實現Ｅ－ｌｅａｒｎｉｎｇ平臺中的學生自適應學習

李　斌　李　緋

【摘要】國內學生長期依賴面授教學，造成學習主動性差，難以適應e-learning。本文試圖以清華大學遠程教育的網絡教學平臺為例，探索智能評價系統的設計與實現，尋求在網絡教學環境下激勵和引導學習的有效方法。

【關鍵詞】智能評價 e-learning 自適應學習

【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009—8097（2009）06—0091—03

一 e-learning引發了學習方式的革命，但也帶來了學習不適應的問題

相對于傳統學習來說，e-learning是利用網絡進行的自主化、個性化的學習方式，具有革命性的變化。e-learning強調自我實現，強調個性，要求學生在學習上積極主動。而國內學生長期依賴面授，學習內容和學習方法由教師高度控制，造成學生主動性差，自我學習能力和信息收集能力欠缺，創新意識薄弱，難以適應e-learning[1]。針對這種情況，一方面，學生應該培養自己自主學習的習慣，可以質疑教師，多體現獨立性的一面；另一方面，要加強對e-learning學習過程的管理，根據每個人不同的情況，反饋出學習效果的評價，從而幫助學生調整下一步的學習。

二 建立智能評價系統，實現對學習過程的高效管理

e-learning是一種異步的學習方式，也就是說，教與學的活動可以發生在不同時間、不同地點。計算機網絡有著強大的交互能力和信息處理能力，在e-learning學習過程中，雖然教師與學生無法面對面地進行交流，直接獲取學生學習狀況的第一手資料，但是教師同樣可以了解學生的學習情況，而且甚至比面授教學時所獲得的更為詳細和量化[2]。

基于因特網，可以建立一個智能評價系統，它可以記錄和收集學生在學習過程中的各種行為數據，然后依照預先制定好的各種規則處理這些數據，生成評價結果。評價結果將直接反饋給學生，以便學生能根據自己的學習狀況及時調整學習進度和改進學習方法。同時，評價結果也會呈現給教師，然后教師根據自己豐富的教學經驗，找出學生在學習過程中出現的各種問題，給予學生進一步的學習指導。

所以，智能評價系統構筑起了教師和學生之間溝通的橋梁，通過這座橋梁，實現了教師對學生整個學習過程的有效監管。此外，智能評價系統也是教師的半個代理人，它能根據制定的規則處理學生在學習過程中出現的一些常見問題，把教師從機械的數據處理工作中解脫出來，從而對學生的學習指導過程更加快捷高效。

三 轉變教師觀念，充分發揮智能評價系統的作用

長期以來，以教師為中心的教學思想在國內教育界占據著主導地位。這種思想強調教師的主體和權威地位，主張教師教什么，學生就應該學習什么。在網絡教學活動中，如果教師不能放下以自我為中心的思想，充分考慮網絡教學環境和學生的特點，很容易造成教與學的脫節，學生將不能獲取合適的學習內容，學習行為也得不到有效的指導。

e-learning主張一切教學活動應該以學生為中心，為學生的學習服務，所以教師的活動也應該圍繞學生展開。

首先，教學內容的設計是實現學習過程管理的基礎環節。教師在設計教學內容時，應該對教學內容進行量化，為系統記錄學生的學習過程提供依據。

其次，教師是教學活動的組織者和引導者，監控系統中的評價活動也是由教師來主持的。雖然監控系統能自動完成一些評價工作，但這是教師賦予它的職責，是為了減輕教師的工作負擔。學生在學習過程中出現的問題是千變萬化的，監控系統不可能分析和解決所有的情況，所以教師必須適時發表評價意見，糾正學生在學習過程中出現的錯誤，指導學生的學習。

四 設計和實現智能評價系統

接下來，將以清華大學遠程教育的網絡教學平臺為例來探討智能評價系統的設計與實現。

1 設計目標

通過各種方式，如網上問卷調查、記錄應用系統用戶行為等，采集網絡教學過程的各種數據，對學生學習質量、教師教學質量及課程質量等進行評估，并將質量信息反饋給教師、學生和教育管理者，以便進行適應性調節，保證網絡教育質量。

