□文│范明獻(xiàn) 索 菲
自適應(yīng)學(xué)習(xí)(Adaptive learning),是一種“學(xué)習(xí)者為中心”的學(xué)習(xí)理念和學(xué)習(xí)模式,在學(xué)習(xí)過程中所教授的內(nèi)容或這些內(nèi)容的呈現(xiàn)方式會基于學(xué)生的反應(yīng)而改變或“適應(yīng)”。[1]自適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù),通過對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和交互數(shù)據(jù)收集、分析與挖掘,能智能、實時、動態(tài)地調(diào)整學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)路徑,進(jìn)而為學(xué)習(xí)者提供個性化學(xué)習(xí)解決方案。在人工智能技術(shù)的推動下,自適應(yīng)學(xué)習(xí)成為一種新型的在線學(xué)習(xí)方式。[2]自適應(yīng)學(xué)習(xí)產(chǎn)品深刻地影響著在線教育生態(tài),諸多國外教育出版公司正抓住機(jī)器學(xué)習(xí)驅(qū)動下的教育出版新機(jī)遇,布局在線自適應(yīng)學(xué)習(xí)市場。[3]這一在線教育發(fā)展形態(tài),也為國內(nèi)教育出版轉(zhuǎn)型升級帶來了新機(jī)遇。本文以培生集團(tuán)在線自適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺利維爾(Revel)為例,分析國外教育出版中的自適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺應(yīng)用經(jīng)驗,以期為國內(nèi)教育出版自適應(yīng)產(chǎn)品建設(shè)提供借鑒。
在國外自適應(yīng)學(xué)習(xí)市場中,教育出版集團(tuán)占據(jù)了半壁江山,形成了自適應(yīng)技術(shù)應(yīng)用的出版商模式。教育出版商并購技術(shù)公司或與技術(shù)服務(wù)商合作,將所擁有的優(yōu)質(zhì)出版資源與科技公司的自適應(yīng)技術(shù)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,搭建起具有豐富內(nèi)容資源的自適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺。如麥格希教育集團(tuán)收購了提供人工智能服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)公司亞歷克斯(ALEKS),從而擁有了自適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺ALEKS;麥克米倫出版集團(tuán)收購了基于機(jī)器學(xué)習(xí)的教育服務(wù)平臺提供商智力學(xué)習(xí)公司(Intellus Learning),為用戶提供個性化學(xué)習(xí)服務(wù);培生集團(tuán)與自適應(yīng)技術(shù)公司紐頓(Knewton)合作開發(fā)了高等教育自適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺Revel。[4]
國外自適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺有3種類型:基于內(nèi)容型、基于評價型、基于過程型。最基礎(chǔ)的是基于內(nèi)容型平臺,它側(cè)重于針對不同知識水平的用戶提供個性化的學(xué)習(xí)資源,以“拆分知識點”的形式構(gòu)成一種支架式的教學(xué)模式,方便用戶更快吸收所學(xué)知識。2010年5月創(chuàng)立的平臺學(xué)習(xí)博普(Learn Bop),是專注于數(shù)學(xué)科目的基于內(nèi)容型平臺。基于評價型平臺側(cè)重于對用戶學(xué)習(xí)狀況的評測,常見于語言輔導(dǎo)類產(chǎn)品、習(xí)題測評類產(chǎn)品。它強(qiáng)調(diào)階段性的學(xué)習(xí)成果檢測,在測評時兼有學(xué)習(xí)環(huán)境的參照式評估,使學(xué)習(xí)內(nèi)容與測評結(jié)果、真實準(zhǔn)確的個人能力掛鉤。麥格希集團(tuán)的自適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺亞歷克斯(ALEKS),是著名的測評類學(xué)習(xí)系統(tǒng)。基于過程型平臺是自適應(yīng)技術(shù)應(yīng)用較全面、功能較完備的,也是三者中最復(fù)雜的一種類型。平臺需收集學(xué)生相關(guān)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù),全面分析學(xué)生的水平層次和個人興趣點,然后根據(jù)評估結(jié)果為每個學(xué)生分配新的學(xué)習(xí)路徑。培生開發(fā)Revel,便是一款代表性的基于過程型產(chǎn)品。
