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智慧型適性化網路學習之展望

智慧型適性化網路學習之展望. 曾憲雄 教授 亞洲大學資訊學院 國立交通大學 資訊工程系 網路學習與應用中心 (ELEARC) 中華民國 95 年 3 月 7 日. 大綱. 前言 e-Learning 現況問題與網路學習推動概念 網路教材標準 : SCORM, 教材標記語言 (TMML) 物件導向式學習活動系統 智慧型多媒體內容管理系統架構 DAAS 產學合作 系統架構 結論. 數位內容時代的來臨. NII, GII, e/m-Taiwan, 國家型科技計畫等 網路基礎建設大致已完備

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智慧型適性化網路學習之展望

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  1. 智慧型適性化網路學習之展望 曾憲雄 教授 亞洲大學資訊學院 國立交通大學 資訊工程系 網路學習與應用中心(ELEARC) 中華民國95年3月7日

  2. 大綱 • 前言 • e-Learning現況問題與網路學習推動概念 • 網路教材標準:SCORM,教材標記語言(TMML) • 物件導向式學習活動系統 • 智慧型多媒體內容管理系統架構 • DAAS產學合作系統架構 • 結論 e-learning & application center, NCTU

  3. 數位內容時代的來臨 • NII, GII, e/m-Taiwan, 國家型科技計畫等 • 網路基礎建設大致已完備 • e-commerce , Internet-based applications消費者已熟悉 • 社會與群眾需求的多樣性,創意環境的提供愈來愈重要 • 亞洲與大中華市場的崛起 e-learning & application center, NCTU

  4. e-Learning現況問題 • 行政法規面:相關法規及制度仍不完整 • 網路學位授與之法規及制度 • 網路學習測驗的認證制度及學分承認機制 • 相關獎勵機制無法有效吸引教師及學校之參與 • 系統平台技術: • 通用平台標準及內容交換標準機制不足 • 國外之平台費用高，而國內平台經濟規模小 • 教學資源面: • 智慧財產權保護之問題 • 缺乏整體性之教學資源規劃導致分散及浪費 • 缺乏內容評審機制及內容認證機構 e-learning & application center, NCTU

  5. Lab研究機構 適性化學習 廠商 研究機構 適性化學習理論 網路學習推動概念圖 策略面 法規及制度 典範轉移與推廣 網路學習平台及內容標準 系統開發、整合及流程標準化移轉 網路學習內容物件化 訂定評鑑獎勵制度 國內外合作模式 教學策略與使用者特性 ICP 研究導向 實務推展 e-learning & application center, NCTU

  6. E-Learning推動模式的設計 e-learning & application center, NCTU

  7. 國際標準之歷史發展與關係 ADL SCORM 1998 • Learning Object Metadata(LOM) • Advanced Distributed Learning(ADL) • Instructional Management System(IMS) Metadata • Content Package • Simple Sequencing IEEE LTSC LOM 1998 • Data Model • Communication IMS 1997 Major Aspects 共同提案 DuBlin Core 1995 ARIADNE 1996 AICC 1988 西元2002 e-learning & application center, NCTU

  8. 各標準格式的對應與共通性問題 • SCORM (Sharable Content Object Reference Model)： • 整合了現在流行的AICC、IMS及IEEE標準。 • 引用了IMS的XML來形容學習資源和內容包裝指標。 • 目的： • 教材的重組與再利用。 • 缺點： • 缺乏本土化、個人化、與課程、試題自動化等等。 e-learning & application center, NCTU

  9. 教材標記語言(Teaching Material Markup Language, TMML) • 特點: TMML V1.5 • = SCORM + IMS (QTI) + Extension (領域需求+本土特性) • Content Level and Quiz Level。 • 詮釋(Metadata)之分層資料架構: • 第一層:通用型教材Metadata標準(適合一般型之教材) • 第二層:領域特殊型教材Metadata標準 • 具教材包裝(Content Package)機制 ： • 教材組織與教材實體分離： • 教材可重組、混合、巢狀包含，提供更大之彈性。 • 採用XML Schema，增加標準式擴充性。 e-learning & application center, NCTU

  10. TMML V1.5 - 基本架構圖 e-learning & application center, NCTU

  11. TMML V1.5 - 4大類 Metadata-1 1. lom:SCORM標準中所使用之Metadata，分為9類: • General(一般資源描述) • Lifecycle(歷史資料) • Meta-metadata(再詮釋資料) • Technical(技術性資訊描述) • Educational(教育特性) • Rights(狀態描述) • Relation(關聯性描述) • Annotation(註解與評論) • Classification(分類) 。 2. qtiMetadata:此為IMS QTI試題標準，分為3類: • (1)試卷(Assessment) • (2)題組(Section) • (3)單題(Item) e-learning & application center, NCTU

  12. TMML V1.5 - 4大類 Metadata-2 • 3. 學科類別(Category):以標示特殊領域之教材: • (1)General(總類) • (2)Cultural Sciences(人文科學類) • (3)Natural Sciences(自然科學類) • (4)Social Sciences(社會科學類) • (5)Engineering Sciences(工程科學類) • (6)Medicine (醫學類)。 • 4. 教育定義(Pedagogy):為說明教材所隱含之教育特性。 • (1) Concept(學習概念):教材中相關之學習概念名稱與說明 • (2) ConceptWeight(概念權重):此教材或試題與相關概念間之相關程權重。 • (3) ConceptRelevance(概念順序關係) :教材或試題所相關之前後概念關係。 • (4) DiscriminationLevel(鑑別度):此試題之鑑別度。 • (5) CompetenceIndicator(能力指標):九年一貫課程所定義的學生能力標記 • (6) RevisedBloomTaxonomy :2001Bloom所修訂認知領域教育目標分類。 • 認知歷程向度與知識向度 e-learning & application center, NCTU

