基于網(wǎng)絡的自適應學習系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

趙婉芳

摘 要：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術、智慧教育的發(fā)展， 研究和建設能夠基于學習者個體特征的自適應網(wǎng)絡學習系統(tǒng)有著廣泛的應用前景，本文討論了自適應學習系統(tǒng)的定義，分析了系統(tǒng)相關功能，并給出了前臺系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖及實現(xiàn)技術，對于未來自適應學習系統(tǒng)的研究和發(fā)展有一定參考意義。

關鍵詞：自適應；學習系統(tǒng)；.NET

中圖分類號：G343 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）23-0026-01

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術、智慧教育的發(fā)展，人們對網(wǎng)絡學習的要求也越來越高，如何在學習過程中動態(tài)反映學習者不斷變化的知識水平和認知能力，并能針對學習者個性特征提供相適應的學習內(nèi)容是網(wǎng)絡教學系統(tǒng)未來研究的方向。因此，研究和建設能夠基于學習者個體特征，引導其高效學習的自適應網(wǎng)絡學習系統(tǒng)具有十分重要的意義和價值，有著廣泛的應用前景。

1 自適應學習系統(tǒng)

自適應，是指“自動適應、自動改變”的意思。自適應學習，即Adaptive Learning，是指學習者在學習過程中，通過積極的探索和思考，把知識與技術的獲取與學習者學習條件及其學習進度相結(jié)合的一種學習方式[1]。這種學習方式的特點為學習者不再被動接受知識，而是結(jié)合自己實際需求主動去發(fā)現(xiàn)知識，并自主的監(jiān)控個人的學習過程，選擇適合自己的學習內(nèi)容、時間、方式和策略進行學習。自適應學習系統(tǒng)則是滿足學習者這一學習特點要求而開發(fā)的軟件系統(tǒng)，該系統(tǒng)重點體現(xiàn)在于“自適應”，是隨著Web技術的發(fā)展形成的一類基于“瀏覽器/服務器”結(jié)構(gòu)的支持“自適應”的學習系統(tǒng)。自適應學習系統(tǒng)在就其本質(zhì)來說，實際上是一種能夠支持和反映學習者個性學習需要的在線學習環(huán)境，它能夠根據(jù)學習者個體的差異，因人、因時提供適合個體特征的學習支持，例如：個性化的學習資源提供、學習過程輔導和學習策略支持等[2]。該系統(tǒng)通過對學生學習行為與知識掌握的數(shù)據(jù)進行分析，推送合理的學習策略與適當難度的學習資源給學習者，對不同的學習者提供不同的個性化學習幫助，有利于提高學習者學習興趣，促進網(wǎng)絡的教與學。

2 系統(tǒng)功能設計規(guī)劃

基于網(wǎng)絡的自適應學習系統(tǒng)總體邏輯結(jié)構(gòu)可以劃分為相對獨立的學習部分、教學部分、支持部分以及管理維護部分四部分。學習部分是系統(tǒng)面向?qū)W習者的部分，在該部分中，學習者需要登錄到系統(tǒng)中，參加系統(tǒng)提供的自適應測試，測試結(jié)束后系統(tǒng)將給出測試結(jié)果及推薦相應的學習計劃，學習者在系統(tǒng)的幫助下自主選擇并確定適合自己的學習內(nèi)容、策略等，從而開始自適應學習。教學部分是以指導者為主導，主要幫助學習者更好的實現(xiàn)個性化的自適應學習，在該部分中當學習者需要時可以尋求指導者幫助其制定學習計劃、學習方式、學習策略以及學習過程中碰到的具體困難等。支持部分主要提供整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)支持，數(shù)據(jù)主要包含有知識庫、學習者記錄庫、自適應測試題庫等信息。學習者的整個學習過程將記錄在數(shù)據(jù)庫中，針對學習者的分析建議等都基于該支持部分的數(shù)據(jù)，因此該部分是實現(xiàn)自適應學習的根本保障。管理維護部分主要是負責對整個系統(tǒng)的維護和管理工作。它要對學習者、指導者、學習內(nèi)容、測試題庫、評價反饋等對象進行管理和維護操作，是整個系統(tǒng)的統(tǒng)籌管理者。基于以上分析，學習系統(tǒng)的具體實現(xiàn)中，可以將其分為前臺管理系統(tǒng)和后臺管理系統(tǒng)兩部分，前臺管理系統(tǒng)主要針對學習者，是學習系統(tǒng)的主體部分，學習者登錄到該部分，瀏覽所有的學習資源進行學習。因此該部分的功能規(guī)劃設計是自適應學習系統(tǒng)能夠真正高效的關鍵。經(jīng)過分析規(guī)劃，自適應前臺系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

