智慧學(xué)習(xí)視角下個(gè)性化在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用*

吳洪艷

(華南師范大學(xué) 教育信息技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 510631)

智慧學(xué)習(xí)視角下個(gè)性化在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用*

吳洪艷

(華南師范大學(xué) 教育信息技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 510631)

智慧學(xué)習(xí)是當(dāng)代教育信息化的新發(fā)展，個(gè)性化在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)智慧學(xué)習(xí)的一種有效途徑。從智慧學(xué)習(xí)視角出發(fā)，依托學(xué)習(xí)分析技術(shù)，構(gòu)建云環(huán)境下的個(gè)性化在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)技術(shù)與教學(xué)的深度融合，實(shí)現(xiàn)因材施教。該文在智慧學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)分析技術(shù)等理論與方法基礎(chǔ)上，探討了利用學(xué)習(xí)分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)的思路；進(jìn)而闡述了系統(tǒng)功能架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)及相應(yīng)的技術(shù)方法；構(gòu)建了能分析學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)行為和知識(shí)狀態(tài)，按需推送合適的學(xué)習(xí)資源，并提供適時(shí)的學(xué)習(xí)干預(yù)的個(gè)性化在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)；并以大學(xué)《C語言課程設(shè)計(jì)》為案例，評(píng)估系統(tǒng)效用。

智慧學(xué)習(xí)；智慧學(xué)習(xí)環(huán)境；個(gè)性化學(xué)習(xí)；學(xué)習(xí)分析

一、引言

在先進(jìn)的信息技術(shù)的推動(dòng)下，教育信息化發(fā)展到一個(gè)新階段，提出了智慧教育新理念。智慧教育已成為許多國(guó)家教育發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，我國(guó)也不例外；無論政府層面還是企業(yè)、教育工作者都對(duì)其高度重視，智慧教育已在我國(guó)中小學(xué)教育活動(dòng)中開展。在智慧教育理念推動(dòng)下，促進(jìn)了學(xué)習(xí)方式的變革，從數(shù)字化學(xué)習(xí)、移動(dòng)學(xué)習(xí)向智慧學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?！?015年的地平線報(bào)告(New Media Consortium)”提出了適應(yīng)性學(xué)習(xí)技術(shù)(軟件或平臺(tái))及個(gè)性化學(xué)習(xí)是未來3-5年采用的技術(shù)和需要解決的挑戰(zhàn)，智慧學(xué)習(xí)為實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)提供新思路。在云計(jì)算、學(xué)習(xí)分析等技術(shù)支撐下，構(gòu)建智慧的學(xué)習(xí)環(huán)境有重要意義。本文從智慧學(xué)習(xí)視角出發(fā)，設(shè)計(jì)以學(xué)習(xí)者為中心的個(gè)性化、自適應(yīng)的智慧學(xué)習(xí)系統(tǒng)，為智慧學(xué)習(xí)活動(dòng)的開展提供支持，促進(jìn)學(xué)習(xí)者智慧發(fā)展。

二、理論與方法

(一)智慧學(xué)習(xí)及智慧學(xué)習(xí)環(huán)境

賀斌認(rèn)為，“智慧學(xué)習(xí)是一種學(xué)習(xí)者自我指導(dǎo)的、以學(xué)習(xí)者為中心、具有完整學(xué)習(xí)體驗(yàn)的新型學(xué)習(xí)范式。[1]”智慧學(xué)習(xí)是在智慧的學(xué)習(xí)環(huán)境中靈活自如地開展學(xué)習(xí)活動(dòng)，學(xué)習(xí)者能方便地獲取需要的、適合的資源，同伴間或者師生間能流暢地交互，能有效地全面發(fā)展個(gè)人潛能。所以智慧學(xué)習(xí)離不開智慧的、智能化的學(xué)習(xí)環(huán)境。馬來西亞學(xué)者Chin闡明“利用信息技術(shù)，以學(xué)生為中心的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，能夠適應(yīng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)風(fēng)格、學(xué)習(xí)能力，支持學(xué)習(xí)者發(fā)展，支持終身學(xué)習(xí)。[2]”黃榮懷從“感知情景、辨識(shí)特征，推送內(nèi)容，跟蹤過程、評(píng)測(cè)成果等方面，闡述了智慧學(xué)習(xí)環(huán)境是高效的學(xué)習(xí)活動(dòng)空間。[3]”

