[科普中国]-交互式学习教程系统

简介

交互式学习教程系统是以计算机技术为基础，运用交互式教学和交互式学习方法的教学系统。交互式学习教程系统能使学生更快接触新知识，满足人 们对 学习个性化的需求。网络丰富的资源、便捷的通讯，为学习者知识的获取或探索提供了理想的平台。

交互式教学交互原本是一个计算机术语。指系统接收来自终端的输入，进行处理，并把结果返回到终端的过程，亦即人机对话。从传播学看，交互是传者与受者双方的信息交流，因而在各种形态的教学活动中都存在着交互，交互其实是教学活动最基本的特征之一。只是在不同的教学形态中，交互所呈现的方式和特征有较大的差别而已。交互式教学最早由 Palincsar于1982年提出，之后又得到了进一步的研究和发展，它是在支架式教学理论的基础上发展起来的一种教学模式。支架式教学的本质在于：以最近发展区作为教师介入的空间，为儿童的学习提供支持，促使儿童主动而有效地学习。交互式教学的特点是着眼于培养学生特定的、具体的用以促进理解的策略。实际上，交互式教学重视学习者之间的相互支持和促进，教师应帮助学生就课文的理解来展开讨论，而不是只做字句的重复，灵活地利用学生的理解，把它与新知识联系起来；对话应有主题、有方向；让学生和老师都明白教学目标；同时教师对学生的发言所做的评价应该能引导学生更积极地作出建构性的反应。综上所述，我们认为，交互式教学是在宏观教学情景下，在多点自由切入的教学平台上，教师的教与学生的学围绕某一个问题或课题进行平等交流和自主互动的一种教学方法1。

交互式学习定义一：交互式学习是指在教学活动中合理地运用多样化的教学方法，在教师与学 生之间以及学生学生之间形成交流互动的合作关系，使学生完成由“乐学”、“好学”到“会学”、“学会”的转变。

定义二：所谓交互式学习,是指利用多媒体计算机技术和网络技术,借助多媒体课件或网上资源,由学习者自主进行的一种双向交流式学习方式。

定义三：交互式学习是一种互动式的学习方式，通过动态的（以言语为主的）交互，在交互式的关系当中，对参与的学习者双方起到作用，达到学习的目的。

网络环境下交互式学习一般有两种情形，一是教师与学习者同时参与在线教学过程，学习者在学习过程中通过远程网络终端，如视频会议、聊天室等方式和教师以及其他学习伙伴 讨论交流，是一种实时交互；二是指学习者通过网络通讯手段，如电子邮件、新闻组、BBS 、留言板、博客等网络工具与教师或其他学习者进行对话交流，是一种非实时交互。

特点形成对教师 “知识权威” 的消解专业教师的出现，是人类教育史的一次重要革命。在漫长的人类教育发展过程中，教师“知识权威”的地位在传统教育文化中不断得到加强，传道、授业、解惑成为教师的天职。这与人类社会发展进程密切相关。在生产力水平极低的时代，人们获取信息的渠道单一，知识文化的传承主要依赖教师。教师不仅是知识文化的传播者，而且还掌握着知识技术的判断和解释权，社会没能出现新的力量来消解教师的这一权威地位。然而，当互联网这一新媒体升腾于地平线时几乎全世界的人们都惊赞它会给人 类带来的诸多便利与好处。时隔不久，教育界人士也开始意识到网络在教育中的广泛应用将对现存教学秩序带来巨大的冲击 和颠覆。 不论是否接受这样的事实，网络对学习正在发生革命性的影响。网络环境下的交互式学习，顺应了人们对学习个性化的需求。一方面，这种个性化的需求，隐藏了学习者对单一知识传授的反叛，渴求对知识平等、自由的交流。 这客观上促成了教师在教学中角色的转换。 另一方面，网络丰富的资源、便捷的通讯，为学习者知识的获取或探索提供了理想的平台。 教师的知识权威在新技术媒体面前开始消解。 面对新型学习方式下教师角色地位的变更，现代教师，特别是中小学教师，要迅速地从网络冲击下的矛盾困惑中调适自己，从现代教育理念视角重新审视自己在教育教学中的角色和地位2。

