基于Webservice的个别指导式远程学习软件及知识设计策略_论文

第ｌ１卷第１期　长沙航空职业技术学院学报　Ｖｏ１．１１　Ｎｏ．１　２０１　１年３月　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＣＨＫＮＧＳＨＡ　ＡＥＲＯＮＡＵＴＩＣＡＬ　ＶＯＣＡＴＩＯＮＡＬ　ＡＮＤ　ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ　ＣＯＬＬＥＧＥ　Ｍｆｌｒ．２０１１　基于Ｗｅｂｓｅｒｖｉｃｅ的个别指导式远程学习软件及知识设计策略　王英彦　（义鸟工商学院，浙江义乌３２２０００）　摘要：建构个别指导式远程学习软件的系统模型，根据认知心理学领域，知识分为陈述性知识和程序性知　识，主要讨论知识库模型中，针对不同的知识选择不同的设计策略，以增加软件的可读性，使学生能进行高效率地　学习。　关键词：个别指导远程学习软件；陈述性知识；程序性知识　中圈分类号：Ｇ６４２　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７１—９６５４（２０１１）０１—０２１一ｏ４　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｓｔｒａｔｅｇｙ　ｏｆ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ　ａｎｄ　Ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　ｆｏｒ　Ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ　Ｇｕｉｄａｎｃｅ　ａｎｄ　Ｄｉｓｔａｎｃｅ　Ｌｅａｒｎｉｎｇ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｗｅｂｓｅｒｖｉｃｅ　ＷＡＮＧ　Ｙｉｎｇｙａｎ　（Ｙｉｗｕ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ａｎｄ　Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｙｉｗｕ　Ｚｈｅｉｆａｎｇ　３２２０００）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ　ｇｕｉｄａｎｃｅ　ａｎｄ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｌｅａｒｎｉｎｇ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｆｉｅｌｄ　ｏｆ　ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ　ｐｓｙｃｈｏｌｏｇｙ，ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　ｉｓ　ｄｉｖｉｄｅｄ　ｉｎｔｏ　ｄｅｃｌａｒａｔｉｖｅ　ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　ａｎｄ　ｐｒｏｃｅｄｕｒａｌ　ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ．Ｉｔ　ｍａｉｎｌｙ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ　ｔｈｅ　ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　ｍｏｄｅｌ　ａｎｄ　ｃｈｏｏｓｅｓ　ｔｈｅ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｄｅｓｉｇｎ　ｗａｙｓ　ｉｎ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ，ｉｎ　ｏｒｄ＊ｅｒ　