云平臺個性化教學資源供給模式探索

邱春榮

摘 要 云平臺上擁有海量的教學資源，如何為學習者提供符合其自身學習需求的教學資源是一個值得研究的課題。本文分析了教學資源的供給流程、主體及主體之間的關系，并從學習者個性化信息的收集和分析結果出發(fā)，定義了在云計算平臺上的個性化教學資源供給模式。云平臺需要更加合理高效的教學資源組織形式，引入“學習元”的泛在學習資源組織概念，從資源實體和資源描述文件兩個方面進行詳細闡述，并提出了教學資源個性化推薦模型。

關鍵詞 云平臺；個性化教學資源；供給模式；學習元

中圖分類號 G712 文獻標識碼 A 文章編號 1008-3219（2015）14-0034-04

國家“十二五”規(guī)劃綱要提出了加快教育信息化進程的總體要求，并提出“加強優(yōu)質教育資源開發(fā)與應用”，“加強網絡教學資源體系建設”。2008年，上海師范大學的黎加厚教授首次提出了“云計算輔助教學”（CCAI）和“云計算輔助教育”（CCAE）的概念，其基本含義是利用云計算平臺為教育事業(yè)提供資源組織與存儲、教學實施和管理載體等輔助作用[1]。與傳統(tǒng)教學方式相比較，云平臺支持下的教學活動具有理念先進、成本低廉、學習方式靈活等特點，能夠不受時間和空間的限制并支持學生根據自身的學習起點、學習興趣、學習進度等方面的特征開展個性化學習。

一、云平臺教學資源及其基本特征分析

在傳統(tǒng)的網絡教學應用平臺中，教學資源設計的出發(fā)點是滿足教學人員圍繞著教學目標、教學內容和學生特點等因素所制定的教學策略，具有較強的教學針對性和現(xiàn)實性。其基本特點有：數字化，信息以數字信號的形式存儲和傳輸；多媒體化，教育信息以文字、圖片、視頻和音頻等媒體顯示；網絡化，教學資源相關主體人員可以在異地通過聯(lián)網智能終端獲取所需要的信息；可操作性，在一定的權限范圍內可以對教學資源進行檢索、增減、修改等操作，并允許使用者運用信息處理方式進行運用和再創(chuàng)造。

CCAI和CCAE提倡應用云計算平臺使學生擁有差異化的學習內容、多樣化的學習方式和特質化的學習環(huán)境，從而實現(xiàn)對個性化人才教育理念的支持。因此，云平臺教育資源更應符合條理清晰、結構規(guī)范、檢索方便等條件。因此，云平臺教學資源除了具備傳統(tǒng)數字化教學資源的基本特征，還需擁有以下特點[2][3][4]：結構規(guī)范化標準化，教學資源在設計、制作、存儲和管理過程中始終遵循統(tǒng)一的規(guī)定。這個特點有利于實現(xiàn)教學資源在云平臺上更大范圍的兼容性，更長時間的可擴展性和便捷的操作性；優(yōu)越的可檢索性，具有較高的檢索查全率和準確度；良好的復用和重組性，有利于資源使用者實現(xiàn)在個性化學習情境中資源共享、聯(lián)接，利用這些教學資源進行知識和技能學習單元的解構和重構，形成新的學習資源。后面所述兩點需要教學資源在組織過程中靈活精確地表達資源屬性及其關聯(lián)度。

二、云平臺教學資源供需過程分析

支持云平臺的教學資源是傳統(tǒng)數字化教學資源的一種特殊形式，因此基本屬性與之相同，其供需過程也和傳統(tǒng)數字化教學資源[5][6]類似，涉及行為主體（人）、物質基礎和數字化成果（教學資源）以及信息交互渠道等方面。其中作為行為主體的人可以分為學習者、教學人員、教學資源開發(fā)人員和系統(tǒng)管理者，在必要的情況下，為了保證教學資源的高質量，還可以邀請教學資源評估專家參與其中。教學人員是指應用教學資源開展教學活動的行為主體。教學資源開發(fā)人員包括教學資源設計人員、教學資源制作人員和教學資源開發(fā)管理人員等。需要說明的是，教師既是教學人員，也經常成為教學資源開發(fā)人員。系統(tǒng)管理者的職責是在云教育平臺的建設、運用、停止運行的整個生命周期中對其實施資源審核、系統(tǒng)維護和管理。由于云平臺具有很強的交互性，因此云平臺教學資源開發(fā)和應用過程中各行為主體之間復雜的信息溝通可以在云計算平臺中動態(tài)實現(xiàn)。云平臺教學資源供需過程中各主體及他們之間復雜的信息交互過程如圖1所示。

