土木工程教育自適應(yīng)性學(xué)習(xí)路徑構(gòu)建與評(píng)估

中圖分類(lèi)號(hào)：G640 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2025）21-0086-05

Abstract：Facingthechalengesofthedigitaleraengineringeducationisinurgentneedof transformationandupgrading. Toenhancetheteachingefectivenessofcivil engineeringcourses，thispaperfocusesontheconstructionandevaluationof adaptiveleamingpaths，aimingtousebigdataandartificialinteligencetechnologtoachievepersonalisedteachingandmeet studentsdiverselearningneeds.Thisstudyfirstanalysesthecurrentstatusoftheaplicationofadaptivelearingtechnologyin engineering education，andbuildsatheoretical frameworkfortheconstructionof learningpathsbycombining knowledgespace theory，learingaltssoaiedlaingtoyndcostrucivistaingtoryubsequntlyakinguneli courseasanexample，itelaborateshowtoconstructapersonalisedlearningpathusing learningbehaviourdataandevaluatesits effectivenessthroughtheindicatorsoflearningoutcomes，learningprocessleamingsatisfactionandlearningmotivation.The resultssowthattheadaptivelearningpathsignificantlyimprovesstudentsknowledgeacquisition，skillenhancement，learing engagement and learning satisfaction，which provides new ideas for engineering education reform.

Keywords：adaptivelearning;engineeringeducation；digitaltransformation；personalisedlearningpath；learningpath construction

數(shù)字化浪潮席卷全球，深刻改變了信息獲取和知識(shí)傳播方式，也給土木工程教育帶來(lái)了前所未有的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)面對(duì)面教學(xué)模式已難以滿(mǎn)足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)需求。自適應(yīng)性學(xué)習(xí)作為一種新興教育模式，能夠利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度和能力動(dòng)態(tài)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和難度，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)2。教育部發(fā)布《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》明確指出，要加快教育現(xiàn)代化，推動(dòng)教育信息化發(fā)展，以應(yīng)對(duì)數(shù)字化浪潮帶來(lái)機(jī)遇與挑戰(zhàn)。自適應(yīng)性學(xué)習(xí)作為一種新興教育模式，利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度和能力動(dòng)態(tài)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和難度，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)。

然而，數(shù)字化也帶來(lái)了新挑戰(zhàn)。例如如何確保在線學(xué)習(xí)質(zhì)量，如何評(píng)估學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，以及如何處理數(shù)字鴻溝等問(wèn)題都是當(dāng)前土木工程教育需要面對(duì)的問(wèn)題。此外，隨著土木工程領(lǐng)域不斷擴(kuò)展和深化，教育內(nèi)容和方法也需要不斷地更新和改進(jìn)，以適應(yīng)新技術(shù)和社會(huì)需求。針對(duì)這些挑戰(zhàn)，構(gòu)建和評(píng)估自適應(yīng)性學(xué)習(xí)路徑必要性。通過(guò)分析現(xiàn)有教學(xué)模式和學(xué)習(xí)理論，結(jié)合土木工程教育特點(diǎn)，提出了一種基于自適應(yīng)學(xué)習(xí)新型教學(xué)模式。

自適應(yīng)性學(xué)習(xí)在土木工程教育中的應(yīng)用現(xiàn)狀

自適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù)在土木工程教育領(lǐng)域引入旨在滿(mǎn)足學(xué)生多樣化、個(gè)性化學(xué)習(xí)需求。其核心優(yōu)勢(shì)在于能夠根據(jù)學(xué)生互動(dòng)和表現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和難度，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)。隨著大數(shù)據(jù)和人工智能發(fā)展，自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)變得更加智能和高效，能夠收集和分析大量學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，給予教師關(guān)于學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)展深人洞察，幫助其做出更有針對(duì)性教學(xué)決策。此外，某些系統(tǒng)還可以預(yù)測(cè)學(xué)習(xí)成果，為教師提供決策支持4，幫助更好地理解學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)和需求。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)個(gè)性化自適應(yīng)學(xué)習(xí)已成為教育界焦點(diǎn)，逐漸演變?yōu)榛诖髷?shù)據(jù)新教育技術(shù)范式。在土木工程教育中，意味著教學(xué)內(nèi)容和方法將更好地適應(yīng)每個(gè)學(xué)生需求和能力，提升學(xué)習(xí)效率和效果。隨著技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，自適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù)將在土木工程教育中發(fā)揮越來(lái)越重要作用，推動(dòng)教育技術(shù)進(jìn)人個(gè)性化和優(yōu)化新范式。