綜合以上觀點(diǎn)，本文認(rèn)為，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境是在云計(jì)算、分析技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等信息技術(shù)支持下，能動(dòng)態(tài)識(shí)別學(xué)習(xí)者個(gè)性特征(學(xué)習(xí)風(fēng)格、認(rèn)知能力、學(xué)習(xí)態(tài)度等)，適應(yīng)性地推薦個(gè)性化的學(xué)習(xí)資源及路徑，動(dòng)態(tài)分析過程數(shù)據(jù)，綜合評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)成果，支持靈活的、互動(dòng)的學(xué)習(xí)空間或場(chǎng)所。

智慧學(xué)習(xí)環(huán)境包含以下特征：

(1)泛在性、無縫性。智慧學(xué)習(xí)環(huán)境支持不同終端的無縫接入，無縫獲取資源與服務(wù)；不同終端設(shè)備數(shù)據(jù)同步，可以無縫轉(zhuǎn)移；支持靈活的按需開展學(xué)習(xí)。

(2)感知性。感知性是智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的必需特征，通過情景感知獲得物理位置信息；學(xué)習(xí)者特征信息(學(xué)習(xí)風(fēng)格、偏好)；學(xué)習(xí)者認(rèn)知狀態(tài)(學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、掌握的知識(shí)等)；學(xué)習(xí)過程與環(huán)境的交互信息；依據(jù)感知數(shù)據(jù)智能化、適應(yīng)性、個(gè)性化地呈現(xiàn)學(xué)習(xí)資源與個(gè)性化、多元化地評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)結(jié)果。

(3)個(gè)性化、適應(yīng)性。智慧學(xué)習(xí)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者個(gè)性化的、智慧化的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)因材施教。個(gè)性化教與學(xué)才能促進(jìn)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)智慧的發(fā)展，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的個(gè)性化支持與服務(wù)為個(gè)性化學(xué)習(xí)提供了實(shí)現(xiàn)支撐。通過對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程靜態(tài)數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的跟蹤、記錄，獲得學(xué)習(xí)者特征模型，推薦適合的學(xué)習(xí)需求。按需推送滿足了學(xué)習(xí)者個(gè)性化差異，實(shí)現(xiàn)了匹配學(xué)習(xí)者特點(diǎn)的適應(yīng)性。推送內(nèi)容可以是學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)路徑、學(xué)習(xí)服務(wù)、學(xué)習(xí)朋友圈。

(4)多向交互性。智慧學(xué)習(xí)環(huán)境支持多向、流暢的交互工具。生生之間、師生之間的便利的互動(dòng)交流，提升學(xué)習(xí)積極性，教師適當(dāng)?shù)馗深A(yù)指導(dǎo)，避免學(xué)習(xí)的挫敗感，促進(jìn)深層認(rèn)知發(fā)展。

(二)個(gè)性化學(xué)習(xí)的演進(jìn)

個(gè)性化學(xué)習(xí)是依據(jù)學(xué)習(xí)者的差異性，以采取靈活方式滿足學(xué)習(xí)者需求的學(xué)習(xí)[4]。在先進(jìn)的技術(shù)支持下，學(xué)習(xí)者能以喜歡的方式，獲得滿意的學(xué)習(xí)資源。信息技術(shù)的推動(dòng)下，個(gè)性化學(xué)習(xí)在其發(fā)展進(jìn)程中不同階段有不同的內(nèi)涵。從20世紀(jì)70年代開始，個(gè)性化學(xué)習(xí)研究經(jīng)歷了從智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)、適應(yīng)性超媒體系統(tǒng)到適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)的發(fā)展歷程。隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的普及，個(gè)性化學(xué)習(xí)拓展到移動(dòng)設(shè)備上進(jìn)行應(yīng)用。不同時(shí)期國(guó)內(nèi)外學(xué)者開展了模型構(gòu)建、系統(tǒng)應(yīng)用等研究工作。陳仕品博士[5]從認(rèn)知狀態(tài)、學(xué)習(xí)風(fēng)格兩個(gè)維度入手，構(gòu)建了新的學(xué)生模型；并進(jìn)而提出了適應(yīng)性的教學(xué)內(nèi)容組織模型，使之適應(yīng)個(gè)性差異特征。姜強(qiáng)博士[6]在其論文中從模型構(gòu)建、教學(xué)實(shí)踐兩大層面進(jìn)行了系統(tǒng)研究，實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化學(xué)習(xí)資源、內(nèi)容序列推薦。

