基于交互决定论的网络教育资源互动平台设计_三元交互决定论

　　【摘要】教学过程是一个师生互动的过程。“交流互动”是网络教育过程中的重要环节。但是,目前网络教育中缺少教师参与和学习行为评价反馈,交互环节形同虚设。在探究网络教育资源互动现状的基础上,根据交互决定理论,应用Web日志挖掘技术,构建了对网络教学过程中的学习行为和学习行为客体适用性进行评价反馈、智能指导的互动平台,然后详细地论述了该平台的设计原则、功能和关键问题实现方案,期望利用该平台促进网络教育资源应用过程中的交互,确保教与学的整合。
　　【关键词】交互决定论;互动平台;学习行为;网络教育资源
　　【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097(2010)09―0050―04
　　
　　随着网络技术和多媒体技术的迅速发展,网络教育资源的数量不断增长、质量日趋提高、开放规模进一步扩大、覆盖层次与层面向更深更广的领域发展,但是,网络教育资源建设也存在很多问题,如课堂实录太多,交互反馈功能不强,缺乏后期维护与更新等。目前大部分网络教育资源都提供有简单的论坛等形式供学习者进行交流,如BBS,Email,聊天室等,而其中部分资源提供的学习论坛和聊天室无法打开,辅导答疑和QQ在线无人应答[1],师生之间没有形成真正的交流与对话,造成了网络教育资源的访问量、留言数量都非常少等现象,这种缺乏情感互动、评价反馈、教师指导较少的网络教育资源是无法实现它的价值的。网络教育中教师与学生不再面对面进行交互,以媒体为中介的交互是实现教与学的关键过程[2]。理想的网络教育要能够实现教与学再度整合,方便学生、教师进行实时的和非实时的交流,通过交流互动来完成自主学习、个别化教学和协作学习[3]。
　　我校在精品课程的建设中,积累了大量的优秀资源,其中国家精品课程46门,省级37门,校级130多门,这些资源在建设时都是按照评审的要求,对课程内容的建设和展示非常完整和详尽,但基本上都未考虑其网络应用,特别是网络应用中的交互功能,所以基本上都是静态网页,部分课程在建设时设有BBS,但在实际应用后,由于没有专人管理和维护,安全性不高,使用率不理想,最后也不得不删除了该模块。为了能够充分发挥这些资源的作用,作为本校校内网络教育资源的管理者和维护者,我们设计了一个教育资源互动平台,该平台以班杜拉的交互决定论为指导,注重网络教学过程中学习者、教学行为、交互平台、学习资源的交互,让学习者亲自参与学习资源建设,完善学习者在使用网络教育资源过程中的情感互动和认知互动,为学习者的自主学习和协作学习、教师的个性化教学提供网络环境。平台最大的特点是它对学习资源建设、学习过程中学习行为的评价反馈功能,通过对学习行为的采集、分析来优化学习资源、提高学习资源的实用性,同时,挖掘学习者感兴趣的学习资源,推送有关学习资料,实现个性化智能指导教学。
　　
　　一 交互决定论
　　
　　心理学家班杜拉的交互决定论(Reciprocal Determinism)在吸收了行为主义、人本主义和认知心理学有关部分的优点并批判地指出它们各自不足的基础上提出。班杜拉认为:“从社会学习观点看来,心理的机能就是人、行为以及环境这三种决定因素之间的一种连续不断的交互作用。交互的(Reciprocal)一词是就事件之间的相互行动的意义说的,而不是指那些狭义的相似或相反的对应反应[4]。” 交互决定论认为个体、行为、环境是三个相互影响的因素,其中任何两者之间的双向互动关系都随个体、行为、环境的不同而变化。相互作用的三种模式[5]如图1所示:
　　
