基于計算機網(wǎng)絡(luò)的＂自適應(yīng)式遠程教育＂模式的研究

基于計算機網(wǎng)絡(luò)的＂自適應(yīng)式遠程教育＂模式的研究

　　
摘要本文分析了現(xiàn)代教育的特點以及當前"遠程教育"的發(fā)展狀況，提出了一種自適應(yīng)式的面向?qū)W習者的網(wǎng)絡(luò)教育模式，給出了該模式的基本構(gòu)架和功能說明，并從實現(xiàn)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(yīng)式遠程教育交互式個性化

1.背景

"十年樹樹、百年樹人"，教育作為一個國家的根本，具有及其深遠的意義。２１世紀將是以知識為基礎(chǔ)經(jīng)濟的時代。隨著知識經(jīng)濟時代的來臨，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，成為越來越多人關(guān)心和探討的問題。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(xiàn)代教育的一個亮點。

l現(xiàn)代教育的基本特點：

1)資源共享

資源共享是一種節(jié)約資源，促進交流的有效形式。傳統(tǒng)教育由于其分散性，往往受到地域分布的限制，無法充分發(fā)展。而在現(xiàn)代教育中，共享教育資源既可以節(jié)約國家對于教育的投入，又可以使得不同學校在教育的內(nèi)容和形式上進行交流，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)個性化

"因材施教"是一種理想的教育模式。傳統(tǒng)教育由于投入的有限，無法很好的做到這一點。而現(xiàn)代教育強調(diào)根據(jù)學生各自不同的素質(zhì)和情況，針對每個學生個體施教。目前我國的教育正從應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)化，強調(diào)個性化的教育是符合素質(zhì)教育要求的。

3)交互式

在"個性化"教育中，學生必須與教師進行充分的交流。教師要根據(jù)自己觀察到的學生的接受情況來安排下一步的教學。所以，交互性是教育"個性化"的一個必要條件。

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(chǔ)的遠程教育，給我們帶來了許多全新的教育理念，如人機交互、網(wǎng)絡(luò)化學習環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所支持的虛擬學習團體等。在這種教育形式中，不僅實現(xiàn)了教育的資源共享、個性化和交互式，還具有以下特點：

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更為生動；

2)通過先進的通信設(shè)備，消滅距離的鴻溝，使不同地點的學員與教師之間可以進行"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，使學員可以更加靈活選擇上課的時間、地點和內(nèi)容的通過網(wǎng)絡(luò)隨時選擇適合自己的內(nèi)容進行點播學習；

2.現(xiàn)有遠程教育模式分析

l現(xiàn)有遠程教育的基本構(gòu)架

現(xiàn)有遠程教育主要以遠程學習系統(tǒng)、遠程答疑系統(tǒng)和遠程考試系統(tǒng)為核心，通過管理系統(tǒng)對其進行管理。作為輔助功能，還可以加上遠程作業(yè)系統(tǒng)和遠程交流系統(tǒng)。所有這些系統(tǒng)互相配合，構(gòu)成一個完整的遠程教育系統(tǒng)。

⑴遠程學習系統(tǒng)

遠程學習系統(tǒng)為學習者提供了一個虛擬的"課堂"。系統(tǒng)充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，將教師授課的語音、圖像、多媒體網(wǎng)絡(luò)課件和數(shù)據(jù)等實時或非實時地從大學傳送到異地教學站，這樣學生就可以在異地教學站的遠程多媒體教室里與在校學生一樣聆聽老師的課程。

⑵遠程答疑系統(tǒng)

遠程答疑系統(tǒng)是利用視頻會議系統(tǒng)，通過衛(wèi)星和網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，實現(xiàn)雙向交流的一種教學手段。答疑系統(tǒng)主要用于教師與學生、學生與學生之間的交流。教師通過這套系統(tǒng)，可以實現(xiàn)與遠端教學站學生進行答疑討論等環(huán)節(jié)的教學活動。

⑶遠程考試系統(tǒng)

遠程考試系統(tǒng)是教學信息反饋的重要手段，通過考試可以將學生的學習進展狀況反饋給系統(tǒng)。

⑷遠程作業(yè)系統(tǒng)

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

⑸遠程交流系統(tǒng)

遠程交流系統(tǒng)主要提供文本交談、白板、實時語音交流等幾種功能，是學生、教師之間交流的重要手段。

⑹遠程管理系統(tǒng)

