蔣昌猛 黃佳文 袁梅琴 賴文俊 鐘世龍

（上饒師范學(xué)院 江西省上饒市 334001）

1 引言

近年來，教育部大力支持信息化教育發(fā)展，因而各類輔助教學(xué)平臺勢如破竹的涌現(xiàn)出來，如中國大學(xué)MOOC、學(xué)堂在線、騰訊課堂等。作為對傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式的補充和延伸，輔助教學(xué)平臺擁有優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)資源，為學(xué)習(xí)者提供隨時隨地學(xué)習(xí)的便利。然而面對日益增長的海量學(xué)習(xí)資源，輔助教學(xué)平臺在學(xué)習(xí)資源知識點提取功能、個性化學(xué)習(xí)資源推薦功能和學(xué)習(xí)互動功能這三方面存在不足：

1.1 學(xué)習(xí)資源知識點提取功能有待完善

知識點是知識體系的基本單元，完整的知識體系整合視頻、習(xí)題、課件等各種學(xué)習(xí)資源。現(xiàn)有的輔助教學(xué)平臺缺少知識點標(biāo)注功能，不易發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)資源的特點和類別，從而不能有效管理學(xué)習(xí)資源。況且后續(xù)的工作與知識點息息相關(guān)，缺少知識點標(biāo)注的學(xué)習(xí)資源，就難以實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)資源推薦、學(xué)習(xí)互動等功能。因此，構(gòu)建學(xué)習(xí)資源知識點提取功能是輔助教學(xué)平臺的關(guān)鍵技術(shù)。

1.2 個性化學(xué)習(xí)資源推薦功能有待加強

教育革新最積極的領(lǐng)域之一是個性化教學(xué)。當(dāng)前的輔助教學(xué)平臺無法根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)能力差異以及個性化的需求，為學(xué)習(xí)者提供需要的學(xué)習(xí)資源。針對這一現(xiàn)象，構(gòu)建個性化學(xué)習(xí)資源推薦功能成為輔助教學(xué)平臺的核心技術(shù)。

1.3 教師、家長與學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)互動功能薄弱

信息化教育發(fā)展離不開教師與家長的共同努力。當(dāng)前的輔助教學(xué)平臺功能過于單一，缺少家長與學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)互動功能，以致家長無法及時了解學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況。教師與學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)互動功能同樣非常薄弱，不能及時發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)者在某個知識點存在的困難。因此，基于當(dāng)前的線上教育模式，教師家長與學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)互動功能是輔助教學(xué)平臺的緊要技術(shù)。

綜上所述，自適應(yīng)輔助教學(xué)一體化平臺構(gòu)建想法應(yīng)運而生，旨在打造一體化的新型教育模式。平臺實現(xiàn)精準(zhǔn)的個性化學(xué)習(xí)資源推薦、為教師定制個性化教學(xué)、家長參與信息化教育，從而達(dá)到教與學(xué)的一體化優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

2 系統(tǒng)功能設(shè)計

本設(shè)計思想的來源是以指導(dǎo)的大學(xué)生國創(chuàng)項目，平臺設(shè)計主要以學(xué)習(xí)資源管理和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析管理兩大模塊。

2.1 學(xué)習(xí)資源管理模塊

該模塊是以知識點為中心，將學(xué)習(xí)資源進(jìn)行知識點標(biāo)注處理并按知識點的特點分類管理，下面將從知識點標(biāo)注和學(xué)習(xí)資源追蹤兩個子模塊進(jìn)行描述。

2.1.1 知識點標(biāo)注管理模塊

設(shè)計該模塊是便于管理和最大化地利用學(xué)習(xí)資源。教師和學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)資源所考查的知識點標(biāo)注處理，將標(biāo)記好的知識點作為學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)依據(jù)，依次滿足學(xué)習(xí)者的各種學(xué)習(xí)需求，如專項練習(xí)、隨心練習(xí)、個性化練習(xí)等。