　　个体、行为、环境是三个相互影响的因素,其中任何两者之间的双向互动关系都随个体、行为、环境的不同而变化。环境是决定行为的潜在因素,甚至产生决定作用的影响,只有环境和人的因素相结合,并被适当的行为激活时,环境才能发挥这种作用;人和环境交互决定行为,班杜拉指出:人既不是完全受环境控制的被动反应者,也不是可以为所欲为的自由实体,人与环境是交互决定的;行为是三者交互的相互作用,环境、人和行为的相互关系和作用,是一种交互决定的过程,这个过程是三者交互的相交作用,不是两者的连接或两者之间双向的相互作用[6]。
　　从班杜拉的交互决定论中可以看出个体、行为、环境之间存在互为因果的关系,每两者之间具有双向互动关系,并且这种交互的双方并不具有同等的程度,而且这种相对影响也会不断地发生变化,故而网络教学的交互是处于一种动态机制下的。网络教学自身的开放性也影响着交互。如何更好地提高网络教学的效果,交互是必不可少的一部分。学习者、教师、教和学的行为、学习资源、学习平台等构成了网络交互的要素,它们是有机统一、密不可分。在网络教育相互作用的过程中有些交互是显性的,有些交互是隐形的,只有网络教育中个体、行为、环境三者达到和谐统一,才会提高教学效果,取得网络教学的成功。
　　
　　二 交互决定论对平台中交互设计的指导
　　
　　在知识经济时代,学习不再具有阶段性,而是伴随人一生的行为。网络教育资源随之成为终身学习的首要选择。在完善的网络学习环境中,学生应该可以进行一个多元化的学习活动,包括浏览、评估和互动等[7]。交互决定论指出个体、行为部分地创造了环境,同时,个体受环境的部分影响,并不是完全自由的实体,环境也以交互影响的形式影响个体的行为。网络教育中的个体是教师、学生和学习资源,个体特性在平台中主要通过用户详细而完整的注册信息来进行收集和获取;环境是网络教学环境包括资源、互动平台,是保证三者实施互动的纽带;行为是教师、学生和环境之间的交互,行为的收集和规则的挖掘是网络教育资源应用好坏的主要工具和手段。实现网络教育中个体、行为、环境积极有效地交互是确保网络教育顺利完成的关键。网络教育资源互动平台中的交互作用如图2所示:
　　
　　个体与行为、环境的交互。个体的动机、目标、兴趣、情绪等会影响个体的行为,个体的认知能力影响着其对环境的把握程度。网络教育也要贯彻教师为主导,学生为主体的观念,以学习者作为主要的学习对象,重视学习者的发展和需求,教师和平台的作用是指导学习过程、服务学习策略、展现学习任务或问题,为学生创设良好的学习环境,方便学生进行思考、探索和知识的建构等网上学习活动。因此,网络教育中学习资源内容、教学行为活动的设计等都必须与学习者的个性特征(背景、兴趣爱好、生活态度、认知能力及思维方式等)和行为习惯密切的联系,这样才能将他们的学习积极性激发和保持下来,如平台设计的学习中心,学习者自己决定学习内容、学习策略、学习进度,或与教师签订“学习合同”,依据“合同”来完成学习。
　　行为与个体、环境的交互。行为的过程和结果影响或部分地决定着个体的意向和情感。行为的方式、强度影响环境在交互过程中的作用效果,行为还会改变和创建环境。在网络教育资源应用中行为是个体之间,个体与环境之间,个体内部行为的总和。为了更好地对网络学习行为提供 导向,改善教育资源建设,互动平台设计了评价中心和反馈中心。它们在整个的交互过程中都发挥着作用,是教学活动的一部分,是改进教学质量、改善教育资源建设的工具,包括教学过程的评价反馈、教学结果的评价反馈和学习资源的评价反馈,通过统计、分析网络学习者的学习行为记录和教师、同伴对学习者的评价,挖掘学习者的学习风格、兴趣、特征,推荐相应的学习资源给学习者,对教学行为作个性化的指导,优化学习过程,提高个体知识建构,对学习资源的建设提供相应的决策,完善学习资源建设。
　　环境与个体、行为的交互。在行为与个体的交互过程中,环境因素始终是渗透其中的。个体的情感、个性特征、认知能力是特定环境的作用产物并受环境的制约。环境影响和塑造人的行为,良好的环境会使个体养成好的行为方式和行为习惯。交互平台的设计以界面美观、导航清晰、操作简单为目标,后台对学习资源和学习者的行为进行数据挖掘和评价,然后根据学习者个体、学习内容、教学策略提供人机交互接口,实现个体间、人与网络教育资源间的交互,同时还要实现学习者学习过程中认知层次的交互。
