基于知識(shí)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的個(gè)性化學(xué)習(xí)模式研究

張春飛 孫元 王成喜

摘要：互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育領(lǐng)域的快速發(fā)展和應(yīng)用，以及人們對(duì)學(xué)習(xí)理念認(rèn)知的不斷更新，使得基于學(xué)習(xí)者個(gè)性特征和認(rèn)知能力分析的個(gè)性化教學(xué)模式逐漸成為了我國(guó)及世界各國(guó)教育界研究的熱點(diǎn)。本文在研究了高校學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)和個(gè)性差異的基礎(chǔ)上，結(jié)合所學(xué)課程的知識(shí)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)關(guān)系和學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣等特征因素，構(gòu)造了一個(gè)基于知識(shí)點(diǎn)推薦的個(gè)性化學(xué)習(xí)模型，旨在提升學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和提高學(xué)習(xí)的效率，從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的因材施教和個(gè)性化學(xué)習(xí)，它能在縮短學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)時(shí)間的同時(shí)，極大地提高學(xué)習(xí)者對(duì)于知識(shí)的掌握和運(yùn)用能力。

關(guān)鍵詞：個(gè)性化學(xué)習(xí)；推薦系統(tǒng)；知識(shí)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；智能學(xué)習(xí)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）41-0186-02

通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜索信息獲取知識(shí)已逐漸成為現(xiàn)代社會(huì)人們學(xué)習(xí)生活的一種主流方式。區(qū)別于傳統(tǒng)的知識(shí)獲取途徑，網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)在于，能夠突破時(shí)空限制，消除“信息孤島”和實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的有效共享。然而，我國(guó)現(xiàn)有的在線學(xué)習(xí)平臺(tái)還不能真正適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求，其缺陷也主要集中于書(shū)本知識(shí)的電子化過(guò)程，學(xué)習(xí)過(guò)程缺少智能化指導(dǎo)，不能有針對(duì)性地實(shí)現(xiàn)個(gè)性教學(xué)。本文的研究思路是，分析大學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)及所學(xué)課程的知識(shí)點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)關(guān)系，從知識(shí)點(diǎn)的銜接關(guān)系和學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的實(shí)際掌握情況出發(fā)，研究基于知識(shí)點(diǎn)拓?fù)潢P(guān)系的智能學(xué)習(xí)推薦教學(xué)模式，從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的個(gè)性化和智能化學(xué)習(xí)指導(dǎo)。

一、大學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)及個(gè)性化差異

當(dāng)代大學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)歸納起來(lái)主要有以下幾點(diǎn)：

1.注意力的廣度和深度方面有了進(jìn)一步的發(fā)展。到了大學(xué)階段，學(xué)生注意力集中的范圍有了大幅度的擴(kuò)展，注意力集中的時(shí)間和深度也得到了極大的增強(qiáng)，目的性、自覺(jué)性和自我控制能力在不同的學(xué)生個(gè)體中呈現(xiàn)多樣化的發(fā)展態(tài)勢(shì)，因此傳統(tǒng)的教學(xué)模式已不完全適應(yīng)每一個(gè)學(xué)生的發(fā)展。

2.記憶力方面有了質(zhì)的飛躍。多年受教育的經(jīng)歷，使得大學(xué)生的記憶能力有了飛速的發(fā)展，他們的記憶已不再是單純的機(jī)械式記憶，而是具有自主選擇、強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和跳躍式的記憶，能夠有效地統(tǒng)覽全書(shū)，抓住綱要，提練重點(diǎn)，并且具有在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上融匯新知的能力。

3.認(rèn)知能力的個(gè)體差異方面進(jìn)一步擴(kuò)大。該階段學(xué)生的認(rèn)知能力個(gè)體差異方面表現(xiàn)得更為明顯，對(duì)新知的興趣和掌握的深度和廣度及實(shí)踐應(yīng)用能力有了明顯的區(qū)別。

綜合上述情況不難看出，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式已不完全適應(yīng)現(xiàn)階段大學(xué)生發(fā)展的需要，研究新的教學(xué)模式已成為當(dāng)務(wù)之急，只有適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的教學(xué)方式才是提升大學(xué)人才培養(yǎng)機(jī)制的根本所在。

二、基于知識(shí)點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)關(guān)系

高校中的教學(xué)資源存在海量性和多元性的特點(diǎn)，知識(shí)點(diǎn)之間既存在前后銜接的關(guān)系也有時(shí)空上的并行發(fā)展，因此為了更好地傳授及獲取知識(shí)，在規(guī)劃一門(mén)課程的時(shí)候，應(yīng)首先設(shè)計(jì)出該課程的知識(shí)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。

