摘  要： 随着现代信息技术与教育产业的深度融合，建设远程开放式的网络学习平台已成为构建智慧校园网的核心；同时也为构建学习型社会，实现终身教育提供了环境支撑和技术保障。主要着手于自适应算法研究，以网络学习者为对象，针对网络学习平台中存在的问题，设想将自适应算法引入到网络学习平台中，设计一个包含自适应网络学习模型、学习者信息模型、智能学习诊断模型的网络学习系统。以期系统能够有效地完善现有网络学习在动态导航、智能诊断、师生交互、因材施教等方面存在的不足，并从根本上改变传统按部就班式的学习模式，实现将资源按照学习者的个体特征和学习需求自动地生成学习内容序列，从而实现个性化的学生学习与教师辅导，以此来提升远程教育的服务质量。

　　关键词： 自适应学习；网络学习；动态导航；智能诊断；学习资源

0 引言

　　随着社会的发展和信息化程度的不断提升，网络学习系统作为现代信息技术与教育理论相融合的一种全新的教学形态，如今已经成为了构建知识经济时代学习型社会的重要技术保障[1]。网络学习平台能够为学习者提供广泛的网络学习资源和多元化的学习策略，并具有学习方式与内容的自适应选择性以及学习路径的动态调整，它可以为网络学习者营建一个更为广阔、自由的学习时间与空间[2]。当前，高校要培养符合社会需求的实用型、技能型的高素质人才，就应该基于互联网这个有效的网络环境，采用人工智能技术、多媒体技术、计算机虚拟仿真技术、数据挖掘技术等来研发具备自适应学习能力的网络学习平台[3]。基于此平台，充分地发挥学习者的学习主体地位，并更好地帮助学习者自主探索、自主发现、自主建构和自主获取学习内容，以此来满足学习需求，实现学习目标。

　　但是，从当前众多投入使用的网络学习系统来看，其提供的学习服务与系统建设初期的预期效果相差甚远。总体表现在学习导航、个性化学习、错误智能诊断、学习综合评价等方面尚存众多的不足，这些不足在一定程度上制约着网络学习系统的适应性、灵活性和交互性等方面功能的充分发挥，也严重地影响了远程教育发展的步伐，成为了制约其前行的重要瓶颈。

1 自适应学习理论

　　1.1 自适应学习的内涵

　　自适应学习是现代教育实践中的一个新领域。自适应学习是指给在学习活动开展的过程中，为学习者提供相应的学习资源、学习场景、学习辅导等，让学习者自身在学习过程中充分地发挥其学习的能动性，自行地构建学习知识，进而最终能够自主地解决问题的一种学习方式。它打破了传统的群体结构式的学习，是一种能够充分地考虑学习者行为、特征、学习历史等方面情况的个性化、自主性的网络学习过程[4]。在自适应网络学习系统中，学习者通过与远程学习系统进行交互活动而开展有效的网络学习。学习者被看作个性化网络学习环境中的个体，网络学习系统则能够依据学习者的实际学习情况来鉴定学习者的学习能力以及对知识点的掌握情况，并以评定结果作为调整学习计划、选择学习方式和学习内容的主要依据，有效地控制了学习的过程，确保网络学习的质量。

　　目前，自适应学习可以分为以下4类：

　　（1）发现型学习。发现型学习是为学习者提供大量未经处理的学习素材，希望学习者能够在学习过程中将这些未处理的学习资源进行分类、归纳、总结，从中发现规律、理解概念，自行构建知识结构。

　　（2）解释型学习。解释型学习主要是为学习者提供一个知识概念以及围绕该概念的若干多个实例和一些相关的规则。学习者的任务就是首先分析问题，说明给出的实例能够满足概念的原因，然后探索将解释演绎为概念的满足有关规则的充分条件。

　　（3）实例学习。实例学习就是利用实际案例作为学习素材。依据学习目的的不同可分为两种情况：第一种情况是围绕某一个概念，为学习者提供一系列的正例和反例，希望学习者通过归纳与推理的学习方法，能够对正例和反例进行鉴别，并能够吸收正例排除反例；第二种情况是提供具有详细解答、分析步骤的例题，让学习者自行理解这些案例，并通过分析、对比掌握解决实际问题的方法[5]。

　　（4）实践学习。实践学习就是利用实际问题作为学习素材，通过解决这些问题来学习。这种学习方式就是要求学习者利用自身已具备的知识和技能来解决这些实际问题，从而学会解决该类似问题的一般的思维方式和解决方法。

　　1.2 自适应学习的特征

　　在自适应性学习过程中，要能够以学生为主体，以教师为主导，充分考虑学习者的个性化特征，提供满足其学习需求的学习资源。总体来说，自适应学习主要具有以下几个方面的特点：

