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基于計算機網絡的自適應式遠程教育模式的研究

來源:貴州自考網 發表時間:2018-05-24   【 【貴州自考網:貴州自考考試第一門戶網】


摘 要 本文分析了現代教育的特點以及當前"遠程教育"的發展狀況,提出了一種自適應式的面向學習者的網絡教育模式,給出了該模式的基本構架和功能說明,并從實現的角度討論了相關關鍵技術及其解決方案。

關鍵詞 自適應式 遠程教育 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,具有及其深遠的意義。21世紀將是以知識為基礎經濟的時代。隨著知識經濟時代的來臨,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,如何更好的發展教育、什么樣的教育方式更為先進,成為越來越多人關心和探討的問題。而遠程教育這一基于計算機技術和通訊技術的教育方式,正以其自身優勢,成為現代教育的一個亮點。

l 現代教育的基本特點: 

1) 資源共享 

資源共享是一種節約資源,促進交流的有效形式。傳統教育由于其分散性,往往受到地域分布的限制,無法充分發展。而在現代教育中,共享教育資源既可以節約國家對于教育的投入,又可以使得不同學校在教育的內容和形式上進行交流,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。傳統教育由于投入的有限,無法很好的做到這一點。而現代教育強調根據學生各自不同的素質和情況,針對每個學生個體施教。目前我國的教育正從應試教育向素質教育轉化,強調個性化的教育是符合素質教育要求的。

3) 交互式 

在"個性化"教育中,學生必須與教師進行充分的交流。教師要根據自己觀察到的學生的接受情況來安排下一步的教學。所以,交互性是教育"個性化"的一個必要條件。

l 基于計算機網絡的遠程教育

以計算機技術和網絡技術為基礎的遠程教育,給我們帶來了許多全新的教育理念,如人機交互、網絡化學習環境、網絡技術所支持的虛擬學習團體等。在這種教育形式中,不僅實現了教育的資源共享、個性化和交互式,還具有以下特點:

1) 綜合利用聲音、圖像、文本等多媒體技術,以多樣的表達手段使得枯燥的教學更為生動;

2) 通過先進的通信設備,消滅距離的鴻溝,使不同地點的學員與教師之間可以進行"面對面"的交流;

3) 將課程、試驗、作業、參考資料以及試卷做成課件,使學員可以更加靈活選擇上課的時間、地點和內容的通過網絡隨時選擇適合自己的內容進行點播學習;

2. 現有遠程教育模式分析

l 現有遠程教育的基本構架

現有遠程教育主要以遠程學習系統、遠程答疑系統和遠程考試系統為核心,通過管理系統對其進行管理。作為輔助功能,還可以加上遠程作業系統和遠程交流系統。所有這些系統互相配合,構成一個完整的遠程教育系統。

⑴ 遠程學習系統

遠程學習系統為學習者提供了一個虛擬的"課堂"。系統充分利用網絡資源,將教師授課的語音、圖像、多媒體網絡課件和數據等實時或非實時地從大學傳送到異地教學站,這樣學生就可以在異地教學站的遠程多媒體教室里與在校學生一樣聆聽老師的課程。

⑵ 遠程答疑系統

遠程答疑系統是利用視頻會議系統,通過衛星和網絡傳輸技術,實現雙向交流的一種教學手段。答疑系統主要用于教師與學生、學生與學生之間的交流。教師通過這套系統,可以實現與遠端教學站學生進行答疑討論等環節的教學活動。

⑶ 遠程考試系統

遠程考試系統是教學信息反饋的重要手段,通過考試可以將學生的學習進展狀況反饋給系統。

⑷ 遠程作業系統

在學生的學習過程中,作業的布置、提交與批改是非常重要的一環。老師可以通過作業系統得到教學效果的反饋,既可以不解不同學生的學習情況,以便因材施教,又可以發現教學過程或課件中存在的問題,并采取措施加以修改完善。

