融合模式：从教育内容收敛到个性化专业培训轨迹的智能学习环境的开发与实施

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电信和信息学报告（）

融合教育模式在智能学习环境

 

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

俄罗斯奔萨国立大学多媒体技术和在线学习中心教育资源规划和管理系副主任



俄罗斯奔萨国立大学技术科学博士、

CAD

系教授

     





关键词：

融合

模

式实施

教育资源智能学习环境

    

本文提出了一种科学和实用的方法来开发和实施融合学习的概念，在建立一个开放的教育平台，以管理培训专

家的过程中的框架。提出的融合教育概念是基于智能学习环境中的教育计划、学习内容、能力矩阵、培训专家

的方法和技术以及个性化学习轨迹的整合。实施该模式和趋同方法，关键是利用信息和教育环境，在区域劳动

力市场分析的基础上支持趋同学习的机制，实施教育项目和资源，协调和同步其生命周期模型，自适应定制和

个性化的专家培训计划。本文将教育项目和雇主职位空缺的收敛模型发展为一个加权图，以说明教育项目的能

力要求向量和求职之间的关系。为了分离收敛模型组件并评估其收敛程度，基于方法的图聚类算法已经

开发。本文提出了一种以电子学习资源的主题集和部分集为顶点的模糊加权图的教学内容收敛模型的综合方

法。搜索和提取收敛教育内容部分已经通过用于提取模糊同构子图并评估其收敛程度的算法来实现。研究结果

用于综合信息和教育环境与智能机制，以支持基于劳动力市场需求分析的学习过程，实现教育内容和培训计

划，以及自适应定制和个性化的专业培训轨迹。教育环境的架构包括一套软件和工具，用于管理大学信息空间

的组件，支持移动，云和混合学习技术。

介绍

在人类生活的各个领域数字化和智能化的背景下，电子，移动，

云，沉浸和混合学习的技术进步已经成为教育发展的趋势教育过程现

代化的新途径备受关注，而融合教育的理念和模式就是其中之一。

影响教育现代化和发展的若干因素如下：



提供在线信息和教育资源，

 面向主题的开放式网络人与社区信息交互，



通讯作者。

电子邮件地址：

（ ）。



 学习和交流过程中的用户分布和匿名性，

 在学习过程中就教育方案提供任何咨询，

 聘请专家执行教育任务（实验室和实践任务，课程项目，论文

等）的可能性，



在线学习、测试和学员认证的潜力，

 将教育过程的视角从对真实物理对象和系统的实验性学习转变为

通过虚拟和增强现实体验的学习，

 将学习的重点从通过语言刺激（书面材料）对信息的感知和表达

转移到通过非语言刺激（图形和动画可视化）对信息的感知，

接收日期：年月日接收日期：年月日接受日期：年月日

 作者。由  发布。这是一个 许可证下的开放获取文章

（）

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 在信息和教育环境中，从基于纸张的学习向电子学习资源过渡，



