网络环境下
CBE研究的新课题
李克东
华南师范大学教育技术研究所所长华南师范大学教育技术研究所所长 博士生导师博士生导师
教育部高等学校教育技术专业教学指导委员会副主任教育部高等学校教育技术专业教学指导委员会副主任
教育部教师教育信息化专家委员会副主任教育部教师教育信息化专家委员会副主任
likd@
2003-10 浙江师范大学
CBE研究的基本领域
基础理论研究
环境、系统、工具开发研究
教学资源设计、开发研究
教学应用实验研究
对CBE研究的两个影响因素
我国教育信息化的发展，网络教与学的兴起
多学科的交叉渗透
我国教育信息化的新进展
1. 全面开设信息技术课程
2. 实施校校通工程
3. 推进信息技术与课程教学整合
4. 积极开发各类教学资源
5. 深入开展信息技术教育应用试验研究
6. 大力发展与应用现代远程教育
7. 建立教师教育技术标准
网络学习基本模式
基于网上资源的情境探究学习
基于网上资源的自主问题发现，问题探索学习
基于网上资源的主题研究性学习
基于网络通信的协作学习
基于网站构建的任务驱动教学
多学科交叉对CBE研究的影响
当前计算机技术，信息技术，教育学，心理
学，社会学、管理学、哲学的概念和方法已引入
到计算机辅助教育领域中，如协同学习、知识管
理、本体论、神经网络等等。这些学科的交叉，
促使计算机辅助教育形成新的研究课题。
CBE研究的热点课题
适应性学习研究
计算机支持的协同学习研究
教育知识管理方法与应用研究
智能代理技术与教育应用研究
本体论教育应用研究
对学习理论与教学设计理论的学习研究
（一）适应性学习研究
. 适应性学习的涵义适应性学习的涵义
. 2. 2. 目前基于目前基于WebWeb的教学系统的基本组的教学系统的基本组
成成
. 3. 3. 基于基于WebWeb的智能适应性教学系统的的智能适应性教学系统的
技术分类技术分类
. 4. 4. 适应性学习研究的主要内容适应性学习研究的主要内容
1. 适应性学习的涵义
适应性学习，源自Adaptive Learning。Adaptive，在
工程领域常也译为“自适应”，其词根是adapt，即“
改编、适配”的意思。在学习过程中，个体具有各种各
样的差异性，不仅表现在个人的能力、背景、学习风格、
学习目标等具有差异性，另外即使是个体本身，在学习
过程中，知识状态变化也在不断变化。
适应性学习支持系统（adaptive learning system），
是指针对个体学习过程中的差异性（因人、因时）而提
供适合个体特征的学习支持的学习系统。
适应性学习支持系统本质上是一种个别化的学习支持系
统，它能够提供一个适应用户个性化特征的用户视图，
这种个性化的学习视图不仅包括个性化的资源而且包括
个性化的学习过程和策略.