根據(jù)學(xué)習(xí)者的個(gè)性需求，為其提供智能化的、適合其個(gè)人的學(xué)習(xí)支持與服務(wù)。個(gè)性化、智能性、適應(yīng)性正是智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的基本特征。智慧學(xué)習(xí)環(huán)境為個(gè)性化學(xué)習(xí)開辟了新天地，使個(gè)性化學(xué)習(xí)發(fā)展到了新階段。

(三)學(xué)習(xí)分析技術(shù)

教育信息化使在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)(或平臺(tái))產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，同時(shí)存在個(gè)性化學(xué)習(xí)發(fā)展的訴求，使得學(xué)習(xí)分析技術(shù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用。學(xué)習(xí)分析的本質(zhì)是利用技術(shù)獲取數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，進(jìn)行干預(yù)，提高學(xué)與教的成效[7]。學(xué)習(xí)分析包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、學(xué)生學(xué)習(xí)、聽眾反饋、干預(yù)五個(gè)要素[8]。

智慧學(xué)習(xí)環(huán)境要實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)情境識(shí)別，基于個(gè)性差異推送資源， 提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)、學(xué)習(xí)服務(wù)及學(xué)習(xí)診斷，多元化學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)等目的，關(guān)鍵是要記錄學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)，分析挖掘，預(yù)測(cè)及評(píng)估。因此分析學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)是必不可少的步驟。

對(duì)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中的隱性和顯性數(shù)據(jù)進(jìn)行深層分析，一方面可以識(shí)別學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為模式及趨勢(shì)(知識(shí)水平和認(rèn)知能力)，定制個(gè)性化的學(xué)習(xí)方案，促進(jìn)智慧教學(xué)；另一方面跟蹤學(xué)習(xí)者與資源、工具的交互數(shù)據(jù)，為不同的學(xué)習(xí)者按需推送資源，促進(jìn)個(gè)性化發(fā)展。

學(xué)習(xí)分析技術(shù)剛剛起步，國(guó)外有美國(guó)普渡大學(xué)的Signals系統(tǒng)，能記錄、跟蹤學(xué)生學(xué)習(xí)行為，識(shí)別學(xué)習(xí)等級(jí)，自動(dòng)提示反饋信息[9]。由澳大利亞Wollongong等學(xué)校共同開發(fā)的SNAPP軟件，可以收集、分析學(xué)生的在線時(shí)間、下載次數(shù)、發(fā)表帖子數(shù)、互動(dòng)頻次等數(shù)據(jù)，確定學(xué)習(xí)者的行為模式，評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)并分析其對(duì)學(xué)習(xí)的影響，這些分析結(jié)果可以用于調(diào)整教學(xué)為學(xué)習(xí)者提供指導(dǎo)，提高其學(xué)習(xí)能力[10]。國(guó)內(nèi)的姜強(qiáng)利用大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析模型，分析學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程和情境，發(fā)現(xiàn)個(gè)性需求和能力狀態(tài)，提供個(gè)性化自適應(yīng)學(xué)習(xí)[11]。

三、基于學(xué)習(xí)分析技術(shù)的個(gè)性化在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

(一)系統(tǒng)功能架構(gòu)

在前文所介紹的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的理論和學(xué)習(xí)分析技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了云環(huán)境下基于學(xué)習(xí)分析技術(shù)的個(gè)性化在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)，采集、分析學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)，解決智能化、個(gè)性化服務(wù)支持機(jī)制，以期構(gòu)建能滿足學(xué)習(xí)者個(gè)性化特征的學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)資源，同時(shí)有助于教育者了解學(xué)習(xí)過程，實(shí)施指導(dǎo)、教學(xué)干預(yù)(如下頁圖1所示)。