ｔｏ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｒｅａｄａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ａｎｄ　ｔｏ　ｅｎａｂｌｅ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ　ｔｏ　ｌｅａｍ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ　ｇｕｉｄａｎｃｅ　ａｎｄ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｌｅａｒｎｉｎｇ　ｓｏｆｗｔａｒｅ；ｄｅｃｌａｒａｔｉｖｅ　ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ；ｐｒｏｃｅｄｕｒａｌ　ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　我国从２００１—２００７年相继完成了三次课程　指导式远程学习软件，它可以实现一对一的辅导式　改革，改变了传统课程内容与现实脱节，内容偏难　教学，正好满足教育所需。　的现状。教学方法相应也有很大的改变，从传统的　个别指导式远程学习软件，是一种基于网络的　以教师、教材为中心，向以学生为中心转变，强调采　智能化教学软件，它引入人工智能、数据挖掘等技　用培养学生的创新思维，教学过程与社会实践相结　术，用计算机模拟教师对学生进行个别指导，达到　合的教学模式，如探究式，ＰＢＬ，４ＭＡＴ等教学方法。　因材施教、成功学习的目的。该软件通常有明确的　但课程与教学方法的改革对教师提出了很高的要　学习目标、计划，根据已有的材料和指导方针，由设　求，需要一种新的教学工具或方法，能根据学生不　计人员和教学经验丰富的老师围绕学习目标组织　同的学习风格提供不同的教学方式，以实现个性化　和设计学习内容，确保学生成功地学习。在软件设　教学。但据调查显示，当前我国师生比例为１：２０　计中，作者试图应用教育学、心理学的知识，使软件　左右，要满足教师对学生个别指导几乎是不可能，　更加人性化。在认知心理学中，知识又分为陈述性　要开发一种智能化的软件，实现计算机代替老师，　知识和程序性知识，本文就从这两个方面出发来探　随时给学生提供辅导，这就是全球正在关注的个别　讨在个别指导式远程学习软件中陈述性知识和程　收稿日期：２０ｔ１—０３—１３　作者简介：王英彦（１９８１一），女，湖南祁阳人，讲师，工学硕士，研究方向为远程教育、计算机集成网络技术、教育技术及研究方法。　・２ｌ・　

长沙航空职业技术学院学报　第１１卷　序性知识的设计策略。　问或安排学生要做的事情。Ｌ２　第三，学习和评估同　１　陈述性知识和程序性知识概述　时进行，代替了传统教育中无意义的考试。第四，　根据现代认知心理学的观点，知识就是个体通　计算机代替老师，学生在学习过程中遇到的一些问　过与环境相互作用后获得的信息，分为陈述性知　题，通过与软件智能交互可以解决。第五，知识通　识和程序性知识。　过网络链接知识库服务器，实现自动更新。　陈述性知识是个体对有关客观环境的事实及　２．２个别指导式远程学习软件的模型　其背景与关系的知识，是可以用语词加以表述“是　笔者根据认知心理理论、人本主义理论、教育　什么”的知识。¨　陈述性知识主要是以命题或命题　理论，利用软件工程、数据挖掘和人工智能技术，建　网络来表征的。它有一个最为重要的特征是静态　构了个别指导式远程学习软件的系统模型（如图１　性，即这类知识仅代表了人对某些事物的状况有所　所示）。　知悉、理解，主要用于回答是什么、为什么和怎么样　的问题并未涉及到人如何去做。这类知识主要通　过记忆来获得的所以又称记忆性知识或描述性知　识。　　工一推ｒ　　一／　誊　凰　学　生　程序性知识又称过程性知识，在人的记忆中是　鎏霪≮　黧　一二二Ｌ　焦望Ｊｌ　ｌ，　以“产生式或产生式系统”这种动态的形式来表征　＼　管理系统Ｊ　／　囊　叫≥，　知识库获取模型ｌ　，　的。主要用于回答“怎么做”的问题，并指导人们　怎样解决问题。