圖片來(lái)源：Pixabay

自適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù)

前面我曾提到，“我認(rèn)為，自適應(yīng)學(xué)習(xí)是在學(xué)習(xí)研究的范式下，一種以計(jì)算機(jī)技術(shù)為主導(dǎo)的學(xué)習(xí)環(huán)境和系統(tǒng)的橫向探索，而且是一種意義重大的探索”。這種意義我這里不再討論，之前站正面立場(chǎng)時(shí)也曾討論過(guò)。我們這里，是通過(guò)跳出現(xiàn)有產(chǎn)品經(jīng)驗(yàn)的方式下，來(lái)探討自適應(yīng)學(xué)習(xí)和自適應(yīng)技術(shù)。更多的是來(lái)自學(xué)術(shù)界已經(jīng)做過(guò)的探索。

但作為與學(xué)習(xí)研究范式的連接，我們有必要簡(jiǎn)單提及一個(gè)問(wèn)題，后面我不再詳細(xì)討論這個(gè)問(wèn)題。那就是，持有研究范式的不同，會(huì)怎樣影響研究者研發(fā)自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)？這涉及到研究范式到教學(xué)設(shè)計(jì)，由教學(xué)設(shè)計(jì)到學(xué)習(xí)環(huán)境和系統(tǒng)搭建的翻譯和影響。我覺(jué)得這是一個(gè)有意思的問(wèn)題；前面很多自適應(yīng)技術(shù)的文章，都會(huì)談及知識(shí)圖譜，但不會(huì)談及人的情感變量和社會(huì)協(xié)作中的問(wèn)題，我覺(jué)得一方面是為其產(chǎn)品背景和階段所限定，另一方面也和研發(fā)團(tuán)隊(duì)一開(kāi)始的范式切入口有關(guān)。

既然把自適應(yīng)學(xué)習(xí)篇放到學(xué)習(xí)的研究范式之后，我期望所討論的自適應(yīng)技術(shù)思路，盡量不為某一種范式所限制。如我一開(kāi)始所說(shuō)，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)使得教和學(xué)具備自適應(yīng)特點(diǎn)，這本身應(yīng)該是一個(gè)橫向研究領(lǐng)域，相對(duì)不同的學(xué)習(xí)研究范式而言。

從應(yīng)用角度看自適應(yīng)

自適應(yīng)學(xué)習(xí)的四維圖

自適應(yīng)學(xué)習(xí)是一種基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的系統(tǒng)研究，很自然它有一系列非常直觀而且樸素的問(wèn)題需要回答，根據(jù)Mieke Vandewaetere, Geraldine Clarebout對(duì)四維視圖的界定，那就是：

1. 它在學(xué)習(xí)中改變的是什么？

2. 在學(xué)習(xí)中因何而改變？

3. 在何時(shí)發(fā)生這種改變？

4. 怎樣才能使得學(xué)習(xí)發(fā)生這種改變？

這四個(gè)問(wèn)題，分別是自適應(yīng)學(xué)習(xí)的四個(gè)維度，也是適應(yīng)的——對(duì)象，來(lái)源，時(shí)間或情境，及方法。這是一種系統(tǒng)研究方法，很顯然和學(xué)習(xí)研究范式中對(duì)于學(xué)習(xí)關(guān)鍵要素的回答是不同的。

具體而言，自適應(yīng)學(xué)習(xí)的四維視圖如下：

所以，在教和學(xué)的體系中，自適應(yīng)學(xué)習(xí)的應(yīng)用涉及如下四個(gè)方面：

1. 適應(yīng)的對(duì)象（改變什么）：適應(yīng)性教學(xué)可以調(diào)整的對(duì)象包括三個(gè)方面，關(guān)注點(diǎn)是系統(tǒng)中哪些內(nèi)容可以調(diào)整。首先是改變內(nèi)容或者題目，如可以通過(guò)區(qū)分任務(wù)或項(xiàng)目的難度水平改變內(nèi)容。其次是改變學(xué)習(xí)內(nèi)容的表征形式和路徑選擇，如隱藏或突出顯示鏈接。再次是通過(guò)間接指導(dǎo)調(diào)整教學(xué)水平和可用的支持。

