（教育技术学专业论文）基于xmlasp智能交互式网络学习环境的设计与开发.pdf

摘要 随着i n t e r n e t 的飞速发展，网络技术和多媒体技术对教育领域的改革产生了重大 的影响。现代远程教育作为新的教育模式正在建设和发展着，而网络作为教育环境一种 新的载体，我们除了要探讨它对教育的技术支持，还要研究建立在它上的教学环境形态。 本文在分析了当前网络学习环境存在的优势和不足之处后，提出了“智能交互式网络学 习环境”的设计与开发问题。全文主要分成四个部分： 第一部分：分析了当前网络学习环境存在的优势和不足之处，提出了一种“智能交 互式网络学习环境”。 第二部分：结合当前对交互的定义提出了自己的观点，并对把交互作为网络学习环 境建设出发点的可行性进行了论证。 第三部分：设计和开发智能交互式网络学习环境的理论和技术的支持。 第四部分：结合由我们参与全国中小学教师学历提升教育和非学历培训网络课程之 一的现代教育技术，给出了基于x m l + a s p 智能交互式网络学习环境的开发实例。 关键词：智能网络学习环境；人际交互；人机交互；x m l + a s p a b s t r a c t w i t ht h e d e v e l o p m e n t o fi n t e m e t ，t h en e t w o r k t e c h n o l o g y a n dt h em u l t i m e d i a t e c h n o l o g y h a v eat r e m e n d o u sb e a r i n go ne d u c a t i o nr e f o r m m o d e md i s t a n c ee d u c a t i o na sa n e we d u c a t i o nm o d e l i s c o n s t r u c t i n g a n d d e v e l o p i n g w e s h o u l dr e s e a r c h t e a c h i n g e n v i r o n m e n tm o r p h o l o g yu p o ni td o n e ，e x c e p tf o re x p l o r i n gt h a tn e t w o r ka san e we d u c a t i o n e n v i r o n m e n tc a r r i e rs u p p o r t st e c h n o l o g yf o re d u c a t i o n a f t e ra n a l y z i n gt h es u p e r i o r i t ya n d d e f i c i e n c yo fn e t w o r kl e a r n i n ge n v i r o n m e n to ft h ed a y , t h i sp a p e rp r e s e n t sa n i n t e l l i g e n t i n t e r a c t i v en e t w o r k l e a r n i n ge n v i m n m e n t ” c h a p t e r 1 p r e s e n t sa n “i n t e l l i g e n t i n t e r a c t i v en e t w o r kl e a r n i n ge n v i r o n m e n t ，a f t e r a n a l y z i n g t h es u p e r i o r i t ya n dd e f i c i e n c yo f n e t w o r kl e a r n i n ge n v i r o n m e n to f t h ed a y c h a p t e r2l a y so u th i sv i e wa c c o r d i n gt oa l li n t e r a c t i v ed e f i n i t i o na n d a tt h es a m et i m e g i v e sf e a s i b i l i t yb a s i so f i n t e r a c t i o n a sa s t a r t i n gp o i n to f n e t w o r k l e a r n i n ge n v i r o n m e n t c h a p t e r3e x p o u n d st h es u p p o r to ft h e o r ya n dt e c h n o l o g yo f i n t e l l i g e n ti n t e r a c t i v e n e t w o r k l e a r n i n ge n v i r o n m e n t ” c h a p t e r 4h a sg i v e nt h ed e v e l o p i n ge x a m p l eo f i n t e l l i g e n ti n t e r a c t i v en e t w o