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基于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)式遠(yuǎn)程教育模式的研究
摘 要 本文分析了現(xiàn)代教育的特點(diǎn)以及當(dāng)前"遠(yuǎn)程教育"的發(fā)展?fàn)顩r，提出了一種自適應(yīng)式的面向?qū)W習(xí)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(shí)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(yuǎn)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(yuǎn)的意義。２１世紀(jì)將是以知識為基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)的時代。隨著知識經(jīng)濟(jì)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(jìn)，成為越來越多人關(guān)心和探討的問題。而遠(yuǎn)程教育這一基于計算機(jī)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(diǎn)。
l 現(xiàn)代教育的基本特點(diǎn)：
1) 資源共享
資源共享是一種節(jié)約資源，促進(jìn)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(xué)校在教育的內(nèi)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(diǎn)。而現(xiàn)代教育強(qiáng)調(diào)根據(jù)學(xué)生各自不同的素質(zhì)和情況，針對每個學(xué)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(qiáng)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(xué)生必須與教師進(jìn)行充分的交流。教師要根據(jù)自己觀察到的學(xué)生的接受情況來安排下一步的教學(xué)。所以，交互性是教育"個性化"的一個必要條件。
l 基于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程教育
以計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的遠(yuǎn)程教育，給我們帶來了許多全新的教育理念，如人機(jī)交互、網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所支持的虛擬學(xué)習(xí)團(tuán)體等。在這種教育形式中，不僅實(shí)現(xiàn)了教育的資源共享、個性化和交互式，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(dá)手段使得枯燥的教學(xué)更為生動；
2) 通過先進(jìn)的通信設(shè)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(yàn)、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間、地點(diǎn)和內(nèi)容的通過網(wǎng)絡(luò)隨時選擇適合自己的內(nèi)容進(jìn)行點(diǎn)播學(xué)習(xí)；
2. 現(xiàn)有遠(yuǎn)程教育模式分析
l 現(xiàn)有遠(yuǎn)程教育的基本構(gòu)架
現(xiàn)有遠(yuǎn)程教育主要以遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程答疑系統(tǒng)和遠(yuǎn)程考試系統(tǒng)為核心，通過管理系統(tǒng)對其進(jìn)行管理。作為輔助功能，還可以加上遠(yuǎn)程作業(yè)系統(tǒng)和遠(yuǎn)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(yuǎn)程教育系統(tǒng)。
⑴ 遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)系統(tǒng)
遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)系統(tǒng)為學(xué)習(xí)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(shí)時或非實(shí)時地從大學(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(yuǎn)程多媒體教室里與在校學(xué)生一樣聆聽老師的課程。
⑵ 遠(yuǎn)程答疑系統(tǒng)
遠(yuǎn)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(shí)現(xiàn)雙向交流的一種教學(xué)手段。答疑系統(tǒng)主要用于教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的交流。教師通過這套系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)端教學(xué)站學(xué)生進(jìn)行答疑討論等環(huán)節(jié)的教學(xué)活動。
⑶ 遠(yuǎn)程考試系統(tǒng)
遠(yuǎn)程考試系統(tǒng)是教學(xué)信息反饋的重要手段，通過考試可以將學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展?fàn)顩r反饋給系統(tǒng)。
⑷ 遠(yuǎn)程作業(yè)系統(tǒng)
在學(xué)生的學(xué)習(xí)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(xué)效果的反饋，既可以不解不同學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，以便因材施教，又可以發(fā)現(xiàn)教學(xué)過程或課件中存在的問題，并采取措施加以修改完善。
⑸ 遠(yuǎn)程交流系統(tǒng)
遠(yuǎn)程交流系統(tǒng)主要提供文本交談、白板、實(shí)時語音交流等幾種功能，是學(xué)生、教師之間交流的重要手段。
⑹ 遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)
遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)的目的是為網(wǎng)上學(xué)習(xí)系統(tǒng)的學(xué)員提供一個集成的學(xué)習(xí)環(huán)境，使得學(xué)員們可以方便地利用網(wǎng)上學(xué)習(xí)系統(tǒng)的各種學(xué)習(xí)設(shè)施，如遠(yuǎn)程考試系統(tǒng)、遠(yuǎn)程討論系統(tǒng)，多媒體作業(yè)系統(tǒng)等，同時，對學(xué)員的學(xué)習(xí)記錄進(jìn)行統(tǒng)計分析，并將結(jié)果反饋給學(xué)員和有關(guān)人員，以提高學(xué)習(xí)的效率。
l 當(dāng)前遠(yuǎn)程教育中的不足
目前的遠(yuǎn)程教育往往片面強(qiáng)調(diào)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)能夠更有效地傳遞常規(guī)形式的教學(xué)內(nèi)容，卻因此忽視了其對于教學(xué)方式的影響，即通過使用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的新的信息形式和學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，能夠賦予交流和教育以新的形式，使得遠(yuǎn)程的教育可以更有效。許多遠(yuǎn)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(jié)果只是將教師的形象轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)程，缺乏對學(xué)生學(xué)習(xí)狀況的了解以及教師與遠(yuǎn)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(nèi)容千篇一律，不能根據(jù)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(yuǎn)程教育應(yīng)該將傳統(tǒng)的以教師為中心改變?yōu)橐詫W(xué)習(xí)者為主體，著重于因材施教，積極倡導(dǎo)個性化教育模式。
3. 自適應(yīng)的遠(yuǎn)程教育模式
l 核心思想
自適應(yīng)遠(yuǎn)程教育模式的基本思想是：以學(xué)生為中心，根據(jù)學(xué)生對知識的掌握和接受程度有針對性的教學(xué)。其原理是通過與學(xué)生的交互，時刻了解學(xué)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(shí)現(xiàn)"個性化教學(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(xí)后，將進(jìn)行測試，檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果。如果在某個知識點(diǎn)的得分偏低，系統(tǒng)可以在下一次學(xué)習(xí)過程中將給該知識點(diǎn)的內(nèi)容動態(tài)添加進(jìn)來，減慢學(xué)習(xí)進(jìn)度；相反，如果學(xué)生測試的成績較好，則系統(tǒng)可以根據(jù)具體情況增加學(xué)習(xí)內(nèi)容，加快學(xué)習(xí)進(jìn)度，從而達(dá)到教與學(xué)的平衡狀態(tài)。
l 關(guān)鍵技術(shù)實(shí)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（CourseWare Element），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(CourseWare Container)將課件元提交給學(xué)生。所有的授課內(nèi)容（課件元素）都放在課件容器中。
2) 學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度評價
每個學(xué)生對應(yīng)一個學(xué)生紀(jì)錄
其中接受程度參數(shù)W用來描述該學(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是一個動態(tài)參數(shù)，將隨著學(xué)生對不同的學(xué)習(xí)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(xué)該門功課的學(xué)生得分的統(tǒng)計，與具體的學(xué)生無關(guān)，僅取決于課程本身。
