基于計算機網(wǎng)絡(luò )的＂自適應式遠程教育＂模式的研究

　　
摘要本文分析了現代教育的特點(diǎn)以及當前"遠程教育"的發(fā)展狀況，提出了一種自適應式的面向學(xué)習者的網(wǎng)絡(luò )教育模式，給出了該模式的基本構架和功能說(shuō)明，并從實(shí)現的角度討論了相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)及其解決方案。

關(guān)鍵詞自適應式遠程教育交互式個(gè)性化

1.背景

"十年樹(shù)樹(shù)、百年樹(shù)人"，教育作為一個(gè)國家的根本，具有及其深遠的意義。２１世紀將是以知識為基礎經(jīng)濟的時(shí)代。隨著(zhù)知識經(jīng)濟時(shí)代的來(lái)臨，知識和掌握知識的人才日益成為國家繁榮、民族振興的決定性因素和主要資源，因而，如何更好的發(fā)展教育、什么樣的教育方式更為先進(jìn)，成為越來(lái)越多人關(guān)心和探討的問(wèn)題。而遠程教育這一基于計算機技術(shù)和通訊技術(shù)的教育方式，正以其自身優(yōu)勢，成為現代教育的一個(gè)亮點(diǎn)。

l現代教育的基本特點(diǎn)：

1)資源共享

資源共享是一種節約資源，促進(jìn)交流的有效形式。傳統教育由于其分散性，往往受到地域分布的限制，無(wú)法充分發(fā)展。而在現代教育中，共享教育資源既可以節約國家對于教育的投入，又可以使得不同學(xué)校在教育的內容和形式上進(jìn)行交流，從而縮小不同地域教育水平的差距，是全國的教育水平得以提高。

2)個(gè)性化

"因材施教"是一種理想的教育模式。傳統教育由于投入的有限，無(wú)法很好的做到這一點(diǎn)。而現代教育強調根據學(xué)生各自不同的素質(zhì)和情況，針對每個(gè)學(xué)生個(gè)體施教。目前我國的教育正從應試教育向素質(zhì)教育轉化，強調個(gè)性化的教育是符合素質(zhì)教育要求的。

3)交互式

在"個(gè)性化"教育中，學(xué)生必須與教師進(jìn)行充分的交流。教師要根據自己觀(guān)察到的學(xué)生的接受情況來(lái)安排下一步的教學(xué)。所以，交互性是教育"個(gè)性化"的一個(gè)必要條件。

l基于計算機網(wǎng)絡(luò )的遠程教育

以計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)為基礎的遠程教育，給我們帶來(lái)了許多全新的教育理念，如人機交互、網(wǎng)絡(luò )化學(xué)習環(huán)境、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)所支持的虛擬學(xué)習團體等。在這種教育形式中，不僅實(shí)現了教育的資源共享、個(gè)性化和交互式，還具有以下特點(diǎn)：

1）綜合利用聲音、圖像、文本等多媒體技術(shù)，以多樣的表達手段使得枯燥的教學(xué)更為生動(dòng)；

2)通過(guò)先進(jìn)的通信設備，消滅距離的鴻溝，使不同地點(diǎn)的學(xué)員與教師之間可以進(jìn)行"面對面"的交流；

3)將課程、試驗、作業(yè)、參考資料以及試卷做成課件，使學(xué)員可以更加靈活選擇上課的時(shí)間、地點(diǎn)和內容的通過(guò)網(wǎng)絡(luò )隨時(shí)選擇適合自己的內容進(jìn)行點(diǎn)播學(xué)習；

2.現有遠程教育模式分析

l現有遠程教育的基本構架

現有遠程教育主要以遠程學(xué)習系統、遠程答疑系統和遠程考試系統為核心，通過(guò)管理系統對其進(jìn)行管理。作為輔助功能，還可以加上遠程作業(yè)系統和遠程交流系統。所有這些系統互相配合，構成一個(gè)完整的遠程教育系統。