r kl e a r n i n g e n v i r o n m e n t ，c o m b i n i n gw e b - b a s e dc o u r s e - - m o d e m e d u c a t i o nt e c h n o l o g y k e yw o r d s ：i n t e l l i g e n tn e t w o r kl e a r n i n ge n v i r o n m e n t ；p e r s o nt op e r s o ni n t e r a c t i o n ；p e r s o n t om a c h i n e i n t e r a c t i o n ；x m l + a s p 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致 谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得东北师范大学或其他教育机构的学位或证书而使 用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已 在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：笼丕塾 日期：蟹! 缘且2 目 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解东北师范大学有关保留、使用学位 论文的规定，即：东北师范大学有权保留并向国家有关部门或机 构送交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人 授权东北师范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编 学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：瓷至叁 指导教师签名； 日 期：鬯堕：9 日期： 学位论文作者毕业后去向： 工作单位：迂当! 臣堑查臣 通讯地址： 电话： 邮编： 第一章问题的提出 随着i n t e r n e t 技术以及w e b 技术的飞速发展，传统意义上的教学模式已不再适应 新形势的需要，出现了远程教学模式，此模式是计算机网络发展的产物，它建立在高速 网络平台、分布计算、w e b 多媒体等新技术的基础上，最大限度地体现了教育的本质。 但是我们也要看到，网络作为一种新的教育环境的载体，我们除了要探讨它对教育的技 术支持，更重要的还要研究建立在其上的教学环境形态，一种能适应特定社会发展、在 特定技术支持下解决大多数人教育需求的解决方案。从过去的私塾，至4 现在的学校，都 可以视作是教学环境顺应时代而做出的形态变化，那么网络的学习环境应该是什么样， 它的本质特色又是什么呢? 为了解答上述问题，我们必须首先分析现有网络学习环境所 展示的优势和不足。n ， 在网络学习环境下，信息工具成为教师教学、学生学习、校方管理的一种必要手段。 与这种学习环境相适应的是一系列教育制度、教育方式的变革及其所表现的优势主要体 现在以下几个方面：。， 1 空间的拓展 传统意义上的教室将不复存在，取而代之的是虚拟教学中心，形成跨地域、跨国界 的教学。 2 时间概念的突破 学生可选择合适的时间以自己喜欢的进度学习，而教师可以约定时间，来进行课程 的讲解和小组讨论、更为重要的是，它将最终促进终身教育环境的形成。 3 教育对象的扩大 借助于网络，极大地扩大了学校对外接触面，教育受众空前扩大。 4 教学方式的本质变革 在新的教学方式中，学生成为学习的主体；可以在各种虚拟环境中进行尝试，在实 践或者甚至在游戏中学习，教师在教学中仍将起重要作用，但更多的是引导和帮助。 5 内容载体质的飞跃 教学内容将不再仅限于书本的条条目目，更为重要的将是存在于网络中的多层次、 多种形式的信息载体。 6 教学管理、教学效果测定方法的差异 教学在时间和空间概念的变化将给学生的学籍、出勤等管理带来新的规则和方法； 教学效果的测定是依据学生学习效果进行。考试仍将存在，但不再是教学效果测定的唯 一标准。 当然，网络学习环境下的学习也存在不足之处，如对学习空间的割裂，设计者在学 习界面放置了答疑系统、讨论区、聊天室等功能模块，但是对它们之间如何组织、如何 过渡、如何配合却未加考虑，这祥造成学习者的一系列相关的交互活动会因为交互的模 块化设定而被相互独立开来，如采用不同交互工具讨论同一问题的信息就没有得到整合 ( 存在同一问题的重复性) 。还有当学习者有疑问的时候，发出去的问题可能无人及时 解答，时间的延后可能造成学习兴趣的衰退；其次，学生在网络学习环境下学习，大部 分时问是与冷冰冰计算机接触，那么如何维持学生的兴趣? 如何克服学生在网上的孤独 感? 如何通过一些情绪控制机制在学生厌烦时降低学习进度，在学生兴趣高昂时“乘胜 追击”? 目前的研究多是对这些问题的发现进行讨论，却很少有系统化的解决方案和可 运行的系统设计。脚 基于上述在网络学习环境下学习的优势和不足之处，我们提出了基于x m l + a s p 智能 交互式网上学习环境，该系统以智能交互为核心，将学生的学习活动转变为与系统中不 同角色的交互，通过交互完成对教学内容的学习、教学标准的确认、学生情绪的调控适 应以及对学习过程的支持。 