海量的教育信息資源、豐富的平臺(tái)工具增加了學(xué)習(xí)者甄選難度，帶來(lái)“信息迷航”;個(gè)性化的資源推薦服務(wù)作為一種學(xué)習(xí)支持將最適合的資源推薦給最需要的學(xué)習(xí)者。為實(shí)現(xiàn)個(gè)性化資源的精準(zhǔn)推送，有效提升資源推薦服務(wù)效果，剖析網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程不同階段的資源需求，結(jié)合商業(yè)領(lǐng)域發(fā)展較成熟的三種個(gè)性化推薦技術(shù)，探討面向?qū)W習(xí)過(guò)程不同階段和情境的個(gè)性化資源推薦策略。

問(wèn)題的提出

以云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為代表的新技術(shù)層出不窮，教育信息化建設(shè)因此獲得良好的發(fā)展機(jī)遇。各類在線開(kāi)放課程平臺(tái)、在線教育社區(qū)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)等推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間不斷延伸與發(fā)展，全球范圍內(nèi)的開(kāi)放教育資源項(xiàng)目、我國(guó)的精品課程熱潮、優(yōu)質(zhì)資源庫(kù)共建共享方略等促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)教育資源持續(xù)豐富與增長(zhǎng)。技術(shù)對(duì)教育產(chǎn)生正向推動(dòng)作用的同時(shí)也帶來(lái)挑戰(zhàn)。一方面它為推進(jìn)教育部的“三通兩平臺(tái)”建設(shè)提供了有力的技術(shù)支撐與環(huán)境支持;另一方面海量的教育資源、多樣化的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)及應(yīng)用為學(xué)習(xí)者提供豐富選擇的同時(shí)加重其認(rèn)知負(fù)荷，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)“迷航”。有學(xué)者認(rèn)為技術(shù)傳播縮小了數(shù)字鴻溝抑或增大了數(shù)字鴻溝。

為破解信息過(guò)載難題，研究人員和平臺(tái)建設(shè)者借鑒商業(yè)領(lǐng)域個(gè)性化推薦思想，將推薦服務(wù)引入教育領(lǐng)域。它在一定程度上將用戶從“信息迷航”的焦慮中解救出來(lái)，實(shí)現(xiàn)了“人找資源”的信息被動(dòng)檢索模式到“資源找人”的信息主動(dòng)服務(wù)模式的轉(zhuǎn)變，彌補(bǔ)了搜索系統(tǒng)的不足。然而，現(xiàn)有教育信息資源個(gè)性化推薦研究重點(diǎn)集中在系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究、算法改進(jìn)研究等層面，偏向從技術(shù)角度入手研究推薦服務(wù)而未從教育的視角來(lái)整合技術(shù)。一方面是學(xué)習(xí)者需求被忽略，學(xué)習(xí)過(guò)程是分階段的，不同階段學(xué)習(xí)者的潛在需求均不相同，而這些需求直接影響其知識(shí)建構(gòu)過(guò)程，故弄清學(xué)習(xí)者在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)需求是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)推送和有效服務(wù)的前提;另一方面是不同推薦系統(tǒng)對(duì)不同學(xué)習(xí)情境的適應(yīng)性研究較少。推薦服務(wù)策略中推薦系統(tǒng)有多種選擇，如基于內(nèi)容的推薦系統(tǒng)、協(xié)同過(guò)濾推薦系統(tǒng)等，但它們各有優(yōu)劣，適用的學(xué)習(xí)情境相異，需結(jié)合算法特點(diǎn)、資源特征和用戶偏好綜合考慮。

