本书主要围绕适应性在线学习主题，系统深入地阐释当前的研究进展及作者研究团队所做的相关创新性研究工作，为从事适应性在线学习研究、教学和学习的相关人员提供支持。本书共七章，旨在系统介绍一种能够表征学习者知识结构和认知状态的适应性在线学习者模型――学习认知地图，及其在教育教学中的应用。第1章介绍适应性在线学习，涉及在线学习的发展方向、适应性学习的发展历程以及适应性学习框架；第2章介绍相关核心概念及其研究进展，涉及知识图谱、知识地图、概念图以及认知地图；第3章介绍学习者认知画像建模，涉及典型学习者模型、开放学习者模型、学习认知地图模型；第4章介绍适应性在线学习支撑系统，涉及学科知识图谱的构建、学习交互数据的采集、认知状态的评估、关联关系的挖掘、先修关系的挖掘、知识掌握程度的预测；第5章介绍学习认知地图在信息技术课堂教学中的应用，涉及实践问题分析、实验设计、结果分析与讨论；第6章介绍学习认知地图赋能学科核心素养测评，涉及基于认知诊断的核心素养测评框架、基于"智慧学伴”的学科核心素养诊断；第7章介绍学习认知地图支持的适应性在线课程设计，涉及适应性在线课程的信息模型、组织框架及应用实践。

万海鹏，博士，首都师范大学教育学院副教授，硕士生导师，多伦多大学教育研究院访问学者，首都师范大学青年燕京学者培养对象。曾获教育部课程思政示范课程教学名师和教学团队、首都师范大学教学成果一等奖、本科生毕业论文优秀指导教师、本科生专业实习优秀指导教师、优秀共产党员和"五四”青年标兵等荣誉称号。目前主要从事计算机教育应用、适应性学习方面的研究，已发表学术期刊和国际会议论文20余篇，主持国家自然科学基金、北京市社会科学基金、北京市教育科学规划等国家/省部级项目，参与各类国家、省部级等课题10余项。申请国家发明专利5项（已授权3项），参编学术专著6部。

第1 章　适应性在线学习概述
1. 1　适应性是在线学习的发展方向…………………………………………… 1
1. 1. 1　在线学习是学习型社会的重要学习方式…………………………… 1
1. 1. 2　在线学习是助力教育数字化转型的有力抓手……………………… 2
1. 1. 3　适应性、个性化是在线学习的鲜明特色…………………………… 2
1. 2　适应性学习的发展历程…………………………………………………… 3
1. 2. 1　计算机辅助教学……………………………………………………… 3
1. 2. 2　智能导师系统………………………………………………………… 4
1. 2. 3　自适应学习系统……………………………………………………… 6
1. 3　基于学习认知地图的适应性学习框架…………………………………… 8
1. 3. 1　多模态异构数据采集………………………………………………… 9
1. 3. 2　学科知识图谱构建…………………………………………………… 10
1. 3. 3　认知诊断模型设计…………………………………………………… 10
1. 3. 4　学习认知图谱建模…………………………………………………… 11
1. 3. 5　适应性学习支持服务推送…………………………………………… 14
第2 章　核心概念辨析及其研究进展
2. 1　知识图谱内涵及研究进展………………………………………………… 15
2. 1. 1　知识图谱的关键构建技术…………………………………………… 15
2. 1. 2　知识图谱的教育应用………………………………………………… 19
2. 2　知识地图内涵及研究进展………………………………………………… 20
2. 2. 1　知识地图的构建原理与方法………………………………………… 21
2. 2. 2　知识地图的教育应用………………………………………………… 22
2. 3　概念图内涵及研究进展…………………………………………………… 24
2. 3. 1　概念图的构建及评估技术…………………………………………… 24
2. 3. 2　概念图的教育应用…………………………………………………… 28
2. 4　认知地图内涵及研究进展………………………………………………… 30
2. 4. 1　认知地图概念的演进与发展………………………………………… 30
2. 4. 2　认知地图的学科应用………………………………………………… 32
第3 章　学习者认知画像建模
3. 1　典型学习者模型…………………………………………………………… 36
3. 1. 1　铅版模型……………………………………………………………… 37
3. 1. 2　知识覆盖模型………………………………………………………… 37
3. 1. 3　基于约束的学习者模型……………………………………………… 39
3. 1. 4　贝叶斯学习者模型…………………………………………………… 40
3. 2　开放学习者模型…………………………………………………………… 42
3. 2. 1　开放学习者建模框架………………………………………………… 43
3. 2. 2　开放学习者模型研究进展…………………………………………… 45
3. 3　学习认知地图模型………………………………………………………… 54
3. 3. 1　学习认知地图模型核心特征………………………………………… 54
3. 3. 2　学习认知地图模型要素……………………………………………… 56
3. 3. 3　学习认知地图模型各要素之间的关系……………………………… 60
3. 3. 4　学习认知地图的生成框架…………………………………………… 61
第4 章　适应性在线学习支撑系统设计与实现
4. 1　支撑系统的总体逻辑流程与功能模块…………………………………… 84
4. 1. 1　总体逻辑流程………………………………………………………… 84
