論認知學習風格在個性化 網路學習中的應用思考

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論認知學習風格在個性化 網路學習中的應用思考
  論文關鍵詞:認知學習風格 個性化 網路學習

論文摘要:學習風格的認知要素實質上是一個人的認知風格在學習中的體現,是個體習慣化的資訊加工方式。網路學習要為學生提供個性化的服務,關鍵在於如何有效監控學習者的認知過程,調整知識物件序列呈現方式和適應策略,為學習者認知遷移提供技術支援。本文分析了現有的使用學習風格的網路學習系統,提出通過知識物件定序描述來確定學習者認知策略,並結合思維建模工具支援學習者元認知監控,建立更加全面和準確的認知模型的策略與方法。 

隨著實時學習環境、自適應超媒體系統和智慧導學系統等網路學習系統的應用與發展,研究者對於發掘適合學習者的學習內容的方法表現出濃厚的興趣。一種可行的獲取個性化內容的方法是使用學習者模型,特別是認知學習風格具有促進個性化學習的巨大潛能,原因在於使用認知學習風格支援學習反映了一種良構的和多樣性的證據。一些關於認知學習風格在個性化學習方面的應用研究取得了新的進展,儘管有些系統仍然處於原型階段,但我們有理由相信學習者模型將成為個性化學習系統的中心元件。
  一、 學習風格相關研究
認知學習風格種類多樣,可以作為群體學習者特殊的和靜態的學習方式的判斷標準。目前,最常見的使用學習風格分類的系統有:Honey and Mumford learning style;the Myers-Briggs Type Indicator;multiple intelligences;Kolb learning styles index和the Felder and Silverman index of learning styles。[1]但在界,對於學習風格的使用普遍存在一種懷疑,有些人甚至建議使用其他認知建模方式,比如個性化測試,其提供了一種更加接近個性化內容的途徑。此外,近來的自適應網路學習系統主要依賴於內容定序,將其作為一種主要的自適應網路學習的教學手段,使用知識物件提供個性化服務,儘管這些定序系統在多大程度上與學習風格有關,目前還沒有得到驗證。
認知學習風格研究的領域非常廣泛,也常常令人感到困惑。近來一份關鍵的報告系統地評價了認知學習風格的實踐應用和價值,[2]報告分析了20世紀以來的71種學習風格,並對其中主要的模型分了13種類型。Coffield在Entwistle(1990)有效學習是可以預測和控制的觀點基礎上,提出可靠和有效的建構認知學習風格的措施和途徑可以作為促進自我發展的工具,不僅能診斷學習者如何學習,而且能描述學習者如何提高學習。Curry嘗試發掘71種模型的內在一致性,將這些風格模型歸為三類:學習偏愛、資訊處理風格和認知風格,其中認知風格相比學習偏愛對於學習者更加重要。[3]只獲取學習風格的靜態屬性是阻礙學習風格應用的主要原因。解決學習風格靜態性問題的方法是提供自適應使用者模型,隨著時間的變化記錄學習者風格,或者由使用者明確更新,或者由系統根據使用者行為自動改變。
認知學習風格是一個人的認知風格在學習中的體現,提供可靠和有效的適合認知學習風格的措施和途徑,可以促進學習者有效學習的發生。學習者學習行為的軌跡,對映著學習者的認知風格,個性化學習系統應跟蹤學習軌跡資訊並結合其它反饋資訊對學習者狀態做出評估,並進行適應性調整。
二、基於學習風格的網路學習系統的分析
  我們難以評價在自適應網路學習系統中使用學習風格的有效性,原因在於學習風格原型種類較多,實證研究較少。源於早期的訓練系統(CBT)的智慧導學系統,整合超媒體系統和智慧導學系統的自適應超媒體系統(AHS),均能適應個體或群體的需求提供基於網路的教育內容。儘管AHS已經經歷十五年的發展,但其中使用學習者風格的系統卻相當少。以下介紹的三個系統使用了認知學習風格,並在一定程度上進行了論證。
IRE(Intelligent System for Personalized Instruction in a Remote Environment)遠端環境中個性化智慧教導系統
Papanikolaou(2003)提出了一種自適應教育超媒體的原型INPIRE,它可以提供不同層次的適應性,從全系統控制到完整的學習者控制,兩種自適應模式都由學習者模型調節。學習者模型提供學習者當前知識水平、領域概念和學習者風格的資訊。使用一個教學設計的框架,領域概念在INSPIRE系統中描述了知識抽取的三個層級:學習目標、概念和教學。個性化課程內容產生於特定的目標,圍繞特殊的學習結果進行組織。
在INSPIRE系統中,學習偏好的使用遵循Honey和Mumford學習風格分類系統。[4][5][6]學習偏好通過問卷輸入系統。需要說明的是,這個模型是動態的,可以由學習者改變。2001-2002年間,在雅典大學資訊通訊學院完成了一項針對系統的分析,測試樣本來自23名大學二年級的學生,這項重點評價了使用者的日誌,發現學習者風格遵循不同的選擇和資料序列。
-CS(Adaptive Educational System based on Cognitive Styles)基於認知風格的自適應教學系統
Triantafillou(2004)提出了AES-CS原型系統,該原型用於驗證一種假設,即認知學習風格對於學習結果是有益的。AES-CS將Witkin的場依存和場獨立理論作為表示認知學習風格的方法,[7]假設將學習者分為場獨立和場依存學習者,場獨立學習者通常使用自己的方法分析資料,而場依存學習者學習的方法更加多樣化。系統由三個基本模組組成:領域模組、學生模組和自適應模組。三個模組通過互動來適應教學過程的不同方面,包括根據使用者已有知識的內容適應;通過選擇和組合合適的媒體適應內容的表現;適應教學策略;修改例項和連結;以及推薦適合的超連結等。
該原型系統使用了一種自適應表現技術,允許認知學習風格和知識狀態自適應地表現資訊,允許通過課程尋找適合的路徑和序列,從而為學習者提供一種個性化的軌跡。這個系統將76名被測學生分為實驗組和控制組,依照從先前測試、嵌入式測試和後測中抽取的資料以及實驗組問卷獲得的態度進行測試,實驗組表現優於沒有使用自適應系統的控制組。研究還發現,實驗組學生在互動和學習結果方面都得到了改進。另外,使用過的學生都認為系統易於使用並有再次使用的意願。