從學(xué)習(xí)過(guò)程視角分析學(xué)習(xí)者資源需求

1.學(xué)習(xí)過(guò)程相關(guān)理論

(1)奧蘇伯爾的認(rèn)知學(xué)習(xí)理論

奧蘇泊爾認(rèn)為要實(shí)現(xiàn)有意義的學(xué)習(xí)，前提條件之一就是學(xué)習(xí)材料必須具有潛在的邏輯意義，因此他提出了“先行組織者”策略和“逐步分化”、“綜合貫通”兩條原則。奧蘇泊爾認(rèn)為，教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)首先應(yīng)該利用引導(dǎo)性材料為學(xué)習(xí)者架構(gòu)新舊知識(shí)的橋梁，再按照從一般到個(gè)別的思路循序漸進(jìn)分層次呈現(xiàn)教學(xué)材料，最后鞏固新知，消除平行概念的矛盾與混淆，達(dá)到融會(huì)貫通的效果。在線學(xué)習(xí)是接受學(xué)習(xí)和發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的統(tǒng)一體，最終達(dá)到有意義學(xué)習(xí)的目的，因此，奧蘇泊爾的認(rèn)知學(xué)習(xí)理論對(duì)我們分析學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程各階段的資源需求并組織學(xué)習(xí)材料具有重要借鑒意義。

(2)布魯姆的掌握學(xué)習(xí)理論

布魯姆提出的掌握學(xué)習(xí)理論認(rèn)為只要采取合適的方法并給予足夠的時(shí)間，絕大多數(shù)學(xué)習(xí)者都能相同程度地掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容，因此學(xué)習(xí)應(yīng)該是從“存在差異到消滅差異”的過(guò)程。根據(jù)掌握學(xué)習(xí)理論，每個(gè)學(xué)習(xí)單元的教學(xué)實(shí)施階段要經(jīng)歷“常規(guī)授課”、“揭示差錯(cuò)”、“矯正差錯(cuò)”的一般流程。而在線學(xué)習(xí)大多是基于資源的學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)過(guò)程的不同階段，學(xué)習(xí)者的資源需求各不相同，亟需相應(yīng)的資源推薦服務(wù)來(lái)保障學(xué)習(xí)順利推進(jìn)。

雖然關(guān)于學(xué)習(xí)過(guò)程的觀點(diǎn)各異，但國(guó)內(nèi)外教育家普遍認(rèn)為學(xué)習(xí)過(guò)程具備階段性特征。隨著學(xué)習(xí)過(guò)程的層層推進(jìn)每個(gè)階段知識(shí)加工程度深入，學(xué)習(xí)者認(rèn)識(shí)分化，學(xué)習(xí)者之間的差異性也隨之產(chǎn)生并逐步凸顯。

2.學(xué)習(xí)過(guò)程不同階段的資源需求層次

(1)面向大眾學(xué)習(xí)者的普適性資源

客觀、普遍的知識(shí)觀追求的是“同一性”，普適性價(jià)值是學(xué)校教育需要考慮的維度之一。根據(jù)建構(gòu)主義理論，在線學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)點(diǎn)的意義建構(gòu)是建立在各類教學(xué)資源基礎(chǔ)上的，因此在進(jìn)入新的學(xué)習(xí)單元之前，為了達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，需要為學(xué)習(xí)者提供知識(shí)地圖和基礎(chǔ)性的教學(xué)資源。另外由于大眾學(xué)習(xí)者在開(kāi)始進(jìn)入新的單元學(xué)習(xí)時(shí)候面臨共同的學(xué)習(xí)任務(wù)，也決定他們的資源需求具有一定的共性。綜上，普適性資源是學(xué)習(xí)過(guò)程中面向全體學(xué)生可供選擇的全面性學(xué)習(xí)材料(如課件、教學(xué)視頻、習(xí)題集、輔導(dǎo)材料等)，它代表最易滿足的淺層次需求，符合普適的價(jià)值觀，也是最基本的學(xué)習(xí)支持。