國(guó)內(nèi)外主流自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)建立在學(xué)生模型、知識(shí)領(lǐng)域模型之上，能夠通過(guò)各種學(xué)習(xí)記錄來(lái)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)評(píng)與反饋。這不僅能為學(xué)習(xí)者提供個(gè)性化服務(wù)，還能利用計(jì)算機(jī)將所分析學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)以報(bào)告形式反饋給學(xué)生，以便學(xué)生及時(shí)地了解自己學(xué)習(xí)情況

在土木工程教育中，借助自適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺(tái)架構(gòu)進(jìn)行自適應(yīng)學(xué)習(xí)架構(gòu)，主要采用三層架構(gòu)模式，即表示層、行為層及數(shù)據(jù)層。這些平臺(tái)通過(guò)個(gè)性化服務(wù)作為工作開(kāi)展主軸，嘗試將數(shù)字化技術(shù)和土木隧道工程專(zhuān)業(yè)課程進(jìn)行融合，注重學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，并根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)特征進(jìn)行個(gè)性化適應(yīng)性學(xué)習(xí)。這樣實(shí)踐有助于實(shí)現(xiàn)真正意義上“因材施教”教育理想，從“教師為中心\"向“學(xué)生為中心\"轉(zhuǎn)變。可見(jiàn)，自適應(yīng)性學(xué)習(xí)在隧道工程教育中應(yīng)用現(xiàn)狀顯示出其在個(gè)性化教學(xué)和學(xué)習(xí)路徑構(gòu)建方面巨大潛力。未來(lái)研究和實(shí)踐需要更多地關(guān)注這些系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用效果，以及如何有效地整合這些技術(shù)到現(xiàn)有教育體系中，以實(shí)現(xiàn)更高效和個(gè)性化學(xué)習(xí)。

二學(xué)習(xí)路徑構(gòu)建相關(guān)理論

（1） 知識(shí)空間理論

學(xué)習(xí)路徑構(gòu)建是自適應(yīng)學(xué)習(xí)中關(guān)鍵環(huán)節(jié)涉及知識(shí)空間理論，包括有兩個(gè)關(guān)鍵概念：知識(shí)狀態(tài)（knowl-edgestate）和知識(shí)結(jié)構(gòu)（knowledgestructure）。知識(shí)狀態(tài)指學(xué)習(xí)者在特定時(shí)間點(diǎn)上掌握知識(shí)點(diǎn)集合，而知識(shí)結(jié)構(gòu)則是所有可能知識(shí)狀態(tài)集合。學(xué)習(xí)路徑構(gòu)建實(shí)踐步驟包括確定知識(shí)領(lǐng)域、構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)診斷評(píng)估、實(shí)施自適應(yīng)學(xué)習(xí)路徑以及動(dòng)態(tài)調(diào)整和反饋。

（二） 學(xué)習(xí)分析與大數(shù)據(jù)

利用學(xué)習(xí)分析技術(shù)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行跟蹤和分析，可以提取關(guān)鍵信息，為學(xué)習(xí)路徑調(diào)整提供依據(jù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)通過(guò)整合和分析大量學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)習(xí)者行為深度洞察。

（三）個(gè)性化學(xué)習(xí)理論

個(gè)性化學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)根據(jù)每個(gè)學(xué)生能力、興趣和學(xué)習(xí)習(xí)慣調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。關(guān)注如何針對(duì)個(gè)別學(xué)習(xí)者需求和

學(xué)習(xí)風(fēng)格進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。基于以學(xué)習(xí)者為中心的教育理念，旨在幫助學(xué)生以最適合自己的方式獲取知識(shí)。

（四） 建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者在知識(shí)構(gòu)建中的主動(dòng)性和參與性，認(rèn)為知識(shí)是通過(guò)學(xué)習(xí)者與環(huán)境互動(dòng)主動(dòng)構(gòu)建。認(rèn)為學(xué)習(xí)是一個(gè)基于已有經(jīng)驗(yàn)過(guò)程，學(xué)習(xí)者通過(guò)反思和內(nèi)部心理過(guò)程來(lái)構(gòu)建新知識(shí)。強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)社會(huì)性和情境性，認(rèn)為學(xué)習(xí)者在真實(shí)情境中通過(guò)協(xié)作、對(duì)話(huà)和操作來(lái)建構(gòu)意義。建構(gòu)主義在教學(xué)設(shè)計(jì)中通常采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、問(wèn)題解決和探究式學(xué)習(xí)等策略，以促進(jìn)學(xué)生深度理解和批判性思維。