以大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程為例，基于知識(shí)點(diǎn)拓?fù)潢P(guān)系的知識(shí)樹(shù)結(jié)構(gòu)如下圖1所示。

依據(jù)圖1，可以得到如下教學(xué)啟示。計(jì)算機(jī)與社會(huì)信息化、操作系統(tǒng)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等存在并行關(guān)系，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，可根據(jù)學(xué)生個(gè)體差異，有選擇性地跳躍式學(xué)習(xí)，而計(jì)算機(jī)與社會(huì)信息化和計(jì)算機(jī)組成原理之間，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法與程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等內(nèi)容之間存在前后銜接關(guān)系，學(xué)生只有在掌握了前面內(nèi)容的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行下一步的學(xué)習(xí)。

三、基于知識(shí)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的個(gè)性化學(xué)習(xí)模式研究

1.學(xué)習(xí)系統(tǒng)模型構(gòu)建?；谥R(shí)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的個(gè)性化學(xué)習(xí)模型結(jié)構(gòu)如下圖2所示。該模型的參與角色有兩類(lèi)：一類(lèi)為學(xué)習(xí)者，是學(xué)習(xí)過(guò)程的主體，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過(guò)程的自主性，個(gè)性化分析和推薦模塊能夠根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知狀態(tài)和對(duì)學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)的理解程度，安排后續(xù)的學(xué)習(xí)內(nèi)容。另一類(lèi)為教師，其角色從課堂的主導(dǎo)者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)過(guò)程的指導(dǎo)參與者，通過(guò)信息維護(hù)模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)中知識(shí)的更新和維護(hù)，以及實(shí)現(xiàn)與學(xué)生的交互過(guò)程。

學(xué)習(xí)系統(tǒng)模型采用目前通用的三層架構(gòu)形式，包括表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層和底層數(shù)據(jù)層。表現(xiàn)層的作用在于依據(jù)參與角色的不同，生成不同的交互界面，方便用戶(hù)操作。業(yè)務(wù)邏輯層是整個(gè)系統(tǒng)的核心主體，實(shí)現(xiàn)參與者信息的收集、維護(hù)、分析，進(jìn)而推薦學(xué)習(xí)的內(nèi)容，做到個(gè)性化教學(xué)。底層數(shù)據(jù)層用來(lái)存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中所需的各種數(shù)據(jù)，為上面兩層的正確運(yùn)行提供數(shù)據(jù)服務(wù)支撐。

2.學(xué)習(xí)過(guò)程分析。基于知識(shí)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的個(gè)性化學(xué)習(xí)模式的實(shí)際運(yùn)行流程如下：（1）學(xué)習(xí)者登錄學(xué)習(xí)平臺(tái)，新用戶(hù)注冊(cè)，獲取相應(yīng)學(xué)習(xí)權(quán)限；老用戶(hù)提出學(xué)習(xí)請(qǐng)求。（2）平臺(tái)接收到學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)請(qǐng)求后，為其提供該課程的相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)列表，并接受學(xué)習(xí)者的選擇。（3）依據(jù)用戶(hù)選擇的知識(shí)點(diǎn)，系統(tǒng)根據(jù)其存儲(chǔ)的知識(shí)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)關(guān)系，為學(xué)習(xí)者提供一份該知識(shí)點(diǎn)的前驅(qū)知識(shí)點(diǎn)測(cè)試題。（4）根據(jù)測(cè)試題的掌握情況，系統(tǒng)決定是為該用戶(hù)提供所選擇知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)資源還是提供其前驅(qū)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)資源。（5）每個(gè)知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)完畢，系統(tǒng)都會(huì)依據(jù)學(xué)習(xí)的內(nèi)容，從試題庫(kù)中抽取相關(guān)試題，為學(xué)習(xí)者提供一份測(cè)試題，以檢驗(yàn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果，并為下次的學(xué)習(xí)提供信息支撐，完成一次教學(xué)過(guò)程。

四、總結(jié)

基于知識(shí)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的個(gè)性化學(xué)習(xí)模式最為突出的特點(diǎn)在于它的適應(yīng)性，區(qū)別于以往的教學(xué)模式，真正實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化學(xué)習(xí)，為學(xué)習(xí)者提供了一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，能夠根據(jù)學(xué)習(xí)者對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的掌握情況推薦學(xué)習(xí)資源。教學(xué)實(shí)踐顯示，該模式能在縮短每個(gè)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)時(shí)間的同時(shí)，提高學(xué)習(xí)效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的教學(xué)目標(biāo)。

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