基于教學策略和信息技術的自適應學習方法

鄧　敏，徐　方，劉　振

(1.湖北工程學院 計算機與信息科學學院，湖北 孝感 432000；2.湖北工程學院 現代教育技術中心，湖北 孝感 432000)

基于教學策略和信息技術的自適應學習方法

鄧敏1，徐方2，劉振2

(1.湖北工程學院 計算機與信息科學學院，湖北 孝感 432000；2.湖北工程學院 現代教育技術中心，湖北 孝感 432000)

摘要:研究表明，不同的學生往往有不同的學習風格，并且使用不同類型的教學資源。許多教學研究者一致認為，教師不能僅按自己的風格準備教學材料，而更應該考慮各種類型的學生及其學習風格。提出了一種人性化的自適應分類教學方法，該方法應用Felder-Silverman分類理論，選擇適合學生的教學策略和電子媒體進行教學，有助于提高教學質量。應用該方法能夠激發學生的學習興趣，有效提高學生的學習效率。

關鍵詞：自適應；信息技術；學習方式；教學策略

中圖分類號：G420

文獻標志碼：碼：A

文章編號：號：2095-4824(2015)03-0107-04

收稿日期：2015-03-25

基金項目：湖北工程學院教學研究項目(2013040)；湖北工程學院教學研究項目(201518)

作者簡介：鄧敏(1983-)，女，湖北漢川人，湖北工程學院計算機與信息科學學院講師，碩士。

Abstract：Research shows that different students tend to have different learning styles and use different types of teaching resources. Many researchers agree that the teachers should not make preparations for the learning materials merely according to their own style but should take the various types of students and their learning styles into consideration. This paper proposes a humanized adaptive classified teaching method. The method applies Felder-Silverman classification theory to choose the appropriate teaching strategies and electronic media for teaching to improve teaching quality. This method can stimulate students’ learning interest and improve their learning efficiency.

徐方(1981-)，男，湖北洪湖人，湖北工程學院現代教育技術中心教師，碩士。

劉振(1985-)，男，湖北云夢人，湖北工程學院現代教育技術中心教師，碩士。

研究者發現，人們的學習方式呈現不同的特點。不同的人擅長使用不同的感知器官獲取知識，這些感知器官包括視覺、聽覺或其他感知器官。心理學和認知科學對這一問題進行了長期研究和探索[1]。諾貝爾獎獲得者斯佩里的思維模型表明，左右兩邊的大腦分別擁有各自的功能分工[2]，研究認為左腦偏重于語言、邏輯和判斷，而右腦更多地影響藝術和感知方面的能力。整個大腦的學習被認為是一種更有效的學習方法，能更好地聯合大腦的左腦和右腦的功能，有效激發大腦的學習潛力和創造力[3]。然而，大多數教育方式忽略了學習者之間存在的個體差異，如學習能力、背景知識、學習目標和學習風格等。目前的教育體系通常提供一種標準化的教材，對所有學習者采用相同的教學風格和教學材料。如果教師的教學風格與學生的學習風格相匹配，那么學生的學習將變得更容易和自然，有利于提高學習效率，減少學習時間[4]。另一方面，如果一個學生擅長于通過圖像視覺學習，而對文字學習資料不太敏感，傳統的教學方法將難以讓學生在規定的時間內達到教學所期望的目標。

從這個意義上講，必須針對不同的學習過程來準備教學資源，讓具有不同學習風格的學生都能獲得合適的教學資源。在信息技術快速發展的背景下，大量電子媒體的應用極大地豐富了教育資源。20世紀90年代末以后，研究者一直在探索有效結合教學方式與各種電子媒體的教學方法。在教育系統中，有很多研究者試圖把各種電子媒體的特征與不同學生的學習風格聯系起來，提出了許多評估學習方式的工具和方法[5]，但研究如何有效地匹配不同學習方法和各種電子媒體的學習方法較少。鑒于此，本文使用費爾德&西爾弗曼(Felder-Silverman)分類法定義學習風格[6]，應用現有教學經驗建立相應的分類系統，使得各種電子媒體與教學策略與學生的學習風格相匹配。