2. 目前基于Web的教学系统的基本组成
基于基于WebWeb的教学系统（或支撑平台）一般都包含了下面四类功能模块的教学系统（或支撑平台）一般都包含了下面四类功能模块
（（BrusilovskyBrusilovsky，，20012001）：）：
11．内容呈现模块．内容呈现模块
呈现教学内容，是教学系统的核心部分；
22．行为部件模块．行为部件模块
包括需要学生通过“做”的方式来完成的学习任务，通常包括练习、
测试、模拟、实验等；
33．通讯部件模块．通讯部件模块
包括支持学生与学生、学生与教师之间进行交流与沟通的通信工具、
协作学习工具等。
44．管理部件模块．管理部件模块
是指支持教学管理活动的功能模块，主要包括学生注册、收费等活
动。
现有网络教学系统的不足
目前主流的Web的学习支持系统对学生的学习支持
还只是对Internet 技术标准的简单运用但存在不足：
网络环境下，是可以提供大量、丰富的教学资源。但梅
里尔（2001）明确地指出“资源”不是教学，有效的教
学环境涉及：指导学生开展合适的学习活动，引导学生
学习合适的内容；帮助学生复述、编码和处理信息；监
督学生的绩效；对学生的学习活动和练习给予适当的反
馈。
网络教学中的突出问题是缺乏学习支持、指导和交互性，
以及学习材料常常是僵化的、不能完全满足使用者的不
同需要，对学生真正在做什么、想什么缺乏考虑，不能
随时调整教学策略和手段（Beverly Abbey，2003）。
因而，学生在学习过程中容易出现注意力不集中、目标
偏移、认知负载加重、孤独和无助感等问题，导致学习
兴趣的减退和学习效率的降低。
3. 基于Web的智能适应性教学系统的
技术分类
基于基于WebWeb的智能适应性教学系统中的技术分为三类的智能适应性教学系统中的技术分为三类
（（BrusilovskyBrusilovsky，，19991999）：）：
（1）ITS 技术在Web-based 教育系统中的运用：课程序列化
（Curriculum seguencing），问题求解（ Problem solving
support technologies）；
（2）适应性超媒体技术在web-based教育系统中的运用：适应性呈
现（adaptive presentation）和适应性导航支持（adaptive
navigation support）；
（3）Web环境所引发的一些新的技术（Web-inspired
technologies）在教学系统中的运用，例如，学生模型匹配技术
（student model matching），这种技术其实质是在网络环境下，
许多人同时参与学习，系统可以分析同时在线的用户的状态，从而
能够实现适应性对等帮助和智能的课程监控。
4. 适应性学习研究的主要内容
由于个体的差异性是多方面的，因此适应
的功能特征也是多种多样的，适应性学习系统的
研究和开发，主要研究：
如何为学生提供：适应性导航支持；适应性内容
呈现；适应性测试：适应性帮助。
学习支持系统的结构模型；
领域知识库的构造方法；
用户模型的表示和用户建模方法。
用户1
视图
用户3
视图
用户2
视图
教学系统的资源、过程、策略
等
适应引擎用户特征
一个适应性学习系统的案例
系统模型系统模型：：
用户接口
发布引擎
知识库 用户模型
适应性内容呈现
适应性导航
适应性测试
适应性帮助
推理技术：确定与不
确定性推理
测量技术
学习技术规范：体系架构、LOM, 学习设计规范、学习者模
型规范、CMI、简单序列化规范、练习与测试互操作规范等。
机器学习
知识工程
学习理论
教学设计理论
一个适应性学习研究架构一个适应性学习研究架构
（二）计算机支持的协同学习研究
（CSCL）
. CSCLCSCL的含义的含义
. 2. CSCL2. CSCL学习理论基础学习理论基础
. 3. CSCL3. CSCL研究的内容研究的内容
1. CSCL的含义
计算机支持的协同学习（Computer Support
for Collaborative Learning，CSCL）是由计
算机支持的协同工作（Computer-Supported
Collaborative Work, CSCW）与协同学习
(Collaborative Learning ，CL)的理论与方法
相结合的产物。
CSCL是集计算机技术，信息技术，教育学，心
理学，社会学等为一体，在CSCL平台的支持下，
学生们可突破地域和时间上的限制，进行同伴互
教、小组讨论、小组练习、小组课题等合作性学
习活动，从而使学生们获得的知识紧密地结合起
来，使处于不同年龄、时间、地点的人们开展协
作学习成为可能。
CSCL的最终目的是学生对新知识的获取。当前，
由于科学技术飞速发展，交叉学科不断涌现，
CSCL的支持平台正好为跨学科、跨领域的学习
提供了条件。但是，不同地点、不同文化背景的
参与者在协同学习时，可能对同一问题具有不同
的看法和理解，这对要求学习效果收敛的场合并
不适合。为了解决此问题，本文提出了用本体来
解决异构环境下的知识获取问题，并给出了相应
的策略。
2. CSCL学习理论基础
CSCL主要用来支持协作学习，因此它的研究必需在一定
的协作学习理论的指导下进行.包括:有许多学习理论可以
被CSCL借鉴，包括行为主义学习理论、认知主义学习理
论、人本主义学习理论、社会文化理论, 建构主义学习理
论,自规范学习(技能,愿望及执行控制),导向认知(suited
cognition),认知学习,基于问题的学习,认知灵活性理论,
分布式认知.所有这些理论都是基于一个假设:个体是活跃
的因素,他们在一个有意义的上下文环境中主动地寻找与
构建知识.计算机支持的系统是认知的工具,通过相关的技
术将个体组合成以形成智慧的联合,共享学习成果,解决人
类活动记忆容量的限制(7+-2规则),CSCL可以作为一个
构件工具提供资源并且提高个体的认知能力.