2 設計理念

該系統設計的基本出發點是：基于元認知以及教學監控的有關理論，重在支持學習者對學習過程和效果的自我監視和自我調節[3]。元認知監控是有效學習的一個重要條件，它是指在一定的情境之中，認知主體在認知活動的全過程中將自己正在進行的認知活動作為意識對象，不斷地對其進行積極、自覺的計劃、監視、控制和調節。

為了支持學生對學習的自我監控和教師對教學的自我監控，本系統試圖將教學計劃、過程監控、效果評價和反饋控制統一于一體。在教學計劃方面，支持教師設定一門課程的教學要求和教學日歷，使學生明確各個教學環節的參與目標和時間安排，這些教學要求參數同時成為學習評估的基本參照標準。在過程監控方面，對學生在各主要教學環節模塊中的表現進行自動跟蹤，以各種統計圖直觀地反映學生的學習情況，便于教師分析學生的學習情況和學生的自我監控。在效果評價方面，設計了完整的學習評估模型，過程評價與結果評價相結合，常模參照評價與標準參照評價相結合，自動化評價與人工評價相結合。在反饋控制方面，系統提供了評價建議和自動預警功能，能夠針對通過追蹤評價發現的問題向學生發出建議提示和預警信息。

3 評價方案

評價方案是智能評價系統的核心，是系統內在的運行機制。e-learning的一切活動都是圍繞學生展開的，評價也不例外，它的目的是為了激勵和引導學生的學習，根據學生的實際改進教學過程、方式和方法，促進學生更好地發展。

網絡教學平臺提供了實時教學、課件點播、答疑、作業、測驗考試和資源管理等子系統，它們是學生開展各種學習活動的地方。這些學習活動進行的好與壞將直接或間接地影響和反映教學質量，它們是理想的評價內容。

根據在教學活動中作用的不同，可以把評價內容分為考核和學習參與兩個部分。考核由測驗考試系統來完成，用來進行總結性評價，以判斷學生經過一段時間的學習后是否達到了預定的教學目標。學習參與是指學生在實時教學、課件點播、答疑、作業和資源管理等系統中實施的各種學習行為，對這些行為的評價主要是形成性評價，其目的在于不斷地反饋學生學習成功或失敗的信息，強化學生學習的成功之處，顯示需要改進的具體的學習錯誤，從而激勵和引導學生的學習。最后，可以把考核和學習參與合在一起作總結性評價，以對學生有一個更為全面的認識，同時也從中找出教學目標適當性與教學策略有效性的信息，及時改進教學。

對評價內容的量化工作是智能評價系統的關鍵。監控系統是教師的半個代理人，它將依據考核成績和學習參與行為的量化數據所構建起來的學習模型，不斷地反饋給學生學習的結果。量化數據的過程需要考慮很多因素，大致有以下幾個方面：

a是否符合學生的特點。

b系統是否能記錄所需要的學習行為數據。

c量化的方式是否能達到正確引導學生學習的目的。

d各種學習行為的量化方式是否相容。

通過對各種網絡學習行為的量化，可以建立起網絡學習的模型[4]。該模型是系統監控學生學習的客觀依據。e-learning是一種要求較強主動性的個性化的學習方式，存在著很多可變因素。盡管學習模型能解決學生在學習過程中出現的一些常見問題，但很難把握學習活動中存在著的變化因素。當出現學習模型中沒有涉及到的情況時，教師應該親自分析學生的各種行為數據，給予符合實際狀況的學習指導，以求達到最佳的反饋效果。

4 評價過程模型

評價過程模型描述了評價活動進行的詳細過程，如下圖所示，它是一個不斷地循環往復的過程。

在評價活動開始之前，教師需要“制定教學計劃”，也就是為學生規定學習行為的模型。不同的課程對各種學習活動會有不同的要求，教師可以根據課程的特點，定制自己的教學計劃，引導學生的學習行為[5]。

當學生與網絡教學系統交互，開展各種教學活動的時候，網絡教學平臺會記錄下它們之間交互信息。這些交互信息主要是學生的學習行為數據。在進行評價活動時，智能評價系統將根據評價方案的需要從網絡教學平臺中“獲取交互信息”，即獲取需要的學生學習行為數據，并通過“形式化表示”，把這些數據轉換為監控系統能識別和處理的數據形式。

