信息技术支持下的新型学习环境建构研究

来源:用户上传      作者:李逢伟

　　摘  要 如今，“互联网+教育”加速推进，使得信息技术与教学的融合进入更深层次。在现代教学理念的引领下，教与学的方式均发生根本性变革。为顺应这一发展需求，改变传统被动接受式学习方式，实现对学生自主、互动和个性化的高阶培养目标，引入智慧学习环境理念，围绕其学习模态，融合数据挖掘、人工智能等技术识别学生特征，从而为其提供适宜的学习资源和工具，创设新型的智慧学习环境，真正发挥学生学习的主体性，将教学推向更高的层次。
　　关键词 信息技术;智慧学习环境;课程管理系统;学习资源中心;学习平台
　　中图分类号：G712    文献标识码：B
　　文章编号：1671-489X（2019）13-0039-03
　　1 前言
　　当前，我国正处于教育全面改革的关键时期，而要顺利实现教育大国向教育强国的转变，需要进一步推进资源的共享和优化配置、促进教育公平、增强教育创新能力。信息技术的发展将扩展教育资源的覆盖范围，有效识别学生的个性化学习需求，助推教与学的深化改革，为教育新模态的发展提供有效支撑。基于此，国家将信息技术与教育的深度融合作为未来发展的重点。目前信息技术支撑下的学习环境建设仍停留在表层，尚未摆脱“灌输式”的病态，学生的主体地位和个性化差异得不到应有的重视。而不同学生存在认知结构、学习和思维方式的差异，应该结合学生的个性化差异，提供多元化、个性化的学习环境支持和服务。
　　本文依托于现代信息技术，结合实践经验，融合虚拟和现实环境构建新型智慧学习环境，可自动识别学生个性特征，辅助学生进行交互学习并给予科学化的学习指引，将为学生的个性化学习提供有效支撑。
　　2 新型智慧学习环境构建的现实依据
　　新型学习环境构建的诉求  传统教学框架下，以教师为中心的教学模式被固化，学生的主体地位被忽略，学习环境的构建未真正体现以学生为中心的教学理念;实行“一刀切”的教学服务与评估策略，对于学生的个性化差异、自主性的学习需求分析不到位，无法提供针对性的学习服务和支撑，从根本上限制了教与学的实效性;学习评价过程过分注重学生对于知识的掌握程度，存在“唯考试”论的偏激做法;忽视了对学生学习过程的跟踪和指导，将学习结果作为学习效果的单一评价机制，评价方式单一，缺乏个性化和弹性，影响了评价的科学性，无法给予针对性的学习监督和指引。
　　信息技术在教学中的深化应用，虽然一定程度上改变了教与学的方式，实现了资源的共享，但信息化学习环境的建设成效与预期存在一定差距。根据2007年美国教育信息化应用效果调研结果发现，无论有无信息技术的支撑，学生的学习环境均未发生根本性的变化，且所获得的学习效果与以往比较相差甚少。
　　智慧学习环境的效用性  随着信息技术与教学的深度融合，智慧学习环境这一面向学习对象的理念被逐渐引入和应用，并受到诸多学者的追捧和研究。关于其概念，说法不一。钟国祥在2006年融合建构主义、混合等学习理论，将智慧学习环境界定为以学生为出发点，通过匹配适宜的教材、师生及设备工具来创设一个集成性、开放性的虚拟化学习空间，以为学生提供自主构建、针对性指导的支撑和服务。而马来西亚学者则主张：“智慧化学习环境是依托于现代信息技术，以学习者个性化特征为着力点，根据其学习方式、能力的差异为其提供个性化学习服务。”据此，智慧学习环境的效用性表现在以下几方面。
　　1）促进虚拟环境与学习主体的深度融合。智慧学习环境依托信息技术的优势，对学生的特征、能力和情感等進行深度感知，并实时监控其学习行为，反馈学习效果，从而及时调整学习服务策略，为学生提供精准的资源推送，推荐交互学习的伙伴，从而让学生在智能感知、虚拟交互的学习环境中进行知识的自主构建和学习。
　　2）凸显学生的主体地位。智慧学习环境重塑学生的主体地位，以学生的个性化学习需求和特征为根本出发点，制定学习目标、推行学习策略、进行学习跟踪和评价，从而为学生的自主学习提供全过程的服务、监督和指导。
　　3）注重学习指导和交互协作性。智慧学习环境中教师转变为指导者，针对学生的特征和学习效果给予必要的指导，以免学生陷入学习误区，弥补自我学习“无组织性”的缺点。且师生的互动、协作和探究式学习是有效学习的前提，需要努力将学生封闭式的个体学习转变为开放式的群体式学习。
　　3 新型智慧学习环境的主要构成
　　新型智慧学习环境是以信息技术为支撑，以启迪学生的“智慧”为根本目标，为学生提供全面、多元化的学习服务与支持。其构成要素存在四要素、六要素及七要素等说法。而针对学生自主学习、交互、资源共享等学习需求，同时融合以往学者的研究成果，其应该涵盖以下几个方面。