當(dāng)前國外自適應(yīng)學(xué)習(xí)產(chǎn)品普遍處于人工智能的初級自適應(yīng)水平,自適應(yīng)學(xué)習(xí)的知識應(yīng)用范圍集中于知識易拆解的科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)教育領(lǐng)域和語言培訓(xùn)輔導(dǎo)領(lǐng)域。不過,以培生為代表的國際教育出版集團(tuán),在自適應(yīng)學(xué)習(xí)市場布局較早,以Revel為代表的產(chǎn)品比較成熟,積累了豐富的自適應(yīng)學(xué)習(xí)產(chǎn)品建設(shè)經(jīng)驗。
在國內(nèi),人工智能自適應(yīng)學(xué)習(xí)行業(yè)發(fā)展逐年升溫。目前國內(nèi)已有40多家企業(yè)入場搶占自適應(yīng)教育市場,推出了自適應(yīng)平臺產(chǎn)品如猿題庫、松鼠AI、英語流利說、洋蔥數(shù)學(xué)等。目前,國內(nèi)自適應(yīng)學(xué)習(xí)行業(yè)尚未形成廣為市場認(rèn)可的主流產(chǎn)品,產(chǎn)品也面臨著“是否能真正實現(xiàn)自適應(yīng)學(xué)習(xí)”的質(zhì)疑,存在著諸多問題和挑戰(zhàn)。同時,國內(nèi)自適應(yīng)學(xué)習(xí)產(chǎn)品的運營主體多為互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和技術(shù)商,教育出版企業(yè)涉足較少。對擁有豐富內(nèi)容資源的國內(nèi)教育出版企業(yè)來說,在自適應(yīng)學(xué)習(xí)產(chǎn)品領(lǐng)域,還有著廣闊的市場空間。
Revel是培生開發(fā)的基于過程型的自適應(yīng)學(xué)習(xí)產(chǎn)品,在基本功能設(shè)置、數(shù)字內(nèi)容資源建設(shè)、自適應(yīng)學(xué)習(xí)模型和技術(shù)框架建構(gòu)方面,代表了西方教育出版商模式中自適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺較為成熟的做法。
培生教育有超過150年的歷史,旗下?lián)碛性诟鱾€學(xué)科備受矚目的教育品牌。作為定位于提供終生教育產(chǎn)品與服務(wù)的出版集團(tuán),它在基礎(chǔ)教育、英語教育、職業(yè)教育尤其是高等教育領(lǐng)域占據(jù)較大的全球市場份額。培生是較早擁抱新型互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)出版集團(tuán),面對人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)浪潮,主動布局在線自適應(yīng)學(xué)習(xí)產(chǎn)品市場。[5]
Pearson Revel是培生集團(tuán)推出的面向美國高等教育市場的自適應(yīng)學(xué)習(xí)產(chǎn)品,支持電腦、手機(jī)、平板電腦(iPad)多終端下載應(yīng)用。培生集團(tuán)經(jīng)過長時間的市場調(diào)研,在對超過23000名教育工作者和學(xué)生反饋信息分析的基礎(chǔ)上,于2014年創(chuàng)建了Revel這一自適應(yīng)學(xué)習(xí)產(chǎn)品。Revel提供課程學(xué)習(xí)、學(xué)情管理、個人評估自適應(yīng)學(xué)習(xí)服務(wù)。學(xué)生可閱讀穿插了互動和評估元素的課程材料進(jìn)行在線學(xué)習(xí);教師可在自適應(yīng)引擎的支持下分配學(xué)習(xí)內(nèi)容并訪問學(xué)情信息表,來查看學(xué)生的參與情況和完成情況。Revel設(shè)置了虛擬導(dǎo)師角色,評估學(xué)生的答題情況,與學(xué)生“交流”見解,為學(xué)習(xí)者提供學(xué)習(xí)提示、問題解答服務(wù)。[6]
圖1 培生Revel基本功能結(jié)構(gòu)圖
培生擁有成熟的內(nèi)容生產(chǎn)團(tuán)隊和專業(yè)化的內(nèi)容生產(chǎn)體系,Revel建設(shè)中充分發(fā)揮其內(nèi)容優(yōu)勢,進(jìn)行數(shù)字內(nèi)容資源建設(shè)。Revel集成了多種形態(tài)的內(nèi)容資源,形成了海量的教學(xué)資源庫。平臺將單一、平面、靜止的內(nèi)容出版資源,建設(shè)成為交互、立體、富媒體的數(shù)字教育資源,為用戶提供易于訪問、可負(fù)擔(dān)和沉浸式的用戶體驗,在導(dǎo)學(xué)、薦引、測評、答疑、評價環(huán)節(jié)中都有優(yōu)質(zhì)內(nèi)容資源的布局。