云架構(gòu)減輕了終端設(shè)備的配置要求，強(qiáng)大的計(jì)算、存儲(chǔ)功能在云端進(jìn)行。學(xué)習(xí)資源存儲(chǔ)在云端，提升了其功能共享程度和服務(wù)質(zhì)量水準(zhǔn)。個(gè)性化在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的資源是通過云端獲取的。該系統(tǒng)包含以下幾部分：

1.云設(shè)施及服務(wù)

通過硬件的虛擬化和云基礎(chǔ)服務(wù)技術(shù)，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理能力，提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可用性。學(xué)習(xí)者描述數(shù)據(jù)庫(kù)、學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)庫(kù)、課程數(shù)據(jù)庫(kù)、學(xué)習(xí)資源數(shù)據(jù)庫(kù)都存儲(chǔ)在云端。

2.分析應(yīng)用層

個(gè)性化學(xué)習(xí)是智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的基本特征。所以基于學(xué)習(xí)分析技術(shù)記錄、分析學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)是必不可少的條件。通過分析學(xué)習(xí)者與在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的交互的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，如個(gè)人姓名、班級(jí)、媒體偏好、知識(shí)點(diǎn)排列的線性與非線性等，建立學(xué)習(xí)者模型，該模型用于系統(tǒng)適合學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)資源媒體類型以及課程學(xué)習(xí)順序，對(duì)有相同學(xué)習(xí)者模型學(xué)習(xí)者聚類分組，形成同伴關(guān)系；通過記錄、跟蹤學(xué)習(xí)者花費(fèi)的學(xué)習(xí)時(shí)間、習(xí)題測(cè)試完成情況等數(shù)據(jù)建立學(xué)習(xí)者知識(shí)模型，該模型用于預(yù)測(cè)并反饋學(xué)習(xí)效果，并自動(dòng)推送合適的學(xué)習(xí)內(nèi)容；通過一段時(shí)間學(xué)習(xí)相關(guān)數(shù)據(jù)的趨勢(shì)分析，教師掌握學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)情況，調(diào)整教學(xué)策略，實(shí)施教學(xué)干預(yù)。

圖1 基于學(xué)習(xí)分析技術(shù)的個(gè)性化在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)架構(gòu)

通過學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析，掌握學(xué)習(xí)者的需求及學(xué)習(xí)規(guī)律，為不同的學(xué)習(xí)者推薦適合的學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)路徑，建立個(gè)性化的學(xué)習(xí)環(huán)境；同時(shí)教師根據(jù)學(xué)習(xí)分析結(jié)果預(yù)測(cè)教學(xué)效果，從而進(jìn)行教學(xué)干預(yù)，優(yōu)化學(xué)習(xí)過程，促進(jìn)個(gè)體智慧發(fā)展。行政管理者依據(jù)線下分析結(jié)果，改善教學(xué)計(jì)劃等。 所有分析可進(jìn)行可視化顯示，通過可視化顯示，學(xué)習(xí)者了解個(gè)人學(xué)習(xí)進(jìn)度、知識(shí)掌握情況；教師掌握學(xué)習(xí)狀態(tài)及教學(xué)效果。管理者掌握課程發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)危險(xiǎn)的學(xué)習(xí)者發(fā)出預(yù)警。

3.交互管理層

系統(tǒng)用戶的管理分三類：一類是學(xué)習(xí)者，是資源的使用者；另一類是資源的開發(fā)者，如教師；第三類是系統(tǒng)管理者，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的維護(hù)與管理。所有使用者連接系統(tǒng)于交互界面。