实现对传统教学秩序的反叛网络环境下交互式学习，学习者可以按照自己的知识结构和需求来组织自己的学习进程，选择自己需要的知识。 这一反传统课堂教学 “整齐划一” 的学习方式，也促进了学习者角色的变化。从被动学习变为主动学习，学习者既是信息的提供者，又是信息的接受者。学习者自主探索问题，解决问题的愿望得到加强。 教学时空也突破传统时空的限制，师生学习交互实现了同步或异步的双向交流。交互可以发生在师生间，也可以发生在学习者之间；交互可以是一对一的交流，也可以是一对多的或多对多的“人—人”交互。学习内容既可以是课程也可以是相关的学习材料， 呈现出一种开放性。在传统教学视野中， 学习交互是教师个体与学习者群体之间一种面对面的对话和交流。 受传统“师道尊严”的影响，受传统教学时空的限制， 师生的对话交流难有内容上的深入和突破。 在网络化空间， 交互双方可超越心理障碍，实现对等交流。对学习效果的认定或评价， 可以在更广阔的时空里关注学习者的学习动态，把握和了解学习者真实的学习情况。在教学的互动过程中，教师通过创设教学情境、参与学习过程，利用网络手段， 给学习者更大的自由空间， 让学习者在学习过程中掌握主动权， 学习者的学习活动完全是在自我管理和制约下进行，自己探讨，自己决策。

知识库定义知识库(Knowledge Base)是知识工程中结构化，易操作，易利用，全面有组织的知识集群，是针对某一(或某些)领域问题求解的需要，采用某种(或若干)知识表示方式在计算机存储器中存储、组织、管理和使用的互相联系的知识片集合。这些知识片包括与领域相关的理论知识、事实数据，由专家经验得到的启发式知识，如某领域内有关的定义、定理和运算法则以及常识性知识等。知识是人类智慧的结晶。知识库使基于知识的系统(或专家系统)具有智能性。并不是所有具有智能的程序都拥有知识库，只有基于知识的系统才拥有知识库。现在许多应用程序都利用知识，其中有的还达到了很高的水平，但是，这些应用程序可能并不是基于知识的系统，它们也不拥有知识库。一般的应用程序与基于知识的系统之间的区别在于：一般的应用程序是把问题求解的知识隐含地编码在程序中，而基于知识的系统则将应用领域的问题求解知识显式地表达，并单独地组成一个相对独立的程序实体。

特点1.知识库中的知识根据它们的应用领域特征、背景特征(获取时的背景信息)、使用特征、属性特征等而被构成便于利用的、有结构的组织形式。知识片一般是模块化的。

2.知识库的知识是有层次的。最低层是“事实知识”，中间层是用来控制“事实”的知识(通常用规则、过程等表示)；最高层次是“策略”，它以中间层知识为控制对象。策略也常常被认为是规则的规则。因此知识库的基本结构是层次结构，是由其知识本身的特性所确定的。在知识库中，知识片间通常都存在相互依赖关系。规则是最典型、最常用的一种知识片。

3.知识库中可有一种不只属于某一层次(或者说在任一层次都存在)的特殊形式的知识——可信度(或称信任度，置信测度等)。对某一问题，有关事实、规则和策略都可标以可信度。这样，就形成了增广知识库。在数据库中不存在不确定性度量。因为在数据库的处理中一切都属于“确定型”的。

4.知识库中还可存在一个通常被称作典型方法库的特殊部分。如果对于某些问题的解决途径是肯定和必然的，就可以把其作为一部分相当肯定的问题解决途径直接存储在典型方法库中。这种宏观的存储将构成知识库的另一部分。在使用这部分时，机器推理将只限于选用典型方法库中的某一层体部分。另外，知识库也可以在分布式网络上实现。这样，就需要建造分布式知识库。建造分布式知识库的优越性有三点：

(1)可在较低价格下构造较大的知识库；

(2)不同层次或不同领域的知识库对应的问题求解任务相对来说比较单纯，因而可以构成较高效的系统；

(3)可适于地域辽阔的地理分布。

知识库的构造必须使得其中的知识在被使用的过程中能够有效地存取和搜索，库中的知识能方便地修改和编辑，同时，对库中知识的一致性和完备性能进行检验。