（五） 理論應(yīng)用方法

個(gè)性化學(xué)習(xí)理論和建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論應(yīng)用于自適應(yīng)學(xué)習(xí)路徑設(shè)計(jì)，可以有效促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和深度理解。例如在設(shè)計(jì)個(gè)性化學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)，可以利用建構(gòu)主義原則，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自己興趣和需求積極參與學(xué)習(xí)，并通過(guò)反思和協(xié)作來(lái)構(gòu)建知識(shí)。

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者在知識(shí)構(gòu)建過(guò)程中主動(dòng)參與。隧道工程教學(xué)實(shí)踐中基于理論學(xué)習(xí)路徑生成模型，允許學(xué)生根據(jù)自身興趣和學(xué)習(xí)進(jìn)度進(jìn)行選擇。使用歸一化方法，進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，基于個(gè)性化學(xué)習(xí)理論確保不同學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)之間可比性。通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)行為聚類(lèi)分析，識(shí)別出不同類(lèi)型學(xué)習(xí)者，如優(yōu)秀自主學(xué)習(xí)者和依賴(lài)他人指導(dǎo)學(xué)習(xí)者，并根據(jù)在線所反饋不同學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，適當(dāng)調(diào)整對(duì)應(yīng)教學(xué)和任務(wù)策略，實(shí)證驗(yàn)證了個(gè)性化學(xué)習(xí)理論在實(shí)踐中的重要性。分析結(jié)果顯示，參與自適應(yīng)學(xué)習(xí)路徑學(xué)生在滿(mǎn)意度和知識(shí)掌握程度上均有顯著提高，與理論預(yù)期一致，進(jìn)一步加強(qiáng)了對(duì)個(gè)性化學(xué)習(xí)價(jià)值理解。

三學(xué)習(xí)路徑構(gòu)建實(shí)踐案例

利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)土木工程教育中教學(xué)內(nèi)容和方法個(gè)性化調(diào)整。在數(shù)字化融合教育新時(shí)代，充分借助數(shù)字化平臺(tái)賦能教育，對(duì)隧道專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)進(jìn)行改革和創(chuàng)新實(shí)踐。其中自適應(yīng)性學(xué)習(xí)路徑構(gòu)建尤為重要。為了實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理至關(guān)重要。該實(shí)踐過(guò)程具體實(shí)施主要包括實(shí)時(shí)追蹤學(xué)生線上學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和深度挖掘，以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑生成。

以土木工程某隧道課程為例。通過(guò)線上教學(xué)平臺(tái)，實(shí)時(shí)追蹤和采集學(xué)生學(xué)習(xí)線上數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理和分析，以有效識(shí)別學(xué)生個(gè)人學(xué)習(xí)行為，并為學(xué)生生成了個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑。初步結(jié)果顯示，參與實(shí)驗(yàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)滿(mǎn)意度、知識(shí)掌握和技能應(yīng)用能力上都有顯著提升，如圖1所示。

15：43王論 關(guān)于隧道工程，大家印象深刻的有哪些內(nèi)容，尤其是施工方面的…詳情gt;監(jiān)控量測(cè) 隧道防水tbm隨道通風(fēng)鉆爆法暗挖法 臺(tái)階法開(kāi)挖部分隧道泥水平衡法礦山法 洞口選擇 照明 盾構(gòu)法新奧法鉆爆蓋挖順作 明挖法臺(tái)階法護(hù)明挖盾構(gòu)機(jī) 蓋挖逆作法

（1） 學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)收集

首先通過(guò)在線學(xué)習(xí)平臺(tái)（超星學(xué)習(xí)通和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)）收集學(xué)生學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)。如登錄頻率與時(shí)長(zhǎng)、課程模塊完成情況、互動(dòng)行為和學(xué)習(xí)成績(jī)。其中登錄頻率與時(shí)長(zhǎng)如實(shí)記錄學(xué)生登錄平臺(tái)次數(shù)及每次學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)；隧道工程課程隧道工程結(jié)構(gòu)支護(hù)模塊完成情況，明確跟蹤學(xué)生在各個(gè)課程模塊中學(xué)習(xí)進(jìn)度；互動(dòng)行為，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)學(xué)生參與討論、提交線上作業(yè)和參加課堂測(cè)驗(yàn)情況；學(xué)習(xí)成績(jī)，分析學(xué)生在不同評(píng)估環(huán)節(jié)中表現(xiàn)。圖2中是某班級(jí)學(xué)生（55人）的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)真實(shí)截圖。可見(jiàn)，學(xué)生主要的線上學(xué)習(xí)時(shí)間分布于8：00—24：00。