(二)系統(tǒng)目標(biāo)及實(shí)現(xiàn)技術(shù)方法

對(duì)學(xué)習(xí)者而言，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)就是個(gè)性化、適應(yīng)性。能依據(jù)學(xué)習(xí)者特征，如學(xué)習(xí)風(fēng)格、認(rèn)知能力、興趣偏好等適應(yīng)性、個(gè)性化地推送學(xué)習(xí)內(nèi)容、路徑。對(duì)教師而言，系統(tǒng)能分析學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程信息，實(shí)施干預(yù)。目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)依賴學(xué)習(xí)分析技術(shù)。利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)方法，建立動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)者特征模型；通過難易等級(jí)不同的測(cè)試題獲取學(xué)習(xí)者的認(rèn)知水平；利用數(shù)據(jù)挖掘的聚類方法形成同伴關(guān)系；利用協(xié)同過濾推薦技術(shù)，依據(jù)學(xué)習(xí)者特征模型實(shí)現(xiàn)推送學(xué)習(xí)資源、路徑等；利用可視化技術(shù)，使學(xué)習(xí)者了解學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)狀態(tài)；利用多元統(tǒng)計(jì)學(xué)的因子分析和相關(guān)分析，確定影響學(xué)習(xí)績(jī)效的因素。

(三)系統(tǒng)的運(yùn)行流程

學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)流程如圖2所示。首次登錄后，完成所羅門學(xué)習(xí)風(fēng)格測(cè)量表，形成個(gè)人學(xué)習(xí)風(fēng)格，學(xué)習(xí)過程中，通過學(xué)習(xí)行為分析動(dòng)態(tài)調(diào)整學(xué)習(xí)風(fēng)格；學(xué)習(xí)風(fēng)格、測(cè)評(píng)結(jié)果存放在個(gè)人檔案袋中；依據(jù)學(xué)習(xí)風(fēng)格及測(cè)評(píng)結(jié)果推薦個(gè)性化學(xué)習(xí)內(nèi)容，開始在線學(xué)習(xí)；結(jié)合學(xué)習(xí)時(shí)間與測(cè)評(píng)結(jié)果給予反饋，警示學(xué)習(xí)者；學(xué)習(xí)結(jié)束后進(jìn)行測(cè)評(píng)，結(jié)果存放檔案袋中。

教師管理流程如圖3所示。教師登錄后，可以上傳學(xué)習(xí)資源，可以查看學(xué)習(xí)者檔案袋信息，通過學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析，了解學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)狀態(tài)，適時(shí)調(diào)整教學(xué)計(jì)劃，進(jìn)行教學(xué)干預(yù)。

圖2 學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)流程圖

圖3 教師管理流程圖

四、基于學(xué)習(xí)分析技術(shù)的個(gè)性化在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)應(yīng)用案例

(一)案例研究

以大學(xué)《C語言課程設(shè)計(jì)》課程為例，開展基于學(xué)習(xí)分析技術(shù)的個(gè)性化在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)應(yīng)用研究，選取嶺南師范學(xué)院電子技術(shù)專業(yè)2011級(jí)的全體35名學(xué)生作為研究對(duì)象。該課程共有八章內(nèi)容，第一、二章內(nèi)容采用課堂教學(xué)，第三至八章內(nèi)容應(yīng)用基于學(xué)習(xí)分析技術(shù)的個(gè)性化在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)，并輔以課堂指導(dǎo)。系統(tǒng)根據(jù)學(xué)習(xí)風(fēng)格，推送學(xué)習(xí)序列。如某個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格是序列式的、按部就班地開展學(xué)習(xí)，則系統(tǒng)左側(cè)給出知識(shí)樹，點(diǎn)擊進(jìn)入；同時(shí)知識(shí)點(diǎn)界面的右上角有調(diào)節(jié)箭頭，指向前項(xiàng)知識(shí)或后項(xiàng)知識(shí)，如圖4所示。

圖4 學(xué)習(xí)內(nèi)容導(dǎo)航

利用學(xué)習(xí)分析技術(shù)反饋學(xué)習(xí)進(jìn)度，使學(xué)生掌握自己的學(xué)習(xí)狀態(tài)，認(rèn)清目前學(xué)習(xí)情況，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，規(guī)劃未來學(xué)習(xí)計(jì)劃。圖5表示某一名學(xué)生學(xué)習(xí)第三章內(nèi)容的學(xué)習(xí)進(jìn)度。學(xué)生學(xué)習(xí)每章內(nèi)容后完成進(jìn)行習(xí)題測(cè)試，進(jìn)行其用時(shí)時(shí)間和得分情況可視化反饋。通過反饋學(xué)生可以了解哪一部分知識(shí)還沒有完全掌握，需要進(jìn)一步復(fù)習(xí)與鞏固，同時(shí)明確自己的學(xué)習(xí)效率。教師根據(jù)這些數(shù)據(jù)，可以掌握每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，進(jìn)行有針對(duì)性的指導(dǎo)。圖6表示某一名學(xué)生所學(xué)過的章節(jié)測(cè)試結(jié)果。