云平臺教學資源供給流程可以分為三個階段，如圖2所示。第一階段為教學資源設計與開發(fā)。收集教學人員和學習者對教學資源的需求并作需求分析，開展教學資源設計活動，完成教學資源制作。第二階段是教學資源評估階段。主要內容包括：科學制訂教學資源評估體系，定量或定性地衡量教學資源的準確度、有效性、可用性、規(guī)范性和標準化程度等方面與期望值的偏差，并進行動態(tài)的調整。在云平臺教育教學活動中，教學資源評估的主體工作由學習者、教學人員和系統(tǒng)管理人員完成，比如資源的準確度和可用性應充分尊重教學人員的評價，資源的有效性和可用性可以多收集學習者的看法，而資源的規(guī)范程度則應在資源審查環(huán)節(jié)充分發(fā)揮系統(tǒng)管理人員的作用。教學資源評估專家則站在專業(yè)的角度制定教學資源的評估標準，并根據標準對教學資源的建設質量做出全面系統(tǒng)的評估。在教學資源建設質量要求不高的情況下，可以省略專家評估環(huán)節(jié)。云平臺教學資源的運用是一個長期的過程，因此其質量評估也是一個開放、持續(xù)、動態(tài)的過程。第三階段是教學資源使用階段。學習者和教學人員是這一階段的主要行為主體，他們在應用教學資源的同時，還將符合自身需要的教學資源通過復用、重組和關聯(lián)等功能建設自己的教學空間或學習空間，同時利用云平臺良好的互動功能對現(xiàn)有的教學資源進行評價，并根據自身的學習特點提出新的教學資源建設和改進意見，以得到系統(tǒng)管理者和教學資源開發(fā)人員的響應。

三、云平臺個性化教學資源供給模式

教學資源供給模式可以理解為教學資源從設計開發(fā)、質量評估到以某種形式為教師和學生所運用的一種較為典型的、相對穩(wěn)定的范式。云平臺教學資源供給模式如圖2所示。一方面，教學資源供給流程作為供給模式的實體流，由教學資源供需的三個階段按照開發(fā)程序形成一個閉合的環(huán)路。另一方面，資源供給的行為主體相互進行信息交流和溝通，形成教學資源開發(fā)信息交互網。在傳統(tǒng)的數字教育教學平臺中，平臺的相對獨立性和不兼容性使得各行為主體難以形成有效的、多維度的溝通，他們之間的信息交互是平面型的。云計算教育平臺的支持使資源和信息共享與溝通系統(tǒng)實現(xiàn)了完全的統(tǒng)一，平臺的獨立性和資源的不兼容性迎刃而解，從而實現(xiàn)了信息交互的網絡化。

為了滿足個性化的網絡教育需求，提高教學資源的使用效果，在教學資源設計和開發(fā)時必須對教學資源進行必要的信息描述和信息組織，因此本文在云平臺教學資源供給模式構建過程中引入學習元（Learning Cell，LC）概念[7][8][9]，并在此基礎上設計了教學資源個性化供給的推薦模型。

四、學習元（Learning Cell，LC）

學習元（LC）是北京師范大學的余勝泉教授（2007）為了適應泛在學習和建構認知學習范式的轉變對學習資源設計新需求而提出的新型學習資源組織方式。LC適合用于泛在學習和非正式學習，符合Web2.0的“以人為本，群建共享”的資源建設理念，具有生成性、開放性、聯(lián)通性、可進化發(fā)展、智能性、內聚性、自跟蹤和微型化等特征[10][11][12]。

支持云計算平臺的學習元由資源實體和資源描述文件兩個部分組成。資源實體是學習資源具體內容的載體，其表現(xiàn)形式可以是HTML網頁、圖片、視頻、音頻、文本等格式。從功能上劃分，資源實體包括學習內容、學習活動、練習、學習評價和學習工具等5種類型。

（一）資源實體

學習內容資源是學習元的主體類型，學習者從學習內容資源實體中獲取所需的學習材料，并根據自身原有的認知結構形成新的認知，并建構新的認知結構。學習元中的學習內容資源實體具有完整性、獨立性和微型化等特點。

學習活動資源實體用來實施對學習活動的指導，以文本、多媒體及兩者混合的形式來說明學習者如何開展學習活動才能更加有效地實現(xiàn)預期的學習目標。

練習資源是學習者加深知識理解，鞏固知識記憶，提升知識應用能力的學習載體。練習能夠促進新知識和舊知識的整合，加快新認知結構的建構進程。因此，練習資源是一種重要的資源實體。練習資源的設計要充分結合學習內容的細節(jié)、結構及不同學習內容之間的連通性。

學習評價資源是學習活動的反饋性材料，用來衡量學習者對于學習內容的掌握情況，以評估學習資源的質量、學習策略和學習活動的有效性。其展現(xiàn)形式一般為：網頁、程序、動畫、視頻、音頻及文本等。