1　Felder-Silverman分類法

學習風格是指人們接收和處理信息的特點和偏好。事實上，每個人在學習時，都有自己獨特的學習方法和策略。目前主要存在四種學習方式評價工具[7]： Myers-Briggs類型指標、Kolb學習方式分類、Canfield學習方式分類和Gregorc類型指標。本文選擇費爾德&西爾弗曼Felder-Silverman方法作為自適應教學分類系統的基礎，原因如下：

(1)該模型在以前的個性化自適應電子學習資源的研究工作中得到了成功的應用。

(2)該模型是用戶友好的，并且結果易于解釋說明。

(3)該模型容易實現維度數量的控制。

對學生的學習風格采用四個維度進行描述，根據對如下四個問題的不同回答來定義不同的學習風格:

(1)學習傾向于接受哪些類型的信息：敏感的(Sensitive)，如位置、聲音、身體感覺；直觀的(Intuitive)，如可能性、觀點、直覺。

(2)通過哪一種感知途徑學生能更有效接受信息：視覺(Visual)，如圖像、圖表和視頻；聽覺(Verbal)，如口語、音頻。

(3)知識的學習過程：活躍的(Active)，如通過身體活動和討論；自反式(Reflexive)，如通過反復思考、回顧。

(4)學習的進展和方式：連續的(Sequential)(連續步驟)；全局的(Global)，如跳躍式。

表1描述了四種學習方式維度(LSD)，其中每個維度有兩種類型，并對每種類型的實際意義進行了解釋說明。

2　教學策略

學習策略主要包含用于記憶、學習和信息利用的方法。此時的教學的主體在于學生，需要他們具有一定的理解能力、文字寫作能力和解決問題的能力等。經過一個階段的學習，學生吸收了新的知識，能夠回顧以前學習的概念，組織和恢復以前的知識，將原有知識與新學到的知識融會貫通，對某一類問題有統一的認識。教學策略的基本內容是為學生設計合適的教學方法和過程，幫助學生深入理解有關知識和信息，其重點在于通過精心設計和組織教學活動使學生高效地完成學習任務。教學策略必須設計出一個能鼓勵學生觀察、分析和表達意見的教學方式，使得學生能自由想象，自主地解決問題和發現知識。教學策略是教師在進行教學活動時系統化組織教學活動和教學資源的策略，其最終目標是促進學生高效地學習知識。教學策略的主要組成部分為學習過程、方法和教學資源利用。有一些研究者提出了在教學中引導學生自適應地選擇學習方式的概念，還有一些研究者探索了如何應用好的教學策略來提高教學質量的方法，他們分別從個體的角度和集體合作的角度進行了闡述[8]。

本文研究的一個重要方面是整合電子媒體與教學策略，因為信息技術的發展使人們能夠使用多樣性的教學資源。同時需要把這些教學策略與學習風格聯系起來。表2是本文提出的不同教學策略。

表2　教學策略(TS)

3　自適應分類學習方法

分類教學是教學系統中提供目標分類的基礎，如對學生所期望的學習方式進行分類。根據教學策略的角度及其描述，可以為每種學習風格選擇適合的電子媒體和教學策略，實現Felder-Silverman理論的應用。

3.1　基本原理

本文提出的分類法目的在于匹配不同的學習風格和教學策略。研究表明，適合學生的電子媒體是學生個性化的表現。這種分類系統根據人們給不同學生教授不同課程的經驗、費爾德學習方式理論和電子媒體的應用而設計。這個分類是基于四個學習風格維度(LSD)

LSD={LSD1,LSD2,LSD3,LSD4}

根據學習風格維度(如表1)每個維度的定義結合如下四個值：

LSD={(Sensitive(S)/Intuitive(I)),(Visual(Vi)/Verbal(Ve)),(Active(A)/Refexive(Re)),(Sequential(Seq)/Global(G))}

在這種情況下，存在16種學習方式組合(LSC):

