基于学习对象的自适应学习系统分析

摘 要：在研究学习对象理论的基础上，文章结合自适应学习系统的特点构建了基于学习对象的自适应学习系统。系统包含了五大主要功能模块和四类数据库，系统可以自适应地根据不同学习者的认知水平和学习风格等为学习者提供个性化的学习内容、学习策略指导和学习环境，是实现个性化学习的有效途径。

关键词：学习对象；自适应学习系统；自适应学习；个性化学习

中图分类号：G434

Analysis of Adaptive Learning System Based on Learning Object

HE Chi-ping WANG Chun-li

(Jiang Xi Yu Zhou Scientific & Technological Institute, Xinyu, 338029, China)

Abstract: On the basis of study of learning object theory, this paper tries to build an adaptive learning system based on learning object combined with the characteristics of adaptive learning system. The system contains of five main modules, and four databases. And the system can provide personalized learning content, learning strategies and learning environment to different learners according to cognitive level and learning style of different learners. And the system is an effective way to achieve personalized learning.

Key words: learning object; adaptive learning system; adaptive learning; personalized learning

1、引言

在当前快速发展的计算机网络技术及终身学习思想的影响下，基于网络的远程教育是我国乃至全世界教育界一个非常热门的研究方向。在基于网络的远程教育发展研究中，如何构建能够为学习者提供个性化学习平台的自适应网络学习系统是发展远程教育的一个核心，真正实现以学习者为主体的远程教育，依据不同学习者认知水平、认知风格、学习风格等为学习者提供与之能力相适应的个性化学习内容、学习策略指导及个性化服务。

2、自适应学习系统

自适应学习系统是一种学习支持平台，平台实现以学习者为主体，根据学习者认知能力和知识水平，动态调整学习内容和学习进度，为学习者个性需求提供学习内容、环境和策略的支持，学习者通过个性化的评测，系统自动调整个性化的学习计划，自我控制整个学习过程。

自适应学习系统的主要特点是（1）适应性，系统根据对学习者认知水平、认识风格和学习风格的测试结果，结合学习内容的特点，自动为学习者呈现最适合的学习内容。（2）自主性，自适应学习系统能够让学习作为主体参与到学习中，可以根据自己的学习网络自主选择相应的学习路径、学习策略等。（3）资源建构性，开发自适应学习系统的目的是让学习者充分掌握学科知识体系，这样就要求系统对教学资源进行全面整合以适应学习者的自主选择组织。[1]

3、学习对象与自适应学习系统

学习对象（Learning Object）是“任何具有重用特性并用来支持学习的数字化资源”。[2]这个名词是在学习技术标准制定过程中受到面向对象软件工程思想的影响而产生的。它是一种新型的学习资源组织形式，是解决资源重用与共享的有效途径。教学设计者可以根据学习内容的特点建立适当大小的能在不同学习环境多次重复使用的数字化教学构件。

根据美国国防部ADL（Advanced Distributed Learning）组织拟定的标准共享内容对象参考模型SCORM（Sharable Content Object Reference Model），学习对象由五个元素构成：学习目标、元数据、学习内容、练习、评估。

（1）学习目标：描绘学习者完成学习对象的学习后将获得的成果，是从学习内容中抽取出来的。

（2）元数据：是“关于对象的，数字的或物理的信息”，用来描述学习对象信息的元数据文件，作用在于为学习者和教育者对学习对象的查找、评估、获取和使用等提供技术支持，同时也支持学习对象的共享和互换。

（3）学习内容：静态的或交互式的学习内容。

（4）练习：针对学习内容的练习活动。

（5）评估：用于检测学习者对学习内容掌握程度的活动。

自适应学习系统的核心是学习内容的科学合理的结构化组织，也就是对学科领域知识的结构化[3]。而学习对象正是一种结构化的资源组织形式，能有效解决资源重用与共享，能充分体现学科的知识内容，以及知识点之间的结构，与知识有关的练习、评测试题等[4]。所以，以学习对象理论作为指导进行自适应学习系统的设计是一种可行的、科学的设计方案。

4、基于学习对象的自适应学习系统

根据上述自适应学习系统的适应性、自主性和资源建构性特点的要求，结合学习对象理论的思想，作者尝试构建了一个基于学习对象的自适应学习系统。本系统可以为不同的学习者提供适合其需求的学习内容和学习环境支持，学习者也可以根据自己的特点实现学习内容的自我组织，并制订相应的学习计划，进行自我评估，依据评估结果调整自我学习计划。构建的自适应学习系统包含了五大模块和四类数据库：五大模块是管理接口、教材生成引擎、课程架构引擎、课程可视化引擎和评估中心，四类数据库是学习对象库、教材数据库、学生档案数据库和学生记录数据库。其结构如图1所示：

图1 自适应学习系统结构图

4.1 五大主要功能模块

管理接口：教师通过管理接口模块登录到系统，利用管理接口制作和组织教学材料，将教学材料转换成恰当的学习对象，并将其存储在学习对象数据库中，这些学习对象是构成学生个性化学习内容的基础；管理接口还负责将数据库中的学习对象输出到教材生成引擎模块以生成教材数据库。

教材生成引擎：主要功能是检验输入的学习对象是否符合SCORM规范，并将符合SCROM规范的学习对象组织生成教材并存储于教材数据库中。

课程架构引擎：主要功能是依据学生档案数据库和学生记录数据库是的学习者个人信息和学习学习记录，并结合教材数据库中的学习内容自适应地构建个性化的学习内容，并将结果输出到课程可视化引擎以显示给学习者。

课程可视化引擎：主要用于呈现适应于不同学习者的个性化的学习内容，不同的学习者将看到的是不同的学习内容和组织形式，充公体现了系统的自适应性和个性化。

评估中心：主要用来评估学习者的学习效果。根据预设的测试题对学习者进行学习评价，评价结果作为学习者学习能力和知识掌握程度的评估，同时也是系统动态组织学习对象的重要依据，并以此呈现相应的学习内容、个性化的学习环境和学习策略指导。

4.2 四类数据库

学习对象库：用于存储构成学习内容的符合SCORM标准的学习对象。

教材数据库：用于存储根据教学目标而自成的由不同学习对象构成的学习内容，或称教材和与之相应的学习策略指导。

学生档案数据库：用于存储学生的个人基本信息。

学生记录数据库：用于存储学生的学习记录、评测结果和学生的认知风格、认知水平和学习风格等信息。

5、总结

自适应学习系统能满足不同学习者的需要，做到因人而异，学习的自主性、适应性，反应了个性化教育的重要取向。基于学习对象的自适应学习系统，利用了SCORM规范中的学习对象理论思想，对于课程资源的共享和重用具有重要作用。它能够根据不同学习者的认知风格、认知水平和学习风格自适应呈现个性化的课程内容、学习策略指导和个性化学习环境，并为教师组织和管理课程资源提供了有效的教学资源管理途径。

参考文献

[1] 余胜泉，适应性学习――远距离教育发展的趋势[J]，开放教育研究，2003.3

[2] David A. Wiley, (2004). Learning Objects Design and Sequencing theory [OL]. wiley.edusu.edu/docs/dissertation.pdf 2004-11-22

[3] 姜强，赵蔚. 基于用户模型的个性化本体学习资源推荐研究[J]. 中国电化教育，2010，（5）：106－111.

[4] 蔡群英，黄镇建. 基于SCORM规范的课程资源整合平台研究与实现[J]. 计算机工程设计，2007，（15）：3720－3722.省略