　　总之,在平台设计和应用中,学习者是根本,是目标;学习行为和资源使用行为的挖掘和评价是手段,是工具;学习平台是环境,是支撑。互动平台要努力实现三者最大程度的三向交互达到提高网络教学效果、实现知识的有意义建构、优化网络教育资源的目的。
　　
　　三 平台设计原则及功能
　　
　　1 设计原则
　　任何学习都要有环境作为支撑,网络学习的环境更是尤为重要。随着网络技术、智能仿真技术、虚拟现实技术等的迅速发展,网络教学增添了新的生命力和活力。学生可以在网上学习丰富、形象生动的知识。网络学习环境也要受个体及其行为的制约,即只有三者三向交互才能最大程度的促进网络教学。因此,实现网络教育中学习者、教师、教学行为、资源、环境等要素的积极有效地交互是确保网络教育顺利完成的关键,构建互动平台的目标是:提供支持学生自主学习和协作学习、教师个别化教学、教学行为和资源建设评价反馈及个性化智能指导教学等互动活动的多媒体环境、工具。从交互决定论、教育传播理论、建构主义理论、系统论中得到启发,结合网络教学的特点,交互平台在设计时要做到:
　　(1) 学习者主体性
　　学习者应用网络教育资源进行学习的主要方式是自主学习和协作学习。学习者是教学活动的主体,自己决定学习内容、学习策略、学习模式、学习进度。教师和平台是网络教学过程中的引导者,他们的作用是指导学习过程、服务学习策略、展现学习任务或问题、评价学习效果,为学生创设良好的学习环境,方便学生进行思考、探索和知识的建构等网上学习活动。网络教育资源交互平台要为实现学习者的自主的有意义学习提供有利的环境。
　　(2) 评价和反馈
　　评价和反馈对网络教学起导向作用,是衡量学生学习效果和资源建设情况,调控学生学习方向的主要手段。通过对学习者网络学习行为和资源使用情况进行动态跟踪、分析,对教学行为作个性化的指导,对学习资源的建设提供相应的决策,达到提高学习者参与网络学习的积极性、主动性,增强他们学习的动机和优化学习过程、教学资源的目的,从而提高网络教学的效果。
　　(3) 交互性
　　以网络技术和软件技术为主的虚拟网络教育平台中师生之间、学习者之间以非面对面的教学交流为主。交互性是影响网络教育资源质量以及学习者学习成效的主要因素。交互平台应通过各种交互工具为学生的学习提供方便快捷的交互环境。网络教育资源互动平台要围绕学习者、教师、教学行为、学习资源等要素实现教学过程中的基于内容的交互和基于过程的交互。
　　2 互动功能分析
　　
　　本交互平台的系统运行环境和开发技术路线采用Windows+IIS+.Net Framework+ASP.NET+SQL Server,以COM组件封装业务逻辑层,界面表现采用.NET技术及IIS6.0以上的Web服务器支持,后台数据采用SQL Server 2005实现,另外,采用XML作为资源库中资源共享基础,以实现遵循不同元数据规范的资源互相转换,方便资源库之间资源信息共享。考虑到学生用机的不确定性、计算机应用水平的不同等因素,采用了B/S三层架构模式。为了更好的实现网络学习中个体、环境、行为的交互,本交互平台分资源库、学习中心、考核中心、评价反馈中心等部分来设计:
　　(1) 资源库:资源库的建设是一个不断补充、更新的动态过程,分为学习资源数据库和学习行为数据库。学习资源数据库中有大量的学习资源,并对资源科学分类,为师生提供全面、系统、形式多样的教学资源。学习行为数据库中有学习者的网络学习行为记录和学习资源使用记录,为评价和指导学习者的学习和优化学习资源提供依据。
　　(2) 学习中心:学习中心包括交流中心和资源推送中心两部分。
