compaq的知识管理技术分类（来源：PattiAnklam）（3）知识管理技术的知识特征矩阵分类法（来源：Hahn&Subrimani）（4）知识管理技术的层次分类法（来源：VernaAllee）（5）知识管理的技术的成熟度矩阵（来源：Gartner公司）知识管理应用的成熟度矩阵（来源：EDSGovernmentConsulting）（6）知识转化技术隐性知识到隐性知识（社会化）的转化的技术：主要有群件技术、讨论组BBS、电子社区、电子邮件、即时消息、P2P应用、专家定位系统。隐性知识到显性知识（外在化）的转化的技术：主要有搜索引擎和全文检索、商业智能BI、自助服务、文档工作流、内外网站的内容管理、数据挖掘和知识发现。4.教育知识管理系统构建教育系统中的资源头脑中的知识交流过程中的知识知识行为与情境知识的生成及来源知识的嵌入及转换知识的编辑确认与开发知识库知识挖掘Internet/Intranet知识图呈现多路径搜索基于知识的学习评价系统……知识的编辑及转换知识的发布知识的应用知识的发现及开发信息反馈典型的知识管理系统：IBMLotusIBMLotus知识管理系统的总体框架IBMLotus知识管理产品IBMLotusDomino6，知识管理的基础设施。Sametime，即时交流工具，提供共享白板，共享应用和在线文档等。LotusWorkflow，工作流的建立与维护系统。通过图形界面上的鼠标点击和拖动对象，然后把流程应用到任何的Notes应用中，就可以建立工作流应用。Domino.Doc，档案管理。将所有的信息按照一定的规范储存起来，以便于快捷方便的查找使用。DiscoveryServer，知识搜索和发现服务器。能对各种类型信息资源进行分类，建立知识地图K-Map，便于浏览查找知识。用户可以发现人、场所和事件以及他们之间的关系。QuickPlace，即时共享工作空间。在这个空间里安全地通信、共享、管理和组织信息和文档，制定各种项目或活动的日程安排。LearningSpace，远程教学平台。提供了在线的学习环境，能够支持自学、非同步协作学习和“虚拟教室”的同步交互学习。WebSpherePortalServer，IBM公司的门户产品，与其继承以创建知识门户。（四）智能代理（Agent）技术及其应用研究1