人機可適應性的技術探索

孟凡茂

隨著網絡技術的飛速發展，網絡在教育中的應用也越來越廣泛，如何在技術上促使并保證網絡適應學習者的不同需求、了解在學習過程中學習者的心理變化、研究發現學習者的個體差異，從而滿足個性化需要的學習環境、擴大學習者參與意識的培養、增強學習自主性和便利非課堂學習方面都起著舉足輕重的作用。然而，從目前的網絡教育來看，個性化學習環境設計存在著一個致命的缺陷，那就是無論從教學內容層面、內容呈現層面還是內容導航層面都沒有適應學習者的個人獨特需求、獨特性格和獨特喜好，許多基于網絡的學習系統都依賴于學習環境和學習訓練計劃以支持教學和學習，或者僅作為一種補充，一旦涉及適應學習者個人需求，發揮網絡教育的最大效應時，這些系統顯示出了理論、教法和現實上的缺陷，因為這些系統在適應學習者進而進行個性化學習方面存在嚴重不足。個性化學習環境系統設計的缺陷主要集中于缺少關注學習者主體因素、學習過程監控不力、信息反饋系統匱乏、缺乏情感交流等等，從而極大地增加了學習者的認知負擔。

由George D. Magoulas博士主編的《網絡教育的最新進展：個性化的學習環境》（Advances in Web-Based Education: Personalized Learning Environment）（以下簡稱《最新進展》）可以說正是彌補這一缺陷的多方位探討，它展示了來自于世界各地的基于網絡教育的最新進展，從技術層面上展示了如何運用個性化技術以適應不同學習者需求的新方法。下面就將本書各章做一介紹，期冀對我國基于網絡的個性化學習環境的設計起到有益的借鑒作用。

《最新進展》一書共分四大部分，十四個章節，涵蓋了網絡教育中個性化技術融入學習過程的多種方法，展示了這些個性化技術在內容設計、導航和接口適應諸方面的用途和價值，從而呈現了新一代基于網絡學習環境的操作技術和操作前景。

第一部分是“學習者的塑造”。

網絡教育的最新技術設法將個體差異的種種因素納入其中，相應地設計出不同的學習者模式。模式的類型依據學習者的知識水平、性別、文化、學習方式以及身患殘疾和年長者的可利用度等方面設計的。

在第一章中來自英國Brunel大學的作者Fan和Macredie對性別差異與超媒體的相互作用進行了實驗性研究。通過對研究結果進行分析，作者根據性別差異與適應性表現及適應性導向支持之間的關系，提出了一整套原則，來指導適應性超媒體學習體系的設計。在第二章中來自巴西的三位計算機專家Souto，Verdin和Palazzo M. de Oliveira基于網絡教學中對于學習者行為的觀察和分析，從方法論上描述了學習者認知能力水平的塑造，這使自動測定學習者的認知能力并提供個性化服務成為了可能。來自埃及El-Azhar大學的Razek和兩位來自加拿大Montreal大學的Frasson和Kaltenbach則在第三章中提出了利用主導意義改進網絡學習環境，即塑造出學習者感興趣的情景和主導知識，以此來確定所提問題的“主導意義”（dominant meaning）并使問題個性化進而促使其與所學知識概念相互聯系起來。這種方法將此并入到共享的遠程學習環境中，供一個區域的學習者們提高網上討論。他們的實驗表明了，主導意義方法極大地改善了網絡教育的信息檢索率。來自葡萄牙的三位作者Castillo， Gama，and Breda在第四章中則將注意力集中在跟蹤學習者不斷變化的需求問題上，提出了一種適應性預測模式，即：在一種適應性教育超媒體系統（adaptive educational hypermedia system，AEHS）情景中，對某一學生的塑造做出預測任務，用來確定哪一種學習資源更為適合某一種特定的學習方式。 第五章主要討論如何為學習者提供真正意義上的適應性自我控制。來自澳大利亞的Sydney大學的Czarkowski and Kay在本章中對Tutor 3進行了描述，這是研究者們專為適應于超文本而設計的一系列體系中的最新技術。在此系統中學習者能夠真正控制自我模式和個性化環境特征，學習者總是能夠獲知所適應的詳細情況，而且對適應性可以控制，并能根據自身情況做出更改。

第二部分為“設計指導”，涵蓋了在個性化學習環境下支撐適應性的指導方法。

在第六章中來自希臘Athens大學的Papanikolaou和Grigoriadou提出了一種支持學習者的方法，即：通過使他們根據自己的需求對指導方法進行控制，從而達到目標。這一指導框架能夠用來支持各種指導方法，讓學習者自我控制適應度，而且，為統一以適應性為基礎的個性化的幾個過程提供了指導原則。瑞士Università della Svizzera italiana大學的Armani和Botturi在第七章中提出了MAID——為適應非技術性的人員而制訂的一套適應性課件設計方法。該方法通過采取指導策略作為交流的關鍵，提供了指導原則和手段，以促進并加強負責管理教育系統的技術人員與指導者之間的溝通。第八章中希臘Athens大學的Gouli、Gogoulou、Papanikolaou和Grigoriadou提出了一種適應性反饋框架（adaptive feedback framework，AFF），即：通過提供個性化反饋，來適應學習者在網絡學習環境中個體特征和需要。多信息、個別指導以及反射性反饋（informative tutoring and reflective feedback components，ITRFC）都被納入到這一框架中，在網絡概念映射工具中得到具體體現，從而為激發學習者的反映而調整反饋；同時，也能指導并幫助他們取得特定的學習成就。本部分最后一章來自德國Center of Human-Machine-Systems，Technische大學的Gauss和Urbas探討了采用SCORM（Sharable Content Object Reference Mode共享內容對象參照模塊）的教學價值——最近提出的一種共享內容對象技術標準。他們將注意力放在該標準內的教學問題和適應方向的潛力上。作者在該章中也提到了原型學習環境經驗主義評估，通過個案研究，向我們展示了學習模塊原型的導航設計和可用性評估。這一模塊是為程序體系工程中內容穩定塑造而開發的，它具有新穎的程序控制隱喻可適應性導向特點。