Revel充分挖掘培生豐富的教材資源,支持藝術(shù)、人類學(xué)、社會學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、心理學(xué)等16個科目200多種教材的學(xué)習(xí)。平臺上的數(shù)字教材由培生的專業(yè)編輯策劃團(tuán)隊完成。他們運用數(shù)字技術(shù)對紙質(zhì)教材內(nèi)容進(jìn)行結(jié)構(gòu)化梳理和深加工,基于文字、圖片、網(wǎng)頁、音視頻、游戲等形式對教材進(jìn)行重新編輯和數(shù)字化呈現(xiàn)。
不同于單純數(shù)字化的在線課程,培生對數(shù)字課程進(jìn)行了方便教與學(xué)深度交互的設(shè)置,深度加工后的數(shù)字課程更符合用戶的自適應(yīng)學(xué)習(xí)需求。Revel課程中的所有內(nèi)容都以一致的結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)分處理,每個章節(jié)或模塊由介紹、內(nèi)容片段和摘要組成,以支持學(xué)習(xí)者連貫的自適應(yīng)學(xué)習(xí)。
Revel平臺課程中的習(xí)題內(nèi)容,均由專業(yè)的學(xué)科編輯團(tuán)隊和教師顧問對習(xí)題進(jìn)行難度分層和知識點標(biāo)引,在反復(fù)測試基礎(chǔ)上進(jìn)行內(nèi)容定級。習(xí)題嵌入至預(yù)習(xí)、練習(xí)、復(fù)習(xí)環(huán)節(jié)中,平臺從難度層級、所屬知識點、能力級別等方面根據(jù)學(xué)生的答題情況調(diào)整題目分配,以達(dá)到個性化測評。
培生在發(fā)揮內(nèi)容優(yōu)勢基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)研發(fā),結(jié)合最新教學(xué)理念,建立了成熟的自適應(yīng)學(xué)習(xí)模型。
圖2 Revel自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)模型圖
學(xué)習(xí)者模型(Learner model)。Revel將學(xué)習(xí)者“模型化”,通過不斷的機(jī)器測試,對學(xué)習(xí)者模型進(jìn)行校準(zhǔn)和優(yōu)化。系統(tǒng)運行中,首先可根據(jù)個人身份靜態(tài)信息(如年級、學(xué)號、年齡等)對學(xué)習(xí)者進(jìn)行大致分類,并為學(xué)習(xí)者提供初始的學(xué)習(xí)路徑;其后根據(jù)動態(tài)的學(xué)習(xí)行為信息分析學(xué)習(xí)者的學(xué)情狀況和個人能力,形成分析圖表并反饋給教師,平臺為學(xué)習(xí)者提供個性化的自適應(yīng)學(xué)習(xí)路徑。
領(lǐng)域模型(Domain Model)。作為知識概念的集合,主要完成知識圖譜的搭建和知識數(shù)據(jù)的更新存儲,為系統(tǒng)調(diào)用知識數(shù)據(jù)提供支持。Revel對學(xué)習(xí)的知識概念進(jìn)行結(jié)構(gòu)化和模塊化,以盡量小的粒度分解知識點,以使自適應(yīng)內(nèi)容的匹配更精確。平臺具有半開放的內(nèi)容修改性,允許教育者在內(nèi)容管理云平臺中進(jìn)行自適應(yīng)課程的再創(chuàng)作,具有高度的靈活性。
教育學(xué)模型(Pedagory Model)。這是有效結(jié)合學(xué)習(xí)者模型和領(lǐng)域模型來實現(xiàn)自適應(yīng)學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。平臺將數(shù)字內(nèi)容傳遞給學(xué)習(xí)者的同時,持續(xù)分析學(xué)習(xí)者與平臺的互動行為,在學(xué)習(xí)分析基礎(chǔ)上推薦下一刻適合該學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)內(nèi)容或?qū)W習(xí)路徑。
Revel建構(gòu)起開放式學(xué)習(xí)模型,它將分析結(jié)果呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者和教師。開放式學(xué)習(xí)者模型幫助學(xué)習(xí)者跟蹤自己的進(jìn)步,鼓勵他們反思自己的學(xué)習(xí)。
Revel依賴人工智能算法,搭建起規(guī)范化的基礎(chǔ)技術(shù)框架。根據(jù)平臺自適應(yīng)學(xué)習(xí)的應(yīng)用路徑,自適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù)框架可分為交互數(shù)據(jù)收集模塊、分析與推斷模塊、個性化薦引模塊。