产生式实际上就是一条具有Ｉｆ—　图１软件模型　Ｔｈｅｎ（“如果—那么”）形式的规则，在此规则中Ｉｆ　部分陈述了使用该规则时必须存在的条件，而　知识库：从认知心理学领域来看，知识分为陈述性　Ｔｈｅｎ部分，则提出了当这些条件存在时，人可以执　知识和程序性知识。知识库用于表示教学领域中　行的哪些行为工作，因此，程序性知识的获得是以　的相关知识。　陈述性知识为条件。程序性知识的获得过程比较　数据库：在人机交互过程中所输入的数据，以　慢，需要经过一系列有目的的训练才能掌握。　及整个学习过程都保存在数据库中。当计算机提　从教育学的观点来看，陈述性知识就是各门学　示出错信息用户询问Ｗｈｙ的时候，计算机就从数　科的基础理论和基本概念；程序性知识就是运用陈　据库中调用出错的相应步骤。此外，老师通过访问　述性知识解决问题的方法和技能。陈述知识是程　数据库根据学生的学习过程给学生评分。　序性知识的基础和起始阶段，在理解和记忆概念的　知识库获取支持模块：知识获取实现了知识库　基础上有助于我们形成技能，技能的形成又促进我　的自动升级、更新，在知识获取过程中并不是把专　们对概念的进一步理解。如掌握了阅读、理解和检　家教师的知识进行直接输入，而是让教师对自己头　索文献的技能可以帮助我们获得更多的信息，所以　脑中的知识意识化、体系化，这就是知识获取支持　这两类知识是相辅相成的。　模块的作用。　２个别指导式远程学习软件的系统结构模型　智能接口模块：该部分作为系统与用户的交互　２．１　个别指导式远程学习软件的特点　界面，为其它各个模块提供智能化的多媒体知识输　个别指导式远程学习软件，实际上是一种基于　入、用户信息和行为获取、知识输出的途径。界面　ＷＥＢ的智能化学习软件。它具有智能性、高交互　设计要尽可能直观、易操作，方便人机交互。　性、自适应性等特点。具体体现在以下几个方面：　推理机：人机以问一答方式实现交互，推理机　第一，它根据学生不同的学习能力、特质，提供　对学生知识库进行判断，根据其不同的学习风格选　相应的学习方法。第二，人机交互频繁，激发了学　择相应的学习策略，然后按一定步骤呈现教学内　生学习兴趣。据加利福尼亚大学欧文分校的研究，　容。　计算机大概在每隔２Ｏ秒钟的时间会对学生进行提　学生模型：能准确反应学生的学习风格、能力　・２２・　

第１期　王英彦：基于Ｗｅｂｓｅｒｖｉｅｅ的个别指导式远程学习软件及知识设计策略　水平，为软件实现个别化指导提供了依据。　念作实体的分析，并确认彼此之间的关系，即陈述　教师模型：其主要任务是根据一定的教学原　理，选择适当的教学内容并以适当的表达形式，在　适当的时候呈现给学生。该模型运行的关键是用　于解决教学问题。　性知识；而另一则是人类专家所特有的经验法则、　判断力与直觉，即程序性知识。　３．１　个别指导式远程学习软件中陈述性知识的设　计策略　评价模型：该模型一方面用于诊断先决知识、　技能，以及对某个知识点掌握的程度，并确定下一　心理学家奥苏伯尔把陈述性知识学习分为三　类：符号表征学习、概念学习和命题学习。笔者从　步学习内容。另一方面，它代替了传统的考试。　这三个方面来探讨陈述性知识在个别指导式远程　２．３　个别指导式远程学习软件的过程　学习中的设计策略：　图２学习组织结构说明了学生在个别指导式　１）符号表征学习与个别指导式远程学习软件　远程学习软件中的学习过程。学生通过用户名登　的设计策略　录系统，选择所需的知识点；进人新知识学习前，系　符号表征学习指学习单个符号或一级符号的　统对学生进行前端分析，一方面是为了检查学生对　意义，其主要内容是词汇学习，即学习单词代表什　先决知识、技能掌握的程度，另一方面是测验学生　么，学习的关键是在于符号意义的获得。例如，单　的学习风格，以采用相应的教学策略，然后按顺序　独给出“ｔａｂｌｅ”这个单词，对新学者来讲是没有意　呈现陈述性知识；如果学生的先决知识掌握的程度　义的，当把它与“ｔａｂｌｅ”（实物）对照起来时，学生的　达到制定的标准，学生就可以进人新知识的学习否　大脑中才建立起“ｔａｂｌｅ”的意义来。　