監控系統能把經過“形式化表示”的學生的學習行為數據和教學計劃數據進行對比和分析，通過“自動推理”，產生各種“指標值”。這些“指標值”還是一些數據，但已經能描述具體的學習行為，有經驗的教師和學生可以從中獲取信息，指導下一步的學習活動。

然后，系統會進一步把“指標值”與教學計劃中預先設定的具體情況進行匹配，給出“綜合判斷”，生成評價意見。如果學生的學習行為嚴重偏離了制定的教學計劃，系統會給出“預警反饋”，以示提醒。教師應該重點關注出現學習預警的學生，在必要的時候補充系統自動評價中的不足之處，促進學生更好地學習。

接下來，學生會根據監控系統和教師反饋回來的建議和意見，及時調整學習的方式和方法，開始下一輪的評價活動。

5 系統實現

系統評價機制的實現主要在邏輯層，它由數據轉換、制定教學計劃、評價信息生成、預警信息生成、email預警和主觀評價六個子模塊組成，各功能模塊構建的系統結構圖如下圖所示。

系統結構圖中各子模塊的功能如下：

（1） 數據轉換模塊。從網絡教學平臺的數據庫中獲取需要的學生的學習信息，并對這些信息進行處理，轉換成適合監控系統進行數據分析的格式，并把它們保存在學習信息數據庫中，以待進一步的處理。

（2） 制定教學計劃模塊。設置生成評價信息所需的各種權重和參數信息，以及產生預警信息所需的預警機制信息。

（3） 評價信息生成模塊。根據教師定制的各種權重和參數信息，對獲取的各項學習信息進行處理，為學生的學習提供指導性的評價意見，供學生參考。

（4） 預警信息生成模塊。根據預先設置的預警參數，處理學生的各種學習信息，對符合預警條件的信息產生預警，并記錄到預警信息數據庫中。此模塊處理的信息一般從學習信息數據庫中獲取，但也可以直接從數據轉換模塊中獲得，以提高執行效率。

（5） email預警模塊。定時（比如晚上某個時間）對生成的預警信息進行檢查，然后，對符合提供email預警的信息發送email預警。

（6） 主觀評價模塊。接收教師發表的主觀評價意見，并把這些評價意見反饋給相應的學生。

五 結束語

在該系統的設計制作過程中，遇到了許多的困難，其中最為主要的是網絡教學平臺不能記錄需要分析的學生學習行為以及大數據量的問題。隨著教學平臺的不斷自我完善，相信這些問題將最終得以解決。

另外，作為一個教學輔助系統，它對學生的學習所能起到的激勵和引導作用同樣引人關注。智能評價系統并不是促進學生學習的決定性因素，要徹底改變學習效果，需要轉變教師和學生的觀念，使教師能設計出適合網絡教學環境和學生特點的學習內容，使學生能積極主動地去學習。但監控系統是有效的引導工具和催化劑，它能指引教師和學生熟悉網絡教學環境，能提高教師組織教學活動和學生開展學習活動的效率。希望通過一段時間的使用，監控系統能收集到有用的數據，以改進教學和促進系統的自我完善。

參考文獻

[1] 周伯華, 許坦. 網絡課程評價存在的問題及相應對策[J].現代遠距離教育, 2008,（6）:58-60.

[2] 宋飛. 網絡學習形成性評價探究[J]. 現代遠程教育研究, 2008,（6）: 37-39.

[3] Zhang, J. & Lu, D. (2003). Co-project-based online learning: A case study on learners performances and characteristics. Paper presented on the 2nd International Conference on Web-Based Learning, Melbourne.

[4] 張忠玉, 遲國彬, 陳品德. 基于網絡的課堂教學質量監控系統的設計與實現[J]. 電化教育研究, 2006,（7）: 63-65.

[5] 陳玉琨. 教育評價學[M]. 人民教育出版社, 1999: 27-74.

Realize Adaptive Learning in E-learning System

LI BinL I Fei

(Educational Technology Institute, Tsinghua University,Beijing,100084,China)

Abstract: The Students in China are used to listening passively in classroom, so it is difficulty to fit the active e-learning style. Depending on the work of the e-learning system for distance education of Tsinghua University, this article tries to design and develop a subsystem of intelligent evaluation, and find a way to facilitate and induce students learning in online environment.

Keyword: Intelligent Evaluation, e-learning, Adaptive Learning.