交互數(shù)據(jù)收集處理模塊。培生數(shù)據(jù)研究團(tuán)隊提出了“數(shù)據(jù)海洋”的概念來描述用戶與數(shù)字工具交互后獲得的大量數(shù)據(jù)。[7]平臺采集學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容掌握程度、學(xué)習(xí)過程投入程度、學(xué)習(xí)效率等數(shù)據(jù),將學(xué)習(xí)者行為數(shù)據(jù)模型化。培生建立了數(shù)十個數(shù)據(jù)中心,專業(yè)化處理學(xué)生學(xué)習(xí)行為全流程的數(shù)據(jù)。[8]
分析與推斷模塊。只有做好數(shù)據(jù)分析并根據(jù)自適應(yīng)系統(tǒng)模型做好數(shù)據(jù)推斷,才能實現(xiàn)在教育數(shù)據(jù)海洋中“自由仰泳”。系統(tǒng)發(fā)揮自適應(yīng)學(xué)習(xí)引擎的作用,通過元認(rèn)知引擎、學(xué)習(xí)策略引擎、反饋引擎等,調(diào)用學(xué)習(xí)者模型和領(lǐng)域模型,來分析和推斷學(xué)習(xí)者行為。
個性化薦引模塊。系統(tǒng)通過對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,為學(xué)習(xí)者提供個性化學(xué)習(xí)解決方案。平臺基于初級人工智能自適應(yīng)算法為用戶推薦自適應(yīng)學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)路徑。根據(jù)用戶想要達(dá)到的學(xué)習(xí)目標(biāo),可以進(jìn)行薦引結(jié)果的調(diào)整。
培生Revel是一款成熟的自適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺,建立了完善的學(xué)習(xí)功能框架,擁有豐富的自適應(yīng)學(xué)習(xí)內(nèi)容資源,開發(fā)出成熟的自適應(yīng)學(xué)習(xí)模型,建構(gòu)起適用的技術(shù)架構(gòu)。Revel優(yōu)勢和特點突出,對于國內(nèi)教育出版領(lǐng)域的自適應(yīng)學(xué)習(xí)應(yīng)用具有很好的借鑒意義。未來,我國教育出版業(yè)要抓住技術(shù)驅(qū)動下機(jī)器學(xué)習(xí)與出版融合的發(fā)展機(jī)遇,可在以下幾個方面借鑒Revel經(jīng)驗,打造在線自適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺。
教育出版是國內(nèi)圖書出版業(yè)的主要支柱,擁抱新技術(shù),實現(xiàn)人工智能與教育出版融合,這是解決困局的技術(shù)路徑,也是教育出版業(yè)供給側(cè)改革的新常態(tài)。有實力的出版企業(yè),應(yīng)加速進(jìn)軍機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用領(lǐng)域,主動布局自適應(yīng)學(xué)習(xí)產(chǎn)品市場。
毋庸諱言,技術(shù)開發(fā)并非國內(nèi)教育出版機(jī)構(gòu)的專長,技術(shù)是制約國內(nèi)出版企業(yè)開拓智能教育市場的瓶頸。像培生這樣的國際集團(tuán)也是采取與技術(shù)公司合作的方式,或收購技術(shù)公司的方式,以此引入技術(shù)力量開發(fā)產(chǎn)品。當(dāng)前,國內(nèi)不少數(shù)字技術(shù)創(chuàng)業(yè)公司進(jìn)入教育領(lǐng)域,它們擁有很多關(guān)鍵技術(shù)。出版企業(yè)可通過合作或并購的方式,引入技術(shù)公司或技術(shù)團(tuán)隊,開發(fā)出適合本企業(yè)定位的自適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺。
數(shù)字出版時代,內(nèi)容資源在自適應(yīng)學(xué)習(xí)的應(yīng)用中仍占有重要地位。Revel就充分發(fā)揮了培生的出版內(nèi)容優(yōu)勢,建設(shè)有豐富的、適應(yīng)自適應(yīng)學(xué)習(xí)應(yīng)用的數(shù)字教材、課程、習(xí)題資源。國內(nèi)教育出版企業(yè)積累了許多經(jīng)典內(nèi)容資源,形成了出版品牌,并且聚集了大量專業(yè)內(nèi)容生產(chǎn)團(tuán)隊,形成了成熟的內(nèi)容生產(chǎn)體系。人工智能時代,教育出版企業(yè)擁有技術(shù)公司所不具備的內(nèi)容優(yōu)勢,能為自適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺提供專業(yè)、系統(tǒng)、可信度高的數(shù)字學(xué)習(xí)內(nèi)容。
值得提出的是,自適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺的數(shù)字內(nèi)容建設(shè),并非簡單的數(shù)字化,也非將數(shù)字教材與習(xí)題、圖片、音視頻等資源包簡單捆綁,而是要將內(nèi)容資源按照自適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺特性,進(jìn)行深度加工和結(jié)構(gòu)化處理,建設(shè)成為交互、立體、富媒體的包含在線課程、數(shù)字教材和習(xí)題庫在內(nèi)的自適應(yīng)學(xué)習(xí)資源。