學習工具應于為學習活動的開展和實施提供工具支持。云平臺上提供的學習工具主要表現(xiàn)形式有：網頁形式，常見的網頁形式工具比如檢索工具、調查問卷、在線測試頁面、學習論壇等；應用軟件，比如繪圖軟件、批注軟件等；文本、視頻、音頻，比如學習活動的預設場景說明、啟動信息幫助、知識地圖、學習導航等。

（二）資源描述文件

學習元實現(xiàn)其聯(lián)通性、智能性、可進化發(fā)展、內聚性等特性的重要結構基礎就是資源描述。資源描述文件記錄了各類學習資源實體之間的關聯(lián)信息，如表1所示。根據這些信息，使用者就能夠通過學習元檢索、知識地圖和學習導航等工具迅速跳轉到具體的學習元資源實體。

在資源描述信息的各元素中，標識（ID）、服務地址（Service_URL）由云平臺管理系統(tǒng)自動產生，用戶不能更改。授權（Author）、主題（Topic）、關鍵詞（Keywords）、說明（Desc）、母學習元（Parent_LC）、子學習元（Sub_LC）、兄弟學習元（Brother_LC）等元素可以根據資源的應用需求由資源創(chuàng)建者或其他授權者自行修改。

五、教學資源個性化推薦

由于有了云平臺的學習支持，教學系統(tǒng)能夠提供更加細粒度的教學資源個性化推薦服務。首先，根據用戶的學習興趣、已有知識、學習進度等因素，系統(tǒng)可以直接從學習元庫中檢索出符合相應特征的教學資源推薦給用戶。其次，用戶的設備類型、網絡狀況等情境因素將影響部分學習資源的正常運行。比如，IPAD設備無法播放FLASH課件，虛擬實驗3D交互課件和高清視頻演示課件需要良好的網絡帶寬等。最后，具有某些相似性和相關性的用戶往往在教學資源方面也有著相類似的需求，比如，英語四級學習交流群組中的用戶都需要用到“CET-4語法詳解”課件。根據上述分析，云平臺教學系統(tǒng)構建了三個模型，即用戶模型、協(xié)作模型和情境模型，并據此構建了教學資源個性化推薦模型，如圖3所示。

用戶模型、協(xié)作模型和情境模型是教學資源個性化推薦模型的核心部分，由系統(tǒng)根據用戶信息自動產生。用戶模型依據用戶個體的學習興趣、原有知識點及其結構、學習進度等信息形成用戶描述文件。信息收集可以采取在個人信息表中加入興趣愛好、所學專業(yè)、職業(yè)理想等欄目的方式。學習進度根據用戶的學習歷史記錄自動產生。原有知識點及知識結構通過用戶的檢索記錄、個人信息表、學習歷史記錄等信息獲得。協(xié)作模型主要根據用戶和學習資源的相似性和相關性，并根據這些信息產生用戶和資源聚類。因為有些用戶需要的資源沒有在用戶模型中顯性表達，因此協(xié)作模型經常能夠做到用戶模型無法完成的工作，給用戶推薦高適用性的學習資源。情境模型參照的信息主要有設備當前的網絡狀況、設備軟硬件環(huán)境等。這些信息需要系統(tǒng)主動獲取，比如網絡狀況需要周期性地對用戶的網絡帶寬、可靠性等QoS參數進行檢測，設備軟硬件信息也需要一定的軟件實施檢測和信息收集。根據用戶模型、協(xié)作模型和情境模型形成的過濾規(guī)則模型能夠對學習元進行自動匹配，并形成學習元推薦候選集和學習元正式推薦集。需要指出的是，用戶模型、協(xié)作模型、情境模型及過濾規(guī)則模型都是開放的，系統(tǒng)管理者和用戶可以根據實際的應用需求修改這些模型的度量因子。

參 考 文 獻

[1][2]霍麗榮，于淼，高義棟.云計算支持的群體協(xié)作學習環(huán)境研究[J].中國信息技術教育，2010（5）：77-80.

[3]周文娟.基于云計算的英語泛在學習模態(tài)與學習資源研究[J].遠程教育雜志， 2012（4）：73-78.

[4]余勝泉，萬海鵬.支持課程大規(guī)模開放的學習技術[J].中國電化教育，2014（7）：7-18.

[5]高鐵剛，朱建.基礎教育信息化教學資源供給模式研究[J].中國電化教育，2009（4）：57-60.

[6]張一春.Web2.0時代信息化教學資源建設的路徑與發(fā)展理念[J].現(xiàn)代遠程教育研究，2012（1）：41-47.

[7][10]楊現(xiàn)民，余勝泉，王志軍.學習元與學習對象的多維比較研究[J].開放教育研究，2010（6）：25-32.

[8][11]李山.學習元構建新的資源組織模式[J].中國教育網絡，2013（6）：35-36.

[9][12]楊現(xiàn)民，程罡，余勝泉.學習元平臺的設計及其應用場景分析[J].電化教育研究，2013（3）：55-62.