2.1.2 學(xué)習(xí)資源追蹤模塊

該模塊將標(biāo)記好的知識點分類管理后。知識點做索引，學(xué)習(xí)者通過知識點檢索感興趣的學(xué)習(xí)資源。學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)做索引，分析學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)對應(yīng)的知識點掌握程度，實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)資源推薦，鞏固知識點的學(xué)習(xí)，對成績的提升有著顯著幫助。

2.2 學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析管理模塊

該模塊是為個性化學(xué)習(xí)資源推薦和學(xué)習(xí)互動而設(shè)計的模塊，將從四個子模塊進(jìn)行描述。

2.2.1 個性化學(xué)習(xí)資源推薦模塊

學(xué)習(xí)者如何從海量的學(xué)習(xí)資源中尋找自己合適的學(xué)習(xí)資源是極其困難的，雖然學(xué)習(xí)者通過關(guān)鍵詞檢索自己需要的學(xué)習(xí)資源，但查找到的學(xué)習(xí)資源可能是已掌握的或不感興趣的，使得學(xué)習(xí)者對檢索到的學(xué)習(xí)資源感到失望。在此背景下，個性化推薦功能應(yīng)運而生，在學(xué)習(xí)者不明確的學(xué)習(xí)情況下，分析學(xué)習(xí)者的知識模型、答題數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)行為，從而向?qū)W習(xí)者推薦合適的學(xué)習(xí)資源，輔助學(xué)習(xí)者完成學(xué)習(xí)內(nèi)容。

該模塊分析學(xué)習(xí)者的日常學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，挖掘?qū)W習(xí)者對知識點的掌握程度和興趣，從而為學(xué)習(xí)者推薦薄弱知識點的學(xué)習(xí)資源和感興趣的學(xué)習(xí)資源，以此加強鞏固、進(jìn)一步提升學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)成績。

2.2.2 試卷分析報告模塊

該模塊適用于線上線下考試導(dǎo)出試卷分析報告。學(xué)習(xí)者選擇平臺上考試，客觀題系統(tǒng)自動閱卷和主觀題教師閱卷，利用數(shù)據(jù)分析評估班級的試卷區(qū)分度、試卷難度等得分失分情況，進(jìn)一步計算出學(xué)習(xí)者知識點薄弱之處。學(xué)習(xí)者參加線下考試，教師需手動批量錄入和管理學(xué)習(xí)者的成績，進(jìn)一步分析考試數(shù)據(jù)，導(dǎo)出試卷分析報告。

2.2.3 教師與學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)互動模塊

傳統(tǒng)的教學(xué)方式是教師在講臺上傳授知識，學(xué)習(xí)者在臺下認(rèn)真聽課，兩者之間缺乏互動。該模塊是建立在試卷分析報告基礎(chǔ)上，實現(xiàn)教師與學(xué)習(xí)者在平臺上互動交流。該模塊為教師實時把控學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀況、定制相應(yīng)的教學(xué)措施和更精細(xì)化的個性化教學(xué)。

2.2.4 家長與學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)互動模塊

家長參與信息化教育，目的是為了破除過度的教育，同時防止家長拔苗助長、急功近利。通過該模塊的學(xué)習(xí)互動模式，家長可關(guān)聯(lián)學(xué)習(xí)者的賬號，查看學(xué)習(xí)報表，幫助家長隨時隨地了解孩子的真實學(xué)習(xí)情況。平臺為家長獨自定制一套學(xué)習(xí)計劃，幫助學(xué)習(xí)者走出知識盲區(qū)、弱區(qū)。家長還可獨立進(jìn)行組題，設(shè)定所需的知識點，平臺根據(jù)需求導(dǎo)出相關(guān)習(xí)題，以此免除家長的教育焦慮，更高效地幫助學(xué)習(xí)者提高學(xué)習(xí)成績。

3 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

3.1 知識點標(biāo)注功能的實現(xiàn)

