基于网络的自适应学习系统设计与实现

2017-12-07 20:22赵婉芳赵妍徐江红
数字技术与应用 2017年9期
关键词:自适应

赵婉芳+赵妍+徐江红

摘要:随着互联网技术、智慧教育的发展, 研究和建设能够基于学习者个体特征的自适应网络学习系统有着广泛的应用前景,本文讨论了自适应学习系统的定义,分析了系统相关功能,并给出了前台系统功能结构图及实现技术,对于未来自适应学习系统的研究和发展有一定参考意义。

关键词:自适应;学习系统;.NET

中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2017)09-0139-02

随着互联网技术、智慧教育的发展,人们对网络学习的要求也越来越高,如何在学习过程中动态反映学习者不断变化的知识水平和认知能力,并能针对学习者个性特征提供相适应的学习内容是网络教学系统未来研究的方向。因此,研究和建设能够基于学习者个体特征,引导其高效学习的自适应网络学习系统具有十分重要的意义和价值,有着广泛的应用前景。

1 自适应学习系统

自适应,是指“自动适应、自动改变”的意思。自适应学习,即 Adaptive Learning,是指学习者在学习过程中,通过积极的探索和思考,把知识与技术的获取与学习者学习条件及其学习进度相结合的一种学习方式[1]。这种学习方式的特点为学习者不再被动接受知识,而是结合自己实际需求主动去发现知识,并自主的监控个人的学习过程,选择适合自己的学习内容、时间、方式和策略进行学习。自适应学习系统则是满足学习者这一学习特点要求而开发的软件系统,该系统重点体现在于“自适应”,是随着Web技术的发展形成的一类基于“浏览器/服务器”结构的支持“自适应”的学习系统。自适应学习系统在就其本质来说,实际上是一种能够支持和反映学习者个性学习需要的在线学习环境,它能够根据学习者个体的差异,因人、因时提供适合个体特征的学习支持,例如:个性化的学习资源提供、学习过程辅导和学习策略支持等[2]。该系统通过对学生学习行为与知识掌握的数据进行分析,推送合理的学习策略与适当难度的学习资源给学习者,在学习过程中,通过邮件、短信等方式提醒学习者相关信息并且对学生的学习效果做及时准确的评价反馈,对不同的学习者提供不同的个性化学习帮助,有利于提高学习者学习兴趣,学习效率,促进网络的教與学。

2 系统功能设计规划

自适应学习系统设计的主要目的就是将适当的并符合学习者需要的资源推送给相应学习者,针对不同的学习者会提供不同的符合其个性学习特点的资源,通过提高学习者兴趣和学习效率,最大程度提高学习者学习效果。因此系统设计中不仅需要详细分析学习者类型和学习资源,更重要的是要保证系统能进行有效的交互以及通过有效交互选择出最合适的学习方法及策路提供给学习者。

基于网络的自适应学习系统总体逻辑结构可以划分为相对独立的学习部分、教学部分 支持部分以及管理维护部分四部分。学习部分是系统面向学习者的部分,在该部分中,学习者需要登陆到系统中,参加系统提供的自适应测试,测试结束后系统将给出测试结果及推荐相应的学习计划,学习策略,学习者在系统的帮助下自主选择并确定适合自己的学习内容、学习计划、策略等,从而开始自适应学习。教学部分是以指导者为主导,主要帮助学习者更好的实现个性化的自适应学习,在该部分中当学习者需要时可以与指导者交互,寻求指导者帮助其制定学习计划、学习方式、学习策略以及学习过程中碰到的具体困难等。支持部分主要提供整个系统的数据支持,数据主要包含有知识库、学习者记录库、自适应测试题库等信息。学习者的整个学习过程将记录在数据库中,针对学习者的分析建议等都基于该支持部分的数据,因此该部分是实现自适应学习的根本保障。管理维护部分主要是负责对整个系统的维护和管理工作。它要对学习者、指导者、学习内容、测试题库、评价反馈等对象进行管理和维护操作,是整个系统的统筹管理者。基于以上分析,学习系统的具体实现中,可以将其分为前台管理系统和后台管理系统两部分,前台管理系统主要针对学习者,是学习系统的主体部分,学习者登录到该部分,在学习过程中可以浏览所有的学习资源,接收系统推送的消息,获取帮助并和其他的学习者进行交流学习。因此该部分的功能规划设计是自适应学习系统能够真正高效的关键。经过分析规划,自适应学习系统前台系统功能结构如图1所示。

后台系统提供网站管理员及指导教师管理使用,主要针对网站中的学习者用户、学习资源、测评信息等内容进行管理。管理员使用密码登录后台系统后,通过管理界面,可以对资源数据库中的学习资源进行管理操作,系统配置、上传资料,学习管理等功能。

3 系统实现技术

从系统稳定性、安全性、兼容性及后期可维护性等方面考虑,可以选择使用.NET开发模型来进行自适应系统的实现。.NET是微软推出的一种新的软件开发模型,这种新模型使得采用不同程序设计语言创建的应用程序都能够相互地通信。这个平台还允许开发者创建基于WEB的应用程序,然后将其分发到大量设备(甚至手机)和桌面计算机,供其使用,为学习系统提供了统一、高效的实现平台。

利用.NET技术构建的基于网络的自适应学习系统架构可以划分为三个层级,分别是:用户界面层、业务逻辑层和数据层。用户界面层主要面对用户,接受用户请求及返回服务器数据,为客户端提供应用程序的访问,实现学习者与系统的交互。业务逻辑层主要负责对数据层的操作,把一些数据层的操作进行组合逻辑判断并将数据分发到客户端。数据访问层是针对数据库进行操作,主要完成对各个数据文件的操作。三层架构之间有机结合,互相独立,任意一层完全替换,都不会对其它两层造成影响,有利于系统的后期维护和升级处理。系统实现结构图如图2所示。

其中的数据库系统实现可以采用Sql Server或Mysql数据库管理系统都可以。.NET技术可以采用ODBC(Open Database Connectivity)即开放数据库连接技术很方便地实现与SQL数据库的连接。ODBC建立了一组规范,并提供了一组对数据库访问的标准应用程序编程接口。这些接口利用SQL来完成其大部分任务。另外ODBC本身也提供了对SQL语言的支持,用户也可以直接将SQL语句送给ODBC。这样大大简化了系统开发的难度,有利于加快系统开发进程。

4 结语

适应性学习是提高网上学习效果的一种有效途径。通过自适应学习系统呈现给每个学习者的学习背景、学习水平和学习风格是因人而异的,因此更能有效的针对学习者个性特点来提高学习效果。另外学习系统还应该根据学习者的学习状况来给予适当的帮助指导,并推送学习者真正需要的学习信息,因此推送机制将是未来该领域研究的热点之一,对于提高学习系统的使用率至关重要。

参考文献

[1]高虎子,周东岱自适应学习系统学习者学习风格模型的研究现状与展望[J].电化教育研究,2012,(02):32-38.

[2]宋欢.Web服务环境下的个性化学习平台的研究与设计[D].广州:华南师范大学,2010.endprint

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