(2)面向相似學(xué)生群的針對(duì)性資源

網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境中，師生、生生之間處于時(shí)空分離狀態(tài)，學(xué)習(xí)者雖面對(duì)同樣的學(xué)習(xí)內(nèi)容，接收相同的教育資源，但由于學(xué)習(xí)者個(gè)體差異的客觀存在，學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)效果會(huì)產(chǎn)生差別。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中傳統(tǒng)的資源服務(wù)策略要么只關(guān)注學(xué)習(xí)者的共性，而忽略網(wǎng)絡(luò)聚集效應(yīng)下大規(guī)模、傾向于無(wú)差別的學(xué)習(xí)群體會(huì)逐漸分為興趣一致和特征相似的“小眾”，要么過(guò)分關(guān)注單個(gè)學(xué)習(xí)者的個(gè)性化需求，而忽視相似學(xué)習(xí)者群體之間資源需求的一致性[7]。研究并利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中部分學(xué)生群體的相似特征，例如興趣愛(ài)好、知識(shí)基礎(chǔ)等，一方面可以為之提供有針對(duì)性、準(zhǔn)確的學(xué)習(xí)資源，提高學(xué)習(xí)效率;另一方面能為其推薦相似學(xué)習(xí)伙伴，促進(jìn)協(xié)作學(xué)習(xí)，加快學(xué)習(xí)社區(qū)的建立。這種針對(duì)性資源不僅是補(bǔ)償性的，也可是拓展性的，關(guān)鍵在于挖掘需求對(duì)象的群體特征。

(3)面向特定學(xué)習(xí)者的專題性資源

一個(gè)完整的學(xué)習(xí)過(guò)程蘊(yùn)含著對(duì)知識(shí)的掌握、應(yīng)用與創(chuàng)新的過(guò)程。隨著學(xué)習(xí)的不斷深入，學(xué)習(xí)者個(gè)性化知識(shí)訴求愈加明顯，個(gè)體發(fā)展成為關(guān)注重點(diǎn)?！白灾鳌⒑献?、探究”的學(xué)習(xí)理念也正是對(duì)全體共同發(fā)展和個(gè)體差異發(fā)展的詮釋。學(xué)生個(gè)體在學(xué)習(xí)過(guò)程中順利完成規(guī)定的學(xué)習(xí)目標(biāo)并通過(guò)形成性測(cè)驗(yàn)后，會(huì)面臨知識(shí)鞏固、探索創(chuàng)新的新需求，這種需求在探究性學(xué)習(xí)和具體問(wèn)題解決環(huán)節(jié)會(huì)更明顯。專題性資源因其打破傳統(tǒng)模式下單元知識(shí)點(diǎn)的學(xué)科界限，實(shí)現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)的融會(huì)貫通和知識(shí)結(jié)構(gòu)的重新構(gòu)建，能較好滿足特定學(xué)習(xí)者的復(fù)雜學(xué)習(xí)需求。它并非所有相關(guān)資源的直接堆砌，而是根據(jù)教師的結(jié)構(gòu)化知識(shí)經(jīng)驗(yàn)及學(xué)習(xí)者解決問(wèn)題時(shí)所需知識(shí)點(diǎn)的相關(guān)程度，分析知識(shí)點(diǎn)間的層級(jí)關(guān)系，形成專題知識(shí)網(wǎng)絡(luò)后將其匯聚整合，滿足特定學(xué)習(xí)者的高層次需求。學(xué)習(xí)過(guò)程資源需求層次如圖1所示。