⑴遠程學(xué)習系統

遠程學(xué)習系統為學(xué)習者提供了一個(gè)虛擬的"課堂"。系統充分利用網(wǎng)絡(luò )資源，將教師授課的語(yǔ)音、圖像、多媒體網(wǎng)絡(luò )課件和數據等實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)地從大學(xué)傳送到異地教學(xué)站，這樣學(xué)生就可以在異地教學(xué)站的遠程多媒體教室里與在校學(xué)生一樣聆聽(tīng)老師的課程。

⑵遠程答疑系統

遠程答疑系統是利用視頻會(huì )議系統，通過(guò)衛星和網(wǎng)絡(luò )傳輸技術(shù)，實(shí)現雙向交流的一種教學(xué)手段。答疑系統主要用于教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的交流。教師通過(guò)這套系統，可以實(shí)現與遠端教學(xué)站學(xué)生進(jìn)行答疑討論等環(huán)節的教學(xué)活動(dòng)。

⑶遠程考試系統

遠程考試系統是教學(xué)信息反饋的重要手段，通過(guò)考試可以將學(xué)生的學(xué)習進(jìn)展狀況反饋給系統。

⑷遠程作業(yè)系統

在學(xué)生的學(xué)習過(guò)程中，作業(yè)的布置、提交與批改是非常重要的一環(huán)。老師可以通過(guò)作業(yè)系統得到教學(xué)效果的反饋，既可以不解不同學(xué)生的學(xué)習情況，以便因材施教，又可以發(fā)現教學(xué)過(guò)程或課件中存在的問(wèn)題，并采取措施加以修改完善。

⑸遠程交流系統

遠程交流系統主要提供文本交談、白板、實(shí)時(shí)語(yǔ)音交流等幾種功能，是學(xué)生、教師之間交流的重要手段。

⑹遠程管理系統

遠程管理系統的目的是為網(wǎng)上學(xué)習系統的學(xué)員提供一個(gè)集成的學(xué)習環(huán)境，使得學(xué)員們可以方便地利用網(wǎng)上學(xué)習系統的各種學(xué)習設施，如遠程考試系統、遠程討論系統，多媒體作業(yè)系統等，同時(shí)，對學(xué)員的學(xué)習記錄進(jìn)行統計分析，并將結果反饋給學(xué)員和有關(guān)人員，以提高學(xué)習的效率。

l當前遠程教育中的不足

目前的遠程教育往往片面強調計算機網(wǎng)絡(luò )能夠更有效地傳遞常規形式的教學(xué)內容，卻因此忽視了其對于教學(xué)方式的影響，即通過(guò)使用計算機網(wǎng)絡(luò )的新的信息形式和學(xué)習經(jīng)驗，能夠賦予交流和教育以新的形式，使得遠程的教育可以更有效。許多遠程教育將重點(diǎn)放在教學(xué)的傳遞和傳播的技術(shù)上，其結果只是將教師的形象轉移到遠程，缺乏對學(xué)生學(xué)習狀況的了解以及教師與遠程學(xué)生之間的交流，使得教學(xué)仍是老式的"填鴨式教學(xué)"，教課內容千篇一律，不能根據學(xué)生的具體情況而"適身定做"，往往起不到良好的教學(xué)效果。

因此，遠程教育應該將傳統的以教師為中心改變?yōu)橐詫W(xué)習者為主體，著(zhù)重于因材施教，積極倡導個(gè)性化教育模式。

3.自適應的遠程教育模式

l核心思想

自適應遠程教育模式的基本思想是：以學(xué)生為中心，根據學(xué)生對知識的掌握和接受程度有針對性的教學(xué)。其原理是通過(guò)與學(xué)生的交互，時(shí)刻了解學(xué)生對知識的掌握情況，并根據掌握情況調節課程的內容和難度，從而實(shí)現"個(gè)性化教學(xué)"，因材施教，更好的完成教學(xué)工作。