圖5 學(xué)習(xí)進(jìn)度可視化

圖6 測(cè)試水平可視化

(二)效果分析

當(dāng)學(xué)生學(xué)完《C語言課程設(shè)計(jì)》第一、二章內(nèi)容后對(duì)全體35名學(xué)生進(jìn)行前測(cè),學(xué)完第三、四章內(nèi)容進(jìn)行后測(cè)。同時(shí)設(shè)計(jì)兩份難度一致的測(cè)試卷用來前、后測(cè)。采用Excel2010工具對(duì)兩次測(cè)試成績(jī)進(jìn)行t檢驗(yàn)。t檢驗(yàn)結(jié)果可以看出，前測(cè)平均成績(jī)71.8,后測(cè)平均成績(jī)81.3，顯著概率p=0＜0.05，表示前后測(cè)平均成績(jī)差異顯著。試驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)用基于學(xué)習(xí)分析技術(shù)的個(gè)性化在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)后，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

同時(shí)采用問卷法主要從學(xué)習(xí)興趣與動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)資源適用性、學(xué)習(xí)有效性、系統(tǒng)認(rèn)可度等方面對(duì)全體38名同學(xué)進(jìn)行調(diào)查。調(diào)查結(jié)果如圖7所示。

圖7 問卷調(diào)查結(jié)果

調(diào)查結(jié)果表明，90%(很滿意和基本滿意)的學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)系統(tǒng)能促使他們主動(dòng)學(xué)習(xí)，因?yàn)橄到y(tǒng)能提供個(gè)性化的用戶界面，帶給他們新鮮感；92%的學(xué)生喜歡系統(tǒng)提供的學(xué)習(xí)資源，因?yàn)橄到y(tǒng)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格動(dòng)態(tài)推送學(xué)習(xí)內(nèi)容，呈現(xiàn)不同的學(xué)習(xí)路徑，學(xué)生還是喜歡按照推薦的路徑學(xué)習(xí)；86%的學(xué)生認(rèn)為系統(tǒng)導(dǎo)航清晰，可以方便找到學(xué)習(xí)內(nèi)容；90%的學(xué)生認(rèn)為提高學(xué)習(xí)效率，節(jié)省了學(xué)習(xí)時(shí)間；94%的學(xué)生認(rèn)為系統(tǒng)按需提供學(xué)習(xí)內(nèi)容，并將學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)狀態(tài)可視化呈現(xiàn)，有利于個(gè)性化導(dǎo)學(xué)，學(xué)生課前利用系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)習(xí)，課后進(jìn)行復(fù)習(xí)，使課上、課下學(xué)習(xí)貫通，有利于提高學(xué)習(xí)能力；94%的學(xué)生認(rèn)為除了系統(tǒng)有利于學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)外，教師還適時(shí)給以教學(xué)反饋，督促完成學(xué)習(xí)計(jì)劃，滿意這種學(xué)習(xí)方式。

五、結(jié)束語

智慧學(xué)習(xí)是信息化高端形態(tài)下新的學(xué)習(xí)方式，是必然的發(fā)展趨勢(shì)。構(gòu)建智慧學(xué)習(xí)環(huán)境讓學(xué)習(xí)者主動(dòng)地、有效地投入學(xué)習(xí)，獲得智慧發(fā)展，是教育研究者重點(diǎn)關(guān)注的問題。個(gè)性化、自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的一種有效途徑。在學(xué)習(xí)分析技術(shù)支持下，本文所提出的個(gè)性化在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)能夠分析學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)行為，了解學(xué)習(xí)狀態(tài)，給予適當(dāng)?shù)姆答伕深A(yù)；實(shí)現(xiàn)了智能化的、適應(yīng)性的學(xué)習(xí)資源的推送。研究數(shù)據(jù)表明，學(xué)生更喜歡利用這樣的系統(tǒng)來學(xué)習(xí)，充滿樂趣，他們很容易獲得需要的知識(shí)，從而提高學(xué)習(xí)效果?；趯W(xué)習(xí)分析技術(shù)，設(shè)計(jì)更加完善，更加個(gè)性化、自適應(yīng)的學(xué)習(xí)系統(tǒng)是我們今后努力的方向。