3. CSCL研究的内容
协同学习环境下的教学设计研究；
学习系统支撑技术研究；
协同学习中协作的分析和评估研究。
在这些研究中，需要充分利用了信息技术在
相关领域的研究成果，如：Web技术、协同技
术、人工智能、知识库和数据库技术等.
⑶ CSCW⑶ CSCW（计算机支持的协同工作）：（计算机支持的协同工作）：
多个参与者通过用户界面，如因特网浏览器
访问到协同层的对象层，通过活动层完成各自的
活动，如果没有本体模型的翻译会认为对方的活
动是未知的而导致协同工作失败。
（三）教育知识管理技术及其应用研究
. 教育知识管理的意义教育知识管理的意义
. 2. 2. 教育知识管理的策略教育知识管理的策略
. 知识管理技术分类知识管理技术分类
. 4. 4. 教育知识管理系统构建教育知识管理系统构建
1. 教育知识管理的意义
教育知识管理就是运用技术工具对知识进行搜集、教育知识管理就是运用技术工具对知识进行搜集、
加工、组织、传播、共享、利用和创造，以增进加工、组织、传播、共享、利用和创造，以增进
教育效能的过程。教育效能的过程。
教育知识管理是一种以知识为基础的体系、集人教育知识管理是一种以知识为基础的体系、集人
工智能、软件工程、组织流程改进、人力资源管工智能、软件工程、组织流程改进、人力资源管
理与组织行为概念之综合体。理与组织行为概念之综合体。
教育知识管理要有效地促进显性知识与隐性知识教育知识管理要有效地促进显性知识与隐性知识
之间的相互转化，特别是促进内隐知识的外显化。之间的相互转化，特别是促进内隐知识的外显化。
2. 教育知识管理的策略
分类编码策略（分类编码策略（Codification StrategyCodification Strategy））
个人化策略（个人化策略（Personalization StrategyPersonalization Strategy））
分类编码策略（Codification StrategyCodification Strategy）
分类编码策略的特征是知识的数字化、标准化与分类编码策略的特征是知识的数字化、标准化与
系统化。系统化。
分类编码策略的核心是计算机，将知识经过精心分类编码策略的核心是计算机，将知识经过精心
编码储存在数据库中，促使教育组织中的教师与编码储存在数据库中，促使教育组织中的教师与
学生能够方便的获取并利用这些知识。学生能够方便的获取并利用这些知识。
个人化策略（Personalization StrategyPersonalization Strategy）
个人化策略的主要特征通过计算机进行交互个人化策略的主要特征通过计算机进行交互
性和整合。性和整合。
个人化策略强调，知识与发展知识的人密不个人化策略强调，知识与发展知识的人密不
可分，知识主要通过教育组织内成员间的接可分，知识主要通过教育组织内成员间的接
触与交流实现共享，在这种教育组织中，计触与交流实现共享，在这种教育组织中，计
算机的主要作用是帮助人们交流，而不仅仅算机的主要作用是帮助人们交流，而不仅仅
是储存知识。是储存知识。
3. 知识管理技术分类
（（11）知识管理技术图式）知识管理技术图式
（（22）知识管理技术的过程分类法）知识管理技术的过程分类法
（（33）知识特征矩阵分类法）知识特征矩阵分类法
（（44）层次分类法）层次分类法
（（55）技术成熟度分类法）技术成熟度分类法
（（66）知识转化技术）知识转化技术
（1）知识管理技术图式
（2）知识管理技术的过程分类法
CompaqCompaq的知识管理技术分类的知识管理技术分类
（来源：（来源：Patti AnklamPatti Anklam））
（（33）知识管理技术的知识特征矩阵分类法）知识管理技术的知识特征矩阵分类法
（来源：（来源：Hahn & SubrimaniHahn & Subrimani））
（（44）知识管理技术的层次分类法）知识管理技术的层次分类法
