关于建构主义学习理论与网络教学系统

在计算机技术、网络技术和多媒体技术飞速发展的背景下，分析了国内外网络教学系统的现状，结合认知科学的建构主义学习理论，研究了自主学习、自适应学习与协作学习等三种教学模式，设计了基于建构主义学习理论的网络教学系统模块．

　　论文关键词：网络；建构主义；自适应；自主

　　随着计算机网络技术的发展，网络教学系统也层出不穷．基于WWW模式的网络教学以Internet网为桥梁，缩短了教师和学生在时间和空间上的距离，突破了传统课堂上面对面教学方式的限制，将课程教学由教室、实验室延伸到Internet网所覆盖的任何一个场所的新型教学模式，被认为是远程教学发展的革命性阶段．网络教学系统实现了学习的自主性，甚至可以控制学习的进程．基于网络的异步课程传输方式可以让学员和老师在不同的地点、不同的时间进行有效的交流．利用网络教学系统进行学习是信息技术发展到一定程度的产物，是未来学习方式的趋势，是社会进步的一个标志．建构主义学习理论作为一种新型的教学理念，为网络教学的发展提供了坚实的基础，为网络教学的发展开拓了良好的前景．

　　1建构主义学习理论的理解

　　1．1建构主义学习理论的定义
　　建构主义的最早可追溯到皮亚杰(JeanPiagett1896-1980)，一位著名的心理学家．他认为儿童是在与周围的环境的相互作用的过程中，逐步建立起关于外部世界的知识，从而使学习者自身认知结构得到发展．这里强调知识不是完全通过教师传授，而是学习者在一定情景下借助其他人利用自身原有认知结构中的有关经验去同化和索引当前学习的新知识，从而赋予新知识以某种意义：学生是认识新事物，新知识的主体，要充分发挥他们的首创精神．将知识外化和实现自我反馈，同时也强调“协作学习”对意义建构的关键作用．
　　建构主义学习理论强调以学生为中心，学生是学习的主体，不再是外部刺激的被动接受者．教师转变为学生主动建构意义的指导者、帮助者和促进者，它彻底摒弃了以教师为中心、学生处于知识的被动接受者的传统教学模式，形成了以主动创造学习为核心的建构主义学习理论．

　　1．2传统教学思想与建构主义学习理论的比较
　　传统教学思想对知识态度是客观主义的，这是传统教学思想的一个基本前提，主张分析人类行为的关键是对外部事件的考察，认为世界是由客观实体及其特征以及客观事物之间的关系构成，教学目标就在于帮助学生习得这些事物及其特征，使外部客观内化为其内在的认知结构．在教师的指导下，通过相同的信息加工活动，全体同学形成相同的认知结构．传统的教学思想主张知识的还原主义，认为知识可以被“还原”(归纳)为一些简单的单项知识，并由这些单项知识的组合获得高层次的知识．建构主义学习理论对知识的态度是非客观主义的，认为知识并不是对现实的准确表征，它只是一种解释，一种假设，它并不是问题的最终答案．并且知识并不能精确地概括世界的法则，在具体问题中需要针对具体情境进行再创造．学生以自己已有的经验为背景，通过自己的方式理解知识．不同的人看到的是事物的不同方面，就算是对同一方面的知识所理解的深度和广度也不同，而且教科书也只是编者所理解的知识的一种解释和假设．因此，知识不能灌输、强加，要靠学生以自己的经验、信念对新知识分析、检验和批判．

　　2网络教学系统的发展现状

　　近几年，国内外的现代远程教学平台不断地涌现，从传统的黑板、投影仪等常规模式的媒体手段，发展到建立在计算机和数字化信息技术基础上的多媒体教育手段，使教师的授课方式和学生的学习方式发生了质的飞跃．

