基于Web2.0的自主学习平台研究与设计

【摘要】文章从分析网络自主学习行为入手，探讨Web2.0时代网络自主学习平台的功能特征，并提出基于web2.0技术的网络自主学习平台总体功能模型和符合W3C标准向下兼容的三层次技术架构，为自主学习平台的设计和开发提供一定的参考。

【关键词】网络自主学习；学习平台；Web2.0

【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097（2011）02―0116―05

基于网络的自主学习是当前运用较广的E-Learning学习形式。本文从分析网络自主学习行为入手，探讨网络自主学习平台的功能特征，并提出基于Web2.0技术的网络自主学习平台结构模型。

一 网络自主学习行为分析与网络自主学习平台的功能特征

庞维国[1]对自主学习这样定义，学生在学习活动之前能够确定目标、制定学习计划、做好具体的学习准备，在学习活动中能够对学习进展、学习方法作出自我监控、自我反馈和自我调节，在学习后能对学习结果进行自我检查、自我总结、自我评价和自我补救。概括起来就是能学、想学、会学以及坚持学。通过对自主学习的学习内涵分析，我们可以发现自主学习的主要特征是主动的、脱离教师监控、高度独立的学习，学习者必须在学习过程中强化自我监控、自我调适和有效评价。随着网络技术、多媒体技术和智能技术的发展，网络自主学习呈现出新的形态和特征。

1 网络自主学习系统的界定

根据行为理论，我们认为网络自主学习系统由主体、客体、群体和网络学习环境构成。在网络环境下，主体是通过网络交互界面进行意义建构的学习者，具有能动性和独立性，学习的成效取决于个人的学习动机和学习过程的控制。客体是以多种媒体形式（文本、音频、视频、动画等）组合呈现的学习资源，如网络课程、题库、学科资源库等，是学习者意义建构的直接对象。群体是指自主学习者利用网络交互环境，在学习过程中以寻求学习支持和知识共享为目的组成的团体，与传统学伴相比具有松散多元的特征，这种通过网络交互工具组成的学习共同体突破了时间、空间和身份的限制，彼此之间的交互活动会对自主学习者认知活动产生促进作用。关于网络学习环境概念的界定，武法提认为学习环境就是学习活动展开的过程中赖以持续的情况和条件，根据这个定义，学习环境的要素就不仅仅是支撑学习过程的物质条件（学习资源），还包括教学模式、教学策略、学习氛围、人际关系等非物质条件[2]。网络自主学习系统中学习环境更突出对自主学习的支持，其中包括网络交互行为工具、群体组织规则和自主学习策略等。

2 网络自主学习行为的划分

对网络自主学习行为的研究，我国一些学者趋向于将学习行为分为三个层次，抽取每个层次的行为模型特征进行研究。在此我们认同这种层次划分，第一层是学习者在网络学习环境中对交互界面的直接操作行为，对热区链接的点击、数据的输入、对各种媒体的刺激作出直接反应；第二层是学习者与网络学习环境各要素的信息交互行为，学习者从学习资源、学习共同体和学习环境中获取信息，也会分享输出个人的知识和信息，进而与学习环境相互适应。第三层是学习者基于网络的意义建构行为，表现为学习者头脑中新旧概念之间、概念与问题之间的相互作用，作用的结果为学习者内部认知结构的变化（包括同化与顺应）及问题的解决。这种行为发生在学习者的头脑中，不能被直接观察，是一种内部行为[3]。

这种层次划分使得网络自主学习行为由低到高逐渐从外显转向内化，由具体可记录转向抽象不易测量，但在实际学习过程中，三个层次的学习行为并不是相互割裂，而是相互影响，共同作用。界面的交互操作存在于学习者与网络学习环境的任何交互时刻，信息交互行为要通过操作才能发生，同时信息交互的过程就是个人逐步意义建构的过程。

