適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)的參考模型對比研究

金慕鑫

摘 要 適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)需要一定的標準去指導(dǎo)，有了一定的參考模型才能讓適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)更加完善其功能，使得適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)成熟度提高，通過對適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)和幾種常用參考模型進行了介紹以及對參考模型的特點進行了比較，為進一步的設(shè)計開發(fā)適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)提供了一定的依據(jù)。

關(guān)鍵詞 自適應(yīng) 參考模型 個性化學(xué)習(xí)

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A

信息技術(shù)的發(fā)展改變了人們的生活方式，為人們生活學(xué)習(xí)提供了越來越多的便利，新媒體對教育的沖擊也越來越大，數(shù)字化的學(xué)習(xí)環(huán)境已經(jīng)成為未來教育發(fā)展的主流趨勢。在這樣一個大數(shù)據(jù)時代，我們要掌握學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)特點及其學(xué)習(xí)需求，為不同的學(xué)習(xí)者營造一個個性化的學(xué)習(xí)路徑，減少其在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中迷航，自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的建設(shè)就成為目前網(wǎng)絡(luò)教育中亟待解決的問題。自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)需要選擇一個適合的參考模型作為開發(fā)設(shè)計的標準，本文主要簡單介紹了幾種適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)的參考模型以及將他們進行簡單的對比，為適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計提供指導(dǎo)標準。

1適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)及其教育意義

“適應(yīng)”是指個體與環(huán)境達到和諧關(guān)系的動態(tài)過程，表現(xiàn)在個體改變自己以適應(yīng)環(huán)境，也包括個體改變環(huán)境使之滿足自己的需要。適應(yīng)性技術(shù)的目的：為了創(chuàng)造一個健全靈活的教學(xué)環(huán)境來支持不同能力、殘障、興趣、背景和其他特征的學(xué)生的學(xué)習(xí)，是指調(diào)整自身以符合學(xué)習(xí)者特征和需求，它的主要原理是通過從學(xué)習(xí)者特征中識別信息然后獲取有用的信息反饋給學(xué)習(xí)者模型，適應(yīng)性系統(tǒng)通過從學(xué)習(xí)者模型中調(diào)取有用的信息，與已建立的知識模型去匹配，從而創(chuàng)造出更好的教學(xué)環(huán)境以提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果。所以說適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)要能夠根據(jù)學(xué)習(xí)者的個別能力特征，動態(tài)的呈現(xiàn)與學(xué)習(xí)者當(dāng)前學(xué)習(xí)能力最相關(guān)的基于超媒體教學(xué)內(nèi)容。在這個系統(tǒng)中，學(xué)習(xí)者能夠自主掌控自己的學(xué)習(xí)過程，根據(jù)自身的能力特征，選擇適合自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)策略。

美國《飛向成功》 的作者唐納德·克里夫頓博士曾提出，“只有適合學(xué)生的教育才是真正的教育”。我國教育學(xué)會會長顧明遠教授也指出，“最適合的教育才是最好的教育”。但是目前的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)最突出問題是系統(tǒng)不能根據(jù)學(xué)習(xí)者的個體差異來提供有效的學(xué)習(xí)支持，多數(shù)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)提供給學(xué)習(xí)者的都是千篇一律的學(xué)習(xí)資源與教學(xué)策略忽略了學(xué)習(xí)者的特征和學(xué)習(xí)者的需求，容易造成學(xué)習(xí)者的認知超載和網(wǎng)絡(luò)迷航，失去學(xué)習(xí)動機和學(xué)習(xí)的樂趣，更有甚者萌生厭學(xué)、輟學(xué)等想法， 嚴重影響網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)質(zhì)量，不利于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)能力個性培養(yǎng)， 尤其對工作記憶能力比較低的學(xué)習(xí)者影響甚大。自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)使網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)更加智能化，為學(xué)習(xí)者呈現(xiàn)個性化的學(xué)習(xí)路徑，進而可以有效的促進學(xué)習(xí)者的個性化教育。

適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)的未來發(fā)展方向為將這一系統(tǒng)賦予到各種移動學(xué)習(xí)工具上，能夠支持泛在學(xué)習(xí)，促進人們將學(xué)習(xí)行為演變成為一種自然的生活習(xí)慣。適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)在構(gòu)建過程中利用了多媒體技術(shù)、web技術(shù)、人工智能技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等來設(shè)計，要關(guān)注不同的學(xué)生認知水平，提出相應(yīng)的學(xué)習(xí)要求，設(shè)計出適合每個學(xué)生的教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)策略，充分調(diào)動學(xué)習(xí)者的積極性。參考模型就成了適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)構(gòu)建的基礎(chǔ)，給適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)提供了一種標準指導(dǎo)。

2常用的自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的參考模型

參考模型是一種設(shè)計模型，是所有的開發(fā)的基礎(chǔ)，它包含了目標和理念，對系統(tǒng)中的角色和角色的責(zé)任進行定位，簡化問題的難易程度，以便區(qū)分系統(tǒng)。自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的參考模型的作用類似OSI模型，定義了系統(tǒng)內(nèi)的層次結(jié)構(gòu)、相互關(guān)系、包含的服務(wù)但是不提供具體的方法。它被用來指導(dǎo)系統(tǒng)的開發(fā)，貫穿開發(fā)過程的始終，對系統(tǒng)的架構(gòu)進行指導(dǎo)，所以說參考模型是開發(fā)自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)必不可少的因素。以下是幾種目前常用的參考模型。

