融创地产北京招聘:Web环境下智能协作学习系统构建的理论与方法

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Web环境下智能协作学习系统构建的理论

【作者】 赵建华; 【导师】 李克东; 【作者基本信息】 华南师范大学, 教育技术学, 2002, 博士

【摘要】 本论文主要探讨了构建基于Web的智能协作学习系统(WINCOL)的理论与方法,研究范围涉及协作学习、Web环境、智能化教学和CSCL(计算机支持的协作学习),主要采用了文献研究法、内容分析法、问卷调查法、逻辑推理、归纳演绎和系统建模等研究方法。 本论文首先对当前国内协作学习领域的研究现状和Web环境下协作学习系统的发展趋势进行了探讨,并提出了本论文研究的基本范围、研究的作用与意义及研究的基本思路。本论文通过对协作学习研究领域的文献研究与内容分析,初步形成了协作学习理论的基本体系,并对协作学习与合作学习的区别与联系从词源、概念、任务解决、评价等方面进行了较为深入的探讨。本论文还对CSCL、ITS、智能代理、学习技术标准等内容进行了研究与探讨,初步形成了指导WINCOL系统构建的理论基础与方法。 根据从事协作学习场所的不同,可以将其区分为课堂环境(面对面方式)与Web环境下的协作学习。课堂环境下的协作学习,从其基本理论、组织方法与策略、评价及过程控制等方面看,已经相当成熟。而对Web环境下协作学习的研究则尚处于起步阶段,无法同课堂环境下协作学习的研究相比。为了构建Web环境下的智能协作学习协作学习系统,了解影响协作学习过程的要素,对于效果的提高具有非常重要的作用。基于这种考虑,本论文选择对课堂环境与Web环境下影响协作学习过程的要素进行分析,在确定影响Web环境下协作学习的要素前提下,根据与课堂环境下协作学习影响要素的不同,有目的的运用课堂环境下协作学习的成功理论与方法指导WINCOL系统的构建。因素研究得出,课堂环境下影响协作学习的负荷因素有12个,Web环境下则为13个。对这些负荷因素进行分析发现,课堂环境下的协作学习较大地受制于成员之间的协商与交流、形成小组成员之间的积极的依赖关系、强调学习内容的选取、强调成员之间交流的技巧以及协作学习有关条件的处理等。Web环境下则强调小组学习的成果、协作学习持续时间的长短、小组成员的角色扮演、协作学习的场所、协作学习的有关技巧、激发学生参与协作学习的动机与积极性、重视协作学习在教学与人才培养中所起的作用等。此外,课堂环境下更关心协作学习过程中小组学习的组织。Web环境下则更加重视组织有效的协作学习过程,同时亦关心小组学习过程。 在对协作学习基本理论体系、Web环境下协作学习开发系统的理论基础、课堂与Web环境下影响协作学习的要素进行分析与探讨的基础上,提出了一个Web环境下协作学习的理论框架。该理论框架从宏观层面描述了个体性、社会性与协作知识建构的关系,并形成一个由“个体责任、社会协作和知识建构”构成的三维模型。按照该理论框架的基本观点,认为个体责任、社会协作和知识建构三者之间成正比例关系。该模型兼容Johnson兄弟(Johnson,& Johnson,1999)提出的协作学习组成的五个基本要素(基本判据),因此同样适用于面对面(课堂)环境。 伙伴模型的构建是实现系统智能化的基础与核心,因为它体现了在WINCOL系统中如何模拟适应学习者的理论、策略与方法。本论文提出了一种构建基于认知学生模型基础上的偏差模型,它既反映了学习者的知识水平和学习情况,同时也反映了学习者的认知能力,并根据学习者的知识偏差及出错对其学习过程中存在的偏差进行补救。伙伴模型由基础伙伴模型和动态伙伴模型构成,前者是指学习者经过前测,由系统根据学习者的注册信息所构建的初始伙伴模型。动态伙伴模型是学习者在系统提供的环境中按照一定的目标从事协作学习的过程中,根据学习者的学习状态、效果、反馈等对基础伙伴模型不断修正而得到的。动态伙伴模型更加适合学习者的真实学习状况。WINCOL系统中伙伴模型的组成要素包括个体身份、知识水平、认知能力和个体差异(如学习风格、智力差异、性别学习差异)。 如何实现对协作学习过程的模拟是体现WINCOL系统设计思想的关键。本论文以对STAD过程的模拟为例,探讨了构建协作学习过程模型的方法。此外,本论文还提出了一种构建教师模型的方法。教师模型的构建为在WINCOL系统中实现教师参与协作学习过程提供了基础,它主要包括个人信息、教学日历、教师角色、教学辅导、教学监控、教学评价和教师历史记录等组成要素。WINCOL系统中同教师模型相对应的是虚拟教师Agent,包括辅导AgCnt、监控Agent、评价Agent手管理Agent。 本论文还探讨了WINCOL系统的模块设计,主要包括知识表示与呈现、协作学习策略、评价与推理、协作学习工具及WINCOL系统中的数据库等。WINCOL系统中的知识组织主要采用课程型和问题解决型。对于课程型知识的处理主要涉及内容的选择、组织结构、呈现与应用等方面;问题解决型知识的表示与呈现涉及问题的确定、呈现及应用策略、评价和学生模型等。在协作学习策略部分,则探讨了如何采用规则表示协作学习的有关策略,如促进学习伙伴有效沟通的策略、角色扮演的策略、学习资源的运用策略、熟练运用协作学习技巧的策略、培养小组成员个体责任心的策略、冲突解决策略等。在评价与推理模块,则主要探讨了协作学习的评价方法及推理规则。WIN 更多还原