2. 適應(yīng)的來(lái)源（因何改變）：這個(gè)層面也可以關(guān)注三個(gè)方面，首先是學(xué)習(xí)參數(shù)，如學(xué)習(xí)者特征和學(xué)習(xí)結(jié)果，其次是學(xué)習(xí)者和系統(tǒng)的交互，如學(xué)習(xí)者對(duì)于模型可視化的反饋和調(diào)整交互，或者與系統(tǒng)的博弈行為，再次是教學(xué)的變量，如教學(xué)目標(biāo)、反饋類型、腳手架等。

3. 適應(yīng)的時(shí)間（何時(shí)改變）：第三個(gè)維度就是適應(yīng)性學(xué)習(xí)的時(shí)間或情境，適應(yīng)性在什么時(shí)間或情境發(fā)生。這個(gè)包括靜態(tài)的用戶建模和動(dòng)態(tài)的用戶建模，雙路徑方法也是可以實(shí)現(xiàn)的，一般是一次測(cè)量學(xué)習(xí)者特征之后進(jìn)行首次調(diào)整，隨后基于學(xué)習(xí)者交互參數(shù)持續(xù)進(jìn)行建模和調(diào)整。

4. 適應(yīng)的方法（如何改變）：最后一個(gè)維度區(qū)分了學(xué)習(xí)者控制的適應(yīng)，以及系統(tǒng)控制的適應(yīng)，或者兩者組合的適應(yīng)。系統(tǒng)控制的適應(yīng)大家見(jiàn)到的比較多，而學(xué)習(xí)者控制的適應(yīng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者可以完全控制學(xué)習(xí)環(huán)境和內(nèi)容。兩種適應(yīng)方法各有優(yōu)劣，有人就提出共享控制適應(yīng)，它首先選擇一組合適的學(xué)習(xí)材料或任務(wù)，然后考慮學(xué)習(xí)者的特征以便適應(yīng)，隨后，學(xué)習(xí)者可以自由的選擇材料或任務(wù)，兩者兼之。

自適應(yīng)學(xué)習(xí)的四維視圖，非常直觀、樸素但又非常準(zhǔn)確的描述了自適應(yīng)學(xué)習(xí)應(yīng)用中涉及的核心問(wèn)題，以及背后的復(fù)雜系統(tǒng)。一個(gè)教和學(xué)的過(guò)程的適應(yīng)性，需要解決這些核心問(wèn)題。

但再進(jìn)一步，主要是面向?qū)W習(xí)者的自適應(yīng)，和主要是面向教育者的自適應(yīng)，也是不同的，我們隨后分別展開(kāi)。

面向?qū)W習(xí)者的自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)

我們之前的系列文章——也就是我們市場(chǎng)上常見(jiàn)的自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，都是主要面向?qū)W習(xí)者的。所以面向?qū)W習(xí)者的自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)我們更加熟悉。

一個(gè)面向?qū)W習(xí)者的自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，有四個(gè)基本的循環(huán)階段，分別是獲取（當(dāng)學(xué)習(xí)者與環(huán)境交互時(shí)收集學(xué)習(xí)者數(shù)據(jù)）、分析（創(chuàng)建和維護(hù)一個(gè)與領(lǐng)域相關(guān)的學(xué)習(xí)者模型）、選擇（根據(jù)學(xué)習(xí)者模型和系統(tǒng)目標(biāo)來(lái)選擇信息）和展示（根據(jù)選擇過(guò)程的結(jié)果向?qū)W習(xí)者展示信息內(nèi)容）。