第三部分是“內容創作與探索”，由三章構成。在網絡教育中，內容的編寫問題、可復用性及互操作性被認為是至關重要的。該部分主要討論內容發展和探索的途徑，還涉及到適應性設計問題。

在第十章中來自荷蘭Eindhoven技術大學的作者Cristea從一些不同的視角向我們展示了適應性超媒體創作內容的各個方面，并且介紹了一種叫做LAOS的新彈性框架模式。這種模式實際上是一個數據存儲和創作適應性超媒體操作模式的大致的框架。第十一章中來自克羅地亞Rijeka大學的Hoic-Bozic和Zagreb大學的Mornar描述了一種適應性超媒體網絡教育系統的發展方法，提出了一種系統模式——AhyCo（adaptive hypermedia courseware 適應性超媒體課件）。適應性教育系統不僅應該包含學生的學習環境，還包含教師的創作環境。用戶創作模塊應是該系統不可缺少的構成部分。適應性超媒體創作由實際超媒體內容的發展（課程、測試等）和適應性規則的定義構成，這里所描述的AHyCo系統的創作部分就包括這兩個方面。在本部分最后一章中，來自瑞典Ume?大學的作者Broberg介紹了自己設計的TEXT-COL這一工具，與萬維網WWW不同，該系統支持讀者對文本進行深處理加工，讓讀者根據詞匯分類的不同策略來改變文本的外觀，其目的就是使得閱讀過程更為活躍、主動。

第四部分主要探討融合方法。適應技術的融合在現有教育體系及新的學習示例中，被看作是發展個性化學習環境富于挑戰性的下一步。為著這一目的，本書最后部分從不同的角度研究處理這一問題。

在第十三章中，來自新加坡南洋技術大學的Jacobson主張，為實現適應性學習環境和在特殊設計方法方面的學習效力評估，我們應該注重原則性設計特征。本章作為設計的一個范例及在這兩個領域的研究，以個案探討了與知識調節框架（knowledge mediator framework，KMF）相關的教育超媒體研究程序。在第十四章中，來自丹麥的作者Specht對能支持情景化學習的移動式學習系統的適應技術、無處不在的計算機網絡以及當前網絡教育技術的研究進行了綜述，并就個性化、移動化學習及情景化的潛力等方面，對幾個例子作為新的學習典范加以分析。同時，本章以學校和工作場所為例，向我們介紹了RAFT（Remotely Accessible Field Trips 遠程可達的校外實際考察旅行），綜合了在現有的教育體制中移動化學習的解決辦法。

總體看來，本書具有三個方面的顯著性特征：

1 聚焦于個性化網絡學習環境個性化設計關鍵與精髓――可適應性，并以此為主線，在技術性層面上就基于網絡教育系統的個性化設計藝術做了全方位的展示，描述了來自于歐洲、北美、南美和澳大利亞的個性化學習環境系統和研究項目，展示了網絡設計如何適應學習者個性化需求的最新進展。

2 正如個性化學習環境充分考慮使用者一樣，本書排版設計也極具個性化：每一章節都有摘要、引言和結語，更為重要的是，也有對于未來研究的前景和建議，或包含在結語中，或獨立成章，很具有啟迪性；同時，涉及模型介紹和具體操作時，作者總是運用直觀的圖形圖表循序展示，形象而邏輯，技術性強，有利于讀者快捷而容易地獲取相關信息進行相關設計。

3 除第一章外，每一章或有個案研究，或有定量分析，抑或二者兼用進行說明、解釋和支撐文章論點，說服力極強。

不過，需要指出的是：雖然本書在技術層面上較為全面地闡述了如何基于網絡創建個性化學習環境的問題，并且從不同側面論述了影響這一問題的因素，然而由于本書分別由不同作者撰寫，每章僅是從某個側面進行探索論述，也就忽視了整體，亦即所述各種因素的交叉影響；同時理論性較弱，定量研究鮮有理論框架支撐，對于前言中提到的網絡教育所賴以存在的建構主義理論論述不足。然而瑕不掩瑜，通過本書我們可以分別從不同側面了解制約個性化學習環境的因素，從而建構起讀者自己對于個性化網絡學習環境的整體認知。

注：感謝趙建華博士對本文的指導。本述評是根據本書的網絡版做出的，該書最新版于2006年，分別由美國和英國的信息科學出版社出版，有興趣的讀者可到外文數字圖書館教育類專欄下載。關于本書的出版郵購信息可查詢http://www.lkl.ac.uk/research/l4all/repository/Magoulas_flyer.pdf。本書主編D. Magoulas現為倫敦大學計算機科學與信息系統學院的計算機科學教授，曾在希臘佩特雷大學獲計算機工程博士學位，在英國布魯內爾大學就高等教育教學進行博士后研究工作。他的主要研究興趣在于應用于智能學習環境和基于網絡的可適應性系統等適應性方法研究。另一位主編Sherry Y. Chen是英國Brunel大學信息系統和計算處理的高級講師。