4) 具體實(shí)現(xiàn)
學(xué)習(xí)內(nèi)容用C表示，該課程計劃的內(nèi)容用C0表示；學(xué)生測試得分用L表示，該課程的期望分?jǐn)?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(xué)生對功課S的接受程度W和進(jìn)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(xué)生通過與系統(tǒng)交互，進(jìn)行學(xué)習(xí)；
iv. 學(xué)生進(jìn)行測驗(yàn)，根據(jù)得分調(diào)節(jié)W值；
v. 繼續(xù)下一階段的學(xué)習(xí)，重復(fù)ⅰ--ⅳ；
4. 總結(jié)
本文提出了一種自適應(yīng)的遠(yuǎn)程教學(xué)模式，并給出了實(shí)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(jī)的認(rèn)知能力，使得教學(xué)更有針對性，能夠找出學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的薄弱環(huán)節(jié)，并能根據(jù)學(xué)生對知識的接受狀況動態(tài)調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度，從而實(shí)現(xiàn)了"家庭教師"式的教學(xué)方式。
本文對遠(yuǎn)程教學(xué)的方法與模式進(jìn)行了有益的探索。隨著整個網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機(jī)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(xué)，可以預(yù)見，個性化的教育模式將為網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育注入新的活力。
參考文獻(xiàn)
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) Lucent Technology CEDL(The Center for Excellence in Distance Learning) http://www.lucent.com/cedl
4) Illinois Online Network (ION)
http://illinois.online.uillinois.edu/IONresources/
Research on Adaptive Remote Education Mode
Based on Computer Network
Huang Yangcheng1 ChenYing2 Cao Jiuxin1 Zhang Deyun1
1(Network Institute , Xi'an Jiaotong University, 710049 , Xi'an China)
2(Software Institute , Xi'an Jiaotong University, 710049 , Xi'an China)
Abstract
As we approach the twenty-first century, corporations are facing a growing need for more training and education and a similar need for more efficient and cost-effective delivery of this training. 75% of the existing workforce will need retraining in the next 10 years. To meet these demands, efficient training solutions must be developed rapidly. Whether for formal education, continuing professional development, or for employee training or retraining, remote education solutions needs to deliver the right kind of educational content to learners - anytime, anywhere. Nowadays with the development of network technology, remote education networks make training and advanced education possible in cases where time and budgetary constraints make it difficult to organize face-to-face training.Remote education networks is a seamless networked learning environment that integrates voice, video, and data connections among learners, instructors, experts, virtual libraries, the Internet, and support services. Remote education system mainly consists of six components: remote learning system,remote questioning system,remote examination system,remote homework system,remote communication system,remote management system..
However current remote education has some shortcomings.It only emphasizes network's function of transfering teaching contents and neglects the improvement of teaching performance.It can not suit a special student.That is,it is not student-centered but teacher-centered.This cannot meet the need of modern education and cannot receive good teaching performance.Remote education must be student-centered,and focus on improve the teaching methods. Interaction is the most powerful way to engage learners. The instructor needs to design opportunities for inter-site and intra-site interactions among learners, at a minimum of about every twenty minutes. Question-and-answer periods, brainstorming sessions, case discussions, and role-playing exercise are examples of strategies the instructor can use to stimulate interaction.
This paper analyzes the main characteristics of modern education system and the development of remote education.A new adaptive student- centered networked education mode is presented.This mode makes full use of the interactiveity of the computer network.Teaching is based on the student's ability of accepting knowledge.According to the mode,remote education system can learn the study status of the student,and adjust the learning speed and the quality of the course to meet the need of the student.
After a stage of study,student will have a test to check the performance of study.If the score of some knowledge point is too low,the system will emphasize this knowledge point at the next learning stage, and slow down the learning speed.On the contrary,the system can also increase contents and the difficulty level of the course.
The key technology includes:
l the orgination of courseware
The courseware is devided into many courseware elements.Every element is a basic unit of the course.And courseware elements are put in a "courseware container" .
l the evaluation of a student's learning progress
A parameter is used to measure a student 's learning progress.It is set according to the score of the test.The value is changed with the learning progress.
l the evaluation of a course
Every course has a constant to evalute its difficult level.It is set according to statistics.
The technique details have been illustrated in the paper.
Keywords adaptive, remote education, interactive, individual
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