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在线学习研究丨东北师范大学教授姜强:自适应学习本质是个性化

作者:余娟 来源:在线学习 阅读:281

自适应学习,一方面是允许学生根据自身需求寻找合适的学习资源,另一方面则是通过系统感知学生的需求,主动推送,其本质仍是个性化。

文/《在线学习》新媒体撰稿人 余娟

在线学习研究丨东北师范大学教授姜强:自适应学习本质是个性化

东北师范大学教授姜强

疫情之下,中国开启了史上最大规模的在线学习,在线教育被按下快进键,但如何提高在线教学背景下学生的学习投入、增强在线教育的个性化,仍是需要解决的难题。东北师范大学教授姜强及导师团队多年来专注于研究个性化自适应学习及大数据学习分析,对于在线教育的现状及发展方向有着独到的观察和审慎的判断。他表示,在线教学已经成为当下的一种常态化教学方式,教师在不断探索先进技术的同时,仍要回归到教育的本质,以学生为本,提升在线教学的质量和学生的学习投入。

个性化——自适应学习的本质

“自适应学习的本质是个性化。”姜强师从东北师范大学信息科学与技术学院赵蔚教授,也是自适应学习研究团队的成员之一。在导师赵蔚教授的带领下,整个团队从2004年起就开始关注自适应学习。

关于自适应学习,姜强认为,可以从两个方面去理解。一方面,是让学生能根据自己的需求,在系统中寻找合适的学习资源,也就是实现个性化定制。一些常用平台的学习资源非常多,但大多学生并不清楚哪些才是自己需要的,所以姜强团队希望通过对平台进行个性化定制,给予学生更多的自主性,让学生找到真正需要或感兴趣的内容。在姜强看来,这是自适应学习中最根本的问题。

另一方面,与前一种学生主动寻找的形式不同,是要通过系统感知学生的需求,主动推送,类似于计算机领域注入式的概念。学习能力是因人而异的,有能力的学生了解自己真正的需求,而自主学习能力较弱的学生因为不清楚自己的需求,不懂得该如何选择,所以更希望平台能够主动为自己提供合适的学习资源。但也有人质疑,这种全部依赖平台推送的方式可能会让学生产生依赖,久而久之,将导致学生丧失学习能力。对此,姜强等研究者是这么界定的:通过系统感知学生的需求,包括学生的学习偏好、学习风格、学习兴趣以及认知,推送适合学生本人认知水平的、不同难度的学习资源,也就是说,当系统感知到学生学习有难度时,就推送简单一些的内容,反之则推送更难一些的内容,以调动学生的积极性,发挥其潜能,超越其最近发展区,达到下一发展阶段的水平,然后在此基础上进行下一个发展区的发展。通过这种方式,让学生从不感兴趣、不知道学什么,变成愿意学、知道学什么,最终可能达到主动学习的状态。所以,自适应学习的本质就是个性化。

导师赵蔚教授团队是国内最早提出自适应学习的团队之一,但事实上这一概念在国外早已有之。“我的老师在英国留学时就接触了自适应学习,2014年我去美国匹兹堡大学做访问学者,当时的老师Peter在这一方面做得已经非常成熟。”在国内外老师的影响下,姜强开始从事自适应学习的研究,并与团队一起进行本土化探索。

提及Peter,姜强印象十分深刻,尤其是当姜强询问Peter师生进行的自适应学习使用技术有多么前沿时,对方的回答完全出人意料:并非都使用“高大上”的技术。原来Peter带领学生做了很多系统,他们在做模块化的时候,确实需要有新技术,而在做体系化的时候,却发现实际的教学并不需要非常“高大上”的技术。比如在认知诊断这块,Peter使用的是经典测试理论(Classical Test Theory,CTT)。在国内有很多研究者是采用项目反应理论,并在其基础上扩展融合了很多诸如深度学习之类的新技术,试图让知识诊断更加准确。姜强表示,很多“高大上”的技术也许很好,但相对而言要求也会更多。比如融入深度学习技术之后,需要考虑的试题参数增多,出题的难度随之升高,对出题人的水平也提出了更高的要求,另外,就出题成本而言,不同科目和体量的试题成本也有所上升。考虑到投入产出比,使用更高深的技术似乎效益不大。

“从研究层面上来说,探索更前沿的技术是没有任何问题的。但在实际应用上,能用最经典的、且无很多参数的理论解决问题,就没必要使用更复杂的技术。”姜强表示。

教师主导 技术为辅 增加学习投入

教学是一个复杂过程,并不只是教师单方面传授知识,而需要师生之间的互动和情感交流。姜强不认可仅将学习资源搬上平台的方式,因为每个学生的学习能力不一,能力较差的学生更需要教师的解释,“在基础教育领域,直播才是最有利于提高学生学习投入的途径。”

相对来说,高等教育的学生更加成熟,自主学习的能力更强,接受度也更高。他们适合纯线上学习吗?“大学生仍面临着学习投入不足的问题。”姜强认为,解决这个问题要从两方面入手。第一,要有任务驱动,任务促使学生产生驱动力,从而增加学习投入。第二,要考虑到投入的深浅,比如教师可以要求学生手写笔记,无形中增加学习投入。姜强和研究伙伴设计了很多指标体系,形成学习分析仪表盘,学生能看到自己和同学的信息,这也不失之为一种有效的激励机制。他认为,要保证学生的学习投入,就必须提出“强制性”的要求,让学生知道自己的成绩直接与评奖、评优、保研关联,这种内在的动机是非常强的,可能也辅以外在的奖励,但是它最终挖掘的还是学生内在的学习动机。