第二章交互式网络学习环境设计的可行性 一、对交互的定位 因为“交互”研究者研究目标和研究范畴各不相同，从而导致了对交互的定义也不 尽相同，不同的研究者依据其对交互的关注角度，对教学中的交互给出了不同的定义。 从师生关系及相互作用的角度，w a g n e r 认为教学上的交互是指教员与学习者在具体的教 学目标引导下相互作用而进行的能够改变学习者行为与认知的活动，g a r r i s o n 和s h a l e 认为“交互是学习者和教员之闯进行的能够促进和支持教学过程的双向通信和交流活 动”。从学习者与情境的关系出发，r o s e 认为交互应当是一个信息丰富的情境，并且这 个情境能够给予学习者较高水平的操作和控制。从交互参与者的对话信息相关度的分析 看，一些研究者则倾向于认为：交互是一系列信息的相关程度的反映，其衡量标准是， 交互各方的意见致性水平，信息中所包含的个人论点的情况等。从技术的角度，教学 媒体设计者通常将视频和音频插件、场景模拟、视窗、控件等构成协作学习的各种技术 要素的操作和运用称作交互。 在交互研究论文中，引用最多的是m o o r e 从学习者焦度出发，对学习过程中交互所 作出的3 类划分：( 1 ) 学习者和课程内容的交互，包括学习者和口头的或文字的课程内 容、交互式的视频磁带、应用软件程序以及其它一些学习资源的交互；( 2 ) 学习者和教 员的交互。这种交互给予了学习者的感受和影响较“学习者和内容的交互”要强烈，因 此对于学习者的影响也更大，这种交互在传统教学和远距离教学环境下都给予了足够重 视并广泛采用；( 3 ) 学习者之间的交互，在传统教学环境下，前两种交互占统治地位， 学习者之间的交互比重较小，而在远距离学习中，即使在各种新技术的促进下，虽然这 些技术非常适合于建立学习者之间的交互，这种交互也没有被充分重视。 结合上述众人的观点，笔者认为交互是指要创建个人信息丰富、有效组织的交互情 境，给予学习者较高水平的操作控制，提供并保障其与教师、与其他学习者之问的交互， 通过交互完成良好学习氛围的构建，改变学习者行为与认知。网络学习环境中的交互可 以分两种：一种是入际间的交互，即学习者和教师或专家之间、学习者与学习者之间的 交互，这种交互可以是实时的，也可以是非实时的，为学习者提供了丰富的通讯交流机 会，它能够促进学习者进行协作学习、讨论学习及探究学习等。另外一种交互就是人机 交互，即学习者与学习资源之间，学习者与教学软件及学习者与学习内容之间的交互等， 这种交互可促进学习者的个化学习和自主性学习。 二、交互作为网上学习环境出发点的可行性 虽然不同的研究者对于交互的定义各不相同，但是，基于交互在学习中的作用，几 乎所有研究者都有同样的共识：在任何学习环境下，不论是传统的教室学习还是各种远 距离学习，交互都是学习过程中的关键因素。交互已经被众多研究者们认为是“教学中 的最为重要的一个组成部分”。h a s s e n p l u g 和h a r n i s h 指出：各参与者即学习者、教师 之间的交互的数量、类型及质量是衡量和评价远距离学习过程的重要指标。h o e y 、 p e t t i t t 和s l a v i n 认为，师生之间、学习者之间、学习者与课程内容之间的交互情况是 衡量和评价主动学习的关键因素，而主动活跃的学习过程又是有效教学过程的重要标 志。f e l d e r 在十多年的研究中，也一直强调了交互不仅在语言和人文学科，在工程与科 学学科的教学同样可以发挥巨大的作用，而且，他得出了许多有关学习者的反映、满意 度、问题解决能力等方面的结论，他认为学习小组的交流、讨论、反馈等实践活动能够 改善学习者的表现，促进学习效果。 早期的苏格拉底对话式教学法可以视为用对话( 交互) 进行教学传递和学习探究可 行性的明证；维果斯基也提出人的高级心理机能是在人的活动中形成和发展起来的，并 主要借助语言实现的；罗杰斯的人本主义理论也强调人的自我指导能力，相信经过引导， 人能认识自我实现的正确方向；基于上述理论和有关的实践研究报告，足可以说明交互 作为网上学习环境出发点的可行性。 4 第三章智能交互式网络学习环境设计支持 一、智能交互式网络学习环境设计的理论支持 ( 一) 建构主义理论与网络学习环境 近几年来，随着认知学习理论的不断发展，作为它的一个重要分支一一建构主义学 习理论也迅速地发展起来。由于建构主义学习环境所具有的特点，基于i n t e r n e t 的网 络教学在其指导下正不断地完善。现有的多媒体网络通信技术特别适合于实现建构主义 的学习环境，也就是说，多媒体计算机和网络通信技术可以作为建构主义学习环境下的 理想认知工具，能有效地促进学生的认知发展，更好地提高教学质量。 1 建构主义学习理论 建构主义( c o n s t r u c t i v i s m ) 也译为结构主义，其最早提出者可追溯到瑞士的皮亚 杰。建构主义认为，知识不是通过教师传授得到的，而是学习者在一定的情境下，借助 于他人( 包括教师和学习伙伴) 的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式获 得的。