1994 年德克斯特提出了超文本參考模型（Dexter Hypertext Reference Model，DHRM） 。該模型分為運行時層、存儲層、組件內(nèi)層，并使用錨定和呈現(xiàn)規(guī)范作為連接機制。運行時層表示了超文本信息主要實現(xiàn)交互和呈現(xiàn)信息，存儲層保存節(jié)點和數(shù)據(jù)庫，組件內(nèi)層包含節(jié)點內(nèi)的內(nèi)容。錨定是組件內(nèi)層與存儲層的通訊接口，主要用于確定存儲層的錨點在組件內(nèi)層中的位置；呈現(xiàn)規(guī)范描述如何將內(nèi)容展現(xiàn)給用戶的機制。

1999 年，黛布拉（De Bra）基于德克斯特超文本參考模型（DHRM）對存儲層進行了擴展，提出了自適應(yīng)超媒體應(yīng)用模型（Adaptive Hypermedia Application Model，AHAM），如圖 1 所示。

該模型包括的存儲層中包含了領(lǐng)域模型、自適應(yīng)模型、和用戶模型。領(lǐng)域模型通過概念與概念之間的關(guān)系來表述領(lǐng)域知識；用戶模型包含著學(xué)習(xí)者的認知能力、知識水平以及媒體偏好等；自適應(yīng)模型要負責(zé)用戶與系統(tǒng)之間的交互，存儲著交互規(guī)則的選擇和調(diào)用時通過自適應(yīng)引擎來完成的。

2003 年，荷蘭埃因霍溫技術(shù)大學(xué)亞歷山德拉（Alexandra）等基于自適應(yīng)超媒體應(yīng)用模型（AHAM）提出了自適應(yīng)超媒體分層創(chuàng)作模型（Layered WWWAHS Authoring Model，LAOS）包括領(lǐng)域模型、目標和約束模型、用戶模型、自適應(yīng)模型和呈現(xiàn)模型。

LAOS參考模型中沒有了原來的運行時層、存儲層和組件內(nèi)層而是由領(lǐng)域模型、目標和約束模型、用戶模型、自適應(yīng)模型和呈現(xiàn)模型五個層級模型組成，它主要引入了一個目標和約束模型，在這個模型下，領(lǐng)域知識是不能直接與自適應(yīng)模型交互的，就好比你直接去圖書館借書而不通過圖書館的電子搜索引擎去搜索所想借的書在哪個書架那么你借書就是很盲目的而且會浪費時間，所以說這個目標與約束模型是一個編輯的過程，指明了關(guān)注點以及限定了搜索范圍。它對領(lǐng)域模型進行過濾、重組及重構(gòu)提高了檢索效率。

2006 年，阿羅約（Aroyo）等人基于德克斯特超文本參考模型（DHRM）和自適應(yīng)超媒體應(yīng)用模型（AHAM）提出了增強自適應(yīng)超媒體應(yīng)用模型（Enhanced Adaptive Hypermeda Application Model， EAHAM），如圖 2所示。

之所以是增強型自適應(yīng)超媒體模型是因為它在AHAM模型上做了改變。之所以叫增強自適應(yīng)模型是由于它在存儲層中增加了教學(xué)模型和情境模型，其中教學(xué)模型和自適應(yīng)模型一樣決定系統(tǒng)怎樣實現(xiàn)自適應(yīng)，情境模型同用戶模型一起決定系統(tǒng)按什么參數(shù)去實現(xiàn)自適應(yīng)，這樣更增強了系統(tǒng)的適應(yīng)性的功能。

3適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)中參考模型的比較分析

以上所簡述的參考模型是依次在上一個基礎(chǔ)之上進行的，從他們的層次圖中我們可以看出他們都有作為連接的錨定和規(guī)格，都主要區(qū)別在存儲層中。他們的主要比較如表1所示。

這些模型之間都有著一定的聯(lián)系。LAOS與EAHAM都是由AHAM演化而來，而他們最終的來源都是DHRM。在這些參考模型中不變的中心角色是領(lǐng)域模型和用戶模型，這兩個模型關(guān)系到自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的適應(yīng)性，是自適應(yīng)系統(tǒng)的核心內(nèi)容。這幾個參考模型各自有各自的特點，給開發(fā)者提供了一定的設(shè)計的標準，雖然他們各有各自的特點所關(guān)注的角度不同但是在自適應(yīng)學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)中選擇什么樣的參考模型作為標準還取決于所設(shè)計的自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的特點，這樣參考模型才能更好的對適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)進行指導(dǎo)。

4結(jié)語

在大數(shù)據(jù)的今天，自適應(yīng)的學(xué)習(xí)系統(tǒng)要更加體現(xiàn)了個性化的學(xué)習(xí)特點，學(xué)習(xí)的內(nèi)容就要更加體現(xiàn)學(xué)生的特點，這就需要自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)更加具備個性化、適應(yīng)性的特點，并且具有可拓展性。從基于大數(shù)據(jù)的個性化自適應(yīng)學(xué)習(xí)過程中，既需要考慮學(xué)生個性化特征，又要考慮從海量數(shù)據(jù)中挖掘有價值的個性化學(xué)習(xí)信息方法等。然而在開發(fā)適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)時參考模型是必不可少的。明確這些模型各自的特點是對適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)體系的架構(gòu)具有特殊的指導(dǎo)意義。合適的參考模型可以為后續(xù)自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)奠定一個良好的基礎(chǔ)。

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