基于在線學習平臺的個性化需求定制系統的研究

王飛雪

（重慶人文科技學院計算機工程學院，重慶 401524）

1 引言

隨著教育信息化和“互聯網+”飛速發展，信息技術改變了當代人們的學習方式和思維方式。在線學習平臺與傳統的學校教育相比有著自身的優勢，諸如數字化學習、移動學習和定制服務學習等，日益被廣泛認可。我們把學習者通過互聯網進行學習的媒介稱作在線學習平臺[1]，學習者可以隨時登錄平臺進行適合自己水平的學習，平臺記錄學習者的進度、答疑以及相互交流，還有配套的學習資源可供使用，系統平臺實現對學習者學習情況的全面管理，甚至可以通過對學習者學習的數據分析，從而對學習者進度和方向進行相應的調整，實現對不同學習者進行不同教學的目的。可以說，進行個性化需求定制的在線學習平臺是學校教師教學的重要補充，同時也是學生學習的必要支撐。因此，開發出適應學習者需要的并且能有效指導他們學習的系統平臺已成為基于互聯網教育中的重要課題。

針對個性化需求定制系統平臺，這兩年已經出現大量的學習模型和學習系統，這些模型和系統提供了豐富的學習資源、完善的動態交互及合理的學習難易度等功能[2]。由于基于個性化需求定制系統都是針對學習者自身的特征而設計的，因此目前的在線學習系統模型大都從關鍵定制技術、個性化學習系統模型、教育應用研究、圖書館個性化定制等方面來進行研究。比如，文獻[3]從E-learning中通過對Web用戶行為模式出發，分析了網絡日志及特征，并對用戶的訪問記錄的數據進行了探討。文獻[4]通過考慮網絡個性化定制服務系統的三種體系結構和信息過濾功能，構建了在網絡個性化定制服務系統中的信息過濾技術模型。文獻[5]討論了基于理性個性化的網絡信息定制服務，介紹了定制服務需要的關鍵技術及工作流程。文獻[6]說明將個性化服務技術應用于網絡學習平臺。文獻[7]通過基于云計算環境進行構建探究，設計實現了個性化的教學系統平臺。這些研究表明：雖然個性化定制種類繁多，但在網絡方面研究并不多，基于個性化定制需求的在線學習平臺，無法收集來自異構平臺的學習資源，因此不具通用性，無法實現平臺間的資源共享；或只實現了被動性定制（即通過挖掘、分析用戶的愛好等信息，對用戶進行資源推送），并沒有實現學習者對系統平臺的主動性定制。

本文在最常用的Felder Silverman量表的基礎上獲取學習者的風格信息，然后重點分析和比較現有的學習者模型，根據CELTSC學習者模型規范，從而建立個性化學習者模型。最后，本文通過總體設計來介紹基于在線學習平臺的個性化需求定制系統的研究，該研究表明，本文提出的學習者模型對于在線學習平臺的個性化需求定制系統有一定的現實意義。

本文第一節介紹了本文需要研究的問題和國內外研究現狀，第二節介紹了Felder-Silverman學習風格測試量表，第三節討論了基于Felder-Silverman學習風格的個性化學習者模型的建立，第四節提出了基于在線學習平臺的個性化需求定制系統的設計，說明了本文提出的學習者模型對于在線學習平臺的個性化需求定制系統的有效性，最后一節對全文進行了總結。

2 Felder-Silverman學習風格測試量表

經典的Felder-Silverman學習風格模型的創建最初是為了獲取本科學生間的差異而設計的，此模型從學生差異的角度出發，圍繞信息加工、感知維度、信息輸入和內容理解四個方面，把學習者的學習風格分成以下幾種[8]，如表1所示：

表1 學習者的學習風格劃分

Felder-Silverman學習風格模型的分類對學習者的學習起著很重要的作用，針對不同的風格的學習者按照不同的教學設計進行學習，比如對于序列型的學習者可以循序漸進地學習，對于活躍型的學習者可以安排積極的交流討論環節，對于視覺型的學習者可以以視頻和圖片為主進行講解。

Felder-Silverman學習風格模型的分類定義好以后，由此產生了基于多元智能理論和教學實踐的《學習風格指數問卷》，該問卷經過多次改進之后，形成了目前的最新版本，稱為Felder-Silverman學習風格測試量表，一共有44個問題，每個問題有a,b兩個選項分別對應相應維度下的不同的學習者類型。該量表通常用來測試學習者的學習風格，該量表在測試學習者不同的學習風格上起到了應有的作用，是目前使用最多的量表。