⑸ 遠程交流系統

遠程交流系統主要提供文本交談、白板、實時語音交流等幾種功能,是學生、教師之間交流的重要手段。

⑹ 遠程管理系統

遠程管理系統的目的是為網上學習系統的學員提供一個集成的學習環境,使得學員們可以方便地利用網上學習系統的各種學習設施,如遠程考試系統、遠程討論系統,多媒體作業系統等,同時,對學員的學習記錄進行統計分析,并將結果反饋給學員和有關人員,以提高學習的效率。 

l 當前遠程教育中的不足

目前的遠程教育往往片面強調計算機網絡能夠更有效地傳遞常規形式的教學內容,卻因此忽視了其對于教學方式的影響,即通過使用計算機網絡的新的信息形式和學習,能夠賦予交流和教育以新的形式,使得遠程的教育可以更有效。許多遠程教育將重點放在教學的傳遞和傳播的技術上,其結果只是將教師的形象轉移到遠程,缺乏對學生學習狀況的了解以及教師與遠程學生之間的交流,使得教學仍是老式的"填鴨式教學",教課內容千篇一律,不能根據學生的具體情況而"適身定做",往往起不到良好的教學效果。

因此,遠程教育應該將傳統的以教師為中心改變為以學習者為主體,著重于因材施教,積極倡導個性化教育模式。

3. 自適應的遠程教育模式

l 核心思想

自適應遠程教育模式的基本思想是:以學生為中心,根據學生對知識的掌握和接受程度有針對性的教學。其原理是通過與學生的交互,時刻了解學生對知識的掌握情況,并根據掌握情況調節課程的內容和難度,從而實現"個性化教學",因材施教,更好的完成教學工作。

學生在完成階段性學習后,將進行測試,檢驗學習效果。如果在某個知識點的得分偏低,系統可以在下一次學習過程中將給該知識點的內容動態添加進來,減慢學習進度;相反,如果學生測試的成績較好,則系統可以根據具體情況增加學習內容,加快學習進度,從而達到教與學的平衡狀態。

l 關鍵技術實現

1) 課件的組織

課件根據具體的內容可以劃分成課件元(CourseWare Element),課件元作為組織授課內容的基本單位。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。

系統通過課件容器(CourseWare Container)將課件元提交給學生。所有的授課內容(課件元素)都放在課件容器中。

2) 學生學習進度評價
每個學生對應一個學生紀錄

學生ID 課程ID 學習進度M 接受程度參數W 其他信息 

其中接受程度參數W用來描述該學生對該課程接受的快慢程度,W的值越大,表明學生對課程接受的越快。W是一個動態參數,將隨著學生對不同的學習內容接受的快慢程度而動態變化。

3) 課程內容評價

課程名稱 課程ID 課程難度系數P 其他信息 

課程難度系數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的取值來自對選學該門功課的學生得分的統計,與具體的學生無關,僅取決于課程本身。

4) 具體實現

學習內容用C表示,該課程計劃的內容用C0表示;學生測試得分用L表示,該課程的期望分數值用L0表示:

C=C0 / (WP)

W=(L/L0)*(1/P)

5) 系統的工作過程描述

i. 取學生對功課S的接受程度W和進度M;

ii. 根據M從課件庫中提取課件元素,并根據W的值組織內容;

iii. 學生通過與系統交互,進行學習;

iv. 學生進行測驗,根據得分調節W值;

v. 繼續下一階段的學習,重復ⅰ--ⅳ;

4. 總結

本文提出了一種自適應的遠程教學模式,并給出了實現的主要方法。該模式充分利用互聯網的交互性和計算機的認知能力,使得教學更有針對性,能夠找出學生學習過程中的薄弱環節,并能根據學生對知識的接受狀況動態調整學習進度,從而實現了"家庭教師"式的教學方式。

本文對遠程教學的方法與模式進行了有益的探索。隨著整個網絡技術、計算機技術、信息技術和教育理論的發展,未來的網上教育將是個性化的、有針對性的教學,可以預見,個性化的教育模式將為網絡遠程教育注入新的活力。

參考文獻

1) 周明天 《TCP/IP網絡原理與技術》 清華大學出版社 1996
2) CERNET的研究與發展,科學出版社 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/index.html 


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, inspanidual


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