由于学习是在一定的情境下借助他人的帮助即通过人际问的协作活动实现的意义 建构过程，因此建构主义学习理论认为“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”是学 习环境的四大要素或四大属性。n ， “情境”：学习环境中的情境必须有利于学和所学内容的意义建构。这就对教学设 计提出了新的要求，也就是说，在建构主义学习环境下，教学设计不仅要考虑教学目标 分析，还要考虑有利于学生建构意义的情境的创设问题，并把情境创设看作是教学设计 的最重要的内容之一。 “协作”：协作发生在学习过程的始终。协作对学习资料的搜集与分析、假设的提 出与验证、学习成果的评价直至意义的最终建构均有重要作用。 “会话”：会话是协作过程中不可缺少的环节。学习小组成员之间必须通过会话商 讨如何完成规定的学习任务的计划。协作学习过程也是会话过程，在此过程中，每个学 习者的思维成果为整个学习群体所共享，因此会话是达到意义建构的重要手段之一。 “意义建构”：这是整个学习过程的最终目标。所要建构的意义是指：事物的性质、 规律以及事物之间的内在联系。在学习过程中帮助学生建构意义就是要帮助学生对当前 的学习内容所反映的事物的性质、规律以及该事物与其它事物之间的内在联系达到较深 刻的理解，也就是当前所学内容的认知结构。 2 基于建构主义理论指导下的网络学习环境的设计 在远程教学中，学生处于个基于i n t e r n e t 的网络化学习环境中。在此环境中， 学生要完成学习新知识的任务，那么，这就取决于此环境能否对学生学习产生极大地促 进作用。实践证明，在基于i n t e r n e t 的网络教学中，学生能充分利用所给的资源，在 设计好的网络化学习环境中完成学习任务。 ( 1 ) 强调以学生为中心 以学生为中心的交互性学习环境要在建构主义学习理论指导下进行设计。我们把学 习的主动权交给了学生，以学生为中心，教师只是为学生提供多媒体课件，而课件又能 提供各种学习的资源及控制学生自主选择。学生可以随意地进入各个模块，调用各种资 源进行学习和复习，整个过程完全是一种自主的学习。所以，以学生为中心的学习环境 要求课件应操作简单，使用方便，导航清晰，交互性强，学生可以运用热字或按钮等导 航进行跳跃，随意地选择和控制学习内容，使学生牢牢地掌握学习的主动权。 例如，在测试系统中，学生进入考场，主动权就完全在个人手中。学生可以根据 自己现阶段的学习情况，针对薄弱的课程内容，主动选择试卷有针对性地进行测试，加 强练习，巩固自己的知识点，最终达到理想的学习效果。 ( 2 ) 自主学习设计 自主学习是指不是由教师直接告诉学生应当如何去解决面临的问题，而是由教师向 学生提供解决该问题的有关线索( 例如需要搜集哪一类资料i 从何处获取有关的信息资 料以及现实中专家解决类似闯题的探索过程等) ，并要特别注意发展学生的“自主学习” 能力。 自主学习能力包括 确定学习内容的能力： - 获取有关信息与资料的能力； 利用、评价有关信息与资料的能力。 在“自主学习设计”中应认真考虑以下三方面的问题： 要在学习过程中充分发挥学生的主动性，要能体现出学生的首创精神； 要让学生有多种机会在不同的情境中去应用他们所学的知识( 将知识“外化”) ； 要让学生能根据自身行动的反馈信息来形成对客观事物的认识和解决实际问题的 方案( 实现自我反馈) 。 ， 所以，根据自主学习的设计思想，网络化学习环境设计就要遵从以下三个要素： 发挥首创精神； 将知识外化； 实现自我反馈： 在网络化学习环境的设计中要创设能从不同侧面、不同角度表现学习主题的多种情 境，以便供学生在自主探索过程中随意进入其中任意一种情境去学习：还可以根据自己 的实际情况一步一步向上攀升，比如采取支架式教学，即围绕事先确定的学习主题建立 一个相关的概念框架。框架的建立应遵循维果斯基的“最邻近发展区”理论，且要因人 而异( 每个学生的最邻近发展区并不相同) ，以便通过概念框架把学生的智力发展从一 个水平引导到另一个更高的水平，就像沿着梯子那样向上攀升。 网络学习环境是学习者可以在其中进行自由探索和自主学习的场所。在此环境中学 生可以利用各种工具和信息资源( 如文字材料、书籍、音像资料、c a i 与多媒体课件以 6 及i n t e r n e t 上的信息等) 来达到自己的学习目标。在这一过程中学生不仅能得到教师 的帮助与支持，而且学生之间也可以相互协作和支持。按照这种观念，学习应当被促进 和支持而不应受到严格的控制与支配；学习环境则是一个支持和促进学习的场所。在建 构主义学习理论指导下的教学设计应是针对学习环境的设计而非教学环境的设计。这是 因为，教学意味着更多的控制与支配，而学习则意味着更多的主动与自由。 ( 二) 认知灵活性理论与网络学习环境 1 认知灵活性理论 认知灵活性理论是由斯皮罗等人提出并倡导的。它接受了建构主义的基本观点：学 习是学习者主动建构内部心理表征的过程。它主张一方面要提供建构理解所需的基础， 另一方面又要留给学生广阔的建构空间，让他们针对具体情境采取适当的策略。“ 认知灵活性理论把学习分为两种：初级学习和高级学习。初级学习是学习中的低级 阶段，在此阶段中所涉及的是结构系统、联系密切的知识领域，称为结构良好领域( w e l l - - s t r u c t u r e dd o m a i n ) ，学生可以只知道重要的概念和知识，并能原样提取。