圖1 學(xué)習(xí)過(guò)程資源需求層次圖

個(gè)性化推薦服務(wù)系統(tǒng)概述

學(xué)習(xí)者資源需求分析是開(kāi)展個(gè)性化服務(wù)的出發(fā)點(diǎn)，需求的滿足是個(gè)性化服務(wù)的終點(diǎn)。從現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境來(lái)看，資源主要靠學(xué)習(xí)者自主搜索，但學(xué)習(xí)者面對(duì)龐雜的資源條目，加上自主學(xué)習(xí)的惰性，導(dǎo)致資源利用率低、學(xué)習(xí)效果不佳。而傳統(tǒng)基于Push技術(shù)的推送服務(wù)往往給不同的人推送相同的資源，推送結(jié)果不夠個(gè)性化、智能化，易造成信息轟炸，令人生厭。在商業(yè)領(lǐng)域，常需要將“對(duì)的產(chǎn)品推薦給對(duì)的消費(fèi)者”，目前效果最佳的就是利用個(gè)性化推薦服務(wù)系統(tǒng)開(kāi)展個(gè)性化信息服務(wù)，它以用戶為中心，幫助其及時(shí)、準(zhǔn)確完成信息獲取，提供決策支持。根據(jù)系統(tǒng)中使用的主要算法，可分為協(xié)同過(guò)濾推薦系統(tǒng)、基于內(nèi)容的推薦系統(tǒng)和基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的推薦系統(tǒng)。

1.協(xié)同過(guò)濾推薦系統(tǒng)

協(xié)同過(guò)濾推薦系統(tǒng)充分體現(xiàn)了“集體智慧”的思想，其關(guān)鍵在于挖掘相似用戶群，即“最近鄰”。主要通過(guò)用戶行為選擇的相關(guān)性來(lái)判斷相似性，例如打分、收藏、下載等。其算法可進(jìn)一步細(xì)分為基于用戶的協(xié)同過(guò)濾和基于項(xiàng)目的協(xié)同過(guò)濾。基于用戶的協(xié)同過(guò)濾系統(tǒng)核心思想是“最近鄰”的用戶群需求相似;基于項(xiàng)目的協(xié)同過(guò)濾核心思想是“最近鄰”的物品群具有相似的客戶。協(xié)同過(guò)濾推薦系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于能處理機(jī)器難以進(jìn)行內(nèi)容分析的流媒體資源，如音樂(lè)、視頻等;一些評(píng)價(jià)類信息也可以轉(zhuǎn)換為“隱信息”，彌補(bǔ)了內(nèi)容分析的單一性和片面性;推薦結(jié)果可能覆蓋用戶的多個(gè)興趣點(diǎn)，幫助用戶發(fā)現(xiàn)潛在興趣偏好。然而稀疏性和可擴(kuò)展性等問(wèn)題會(huì)影響系統(tǒng)使用效果。

2.基于內(nèi)容的推薦系統(tǒng)

基于內(nèi)容的推薦系統(tǒng)核心思想是根據(jù)物品本身的內(nèi)容屬性為目標(biāo)用戶推薦相關(guān)產(chǎn)品，分別為用戶與產(chǎn)品建立配置文件，利用TF-IDF等方法比較兩者之間的相似度，進(jìn)而開(kāi)展推薦服務(wù)。其關(guān)鍵在于產(chǎn)品文本信息的獲取與過(guò)濾，可以用決策樹(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和基于向量的表示方法等技術(shù)實(shí)現(xiàn)。目前，商業(yè)領(lǐng)域側(cè)重使用基于內(nèi)容過(guò)濾的推薦系統(tǒng)的案例不多，比較成功的是音樂(lè)電臺(tái)潘多拉。由于不依賴其他用戶的打分?jǐn)?shù)據(jù)和其他隱性行為數(shù)據(jù)，基于內(nèi)容的推薦系統(tǒng)可以彌補(bǔ)數(shù)據(jù)稀疏性問(wèn)題。對(duì)于新加入的物品或者用戶，它可以根據(jù)內(nèi)容和用戶配置文件進(jìn)行推薦，不存在“冷啟動(dòng)”問(wèn)題。但對(duì)于機(jī)器難以自動(dòng)分析內(nèi)容的物品，如音樂(lè)、電影等，基于內(nèi)容的推薦系統(tǒng)無(wú)法發(fā)揮作用。且若純粹采用基于內(nèi)容的推薦系統(tǒng)，提供的內(nèi)容只與用戶興趣點(diǎn)相關(guān)，會(huì)陷入“越推越窄”的困境。