  13. 總計劃架構圖 e-learning & application center, NCTU

  14. 智慧型多媒體內容管理系統Architecture of Intelligent Multimedia Content Management System (IMCMS)

  15. 物件導向式學習活動系統(Object Oriented Learning Activity System) • 現有的SCORM 2004 無法設計出符合教學策略的學習活動: • 因目前Rule規範的不足與限制。 • 僅能做簡單的活動設計。 • Learning Design (LD)標準 (IMS): • 可以支援多樣性的學習活動設計。 • 缺點: • LD目前的執行環境(CopperCore) 與編輯工具: • 尚未能完全支援LD標準之所有功能 • 使用上仍不便利，且有相當大的限制存在。 • 教學經驗無法重新使用(Reuse)與分享(Share): • 建構符合教學策略之教學策略知識庫很因難。 • 建構一特定學習活動網頁須耗費不少時間與人力。 e-learning & application center, NCTU

  16. 物件導向式學習活動模型(OOLA Model) • NLA:ㄧ符合SCORM標準之一學習活動(Learning Activity, LA)或課程單元(Single Course)。 • NAP:ㄧ可執行之應用程式(Application Program, AP): • 例如:聊天室(Chat Room)、搜尋引擎(Searching Engine, SE)、等。 • NEA:代表ㄧ課程之學習測驗(Exam Activity, EA)。 e-learning & application center, NCTU

  17. Object Oriented Learning Activity (OOLA) e-learning & application center, NCTU

  18. 適性化與個人化教材 e-learning & application center, NCTU

  19. 適性化學習 • 教學策略知識庫: • 教學活動模型(Instructional Activity Model, IAM) • 學生特質探勘(Student Characteristic Mining) • 學習路徑探勘(Learning Path Mining) • 教學策略精練探勘(Teaching Strategy Refinement Mining) e-learning & application center, NCTU

  20. 學習歷程分析與資料探勘之流程架構

  21. 國中小學之教學現況與問題 • 現況與問題: • 各校皆採用其各自審查機關審定之教科書,如何慎選。 • 目前之基本學力測驗採用針對分段能力指標出題。 • 教材無法重組與再利用,難以達到個人化教學 • 解決方式： • 需有一共同遵守的教材標準： • 將不同版本教科書之設計理念融合，進而提出具完整性之教材標準供設計參考，進而根據使用者之學習需求選擇適合之教科書。 • 利用學習物件(Learning Object, LO)之觀念： • 並提供快速與方便的標準教材產生工具。 • 利用Data Mining技術來分析學生的學習歷程資料: • 搭配學習標準、物件庫與教學策略以提供個人化學習。 e-learning & application center, NCTU

  22. DAAS產學合作系統架構 教師 學生 學生 AA-M1 AA-M2 AA-M3 AD-M1 測驗與評量 模組 教科書課程 轉換模組 BLOOM試卷 產生服務模組 適性化 評量模組 前測功能 正式測驗 功能 認知向度 知識向度 AA-M1-1 AA-M1-2 AD-M1-1 AD-M1-2 e-learning & application center, NCTU

  23. DAAS產學合作系統特色 • 符合九年一貫能力指標 • 符合Bloom認知分類理論 • 可搭配各版本的教材 • 依測驗結果提供Bloom認知分類評量 e-learning & application center, NCTU

  24. (Bloom, et al. ,1981)目標、教學與評量的基本觀點 • 評量與考試並非解決教育問題之道。 • 雖然考試領導(或影響)教學是一個自古以來不爭的事實? • 考試如果會導致正面影響教學，那原因也絕對不是考試本身: • 而是將評量與考試的目標與教學的目標明確化或說清楚 。 e-learning & application center, NCTU

  25. 教學目標的演變 引導 評量 教學 引導 評量 能力指標 教學 e-learning & application center, NCTU

  26. Revised Bloom Taxonomy能力 = 知識 + 認知歷程 e-learning & application center, NCTU

  27. 認知歷程向度(思) 創作 應用 記憶 了解 分析 評鑑 e-learning & application center, NCTU

  28. Organization Tree--階梯 Domain Expert 階梯教材 1 Organization Ontology Protégé 各版本教科書 TMML Metadata Organization Tree--康軒 南ㄧ版教材 康軒版教材 Organization Tree--翰林 4 3 TMML 導入程序 Organization Tree--南ㄧ 2 Organization 對照表 翰林版教材 Organization Tree建構 演算法 . . . Organization Tree--仁林 仁林版教材 各版本教 科書對照表 各版本教科書 以TMML整合不同版本教科書 e-learning & application center, NCTU

  29. 學習標準技術之規劃 學習標準測試平台技術之研發 適性化學習平台引擎技術之研發 數位學習市場模式之研發 產業數位教材之整合 標準測試與交換平台之開發與建置 適性化學習平台之開發與整合 數位學習市場之行銷與模式建立 結論 技術研發 產學合作 e-learning & application center, NCTU

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