高级学习 则涉及到了结构不良领域( i l l s t r u c t u r e dd o m a i n ) ，即把知识的简单提取转变为知 识的迁移和应用。 在这种理论的指导下，斯皮罗等人提出了针对高级学习的“随机通达教学”( r a n d o m a c c e s si n s t r u c t i o n ) 随机通达教学的核心主张是对同一内容的学习，要在不同时间、 在重新安排的情境下、带着不同目的以及不同的角度多次进行，以此达到高级知识的获 取。这意味着在教学中，对复杂主题要作非线性的多维度的浏览，即在不同场合、从不 同的方向重返同个概念，使学习者认识到知识应用的多样性。 在这种教学观念的支持下，超文本学习环境可以很好地实现随机通达教学，提高结 构不良领域的认知灵活性。 2 超文本学习环境 超文本是一种基于计算机网络的多媒体技术。它采用一一种网状结构组织信息，由信 息节点和连线组成。节点间通过联线彼此相互联系，学习者可以沿线在超文本信息中自 由学习。随着信息技术的发展，现在的节点可以包括不同类型的数据：如文本、图像、 音频、视频、动画等。超媒体可以是线性地。也可以以非线性结构地组织信息，内容呈 现没有固定的顺序，即不必按照某种顺序来阅读。 超文本学习环境的一般特点是和超文本的特点密切相联的：灵活、非线性存贮、随 机通达各节点的信息。超文本的超链接把知识有机的组织起来，学习都可以顺着这些链 接寻找自己需要的知识。这种链接可以是封闭的，学习者看完一个链接后可以回到上一 级目录；也可以是开放的，学习者在不同主题之间跳转。超文本的链接使它不局限于前 后翻页式的线性操作，这种非线性使它变得更加灵活。随机通达信息是超文本的又一特 点，由于有了知识之间的超链接，同一信息可以由不同的路径得到，这种接近信息的方 式不是先前决定的，它类似于随机，学习者可以根据自己对知识点的掌握情况选择通达 的路径。 7 3 认知灵活性理论指导下的超文本学习环境的设计 随着w w w 方式的建立，网络的共享信息已由单调的字符界面变成了活泼生动的图形 界面。超文本语言己成为i n t e r n e t 上呈现信息的通行标准。灵活的呈现方式为学习者 提供了非常适当的学习环境。根据建构主义认知灵活性理论，结合i n t e r n e t 信息呈现 的特点，要取得好的学习效果，在超文本学习环境的设计上应符合以下要求： 应该认识到：i n t e r n e t 并非是获得知识的工具，而成为共享学习的媒介，能够给学 习者提供共享与交流不同观点、意见的机会。在此学习环境中学习材料应避免过分简化 内容领域，支持依赖情境的知识。认知灵活性理论一贯反对传统教学使教学过于简单化， 在超文本教学内容设计中，它也强调把概念具体到一定的实例中，与具体情境联系起来， 这样才能取得好的学习效果。在组织学习内容时，要求学习内容必须高度相互联结而不 是分隔的。能够提供充分事件之间的链接，这是认知灵活性理论所强调的，也正是超文 本学习环境的优势所在。但也不能认为更多的活动链接就都会起到好效果，太多了反而 会适得其反。所以要有适当的链接，这样才以做到恰到好处。学习活动最好要有多种表 征，从不同的角度呈现同一概念的不同材料，或者从不同概念的不同角度反复呈现同样 的材料。 ( 兰) 合作学习理论与网络学习环境 1 合作学习理论 合作学习指的是学习者结成对或分成小组、甚至大组一起工作，来实现分享的目标。 这种学习策略在理论根源上受到建构主义和人本主义的共同影响。在传统教学环境下， 虽然也采用合作学习的教学策略，但是常常因为时间、空间和课程进度的约束难以实施。 不受时空限制的网络化学习，在突破时空限制方面优于面对面的传统教学。3 网络环境下的合作学习不是信息的交换或教学内容的传递，而是一个社交性、共同 经营的过程一从学习者与他人的互动中，共同去创造学习的新意义。当i n t e r n e t 用来 建构和引导小组工作时，学习者可以从中得到支持。如果能够设计合适的学习环境，两 个或更多的学习者通过i n t e r n e t 在一起学习、工作、交流，就可以比相互分立不沟通 的学习者学到更多的知识。因此，在学习者之间的合作学习所产生的效果要远远大于自 己的孤立学习。 2 i n t e r n e t 合作学习的优势 学习者可以跨越封闭的教室与校园，与外界不同背景与专长的人联系起来，可取得 的信息非常之广。学习者可以选择自己所喜爱的人进行交流和沟通。通过计算机的记录， 学习者在网上的学习过程与互动行为可以充分地被追踪与了解。 3 i n t e r n e t 合作学习环境的设计 在网络化的学习环境中要充分发挥学生之间的合作精神，这就要求设计时应遵循以 下几方面： ( 1 ) 支持合作动机结构：观众是促使i n t e r n e t 学习的重要动机，要向他们提供容 易的方法和渠道。可以公开展示小组合作的成果。 8 ( 2 ) 强化个人权责：针对小组成员，此学习网络要设计出有趣的活动、特殊的奖 励方式，要让成员彼此了解个人的贡献程度与重要性。 ( 3 ) 支持合作空问结构：此种学习环境中要提供不同的小组空间，让小组的成员 可以感到彼此，产生团队心理，在学习过程中容易相互接触、相互教导、分享资源、互 助的完成任务。 在本网络学习环境系统中，学生与学生之间的交流可以自动答疑、b b s 、发送短信 等多种方式来完成，学生之间互相提出问题、互相解答：教师也可以进入讨论板查看， 及时发现学生存在的问题。 ( 四) 情境学习理论与网络学习环境 1 情境学 “情境学习”这个名词是译自英文中的s i t u a t e dl e a r n i n g ，从英文的意思了解 s i t u a t e d ，比较接近中文的“设身处地”的意思，因此，情境学习不是很多人从字面上 理解的就是在某种环境中进行学习，而是特指“设身处地于某种环境或位置的学习”。 l a v e 的情境学习理论： l a v e 的情境学习概念是在1 9 9 1 年l a v e 和w e n g e r 合著的s i t u a t e dl e a r n i n g ： l e g i t i m a t ep e r i p h e r a lp a r t i c i p a t i o n 书中具体阐述了情境学习理论，其要点如下： ( 1 ) 合理周边参与( l e g i t i m a t ep e r i p h e r a lp a r t i c i p a t i o nl p p ) 。l p p 是一个过 程，在l p p 中才有机会学习。 ( 2 ) 实践社区( c o m m u n i t yo fp r a c t i c ec o p ) 。学习要有实践的环境，学习和社 会文化的实践密不可分，就是说，学习不可脱离社会文化中的实际环境。比如，英语的 学习要有英语的实际环境，管理的学习要有管理的实际环境。 ( 3 ) 完全参与。学习的主要目的是为了能完全参与实际环境中的活动，达到完全 参与的地步，在此过程中学习知识与技能，并有所贡献。 ( 4 ) 身份认同。学习是要在c o p 环境中找到自己的位置，认同自己的角色，了解 自己从边际参与到核心参与的过程中，自己的位置处于何种状态。 ( 5 ) 表达。从l p p 观点看，学习不是只听人家怎么说，更要学会如何在一个社区 中恰当地表达观点。 ( 6 ) 整体。学习是针对整个人，把学习者看成一个整体，把学习活动看成一个整 体，而不是只是记住一些事实知识。学习者、活动和所处的环境是一个整体。 ( 7 ) 学习课程。学习课程强调以学习为核心，不强调以教学为中心，学习课程的 设计要能使学习者以l p p 方式进行学习。 2 情境学习理论指导下网络化学习环境中情境的创设 情境创设从大的方向上可以分为这样两种情况：一种是学科内容有严谨结构的情况 ( 数学、物理等理科内容) ，这时要求创设有丰富资源的学习环境，其中应包含许多不 同情境的应用实例和有关的信息资料，以便学习者根据自己的兴趣、爱好去主动发现、 主动探索；另一种是学科内容不具有严谨结构的情况( 如语文等文科内容) ，这时应创 9 设接近真实情境的学习环境，在该环境下应能仿真实际情境，从而调动学习者参与交互 式学习的积极性，在交互过程中去完成问题的理解、知识的应用和意义的建构。在这两 种环境中均应有自包含的“h e l p ”系统，以便为学习者在学习过程中随时提供咨询与帮 助。 基于情境学习理论可以把情境的创设分为以下几类： ( 1 ) 直观情境的创设 利用多媒体具有文本、图形、动画、视频图像、声音等多种媒体集成的特点，把教 学内容展现在学生面前，让学生通过外部多种刺激迅速感知教学内容，还可以使用计算 机模拟仿真技术，创设直观的情境，把教学内容变为更具体的、可感知的，以体现教学 的直观性原则，提高教学效率。利用网络共享优势，在课堂教学中访问远程主机，以获 取远程的大量学习资料。当然在此环境下，也不能完全忽视教师的主导作用。整个课堂 多媒体网络学习情境的创设，教师是幕后策划，这就是教师主导作用的体现。教师可以 通过语言、动作来启发学生想象，引导学生自主的探索学习。 ( 2 ) 问题情境的创设 在网络学习环境下创设问题情境可以激发学生的学习兴趣，培养学生的独立探索问 题的能力。课堂提问只能照顾到个别学生，不利于全体学生的共同参与，而多媒体网络 的交互作用及网络交流工具解决了这个问题，有利于激发学生的学习积极性，可以使学 生按照自己的基础、学习兴趣选择要学习的内容并参与到相应的问题讨论和问题解决中 来，教师还可以引导学生学会使用i n t e r n e t 中的搜索引擎等查询工具，提高自己的学 习能力。 ( 3 ) 协作情境的创设 利用网上交流工具( b b s 、聊天室、电子m 口件、i c q 等) 创设协作化学习环境，对高 级认知能力的发展、合作精神的培养和良好的人际关系的形成都有明显的促进作用。随 着认知学习理论的发展，人们发现只强调个别化学习是不够的，在学习高级认知能力的 场合( 比如对疑难问题求解) ，刨设协作化的学习环境往往能取得事半功倍的效果。目 前常用的协作化的教学情境有竞争式、协同式、伙伴式、角色式等多种不同的形式。协 作式学习最能体现网络特性，也最有利于对创新人才的培养和素质教育的实施。 基于以上分析可以看出：四大学习理论对网络学习环境的设计有着重大的指导意 义，在它们指导下设计出的学习环境能充分调动学生的积极性，发挥首创精神，使教师 与学生之间有了更为密切的联系。 二、智能交互式网络学习环境设计的技术支持 ( 一) a s p a s p ( 动态服务器网页a c t i v es e r v e rp a g e s 的简称) 是功能强大而且易于学习的 w e b 服务器端脚本编程技术。