三、适应性教学——采用基于计算机的教学以适应学习者的知识和行为
2024-07-11    新闻来源:教师发展中心
潜在影响:中等
时间跨度:长久(4年以上)
适应性教学是一种方式,根据计算机应用分析学习活动中的数据,进而提供给学习者相关内容,将他们的学习活动序列化,判明他们的知识差距,同时促进他们的学习。这个术语也可以应用在软件中,帮助教师基于学生的反馈来调整课堂教学活动。
学习者之间在知识、经验及学习偏好上存在很大的差异。适应性教学尝试调整以适应不同知识背景和体验的学习者,为他们提供多种学习路径。适应性技术也可以通过响应操作记录给出及时反馈、更正错误或者提供线索。课堂上教师无法给每个学生提供个性化的帮助,也难以提供及时的反馈来提高学生的绩效。
我们使用适应性技术软件能够反映大学里正在上课学生的全貌。学生认为一部分课程很有趣,而有些却很无聊。学校不强迫他们学习认为无聊的,而是能够让学习者自己选择学习的顺序,当学习者参与每部分最后测试时,在一个问题上卡住的时间越长,获得的线索也就越多。一旦他理解了较为简单的问题,问题难度随之加深。系统就会提示他去复习较薄弱的点。每天结束的时候,教师查看每位学生的表现,利用系统中的反馈来发现在哪些问题上大部分学生都存在困难。因此,系统便会为教师提供反馈,以便于他们在第二天课堂中着重讲解这些概念,或者将学生分成不同小组,讨论具体问题。
适应性学习产品的数量正在快速增加。一些学者把适应性方法看做是为学生提供灵活学习的选择,尤其是针对那些从事补偿教育和通识教育课程或者完全在线课程中的学习者。许多适应性学习产品源自20世纪80年代的“智能导师系统”。人们开发这类系统主要是为了支持数学教学,但是新产品可用于更多科目,包括英语、心理学、经济学以及生物学。
专业的软件设计师和教育技术工作者共同完成适应性产品的设计和序列化。Pearson’s MyLabMastering这两个产品包含很多科目:生物、化学、工学、心理学、写作、厨艺、海洋学以及会计。Knewton使用心理测量工具来分析学习者能力,使用概率模型推荐要完成的下一个学习活动,按掌握度分类学生,使用衰退曲线来模型化遗忘度,进而触发学习旧材料的提醒。Knewton也像其他系统(如Smart Sparrow)一样,允许教师选择课程设计和设置适用范围。
Smart Sparrow提供工具创造仿真和交互内容。CogBooks允许教育者选择已创建课程或者创造自己的课程。系统中适应性课程序列既不是预设路径,也不是基于测试结果,而是运用算法和机器学习方法为每个学习者不断调整的学习序列。它增加了学习者兴趣这个属性来使学习内容标准化,例如,生成吸引学习者的行业情境数学问题。
Cerego辅助记忆软件要求学习者基于他们需要覆盖的学习内容和可用时间来设定目标,然后制定一个学习计划。Brainscape根据学习者信心和可用学习时间来调整教学闪卡。该模型基于认知科学研究设计,即教学方法应如何序列化、设定时限和重复,以便将知识有效地存储于长时记忆。
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1  Cerego辅助记忆系统中的学习者仪表盘

大规模开放在线课程和在线学习内容也运用适应性这个特征,根据学习者偏好选择教学方法来支持学习。学习者可以选择与指导学徒、基于实验的探究方法相类似的方法展开学习。Mathspring数学辅导游戏中的交互同伴为学生传播鼓励信息,根据学习者的信心、兴趣、挫折或积极性,调整游戏的难度。另一个辅导程序是依据监测学生大脑活动来调整内容,同时记载工作负荷、厌倦度、开小差的频率和参与度。
适应性学习当前仍面临着障碍。如果教学材料必须要满足不同学习者的需求和兴趣的话,那么开发这样的适应性系统就很昂贵了。传统学习方法需要线性课程,而适应性学习需要将内容按照不同等级进行分解,以提供多种教学方法,针对常见误解提供一连串的提示,给学习者适当水平的挑战和支持。数学和语言适应性教学系统中,设计者在不同难度水平上设计生成不同例子和提示,用以匹配学习者行为。系统能生成练习,检测出学生的出错点,预示在哪里将会存在误解。
资源:
1)       Adaptive flash cards: https://www.brainscape.com
2)       Cerego adaptive software for learning based on spaced rehearsal formemory retention: www.cerego.com
3)       CogBooks: adaptive learning books: www.pub.cogbooks.com/~cogbooks/product/
4)       Knewton system for teachers to create adaptive learning content: www.knewton.com
5)       MathSpring adaptive mathematics practices oftware: www.mathspring.org
6)       Report on adaptive learning for Knewton: www.knewton.com/wp-content/uploads/knewton-adaptive-learningwhitepaper.pdf
7)       Pearson MyLab& Mastering adaptive tutoring products: www.pearsonmylabandmastering.com
8)       Smart Sparrow adaptive e-learning platform: www.smartsparrow.com
9)       Introduction to adaptive web-based systems for education: Brusilovsky, P., &Peylo, C. (2003). Adaptiveand intelligent web-based educational systems. International Journal of Artificial Intelligence in Education (IJAIED), 13, 159-172. www.telearn.archives-ouvertes.fr/hal-00197315/document
10)  Design, development and deployment of a MOOC that offers five learning strategies based on learner preference: Sonwalkar, N. (2013) The First Adaptive MOOC: A Case Study on Pedagogy Framework and Scalable Cloud Architecture –Part I. MOOCsFORUM, 1, 22-29. www.online.liebertpub.com/doi/abs/10.1089/mooc.2013.0007