這四個(gè)方面又可以有很多路徑的變種，代表了不同系統(tǒng)和自適應(yīng)學(xué)習(xí)的能力，對(duì)用戶的體驗(yàn)有非常大的不同。比如基本完整的系統(tǒng)是學(xué)習(xí)者獲取、分析、選擇、展示所有步驟走完，而一個(gè)修正的系統(tǒng)是增加一個(gè)核心環(huán)節(jié)，四個(gè)循環(huán)步驟中增加用戶對(duì)于學(xué)習(xí)者模型的交互，因?yàn)樵黾恿藢?duì)學(xué)習(xí)者模型的交互，所以系統(tǒng)是更加多樣化的，且有助于學(xué)習(xí)者的元認(rèn)知的培養(yǎng)。另外一種修正方式是，略去選擇環(huán)節(jié)，這就是學(xué)習(xí)者獲取、分析和展示一個(gè)小循環(huán)，這是一個(gè)檢測(cè)路徑的系統(tǒng)。這是兩種例子。

面向教育者的自適應(yīng)教學(xué)系統(tǒng)

我之前系列文章中曾經(jīng)提到過(guò)，但沒(méi)有針對(duì)性討論的是面向教育者的自適應(yīng)教學(xué)系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)在我所見(jiàn)的行業(yè)內(nèi)狀況來(lái)看是不多的（只有一個(gè)朋友他們?cè)?jīng)自我定位是做智能教師系統(tǒng)，是類似這個(gè)層面的事情），但學(xué)術(shù)界對(duì)適應(yīng)性教學(xué)系統(tǒng)還是有研究的。

我們先岔開(kāi)一下，對(duì)于教育者而言，使用自適應(yīng)教學(xué)系統(tǒng)可能會(huì)存在一些障礙，尤其是國(guó)內(nèi)環(huán)境。自適應(yīng)的教學(xué)系統(tǒng)對(duì)于每一個(gè)學(xué)生而言，必然是個(gè)性化的教學(xué)。但個(gè)性化教學(xué)對(duì)教學(xué)進(jìn)度的控制、對(duì)課程管理等等，都是和現(xiàn)有教學(xué)體制沖突非常大的，而且，教師的能力模型也存在一定的問(wèn)題。所以公立教育系統(tǒng)中，應(yīng)該很難推廣這種教育技術(shù)的產(chǎn)品。在培訓(xùn)市場(chǎng)中，我覺(jué)得一方面以線下見(jiàn)長(zhǎng)的團(tuán)隊(duì)，其教育技術(shù)研發(fā)能力可能受限，另一方面，無(wú)論是SPOC還是雙師，都是跟著培訓(xùn)市場(chǎng)的投入產(chǎn)出比來(lái)走的，而自適應(yīng)教學(xué)系統(tǒng)——可能還很漫長(zhǎng)。

根據(jù)Jung Lee和Ok-ChoonPark的整理，開(kāi)發(fā)和實(shí)施適應(yīng)性教學(xué)有五種不同的方法。

第一種方法是在宏觀水平上改變教學(xué)，允許不同的教學(xué)目標(biāo)、課程內(nèi)容難度和傳遞系統(tǒng)等等。為替代學(xué)校中傳統(tǒng)的固定步調(diào)的集體教學(xué)而開(kāi)發(fā)的適應(yīng)性教學(xué)大部分采用這種方法。

第二種方法是根據(jù)學(xué)生的具體特征調(diào)整具體的教學(xué)過(guò)程和策略。這種方法要求確定與學(xué)生最相關(guān)的學(xué)生特征（或者能力傾向），并為具備此特征的學(xué)生選擇最能促進(jìn)其學(xué)習(xí)過(guò)程的教學(xué)策略。

第三種適應(yīng)方法是在微觀水平上改進(jìn)教學(xué)，在教學(xué)過(guò)程中動(dòng)態(tài)診斷學(xué)生特定的學(xué)習(xí)需要，為不同需要的學(xué)生提供不同的教學(xué)。例如智能導(dǎo)師系統(tǒng)。

第四種方法是適應(yīng)性超媒體和web系統(tǒng)。因?yàn)槠涫腔趙eb系統(tǒng)的，所以其資料庫(kù)是開(kāi)放的。

第五種方法是基于特定教學(xué)法開(kāi)發(fā)的可適應(yīng)系統(tǒng)。應(yīng)用這些系統(tǒng)中的教學(xué)方法包括建構(gòu)主義、動(dòng)機(jī)理論、社會(huì)學(xué)習(xí)理論和元認(rèn)知等。 