3 网络自主学习平台的功能特征

近几年网络学习平台逐渐从强调支持个别化教学环境的设计到注重个别化学习、合作学习等多种学习模式的学习环境的设计。这种设计开发理念的转变与Web2.0强调以个人为中心，人人参与、分享及协作的概念趋向一致。通过对学习者网络自主学习行为的分析，我们认为目前网络自主学习平台应突出适应性内容呈现、个体学习过程监控、参与式信息交互以及绩效多元评价4个显著的特征。

（1） 适应性呈现

适应性内容呈现是指自主学习平台要了解用户的个性差异，根据用户的个体特征、学习进度状态呈现合适的信息。

（2） 个性化监控

Web2.0环境下，网络自主学习系统对用户学习过程的监控更加强调个体动向的记录。传统的网络学习平台是相对封闭的系统，学习资源更多是一种单向传输且集中在系统内部，同一个学习系统内用户表现出更多的共性。现在新技术支持下学习者本身就是资源的创建者、信息的生产者，借助社会互软件，每个学习者建立了个体的学习路径和知识领域，因此要求自主学习平台的监控更具个性化。

（3） 开放互

人机交互和人际交互是网络学习环境中主要的交互形式，Web2.0技术使得自主学习平台提供了全新的开放式交互环境。由于Ajax技术的运用，页面元素的拖动、页面光箱、搜索建议、即时校验等Web2.0交互手段使学习者与媒体界面的交互更加丰富，学习者可以按个人喜好创建个性化界面布局，用户体验更佳。借助Blog、Wiki、SNS、P2P等社会性软件和技术的辅助，自主学习平台的交互空间不断延展，知识得以在更广阔的空间传播分享。

（4） 多元化评价

贯穿整个学习过程的评价是自主学习过程监控的必然要求，只有对学习过程、学习状态信息的准确采集，才能使系统对学习资源的组织及时调适。传统网络学习平台的评价系统大多采用单元测试类量化评价，形式比较单一，Web2.0技术支持下的自主学习平台是以学习者能力发展为目标的评价，要达到终结性评价和过程性评价相结合、自评和他评相结合、知识评测和能力评价相结合的多元评价形态。学习评价可来自系统内部在线测试，也可来自外部网络学习群体。

综上所述，较为理想的自主学习平台应该具备：内容呈现部件能够追踪学习者的学习进程，进而引导学生的学习内容，指导学习者的学习过程；学习监控部件应该及时有效反映学习绩效，使学习者了解自己的学习状态，进行自我调控；交流部件能够提供多样的手段使学习者及时获得来自学习群体和学习平台的支持，网络学习环境将愈加符合自主学习的认知规律，贴近学习者需求。

二 基于Web2.0的自主学习平台总体模型设计

Web2.0技术为构建共享开放的自主学习平台提供了有力的技术保障，我们设计的自主学习平台构成模型如下图1所示：

1 领域知识

由学习资源及其相关的描述性信息（元数据）组成，领域知识的组织和表示是学习支持系统中的一个核心组成部分，领域模型描述了领域知识库中各元素及其相互间关系。通常在教学系统中我们可以把章、节、小节、知识点，甚至是一个学习单元、一组测试作为学习领域的元素，这些元素相互间构成了聚集、继承、关联、前提、推导等关系。

领域模型不仅描述学习资源的内容也要描述学习的过程，如聚集关系表示知识的结构，一个小节包含若干知识点，一个学习单元由若干学习序列组成；继承关系表示学习过程中小组成员继承了小组的属性；关联关系表示若干知识点与某个概念有关联；前提关系描述了知识点的前后逻辑关系，学习活动的前后顺序；推导关系则从学习者对某些领域知识的掌握判断另一些领域知识的学习程度。[4]