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

l當前遠程教育中的不足

目前的遠程教育往往片面強調(diào)計算機網(wǎng)絡(luò)能夠更有效地傳遞常規(guī)形式的教學內(nèi)容，卻因此忽視了其對于教學方式的影響，即通過使用計算機網(wǎng)絡(luò)的新的信息形式和學習經(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放在教學的傳遞和傳播的技術(shù)上，其結(jié)果只是將教師的形象轉(zhuǎn)移到遠程，缺乏對學生學習狀況的了解以及教師與遠程學生之間的交流，使得教學仍是老式的"填鴨式教學"，教課內(nèi)容千篇一律，不能根據(jù)學生的具體情況而"適身定做"，往往起不到良好的教學效果。

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

3.自適應(yīng)的遠程教育模式

l核心思想

自適應(yīng)遠程教育模式的基本思想是：以學生為中心，根據(jù)學生對知識的掌握和接受程度有針對性的教學。其原理是通過與學生的交互，時刻了解學生對知識的掌握情況，并根據(jù)掌握情況調(diào)節(jié)課程的內(nèi)容和難度，從而實現(xiàn)"個性化教學"，因材施教，更好的完成教學工作。

學生在完成階段性學習后，將進行測試，檢驗學習效果。如果在某個知識點的得分偏低，系統(tǒng)可以在下一次學習過程中將給該知識點的內(nèi)容動態(tài)添加進來，減慢學習進度；相反，如果學生測試的成績較好，則系統(tǒng)可以根據(jù)具體情況增加學習內(nèi)容，加快學習進度，從而達到教與學的平衡狀態(tài)。

l關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)

1)課件的組織

課件根據(jù)具體的內(nèi)容可以劃分成課件元（CourseWareElement），課件元作為組織授課內(nèi)容的基本單位。如英語課件可以分成語法元課件、口語元課件、聽力元課件、詞匯元課件和寫作元課件等幾部分，語法元課件又可分為動詞、形容詞等更小粒度的元課件。

系統(tǒng)通過課件容器(CourseWareContainer)將課件元提交給學生。所有的授課內(nèi)容（課件元素）都放在課件容器中。

2)學生學習進度評價
每個學生對應(yīng)一個學生紀錄

學生ID課程ID學習進度M接受程度參數(shù)W其他信息

其中接受程度參數(shù)W用來描述該學生對該課程接受的快慢程度，W的值越大，表明學生對課程接受的越快。W是一個動態(tài)參數(shù)，將隨著學生對不同的學習內(nèi)容接受的快慢程度而動態(tài)變化。

3)課程內(nèi)容評價

課程名稱課程ID課程難度系數(shù)P其他信息

課程難度系數(shù)P用來描述該課程的難度狀況，P值越大，代表課程的難度越大。P的取值來自對選學該門功課的學生得分的統(tǒng)計，與具體的學生無關(guān)，僅取決于課程本身。

4)具體實現(xiàn)

學習內(nèi)容用C表示，該課程計劃的內(nèi)容用C0表示；學生測試得分用L表示，該課程的期望分數(shù)值用L0表示：

C=C0/(WP)

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

5)系統(tǒng)的工作過程描述

i.取學生對功課S的接受程度W和進度M；

ii.根據(jù)M從課件庫中提取課件元素，并根據(jù)W的值組織內(nèi)容；

iii.學生通過與系統(tǒng)交互，進行學習；

iv.學生進行測驗，根據(jù)得分調(diào)節(jié)W值；

v.繼續(xù)下一階段的學習，重復ⅰ--ⅳ；

4.總結(jié)

本文提出了一種自適應(yīng)的遠程教學模式，并給出了實現(xiàn)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，使得教學更有針對性，能夠找出學生學習過程中的薄弱環(huán)節(jié)，并能根據(jù)學生對知識的接受狀況動態(tài)調(diào)整學習進度，從而實現(xiàn)了"家庭教師"式的教學方式。

本文對遠程教學的方法與模式進行了有益的探索。隨著整個網(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，未來的網(wǎng)上教育將是個性化的、有針對性的教學，可以預見，個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)》清華大學出版社1996
2)CERNET的研究與發(fā)展，科學出版社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：西安交通大學網(wǎng)絡(luò)所黃仰誠曹玖新

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