雖然有這五種常用方法，一方面可以根據(jù)具體場(chǎng)景來(lái)選擇，另外也常?？梢宰鲆换旌鲜较到y(tǒng)，以面對(duì)現(xiàn)實(shí)的復(fù)雜性。而且，在具體學(xué)習(xí)的研究范式中，還有許多深入問(wèn)題可以探索，如將認(rèn)知負(fù)荷理論應(yīng)用于自適應(yīng)教學(xué)，就是一個(gè)探索方向。

自適應(yīng)技術(shù)路線

我們接下來(lái)探討具體的自適應(yīng)的技術(shù)路線。先把之前的內(nèi)容框架圖重新展示一下：

關(guān)于調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的基本原理

因?yàn)樽赃m應(yīng)系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵，就是自動(dòng)分析并干預(yù)（調(diào)整教學(xué)內(nèi)容）的能力，所以我們先重點(diǎn)分析一下調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的基本原理。之前自適應(yīng)學(xué)習(xí)的四維視圖中曾提到適應(yīng)的來(lái)源，這里大概可以認(rèn)為，我們重點(diǎn)分析一下學(xué)習(xí)者和學(xué)習(xí)的參數(shù)。

第一個(gè)重要的依據(jù)是學(xué)習(xí)者的初始知識(shí)、能力的差異。這種差異是真實(shí)的、常常很大，對(duì)后續(xù)環(huán)節(jié)的影響強(qiáng)而有力。但我們系統(tǒng)中的教育方法往往并不能很好的服務(wù)于多樣化的學(xué)生人群。也有很多人認(rèn)為初始知識(shí)是隨后學(xué)習(xí)唯一重要的決定因素（學(xué)習(xí)的研究范式中曾提到，符號(hào)認(rèn)知理論研究者）。

第二個(gè)重要的依據(jù)是學(xué)習(xí)者的人口學(xué)和社會(huì)文化變量的差異。這種差異也是客觀的，比如語(yǔ)言的豐富度和成熟度，家庭核心成員的社會(huì)背景與終身學(xué)習(xí)習(xí)慣，等等，且可能影響學(xué)習(xí)結(jié)果和最終成就。

第三個(gè)重要的依據(jù)是學(xué)生的情感狀態(tài)。學(xué)生的許多情感狀態(tài)會(huì)深刻影響他的學(xué)習(xí)，如沮喪、厭倦，或者積極、信心等。有很多種非介入性的措施可以推斷學(xué)習(xí)者的狀態(tài)來(lái)改變教學(xué)環(huán)境以適應(yīng)不同需求。 

這三個(gè)重要依據(jù)，是我們調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的基本原理。

基于知識(shí)和學(xué)習(xí)目標(biāo)特征的自適應(yīng)

    早期的自適應(yīng)技術(shù)，將注意力集中在諸如學(xué)習(xí)者的知識(shí)和學(xué)習(xí)目標(biāo)特征上。包括國(guó)內(nèi)我們的一些商用自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，多數(shù)也是如此。我們之前系列文章的大量案例，都在探討題目的知識(shí)點(diǎn)標(biāo)注，知識(shí)圖譜的建設(shè)，學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)掌握程度的特征，等等，這些都是學(xué)術(shù)界比較早期的自適應(yīng)技術(shù)研究特征。

雖然發(fā)端比較早，但我覺(jué)得不見(jiàn)得就沒(méi)有繼續(xù)研究的價(jià)值——其實(shí)在符號(hào)認(rèn)知理論范式的繼續(xù)演進(jìn)下，我覺(jué)得這里仍然是大有可為的。只不過(guò)我們之前討論的比較多，我們這里從略。

基于學(xué)習(xí)風(fēng)格的自適應(yīng)