【Abstract】 Theory and method of web-based intelligent tutoring system (WINCOL) was mainly studied in this thesis. The scope of this study includes collaborative learning, web setting, intelligent instruction, and CSCL (Computer Supported Collaborative/Cooperative Learning). Some research methods, e.g.., literature review, content analysis, questionnaire, logical inference, inductive deduction, and system modeling were utilized into this study.First of all, the research status and development trend of curre... 更多还原

【关键词】 协作学习合作学习小组学习计算机支持的协作学习(CSCL)智能教学系统(ITS)智能代理(Agent)学习技术标准伙伴模型教师模型知识表示

Web环境下智能协作学习系统构建的理论与方法

摘要 5-7 Abstract 7 目录 10-15 插图目录 15-17 表格目录 17-19 第一章 课题研究综述 19-34     第一节 本课题研究概况 19-31         一、 数字化学习对教育产生的影响 19-20         二、 协作学习领域研究现状概述 20-21         三、 基于Web的学习 21-23         四、 Web环境下的协作学习 23-24         五、 几种典型的基于Web的协作学习系统 24-28         六、 Web环境下协作学习系统的发展趋势 28-30         七、 本论文的研究范围 30-31         八、 本论文研究课题的确定 31     第二节 本课题研究的作用与意义 31-32     第三节 本课题研究的基本思路 32-34 第二章 协作学习研究综述 34-66     第一节 协作学习概述 34-48         一、 协作学习思想的演化 34         二、 协作学习有关概念的辨析 34-41         三、 协作学习的基本作用 41-43         四、 协作学习的理论基础 43-48     第二节 协作学习的基本要素 48-51         一、 积极的相互依赖 48-49         二、 个体与小组的职责 49         三、 面对面的促进性交流 49-50         四、 人际与小组技巧 50         五、 小组加工 50-51     第三节 协作学习的基本组织形式 51-59         一、 小组概念辨析 51-52         二、 小组的基本组成要素 52-56         三、 小组的基本类型 56-58         四、 小组学习应用的基本技巧 58-59     第四节 协作学习的基本方法 59-66         一、 学生团队成就分配(Student Teams-Achievement Divisions,STAD) 59-60         二、 团队游戏比赛(Teams-Game-Tournaments,TGT) 60-61         三、 拼图Ⅱ(Jigsaw Ⅱ) 61         四、 团队促进教学(Team Accelerated Instruction,TAI) 61-62         五、 合作集成阅读与写作(Cooperative Integrated Reading and Composition,CIRC) 62-63         六、 小组调查(Group Investigation,GI) 63         七、 共同学习(Learning Together,LT) 63-64         八、 综合教学(Complex Instruction,CI) 64-66 第三章 WEB环境下协作学习系统开发的理论基础 66-95     第一节 计算机支持的协作学习(CSCL) 66-74         一、 概念解析 66-68         二、 关于CSCL理论基础的探讨 68-70         三、 CSCL的基本结构 70-73         四、 CSCL支撑软件特性的探讨 73-74     第二节 智能教学系统(ITS) 74-79         一、 ITS的历史演化 74-75         二、 ITS的基本框架 75-76         三、 学生模型(Student Model)构建的方法与途径 76-78         四、 专家模型(Expert Module)的基本结构 78-79         五、 课程与诊断模块(Curriculum and Diagnosis Module)功能的探讨 79     第三节 智能代理(INTELLIGENT AGENT) 79-83         一、 关于Agent定义的探讨 79-80         二、 Agent的基本结构 80-81         三、 Agent同专家系统的比较研究 81         四、 关于Agent实现途径的探讨 81-82         五、 关于Agent应用的探讨 82-83     第四节 关于学习技术标准的研究综述 83-95         一、 体系结构和参考模型(Architecture and Reference Model) 85-88         二、 学习对象的元数据(LOM) 88-91         三、 学习者模型(Learner Model) 91-93         四、 计算机管理教学(CMI) 93-95 第四章 课堂与WEB环境下协作学习的要素分析 95-111     第一节 本章的研究目的 95-97     第二节 课堂和网络环境下协作学习组成要素项的确定 97-99         一、 协作学习的核心要素 97         二、 课堂环境下的协作学习 97-98         三、 Web环境下的协作学习 98-99         四、 课堂与Web环境下协作学习的组成要素 99     第三节 研究方法 99-109         一、 课堂与Web环境中影响协作学习要素项的确定 99-105         二、 