3.基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的推薦系統(tǒng)

基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的推薦系統(tǒng)核心思想是從大量數(shù)據(jù)中發(fā)掘項(xiàng)目間可能存在的關(guān)聯(lián)關(guān)系，通過(guò)制定關(guān)聯(lián)規(guī)則集進(jìn)行目標(biāo)項(xiàng)目推薦。目前已在電子商務(wù)領(lǐng)域的交叉及捆綁銷售和零售業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。與基于項(xiàng)目的協(xié)同過(guò)濾算法利用項(xiàng)目間的相似性進(jìn)行推薦有所不同，關(guān)聯(lián)規(guī)則類似于“因果關(guān)系”，即抓住兩件看似毫不相干的商品間的相關(guān)性，例如：經(jīng)典營(yíng)銷案例“啤酒與尿布”，關(guān)聯(lián)規(guī)則“啤酒→尿布”，反之則不成立。與前兩種推薦系統(tǒng)相比，基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的推薦系統(tǒng)簡(jiǎn)單直接，推薦的結(jié)果通常是清晰有效的，轉(zhuǎn)化率高。由于不需要提取內(nèi)容信息，因此對(duì)資源類型沒(méi)有限制，可以發(fā)掘用戶潛在需求，而且，隨著數(shù)據(jù)量的擴(kuò)充，推薦精度逐漸提高。不過(guò)它的缺點(diǎn)在于：規(guī)則的提取、更新較難，耗時(shí)較多規(guī)則數(shù)量的增多帶來(lái)管理難題。

面向?qū)W習(xí)過(guò)程的資源個(gè)性化推薦服務(wù)策略

1.資源個(gè)性化推薦服務(wù)策略設(shè)計(jì)

根據(jù)學(xué)習(xí)過(guò)程階段性的特點(diǎn)及學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)層次化組織原則，分析得出在線學(xué)習(xí)者在不同階段的需求基本演變過(guò)程是“基礎(chǔ)性需求——針對(duì)性需求——提升性需求”，因此面向?qū)W習(xí)者的資源服務(wù)也相應(yīng)呈遞增性推進(jìn)。這種學(xué)習(xí)支持服務(wù)貫穿整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程，它根據(jù)當(dāng)前的學(xué)習(xí)情境、學(xué)習(xí)對(duì)象采用不同的推薦策略。每個(gè)階段的學(xué)習(xí)結(jié)束后，系統(tǒng)將測(cè)試診斷其知識(shí)掌握程度，以此決定下一階段的推薦內(nèi)容和策略，按邏輯分層次將學(xué)習(xí)資源呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者。整體的推薦策略流程如圖2所示。

圖2 推薦策略流程

2.資源個(gè)性化推薦策略流程

學(xué)習(xí)者進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)后，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)其提供的年級(jí)、學(xué)科、學(xué)習(xí)進(jìn)度等個(gè)人信息自動(dòng)構(gòu)建學(xué)習(xí)檔案。一般來(lái)說(shuō)，進(jìn)入新的學(xué)習(xí)單元之前，學(xué)習(xí)者具有相似的需求，面對(duì)未知的學(xué)習(xí)內(nèi)容，他們均需了解單元學(xué)習(xí)目標(biāo)、知識(shí)圖譜、學(xué)習(xí)重難點(diǎn)等基本信息。在選擇進(jìn)入某一特定單元學(xué)習(xí)后，學(xué)習(xí)者需充分接觸與知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的各類學(xué)習(xí)資源，比如課件、教學(xué)視頻、課外推薦讀物等，這類資源屬于學(xué)習(xí)群體的共性需求，具有普適性的特征。此時(shí)，系統(tǒng)會(huì)利用基于內(nèi)容的推薦算法將學(xué)習(xí)者文檔與資源文檔進(jìn)行匹配，進(jìn)而產(chǎn)生相關(guān)推薦。