（来源：（来源：Verna AlleeVerna Allee））
（（55）知识管理的技术的成熟度矩阵）知识管理的技术的成熟度矩阵
（来源：（来源：GartnerGartner公司）公司）
知识管理应用的成熟度矩阵知识管理应用的成熟度矩阵
（来源：（来源：EDS Government ConsultingEDS Government Consulting））
（（66）知识转化技术）知识转化技术
隐性知识到隐性知识（社会化）的转化的技术：隐性知识到隐性知识（社会化）的转化的技术：
主要有群件技术、讨论组BBS、电子社区、电子
邮件、即时消息、P2P应用、专家定位系统。
隐性知识到显性知识（外在化）的转化的技术：隐性知识到显性知识（外在化）的转化的技术：
主要有搜索引擎和全文检索、商业智能BI、自助
服务、文档工作流、内外网站的内容管理、数据
挖掘和知识发现。
4. 教育知识管理系统构建
教育系统中的资源
头脑中的知识
交流过程中的知识
知识行为与情境
知识的生成
及来源
知识的嵌入
及转换
知识的编辑
确认与开发
知识库
知识挖掘
Internet/
Intranet
知识图呈现
多路径搜索
基于知识的学习
评价系统
…
…
知识的编辑
及转换
知识的发
布
知识的应
用
知识的发现及开发
信息反馈
典型的知识管理系统：IBM Lotus
IBM LotusIBM Lotus 知识管理系统的总体框架知识管理系统的总体框架
IBM Lotus知识管理产品
IBM Lotus Domino 6 IBM Lotus Domino 6 ，，知识管理的基础设施。知识管理的基础设施。
Sametime Sametime ，，即时交流工具，提供共享白板，共即时交流工具，提供共享白板，共
享应用和在线文档等。享应用和在线文档等。
Lotus Workflow Lotus Workflow ，，工作流的建立与维护系统。工作流的建立与维护系统。
通过图形界面上的鼠标点击和拖动对象，然后把通过图形界面上的鼠标点击和拖动对象，然后把
流程应用到任何的流程应用到任何的NotesNotes应用中，就可以建立工应用中，就可以建立工
作流应用。作流应用。
，，档案管理。将所有的信息按照一档案管理。将所有的信息按照一
定的规范储存起来，以便于快捷方便的查找使用。定的规范储存起来，以便于快捷方便的查找使用。
Discovery ServerDiscovery Server，，知识搜索和发现服务器。能知识搜索和发现服务器。能
对各种类型信息资源进行分类，建立知识地图对各种类型信息资源进行分类，建立知识地图
K-Map K-Map，便于浏览查找知识。用户可以发现人、，便于浏览查找知识。用户可以发现人、
场所和事件以及他们之间的关系。场所和事件以及他们之间的关系。
QuickPlace QuickPlace ，，即时共享工作空间。在这个空间里即时共享工作空间。在这个空间里
安全地通信、共享、管理和组织信息和文档，制安全地通信、共享、管理和组织信息和文档，制
定各种项目或活动的日程安排。定各种项目或活动的日程安排。
LearningSpace LearningSpace ，，远程教学平台。提供了在线的远程教学平台。提供了在线的
学习环境，能够支持自学、非同步协作学习和学习环境，能够支持自学、非同步协作学习和““
虚拟教室虚拟教室””的同步交互学习。的同步交互学习。
WebSphere Portal ServerWebSphere Portal Server，，IBMIBM公司的门户产品，公司的门户产品，
与其继承以创建知识门户。与其继承以创建知识门户。
（四）智能代理（Agent）技术
及其应用研究
1. 1. 智能代理的性质智能代理的性质
2. 2. 构成代理的基本要素构成代理的基本要素
3. 3. 智能代理的基本结构智能代理的基本结构