　　个人自主学习的空间  智慧学习环境功能定位是通过学习情境感知、学生特征识别，提供更为适宜的学习资源和工具，以为学生的知识自主构建和学习提供有效支撑。为此，构建过程中应该首先创设学生个体学习的门户，使得学生可以利用RSS工具将各类学习资源、咨询和服务等融合为一体，实现功能集成，以便可以随时随地根据学生的步调和诉求提供“一站式”服务。该个体化学习空间的构建应该创设近似逼真的学习环境和功能，为学生创造出沉浸式的学习氛围，并匹配各类学习工具、服务和资源，以便学生根据个体学习需求进行灵活选择。
　　交互式的学习平台  师生、生生之间的交互协作是提升个体学习质量，获取科学评价和指导的基础和前提。而智慧学习环境以服务学生学习需求为职责，需要搭建交互式的学习平台。依据特定的学习情境，以社会性网络SNS为支撑，融合不同学习主体，构建多元化、宽范畴的学习社群，使得学习特征相同的学生可以进行协作、探究式学习，以及群体之间的互动和交流，并可有效链接专家、学者、教师等构建成为一个交互的共同体，通过资源分享、经验交流和学习指导，不断地提升学习能力，及时获得学习反馈，调整个体的学习策略，优化学习方法，从而深化对知识的理解和内化。 　　完善的课程管理系统  课程管理系统是智慧学习环境整体布局和实施的关键环节，是制作、推送、共享、评价、监督、组织和管理学习资源与活动载体的支撑，也是学习者个体特征识别、学习行为跟踪、评价的基础。而根据目前各类课程系统的应用效果来看，Moodle系统应用最为广泛，功能集成性好，具有资源共享、课程管理、测评分析、群组讨论等各类功能，融合了不同的课程、试题内容，据此，可以其作为课程管理系统。在系统内，学生可进行学习资源的在线学习和下载，拓展资源获取的路径，并可创建自己的专属学习空间，上传学习笔记;而教师则可通过课程管理模块上传教学大纲、教学资料，布置学习作业，进行学习测评，并可基于群组讨论功能与学生进行问题探讨、交流。
　　智能化的学习资源中心  根据需求，可选用MySQL数据库和专家系统ITS组建学习资源中心。ITS可感知学习环境，模拟教师教学行为，通过对学生特征和学习行为的识别，为学生提供针对性的评价和指导。以此为基础的智能化学习资源中心，应该具备智能感知功能，能够根据学生的个体差异、学习习惯和爱好，确定和推送精准的学习资源，优化学习资源的适配性，以满足不同学生的个性化学习需求。同时，其应该具备便捷管理性，学生可根据自身的学习需求创建学习文件夹，并增设、删除和修改其中的学习资源内容，链接至个体化学习空间之中，以为自主性学习提供有效条件。
　　4 新型智慧学习环境构建的技术支撑
　　智慧学习环境的构建需要依赖于人工智能、传感器技术等识别学生特征、感知学习情境，从而针对学生的个体化差异，更好地整合学习资源和环境，以满足学生“任意方式、任意步调、任意情境、任意时空”的个性化学习需求。
　　以人工智能技术识别学生的特征信息  个性化的学习环境构建以学生的个体差异为前提，运用人工智能技术可通过数据分析提取学生的个性特征，从而为其推送适配性的学习资源，具体可通过学生建模技术获取学生信息和表征学生特征。实践中将采用ARGUNAUT系统通过文本挖掘方法判定学生在线讨论的内容是否契合学习主题，并可基于AutoTutor智能导学系统利用学生语言行为、情感表达及学习活动来识别学生的学习状态，从而实时了解学生认知状态，给予有效的学习引导。
　　同时，还可基于学生分析技术跟踪和识别学习过程信息，运用交互文本分析技术，可有效分析学生的学习参与度、关注的学习内容、交互的社交网络，并据此对学生进行聚类，划分不同的交互社群，为交互、协作学习提供有效支撑，并可利用学生对于资源的检索与访问、试题的选择、学习记录等日志类数据的分析，实时了解和评价学生的学习状态，评估学习資源的适配性。
　　以传感器技术感知和监测学习情境  学习情境的识别和监测有赖于特定的观测变量，不同学习情境下学生的学习行为和活动存在明显的差异。为在众多的学习情境中提取学生的学习状态、交互行为、学习活动等个性化的学习特征，需要利用传感器技术来定位、识别和感知学习情境，实时采集、跟踪采集学生的资源访问类别、学习方式、学习习惯及认知能力等特征;并融合学习时长、频率、暂停及重复学习次数等学习操作日志，共同感知学生的学习情境，以获取更好的场景感知效果，从而结合学生的差异和多样性特征，以适配性的内容、工具和方式来启迪学生的“智慧”。
　　5 结语
　　学习环境的构建和完善是深化教育改革的基础和前提。而信息技术支撑下的新型智慧学习环境，将改变传统教育框架下以教师为主体的固化教学模式，重塑以学生为中心的教学理念。其既能够根据学生的认知、思想和能力等个性化差异，推送学习资源，链接学习伙伴，进行科学化的指引，也可实时跟踪和记录学生的学习过程，从而给予正确的评价和监督，帮助学生认清不足，实现针对性的学习。可见，智慧化学习环境的构建是迎合学生需求、践行教学本质的根本体现。
　　参考文献
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