校園網內共建共享適應性學習資源系統的研究與實踐

王清河，謝利德，曹 羲，王 亮

1 研究背景及現狀

1.1 學生參與學習資源建設和適應性需求

（1）學生參與資源建設需求。校園網學習環境的研究一般分為電子學習系統操作平臺的研究和學習資源建設的研究，在校園網發展之初，因局限于網絡帶寬、存儲等方面因素，電子學習系統操作平臺和學習資源只限于文字、圖片，缺乏互動性，沒有即時性反饋，學習方式僅有教師和系統管理員提供的單向性學習方式，缺少學生參與共建的維度，導致課程內容、學習資源趨于單調、不能共享。校園網環境的改善、網絡帶寬的提升及網絡存儲空間的擴大，給電子學習系統操作平臺和學習資源建設的研究創造了極好的條件，使得相關視頻、音頻及動畫等多媒體學習課件通過電子學習系統操作平臺逐漸進入到校園網中來，實現了教學資源的共享。近年來，已有學者研發出多種方式的學習網站，這些網站可以將文圖、視頻、音頻及動畫整合在一起，建構出即時互動的IP共享機制的學習系統，但是真正能體現出學生參與資源共建的網站還為數不多。讓學生參與到資源共建中來，主要體現了學生在學習中的主體地位，充分調動學生的主動性、積極性、創造性。根據國內外教育界的思想觀念，學習資源環境［1］及系統設計既要重視學生的自主學習、自主探究，突出學生在學習過程中的主體地位，同時還要重視教師在整個教學過程中的主導作用。

（2）學生適應性［2－3］的需求。適應性和個性化學習系統是近幾年來教育技術研究和應用領域的熱點問題之一，隨著網絡技術的發展，適應性領域也出現了很多不同的應用模式。適應性主要關注對學生個體的學習風格及學習情境的研究，也是通過網絡學習的學生所需要的，因此，如何使學生在線自主學習，并使之高效率學習，成為教學設計的重點。學生適應性學習越來越受廣大教育工作者和學生的關注，但是，目前大多數電子學習系統，還不能根據學生自身適應的需求和他們的知識水平及知識結構，來智能地選擇和組織教學方案和策略，不能根據學生的學習進展，來有效地進行知識導航和知識呈現。針對這些問題，本文中將共建共享適應性的概念引入學習系統設計，對學習資源、知識結構及學生知識水平、個人能力、個性特征進行初步的語義診斷，使教學內容和知識結構根據學生自身特點的需求呈現，實現了教學資源對學生的適應和個性化服務，來滿足學生的學習需求。

1.2 學習資源建設現狀分析

從90年代初期，基于網絡的“以學學習者為中心”的教育理念一直很盛行，與此同時，排斥了“以教師為中心”的傳統教育思想。經過10來年的實踐和探索后，發現通過網絡來學習，在促進學生自主學習，培養學生自主探究能力、創新能力等方面確有其他學習方式不可比擬的優勢，但同時人們也意識到，教師的言傳身教、教師在教學過程中的主導作用等，網絡在線的學習方式是無法取代的，所以近年來，國內外很多學者提出了在教學過程中學生的主體作用和教師的主導作用相結合，既要重視學生的自主學習和個性化學習，又要重視教師的啟發引導等主導作用［4］。結合國內外近年來先進的教育思想，我們對學習資源共建及技術支持平臺的現狀進行了分析。

1.2.1 學生資源共建問卷調查

我們以承德醫學院在讀的全日制大三臨床醫學本科生為調查的總體，調查采取整群隨機抽樣300名學生，男女比例均等，調查采用自填式問卷方式，調查問卷全部采用封閉式問題，共計15道多選題。問卷采取不記名的方式，集中發放，當場收回，所獲信息真實可信。贊同網絡在線學習和傳統方式教學結合的占67%。網絡利用情況為：通過網絡查詢學習相關信息、復習功課的占38%，通過網絡娛樂、看電影的占72%；在課余時間個人學習資源獲取渠道：通過網絡的占48%，通過圖書館的占22%，通過書本的占30%；協作學習途徑：和老師交流的占23%，和同學交流的占72%，和網友交流的占5%；互助學習情況：求老師幫助的占21%，求同學幫助的占70%，求網友幫助的占9%；對網絡學習環境的希望：希望老師多提供教學資料、豐富學習資源的占28%，希望有自己的交流空間、學習資源的占26%，希望有共享學習資源并能在自己學習空間組建自己的學習資源的占46%。

綜合對學生問卷調查，我們不難發現：

（1）支持網絡在線自主學習和教師主導的傳統教學相結合的方式占多數，學生通過網絡除了做一些自己感興趣的娛樂活動之外，還利用網絡查詢一些學習信息。

（2）課余時間通過網絡獲取個人學習資源的占多數，通過圖書館和課本獲取學習資源的占少部分，這應該與圖書館、課堂資源不能及時轉移到網絡有關。

（3）學生之間有互相協作學習和互助學習欲望的占多數，并且希望教師為網絡在線學習多提供一些學習資料，有一大部分學生希望自己能有網絡學習交流空間，以便自主創建學習資源，并把有意義的資源分享給其他學生，實現師生間、學生間學習資源共享。

1.2.2 校園網主頁學習資源共建平臺調查

我們針對10所高校校園網的精品課程、學生交流互動空間、資源處理方式、學習資源定位等學習資源網絡管理情況進行了網絡調查，結果發現精品課程學習資源網站只是為了應付精品課程評建需求的網站占大多數，學習資源更新率極少。通過調查，我們還發現有的高校對網絡學習資源的建設很重視，他們不僅給學生提供豐富的文、圖、音、視頻等學習資源，而且還給學生提供方便的學習瀏覽、答疑的平臺，但缺乏學生通過這些寶貴的資源和平臺進行學習交流和協作的平臺，還沒有真正地實現學生對校園網及資源的充分利用、協商探索、共創分享的價值，造成校園網資源浪費的現象。