4. 4. 智能代理在教育中的应用智能代理在教育中的应用
1. 智能代理的性质
智能代理是一个程序，它可以按照用户提供的参
数，搜集用户感兴趣的信息，然后定时为用户提
供相关服务。它不需要人的即时干预，可以定时
完成所需功能。
代理可以看作是利用传感器感知环境，并使用效
应器作用于环境的任何实体。（见 Andreas
Geyer-Schulz，《智能代理》）
智能代理的性质
Agent是一个具有自主性、社会能力、反应性和
能动性等性质的基于硬件或（更经常的）基于软
件的计算机系统。（Wooldridge，Jennings）
Agent为了达到一定的目标，有着自成规律地执
行任务的工作模式。
代理可以写为：代理＝体系结构+程序。
2. 构成代理的基本要素
构成代理的四个要素：感知、行为、目标和环境。他们
的关系如图所示：
一个“代理”必须有足够的知识并且有学习能力。
代理与环境的关系
智能代理基本结构
3. 智能代理的基本结构
⑴⑴适配器模块适配器模块
适配器就是代理的眼睛、耳朵和手。智能代理从外
界接受信息，依靠一定的智能对事件作出反应。
在智能代理结构中，软件适配器对外界的接口与代
理交流信息，并为智能代理启动执行传感器和效应器。
有两类适配器：
①面向应用的适配器
在含代理的某个特定应用的范围内检测事件、产生
动作。这些适配器是含代理的应用程序的一部分。
②系统适配器
提供与其它资源的连接，如文件服务、定时服务、
电话服务、用户界面等。
尽管智能代理资源管理器已经包括许多适配器，但
任何人（包括应用开发人员）都可以利用适配器基本类
型为智能代理开发新的适配器。
⑵⑵引擎模块引擎模块
引擎是智能代理的"大脑"，引擎的种类有很多。
推论引擎。当出现某事件时，推论引擎就操纵规则集，
执行复杂的符号推理，以决定对事件做何反应，触发什
么动作。
执行引擎。事件发生时，执行引擎就执行一个预定义程
序（响应）。（预定义程序可以是脚本或Java程序。）
执行引擎只是智能代理内的一个中介，它的工作是，使
用虚拟机系统支持Java，或者调用脚本语言解释系统。
反射引擎的作用是检测事件，并反应出代理现有的"知识
"的状态。
代理要依靠多引擎的协同服务。
引擎也是一个对象。任何特定的引擎都来源于引擎
基类。用户也可以根据需要利用引擎基类开发新引擎，
并加入到智能代理中。
⑶⑶知识模块知识模块
引擎要依靠知识表达才能工作。
推论引擎的知识是这个代理的规则集，它含有参数
编码和代理表述的用户意图。
执行引擎的知识是包含了引擎的目标与行为的脚本
和程序编码。
其它形式的知识（如用户最近访问过的网址、浏览
索引等）可由反射引擎来维护，也可以放入代理的知识
子模块中。
⑷⑷库模块库模块
为了便于同类引擎之间共享知识，知识以某种标准
格式存储在库里。例如，想在不同的推论引擎间共享规
则集，就把规则集以知识交换格式（KIF）存储在库中。
每个引擎都有转换器可以使知识在库KIF标准格式和自身
的优化格式之间转换。
代理的库模块提供一定的安全措施防止对知识库非
法的访问与修改。
⑸⑸视图模块视图模块
视图子模块通常有一个图形用户界面（GUI），使
用户更易浏览和编辑其它类型的知识。
智能代理的工作过程
当代理启动，与之相关的适配器就开始工作。它们
的工作方式有两种：
被动地等待代理感兴趣的事件；
主动调查环境中是否有代理感兴趣的事件。
在任一种情况下，一旦事件被检测到，适配器就调
用智能代理资源管理器以启动相应的引擎。作为对事件
的响应，引擎请求适配器（由事件直接引发的适配器，
或与代理相关的其它适配器）完成一定的功能。
如果请求的动作失败或不能完成（例如，引擎请求
页面适配器分页，而操作失败了），执行请求动作的适
配器就通知引擎产生了一个失败的事件。引擎用处理其
它事件相同的方式处理这个事件。如，一个基于规则的
推论引擎查看其规则集，看是否有任何规则（或规则组
合）指出失败后应该执行的动作。