　　2．1国内网络教学系统概况
　　网络课件的应用方面．学生通过网上课件进行学习，学习过程中遇到问题通过电子邮件或在线交谈的方式获得老师和同学的帮助；教学行政管理部门把学生的信息存储在服务器中，学生通过客户端进行信息的获取、身份的验证等；学生通过系统进行网上选课、网上等级考试报名、成绩查询等；网络资料库方面．网上存放着各类电子杂志和电子报纸以及其他相关的学习资源，提供各高校图书馆的图书目录以及网址等；网络交流方面．作为一个虚拟论坛，为教师与学生、学生与学生之间进行交流提供一个平台，学生可以在线和老师自由地讨论．
2．2国外网络教学系统特点
　　国外网上教学系统，尤其是美国、加拿大、英国、澳大利亚等国的网上教育已相当成熟，不仅在校内或校间进行教学，还可以扩展到国内或国外进行教学资源的共享，具体表现在以下几个特点：(1)良好的交互反馈机制．国外的远程教育站点解决交互问题采用一对一的师生交流、固定的师生联系、尽可能多的交互技术(电话、传真、信件、Email、电子聊天室、双路视频等)，定期的小组学习和会议讨论，教师定期对教育站点的访问，全天提供服务等．(2)严格的质量保证机制．公开选聘教师、岗位责任制、严格的考试和考核与检查、评估制度(教材、教学、考试、教师、科研)等保证了整个教学的质量．(3)提供丰富的网络资源．国外的远程院校教育站点除了提供自己的学习资源外，还和专门的资源库及其他网校建立广泛的联接．(4)多网校的联合机制．学校、各级教育部门、广播和电视、公司、社会团体等各种组织建立联合机制．(5)良好的管理和运行机制．国外的网校一般都有很好的管理机制，教育机构、行政机构、公关部门、人力管理、市场运作等分工明确、各司其职，使网络教学系统的各个环节、各个部门都高效运行，保证教学的效率和效果．

　　3以建构主义学习理论为基础构建网络教学模式

　　对国内外网络教学系统的发展现状分析，虽然功能越来越强，网络管理越来越规范，但网络教学形式还是主要以演示性或电子书为主，即直接显现知识信息，将教师的讲义、习题或将整本教科书的内容搬到网上．教学内容也是千篇一律地应用于所有学生，淹没了学生的个性特点．目前虽也有一些带有智能的教学系统，但智能性所占比例较小，而且一般也只是体现在判断题、选择题上．总体来说，现有的网络教学在自主性、适应性、交互性等方面还存在着不足．
　　鉴于以上情况，本文基于建构主义学习理论，提出了三种网络教学模式：
　　(1)自主学习模式．为满足学习者的知识需求，适应学习者的能力，将学习内容按知识为单位进行分布．以章、节为框架搭建平台，以知识点为核心构建学习模块，而各个知识点间根据知识的衔接性建立关系，使其成为互为联系的有机整体．学习者在学习时根据自身的情况在知识点之间进行取舍，有选择性学习，给学习者以足够的自主性，体现出了本系统“以学为中心”的特点．
　　(2)自适应学习模式．学习者在学习新课程时一般都是循序渐进地进行，对知识点把握度不够，侧重点也难以掌握．针对这些问题，系统可以首先自动记录学习者初次学习课程的情况，然后在学习者进行测试时，系统可以自动提取出错题所对应的知识点，最后根据学习情况与自测数据自动生成供学习者参考的指导性学习计划．自适应学习满足学习者的个性化学习，充分体现了智能性．
　　(3)协作学习模式传统的学习模式建立在个人学习基础之上，学习者之间缺乏交流、沟通与互动，无法达到取人之长、补己之短、共同进步的目的．针对这些问题，可以紧紧围绕课程主题建立公共讨论区与小组讨论区，为学习者提供交流、讨论的平台，使学习者之间、学习者与知识传授者之间实现知识互补，知识资源共享．