所謂學(xué)習(xí)風(fēng)格，Honey和Mumford的通用定義是，學(xué)習(xí)風(fēng)格是對(duì)能確定一個(gè)人偏愛(ài)的學(xué)習(xí)方式的那些態(tài)度和行為的描述。也就是說(shuō)，學(xué)習(xí)風(fēng)格是對(duì)學(xué)習(xí)者的態(tài)度和行為的描述，這些態(tài)度和行為可以確定他的偏愛(ài)的學(xué)習(xí)方式。另外一種可以參考的定義是，學(xué)習(xí)風(fēng)格是學(xué)習(xí)者在一定的環(huán)境和條件下所表現(xiàn)出來(lái)的復(fù)雜行為，它們能夠支持學(xué)習(xí)者快速有效的理解、加工、存儲(chǔ)、回憶他們的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

對(duì)學(xué)習(xí)風(fēng)格的分類有很多種。包括Myers-Briggs風(fēng)格量表、Kolb的學(xué)習(xí)風(fēng)格模型、Honey-Mumford的學(xué)習(xí)風(fēng)格模型和Felder-Silverman的學(xué)習(xí)風(fēng)格模型等。我們以Honey-Mumford的學(xué)習(xí)風(fēng)格模型為例，他們是在Kolb的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展出來(lái)的，學(xué)習(xí)風(fēng)格包括行動(dòng)主義者（熱衷于新東西新體驗(yàn)，做中學(xué)是他們最好的方式）、理論主義者（擅長(zhǎng)將觀察結(jié)果整合到理論中，學(xué)習(xí)過(guò)程離不開(kāi)概念、模型和事實(shí)的支持）、實(shí)用主義者（對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容在現(xiàn)實(shí)世界的應(yīng)用感興趣，會(huì)不斷嘗試各種應(yīng)用進(jìn)行觀察），以及反思者（喜歡從不同角度觀察和反思，并從中得到結(jié)論進(jìn)行學(xué)習(xí)）。 

基于學(xué)習(xí)風(fēng)格的自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，一般會(huì)根據(jù)幾種不同的技術(shù)來(lái)調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容和過(guò)程來(lái)適應(yīng)學(xué)生的不同學(xué)習(xí)風(fēng)格。最常用的包括：

1. 在一個(gè)課程中改變每一個(gè)片段中呈現(xiàn)的學(xué)習(xí)對(duì)象類型的順序，

2. 隱藏那些不匹配學(xué)生學(xué)習(xí)風(fēng)格的學(xué)習(xí)對(duì)象、學(xué)習(xí)對(duì)象的元件和學(xué)習(xí)對(duì)象的鏈接，

3. 對(duì)學(xué)習(xí)對(duì)象進(jìn)行注解，以表明它們符合學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格的程度，進(jìn)而推薦最合適的學(xué)習(xí)對(duì)象，等等。

大部分自適應(yīng)系統(tǒng)使用靜態(tài)的和協(xié)作的學(xué)生建模方法，要求學(xué)習(xí)者填寫(xiě)問(wèn)卷來(lái)確定他們的學(xué)習(xí)風(fēng)格。但這些問(wèn)卷是基于“學(xué)習(xí)者了解自己如何學(xué)習(xí)”這一假設(shè)的，且因?yàn)槭腔谧晕覉?bào)告的測(cè)量而不是能力測(cè)試，所以其效度有很大的問(wèn)題。

最近的發(fā)展，研究已經(jīng)通過(guò)調(diào)查和發(fā)展自動(dòng)化的途徑來(lái)確定學(xué)習(xí)風(fēng)格，在線學(xué)習(xí)平臺(tái)的大量學(xué)習(xí)相關(guān)的行為數(shù)據(jù)都被收集和利用。模型是貝葉斯網(wǎng)，或者隱馬爾可夫模型，或者其它機(jī)器學(xué)習(xí)分類算法，都是可用的選擇。

基于認(rèn)知能力的自適應(yīng)

認(rèn)知能力，也就是獲取知識(shí)的心理過(guò)程，包括諸如意識(shí)、感知、推理和判斷等方面。人類有很多典型的認(rèn)知能力，對(duì)學(xué)習(xí)是至關(guān)重要的，這包括工作記憶能力、推理能力、信息加工速度、鏈接式學(xué)習(xí)能力以及元認(rèn)知等。