綜合上述調查，我們不難發現學生參與學習資源共建的熱情相當高，但幾乎在高校校園網的教學資源平臺沒有充分體現，學習資源建設的訪問權限也只局限于部分教師用戶和系統管理員，在資源共建的群體意識、學生適應性需求、資源共建設計方面還存在一些不足：

（1）系統設計缺乏學生共建群體意識。就精品課程網站而言，有的高校精品課程網站建設只是為了評估，學習內容僅是一些簡單的羅列，且更新也不及時，學生不能通過網站進行評論、交流、分享等學習活動。資源的建設只是部分教師和系統管理員的權限，沒有學生參與的接口。大部分網站只給學生對資源瀏覽的權限，只認同學生是資源的使用者，而不能成為資源的建設者，學生不能將自己的智慧和所長貢獻給網絡，與其他學生分享。

（2）網站學習資源平臺缺乏對學生適應需求。由于近年來高校對校園網學習資源建設相當重視，也做了一些投入，使得校園網的學習資源十分豐富，但是學生對于如何選擇和利用這些豐富的資源，如何針對自己的情況在合適的地點、合適的時間用最快的速度選擇合適的學習內容進行適應性學習、協作學習、互助學習極為關注，這些方面是學生主體的需求。

（3）學習資源創建的手段不規范，缺乏標準性。在制作設計一些學習資源時，由于沒有遵循一定的標準和操作規程，使資源在內容上不夠適用，形式上不符合標準，不能滿足學生需求，資源格式單一，不能隨意在多種環境下播放，而且隨著時間的推移，大量的垃圾資源產生并占據一定的網絡空間，給網絡維護帶來一定的壓力；由于垃圾資源的數量增大，學生在搜索過程中，在一大堆資源中搜索，不知道哪些資源對自己有用，結果浪費了很多時間不說，真正適合自己的學習資源有時還找不到，直接影響了學生的學習效率。

2 共建共享適應性和個性化學習系統的設計機制

從學生參與學習資源共建的層面上，我們設計系統時，首先必須將適應性和個性化的前沿性學習思想引入到系統設計中來，適應性和個性化的研究特別關注學生的學習風格特征、學生的學習物理位置以及發生學習的環境因素。在本研究案例中，學生的學習風格特征主要由學生學習資源IP、個人信息、認知能力、專業技能等屬性構成；學生的學習物理位置、主要學生身份、物理IP學習空間等屬性構成，學生的物理位置特征為我們設計資源共建系統時，提供一道安全防線；發生學習的環境因素主要追蹤學生的身份、學生學習目標、學生進行交互情況、學生利用資源情況、學生分享資源情況；利用發生學習的環境因素對學生學習情況進行判斷，將學生所需的適應性學習內容呈現出來，使學生積極參與學習。

3 共建共享學習資源系統技術支撐及資源屬性結構

適應性和個性化學習系統設計過程中，采用的技術手段主要為語義網的構建。語義網構建的中心環節及功能實現主要由語義層服務提供。語義層主要對學生提供的信息進行分析和語義標志，并和知識庫關聯，分析、推理，形成更強大的語義層知識庫，它提供了基本IP、URL服務，數據服務，信息服務3個層次的服務，其關系如圖1所示。基本URL服務是語義層最底層，主要涉及到計算資源的大范圍共享，關系到資源的分配、監控、用戶權限、任務調度及故障容錯等，是決定系統運行效率及安全管理的關鍵。數據服務主要提供學習資源數據集或數據庫的計算透徹分析［5］，并完成數據管理、存儲、數據復制，與學生知識元數據關聯，生成新的數據，轉儲到語義學生知識數據庫［6－10］。信息服務這個層次允許學生根據自己的學習需求注冊相關信息，并且提供運行分布式數據庫信息資源管理［11－12］，依賴描述信息的元數據，對元數據進行加工、推理、標志、簽名，并將元數據進行組織，系統化、條理化地提供給數據服務層。

圖1 語義服務及其結構圖

學習資源屬性結構主要利用學習資源IP共享設計實現系統的資源共享，學習資源IP的概念主要是學習資源和IP資源一對一、一對多、多對多的對應關系，系統利用這種對應關系，在數據檢索過程中速度更加方便、快捷，實現學生適應性和個性化學習，學習資源、學生IP屬性結構如圖2、圖3所示。對學習資源屬性結構的定義為我們設計資源共享系統奠定了基礎。

圖2 學習資源IP結構模式圖

圖3 學生IP結構模式圖

4 結束語

本項目主要針對學生適應性、個性化的學習需求，通過對學生問卷調查和某些校園網學習資源管理狀況進行網絡調查及相關現狀分析，進而將共建共享適應性、個性化研究前沿的學習思想引入到本項目設計中，根據適應性、個性化實現機制設計了系統模型，實現了學習資源網的語義描述，達到了學習資源共建共享、學生在學習空間互助協作學習、學生適應性個性化學習的目的，幫助學生以合適的地點、合適的方式準確定位學習內容。但就目前技術而言，系統智能化程度較低，語義知識庫數據和學習資源數據還需要相關技術人員維護。隨著語義網的發展以及系統共享學習資源數據的日益擴大，本學習系統將得到不斷深入的研究和完善。

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