在任何专业培训中使用信息和电信技术，

 通过计算机化实现教育过程的智能化移动和计算机建模技术的使

用教育材料呈现的虚拟、扩展和超文本超媒体格式等。

信息和电信技术（数字化）在全球范围内渗透到生活的各个领

域，远程和开放教育方法的引入，以及信息和教育资源（）的网

络访问，都需要任何专家学习计算机数字化带来的教育变革已经成为

教育数字化转型的系统形成因素。数字化主要涉及教育服务的提

供电子学习资源（）的合成信息和教育环境的创建远程学习和

认证技术的使用教育机构中教育、组织和管理活动的自动化师生互

动技术确保教育过程科目的信息安全等。

这是由于科学和技术的数字化转型的过程

现代社会的知识进步和对知识职业的需求日益增长，需要引入和阐述基

于交叉和相互影响的融合教育模式教育科学和数字技术。因此，教育

环境中的融合过程是由于教育和人类生活其他领域的数字化，同时考虑

到上述因素的影响。因此，发展教育融合方法的方法论和教学基础是基

于数字化和信息化方面的现代教育模式的实施。

如今，从我们的角度来看，开发工具以实施融合教育概念的实际方

面应该走到前列。

融合教育模式涉及三个主要过程的实施：

 根据现代劳动力市场的要求，实现教育计划和资源的现代化，

 协调和同步不同领域培训专家的教育方案和资源的过程，

 使培训方法和手段适应国家标准和雇主不断变化的要求，以及根

据企业的具体要求使专业人员的培训和再培训轨迹个性化的过

程。

融合教育模式基于教育计划和能力矩阵、电子教育资源、用于培训

专家的方法和技术、个性化学习轨迹的融合（收敛）。只有在知识教育

环境中，才有可能在融合过程的支持下实施该模型，该环境的工具旨在

同步教育组件的生命周期，使其适应并与不断变化的专业和教育标准以

及区域劳动力市场中的雇主的要求相协调。在这样的环境中，人工智能

技术是一种在融合模型中对教育过程进行自适应管理的机制。环境的智

能组件支持管理教育计划和资源的生命周期的过程，以适应区域劳动力

市场的要求以及现代数字和创新经济的条件。

在人类生活的各个领域引入人工智能技术是社会发展的现代趋势

因此，我们认为，

新一代的教育系统也不能不使用这些技术，，。教育环境中的智

能组件用于各种目的，例如，组织和支持开放和无处不在的学习技术，

与互联网上的电子教育内容（）一起工作，其中包括各种各样的可

用电子学习资源（），用于在学生的训练水平和个人学习轨迹的选

择上自适应定制教育程序，用于管理教育过程等。

在我们的项目中，智力成分主要用于实施一种机制，对区域劳动力

市场中需求专家的培训过程进行主动管理。主动管理的主要任务是收

集、整合和智能分析雇主对专家的要求，预测其变化趋势并进行预测

中期和长期的适当资格的专家数量，教育计划（）和的必要实

施，其模式的协调和同步。在教育轨迹的适应性定制和个性化过程中的

生命周期。

在中，介绍了在开发奔萨州立大学正在实施

计算生态系统包括用于收集、处理和智能分析大数据的模块化工

具（因特网上的雇主空缺文本），学习过程管理系统，实现和现代

化系统，用于个性化学习轨迹的合成和设置的模块，用于实现、协调和

同步教育计划的系统，用于评估专家培训质量的系统、信息安全管理系

统、云存储和多个辅助子系统。由于水平可扩展性和自治模块的集成，

生态系统的能力各不相同，功能由软件代理提供。的基本组成部分

是：



学习管理系统（）。



管理和发布系统。



学习活动管理系统（）。



一个在因特网上搜索、收集和智力分析雇主对开放资源需求的系统



用于管理和存储教育过程中的参与者的个人信息和云存储中的电子

教育内容的系统以及用于提供安全访问的系统。



辅助模块化工具，用于支持组件的操作。

生态系统组件与大量的数字化教育计划和电子教育资源一起工作，

用于现代化培训计划和教育内容，并实施奔萨国立大学（俄罗斯）的教

育过程。分析雇主需求的工具确保了教育系统对区域经济不断变化的需

求的响应，并代表了加强培训需求专家过程

由于以下因素，智能技术为提高学习过程效率提供了机会



利用移动设备和网络技术，以互动方式广泛获取教育资源



使用云存储进行教育内容托管



监测教育和专业标准的要求，以及区域劳动力市场上雇主对教育方

案、资源和教学方法的适应性配置和实施的可能性



在高级课程中实施个性化学习技术，并考虑到具体雇主的能力要

求，有可能综合教育轨迹

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

利用远程技术和开放式教育资源、咨询和在线测试开发自学技术



使用基于虚拟和增强现实的沉浸式学习技术等。

在研究过程的早期，教育的趋同模型的层次结构包括五个层次，

这取决于应用范围：

 教育和技术水平，使学习技术和教学方法同步