课堂与Web环境下影响协作学习的负荷因素 105-109     第四节 研究结论 109-111 第五章 WINCOL系统设计的理论及系统框架 111-123     第一节 WINCOL系统设计的理论框架 111-118         一、 Web环境下协作学习理论研究概述 111-113         二、 Web环境下协作学习的理论框架 113-118     第二节 WINCOL系统的基本框架 118-123         一、 WINCOL系统设计的目标 118-120         二、 WINCOL系统的基本框架 120-123 第六章 WINCOL系统中伙伴模型的构建 123-137     第一节 伙伴模型模块的体系结构与工作流程 123-126         一、 学生模型建造的有关途径与方法 123-124         二、 WINCOL系统中伙伴模型模块的体系结构 124-125         三、 WINCOL系统中伙伴模型模块的工作流程图 125-126     第二节 伙伴模型的组成要素 126-130         一、 个体身份 126         二、 知识水平 126         三、 认知能力 126-127         四、 个体差异 127-130     第三节 伙伴模型的建造 130-136         一、 基础伙伴模型 130-132         二、 动态伙伴模型 132-136     第四节 伙伴模型管理模块 136-137 第七章 WINCOL系统中协作学习模型的构建 137-145     第一节 协作学习模型构建的基础 137-139         一、 编写课程材料 137         二、 分组 137-138         三、 基础分的确定 138         四、 提高分数的计算 138-139         五、 小组分数的计算 139         六、 小组认可 139     第二节 协作学习模型构建的方法 139-142         一、 课堂展示阶段 140         二、 学习小组的组织 140-141         三、 小组学习过程 141         四、 小组测试 141-142     第三节 协作学习结构模块的体系结构与工作流程图 142-145         一、 协作学习结构模块的体系结构 142-143         二、 协作学习结构模块的工作流程图 143-145 第八章 教师模型的构建 145-151     第一节 教师模型构建的途径与方法 145-146         一、 黑箱模型(Black Box Models) 145         二、 透明箱模型(Glass Box Models) 145-146         三、 认知模型(Cognitive Models) 146     第二节 教师模型的组成要素 146-147         一、 个人信息 146         二、 教学日历 146         三、 教师的角色 146-147         四、 教学辅导 147         五、 教学监控 147         六、 教学评价 147         七、 教师历史记录 147     第三节 教师模型的构建 147-148     第四节 虚拟教师AGENT 148-150         一、 辅导Agent 149         二、 监控Agent 149         三、 评价Agent 149-150         四、 管理Agent 150     第五节 教师模型结构模块的体系结构与工作流程图 150-151         一、 教师模型结构模块的体系结构 150         二、 教师模型模块的工作流程图 150-151 第九章 WINCOL系统的模块设计 151-198     第一节 知识表示与呈现模块 151-162         一、 知识的基本类型 151-155         二、 知识表示的基本方法与途径 155-156         三、 课程型知识的表示与呈现 156-158         四、 问题解决型知识的表示与呈现 158-161         五、 知识表示与呈现模块的体系结构图 161-162         六、 知识表示与呈现模块的工作流程图 162     第二节 协作学习策略模块 162-166         一、 协作学习的基本策略 162-164         二、 协作学习策略的应用 164-165         三、 协作学习策略模块的体系结构图 165-166         四、 协作学习策略模块的工作流程图 166     第三节 评价与推理模块 166-185         一、 协作学习的评价方法 167-177         二、 WINCOL系统协作学习的评价步骤 177-180         三、 推理机的工作原理 180-184         四、 评价与推理模块的体系结构 184         五、 评价与推理模块的工作流程图 184-185     第四节 协作学习工具模块 185-191         一、 基于Web的协作系统支持协作的常用工具 185-187         二、 WINCOL系统中协作学习工具的选择 187-191     第五节 WINCOL系统中的数据库 191-198         一、 伙伴模型库 191-193         二、 学生记录数据库 193-194         三、 协作结构库 194-195         四、 协作学习知识库 195-196         五、 协作学习资源库 196-197         六、 协作学习规则库 197         七、 偏差库 197-198 第十章 本课题的研究结论、成果及进一步探讨的问题 198-200     一、 本课题的研究结论 198     二、 本课题的研究成果 198-199     三、 本课题研究所解决的关键问题 199     四、 尚需进一步研究的问题 199-200 参考(引注)文献 200-217 附录一: 关于课堂与WEB环境下协作学习的调查问卷(一) 217-220 附录二: 问卷中有关项目的解释 220-222 附录三: 关于课堂与WEB环境下协作学习的调查问卷(二) 222-227 附录四: 问卷一调查统计结果 227-229 附录五: 问卷二因素分析数据统计结果 229-239 附录六: 本课题研究过程中已经发表的有关研究成果 239-240 附录七: 本人攻读博士学位期间获得的各种奖励 240-241 致谢