4. 智能代理在教育中的应用
在远程教育系统中，利用智能代理作为虚拟的教
师、虚拟的学习伙伴、虚拟的实验室设备、虚拟
的图书馆管理员等，可以增加教学内容的趣味性
和人性化色彩，改善教学效果。
在单机系统中各种软件的"帮助"也可以设计成一
个人性化的角色，以比较生动的方式引导用户使
用。
（五）本体论及其应用研究
. OntologyOntology的意义的意义
. 基于基于IEEEIEEE标准的标准的OntologyOntology方法方法
. 3. Ontology3. Ontology应用领域应用领域
. 4. Ontology4. Ontology的教育应用研究的教育应用研究
1. Ontology的意义
本体论（ Ontology ）原是一个哲学上的概念，用于描
述事物的本质。在近20年来，本体论已被计算机领域所
采用，用于知识工程中的知识表达、知识共享及知识重
用。
Ontology作为一种概念化的说明，采用框架系统对客观
存在的概念和关系的描述。它是通用意义上的“概念定
义集”，是关于“种类”(kind)和“关系”的词汇表。
这种词汇表，从知识共享的角度来说，是在各种事务代
理人之间交换意见时所用到的共同语言。
是本体论（ontology），“本体论”原指哲学中研究世
界的本原或本性的问题的部分，计算机领域中是指定义
元数据及相互关系的“规范”或“信息集合”。
事实上，并不是任何词语都可以拿来做“元数据”的，
“元数据”是专指那些为实现共享目的、并具有“语义
”特性的词语，因此，需要有一个规范，在学术界就沿
用“本体论”或“知识本体论”。
一般Web上的ontology包括分类和一套推理规则。
2. 基于IEEE标准的
Ontology方法
由于本体工程到目前为止仍处于相对不成熟
的阶段，每一个工程拥有自己独立的方法。通常
参照IEEE1074-1995标准（软件开发生命周期
法）建立不同的工程方法。
IEEE 1074-1995标准的内容：
①建立软件生命周期模型：确定开发步骤及各步骤
执行的先后次序；
②工程管理阶段：系统规划，控制，质量管理等；
③软件开发阶段：
开发前期：环境研究，可行性研究；
开发阶段：需求分析，设计，执行；
开发后期：安装，操作，支持，维护；
④ontology集成的阶段：评价，文档，配置管理，
训练；
基于IEEE标准的一种本体分析方法
⑴ 确定本体应用的目的和范围：根据所研究的领域或任务，建立相
应的领域本体或过程本体，领域越大，所建本体越大，因此需限制
研究的范围；
⑵ 本体分析：定义本体所有术语的意义及其之间的关系，该步骤需
领域专家的参与，对该领域越了解，所建本体就越完善；
⑶ 本体表示：一般用语义模型表示本体。
⑷ 本体评价：建立本体的评价标准是清晰性、一致性、完善性、可
扩展性。清晰性就是本体中的术语应被无歧义的定义；一致性指的
是术语之间关系逻辑上应一致；完整性，本体中的概念及关系应是
完整的，应包括该领域内所有概念，但很难达到，需不断完善；可
扩展性，本体应用能够扩展，在该领域不断发展时能加入新的概念。
⑸ 本体的建立：对所有本体按以上标准进行检验，符合要求的以文
件的形式存放，否则转⑵。
3. Ontology应用领域
Ontology可应用于许多领域，如电子工程、化
学、远程教育、电子商务等。
⑴ ⑴ 多多agentagent系统的自动设计系统的自动设计
为了保持代理的独立性，我们坚持代理不和
其他代理发生直接的数据交换和共享，那么多代理
系统能有效地完成一项复杂任务，需要一组中介代
理，ontology专门负责沟通代理和环境之间的信
息交流。
⑵ ⑵ 电子商务电子商务B2BB2B：：
不同的企业使用的开发平台和软件系统不一
定完全相同，那么B2B的通信需要通信的中介，即
使在虚拟企业网络模型中，可以充当此工作
⑷ ⑷ 数据挖掘：数据挖掘：
由于本体有高层次的抽象概念组成，基于本体的数