本功能劃分學(xué)習(xí)者和教師兩個角色，學(xué)習(xí)者只負(fù)責(zé)學(xué)習(xí)資源知識點的標(biāo)注，教師負(fù)責(zé)審核學(xué)習(xí)者已標(biāo)注的知識點和學(xué)習(xí)資源知識點的標(biāo)注，對于標(biāo)注不合格的知識點，教師有權(quán)退回給學(xué)習(xí)者重新標(biāo)注或教師修改，合格標(biāo)注的知識點給予審核通過。以高一上冊數(shù)學(xué)為例，該題考查了函數(shù)的解析式法、單調(diào)性和對數(shù)函數(shù)三個知識點，標(biāo)注者選中知識點前面的復(fù)選框，并提交到系統(tǒng)等待審核，如圖1所示。

圖1：知識點標(biāo)注功能實現(xiàn)

教師對標(biāo)注員提交的知識點審核，由通過、修改和退回組成的，教師對這兩道題的知識點標(biāo)注是通過的，如圖2所示。

圖2：查看已標(biāo)注的知識點

3.2 個性化學(xué)習(xí)資源推薦功能的實現(xiàn)

本功能主要是根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，為其推薦合適的學(xué)習(xí)資源。平臺存有學(xué)習(xí)者的作業(yè)練習(xí)、視頻觀看、課件瀏覽等學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，而習(xí)題、視頻、課件等學(xué)習(xí)資源是由事先標(biāo)注的知識點組成的，將學(xué)習(xí)資源個性化推薦轉(zhuǎn)換為對知識點的分析。

作業(yè)練習(xí)有得分失分記錄，通過計算得出知識點的得分失分概率。視頻觀看和課件瀏覽的時間長短和觀看次數(shù)，通過計算得出對知識點的感興趣程度。將知識點的得分失分概率和知識點的感興趣程度結(jié)合起來，通過特定的算法，得到知識點的掌握概率。知識點掌握概率越高表明學(xué)習(xí)者對該知識點掌握的越好，反之對該知識點掌握的比較薄弱。本功能的實現(xiàn)是針對知識點的掌握概率，向?qū)W習(xí)者推薦帶有掌握薄弱知識點的學(xué)習(xí)資源，來加以鞏固學(xué)習(xí)，從而解決學(xué)習(xí)者尋找學(xué)習(xí)資源的困惑。

3.3 教師試卷分析報表功能的實現(xiàn)

當(dāng)前的教育是以線下為主線上為輔，期末考試采用的是線下方式，教師要了解班級考試狀況，可通過平臺的試卷分析報表功能來了解學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)情況。本功能的實現(xiàn)主要是計算試卷分析的常用參數(shù)并導(dǎo)出試卷分析報告。首先，教師初始化試題個數(shù)、試題分值、考試日期等基本信息；其次，教師批量導(dǎo)入學(xué)習(xí)者試題得分?jǐn)?shù)據(jù)，最后，計算試卷分析的常用參數(shù)并導(dǎo)出試卷分析報告PDF文件。以大數(shù)據(jù)導(dǎo)論課程為例，初始化該課程，共考查了6道大題，之后將學(xué)習(xí)者的每道大題分?jǐn)?shù)導(dǎo)入到系統(tǒng)，如圖3所示。

圖3：初始化試卷課程基本信息

導(dǎo)入學(xué)習(xí)者的每道大題成績后，單擊導(dǎo)出試卷分析報告功能，可導(dǎo)出試卷分析報告，結(jié)果如圖4所示。

圖4：大數(shù)據(jù)導(dǎo)論課程試卷分析報告

3.4 家長學(xué)習(xí)分析報表功能的實現(xiàn)