 教育和方法层面，使教育方案与教育和方法内容同步

 在专业层面，协调不同专业的能力模式

 在组织层面，在单一信息空间中同步教育过程管理系统

 社会认知水平，使认知技术和社会技术同步，以激发和激励学生

在开放的教育环境中自主学习

趋同教育研究的理论述评

教育向融合模式的转变源于科学的进步，与信息化、智能化和数

字化技术在生活的各个方面的引入有关，这给教育系统带来了许多机

遇和挑战

 ，介绍了教育数字化转型的积极和消极结果。本文介

绍了数字化转型时期教育发展的价值论观点，并对数字化转型时期教育

信息化的发展方向进行了思考。

和提出了基于数字游戏和移动技术的创新方法，这

些方法被整合到传统教育环境中，在传统教育中的适用性方面既有优点

也有缺点。由于信息革命、课程改革和创新经济的要求，教师和学生之

间的代沟迫使出现新的替代方法。关键的学习因素是学生的阅读和理解

能力，完成任务的容忍度，集中注意力，注意力和动机。具有虚拟和移

动学习需求的新一代学生这是对现行教育制度的挑战，迫使引进新的

有效的教育方法和形式。

一个提供智能和交互式控制的程序设计教学系统，

帐篷、个性化选项、自适应功能和学习分析作为参与学习复杂认知技能

的用户的支持，由等人考虑。。研究表明，学生发现适应性学

习系统在监控进度、促进反应性实践和接收反馈以更好地理解他们的行

动和学习策略方面非常有用。

美国国家科学基金会将融合定义为来自多个领域的知识、技术和专

业知识的深度整合，以形成新的和扩展的框架来应对科学和社会的挑战

和机遇。一些作者指出，所谓的第三次医学革命主要与生命科学、

物理科学、数学和工程学的融合有关。根据和的观

点，从融合的角度来改善人口健康至关重要。作者表明，人口健康的进

步不能依赖于单一部门，需要对教育、社会服务、经济发展、环境、营

养和食品营销、城市设计和健康有科学的理解。成功将取决于各部门之

间有效的伙伴关系。大学和学术健康科学中心必须创造文化、生态系统

和激励措施，将相关部门聚集在一起，并建立整合多学科

提供新的机制来激励大众健康领域的融合研究。

融合研究进展迅速，给教育带来了许多挑战和机遇。根据等人

的研究，美国国家科学基金会、经济合作与发展组织、美国国家科

学院、工程院和医学院等组织了一次全球参与的研讨会，探讨促进教育

趋同的行动。

与国外相比，很少有出版物专门讨论俄罗斯联邦教育环境组成部分

的融合。研究成果多是针对具体的实际问题，收敛的概念多是一般的理

论概念。此外，缺乏一个统一的定义收敛教育的概念强调了研究的相关

性和重要性，在这一领域。

罗伯特认为，影响融合教育发展的因素是现代社会的成就、挑战

和风险。在充分认识现代教育特征的基础上，论证和提出了衔接教育形

成和发展的理论基础、方法基础、科学基础和教育学基础。这些确定了

其中发生的基本变化，这些变化部分地和自发地实施，但没有积极的科

学成果。融合教育的定义是从科学和教育学的角度来证实和制定的。描

述并提出了发展融合教育的方法论、科学和方法论、教学和技术基础，

以及实施融合教育的有前途的基础研究。

总体而言，跨学科被认为是一个方法论基础，

教育中的趋同方法，以及在不同学科交叉点解决的科学和实践问题。跨

学科性是以克服对象主题方法将不同科学分开的障碍的形式来理解

的。融合教育模式被定义为基于自然科学、纳米技术、生物技术、信息

技术和认知科学（）的一般发展模式，将科学知识和技术成果相结

合的复杂学术学科的综合。

在日常生活的许多方面，教育系统的融合日益成为一种必要。普通教

育和职业教育应努力在传统的不同学科之间寻求有效的融合方式。以系

统思想为基础的环境保护协调，模糊了传统上不同学科和专业领域之间

的界限。教育的融合被视为，，整合不同学科以实现培养不同学

科领域专家的创新目标的过程。融合过程在劳动力市场、专业研究和发

展组织以及大学一级都是现实。提出了差异融合的概念，包括在任何教

育环境中实施教育的五种主要融合模式。通过理论和实践标准确定的模

式的特点是：

 多学科性是指同一学科领域内的多个学科之间的融合，形成了一

个学科特有的复合体

 多学科性是相关学科之间相互融合的结果

 交叉学科性是指来自不同领域的多个学科的综合融合，具有两个

或多个学科所特有的类似的复合体使用

 跨学科性源于不同学科和学习方法所特有的复合体的聚合

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 跨学科性是不同学科所特有的复合体在同一教育空间内的聚

合。

在尝试实施基于模型的科学教育趋同方法后，作者强调了其优势，

并挑选出协调模型内不同学科的工具。所提出的系统工具提供了模型的

收敛以及开发协调的和使用教育材料的方法。

教育过程衔接的材料和方法

3.1.