则只能强化先决知识；掌握陈述性知识后，学生通　在进行该软件设计时，对符号表征知识的设计　过反复练习掌握程序性知识，成功地完成了学习。　要尽可能增加相应的图片、声音、视频等，实物的选　择尽可能形象，能准确表达字符的意思，这样有助　于学生更好地理解，记忆。　２）概念学习与个别指导式远程学习软件的设　计策略　概念学习实质上是掌握同类事物的共同关键　特征。ｌ３　对于不同的学习个体，其学习方法也不相　同，使用最多方法的有二种：一种是逻辑推理型，这　类学生通常在概念学习中通过观察发现同类事物　～…一．．．．　．…………　ｉ　啄知识（学习，　中的共同关键特征，从而推断出这个概念。针对这　ｌ．一一一．………一…一　类学生，在软件中设计概念知识时，主要以提问的　Ｎ　方式与学生交互，学生在解决问题过程中，逐步思　考，从而得出并理解概念。另一种是记忆型，这类　｛　学生喜欢通过直接记忆来获得知识。针对这类学　Ｙ（成功学习）　生，软件在设计时，概念以最简单直接的方式呈现　图２学习组织结构　给学生。　例如，在对“动物”这个概念学习时，软件提供　３个别指导式远程学习软件中知识的设计策略　至少两种学习途径，一种是首先给出几只如“猫”　该软件中知识保存在知识库中，知识库的建立　“狗…‘老虎”等大家所熟悉的动物实图，然后要求　可以使用，如ｊａｖａ、ｄｅｌｐｈｉ、．ｎｅｔ等技术。知识库的　学生分别说出这些动物的特点及生活习性，最后让　主要工作是搜集人类的知识，将之有系统地表达或　学生总结“动物”这个概念。另一种途径是，在软　模块化，使计算机可以进行推论、解决问题。知识　件上直接给出“动物”的概念，学生借助其上位概　库中包含两种型态：一是知识本身，即对物质及概　念来理解、掌握这个新概念。对不同类型的学习者　・２３・　

长沙航空职业技术学院学报　第ｔ１卷　设计不同的学习方法、途径，达到因材施教的目的，　设计要求相一致语言要表达准确，但有点万同的是　程序性知识与人的行动直接相关，所以重点还要体　这也是体现了该软件智能化的一面。　３）命题学习与个别指导式远程学习软件的设　计策略　现出其较强的操作性。因此，除了对语言做出要求　外，对产生式的条件也要有所突出，如果学生掌握　了行动的条件，那么在以后的操作中只要按条件进　行操作就可以了。　命题学习包含了符号表征学习和概念学习两　种形式，各命题之间的关系有三种，即上位，下位和　并列关系。分别如图３、图４、图５所示。　三角形　例如，当计算机向学生提出：３／４＋１／６＝？时，　对于没有接触过分数算法的同学，在他们的记忆中　是没有解决这类问题的产生式，计算机于是就直接　给出解决这个问题的步骤，并以重点形式表示出　／／　、／＼　厂　＼：　ｉ　　ｉ来，如不同字体，颜色等，学生在解决这类问题之前　必须掌握这些产生式。　等腰　直角　等边　２）练习和评估相结合使学生能熟练运用规则　图３上位关系　且达到自动化阶段　在软件中针对每类问题设计了适量的练习，当　学生在练习过程中出现错误时计算机会给予提示，　磁盘Ｌ～～～一一电脑　　如果学生对问题仍然不能解决，那么计算机会针对　代数…一一几何　ｉ　ｉ　问题给予适当的补充。例如，其它方面的知识或者　解决此题的产生式等，练习的作用就是使学生能掌　握规则的运用。　媒体　图４下位关系　图５并列关系　在传统课堂教学和远程学习中，学习和评估是　分开的，中间有一定时间间隔，所以对学生掌握知　识的情况不能很好把握，而在个别化指导式学习软　件中，学习和评估同时进行，这是软件的最大优点。　在评估时，计算机给学生提供一些测试题如果学生　对于上、下位关系的命题，在软件设计时中，以　时间为先后顺序，按层级结构组织起来。对于并列　命题，则以空间为参照，通过链接组织起来。　３．２　个别指导式远程学习软件中程序性知识的设　计策略　能通过测试，那么就可以继续学习下面的内容，否　则针对某方面的不足进行再学习。评估的作用就　是检查学生是否成功地完成了这方面的学习。通　过学习、练习、评估，熟练掌握解决问题的规则，并　程序性知识获得的三个阶段：第一阶段，认知。　认知阶段学习者仍然用陈述性知识表征来引导程　序的执行，逐渐形成用小的产生式来表征程序形式　的技能。