（二） 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理

為了確保不同來(lái)源數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行有效比較和分析，采用標(biāo)準(zhǔn)化處理方法。 ① 歸一化處理。針對(duì)不同量綱和范圍數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化，以消除量綱影響。例如登錄頻率和學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)需要統(tǒng)一到相同評(píng)分尺度（例如0到1之間），以便于較為直觀比較與分析。 ② 缺失值處理。對(duì)缺失數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ)或刪除，以確保分析模型準(zhǔn)確性和可靠性。常用方法包括均值插補(bǔ)、K近鄰插補(bǔ)等，根據(jù)數(shù)據(jù)特征選擇不同缺失值處理策略。 ③ 特征工程。通過(guò)對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，提取出重要特征。包括生成學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)特征（如學(xué)習(xí)速度、知識(shí)掌握率變化等），以便提升推薦系統(tǒng)智能化水平。

圖2在線數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖

（三） 數(shù)據(jù)挖掘與分析

基于學(xué)習(xí)者行為分析與評(píng)估是個(gè)性化學(xué)習(xí)理論核心。在數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后，應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)處理后數(shù)據(jù)進(jìn)行分析[10]。

基于聚類(lèi)分析，根據(jù)學(xué)習(xí)行為相似性，將學(xué)生分群，識(shí)別出不同學(xué)習(xí)類(lèi)型和需求學(xué)生。例如部分學(xué)生可能傾向于基于課程階段任務(wù)主動(dòng)學(xué)習(xí)，而少數(shù)部分學(xué)生可能更依賴(lài)于教師具體指導(dǎo)。基于關(guān)聯(lián)規(guī)則，分析學(xué)生學(xué)習(xí)行為之間關(guān)系，挖掘出有效學(xué)習(xí)路徑和內(nèi)容推薦。例如某學(xué)生在隧道工程結(jié)構(gòu)支護(hù)類(lèi)型基礎(chǔ)模塊表現(xiàn)良好，則系統(tǒng)可以推薦與之相關(guān)高級(jí)模塊及不同交通地層隧道支護(hù)型式選擇。基于前期歷史學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，構(gòu)建學(xué)生學(xué)習(xí)成就預(yù)測(cè)模型。該模型能夠預(yù)測(cè)學(xué)生在該章節(jié)之后結(jié)構(gòu)計(jì)算分析和施工安全模塊中表現(xiàn)，以提醒教師在關(guān)鍵時(shí)刻進(jìn)行任務(wù)設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)提前干預(yù)。

（四）個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑生成

基于分析結(jié)果，為每位學(xué)生生成個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑。比如，對(duì)于在課程討論中參與較少的學(xué)生，推薦不同類(lèi)型如山嶺隧道或城市地鐵區(qū)間隧道應(yīng)用場(chǎng)景隧道施工視頻學(xué)習(xí)資源閱讀材料，以幫助學(xué)生更好地理解隧道工程結(jié)構(gòu)及其施工章節(jié)內(nèi)容；而對(duì)表現(xiàn)優(yōu)異的學(xué)生，系統(tǒng)推薦挑戰(zhàn)性更大擴(kuò)展項(xiàng)目來(lái)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣如某大變形隧道關(guān)鍵技術(shù)研究報(bào)告或論文等文獻(xiàn)資源，并基于學(xué)習(xí)任務(wù)，已實(shí)現(xiàn)對(duì)上述學(xué)習(xí)考核和量化。通過(guò)以上步驟，系統(tǒng)即可生成個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑。該路徑不僅根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)行為和進(jìn)度進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，還能夠推薦符合學(xué)生當(dāng)前學(xué)習(xí)水平和興趣模塊。如圖3所示，個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑構(gòu)建流程主要包括：實(shí)時(shí)反饋機(jī)制和推薦算法應(yīng)用[1]。

個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑構(gòu)建

實(shí)時(shí)反饋機(jī)制 推薦算法學(xué)習(xí)進(jìn)展分析- 內(nèi)容推薦算法0反饋數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)- 協(xié)同過(guò)濾個(gè)性化學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)置 路徑 □ 學(xué)習(xí)資源推薦中成果提交截止時(shí)間- 隧道施工視頻教學(xué)計(jì)劃調(diào)整·關(guān)鍵技術(shù)研究報(bào)告

