季波 王永盛 楊艷婷 朱開心

摘要： 本文基于市場上智能學(xué)習(xí)平臺(tái)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行研究分析，對移動(dòng)智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)功能進(jìn)行設(shè)計(jì)?；诮?、學(xué)、練“三位一體”的智能學(xué)習(xí)平臺(tái)，意在打造“以暢學(xué)為主，快樂學(xué)習(xí)”教學(xué)閉環(huán)系統(tǒng)的生態(tài)。系統(tǒng)主要功能包括試卷答題、針對答題結(jié)果的智能分析、學(xué)習(xí)視頻的智能推薦等。系統(tǒng)采用微信小程序框架、Servlet技術(shù)等主流的開發(fā)工具，界面簡潔友好，性能良好。

關(guān)鍵詞：智能學(xué)習(xí);知識(shí)點(diǎn);Servlet

中圖分類號：TP393? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號：1009-3044（2022）17-0046-02

0 概述

在國外，自適應(yīng)學(xué)習(xí)早在20世紀(jì)90年代的美國就已存在，目前已得到較為廣泛的應(yīng)用。美國自適應(yīng)學(xué)習(xí)公司DreamBox Learning曾在2010年后做過一項(xiàng)調(diào)查，結(jié)果表明49%的人正在自適應(yīng)學(xué)習(xí)軟件上教授補(bǔ)充課程，42%的人正將其作為核心課程平臺(tái)使用。在國內(nèi)，公開宣布人工智能自適應(yīng)教育的公司共有45家。其中包括：松鼠AI智適應(yīng)教育等直接從人工智能自適應(yīng)學(xué)習(xí)切入的創(chuàng)業(yè)公司;新東方、好未來等大型教育公司;流利說、朗播等語言培訓(xùn)類公司;洋蔥數(shù)學(xué)、學(xué)吧課堂等培訓(xùn)類公司。

在2018年，王家輝等人針對各類學(xué)習(xí)平臺(tái)下答題模式單一導(dǎo)致學(xué)生復(fù)習(xí)效率低下的問題，發(fā)表了《基于知識(shí)圖譜的微信智能刷題系統(tǒng)》，該篇利用協(xié)同過濾等推薦方式，構(gòu)建學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)圖譜，有效地提升學(xué)生的答題效率[1]。深度知識(shí)追蹤（DKT）模型是斯坦福大學(xué)Piech Chris 在NIPS2015提出發(fā)表的，使用遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以學(xué)生歷史答題數(shù)據(jù)對學(xué)生進(jìn)行建模，不需對訓(xùn)練數(shù)據(jù)集預(yù)先有類別標(biāo)注，只需知道用戶歷史答題情況即可建模，效果會(huì)隨著數(shù)據(jù)集的增大而不斷提升。學(xué)者們提出了一系列方法，例如動(dòng)態(tài)鍵值對記憶網(wǎng)絡(luò)、融合練習(xí)分析的循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

市面上存在的智能學(xué)習(xí)平臺(tái)普遍存在以下不足：第一，傳統(tǒng)單調(diào)的題海訓(xùn)練，學(xué)生無法在興趣基礎(chǔ)上展開自主學(xué)習(xí)。第二，智能學(xué)習(xí)平臺(tái)無法營造良好的學(xué)習(xí)競爭氛圍。本文設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的基于微信的移動(dòng)智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)，綜合了目前市場上已存在的智能學(xué)習(xí)平臺(tái)的功能，采用微信小程序框架進(jìn)行開發(fā)，并解決上述的不足之處，為學(xué)生提供便捷、高效、定制化的智慧化管理方案。

1 系統(tǒng)分析

通過基于微信的移動(dòng)智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)，意基于教、學(xué)、練“三位一體”的智能學(xué)習(xí)平臺(tái)，意在打造“以暢學(xué)為主，快樂學(xué)習(xí)”教學(xué)閉環(huán)系統(tǒng)的生態(tài)。本文在需求分析的相關(guān)基礎(chǔ)之上著重研究以下幾個(gè)方面：

如何通過平臺(tái)引導(dǎo)式教學(xué)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的講師理論授課，釋放教師課堂精力。

如何讓學(xué)生根據(jù)自身學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)能力自主安排學(xué)習(xí)時(shí)間。

如何確保知識(shí)點(diǎn)的全面以及不必要地重復(fù)做題，提高練習(xí)的全面性、做題的高效性。

為實(shí)現(xiàn)上述研究目標(biāo)，系統(tǒng)需具備如下功能。

為學(xué)生提供了學(xué)生試卷答題以及針對答題結(jié)果的智能分析、學(xué)生瀏覽視頻以及視頻的智能推薦、音樂浮窗、消息推送、試卷分析的智能推薦以及成績排行榜、視頻點(diǎn)播直播、答題計(jì)時(shí)、考勤、教務(wù)查詢、教學(xué)評價(jià)、社區(qū)討論功能。