在线教育的学习资源多如牛毛,如何促使学生主动去学习,是一个亟待解决的问题。

随着在线教育的飞速发展,“人机协同”的双师教学模式愈加普遍。姜强对“人机协同”一词的认可度很高,虽然人工智能领域对此提及较多,但在教育领域同样适用。相较传统授课,“人机协同”这一教学方式,显然对教师提出了不同的要求。但这种对教师的要求在姜强看来不可一概而论,应该分类别去看待,“比如,在基础教育领域,目前就我的理解而言,所谓的‘人机协同’对于教师来讲影响较弱,课堂上仍以PPT为主,并不存在人工智能来了,就对教师有什么额外要求。”

在高等教育、职业教育或成人教育领域,“人机协同”则切实对教师有诸多好处与要求。姜强团队目前所做的研究主要是大学生群体的在线教育,在研究过程中他发现,当技术融入之后教师发生了明显变化。某些问题如果不用技术,教师可能无法做到或者做不好,这就体现出了技术的必要性。比如,在线教育有个最重要的问题,就是学生缺乏自主学习的动力,所以要从设计入手,将对学生的要求融入其中,而设计本身是依靠教师来完成的。教师需要具备这种设计能力,并借助技术解决人工无法解决的问题。

在做在线学习预警和干预项目时,考虑到高等教育不同于基础教育的教师跟班制,大学教师对于学生的了解偏少,所以姜强团队将目光放在技术上,利用技术对学生进行“画像”,并给出综合判定。教师需要根据“画像”的要求设计任务指标,有些指标会直接影响到学习成绩,最后呈现的“画像”就可以直接预测到学生的期末成绩是否能及格,从而给予教师和学生及时的预警。“‘画像’的具体结果是技术操作,但数据的产生离不开教师的设计,技术只起到了辅助性的作用,作为主导的仍旧是教师。”姜强强调。

在线教学作为一种必然方式而存在

无论是用来解决教育公平问题的网络学习空间的建设,还是今年政府大力推进的教育数字化战略,在姜强看来,在线教育的发展始终离不开国家的政策支持。

网络学习空间提供了优质的学习资源,让学生在这个空间里能够学习到最前沿的或者顶级名师的课程,这种价值是无可否认的。但究其影响而言,姜强依旧保持分类别看待的态度:在条件比较优越的城市,网络学习空间产生的影响可能要弱一些,而在相对贫困的地方,优质的、高水平的教师较少,通过网络空间为学生提供一流名师的教学,对于实现教育公平、提升学习质量是非常有意义的。当然,偏远地区的硬件环境是否能达到要求,同样需要纳入考虑范围。

推进教育信息化2.0和教育数字化战略体现了国家层面对于数字资源建设和在线教育的关注。尤其是在疫情防控期间,许多线下教学活动难以开展,这也使得在线教育的发展势头愈加迅猛。

以长春市为例,据姜强介绍,疫情严重时,孩子和老师都在家学习和办公,国家此时推进教育数字化建设就是无形中告诉老师们:你必须具备这种数字化资源的设计能力。在线授课的方式让更多的教师、家长和孩子都慢慢地认识了在线教育,从陌生到认识再到熟悉,最后接受这种方式。这也使得在线教育不再像以前一样,更多地停留在成人教育、职业培训或者高等教育的网络学院范围内,而是在基础教育领域大面积铺开,影响力大大提升。

弹性的集中教学在特殊情况下意义重大,姜强认为,“无论未来有没有大的事情发生,这一次疫情都让更多人认识到,在线教育是必须具备的一种常态化的教学方式。这种常态化不是指我们时时要用到,但它至少要在社会上或者教学中作为一种必然方式而存在。”

线上线下教学协同发展

在快速发展的同时,在线教育也不可避免地面临着挑战。姜强认为,如果说面对面的直播在一定程度上保证了师生之间的互动,能产生良好的教学效果,那么非直播的方式下,如何保证学生注意力集中和学习投入,都需要进一步的研究。目前,姜强团队已经做了一些尝试,比如,针对大学生的在线教学,在提供优质资源的同时,也进行了精心的设计,为学生制订学习指标。直播与非直播两种不同的方式也涉及大规模在线教育背景下学生的个性化问题:直播过程中,由于师生彼此了解,所以可能不存在这方面的问题;而非直播情况下,学生直接面对学习资源,就难以实现个性化教学。

从学习资源方面来看,姜强认为,大家通常关注的顶级名师资源只能说是资源建设的一个方面,要想实现个性化的教学,学习资源就必须是多维的。由于每个教师的能力不一,有些能力较强的教师,他认为这个知识点并不是很难,不需要讲太多,学生就能够接受;而有的教师则认为这个地方很难,需要多讲一点学生才能接受,但是如此一来就无法满足每个学生的需求。“我们要建设多维度的学习资源,来解决单一资源无法解决的问题,而这也意味着要投入很多的精力、时间甚至还有金钱。”

姜强表示在线教育是必然存在的,未来也将继续被使用。目前我们的在线教育并不完全独立,而是线上和线下两种方式协同地往前走,既不是所有的知识都在线,也不是所有的知识都存在于课堂,在线教学跟线下授课是相辅相成的,是协同发展的,“课堂教学一直存在,那么在线教育也会跟随着一直存在。”无论在线教育的技术如何发展,资源建设如何优化,我们最终还是要回归学生和教育本身,以人为本,砥砺前行。

来源:《在线学习》杂志2022年5月刊(总第81期)

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