作者:周萍 章伟 本文字数:2476
[摘 要] 将认知风格与学习风格结合起来,提出一种基于域独立/域依赖认知风格模型和八维度Felder-Silverman学习风格模型的自适应在线学习系统。该系统可根据学生不同的认知风格和学习风格,为其提供不同形态的学习资源和不同的学习内容,实现学习资源形式与内容的个性化自适应推送。以网络课程的个性化自适应学习为例进行实验,证明该系统能提高学生的学习成绩,减少学生的认知负荷。研究成果可应用于网络学习空间建设、未来智慧教育、精品课与在线开放课建设等方面。
[关 键 词] 学习风格;认知风格;自适应学习;多维度
[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603(2019)15-0004-04
信息技术不仅促进了教育的均衡发展,使个性化、自适应学习成为可能,同时也吸引了大量研究人员开发用于计算机辅助学习的技术和软件。近年来,由于使用了超媒体和多媒体呈现,学习资源变得更加丰富和多样。研究表明,超媒体和多媒体适合于提供个性化的学习指导与学习资源推送,其方法是根据学生的个体学习模式,相应调整学习内容的呈现方式和学习路径。近二十年来,各种个性化、自适应的多媒体学习系统被开发出来。例如,姜強等[1]基于大数据分析,从数据与环境、关益者、方法和目标四个维度出发,构建了一个自适应在线学习分析模型。马玉慧等人提出了一个基于认知诊断的个性化学习资源推送方法,即先实现学生内部知识结构的认知诊断,然后在认知诊断的基础上再进行个性化学习资源的推送[2]。
虽然学生的知识水平和学习内容的难易程度是自适应展示和选择学习内容的首要因素,但是个人偏好和学习习惯差异也是需要重点考虑的影响因素。其中,学习风格代表学生对信息的认识和处理模式,是一个与学习材料呈现相关的重要因素,而认知风格则是个体认知过程中的一个固有特征,不易改变。近十年来,研究人员不断尝试开发基于学习风格或认知风格的自适应学习模型,然而,,这两者很少同时被考虑在内,更不用说其他个性化因素了。
在提供有效的自适应学习模型时,必须考虑各种个性化影响因素。教育应该因材施教,也就是说,要先对学生进行诊断,判断学生属于哪种“材”,再根据学生不同的学习风格与认知风格,有针对性地“施教”。针对大规模在线学习情境下的“因材施教”问题,本研究基于学习者的多种个性化因素,包括学习风格和认知风格在内,提出了一套自适应学习模型,帮助学生更有效地学习,为未来智慧教育、移动互联网在线教育相关研究提供理论基础与技术框架。
一、预备知识
(一)学习风格与认知风格
学生的学习风格是指学生如何学习和是否喜欢学习的一种特征,是一种指导学习的方法和策略,它可以指导学生对学习的认知、语境和内容。学习风格是展示学生的学习模式、学习倾向与偏好的一个重要因素。
认知风格可以分为认知中心、人格中心和活动中心。学习风格与认知风格的关系是学习风格是认知风格的一个子集,是一种以学习活动为中心的认知风格。二者不同之处在于,认知风格是指个人在信息的组织与处理方式上的个体差异,而学习风格被认定为一种反映学习行为的潜在原因的一致性方法。此外,认知风格涉及一种认知活动,如思维、感知、记忆等,而学习风格则是学习者对包括认知、情感和心理行为在内的学习环境与学习内容的感知和互动的指标。
早期研究表明,学习风格是提供个性化学习指导或学习内容的参数之一。研究人员提出了许多学习风格理论或模型。其中,Felder和Silverman于1997年开发的Felder-Silverman学习风格模型(FSLSM)[3]被认为是最适合开发自适应学习系统的模型之一。研究人员指出,考虑到个人因素,FSLSM是开发超媒体课件的最合适衡量标准,是最适合在电子学习系统中应用的模型之一。因此,本研究将FSLSM作为开发自适应学习系统的因素。
另一方面,认知风格普遍被认为是影响学生信息搜索与加工的重要因素,也是影响用户界面有效性和学习系统导航决策的一个重要因素。一些研究表明,在设计信息搜索界面和开发提供个性化学习指导的适应性学习系统时,考虑认知风格是有效的。多项研究成果显示,域独立/域依赖(FD/FI)认知风格适宜用来诊断学习行为或设计学习系统。
本文将学习风格用于处理多媒体资源(由文本、图形和视频组成)的呈现模式,提供个性化的学习材料和展示布局,将认知风格用于开发个性化的用户界面和导航策略。
(二)认知负荷与多媒体学习
认知负荷被定义为特定任务强加于接受者的负载,是一种多维结构,可以通过测量精神努力和心理负荷来评估。精神努力与学习活动中使用的策略有关,心理负荷是指学习任务、学科特征和学科材料之间的相互作用,这与学生需要面对的学习内容的复杂性密切相关。为了回应大多数数字学习材料都是用多媒体开发的事实,Mayer等人于2001年提出了多媒体学习的认知理论[4],它假设图像和语言材料通过不同的感觉渠道(即视觉和听觉)被学习者接受。因此,当学习者收到冗余信息、结构不良的信息或某种意义上的超量信息时,就会出现认知超载。另外,学习者的能动性与认知负荷也有显著关系。学习能动性是决定学习是否成功的一个因素,特别是在复杂的电子学习环境中。
(三)自适应学习系统
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本文标题:基于认知风格和学习风格的多维度自适应在线学习系
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