3 基于Felder-Silverman學習風格的個性化學習者模型的建立

學習者模型是個性化服務定制中的基本概念，每個學習者有不同的學習行為和習慣，學習者模型是指智能系統中某個用戶的表示法，系統利用用戶模型中包含的知識來剪裁它的界面以適合特定的用戶需求。可以說，學習者模型是網絡學習過程中的針對某個具體的學習者的心理和生理各個方面的抽象，它包含學習者的特定信息、興趣、學習方式、觀念等的描述，所以它可以作為在線平臺提供個性化服務的重要依據。系統根據這些描述來判斷學習者屬于哪種類型，從而推薦適合于特定用戶的學習方法及學習資源。

教育部教育信息化技術標準委員會(CELTSC)制定了一個比較完整的信息化標準體系，其中CELTSC-11規定了與學習者信息相關的語法和語義的規范[9]，本文根據此規范的要求進行了取舍，從個人興趣、知識水平、認知能力、學習風格和資源定制等方面建立學習者模型[10]，如圖1所示。

圖1 學習者模型的建立

4 基于在線學習平臺的個性化需求定制系統的設計

該系統為學習者提供了具有注冊、登錄、學習風格測試、資源定制、在線學習、用戶管理、交流互助等綜合性的一體化網絡系統平臺。此平臺改變了普通在線學習平臺的基于搜索的被動定制，對學習者進行主動推送，更好地實現了學習者的個性化學習。系統由5個模塊組成：學習者信息收集模塊、在線學習模塊、學習者信息處理模塊、學前預備模塊、學習者學習管理模塊和學習者資源管理模塊等。具體的結構圖如圖2所示。

圖2 在線學習平臺系統的設計

本系統采用經典的B/S三層架構，分為表示層、業務邏輯層、數據訪問層三個層次。第一層表示層：瀏覽器。瀏覽器向網絡服務器發送請求，接收由服務器返回的結果。具體是由瀏覽器向網絡服務器發送請求信息，網絡服務器接收到信息后對用戶的合法性進行驗證，通過驗證之后就把請求的信息返回瀏覽器，這個過程采用HTTP協議。在表示層中，涉及了學前預備模塊和在線學習模塊，其中，學前預備模塊是負責對學習者的具體個性化需求定制相關的信息輸入，包括了個人興趣、知識水平、認知能力、學習風格等，在線學習模塊主要負責學習者在登錄之后的具體學習，給學習者提供了可操作的與學習相關的界面，而此界面與第二層的學習者學習管理模塊相聯系。第二層業務邏輯層：網絡服務器。網絡服務器接收從瀏覽器傳送過來的請求并對用戶請求進行分析處理。首先它分析用戶的請求是否涉及訪問數據庫，如果需要訪問數據庫，就會與相應的數據庫連接，在數據庫中讀取所需要的數據，比如定制庫數據、模型庫數據等，讀出數據后返回結果到網絡服務器，網絡服務器處理數據并返回結果到瀏覽器。所以這一層涉及了業務處理的相應模塊，包括學習者信息收集模塊、學習者信息處理模塊、學習者學習管理模塊和學習者資源管理模塊。第三層數據訪問層：數據庫。數據庫里包含了學習者定制庫、學習者模型庫、學習者資源庫等，主要負責接收從網絡服務器傳來的請求信息，并對數據庫進行相應的查詢、修改、更新等操作，與學習者相應數據庫相匹配，然后把結果提交給網絡服務器。

建立基于Felder-Silverman學習風格的個性化學習者模型之后，服務器端就可以直接從數據庫中獲取已有的個性化學習者模型，它根據個性化學習者模型庫中的資源，從本地資源庫中提取出最匹配的模型資源，對資源進行組織，然后將資源通過HTTP協議返回給客戶端。學習者登錄后即可進行相應的學習資源定制，就可以輕松地在學習資源界面看到自己定制的相關資源信息。學習者可以定制自己感興趣的主題信息，也可以隨時改變自己定制的信息，定制完成后，主題信息即可保存在數據庫的學習者定制庫中。

5 總結

個性化需求定制是今后在線學習平臺發展的大方向，也是在線學習平臺研究的重點。通過對學習者的學習風格進行主動定制，將學習風格應用到在線學習平臺上，可以更好更有效地實現與學習者學習風格相適應的教學方式，提供更適合學習者的教學資源。本文主要在最常用的Felder Silverman量表的基礎上獲取學習者的風格信息，重點分析和比較現有的學習者模型，根據CELTSC學習者模型規范建立個性化學習者模型，基于此模型設計了在線學習平臺個性化需求定制系統。本文對于目前的在線學習平臺建設有一定的現實意義。