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教学系统的IIS图分析法及其实证研究

时间:2010-05-21 23:35来源:知行网www.youyuan-chem.com 编辑:麦田守望者

 

An Empirical Study on IIS-map-based Analysis Method of Instructional System
教学系统的IIS图分析法及其实证研究
杨开城  林凡
北京师范大学 知识工程研究中心 100875
 
摘要:对教学系统分析技术的研究能引导研究者更加深入地理解教学系统。教学系统的分析实际上就是用另外一种编码体系来表征自然语言表征的教学系统。我们把教学系统理解为由IPL、IPM和IPT以及它们的{X}和{Y}再加上表达社会性共享知识集合IIS所构成的功能耦合系统。按照这个教学系统结构图式,教学系统分析的操作分四步走:⑴绘制IIS初始图;⑵确定IIS的输入信息项的过程序列;⑶根据实际需要将IIS输入信息项中的数据转化为IIS图的标注信息。⑷对标注信息进行解释。我们对大学本科课程《数据结构》、《教学设计》的教学进行了实证研究。结果表明,知识点的激活量与知识点的学习效果之间呈正相关,这里的激活量是一种按照特定算法计算出来的知识点的属性值。
关键词:教学系统、系统建模、IIS图分析法
 
一、    引言
教学系统分析之所以能广泛引起研究者的兴趣,是因为这种研究可以避开逻辑思辨和简单的实证,引导人们逐渐深入地理解教学系统。我们至少可以从两个视角对教学进行细致的分析。一种视角将教学看作是人类行为系统,分析行为与功能之间的关系;另一种视角将教学看作是具有特定功能的信息系统,分析信息流与功能之间的关系。
从行为系统的角度对教学分析的研究,大致关注两个方面:一个方面是研究特定行为的教学价值。比如,有研究者在考察成人学习者的学习持久性与教学交互之间的关系时,发现26%的学习者认为,异步讨论对他们的坚持学习有促进作用[[1]]。也有研究者关注不同类型的交互与学习效果的关系。研究表明,与计算机介入的交互相比,面对面的交互中能够发生更多的学习[[2]]
从行为系统的角度对教学分析研究的另一个方面,是对交互进行细致解释学分析。要完成交互的分析研究,研究者首先需要建立一个交互行为的概念模型,然后是建立编码系统来准确表征交互过程,最后利用自动化分析系统提供分析结论。
交互角色及其行为的编码是整个交互研究的核心部分。不同的研究者会提出不同的编码体系。交互的复杂性,使得各研究者对行为进行编码时采用了不同的词汇。各种分析方案所选择的角色和行为的分类体系(categories)的不相容性加剧了交互分析的低可靠性[[3]]。我们的经验表明,为行为建立分类学意义上的编码体系几乎不可能。此外,在操作过程中,将角色的行为进行具体归类也会面临困难。同样的言语行为(文本上的),加上语气、肢体语言(录像中的),就可能归于不同的类型[[4]]。特别是,如果交互分析的是视频流,那么视频流的切分因为没有一个客观参照而充满了任意性。尽管如此,交互分析系统还是能够帮助教师看到教学的一些细节,对改进教学具有一定的辅助作用。然而,基于行为系统的教学分析却很少对教学系统的设计提供直接的帮助。
本文介绍一种以信息系统为视角的教学系统分析方法。这种方法试图揭示教学系统的信息流动背后的知识社会性建构水平。这种方法使用了一种被称为IIS图的结构,因而被称为IIS图分析法。
二、    教学系统的IIS图分析法
IIS图分析法对教学系统的建模与表征

图 1 教学系统概念模型
 
我们认为,教学系统总体功能是教师通过有效的干预来帮助学生完成对知识、技能和价值观的自我建构。教学系统采用的是可观察、可控制的信息手段。因此,教学系统是一种教师、学生和具有信息处理能力的媒体(后文称信息媒体)这三个信息处理主体之间信息流动的系统。表征教学系统的概念模型必须能反映教师、学生和信息媒体这三类主体之间的信息流动的关系。并且,这种概念模型还要反映这种多主体之间的信息流动对于社会性知识建构的贡献。因此,我们尝试着用图1所示的概念模型来表达教学系统[[5]],其中IPT、IPL(我们用2个IPL表达多个学生的参与)和IPM分别代表教师、学生和信息媒体对信息的处理。这种内部的信息处理是透明的、不可见的。但是它们的输入和输出是可见的,表达为{X}和{Y}。由于输出{Y}用于信息共享,因此将{Y}的整体抽象概括成一个信息集合,被称为教学信息集合( Instructional Information Set,简称为IIS集)。这个IIS集代表着多主体之间的社会性知识建构的结果。有了IIS集,我们将{Y}看作是IIS集的输入信息项,将{X}看作是IIS集的输出信息项。当然,所有信息流动都不是在真空中完成的,而是在特定的环境条件下完成的。

基于这种概念框架,我们对教学系统的分析,需要确定三种信息的表征。
⑴IIS的输入信息项{Y}[]的表征
IPT的{Y}是指教师在教学过程中输出的信息(包括用特定媒体工具表达的信息),比如言语陈述、表演、板书等;IPM的{Y}是指教师或学生操作信息媒体时,从媒体中探索出来的信息。IPL的{Y}是指学生在教学过程中创生的信息,比如言语陈述、回答问题、记录笔记等。
为了进行教学系统分析,我们必须关注IIS的输入信息项的这些属性:贡献者、信息类型、对应的知识网络、操作、表征形态、信息质量等。这些属性与教学效果之间有着直接或间接的联系。具体来说,输入项的表征格式是: <IPx_n><操作><信息类型><表征形态> <知识子集> [<持续时间>][<信息质量>][{内容注释}]。其中用[ ]括起来的项目是可选项。
n     <IPx_n>是指某个IP。IPx可以是IPT、IPLi、IPM(T)和IPM(L)。n代表某个IP输出的序号,是自然数。IPLi中的i用来区分不同的学生。不区分时可省略i。IPM(T)是指媒体的操作者是教师;IPM(L)是指媒体的操作者是学生。
n     <操作>是指IPx输出的目标层次,包括辨别,回忆,理解,运用。
n     <信息类型>分类2大类:事实类信息和价值类信息。事实类信息继续细分为①目标描述;②情境;③知识语义;④事实和范例(包括现象、问题和任务);⑤答案;⑥管理指令(反馈、评价、指导、惩罚、训斥等);⑦方法描述;⑧其他相关信息;⑨不相关信息。
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