　　交流中心主要有助教交互、助学交互、自由讨论三个模块:
　　助教交互:也称作教学管理中心,授权者是教师和平台管理者。在本模块中,教师和管理者可以添加、删除、重构网络教育资源。教师之间可以进行专题讨论、自由讨论和休闲讨论,如教学方法、教学内容设计等,这有利于教师提高教学水平。教师还可以与管理者进行交流,以便优化、重组本平台结构。
　　助学交互:主要用于师生间的单独交流,有自由论坛、休闲论坛两部分。学生可以单独的向指定教师提出问题,教师单独的进行解答,还可以与教师商讨决定学习目标、学习方式和学习进度等,与教师签订“学习合同”,依据“合同”来完成学习。另外,教师可以根据学习者的网络学习行为记录来了解学生的学习情况,单独指导学生的学习,这有利于个别化教学,实现因材施教。
　　自由讨论:本模块分公告区、讨论区、竞选版主、资料下载四部分。公告区主要用于预习通告、表扬批评通告和新闻通告。奖惩通告可以激发学生学习的附属内驱力,对其余的学生也有引导作用。讨论区又包括自由论坛、专题论坛和休闲论坛三部分。竞选版主是为了激发学生的互动和学习。资料下载为学生提供了各种学习资料、学习工具和休闲娱乐资讯,另外,学习者授权之后也可以上传资料。
　　资源推送中心包括感兴趣资源、教师推荐、优秀学习案例、热点资源四个模块。平台通过统计、分析网络学习者的学习行为记录和教师、同伴对学习者的评价,挖掘学习者的学习风格、兴趣、特征,推荐相应的学习资源给学习者,提高资源搜索的效率,对网络学习进行引导。
　　(3) 考核中心:学习考核是以形成性评价和总结性评价相结合、他人评价和自我评价相结合的原则设计的,主要形式有:作业、提问、讨论、考试、考勤、自我总结、老师和同伴评价等。学习者可以随时查看自己的学习情况,包括登录时间、登录次数、参与的讨论、自我评价以及同伴和教师所给的评价、所有的测试情况、作业情况等。
　　(4) 评价反馈中心:评价反馈中心把评价反馈看成是教学活动的一部分,是改进教学质量、改善教育资源建设的工具,它在整个的交互过程中都发挥着作用。评价以学习者的网络学习行为记录为依据,强调形成性评价,包括对学习资源的评价和对教学活动中不同阶段实施的不同评价。反馈是根据评价的结果,为教策略、学策略和系统改进提供参考建议。
　　
　　四 网络教育资源交互性设计的实现
　　
　　网络教育过程中,教育资源的交互性影响着学习者参与教学互动活动的积极性和主动性,从而进一步影响网络教学的质量。网络教育资源互动平台要能够实现学习、交流、评价、反馈等教学活动,保证网络教育过程中个体、行为、环境有效地交互,为此,平台设计了注册中心、学习中心、学习资源中心、学习行为数据中心、交互工具中心、评价中心、反馈中心等功能,在这些功能中最重要也是网络教育资源建设当务之急是构建以学习者为中心的资源服务体系,它包括网络学习行为的采集和教育资源的重构两个方面,把学习者自我学习、自我管理、自我控制等学习行为作为开展教学设计活动的依据,通过资源收集、分析,了解学习者的特征、网络学习行为习惯等,再通过数据挖掘技术分析有关学习者特征、学习行为、学习资源呈现、学习绩效等数据之间的关系来动态的调整资源库,将不规范的教育资源统一标识,纳入到完整的资源体系中,实现对资源进行不同层次的优化调整,将网络教育资源交互平台建设为开放的、可扩充的、个性化终身教育资源系统。
　　1 采集网络学习行为数据
　　网络学习行为包括人机交互行为和人机人交互行为。人机交互主要体现在网站的导航系统及资源上,人机人交互主要体现在使用交互工具协作学习上。网络教育中教师、同学“都不在了”,学习者有意义建构知识的过程是通过交互平台来实现的。网络学习行为的及时评价反馈功能对学习者的学习起导向作用,而评价反馈的根据是学习行为数据中心采集的学习行为记录。