學(xué)生在完成階段性學(xué)習后，將進(jìn)行測試，檢驗學(xué)習效果。如果在某個(gè)知識點(diǎn)的得分偏低，系統可以在下一次學(xué)習過(guò)程中將給該知識點(diǎn)的內容動(dòng)態(tài)添加進(jìn)來(lái)，減慢學(xué)習進(jìn)度；相反，如果學(xué)生測試的成績(jì)較好，則系統可以根據具體情況增加學(xué)習內容，加快學(xué)習進(jìn)度，從而達到教與學(xué)的平衡狀態(tài)。

l關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現

1)課件的組織

課件根據具體的內容可以劃分成課件元（CourseWareElement），課件元作為組織授課內容的基本單位。如英語(yǔ)課件可以分成語(yǔ)法元課件、口語(yǔ)元課件、聽(tīng)力元課件、詞匯元課件和寫(xiě)作元課件等幾部分，語(yǔ)法元課件又可分為動(dòng)詞、形容詞等更小粒度的元課件。

系統通過(guò)課件容器(CourseWareContainer)將課件元提交給學(xué)生。所有的授課內容（課件元素）都放在課件容器中。

2)學(xué)生學(xué)習進(jìn)度評價(jià)
每個(gè)學(xué)生對應一個(gè)學(xué)生紀錄

學(xué)生ID課程ID學(xué)習進(jìn)度M接受程度參數W其他信息

其中接受程度參數W用來(lái)描述該學(xué)生對該課程接受的快慢程度，W的值越大，表明學(xué)生對課程接受的越快。W是一個(gè)動(dòng)態(tài)參數，將隨著(zhù)學(xué)生對不同的學(xué)習內容接受的快慢程度而動(dòng)態(tài)變化。

3)課程內容評價(jià)

課程名稱(chēng)課程ID課程難度系數P其他信息

課程難度系數P用來(lái)描述該課程的難度狀況，P值越大，代表課程的難度越大。P的取值來(lái)自對選學(xué)該門(mén)功課的學(xué)生得分的統計，與具體的學(xué)生無(wú)關(guān)，僅取決于課程本身。

4)具體實(shí)現

學(xué)習內容用C表示，該課程計劃的內容用C0表示；學(xué)生測試得分用L表示，該課程的期望分數值用L0表示：

C=C0/(WP)

W=(L/L0)*(1/P)

5)系統的工作過(guò)程描述

i.取學(xué)生對功課S的接受程度W和進(jìn)度M；

ii.根據M從課件庫中提取課件元素，并根據W的值組織內容；

iii.學(xué)生通過(guò)與系統交互，進(jìn)行學(xué)習；

iv.學(xué)生進(jìn)行測驗，根據得分調節W值；

v.繼續下一階段的學(xué)習，重復ⅰ--ⅳ；

4.總結

本文提出了一種自適應的遠程教學(xué)模式，并給出了實(shí)現的主要方法。該模式充分利用互聯(lián)網(wǎng)的交互性和計算機的認知能力，使得教學(xué)更有針對性，能夠找出學(xué)生學(xué)習過(guò)程中的薄弱環(huán)節，并能根據學(xué)生對知識的接受狀況動(dòng)態(tài)調整學(xué)習進(jìn)度，從而實(shí)現了"家庭教師"式的教學(xué)方式。

本文對遠程教學(xué)的方法與模式進(jìn)行了有益的探索。隨著(zhù)整個(gè)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)和教育理論的發(fā)展，未來(lái)的網(wǎng)上教育將是個(gè)性化的、有針對性的教學(xué)，可以預見(jiàn)，個(gè)性化的教育模式將為網(wǎng)絡(luò )遠程教育注入新的活力。

參考文獻

1)周明天《TCP/IP網(wǎng)絡(luò )原理與技術(shù)》清華大學(xué)出版社1996
2)CERNET的研究與發(fā)展，科學(xué)出版社1999.10
3)LucentTechnologyCEDL(TheCenterforExcellenceinDistanceLearning)http://www.lucent.com/cedl
4)IllinoisOnlineNetwork(ION)
http://illinois.online.uillinois.edu/IONresources/