所謂工作記憶，就是允許我們?cè)谟洃浿卸虝旱谋３钟邢奕萘康男畔ⅰＴ缧r(shí)候，工作記憶也指短時(shí)記憶。雙重編碼假設(shè)理論就是基于這樣一個(gè)假設(shè)：工作記憶由兩個(gè)相互獨(dú)立的部分組成，一個(gè)與言語(yǔ)信息有關(guān)，另一個(gè)與非言語(yǔ)信息有關(guān)。根據(jù)這一假設(shè)，當(dāng)兩個(gè)通道都參與時(shí)，可以降低認(rèn)知負(fù)荷，由此，學(xué)習(xí)者可以更好的學(xué)習(xí)。但事情的復(fù)雜性在于，有研究者發(fā)現(xiàn)，雙重編碼理論對(duì)知識(shí)表征的解釋力是隨著學(xué)習(xí)者的經(jīng)驗(yàn)的增長(zhǎng)而減少的。

推理能力大家比較熟悉，包括歸納、演繹等。其中歸納推理越來(lái)越受重視，研究認(rèn)為，歸納推理能力和情境中的概念建構(gòu)有關(guān)。歸納能力越強(qiáng)，對(duì)學(xué)術(shù)知識(shí)的智力模式建構(gòu)就越容易。Harverty等曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，歸納推理能力是學(xué)業(yè)成就的最佳預(yù)測(cè)器。

信息加工速度決定了學(xué)習(xí)者正確的獲取信息的速度。自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)需要考慮學(xué)習(xí)者的信息加工速度，進(jìn)而調(diào)整各種學(xué)習(xí)細(xì)節(jié)，包括細(xì)節(jié)信息的量，信息的傳播途徑和相互關(guān)聯(lián)，以及是否提供要點(diǎn)等等。

鏈接式學(xué)習(xí)能力能夠?qū)⑿屡f知識(shí)聯(lián)系起來(lái)。知識(shí)關(guān)聯(lián)過(guò)程需要進(jìn)行模式匹配，它可以發(fā)現(xiàn)已有的信息空間，分析新舊知識(shí)之間的關(guān)系，將新知識(shí)存入長(zhǎng)時(shí)記憶。系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要幫助學(xué)習(xí)者回憶已有信息，清晰的呈現(xiàn)概念之間的關(guān)系，促使學(xué)習(xí)者創(chuàng)建聯(lián)想和理解。

元認(rèn)知是對(duì)于個(gè)體自己認(rèn)知系統(tǒng)和功能的知覺(jué)和監(jiān)控。元認(rèn)知的重要性越來(lái)越凸顯，尤其在問(wèn)題解決任務(wù)中，元認(rèn)知能力尤其重要。 

基于認(rèn)知能力的自適應(yīng)技術(shù)涉及確認(rèn)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知能力并使用這些信息為具有不同認(rèn)知能力的學(xué)習(xí)者提供不同的支持。但目前這個(gè)領(lǐng)域的研究還處于比較早期的階段，研究成果數(shù)量也并不多。

基于情感狀態(tài)的自適應(yīng)

可以影響學(xué)習(xí)過(guò)程的另一方面是一個(gè)人的情感狀態(tài)。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，情感狀態(tài)通常被認(rèn)為尤其相關(guān)，例如厭倦、困惑、沮喪，或信任、滿意度和獨(dú)立等。提供關(guān)于情感狀態(tài)方面的自適應(yīng)是一個(gè)新的研究領(lǐng)域，僅有少數(shù)的自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)開(kāi)始探索解決這一類問(wèn)題。

我在上一家公司工作時(shí)，曾代表公司教育技術(shù)團(tuán)隊(duì)和北師大對(duì)接，聯(lián)合申請(qǐng)了一個(gè)教育部的項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目主要包含兩個(gè)方向的探索，一個(gè)是深化IRT模型做基于內(nèi)容測(cè)評(píng)的自適應(yīng)推薦，另一個(gè)是基于學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程視頻的情感狀態(tài)識(shí)別，通過(guò)情感狀態(tài)的識(shí)別來(lái)進(jìn)行推薦——也是這個(gè)方向的一個(gè)嘗試。隨著可穿戴設(shè)備的興起，系統(tǒng)可以采集大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行情感狀態(tài)的識(shí)別，如體感坐姿數(shù)據(jù)，處于葛優(yōu)癱的學(xué)生其情感狀態(tài)多數(shù)往消極的方向走，這也是一種例子。