　　4基于建构主义学习理论的网络教学系统的设计

　　本系统主要有三大模块组成：教学模块、答疑模块、测评与评价模块．

　　4．1教学模块设计
　　4．1．1自主学习功能模块设计传统的教学模式是以教为中心，课程知识的组织完全按照章、节为单位循序渐近地展开，知识点问缺乏灵活地衔接．为充分体现学习者的自主性，适合各类学习者群体，系统将从以下几方面进行自主学习功能模块的设计：
　　(1)知识点的提炼：首先将课程内容科学地划分为若干个知识点，并建立知识点库，再将知识点与所对应的知识内容建成图文并茂的网页．
　　(2)知识点关联性：对初学者来说，很难把握知识的重点与难点，因此必须确定知识的重点以及知识点间的相关性，在相关知识点间建立链接或者索引，使其成为互为联系的有机整体，以便学习者可以根据自己的学习情况进行跳跃式学习．
　　(3)课程学习模块：在提炼出课程的知识点并确立知识点的关联性后，通过知识点单个录入或者按标准格式批量导入至知识点库，系统自动提取课程的各个知识点形成课程学习模块呈现在学习者面前．此学习模块对课程设计者要求较高，只有熟练掌握课程知识，并在该知识领域具有一定造诣的学者才能准确地提炼出课程知识点，恰当地确立各知识点间的关联性．
　　4．1．2自适应学习模块设计为满足各类学习者学习需求，系统可以根据初次学习情况与自测数据自动生成指导性学习计划，以便于有目的性地进一步展开学习．系统设计如下：
　　(1)学习者在学习课程之后，系统自动记录下学习轨迹，对于未展开学习的知识点加以标识．
　　(2)学习者进行在线测试后，系统除了对所测结果进行评分外，还对所有测试题逐一判断，出错题相对应的知识点作为未掌握知识点，对该知识点的前叙知识继续判断，直到前叙知识为空或者前叙知识点所对应测试题正确为止．算法流程如图1所示．
 

　　(3)系统将提取学习过程中未展开学习的知识点与测试过程中出错题相对应的知识点，根据这些知识点自动形成供学习者进一步学习的指导性学习计划．此学习模式具有很强的针对性，对于不同的学习者将生成不同的指导性学习计划．
　　4．1．3协作学习模块设计为学习者提供一个学习交流的环境，系统设计了两种协作讨论学习的方式：公共讨论区、小组讨论区．公共讨论区与一般学术论坛相似，系统提供老师与学习者共同讨论与学习的留言区．小组讨论区是按主题进行分块，系统提供学习者分组功能，发起讨论的主题区，供讨论的交流区．老师可以根据课程内容提出讨论的主题，对学习者进行分组．学习者根据分组情况并进入相关主题进行讨论交流，小组内可设组长，由组长对区内讨论情况进行组织或管理．
　　
　　4．2答疑模块
　　学习者在学习过程中将会遇到困难，需要提出问题并得到解决．系统根据实际需求设计了两种答疑方式：人工答疑与自动答疑．人工答疑是一种支持离线交流的互动平台，学习者可在此平台上提出学习过程中遇到的问题，老师若在线，可以即时与学习者交流答疑，若不在线，可以在老师登录时根据提出的问题给出答案．
　　自动答疑是一个自适应的知识库系统．系统设计了常见的疑难问题知识库，当学习者提问后，系统会根据所提的问题到疑难问题知识库中进行智能搜索(主要采用的技术有中文词语的切分、全文检索、语义网络匹配、关键词索引等)，按照检索内容相关程度的高低，将对该问题的解答呈现给学习者．
　　4．3测试与评价模块
　　4．3．1测试模块为了解学习者对课程知识的掌握情况，同时为自适应模块提供测试数据依据，系统提供了测试功能．首先建立试题库，然后可由人工组卷或者系统自动生成试卷．人工组卷可以在老师掌握了学习者的学习情况后进行人工选择试题生成试卷，这种方式具有针对性，考试结果更能反应学习者的学习情况；而自动生成试卷是由系统根据学习者选择的题型、题数等参数自动从试题库中提取试题生成试卷，此种方式针对性较弱．
　　4．3．2评价模块在测试完成后，必须对测试结果进行客观、公正地评分，评价结果作为学习者学习情况改进提供参考，也为自适应生成指导性学习计划提供数据保障，同时为教学管理部门进行教学改革提供决策依据．

　　5结语

　　基于构建主义学习理论网络教学系统在一定程度上弥补了现有系统的一些不足，学习者具有较强的自主性，充分体现了“以学为中心”的教学理念，系统的自
 

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