ResearchonAdaptiveRemoteEducationMode

BasedonComputerNetwork
HuangYangcheng1ChenYing2CaoJiuxin1ZhangDeyun1
1(NetworkInstitute,Xi'anJiaotongUniversity,710049,Xi'anChina)
2(SoftwareInstitute,Xi'anJiaotongUniversity,710049,Xi'anChina)

Abstract
Asweapproachthetwenty-firstcentury,corporationsarefacingagrowingneedformoretrainingandeducationandasimilarneedformoreefficientandcost-effectivedeliveryofthistraining.75%oftheexistingworkforcewillneedretraininginthenext10years.Tomeetthesedemands,efficienttrainingsolutionsmustbedevelopedrapidly.Whetherforformaleducation,continuingprofessionaldevelopment,orforemployeetrainingorretraining,remoteeducationsolutionsneedstodelivertherightkindofeducationalcontenttolearners-anytime,anywhere.Nowadayswiththedevelopmentofnetworktechnology,remoteeducationnetworksmaketrainingandadvancededucationpossibleincaseswheretimeandbudgetaryconstraintsmakeitdifficulttoorganizeface-to-facetraining.Remoteeducationnetworksisaseamlessnetworkedlearningenvironmentthatintegratesvoice,video,anddataconnectionsamonglearners,instructors,experts,virtuallibraries,theInternet,andsupportservices.Remoteeducationsystemmainlyconsistsofsixcomponents:remotelearningsystem,remotequestioningsystem,remoteexaminationsystem,remotehomeworksystem,remotecommunicationsystem,remotemanagementsystem..
Howevercurrentremoteeducationhassomeshortcomings.Itonlyemphasizesnetwork'sfunctionoftransferingteachingcontentsandneglectstheimprovementofteachingperformance.Itcannotsuitaspecialstudent.Thatis,itisnotstudent-centeredbutteacher-centered.Thiscannotmeettheneedofmoderneducationandcannotreceivegoodteachingperformance.Remoteeducationmustbestudent-centered,andfocusonimprovetheteachingmethods.Interactionisthemostpowerfulwaytoengagelearners.Theinstructorneedstodesignopportunitiesforinter-siteandintra-siteinteractionsamonglearners,ataminimumofabouteverytwentyminutes.Question-and-answerperiods,brainstormingsessions,casediscussions,androle-playingexerciseareexamplesofstrategiestheinstructorcanusetostimulateinteraction.
Thispaperanalyzesthemaincharacteristicsofmoderneducationsystemandthedevelopmentofremoteeducation.Anewadaptivestudent-centerednetworkededucationmodeispresented.Thismodemakesfulluseoftheinteractiveityofthecomputernetwork.Teachingisbasedonthestudent'sabilityofacceptingknowledge.Accordingtothemode,remoteeducationsystemcanlearnthestudystatusofthestudent,andadjustthelearningspeedandthequalityofthecoursetomeettheneedofthestudent.
Afterastageofstudy,studentwillhaveatesttochecktheperformanceofstudy.Ifthescoreofsomeknowledgepointistoolow,thesystemwillemphasizethisknowledgepointatthenextlearningstage,andslowdownthelearningspeed.Onthecontrary,thesystemcanalsoincreasecontentsandthedifficultylevelofthecourse.
Thekeytechnologyincludes:
ltheorginationofcourseware
Thecoursewareisdevidedintomanycoursewareelements.Everyelementisabasicunitofthecourse.Andcoursewareelementsareputina"coursewarecontainer".
ltheevaluationofastudent'slearningprogress
Aparameterisusedtomeasureastudent'slearningprogress.Itissetaccordingtothescoreofthetest.Thevalueischangedwiththelearningprogress.
ltheevaluationofacourse
Everycoursehasaconstanttoevaluteitsdifficultlevel.Itissetaccordingtostatistics.
Thetechniquedetailshavebeenillustratedinthepaper.
Keywordsadaptive,remoteeducation,interactive,individual




作者：西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò )所黃仰誠曹玖新

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