据挖掘可在高层次进行，产生高层次或多层次的
规则，甚至在具有语义意义的规则上产生挖掘结
果。
4. Ontology的教育应用研究
ontology 是对领域知识概念的抽象和描述，目的是为了
软件共享、重用。
（1）可以用ontology来描述远程用户的生存、活动的环境，
（2）在分布系统中，把ontology充当中介 的作用，负责沟
通agent和环境之间的信息交流。
（3）针对教学系统进行设计的常用词汇表和框架，在恰当的
抽象层次上给智能教育的任务加以形式化。使学习者访问教
学系统发现自己的问题和不足，系统不断调整适合学习者的
学习方法，即学习者和系统的角色以及智能教学过程的任务
能根据实际而变化。设计Ontology，充分利用现有的教学
资源使远程教育得到应有的发展。
Ontology的研究方向
ontology已成为一个活跃的研究前沿。今后的
工作会沿着研究和应用几个方面深入研究：
（1）建立评价ontology的标准；
（2）ontology方法学的问题；
（3）如何集成ontology；
（4）研究使远程设计具有一致性的设计工具的研
究等；
（5）不断扩大应用领域，如何更好地引用先验知
识，促进知识获取的智能化发展。
（六）对CBE研究有较大影响的
几种教学理论
1. 1. 加涅的九段教学论加涅的九段教学论
2. 2. 维果茨基的维果茨基的““邻近发展区理论邻近发展区理论””
. MerrillMerrill关于学习环境的教学设计基本原理关于学习环境的教学设计基本原理
. Boud&ProsserBoud&Prosser关于高质量学习环境的关于高质量学习环境的44条原则条原则
. 5. 5. 活动理论活动理论
1. 加涅的九段教学论
加涅认为，学习是一种内部过程，但受外部刺激或事件
的影响。
外部事件可以用激发、维持、促进或增强学习内在过程
的种种方式加以计划和执行，这就称之为教学。
加涅把那些能够明显改变学习进程的外部事件与学习过
程的相互作用划分为教学的连续阶段。据此，加涅结合
信息加工的逻辑列出了九大教学事件，并将其与相应的
内部学习过程对应起来，如表：
教学事件教学事件 学习过程学习过程
引起注意 注意、警觉
告知学习者目标、激发动机 形成预期
刺激回忆先前知识 提取到工作记忆
呈现刺激材料 选择性知觉
提供学习指导 编码：进入长时记忆存储
引出行为 反应
提供反馈 强化
评价行为
促进保持和迁移 提示提取
加涅关于教学事件与内部学习过程对应表加涅关于教学事件与内部学习过程对应表
2. 维果茨基的“邻近发展区理论”
维果茨基的“邻近发展区”理论的基本观点是：在确定
发展与教学的可能关系时，要使教育对学生的发展起主
导和促进作用，就必须确定学生发展的两种水平。一是
他已经达到的发展水平，表现为学生能够独立解决问题
的智力水平；二是他可能达到的发展水平，这可能达到
的发展水平便构成了知识形成的临近发展区，教学在临
近发展区的内容进行，就能达到最好的效果。“教学应
当走在发展的前面”。对教育过程而言，重要的不是着
眼于学生现在已经完成的发展过程，而是关注他那些正
处于形成的状态或正在发展的过程。
3. Merrill关于学习环境的
教学设计基本原理
通过对各种教学理论的总结和分析，梅瑞尔（Merrill，
2001）提出了有效学习环境的五条教学设计基本原则，
如图所示：
问题
Problem
激发（Activation）
演示(Demonstration)应用(Application)
集成(Integration)
11．问题．问题
学习应当以问题为中心，当学生从事于解决真实的问题时，有
利于促进学习，因此，在教学过程中，应当：
（1）呈现问题或任务，作为学生学习的目标；
（2）重视解决问题，而不仅仅是了解和认识；
（3）设计一系列彼此相关且循序递进的问题。
22．激发．激发