[1]賀斌.智慧學(xué)習(xí)：內(nèi)涵、演進(jìn)與趨向——學(xué)習(xí)者的視角[J].電化教育研究,2013,(11):24-33.

[2]Chin,K.W.Smart learning environment model for secondary school in Malaysia：an overview[EB/OL]. http://www.Apdia.net/projects/seminars/it-policy/cn/resources/kang-waichin/smartlearning-mimos.ppt,2010-10-10.

[3]黃榮懷,楊俊鋒,胡永斌.從數(shù)字學(xué)習(xí)環(huán)境到智慧學(xué)習(xí)環(huán)境——學(xué)習(xí)環(huán)境的變革與趨勢(shì)[J].開放教育研究,2012,(1):75-84.

[4]鄭云翔. 信息技術(shù)環(huán)境下大學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的研究[J].中國(guó)電化教育,2014,(7):126-132.

[5]陳仕品.適應(yīng)性學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)的學(xué)生模型研究[D].金華：浙江師范大學(xué),2009.

[6]姜強(qiáng).自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)支持模型與實(shí)現(xiàn)機(jī)制研究[D].長(zhǎng)春：東北師范大學(xué),2012.

[7]祝智庭,沈德梅. 學(xué)習(xí)分析學(xué)：智慧教育的科學(xué)力量[J].電化教育研究,2013,(5):5-12.

[8]曹曉明,朱勇.學(xué)習(xí)分析視角下的個(gè)性化學(xué)習(xí)平臺(tái)研究[J].開放教育研究,2014,(5):67-74.

[9]Arnold,K.E.,Tanes,Z.amp; King,A.S. Administrative perspectives of datamining software Signals: Promoting student success and retention[J].The Journal of Academic Administration in Higher Education,2010,6(2):29-39.

[10]SNAPP[EB/OL].http://www.snappvis.org, 2013-05-17.

[11]姜強(qiáng),趙蔚等.基于大數(shù)據(jù)的個(gè)性化自適應(yīng)在線學(xué)習(xí)分析模型及實(shí)現(xiàn)[J].中國(guó)電化教育,2015,(1):85-92.

吳洪艷：副教授，博士，研究方向?yàn)榻逃畔⒒?、個(gè)性化學(xué)習(xí)(wuhongyan70@qq.com)。

2015年4月7日

責(zé)任編輯：宋靈青

Research on Personalized Learning System under the Perspective of Smart Learning

Wu Hongyan
(School of Educational Information Technology, South China Normal University, Guangzhou Guangdong 510631)

Smart learning is the new demands of contemporary education informationize. The personalized learning system is to implement a way to learn wisdom. Learn from smart learning perspective, relying on learning analysis technology, build a cloud environment personalized learning system, in order to realize the depth of the technology and teaching integration, realize to teach student in accordance of their aptitude. Based on the theory and methods of smart learning, learning analysis technology, the thesis discusses the idea of realizing the personalized learning; Then elaborated the system function structure, achieve the goal and the corresponding technical methods; It build the personalized learning system which can analysis the state of learners’ learning behavior and knowledge, according to the need to push the appropriate learning resources, and provide timely intervention. And in the final section, introduces the application of “C language program design” as a case.

Smart Learning; Smart Environment; Personalized Learning; Learning Analytics

G434

A

1006—9860(2015)06—0127—05

* 本文系中國(guó)博士后科學(xué)基金項(xiàng)目“云計(jì)算環(huán)境下個(gè)性化學(xué)習(xí)服務(wù)系統(tǒng)研究”(項(xiàng)目編號(hào)：2013M540658)階段性成果。