利用这项技术，可以创建动态的、快速的、交互性的w e b 站点，产生交互式动态网页，如图1 所示。1 i o 囝1a c t i v es e 眦姆s 运行原理图 在a s p 的脚本中，可以通过面向对象编程( o o p ) 的方法引用系统组件和a s p 的内 置组件。其中内置组件有五个内置对象组成实现服务器与客户机的交互，对它们的名称 及功能如下： ( 1 ) r e q u e s t 对象：从浏览器获取信息： ( 2 ) r e s p o n s e 对象：发送信息到浏览器； ( 3 ) s e r v e r 对象：对服务器端a c t i v e x 组件提供访问方法、属性的功能； ( 4 ) s e s s i o n 对象：存储用户任务的信息； ( 5 ) a p p l i c a t i o n 对象：保留多用户共享一个程序的信息。 系统组件主要有a d o ( a c t i v e x 数据对象，a c t i v e xd a t ao b j e c t 的简称) 。a s p 就 是通过a d o 组件实现对数据库的访问。用a d o 可以使服务器端的脚本通过o d b c 存取和 操纵数据库服务器的数据。使用a d o 的对象可以建立和管理数据库的连接；从数据库服 务器要求和获取数据；执行更新、删除、添加数据、获取o d b c 的错误信息等。a d o 访问 w e b 数据库( 如a c c e s s 、s q ls e r v e r 、o r a c l e 等) 的结构如图2 所示。 客户机w e b 服务器数据库 图2a d o 实现与w e b 数据库的互连 a d o 组件有三个主要对象： ( 1 ) c o n n e c t i o n 对象：表示建立一个数据源的连接； ( 2 ) c o m m a n d 对象：定义对数据源进行操作的命令； ( 3 ) r e c o r d s e t 对象：定义由数据库或命令的结果产生的全部记录集。 ( 二) x m l 1 ，什么是x m l x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ，可扩展的标记语言) 是一种新兴的网络页面 标记语言，是s g m l ( s t a n d a r dg e n e r a l i z e dm a r k u pl a n g u a g e ，标准广义标记语言) 的 一个子集，也是目前网络上流行的h t m l 语言的延伸。与h t m l 不同的是，x m l 语言能把 数据与数据表示( 例如界面) 分开。这种特性能够让x m l 适合在网络上不同计算环境( 无 论是不同的操作系统环境，还是不同的设备显示方式) 中采用一致的信息表示方式。x m l 技术被称作是下一代网络计算的核心技术，是因为它能够按照一定的语法和词汇表定义 各种专业知识，而且还能够以文本的方式在网络上传递，让各种联网的计算机能够解释 这些知识，并协同工作完成不同的计算任务。耕 2 x m l 的特点和优势 ( 1 ) x m l 提供了一套跨平台、跨网络、跨程序语言的数据描述方式，各行各业的人 都可以针对自己的需求定义所要的文件格式，并且以x m l 文件当作数据交换的标准格式。 ( 2 ) 有助于与a s p 构造三层的应用框架 x m l + a s p 三层结构主要分为表示层、企业规则逻辑层及数据层。这三层分别由浏览 器、a s p 程序及x m l 原始数据和关系数据库数据所扮演。下面分述这三层功能： 数据层 由各式相关的x m l 数据和关系数据库数据组成，主要负责数据的完整性、存储与取 得所有可公开的原始数据。较详细的资料由x m l 文档来存储，便于个性化的数据查询； 一般性的资料以关系数据库形式存储，适于一般快速查询。 企业规则逻辑层 由所有的a s p 网页组成，用来提供基本的信息传递、发布客户机的要求，与数据层 的数据源相配合，将取得的x m l 数据或数据库数据应用应用程序中的规则产生客户机所 要的各种结果，并将结果返回客户机。这里取得的x m l 数据可以是将数据库数据转化成 x m l 文档而得，也可以是多个数据源的数据集成一个x m l 文档。 例如：将两个x m l 文档集成一个新x m l 文档或将一个数据库文件和一个x m l 文档集 成一个新的x m l 文档，这样的数据处理技术，给网站开发带来很大的灵活性和动态性。 表示层 是客户机的浏览器，主要用来处理网页显示的方式。通过它可以让客户机与应用程 序交互，并将逻辑层输出的数据显示出来。 x m l + a s p 技术实现原理： 客户机通过浏览器提交请求到逻辑层的a s p 网页。 请求通过逻辑层处理后传给数据层的数据库服务器。 数据库在收到由逻辑层传来的请求后，对请求发出应答，并将应答返回到逻辑层。 此处所指的应答是指相对应的y m l 文档数据，或在逻辑层集成而得的x m l 文档。 逻辑层应用应用程序中的规则处理所取得的x m l 数据，以产生客户机所要的结果， 并将结果传送到客户机的浏览器。这里的结果可以是x m l 文档，也可以是h t m l 文件的 x m l 数据，或是一个r e c o r d s e t 等，主要是根据客户机的要求而有所不同。 浏览器在收到结果后，将结果显示出来。 