　　（1）基于网络资源的学习。将丰富的网络学习资源根据学习者的学习需求、学习历史、学习背景进行动态组合，即学习内容的组织和呈现要与学习者的个体特性和学习目标相适应。在学习过程中，学习者处于一个独立思考、自行思索、协助学习的环境中，其利用丰富的网络学习资源自行获取所需的知识。

　　（2）主动式的学习。学生成为了整个学习活动的主体，他们能够自行控制整个学习过程。而教师作为学习的协助者、建议者和指导者，其主要任务是构建学习资源库、创建与维护学习环境，以及在学习的过程中，为学生提供全方位的学习帮助服务。

　　（3）探索式的学习。学生不再是通过教师的课堂讲授来获取知识，而是通过学习者之间主动地交互、自行探索、归纳、推理来实现自身的学习目标，满足学习需求。同时，在自适应学习环境中，学生不仅要掌握所学的知识，更重要的是掌握获取知识的方法，培养运用知识的能力以及与他人合作的能力。

　　（4）个性化的学习。每个不同的学习者都具有不同的学习特征，网络学习系统能够使得其个性在学习过程中得以充分的展现。网络自适应学习系统与传统学习相比，传统学习犹如在生产线上制造统一标准和规格的人力产品，而在自适应网络学习中，整个学习阶段要以满足学习者自身学习需求为目标，强调私人订制，因材施教[6]。

　　（5）交互协作式的学习。学习者在自适应网络学习环境中，能够与学习伙伴们、指导老师之间进行线上、线下的交流和讨论，使得学习者能够从不同的角度快速准确地掌握所要求学习的知识点。同时，交互协作式的学习有助于激发学习热情，有效调动学习的主观能动性。

　　（6）智能化的学习。自适应性学习要求学习平台应具备良好的学习自适应、丰富的媒体表现形式、及时的学习反馈、便捷快速的通信等方面的特性。

2 自适应网络学习系统设计

　　2.1 构建思想

　　将自适应学习机制引入到网络学习系统中，并基于学习内容的个性组成、学习路径的动态调整、学习错误的智能诊断，设计一个以学习者为主体的具有自适应学习的网络学习环境，以此来实现以“学习者为主体，教师为主导”的教学理念，强调学习者的认知主体作用，实现学习者自主学习与教师辅助指导相结合的学习方式。在这种自适应学习环境下，学习者成为了知识的主动建构者；辅导教师成为了学习活动中的组织者、引导者和帮助者；学习素材成为了知识的构建对象；学习系统成为了构建知识的主要工具[7]。显然，在这样的学习环境中，能够更好地激发学习者的学习积极性和主观能动性，强化实践技能的锻炼和培养，并适合终身学习新理念和学习型社会的建立。

　　2.2 系统构建的意义

　　系统以互联网为平台，利用现代信息技术与现代教育技术构建开放式网络学习环境，将自适应学习机制引入到网络学习系统中，以此来实现网络学习的自适应性。所构建的系统力求能够正确、客观、实时地评价学习者的学习需求、个体特性、学习能力等多种学习因素，发挥特有的学习、辅导、分析、评价、推荐、反馈等功能，并能够根据学生的个体特征、学习偏好、学习效果、学习能力、学习目标实现情况来动态地选择学习方式和调整学习路径[8]。同时，系统在学习开展的过程中进行全程的实时跟踪，并随时为学习者提供各种学习服务，如：错误诊断、疑难解惑、学习资源推荐、主题讨论、学习评价等，系统要充分地考虑学习者的学习自主性，为培养高素质技能型、实用型人才提供服务与支持。

　　2.3 系统功能设计

　　系统应能够提供学习资源的快速获取、准确存储与高效管理，充分地发挥多媒体技术对学习资源在展现效果上的技术支持，使得学习资源更加鲜明、形象、生动和具体。系统利用人工智能、计算机仿真技术、数据挖掘技术，为学习者创建学习情景，并依据不同学习者的学习特性，为其呈现不同表达形式的学习资源，从而使学习者的视觉、听觉感官受到综合刺激，以便让学习者更快、更好地理解和掌握知识，提高网络学习效率、学习效果和对学习环境的满意度。

　　（1）学习诊断。在自适应学习的过程中，学习诊断是一个非常重要的环节。它是对学习情况和学习效果的考量。学习诊断可以在学习初期、学习过程以及学习结束时开展。学习诊断主要是利用一些事前创建好的题库进行动态组卷，来对学习者的知识点掌握情况进行测试，并依据测试结果对学习者的学习能力、知识掌握情况进行判断，以便更好地满足学习需求，调整学习模式和学习内容。

　　（2）学习内容。学习内容的适应性呈现是指自适应性学习系统应能够根据学习诊断的结果以及学生的学习历史记录，动态地生成适合学生个体需要的学习内容[9]。它主要涉及两个方面：一是学习内容的选择，系统根据学习者的学习历史、学习能力、个体特性进行估计，选择学习者尚未掌握或是从未接触过的学习内容，构成一棵学习知识树；二是教学内容的组织。系统应根据对学生学习诊断的结果，为学习者选择最适合的学习内容呈现形式。