自適應(yīng)引擎是自適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺應(yīng)用的關(guān)鍵。其實,Revel的自適應(yīng)引擎也存在優(yōu)化完善的問題。Revel目前的自適應(yīng)引擎局限于對于學(xué)生表層行為數(shù)據(jù)的分析與推斷,對學(xué)習(xí)行為的情緒情感、社會關(guān)系等影響因素有所忽視,難以結(jié)合深層需求和行為動機(jī)進(jìn)行薦引。在線教育產(chǎn)品設(shè)計中,社交情感學(xué)習(xí)成為美國自適應(yīng)技術(shù)開發(fā)者關(guān)注的重點。未來可運用深度學(xué)習(xí)分析、情感計算等新技術(shù)成果,優(yōu)化和完善自適應(yīng)學(xué)習(xí)引擎。
目前我國的自適應(yīng)學(xué)習(xí)產(chǎn)品尚處在人工智能應(yīng)用的初級階段,許多教育公司尚未研發(fā)出核心的自適應(yīng)技術(shù)模型。自適應(yīng)引擎技術(shù)始終是自適應(yīng)學(xué)習(xí)產(chǎn)品開發(fā)過程中的重難點,教育出版企業(yè)應(yīng)特別重視這一核心技術(shù)的研發(fā)投入,研發(fā)自適應(yīng)學(xué)習(xí)的關(guān)鍵算法,建立學(xué)習(xí)資料豐富、測評結(jié)果準(zhǔn)確、動態(tài)調(diào)整更智能的自適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺。
培生Revel作為內(nèi)容提供商和平臺服務(wù)方的集合體,用學(xué)習(xí)場景連接了教育者、學(xué)習(xí)者,不單為學(xué)生提供高效的學(xué)習(xí)路徑和優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)資源,也開放給所有教育者進(jìn)行個性化備課和教學(xué)。不過Revel雖然注意到數(shù)字環(huán)境的營造,但更多的是學(xué)習(xí)環(huán)境的簡單模擬。
移動出版時代,移動學(xué)習(xí)產(chǎn)品設(shè)計中需基于場景預(yù)測來實時滿足用戶特定情景下的閱讀需求。自適應(yīng)產(chǎn)品的開發(fā)者忽視了學(xué)習(xí)環(huán)境對于學(xué)生的影響,自適應(yīng)學(xué)習(xí)難能達(dá)成理想效果。未來自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng),可進(jìn)一步應(yīng)用人工智能技術(shù),并借助傳感器、定位系統(tǒng)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù),將學(xué)習(xí)場景和內(nèi)容的個性化薦引結(jié)合起來,建構(gòu)起適配用戶和平臺內(nèi)容服務(wù)的多元移動場景。
注釋:
[1]姜強(qiáng),趙蔚.個性化自適應(yīng)學(xué)習(xí)研究:大數(shù)據(jù)時代數(shù)字化學(xué)習(xí)的新常態(tài)[J].中國電化教育,2016(2)
[2]李新房,李靜.新興技術(shù)在高等教育中的應(yīng)用、發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)研究——《2017 地平線報告(高等教育版)》解讀與啟示[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)距離教育,2017(4)
[3]張世欽.機(jī)器學(xué)習(xí)驅(qū)動下的教育出版新機(jī)遇[J].中國出版,2017(10)
[4]李娜.麥格勞·希爾數(shù)字教育出版價值鏈研究[D].武漢:武漢大學(xué),2018:5-6
[5]練小川.培生教育集團(tuán)轉(zhuǎn)型簡史[J].中國出版史研究,2016(2)
[6]PearsonWatson[EB/OL].https://www.linkedin.com/pulse/our-project-news-pearson-cto-talks-watson-based-virtualsaugata-das
[7]Pearson.DigitalOcean[EB/OL].https://www.pearson.com/content/ DigitalOcean.pdf
[8]Pearsons learning platform set to transform the education industry[EB/OL].https://www.information-age.com/pearsons-learning-platform-123462720/