后臺系統(tǒng)提供網(wǎng)站管理員及指導教師管理使用，主要針對網(wǎng)站中的學習者用戶、學習資源、測評信息等內(nèi)容進行管理。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)技術

從系統(tǒng)穩(wěn)定性、安全性、及后期可維護性等方面考慮，可以選擇使用.NET開發(fā)模型來進行自適應系統(tǒng)的實現(xiàn)。.NET模型使得采用不同程序設計語言創(chuàng)建的應用程序都能夠相互地通信，并且允許開發(fā)者創(chuàng)建基于WEB的應用程序，為學習系統(tǒng)提供了統(tǒng)一、高效的實現(xiàn)平臺。

利用.NET技術構(gòu)建的基于網(wǎng)絡的自適應學習系統(tǒng)架構(gòu)可以劃分為三個層級，分別是：用戶界面層、業(yè)務邏輯層和數(shù)據(jù)層。用戶界面層主要面對用戶，接受用戶請求及返回服務器數(shù)據(jù)，為客戶端提供應用程序的訪問，實現(xiàn)學習者與系統(tǒng)的交互。業(yè)務邏輯層主要負責對數(shù)據(jù)層的操作，把一些數(shù)據(jù)層的操作進行組合邏輯判斷并將數(shù)據(jù)分發(fā)到客戶端。數(shù)據(jù)訪問層是針對數(shù)據(jù)庫進行操作，主要完成對各個數(shù)據(jù)文件的操作。三層架構(gòu)之間有機結(jié)合，互相獨立，任意一層完全替換，都不會對其它兩層造成影響，有利于系統(tǒng)的后期維護和升級處理。系統(tǒng)實現(xiàn)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

其中的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)可以采用Sql Server或Mysql數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)都可以。.NET技術可以采用ODBC（Open Database Connectivity）即開放數(shù)據(jù)庫連接技術很方便地實現(xiàn)與SQL數(shù)據(jù)庫的連接。ODBC建立了一組規(guī)范，并提供了一組對數(shù)據(jù)庫訪問的標準應用程序編程接口。這些接口利用SQL來完成其大部分任務。另外ODBC本身也提供了對SQL語言的支持，用戶也可以直接將SQL語句送給ODBC。這樣大大簡化了系統(tǒng)開發(fā)的難度，有利于加快系統(tǒng)開發(fā)進程。

4 結(jié)語

適應性學習是提高網(wǎng)上學習效果的一種有效途徑。通過自適應學習系統(tǒng)呈現(xiàn)給每個學習者的學習背景、學習水平和學習風格是因人而異的，因此更能有效的針對學習者個性特點來提高學習效果，該領域?qū)⑹俏磥砭W(wǎng)絡研究的熱點之一，對于促進網(wǎng)絡教育發(fā)展起到至關重要的作用。

參考文獻

[1]高虎子，周東岱自適應學習系統(tǒng)學習者學習風格模型的研究現(xiàn)狀與展望[J].電化教育研究，2012，（02）：32-38.

[2]宋歡.Web服務環(huán)境下的個性化學習平臺的研究與設計[D].廣州：華南師范大學，2010.endprint