為教師提供了上傳試卷、空教室查詢、視頻上傳、視頻直播、個(gè)人信息查詢、課表查詢、考試安排查詢、教務(wù)通知、社區(qū)討論、試卷管理等功能。

2 系統(tǒng)主要功能實(shí)現(xiàn)

2.1 技術(shù)架構(gòu)

系統(tǒng)前端采用微信小程序開發(fā)框架，后端Servlet技術(shù)，數(shù)據(jù)庫采用MySQL數(shù)據(jù)庫，如表1所示。

2.2 主要功能實(shí)現(xiàn)

根據(jù)系統(tǒng)分析，本系統(tǒng)主要包含如下學(xué)生端、教師端功能模塊，如圖1、圖2所示。

2.2.1學(xué)生端

微信小程序界面如下圖3所示，智能推薦試題界面如下圖4所示。

1）對教學(xué)視頻進(jìn)行操作，包括自主搜索教學(xué)視頻，平臺(tái)會(huì)針對學(xué)生推薦和他興趣相投的其他學(xué)生喜歡的學(xué)習(xí)視頻進(jìn)行智能推薦。

2）進(jìn)行考試練習(xí)，包括隨機(jī)測試和自主練習(xí)。學(xué)生自主練習(xí)，考試有智能計(jì)時(shí)功能，超時(shí)會(huì)提示并要求退出，考試結(jié)束后系統(tǒng)會(huì)對試題進(jìn)行分析并智能推薦相關(guān)習(xí)題以便鞏固。學(xué)生隨機(jī)測試，練習(xí)后系統(tǒng)會(huì)保留成績并對每位學(xué)生的成績進(jìn)行智能排序。

3）進(jìn)行視頻點(diǎn)播，點(diǎn)播之后會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的視頻。

4）對課表、成績進(jìn)行管理，查詢考試安排。

5）查詢授課教師信息，對考勤進(jìn)行管理，學(xué)生二維碼掃碼打卡。

6） 對任課老師進(jìn)行評價(jià)，參與社區(qū)討論，包括對熱點(diǎn)內(nèi)容點(diǎn)贊、評論、收藏。

2.2.2教師端

微信小程序界面如圖5所示，試卷上傳界面如圖6所示。

1）對試卷進(jìn)行管理，包括查看試卷、刪除試卷、根據(jù)提示生成試卷。

2）對空教室進(jìn)行管理，對個(gè)人信息進(jìn)行管理，包括查詢個(gè)人信息。

3）管理視頻，包括選擇視頻上傳，點(diǎn)擊直播進(jìn)行視頻直播。

4）對教務(wù)通知進(jìn)行管理，對課表進(jìn)行管理，包括點(diǎn)擊課表查看個(gè)人授課安排。

5）對考試安排進(jìn)行管理，包括查看自己監(jiān)考的考試科目、考試時(shí)間和地點(diǎn)。

6）參與社區(qū)討論，包括對熱點(diǎn)內(nèi)容點(diǎn)贊、評論、收藏。

3 結(jié)束語

本文設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的基于微信的移動(dòng)智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)是通過基于教、學(xué)、練“三位一體”的智能學(xué)習(xí)平臺(tái)，意在打造“以暢學(xué)為主，快樂學(xué)習(xí)”教學(xué)閉環(huán)系統(tǒng)的生態(tài)。

本系統(tǒng)的創(chuàng)新點(diǎn)包括：

1）通過平臺(tái)引導(dǎo)式教學(xué)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的講師理論授課，釋放教師課堂精力。學(xué)生可以使用小程序?qū)W習(xí)課程上的知識(shí)、查看推送的IT行業(yè)消息，并且小程序帶有音樂浮窗。

2）學(xué)生通過觀看老師上傳的視頻以及試卷，根據(jù)自身學(xué)習(xí)習(xí)慣自主安排學(xué)習(xí)時(shí)間。利用基于用戶的協(xié)同過濾算法，找出相似興趣的其他用戶偏好的視頻推薦給本用戶。

3）通過深度知識(shí)跟蹤算法，使學(xué)生練習(xí)更具有針對性，并且基于整體知識(shí)點(diǎn)的知識(shí)點(diǎn)路徑推薦，確保知識(shí)點(diǎn)的全面以及不必要地重復(fù)做題，提高練習(xí)的全面性、做題的高效性。同時(shí)還有隨機(jī)測試，檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的成果，形成成績排行榜，激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王家輝，文欣秀，趙敏，等.基于知識(shí)圖譜的微信智能刷題系統(tǒng)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2018，37（11）：125-128，140.

收稿日期：2021-05-25

作者簡介：季波（1985—），男，安徽宿州人，碩士，工程師，主要研究方向?yàn)閿?shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)。