在信息化的教育當(dāng)中，家長與學(xué)習(xí)者的互動也是至關(guān)重要的。在當(dāng)前的教育模式中，家長更多的是通過考試或詢問方式了解學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況，而沒有直觀了解學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)更多的細(xì)節(jié)。本功能的實現(xiàn)主要是學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)的處理并導(dǎo)出學(xué)習(xí)分析報表。通過特定的算法分析數(shù)據(jù)，得出知識點掌握程度，并針對知識點的掌握程度給出一些分析，預(yù)測為什么沒有掌握，預(yù)測需要補充哪些知識，并分析得分失分情況，并給出學(xué)習(xí)分析報告PDF文件并制定學(xué)習(xí)計劃。

3.5 家長定制學(xué)習(xí)計劃功能的實現(xiàn)

該功能的靈活在于系統(tǒng)根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況智能定制學(xué)習(xí)計劃，家長也可以根據(jù)分析報表手動制定學(xué)習(xí)計劃。對于手動制定學(xué)習(xí)計劃，家長搜索學(xué)習(xí)者的薄弱知識點以及感興趣的知識點，得到大量的相關(guān)學(xué)習(xí)資源，根據(jù)經(jīng)驗對檢索到的學(xué)習(xí)資源進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑黾觿h除操作，確定的學(xué)習(xí)資源，該系統(tǒng)將會制定一個合理的學(xué)習(xí)計劃。手動制定學(xué)習(xí)計劃需要家長更高的文化水平和更多的時間精力。智能定制學(xué)習(xí)計劃，更多的是分析學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)。學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)越多，那么定制的學(xué)習(xí)計劃越準(zhǔn)確。

3.6 免考緩考功能的實現(xiàn)

本功能是試卷分析報表功能的前提條件，在項目調(diào)研期間，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)者向教務(wù)處申請免考緩考登記表，然后交給任課教師簽字并等考試結(jié)束，教師將登記表和期末試卷裝訂在一起，最后上交到二級學(xué)院保存。申請免考緩考整個過程，學(xué)習(xí)者未告知教秘，導(dǎo)致安排的考場出現(xiàn)了空位，給監(jiān)考教師造成誤判缺考。

教務(wù)處管理員在考試前一個月開通申請免考緩考功能，學(xué)習(xí)者在規(guī)定的時間內(nèi)申請免考緩考。學(xué)習(xí)者選擇學(xué)年學(xué)期、課程和申請免考緩考類型，最后提交申請并由教秘審核，學(xué)習(xí)者可查看申請是否成功。教秘審核提交或者錯過了操作時間，可由教務(wù)處管理員操作免考緩考功能。本功能還實現(xiàn)了免考緩考統(tǒng)計，為教秘安排考場和教師監(jiān)考服務(wù)。

4 結(jié)束語

本文探討了自適應(yīng)輔助教學(xué)一體化平臺，具有知識點提取、個性化學(xué)習(xí)資源推薦、學(xué)習(xí)互動等功能。該平臺旨在提高學(xué)習(xí)資源的利用率；學(xué)習(xí)者獲得精準(zhǔn)的個性化學(xué)習(xí)資源推薦；輔助教師精細(xì)化的教學(xué)服務(wù)；加強教師家長與學(xué)習(xí)者之間的學(xué)習(xí)互動，從而提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)成績。

本文的初探是應(yīng)用領(lǐng)域的熱門話題，具有一定的研究意義，但還有很多工作值得探討。首先學(xué)習(xí)資源的知識點提取功能是人工標(biāo)注的，下一步將圍繞學(xué)習(xí)資源的知識點自動化標(biāo)注開展工作；其次試卷分析報表功能的批量導(dǎo)入學(xué)習(xí)者成績應(yīng)更細(xì)化，今后考慮大題下的每小題成績也批量導(dǎo)入，進(jìn)一步提高試卷分析報表的準(zhǔn)確度；最后為解決個性化學(xué)習(xí)資源推薦的冷啟動問題，未來的工作是完善學(xué)習(xí)者的個人信息和學(xué)習(xí)者主動提供學(xué)習(xí)興趣，從而提高學(xué)習(xí)資源的預(yù)測。