领域知识库通过领域模型的建模对实际学习资源进行标准化过滤，最后转化成关系模型，利用关系数据库进行组织、存储和管理。如表1为一个节元素的数据库模型示例：

2 学生模型

学生模型的建立是自主学习平台实现学习过程有效监控与个性化学习的重要基础，学习者模型规范（CELTS-11）建议从个人信息、学业信息、管理信息、关系信息、安全信息、偏好信息、绩效信息以及作品集信息八个方面描述学习者。在我们设计的系统模型中，既要描述学习者的个人学习特征也要记录个人的动态学习过程信息。

学习者进入平台学习首先要经过注册成为系统用户，输入基本的个人特征信息后，系统将建立一个该用户的静态学习模型。开始学习后，在Web2.0技术支持下，用户模型的维护和修正从三个途径采集数据，一是用户的学习单元测试数据以及系统领域知识模型的推导，二是通过标记与绩效评测库关联，来自用户学习绩效的主动分享（网络笔记、Wiki共创、Blog知识共享等），三是学习者在平台交互操作记录。在具体实现中我们把模型的动态部分可以定义为S{u,f1,f2,f3,f4}：

u：学习单元

f1：测试结果

f2：系统推导

f3：用户分享

f4：交互记录

3 绩效评测

绩效评测模型是一个以多元智能理论为基础，以Web2.0技术为支撑的网络学习质量评价系统，由自评模块和他评模块构成，同时在学生模型库中设置动态标记，以修正和维护学生模块，建立学习者个性化评价模式，实现自主学习平台对学习者的学习过程实施动态评价，为学习过程监控模块提供控制反馈信息。模型的具体实现途径如表2所示：

4 学习策略

来自教师和学科专家，依据认知策略、教学策略及资源管理策略而制定的一系列规则集合，是自主学习平台开发过程中业务逻辑层设计的指导性算法。

5 学习过程监控

学习过程监控是整个平台的调度中心。该模块要负责采集用户学习进度、用户信息交互数据和交互页面变化等数据，动态维护学生模型和绩效评测库，实现学习进度监控。根据学习策略模型提供的教学策略，结合学生学习动态监控数据和个性学习特征，实现系统的适应性内容呈现。导航功能主要体现在以合理的技术手段，如链标记、链隐藏、浮动提示等，系统能够及时将学习状态反馈至用户界面并指导下一步操作行为。

6 交互工具

Ajax技术的应用改善了人机交互的响应速度，网络自主学习行为本就是数据频繁交换的应用，页面局部数据刷新机制使页面数据过滤和排序更容易实现，内容动态呈现、个性化导航、浮动提示等操作增加了学习的愉悦感，有效提高了学习效率。人际交互工具包括IM，Blog，Wiki，SNS， RSS，Tag，P2P等社会性软件工具，通过这些交互工具建立开放的学习社区，学习者逐渐形成极具个人特征的学习生态圈。

三基于Web2.0的自主学习平台技术框架设计

在参阅大量文献资料并分析目前主流的网络平台开发模式和框架的基础上，我们提出符合Web标准，基于Web2.0技术的网络自主学习平台三层次技术架构（图2所示）。

Web标准，是由一些规范共同组成的标准集合，是由W3C和其它的标准化组织共同制定，用来创建和解释基于Web的内容，符合Web标准的网站应该主要由三部分组成：结构（Structure）、表现（Presentation）和行为（Behavior）。符合Web标准的网站有以下技术优势：一、减少代码易维护。结构、表现和行为的代码分离使HTML更具结构和语义，页面构成代码大大减少，使维护简单高效。二、最佳的可访问性和兼容性。通过改写CSS文件或转换成XML等其他格式文档，就能轻松移植到新的手持式系统，如手机、PDA等等。使用Web标准建立的页面具有很好的兼容性，无论是向下兼容还是不同浏览器间的兼容。三、提高搜索引擎对网页的索引效率。目前的搜索引擎只是对页面的代码进行分析，因此页面代码更小而且有语义的页面，搜索引擎的效能会更高。四、CSS、Ajax技术的运用使得页面风格统一，操作流畅，改善了用户体验。