在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)實(shí)施了實(shí)時(shí)反饋機(jī)制，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)展和反饋進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，確保學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)生學(xué)習(xí)需求相匹配。教師在系統(tǒng)上進(jìn)行設(shè)置學(xué)習(xí)任務(wù)成果提交截止時(shí)間，人為時(shí)間節(jié)點(diǎn)設(shè)置體現(xiàn)了在線反饋數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)公平性，并據(jù)此調(diào)整后續(xù)教學(xué)計(jì)劃，更加靈活地滿(mǎn)足不同學(xué)習(xí)程度學(xué)生需求，如此時(shí)可以適當(dāng)延長(zhǎng)學(xué)習(xí)滯后者任務(wù)提交時(shí)間。結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)歷史、個(gè)人興趣和同班級(jí)或不同班級(jí)同學(xué)學(xué)習(xí)行為，利用基于內(nèi)容推薦算法和協(xié)同過(guò)濾等算法，為學(xué)生推薦合適學(xué)習(xí)資源，每次課程內(nèi)外，教師需要對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行深度分析，以掌握學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容理解程度以及學(xué)習(xí)策略是否有效。即通過(guò)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理及其后續(xù)分析，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)學(xué)習(xí)內(nèi)容推薦，還能夠動(dòng)態(tài)優(yōu)化教學(xué)策略。這不僅為學(xué)生提供了定制化學(xué)習(xí)體驗(yàn)，也為工程教育未來(lái)發(fā)展開(kāi)辟了新的可能性。隨著數(shù)字化時(shí)代不斷深化，自適應(yīng)性學(xué)習(xí)路徑構(gòu)建將成為提高教育質(zhì)量重要策略之一。

四自適應(yīng)性學(xué)習(xí)路徑評(píng)估

自適應(yīng)性學(xué)習(xí)路徑評(píng)估至關(guān)重要，它可以幫助教育工作者了解學(xué)習(xí)系統(tǒng)有效性，優(yōu)化學(xué)習(xí)路徑設(shè)計(jì)，確保學(xué)生學(xué)習(xí)個(gè)性化和效果。

（一） 定義評(píng)估指標(biāo)

評(píng)估指標(biāo)主要從學(xué)習(xí)成果、學(xué)習(xí)過(guò)程、學(xué)習(xí)滿(mǎn)意度和學(xué)習(xí)動(dòng)力幾個(gè)方面進(jìn)行。其中學(xué)習(xí)成果指標(biāo)主要考察學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握率和技能提升率。通過(guò)測(cè)試或測(cè)驗(yàn)評(píng)估學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容掌握程度，通常以正確率或分?jǐn)?shù)形式呈現(xiàn)。比較學(xué)習(xí)前后學(xué)生應(yīng)對(duì)負(fù)責(zé)工程問(wèn)題應(yīng)變能力和創(chuàng)新思維。學(xué)習(xí)過(guò)程指標(biāo)主要考察學(xué)習(xí)參與度和學(xué)習(xí)路徑適應(yīng)性。參與度是衡量學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中參與情況，包括登錄頻率、學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)和互動(dòng)次數(shù)。學(xué)習(xí)路徑適應(yīng)性是評(píng)估學(xué)習(xí)算法根據(jù)學(xué)生表現(xiàn)調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容和難度能力。學(xué)習(xí)滿(mǎn)意度指標(biāo)主要考察學(xué)生和教師滿(mǎn)意度調(diào)查反饋，通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查了解學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)路徑滿(mǎn)意程度，包括內(nèi)容相關(guān)性、互動(dòng)性和教學(xué)支持。收集教師對(duì)學(xué)習(xí)系統(tǒng)使用情況及學(xué)生表現(xiàn)反饋，評(píng)價(jià)系統(tǒng)教學(xué)有效性。學(xué)習(xí)動(dòng)力指標(biāo)主要考察生學(xué)習(xí)自主性和學(xué)習(xí)興趣變化。評(píng)估學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中自主選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容和進(jìn)度能力，以及學(xué)生自我管理水平。通過(guò)調(diào)查分析學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容興趣變化，關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

（二） 評(píng)估方法

1量化評(píng)估

在學(xué)習(xí)路徑開(kāi)始前后進(jìn)行相同測(cè)驗(yàn)，比較學(xué)生成績(jī)差異，以量化學(xué)習(xí)成果。利用學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)收集學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，分析學(xué)生參與度、進(jìn)度和知識(shí)掌握情況

2混合方法評(píng)估

一是案例研究方法，選擇典型學(xué)生案例，結(jié)合定量數(shù)據(jù)與質(zhì)性訪談，分析個(gè)別學(xué)習(xí)過(guò)程深入情況；二是焦點(diǎn)小組討論，邀請(qǐng)學(xué)生和教師組成焦點(diǎn)小組，討論自適應(yīng)學(xué)習(xí)路徑效果和改進(jìn)建議，收集多樣化看法。