LSC={(S,Vi,A,Seq),(S,Vi,A,G),(S,Vi,R,Seq),(S,Vi,R,G),(S,Ve,A,Seq),(S,Ve,A,G),(S,Ve,R,Seq),(S,Ve,R,G),(I,Vi,A,Seq),(I,Vi,A,G),(I,Vi,R,Seq),(I,Vi,R,G),(I,Ve,A,Seq),(I,Ve,A,G),(I,Ve,R,Seq),(I,Ve,R,G)}

學習風格理論為每個學習風格建立如下三個屬性：(1)描述；(2)合適的教學方法；(3)適合使用的媒體特征。人們可以結合相應的描述和適當的方法來找到合適的教學策略，并根據與學習風格理論中提到的媒體特征適合學生學習方式的電子媒體關聯起來。每一個學習方式組合LSC可以對應一個教學策略(TS):

TS = {TS1,TS2,…,TS8}

教學策略與學習風格是一對多關系，也可以有一個或多個教學策略對應一個學習方式。每個LS可以關聯到一個適合的電子媒體(EM):

EM = {EM1,EM2,…,EM20}

學習風格與電子媒體是一個一對多的關系。對于每種學習風格有一個或多個教學策略與之對應，教學策略的實施可以使用一種或多種電子媒體，以滿足不同學習方式的需要。教師可以根據教學方法、媒體特征和課程特點來確定學習方式維度。然后，根據不同學生群體不同的學習方式維度選擇與之相適應的教學策略和電子媒體進行教學活動，從而使不同學習習慣的學生獲得人性化的教學資源和教學方法。圖1是自適應學習方法的實體關系圖。

圖1　自適應學習方法的實體關系圖

比如，具有sensitive學習風格的學生更傾向于了解解決現實問題的內容和方法，在選擇策略時，應首先考慮基于問題的學習和基于陳述、提問和回答的教學方法。自適應教學分類對改變我們的教學方法具有建設性意義，使教師的教學以學生為中心，充分了解學習風格理論的內涵和實際應用效果。

3.2　自適應學習方法的應用流程

自適應教學分類法改變了現有的教學方法，以學生為中心，了解自適應學習方法的理論與實際應用，盡可能地使教師的教學行為符合學生的學習風格。一個班級的學習在學習風格上存在多樣性，教師采用傳統的統一教學方法不能達到理想的教學效果。利用自適應學習方法，學生根據不同的學習風格采用個性化的學習方法，并對多樣化教學方式的效果進行評估。通過這種方法，教師能夠正確地指導學生高效地學習。圖2是自適應學習方法的應用過程。由圖可知，首先將學生的學習風格、各種教學媒體的基本特征和課程特點進行自適應的學習分類，然后根據自適應分類的輸出結果制定教學計劃，選擇適合該類學生的教學策略和電子媒體，最后對教學效果進行評估，如果沒有達到預期的效果，則返回到自適應分類學習，重新自適應學習過程，否則結束。

圖2　自適應學習方法的應用過程

4　結論

本文研究了基于教學策略和信息技術的自適應分類教學方法的基本原理和應用過程，該方法有機組合不同的學習風格、不同的學習策略和相適應的電子媒體，利用與學生學習特點相適應的結構化方法指導教學，通過提供個性化的教學資源來促進學生的學習效率。該方法不僅可用于傳統面對面的課程，教師可以根據學生的學習風格來選擇適合大多數學生的媒體來進行教學，而且可以對班級內的學生分組進行自適應分類教學。該方法還可以用于遠程課程學習，利用網絡多媒體系統實現自動化、個性化的教學。此外本文提出的自適應學習方法還可以結合其他的教學方法和教學資源，以適應特殊的教學場景。

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Accommodative Taxonomy Teaching Method Based on Education Strategies and Information Technology

Deng Min1，Xu Fang2，Liu Zhen2

(1.SchoolofComputerandInformationScience，HubeiEngineeringUniversity，Xiaogan，Hubei432000，China；

2.TechniqueCenterofModernEducation,HubeiEngineeringUniversity,Xiaogan,Hubei432000,China)

Key Words：self-adaption; information technology; study method; education strategies

(責任編輯：張曉軍)