【个性化Web学习系统设计策略研究】.docVIP

个性化Web学习系统设计策略研究 1 引言 目前，以互联网平台为依托的Web学习，正在改变着传统的学习方式。Web学习正日益成为人们掌握知识、更新知识的一种重要手段；与此同时，基于Web的学习系统也得到了迅速的发展。如：英国的开放式大学[11]、清华大学远程教育网[9]、北京101中学教育网、洪恩在线[10]和爱莱远程教育网[8]等等，他们从不同的方面为用户提供了丰富多彩的学习内容。然而，因为技术的限制和其他各方面的因素，他们都有一个共同点，即缺乏对用户个性化学习的支持。这表现在以下几个方面： (1)缺乏适应个体学习行为的学习材料的集成手段，学习内容单一，学习方式单调； (2)缺乏对用户知识体系构造和学习技能整合的支持。现有学习系统资源的组织使得用户在学习的进程中，获得的是一个一个的离散的知识点，用户难于从中找出规律。 (3)导航方式按课程的顺序组织，未考虑用户已具有的学习能力和自身的行为特征； (4)“学”、“用”脱节，尤其对操作性、原理性较强的知识点，用户获得的仅是概念性的理解，缺乏实际的操作训练，遇上实际问题，往往束手无策； (5)缺乏协同支持。加入到远程学习的用户，尽管是独立的，但也是孤独的。除了现有的“人—机”交互，也需要“人-人”交互，通过协同使个体变得更强大。 为此，我们利用人工智慧的方法技术及目前日趋成熟的AGENT技术[3][4]，采用面向对象方法[6]，提出了新的Web学习系统——PWLS（Personalized Web-based Learning System）的设计策略。和现有的Web学习系统比较，采用PWLS系统设计策略设计实现的学习系统支持个性化学习，具有如下优势： (1)实现Web学习资源的整合和集成，解决了上述问题的（1）和（2）； (2)基于人工智慧的方法技术，提供有效的智慧导航。PWLS可根据用户的行为特征、学习特点提供用户适当的导航，以适应用户自身的学习行为特征； (3)实现了“学”、“用”的自然衔接。由于PWLS系统提供的虚拟学习环境和真实应用环境的高度一致性，用户可以快速地、无障碍地转移到真实的应用环境，保护了用户的学习投资； (4)提供协同支持。在强调发挥个人特长的同时，也借助群体的智慧令个体变得更强大。 2 PWLS系统设计策略 PWLS采用了面向对象的方法学来构造Web学习系统，因而具有好的稳定性和可重用性，易于维护。此外，PWLS的设计遵循文献[7]中介绍的设计原理，具有好的适用性。 2.1 PWLS系统的需求分析 基于Web的交互式网上学习系统（PWLS）的主要作用，是满足用户（学习者）个性化学习的需求，为用户提供适应自身学习行为特征、完全因材施教的交互学习环境。因此，它应该具有管理用户学习需求、控制用户学习目标，组织与之相适应的学习材料等基本功能。具体需求如下： 管理用户的学习历史，构造用户知识技能树（这不同于现有学习系统单纯的记录浏览历史）； 分析用户的学习特征和学习方法，构造学习决策树，集成学习材料； 实现对用户的综合能力评估，构造用户的学习目标树； 根据用户的学习行为特征，选择适当的知识点展示方法； 整合资源，揭示知识点的内在规律，帮助用户逐步形成完整的、系统的知识体系； 协同支持； 考虑用户的界面偏爱，制定学习界面元素的组织方式，生成学习主页； 例外处理。当用户脱离其一贯的学习思路时，能够作出判断是否这种改变将是永久的； 其他。针对具体的应用系统的更实际的需求所做的设计。 2.2 PWLS的对象模型 为了更好地理解PWLS，采用了主题机制。一个主题可有多个对象。 从需求分析不难看出，组成这个系统的基本主题是“学习者”即“用户”和“学习资源”。此外，考虑到用户个人的界面展示依个人的偏爱而有差异，我们加入“学习主页”这个主题以管理学习界面元素的组织，突出个性化学习。图1为PWLS的简化的对象模型。 从图中也可以看出，用户通过对某门课程的学习而掌握的技能、方法，应该延续到同一领域其他课程的学习，从而保证用户的学习投资，这也强调了整合是必要的。 2.3 PWLS的对象设计 学习资源 学习资源的设计应该便于对资源的整合和集成，PWLS对学习资源的设计采用BNF范式定义如下： Web学习资源 ：：＝ {学习资源空间，题库空间，其他资源空间} 学习资源空间 ：：＝ {领域知识1，领域知识2，……，领域知识m} 领域知识 ：：＝ {课程1，课程2，……，课程m} 课程 ：：＝ {知识点类1，知识点类2，……，知识点类m} 知识点类 ：：＝ {知识点1，知识点2，……，知识点m} 知识点是具有如下属性的节点： K ：：＝ W，U，F，S，E 其中：W ={了解，掌握，熟练应用}，它的取值决定了知识点K的性质。 U为知识点K所对应的URL集合，同时n(U)=1。且： 存在函