自適應(yīng)性學(xué)習(xí)路徑評(píng)估應(yīng)綜合考慮多個(gè)指標(biāo)，結(jié)合定量和定性方法，全面分析系統(tǒng)有效性和改進(jìn)方向。這不僅有助于優(yōu)化教育技術(shù)應(yīng)用，還能提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果和滿(mǎn)意度。通過(guò)不斷評(píng)估與反饋，教育工作者能持續(xù)完善學(xué)習(xí)路徑設(shè)計(jì)，以滿(mǎn)足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)需求。

（三） 展示評(píng)估結(jié)果

通過(guò)對(duì)隧道工程課程某班級(jí)55人階段性數(shù)據(jù)搜集，對(duì)自適應(yīng)性學(xué)習(xí)路徑實(shí)施前后測(cè)、參與度、問(wèn)卷調(diào)查等方式數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲得自適應(yīng)性學(xué)習(xí)路徑評(píng)估結(jié)果。

1學(xué)習(xí)成果指標(biāo)

知識(shí)掌握率包括前測(cè)平均分 65% ，后測(cè)平均分85% ，提升幅度達(dá) 20% 。創(chuàng)新工程素養(yǎng)提升率方面，主要考察學(xué)生面對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題時(shí)應(yīng)變和創(chuàng)新思維能力測(cè)試， 80% 學(xué)生應(yīng)變測(cè)評(píng)中得分提高了15分以上。創(chuàng)新思維能力方面， 73% 學(xué)生表現(xiàn)出顯著提升，顯示出對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題能夠通過(guò)有效基礎(chǔ)理論和知識(shí)解決未知問(wèn)題能力。

2學(xué)習(xí)過(guò)程指標(biāo)

學(xué)習(xí)參與度指平均登錄頻率，學(xué)習(xí)路徑實(shí)施前為每周2次，后為每周5次。平均學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)：從每周2小時(shí)增加到每周5小時(shí)，互動(dòng)問(wèn)題解答率達(dá)到 90% 。學(xué)習(xí)路徑適應(yīng)性。系統(tǒng)根據(jù)學(xué)生實(shí)時(shí)表現(xiàn)進(jìn)行了自動(dòng)調(diào)整， 95% 以上的學(xué)生表示感受到內(nèi)容個(gè)性化推薦。

3學(xué)習(xí)滿(mǎn)意度指標(biāo)

學(xué)生滿(mǎn)意度調(diào)查顯示，總體滿(mǎn)意度較好，有 89% 的學(xué)生對(duì)自適應(yīng)學(xué)習(xí)路徑表示滿(mǎn)意或非常滿(mǎn)意。內(nèi)容相關(guān)性評(píng)分：平均分為4.5分（滿(mǎn)分5分）。隧道工程授課教師反饋結(jié)果表明， 80% 的教師認(rèn)為該系統(tǒng)提升了學(xué)生學(xué)習(xí)效果，尤其是在參與度和自主學(xué)習(xí)能力方面。

4學(xué)習(xí)動(dòng)力指標(biāo)

學(xué)習(xí)自主性調(diào)查顯示，有 78% 的學(xué)生報(bào)告在選擇學(xué)習(xí)模塊和進(jìn)度上有更多自主權(quán)。學(xué)習(xí)興趣也發(fā)生了變化。在問(wèn)卷中， 85% 的學(xué)生表示對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容興趣明顯增強(qiáng)，尤其是在互動(dòng)式學(xué)習(xí)模塊中。可見(jiàn)，自適應(yīng)性學(xué)習(xí)路徑實(shí)施取得了顯著成效。學(xué)生知識(shí)掌握和技能提升顯著，參與度和學(xué)習(xí)滿(mǎn)意度也得到了很大提高。該評(píng)估結(jié)果表明自適應(yīng)學(xué)習(xí)的有效性和必要性。

五 實(shí)踐效果

在對(duì)自適應(yīng)性學(xué)習(xí)路徑評(píng)估結(jié)果進(jìn)行深人分析時(shí)，不僅要關(guān)注數(shù)據(jù)曲線，更要理解數(shù)據(jù)變化對(duì)工程教育的廣泛意義與潛在影響，以及其對(duì)工程教育重要性和影響力。

（1） 學(xué)習(xí)成果提升

評(píng)估結(jié)果顯示，學(xué)生知識(shí)掌握率從 65% 提升至85% ，技能提升率也顯著提高。該變化表明，自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)能夠有效識(shí)別學(xué)生學(xué)習(xí)需求，提供個(gè)性化學(xué)習(xí)資源，幫助學(xué)生彌補(bǔ)知識(shí)差距。在工程教育中尤為重要，因?yàn)楣こ虒W(xué)科通常涉及復(fù)雜概念和高度專(zhuān)業(yè)化技能。