在学习过程中，应当激活原有的知识作为新知识的基础，因此
在教学过程中，应当：
（1）引导学生回忆、关联、描述、应用与作为新知识基础的已有经
验或知识；
（2）提供相关的经验；
（3）提供机会，使学生演示原有的知识或技能；
（4）激发、修改、调整原有的心智模式以容纳新的知识。
MerrillMerrill关于学习环境的关于学习环境的
教学设计基本原理教学设计基本原理
33．演示．演示
将新的知识演示、呈现给学习者，应当：
（1）演示教学范例而不仅仅是告诉学习者；
（2）演示应当与学习目标一致；
（3）在演示过程中，提供相关的指导信息，引导学生注意相关信息；
（4）知识的多种表示的比较有利于促进学习。
44．应用．应用
新知识应当得到应用，练习要与学习目标一致，对练习应当提
供辅导和反馈。
55．集成．集成
集成是指将新知识融入到原有的学生的知识框架上，并促使对
于新知识的迁移，应用于日常生活中。下面的措施有利于知识的集
成与迁移：
（1）提供机会让学生公开演示其新知识或技能；
（2）促使学生反思、讨论、巩固其新知识；
（3）进行探索、发明、和创作，用个性化的方式应用其新知识。
4. Boud&Prosser关于高质量学习环
境的4条原则
Boud&Prosser提出了关于高质量学习环境设计的
四条原则(Boud, D., & Prosser, M. 2001)：
（1）使学习者积极投入到学习环境中；
（2）结合问题情境（context）；
（3）对学习者具有挑战性；
（4）提供练习与实践。
5. 活动理论
活动理论是“一个研究不同形式人类活动的哲学和跨学
科的理论框架”（Kuutti，1996）。它认为有意识的学
习和活动（表现）完全是相互作用和相互依靠的。活动
不能在没有意识的情况下发生，意识也不能生于活动境
脉之外。活动理论最核心的内容就是对活动系统地分析。
活动理论认为：人类的活动系统包含着主体、工具、客
体、分工、共同体和规则六个互动要素，以及由这六个
要素组成的四个子系统。
共同体共同体 分工分工规则规则
工具工具
主体主体 客体客体 结果结果
生生 产产
消消 耗耗
分分 配配交交 流流
人类活动系统结构
活动理论的六个要素
（（11）主体：）主体：活动中的个人或小组，是活动的执行者。
（（22）工具：）工具：主体作用于客体的手段，可以是设计过程中采
用的设计模型和设计方法，也可以是转换过程中使用的
任何具体的或抽象的事物。
（（33）客体：）客体：系统生产出来的产品，这种产品可以是物质上
的、精神上的、或符号上的。
（（44）分工：）分工：指共同体内合作成员横向的任务分配，也指纵
向的权利和地位分配。
（（55）共同体：）共同体：活动中相互依靠的集体，共同参与客体的生
产。
（（66）规则：）规则：对活动进行约束的明确规定、法律、政策和惯
例，以及潜在的社会规范，标准和共同体成员之间的约
定关系。
活动理论的四个子系统
（（11）生产子系统（上面的三角形）：）生产子系统（上面的三角形）：包括主体与客体及其之间的互动
与关系，和作为中介的工具和符号，其目标是把系统的客体转换成
结果，达到系统的意图，所以这个系统通常被认为是最重要的子系
统。
（（22）消耗子系统（中间的倒立三角形）：）消耗子系统（中间的倒立三角形）：由主体、客体和共同体三个
要素组成，这个子系统描述了主体和周围的共同体怎样合作作用于
客体。虽然活动系统的目标是对一个客体进行转化，生产活动同样
让主体和所在共同体消耗能量和资源。
（（33）交流子系统（左下角的三角形）：）交流子系统（左下角的三角形）：由主体、规则和共同体三个要
素组成，这个子系统描述在活动过程中，主体如何在个人、社会和
文化的规则内与共同体进行交流。
（（44）分配子系统（右下角的三角形）：）分配子系统（右下角的三角形）：由客体、分工和共同体三个要
素组成，这个子系统描述了通过确定劳动分工把活动客体与共同体
联系起来。