x m l 的数据结构可以让客户机根据不同的方式检索数据，按不同的法则排列数据或 浏览x m l 文档某子结点信息，实现个性化、智能化的数据查询。 ( 3 ) h t m l 着重于数据的显示，而x m l 着重于数据结构的描述，使得数据结构化。 至于数据的显示可以搭配适当的格式，将数据结构与数据显示分隔开来，可以简化x m l 文件的复杂度，也使得x m l 的应用更加宽广，如数据显示的多样性和个性化以及应用的 灵活性、扩展性( 允许用户定义自己的标签以及这些标签携带相关参数的属性和值) 。 ( 4 ) 提供精确和更有意义的搜索。在网络庞大的信息中，用户需要的不是搜索出 1 2 的一堆“垃圾”，而是精确的有意义的信息。在x m l 中，数据可被x m l 标注唯一的标识。 没有x m l 搜索软件必须了解每个数据库是如何构建的。有了x m l ，就可以很容易以标准 的方式控照作者、标题、i s b n 序号或其他的标准分类。搜索书就变得十分方便。 ( 5 ) 开放的标准。x t l 基于的标准是为w e b 进行过优化的。微软和其他一些公司以 及w 3 c 中的工作组正致力于确保x m l 的互用性，以及为开发人员、处理人员和不同系统 和浏览器的使用者提供支持，并进一步发展x m l 的标准。x m l 包括一套相关的标准；可 扩展标识语言( x m l ) 标准；x m l 名域标准；文档对象模式( d 侧) 标准；可扩展类型语 言( x s l ) 标准；可扩展链接语言( x l l ) 标准和x m l 指针语言( x p o i n t e r ) 标准等。 ( 6 ) 本地计算和处理。x m l 格式的数据发送给用户后，用户可以用应用软件解析数 据并对数据进行编辑和处理。使用者可以用不同的方法处理数据，而不仅仅是显示它。 x m l 文档对象模式( d o m ) 允许用脚本或其他编程语言处理数据。数据计算不需要回到服 务器就能进行。分离使用者观看数据的界面，使用简单灵活开放的格式，可以给w e b 创 建功能强大的应用软件，这些软件原来只能建立在高端数据库上。1 ( 三) 智能m s - a g e n t 技术 随着信息时代的到来，网络教学得到了蓬勃发展。然而，当前基于i n t e r n e t 环境 下的大多数网络课程往往被人们批评为“电子翻书器”或“课本搬家”。主要是因为开 发网络课程的设计理念和实现技术还需完善，大多数只能提供文字和图标式的交互，显 得比较死板，是种机械的学习，往往使学习者在刚开始饶有兴趣，但很快就产生厌倦 感。因而发展基于人工智能的人性化界面网络课程已成为发展的必然。m s a g e n t ( m i c r o s o f ta g e n t ) 的出现对网络课程的设计和开发产生了重大影响。主要因为 m s - a g e n t 提供了语言交流的功能，使学习者与计算机的语言的交互作用成为可能。“” 1 m s a g e n t 简介 在o f f i c e 2 0 0 0 中，o f f i c e 助手给我们提供了不少有益的帮助，它能够根据用户的 操作步骤智能化地提出一些建议和帮助信息，这就是微软代理技术提供的助手功能。 m s - a g e n t 是一个基于p c 机上微软w i n d o w s 平台的卡通式的人机交互系统，较o f f i c e 助手具有更强大的功能，它不仅能够在任何w i n d o w s 程序调用，而且支持语音识别和语 音信息与文本信息的综合输出。可提高人机交互能力和课程内容信息的导航能力，同时 还可以提高课程学习的易用性和娱乐性。 ( i ) m s a g e n t 软件( m a s h ) 的用户界面 m s a g e n t 软件的用户界面不仅包括动画人物窗口( t h ec h a r a c t e rw i n d o w ) ，还包 括任务栏图标( t h et a s k b a ri c o n ) 、命令窗口( t h ec o m m a n dw i n d o w ) 、显示文本的 气球( t h ew o r db a l l o o n ) 、倾听状态提示窗口( t h el i s t e n i n gt i pw i n d o w ) 及微软 代理控件属性页( t h ea g e n tp r o p e r t ys h e e t ) 。 ( 2 ) m s a g e n t 动画人物设计 m s a g e n t 提供了若干个活泼可爱的小精灵( 如g e n i e ，j a m e s ，c h a r l i e 等) ，我们 甚至可以自己制作一个自己喜爱的动画精灵。微软提供了便于用户开发自己人物形象的 1 1 软件工具：t h em i c r o s o f ta g e n tc h a r a c t e re d i t o r 。在人物设计过程中，根据自己的 需要选择特定的人物形象，精心设计人物的图像、动画、动作( 如听、指示、表情、动 作、移动、隐藏、出现等) 、状态等。 ( 3 ) 语言引擎 微软提供了m s - a g e n t 的语音输入引擎和文本转换成语音输出引擎。我们可以从微 软站点上下载和安装语音引擎，利用o b j e c t 标志的c l s i d 属性和c o d e b a s