基于情境和環(huán)境的自適應(yīng)

Dey給出了情境的一般性定義，他將其描述為“任何可以用來(lái)描述實(shí)體情況的信息。實(shí)體可以是一個(gè)人、地點(diǎn)或被認(rèn)為與用戶和應(yīng)用程序之間的互動(dòng)有關(guān)的物體，包括用戶和應(yīng)用程序本身”。

由于移動(dòng)技術(shù)的最新發(fā)展，學(xué)習(xí)可以隨時(shí)隨地的發(fā)生。因此，學(xué)習(xí)者當(dāng)前所處的情境，以及他的學(xué)習(xí)的周邊環(huán)境特點(diǎn)，成為自適應(yīng)技術(shù)考慮的另一個(gè)重要方面。通過(guò)將學(xué)習(xí)者的情境和環(huán)境信息整合到適應(yīng)性過(guò)程，自適應(yīng)技術(shù)開(kāi)啟了新的可能。

這樣的例子我們不需要多舉，這樣的情境是豐富的、異質(zhì)的，環(huán)境千差萬(wàn)別，使用手機(jī)屏幕的碎片學(xué)習(xí)，和使用pad屏幕在有輔導(dǎo)下的學(xué)習(xí)，那是有極大不同的——自適應(yīng)系統(tǒng)無(wú)法忽視這一移動(dòng)時(shí)代的學(xué)習(xí)特征。 

基于情境和環(huán)境的自適應(yīng)學(xué)習(xí)，以及擴(kuò)展到移動(dòng)學(xué)習(xí)，被許多研究者認(rèn)為是下一個(gè)教育技術(shù)研究的熱點(diǎn)。

混合式自適應(yīng)

上面我們提到了如此多的自適應(yīng)技術(shù)的基本線條，所以學(xué)術(shù)界和工業(yè)界有著大量不同的自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)。但我們說(shuō)，因?yàn)榻逃且粋€(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，所以，自適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù)還有一個(gè)線條，那就是混合式的自適應(yīng)，把以上兩種或若干種的自適應(yīng)技術(shù)進(jìn)行綜合使用，設(shè)計(jì)出符合用戶需求的混合式自適應(yīng)系統(tǒng)。（這里可以對(duì)比互聯(lián)網(wǎng)推薦引擎中的混合式模型。）

自適應(yīng)技術(shù)的基礎(chǔ)模塊

自適應(yīng)技術(shù)，乃至教育技術(shù)，我認(rèn)為有兩個(gè)基礎(chǔ)的技術(shù)模塊，其一是媒體傳播技術(shù)，包括傳播相關(guān)的各種硬件、軟件的技術(shù)，我們這里不再探討。而另一個(gè)方向，就是以智能技術(shù)為代表，包括教育數(shù)據(jù)挖掘、學(xué)習(xí)者建模和人工智能等。學(xué)習(xí)者建模的內(nèi)容我們上面提到了大量的方向，人工智能相關(guān)的知識(shí)庫(kù)和語(yǔ)義網(wǎng)，以及機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)，我們開(kāi)始就曾說(shuō)因篇幅關(guān)系這次不再介紹。那么還有一個(gè)模塊就是教育數(shù)據(jù)挖掘，值得加以討論。