上述結(jié)果對(duì)當(dāng)前土木工程教育有積極推動(dòng)作用與影響。如個(gè)性化學(xué)習(xí)模式推廣方面，再次驗(yàn)證了個(gè)性化學(xué)習(xí)有效性，激勵(lì)更廣泛的教育機(jī)構(gòu)采用類(lèi)似模式。尤其在隧道工程教育中，課程內(nèi)容和難度應(yīng)根據(jù)學(xué)生基礎(chǔ)與需求進(jìn)行調(diào)整，幫助學(xué)生在快速發(fā)展技術(shù)環(huán)境中不斷適應(yīng)和更新知識(shí)。在培養(yǎng)學(xué)生隧道實(shí)踐能力方面，隨著技能測(cè)試結(jié)果提升，更加重視理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐應(yīng)用結(jié)合。啟示教育者工程教育不僅要傳授知識(shí)，更要注重學(xué)生能力培養(yǎng)，以應(yīng)對(duì)實(shí)際工程問(wèn)題。通過(guò)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)和校外實(shí)習(xí)等多種形式，使學(xué)生能夠在真實(shí)項(xiàng)目中應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，提高學(xué)生決策能力和創(chuàng)新能力。此外，教師應(yīng)從傳統(tǒng)知識(shí)傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生實(shí)踐引導(dǎo)者和教練，幫助學(xué)生在實(shí)踐中不斷成長(zhǎng)。

（二） 學(xué)習(xí)參與度提高

評(píng)估數(shù)據(jù)顯示，學(xué)生平均登錄頻率和學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)顯著增加，表明更積極地參與學(xué)習(xí)活動(dòng)。此外，參與互動(dòng)問(wèn)題解答率達(dá)到 90% 。反映出自適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)不僅提升了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，也增強(qiáng)了自我學(xué)習(xí)管理能力。

因此，可見(jiàn)自適應(yīng)學(xué)習(xí)路徑促使學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了自我導(dǎo)向?qū)W習(xí)能力，是現(xiàn)代工程教育尤其需要關(guān)注技能。學(xué)生在解決復(fù)雜工程問(wèn)題時(shí)，往往需要獨(dú)立思考和判斷，因此培養(yǎng)這種能力將為未來(lái)職業(yè)生涯打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

在工程教育中，良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)?zāi)軌蛑苯佑绊憣W(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與效果。通過(guò)引入自適應(yīng)學(xué)習(xí)模式，教育者能夠創(chuàng)造更加靈活的動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境，從而提高學(xué)生對(duì)課程整體滿(mǎn)意度。

（三） 學(xué)生與教師反饋

調(diào)查結(jié)果顯示， 89% 學(xué)生和 80% 教師對(duì)自適應(yīng)學(xué)習(xí)路徑表示滿(mǎn)意。滿(mǎn)意度不僅體現(xiàn)在學(xué)習(xí)成效上，也反映了對(duì)學(xué)習(xí)資源和教學(xué)方法認(rèn)可。主要表現(xiàn)為以下兩個(gè)方面。

加強(qiáng)師生在線互動(dòng)，學(xué)生高度滿(mǎn)意度提示，教師應(yīng)更注重與學(xué)生互動(dòng)和反饋，為其提供更具針對(duì)性指導(dǎo)。隨著工程教育復(fù)雜性增加，教師角色將從單純知識(shí)傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)引導(dǎo)者。

教師反饋表示自適應(yīng)學(xué)習(xí)路徑確實(shí)提升了學(xué)生參與度和學(xué)習(xí)效果，推動(dòng)了反饋機(jī)制發(fā)展。在工程教育中，可以考慮建立循環(huán)反饋機(jī)制，及時(shí)調(diào)整課程內(nèi)容與教學(xué)方法，以確保滿(mǎn)足學(xué)生學(xué)習(xí)需求。

（四） 對(duì)未來(lái)工程教育影響

結(jié)合評(píng)估結(jié)果，可以推測(cè)出自適應(yīng)性學(xué)習(xí)路徑成功實(shí)施可為工程教育帶來(lái)深遠(yuǎn)影響。