第二阶段，联结。联结阶段技能的程序性　表征错误被纠正，小产生式得以构成大产生式。第　三阶段，自动化。自动化阶段技能开始被自动地执　行。在设计有关程序性知识的知识库时，根据程序　性知识的特点以及获得过程来分析知识在个别指　导式远程学习软件中的设计策略。　且运用规则达到自动化的阶段，在以后的学习中，　不用特意去记忆这类问题的规则就能把问题解决。　３）对程序性知识的设计要求有更高的交互性　程序性知识与操作性知识密切相关，当学生在　执行到某一步骤遇到问题时，如果不能及时得到帮　助，那么就可能无法完成下面的任务，所以在对程　序性知识设计时要求有更高的交互性。　在学生　利用软件进行学习遇到问题时，计算机会给予帮　助，这已在软件设计过程中，都已经考虑到学生可　能遇到的基本问题。可以通过软件设计的帮助功　１）程序性知识表达要恰到好处，结构清晰，重　点突出　在认知阶段学生主要掌握陈述性知识，它是推　能，或者通过网络协作学习小组来得到帮助。　（下转第２８页）　理和问题解决的前提。　这一阶段与陈述性知识　－２４－　

长沙航空职业技术学院学报　第１１卷　四、结束语　中国成人教育，２００７（１４）：１７３—１７４．　在对某院商务英语专业Ｏ７级、Ｏ８级的实证研　［２］唐冬生．“教学做合一”高职实践教学体系构建的研究　究中，学生对“教、学、做”一体化模式表现出极大　与实践［Ｊ］．教育与职业，２００８（１１）：１５４—１５５．　的兴趣和热情，他们以主人翁的身份进入了课堂，　［３］严希清，陈红艳．基于工作过程的“教、学、做”一体化　表现出创新性、独创性和竞争性，这些都证明“教、　教学模式探索与实践［Ｊ］．职业教育研究，２００９（０４）：　１４９—１５０．　学、做”一体化模式的实践与理论并重的改革受到　［４］元传伟，任艳斐．高职高专实训教学存在的问题及对　了学生的欢迎。同时，在改革后的学生与传统模式　策［Ｊ］．职教论坛，２００４（１２Ｘ）：５２—５３．　下的学生成绩进行对比分析中发现，改革后学生的　［５］张耘．构建具有高职特色的商务英语专业教学实践体　商务英语技能有了较为明显的优势，论证了本课题　系［Ｊ］．商场现代化，２００８（３１）：３９７—３９８．　研究具有实际意义与成效。　［６］刘玉昌．关于构建高职商务英语专业动态实践教学体　系的思考［Ｊ］．河南职业技术师范学院学报，２００７　参考文献：　（Ｏ３）：１１３—１１５．　［１］崔秀敏．谈构建高职商务英语专业实践教学体系［Ｊ］　［编校：杨虹］　（上接第２４页）　了在软件设计时针对不同知识所采用的不同策略。　例如，在学习ｆｌａｓｈ制作时，如果有一个步骤出　总之，在个别指导式远程学习软件设计中，知识库的　现问题可能会得出不理想的结果或者跟本无法再操　设计是重点也是难点，因此，需要更多的学者去关注　作下去，这时学生可以通过网络请求远程协助，或者　并研究。　申请协作学习小组帮助。　４）程序性知识中的实例有助于掌握规则的运用　参考文献：　陈述性知识中的实例主要用来对概念的补充说　［１］梁宁建．当代认知心理学［Ｍ］．上海：上海教育出版社，　明，而程序性知识中的实例，可作示范讲解，但更多　２００３．　的是为学生创设探索学习的情境和运用所学知识的　［２］Ｓｉｇｒｕｎ　Ｇｕｎｎａｒｓｄｏｔｔｉｒ，Ａｌｆｒｅｄ　Ｂｏｒｋ．个别指导式远程学　条件，使他们更好地利用已有经验来学习新知识。　习：教育体系的重构［Ｍ］．刘惠芬，译．北京：清华大学出　版社，２００４．　实例的作用在于让学习者通过例子来学习使用规　［３］吴庆麟．认识教学心理学［Ｍ］．上海：上海科学技术出版　则，因此程序性知识中实例设计时也要有交互性，学　社，２０００．　习者通过观看实例自己总结规则，然后自己动手演　［４］加涅．学习的条件和教学论［Ｍ］．皮连生，译．上海：华　练，以达到运用规则解决问题的能力。　东师大出版社，１９９９．　４结束语　［５］李春艳．信息技术在陈述性知识教学中的作用［Ｊ］．中　通过分析陈述性知识和程序性知识的特点，结　小学电教，２００５，（１）：２９．　合了软件的高交互性，提供个性化学习等优点，提出　［编校：杨虹］　・２８－