教育數(shù)據(jù)挖掘

雖然數(shù)據(jù)挖掘是一個(gè)有長(zhǎng)期積累的計(jì)算機(jī)科學(xué)的學(xué)科，但教育數(shù)據(jù)挖掘，卻是一個(gè)比較新的領(lǐng)域。根據(jù)Baker的定義，教育數(shù)據(jù)挖掘是“開(kāi)發(fā)探索來(lái)自教育環(huán)境的獨(dú)特?cái)?shù)據(jù)類型的方法，用這些方法更好的理解學(xué)生和學(xué)習(xí)環(huán)境”。雖然早期研究來(lái)自數(shù)據(jù)挖掘和知識(shí)發(fā)現(xiàn)的傳統(tǒng)，但是由于教育數(shù)據(jù)的具體特征不同，應(yīng)用的方法也不同，如Baker提到，教育數(shù)據(jù)經(jīng)常是嵌套的（學(xué)生隸屬于班級(jí)，班級(jí)隸屬于學(xué)校），即教育數(shù)據(jù)是多層次結(jié)構(gòu)的一部分；而且我認(rèn)為，對(duì)學(xué)習(xí)者和學(xué)習(xí)環(huán)境的理解涉及大量心理學(xué)、教育學(xué)和學(xué)習(xí)科學(xué)的范式與規(guī)律，這和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用領(lǐng)域是大大不同的。所以教育數(shù)據(jù)挖掘是一個(gè)很有挑戰(zhàn)的新領(lǐng)域，也是自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的基礎(chǔ)模塊之一。 

教育數(shù)據(jù)挖掘的方法，基本上可以分為四組。

第一組是預(yù)測(cè)，目標(biāo)在于把相對(duì)獨(dú)立的變量（預(yù)測(cè)變量）組合在一起，推測(cè)數(shù)據(jù)的單一方面（因變量或結(jié)果變量）。在解釋對(duì)結(jié)果變量的預(yù)測(cè)時(shí)，預(yù)測(cè)方法可以關(guān)注哪些特點(diǎn)或變量更重要；也可以首先關(guān)注預(yù)測(cè)調(diào)節(jié)性或中介性的因素。Baker描述了三種預(yù)測(cè)方法：分類、回歸分析和密度估計(jì)。

第二組教育數(shù)據(jù)挖掘方法包含聚類方法。因此，它的目標(biāo)是找到可以形成自然分組的數(shù)據(jù)點(diǎn)（比如，學(xué)習(xí)者、學(xué)習(xí)者特征、學(xué)校、學(xué)生行為等）。

第三組教育數(shù)據(jù)挖掘方法包含關(guān)系挖掘方法，重點(diǎn)在于大量變量數(shù)據(jù)組中，發(fā)現(xiàn)變量關(guān)系及關(guān)系程度。這類挖掘的實(shí)施，可以通過(guò)關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘，或者通過(guò)相關(guān)性挖掘，通過(guò)序列模式挖掘，也可以通過(guò)因果關(guān)系挖掘等不同模型來(lái)實(shí)現(xiàn)不同目的。

第四組教育數(shù)據(jù)挖掘是模型發(fā)現(xiàn)法，先開(kāi)發(fā)驗(yàn)證模型，再將其作為另一輪分析的輸入，如預(yù)測(cè)挖掘。在教育數(shù)據(jù)挖掘中，模型發(fā)現(xiàn)法越來(lái)越流行。 

也有人把文本挖掘方法增加為教育數(shù)據(jù)挖掘的第五組方法。如文檔分類、教育內(nèi)容的知識(shí)抽取、分析評(píng)估系統(tǒng)內(nèi)部或開(kāi)放平臺(tái)上的討論與交互文本等。我們商業(yè)系統(tǒng)中的題目的知識(shí)點(diǎn)抽取或分類，可以算作其中的一種應(yīng)用。

綜上，這是通觀學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的進(jìn)展，對(duì)自適應(yīng)技術(shù)的一個(gè)總結(jié)。很自然的感受是，自適應(yīng)技術(shù)的空間是巨大的，它從另外一個(gè)探索維度，打穿了教和學(xué)的方方面面，也是教育技術(shù)最為深刻的方向之一；雖然，它還處于比較早期的階段。

*本文轉(zhuǎn)自微信公眾號(hào)愛(ài)知行，由李子選編，原標(biāo)題《談?wù)剬W(xué)習(xí)與自適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù)（自適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù)篇）》