4. 1. 2　功能模块……………………………………………………………… 85
4. 2　支撑系统的核心技术……………………………………………………… 97
4. 2. 1　学科知识图谱的构建………………………………………………… 97
4. 2. 2　学习交互数据的采集方法…………………………………………… 99
4. 2. 3　认知状态的评估方法……………………………………………… 102
4. 2. 4　关联关系的挖掘算法……………………………………………… 113
4. 2. 5　先修关系的挖掘算法……………………………………………… 115
4. 2. 6　知识掌握程度的预测算法………………………………………… 123
4. 3　支撑系统的开发技术…………………………………………………… 127
4. 3. 1　J2EE ………………………………………………………………… 127
4. 3. 2　语义Web 技术……………………………………………………… 127
4. 3. 3　可视化技术………………………………………………………… 127
第5 章　学习认知地图应用于信息技术课堂教学
5. 1　应用实践整体流程……………………………………………………… 130
5. 2　学习认知地图应用于在线学习实践的过程…………………………… 131
5. 3　应用问题分析……………………………………………………………… 131
5. 4　应用实验设计……………………………………………………………… 132
5. 4. 1　实践对象…………………………………………………………… 132
5. 4. 2　教学目标…………………………………………………………… 132
5. 4. 3　实践方法与过程…………………………………………………… 132
5. 4. 4　预期效果…………………………………………………………… 134
5. 4. 5　学习材料…………………………………………………………… 134
5. 4. 6　测量工具…………………………………………………………… 140
5. 5　结果分析与讨论…………………………………………………………… 142
5. 5. 1　学习态度…………………………………………………………… 142
5. 5. 2　认知负荷…………………………………………………………… 144
5. 5. 3　技术接受度………………………………………………………… 146
5. 5. 4　学习方式满意度…………………………………………………… 147
5. 5. 5　开放性问题分析…………………………………………………… 148
5. 5. 6　学习成效…………………………………………………………… 149
5. 5. 7　学习行为…………………………………………………………… 150
第6 章　学习认知地图赋能学科核心素养测评
6. 1　相关研究回顾……………………………………………………………… 155
6. 1. 1　核心素养…………………………………………………………… 155
6. 1. 2　认知诊断…………………………………………………………… 157
6. 2　基于认知诊断的核心素养测评框架…………………………………… 158
6. 2. 1　学科领域认知模型构建…………………………………………… 158
6. 2. 2　测试项目编制与Q 矩阵确立……………………………………… 159
6. 2. 3　学习反应数据采集………………………………………………… 159
6. 2. 4　认知诊断模型设计………………………………………………… 159
6. 2. 5　认知诊断结果输出………………………………………………… 160
6. 3　基于“智慧学伴” 的学科核心素养诊断……………………………… 160
6. 3. 1　三元融合的学生认知模型构建…………………………………… 160
6. 3. 2　人机协同的试题命制与组卷……………………………………… 162
6. 3. 3　线上线下相融合的数据收集……………………………………… 163
6. 3. 4　基于G-DINA 模型的诊断分析…………………………………… 163
6. 3. 5　学科知识与核心素养的可视化…………………………………… 165
6. 3. 6　个性化学习支持服务的精准推荐………………………………… 167
第7 章　学习认知地图支持的适应性在线课程设计
7. 1　适应性在线课程的信息模型…………………………………………… 169
7. 1. 1　具有进化性、社会性、情境性特征的学习内容………………… 171
7. 1. 2　支持语义聚合与贯一化设计的学习活动………………………… 172
7. 1. 3　分层选择与透明开放的学习评价………………………………… 173
7. 1. 4　形式可定制、过程可防伪的学习认证…………………………… 174
7. 2　适应性在线课程的组织框架…………………………………………… 175
7. 2. 1　课程要素与课程知识、学习情境本体之间的关联构建………… 176
7. 2. 2　全学习过程数据的伴随式采集与学习者建模分析……………… 177
7. 2. 3　差异化学习序列和个性化学习认证生成………………………… 177
7. 3　适应性在线课程的应用实践…………………………………………… 178
7. 3. 1　可协同编辑和标注情境的学习内容……………………………… 178
7. 3. 2　语义关联学科知识的学习活动…………………………………… 179
7. 3. 3　开放分层与结果可视的学习评价………………………………… 180
7. 3. 4　基于社会认知网络和学习认知地图的学习认证………………… 181