土木工程教育課程設(shè)計(jì)應(yīng)基于學(xué)生個(gè)體差異進(jìn)行因勢(shì)利導(dǎo)，進(jìn)行多樣化設(shè)計(jì)，以更加靈活地融入自適應(yīng)學(xué)習(xí)理念，以適應(yīng)不同背景學(xué)生需求。結(jié)果進(jìn)一步印證了技術(shù)在教育改革中的關(guān)鍵作用。未來(lái)工程教育將更多依賴(lài)于數(shù)據(jù)分析、人工智能等技術(shù)手段，以實(shí)現(xiàn)高效、個(gè)性化學(xué)習(xí)體驗(yàn)。關(guān)注終身學(xué)習(xí)：當(dāng)前土木工程行業(yè)在經(jīng)歷了日新月異的快速建設(shè)后，鐵路公路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷趨于飽和和后期智能運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)，終身學(xué)習(xí)理念應(yīng)深人根植于工程教育理念中。自適應(yīng)學(xué)習(xí)路徑構(gòu)建，有助于學(xué)生在學(xué)習(xí)中養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)習(xí)慣，提升在快速變化工作環(huán)境中適應(yīng)能力。

六結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)隧道工程課程自適應(yīng)性學(xué)習(xí)路徑構(gòu)建和評(píng)估，驗(yàn)證在提升學(xué)生學(xué)習(xí)成果、學(xué)習(xí)參與度和學(xué)習(xí)滿(mǎn)意度方面有效性。結(jié)果顯示，參與自適應(yīng)學(xué)習(xí)路徑學(xué)生在知識(shí)掌握、技能提升、學(xué)習(xí)參與度和學(xué)習(xí)滿(mǎn)意度等方面均有提高，證明了自適應(yīng)性學(xué)習(xí)路徑在隧道工程教育中可行性和有效性。

綜上所述，自適應(yīng)性學(xué)習(xí)路徑構(gòu)建和評(píng)估結(jié)果，展示了數(shù)字化技術(shù)賦能下土木隧道工程專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)新形態(tài)，也為未來(lái)發(fā)展提供了有力支持和方向。這不僅提升了學(xué)生知識(shí)掌握與隧道工程創(chuàng)新思維培養(yǎng)，也促進(jìn)了學(xué)習(xí)參與度和滿(mǎn)意度，為工程教育提供了更為豐富和靈活的教學(xué)模式。

參考文獻(xiàn)：

[1]李海峰，王煒.國(guó)際主流適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)比較與趨勢(shì)分析[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2018，28（10）：35-41.

[2]付金偉，魏佳鑫，劉美，等.AIGC技術(shù)賦能工程教育轉(zhuǎn)型：教學(xué)方法與學(xué)習(xí)體驗(yàn)革新[J/OL].高等工程教育研究，1-7[2024-11-18].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/42.1026.G4.20241028.1033.038.html.

[3]顏麗蓉，儲(chǔ)節(jié)旺，李振延，等.生成式人工智能融入信息資源管理學(xué)科專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)路徑探索研究[J/OL].圖書(shū)館雜志，1-15[2024-11-18].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/31.1108.G2.20241105.1004.002.html.

[4]江波，高明，陳志翰，等.基于行為序列學(xué)習(xí)過(guò)程分析與學(xué)習(xí)效果預(yù)測(cè)[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2018（2）：103-112.

[5]盧國(guó)慶，楊沁，賀相春.生成式人工智能賦能高等教育形成性評(píng)價(jià)價(jià)值、挑戰(zhàn)及路徑[JJ.電化教育研究，2024，45（11）：84-91.

[6]張軍.綠色教育：新時(shí)代中國(guó)高等教育變革與轉(zhuǎn)型[J].中國(guó)高教研究，2024（10）：1-10，35.

[7]鄭蘭琴，范云超，牛佳玉.基于在線協(xié)作學(xué)習(xí)交互文本跨領(lǐng)域知識(shí)圖譜構(gòu)建技術(shù)[J].電化教育研究，2022，43（12）：70-77.

[8]周海波.基于自適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺(tái)促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)研究[J].電化教育研究，2018，39（4）：122-128.

[9]熊璋.未來(lái)教育新生態(tài)建構(gòu)趨勢(shì)與關(guān)鍵[J].人民論壇·學(xué)術(shù)前沿，2024（17）：58-65.

[10]李海林，周文浩，吳炳毅，等.基于云模型理論數(shù)據(jù)預(yù)處理及校準(zhǔn)分析方法研究[J/OL].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐，1-19[2024-11-18].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.2267.N.20240929.1249.036.html.

[11]許鋒華，胡先錦.人工智能技術(shù)賦能個(gè)性化學(xué)習(xí)：意蘊(yùn)、機(jī)制與路徑[J].廣西師范大學(xué)學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版），2023，59（4）：68-79.