　　网络学习行为的采集要保证收集的数据准确、全面,具体体现在对学习者访问操作行为、学习者的描述性评价信息、后台挖掘的学习行为、学习资源使用情况的采集。互动平台后台实现对学生操作访问行为的记录,如浏览网页、下载资源、信息检索内容及次数、讨论行为等信息;通过统计获取学习者自我总结、教师和同伴的评语、作业提交情况、测试情况等信息,实现对描述性评价信息的记录;平台服务器日志上记录了学习者大量访问操作信息,也是网络学习行为数据采集的主要来源,通过日志挖掘技术可以了解到学习者的学习路径、学习进度、学习内容等信息。采集的网络学习行为数据将会保存在学习行为数据库中学习者个人学习文件夹里面,为分析教学行为和学习资源特征做准备。
　　2 运用数据挖掘技术重构学习资源
　　网络教育资源交互平台的资源库是交互环境的一个重要部分,它的建设是一个动态的过程。学习资源数据库为学习资源中心提供数据,存储文献、图片、视音频资料、教案、试题、论文、课件、优秀学习案例等资源,并对资源科学分类,为师生提供全面、系统、形式多样的教学资源。学习行为数据库为学习行为数据中心提供数据,存储学习者的网络学习行为记录和学习资源使用行为记录,保存在学习者个人学习行为文件夹中,如:学习者选择的学习内容、作业提交情况、考试情况、考勤情况、资源的使用频率、资源的访问形式等,为评价和指导学习者的学习和优化学习资源提供依据。
　　资源重构的目的是通过教育资源来影响学习者的网络学习,优化学习者与教育资源的交互,建设适应学习者个性化学习的网络智能教学系统,为每个用户量身定做优秀的教育资源,解决现代远程教学中的个别化教学问题,提高教学系统对学生的适应性和针对性[8]。互动平台的资源重构是基于数据挖掘技术实现的。首先要找出学习行为、资源使用行为、学习资源建设和学习效果的关系,然后根据学习行为、资源使用行为和学习资源的评价结果,对学习者的学习活动给予个性化的指导,对学习资源的结构给予调整。
　　资源重构功能图如图4所示,对学习行为数据库中的数据进行预处理,删除无关的记录,识别访问服务器的个体以及每个个体在一定时间内请求的所有Web页面,补充日志文件中遗漏的页面路径,形成事务文件,然后利用关联规则技术发现学习者个人学习文件夹中有关信息的关联程度,利用路径分析技术挖掘学习者访问模式和倾向,最后形成感兴趣的规则、模式。根据挖掘的规则、模式对学习过程中的行为给予评价,并将评价结果可视化,如通过对学习时间和学习效果的关联分析,发现最佳有效学习时间。根据兴趣聚类生成的规则、模式调整资源推送中心推送的学习资源,提供个性化的导学服务,主要措施有:通过对点击率和学习内容的分析,发现感兴趣的学习内容;通过对学习者认知能力、爱好、特征的分析,构成学习小组,实现协作学习;通过对学习者的学习方式、认知水平的分析,调整学习目标、学习方式和学习内容,改善学习效果。根据规则、模式中挖掘的最大频繁访问路径,发现学习者普遍的学习路径,来优化、重组网络教育资源的组织结构,提高网络教育资源的质量。
　　
　　
　　五 结束语
　　
　　本校网络教育资源互动平台的使用结果表明,目前学习者对平台的学习行为和学习资源的评价反馈功能设计满意度比较高,它能防止学习者学习过程中的盲目性,优化网络教育资源,促进协作式学习和个别化教学,提高学习绩效,把教学中的个体、行为、环境因素整合起来。但是,随着网络教育资源的迅速增长,资源库负荷增加影响着对大量的学习行为数据挖掘分析时的执行效率和资源重组效果,本平台教育资源库的管理组织模式上要由资源中心库向分布式资源库转变;另外,平台仅从Web日志记录中用户访问操作行为的角度挖掘个体、行为、环境的交互关系,还没有应用上Web挖掘中更有挖掘力度的Web结构挖掘和Web文本挖掘,所以对Web挖掘与分析的角度还可以更进一步的扩展。
　　
　　参考文献
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