教育中的趋同过程概念

教育的融合过程主要被定义为用于培养各学科领域专家的教育计

划、资源、社会和认知技术的融合。认知技术和社会技术是提高学生

解决实际问题的认知能力的方法体系。

专业和教育标准的统一保证了不同专业的教育方案和教材的统一。

举例来说，不同专业均要求具备资讯、电讯及电脑科技方面的能力。教

育课程的趋同必然导致学科工作计划、评估工具的资金以及教育和方法

论内容的转变。针对不同的专业，增加了共同的部分和主题，使用了相

似的教学方法和学习技术。因此，就教育过程而言，融合方法决定了能

力矩阵、获得的知识、技能和能力的融合程度，同时考虑到实际经济部

门的需要和雇主的要求。

根据国家高等教育学术标准，

研究生课程，学生普遍和一般的专业和专业能力形成。专业能力分为强

制性和推荐性，并根据毕业生的劳动力市场能力，以专业国家标准为基

础。这些要求是在综合专业经验和与雇主或雇主协会协商的基础上综合

而成的。尽管在编队中发生了重大事故，在制定国家教育标准的能力

中，固定标准能力与创新经济的当前市场现实之间存在差距随着新

材料、新技术、新设备等的出现，新的能力要求也在不断发展。

寻找新的雇主需求，并进行选择和分析

新能力的培养应在操作模式上进行，并在专业人才培养的教育计划上进

行全面的现代化和实施。因此，我们认为，国家学术标准应该只规定普

遍和一般的专业能力，而不是专业能力。融合教育模式基于系统搜索和

对区域劳动力市场雇主需求的分析而不是从迅速过时的专业标准中选

择，来概念化专业能力。此外，还应考虑到许多影响所需专业能力的因

素，例如，新技术、新设备、新材料的出现，劳动力职能的变化，新专

业的出现，老企业的现代化改造等，实际上，不断实现区域劳动力市场

的能力要求势在必行。获得实现的能力导致教育计划和资源的实现，以

确定其生命周期。

因此，要发展一个融合的教育模式，需要一套方法来管理能力要

求，教育计划和教育资源的生命周期。这些都是针对

记录和协调融合过程，实现和个性化的专业培训专家和硕士课程。

在教育标准和雇主的能力要求的生命周期内，专家在自己的技能水

平范围内获得的必要知识、技能和能力是趋同的。对多个联邦州教育标

准（）的分析证实了教育计划（）的趋同，因为类似能力的数量

每年都在增长。最近，生命周期雇主能力要求的变化对教育计划在其

生命周期内的融合和实施产生了越来越大的影响。作为融合方法的一部

分，该计划根据雇主能力要求（包括知识和技能）的固定变化而实现。

此外，环境保护的实施还受到以下因素的影响：



新技术、新材料、新设备等的出现，



新兴产业和企业的出现和淘汰，



新的职业和工作的出现以及奇怪的职业和工作的消失，



特定区域行业的专业供过于求或短缺，



根据地区特点，找出现有教育方案的缺点和不足等。

为了获得所需的能力，专家通常必须在自己的相关的不同的专

业中掌握额外的教育课程。例如，治疗师必须掌握远程患者监测的信

息和电信能力。相应地，附加项目应与基础专业同步、协调，并根据

专业培训水平和用人单位的要求进行为了同步和协调这些教育计

划，已经实施了以下方法，（图）。󰪦的人。

3.2.

教育计划与雇主空缺

趋同模型强调了教育机构提供的学习计划与现有雇主对区域劳动力

市场专家的需求之间的关系。为了确定关系和确定培训需求专家的机

会，开发了在线空缺搜索和分析工具，以实现和个性化教育计划。

搜索机器人用于处理求职网站，劳动力交易所，公司和公司，公告板，

工作数据库，社交网络和即时通讯中的相关群体，求职论坛等。为了合

成收敛模型，从职位描述中提取所需能力的信息，并将其转换为关键词

向量模型。向量模型通过一组语义相关的关键词来表示能力。

等人。考虑一种合成矢量模的方法，基于修改后的算

法，计算在预测和优化学习模型期间的采样逻辑损失函数。时间和地

理空间标签用于设置地理位置，用于在矢量表示形成期间选择待分析

的空缺的校准区域和时间范围。所选地理区域与区域抢手专家的能力分

布有关，并允许确定满足雇主要求的区域教育机构的教育计划，或确认

其缺乏。考虑到区域劳动力市场对专家的预测需求，时间框架分析对于

评估在选定区域创建新的

所开发的方法和工具用于从区域教育机构的网站上发布的教育计划

中提取关于计算机的数据。现成的能力在

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