自適應學習有哪些基本概念

李亦菲

一、什么是自適應學習

根據學習內容和學習方式的不同,可以將人的學習分為三種不同的類型,它們是機械的學習、示教的學習以及自適應的學習。自適應學習,又可以分為:

(1)發現學習。提供的學習材料是一些未經分類的事例或未經整理的經驗數據,學習者的任務是從這些事例或數據中發現概念或規律。

(2)解釋學習。提供的學習材料是一個概念、該概念的一個例子和有關規則,學習者的任務是首先構造一個解釋,說明給出的例子為什么能滿足概念,然后將解釋總結為概念。

(3)例中學。即通過考察實例進行學習。根據學習任務的不同,這種學習有兩種情況:一是提供某個概念的一系列正例和反例,學習者的任務是通過歸納推理,產生覆蓋所有正例并排除所有反例的概念的一般描述;二是提供一個或幾個有詳細解題步驟的例題,學習者的任務是考察并理解這些例題,并通過類比學會解決其他類似問題。(4)做中學。即通過解決具體的問題進行學習。在這種學習方式中,提供的學習材料是一系列的問題,學習者的任務是利用已經學會的知識解決這些問題,從而學會解決其他類似問題。

二、什么是產生式

人們一般將產生式描述為“條件——動作”對。簡單說明:

規則1:如果是紅燈,那么停下來等。

規則2:如果是綠燈,那么穿過馬路。

我們可以把人類解決問題的知識看作一系列產生式規則,人一旦獲得這些產生式規則,就能有效解決相應問題。這里要特別注意對“條件”、“動作”的理解:條件既可以是外界的某種刺激形式,也可以是短時記憶中存儲的信息,除外部動作外,還包括對短時記憶中的內容所進行的內部操作。在學習中,動作主要指內部的心理操作。

我們把產生式的條件部分進一步分為外部條件和內部條件,并描述了人解決問題的過程:外部信息作用于感覺器官,形成映像,再與人腦中存儲的產生式系統相互作用,通過信息的檢索與整合,激活有關的產生式,達到對條件的識別,進而產生動作。產生動作之后,反饋到產生式系統,進一步對其評價與校正,并存儲到產生式系統。從中可以看到,要解決好問題,人就需要構建好產生式系統,其中關鍵是對產生式條件部分的識別。因此,要特別注意對條件部分的學習。(作者單位:北京師范大學教育學院)

資料鏈接

“自適應學習”開創于20世紀80年代,其誕生凝聚了中國科學院心理研究所認知心理學家朱新明教授的心血,在教育界開創了素質教育的先河。《人的自適應學習——示例學習的理論與實踐》(朱新明李亦菲朱丹著,中央廣播電視大學出版社1998年出版)得到國家科學技術出版基金的資助。在這部專著中,朱新明等提出了自適應學習的“條件建構——優化理論”,系統闡述了人通過示例學習獲取知識與技能的信息加工過程。2000年,“自適應學習的認知建模”獲中國科學院自然科學二等獎,諾貝爾獎得主、認知科學和人工智能的創始人之一西蒙指出,這項研究成果“對認知心理學和學習理論做出了重要貢獻”,并將它向美國、日本、前蘇聯以及中國智能計算機高技術代表團等發布。

在實踐應用方面,朱新明等提出了以樣例引路,以問題解決為手段,以建立產生式為核心的示例演練學習方法,并將這一方面應用到幾何、代數、物理等領域的學習。1993年9月,由朱新明和西蒙(中文名:司馬賀)編寫的《初中數學示例演練試驗教材》正式出版,在我國的一些學校進行教學試驗。目前,這一實驗逐步擴展到21個省市的數百所學校。

為了充分挖掘和發揮自適應學習理論的應用價值,在中國科學院心理研究所205課題組的支持下成立的“西蒙教育研究中心”,申報全國教育科學“十五”規劃課題“科學學習的認知過程及高技術支持的科學教育”,獲得批準。本課題主要定位于兩個方面:一是研究中小學生科學學習的認知過程,并利用研究成果開發高質量的學習資源,支持和促進教學改革;二是研究高技術支持下的科學教育方法,充分發揮現代信息技術對學科學習和教學的促進作用。

《中國教育報》2003年12月13日第4版

“自適應學習”開創于20世紀80年代,以朱新明、李亦菲、朱丹所著的《人的自適應學習——示例學習的理論與實踐》為標志,在教育界開創了素質教育的先河。提出了自適應學習的“條件建構——優化理論”,系統闡述了人通過示例學習獲取知識與技能的信息加工過程。認知科學和人工智能的創始人之一西蒙指出,這項研究成果“對認知心理學和學習理論作出了重要貢獻”。

在實踐應用方面,朱新明等提出了以樣例引路,以問題解決為手段,以建立產生式為核心的示例演練學習方法,并將這一方面應用到幾何、代數、物理等領域的學習。目前,這一實驗逐步擴展到21個省市的數百所學校。

本課題主要定位于兩個方面:一是研究中小學生科學學習的認知過程,并利用研究成果開發高質量的學習資源,支持和促進教學改革;二是研究高技術支持下的科學教育方法,充分發現現代信息技術對學科學習和教學的促進作用。

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