该网络自主学习平台的技术架构由三层次组成：

1 表示层

在表示层中，系统主要运用Ajax、CSS、JavaScript等技术，提供自主学习交互接口，即时采集学习者学习进度状态和学习行为，同时以丰富的媒体交互方式呈现学习内容，以颜色、浮动提示等可视化标志使学习者及时掌握自己的学习动态。在技术架构上将表现、结构和行为相分离是表现层的主要目的，主要包括结构层、表现层和行为层三个子层。结构子层描述页面输出信息及其逻辑关系，表现子层通过CSS提供不同的风格样式来控制结构文档的表现，行为子层则使用JavaScript通过DOM接口对结构子层和表现子层的内容进行操作以实现各种交互逻辑，同时使用Ajax技术提高系统响应能力，由XMLHttpRequest对象提供客户端和服务器端的异步通信通道，所有数据经过JavaScript中间层处理，结合DOM模型和CSS样式表文件，满足各种Web应用要求。

2 业务逻辑层

业务逻辑层接收从表示层输入的用户请求，向数据层发送数据请求，并将数据层返回的数据解释成用户所需信息返回至表示层，是整个架构中业务逻辑的核心。该架构主要包含内容呈现与管理引擎、学习监控引擎、绩效评价引擎和知识分享引擎等，其中知识分享处理机和绩效评价处理机中整合了Wiki、Blog、RSS、Tag等Web2.0应用的组件工具。

当前许多流行框架在Web应用开发时首选MVC设计模式，在MVC模式中，模型封装了应用问题的核心数据、逻辑关系和业务规则，提供了业务逻辑的处理过程。模型一方面被控制器调用，完成问题处理的操作过程，另一方面为视图获取显示数据提供了访问数据的操作。因为模型是与数据格式无关的，因此一个模型可以为多个视图提供数据，这样一个模型一次编写可以被多个视图重用，从而避免了代码的重复编写[5]。

3 数据层

根据模型设计，数据层主要对数据进行储存管理，如数据的创建、数据的查询、数据的安全和备份等，向业务逻辑层提供标准化的访问接口。数据层主要提供两种形式的服务方式：数据库方式和XML文件方式。该架构主要由学生模型库、领域知识库、绩效库和知识分享库组成，部分关键表结构如下所示：

四 结语

本文从分析网络自主学习行为入手，探讨了网络自主学习平台的功能特征，并提出基于Web2.0技术的网络自主学习平台总体结构模型和符合W3C标准向下兼容的三层次技术架构，对自主学习教学网站的开发具有一定的参考价值。

参考文献

[1] 庞维国.自主学习:学与教的原理和策略[M].上海:华东师范大学出版社,2003:5.

[2] 武法提.网络教育应用[M].北京:高等教育出版社,2003.

[3] 庄科君,贺宝勋.网络自主学习行为系统框架和自主学习行为层次塔[J].中国电化教育,2009,(3):41-45.

[4] 陈品德.基于Web的适应性学习支持系统研究[D].华南师范大学,2003:58-60.

[5] 林庆,朱翠苗.基于的MVC设计模式的研究[J].计算机工程与设计,2008,29(1):167.

The Design and Study of the Platform for Self-regulated Learning Based on Web 2.0

PAN Qing-hong WU Li-yuan

(Department of Information Technology and Education, Hunan University of Science and engineering, Yongzhou,Hunan 425100,China)

Abstract：This article analyses the behavior of self-regulated learning on the internet, discusses the functional characteristics of the self-regulated learning platform based on web 2.0, and proposes a general structural model for it. It also puts forward a three-level technical architecture which complies with the W3C standards and has the backward compatibility. Hope that it can provide certain reference for the development and implementation of independent learning website.

Keywords：self-regulated learning on the Internet; learning platform; Web 2.0

收稿日期：2010年1月5日 编辑：红叶