　　（3）学习模式。学习模式是为不同的学习者按照其个体特征和上一阶段的学习情况，来推荐不同的学习方式。在不同的学习阶段，即便是同一个学习者，也可能由于其学习认知方面的变化而导致系统为其调整不同的学习方式。

3 系统实现关键技术研究

　　3.1 系统框架设计

　　系统基于Struts框架，采用MVC模式的编程思想，将用户呈现层、逻辑业务层和后台数据层进行分离。用户在客户端提交学习需求，用户数据以request方式提交到网络服务器。在网络服务器中，StrutsAction完成数据的封装、工作流程的转发。采用Action Servlet作为控制器，利用Struts-config.xml文件进行控制逻辑的配置，所有的业务操作都由EJB处理，然后再通过DAO访问数据层，完成用户需求的数据访问。其框架结构图如图1。

　　3.2 用户呈现层

　　呈现层是用户与系统的接口，是用户与平台间进行信息交互的人机界面。其主要功能是获取与核查用户录入的数据请求，以及输出并显示系统的处理结果。

　　（1）Controller。Controller的作用是从用户端获取用户请求，然后执行相应的业务逻辑，最后将处理结果回送到用户端。其功能由ActionServlet和ATSActionMapping两个对象构成。其中ActionServlet对象是核心，它包括一组基于配置的ATSActionMapping对象。ActionServlet对象主要是用来接受用户发出的请求。ATSActionMapping对象是用来实现一个请求到一个具体的Model部分中Action处理器对象之间的映射。

　　（2）Model。Struts为Model提供了两个对象，即：Action和ActionForm。Action对象主要是调用业务逻辑模块，将用户响应送至View组件进行处理。ActionForm对象是通过定义属性来描述用户数据，并实现对用户数据的封装，以及提供View和Model之间的交互支持。

　　（3）View。View是通过JSP技术来实现的，其通过Struts提供的自定义标记库，可以很好地与Model之间进行交互，并通过JSP表单实现与Model部分的ATSActionForm映射，完成对用户信息的封装。

　　3.3 逻辑业务层

　　系统的业务操作类是通过不同的代理进行的，其业务代理主要是通过工厂类DelegateFactory实例化。这样设计使得用户只需调用业务代理中提供的方法，而不用关心具体业务的实现方式。

　　3.4 后台数据层

　　后台数据层主要是向数据库存储与获取各类学习资源。无论是用户端的显示，还是逻辑业务层的处理操作，它们都需要访问后台数据层，从数据库中获取数据进行处理。同时，还有些操作是需要将处理结果存储到数据库中。故系统数据库设计的合理性将会直接影响到系统的性能和工作效率。

4 结论

　　自适应网络学习突破了传统的远程教育，它是一种基于互联网的全新学习方式，是现代远程教育发展的主要方向。在当前的网络学习环境中，由于指导教师不能与学习者直面交流，因而也就无法及时有效地了解学习情况，不能面对面给予学生充分的实时指导，更无法有效地控制学习者的学习过程。因此，构建一个具有自适应学习能力的网络学习平台，就是为了弥补传统网络学习的不足。从宏观上看，系统能够按照学习者的学习需求和个体特征，进行网络学习资源动态生成、学习路径的实时调整及全方位的学习评价；从微观上看，系统能够监控学习者的学习行为、诊断当前学习者的学习情况，并依据学习者的学习能力和学习情况为其推荐最为合适的学习内容。系统的构建能够为学习者创建更为广阔自由的网络学习空间，有效地拓延教学时空的维度，真正实现因材施教。

参考文献

　　[1] 曹伟.面向智慧校园的标准化学习资源管理体系研究[J].现代计算机（专业版），2013（2）：43-46.

　　[2] 王福.基于用户兴趣感知挖掘的个性化服务推送研究[J].图书馆理论与实践，2013（4）：14-17.

　　[3] 曹伟.基于SCORM标准的网络学习资源管理系统研究与设计[J].科技创业，2013（6）：92-94.

　　[4] 冯晓媛.基于个人化的教学资源推荐系统的设计与评估技术[J].齐鲁师范学院学报，2011（3）：49-52.

　　[5] 曹伟.基于学习对象的内容包装交换模型构建研究[J].电脑知识与技术，2013（14）：3311-3313.

　　[6] 曹伟.电子商务环境下企业自适应E-Learning系统的研究与设计[J].河北北方学院学报（自然科学版），2011，27（4）：23-27.

　　[7] 牛永洁.网络学习系统中用户学习状态模型的研究[J].现代电子技术，2013（4）：33-35.

　　[8] 姜爽.个性化网络学习系统设计研究[J].计算机光盘软件与应用，2014（3）：209-210.

　　[9] 王萍.张际平.云计算与网络学习[J].现代教育技术.2008（11）：81-84.